Экранированная кабельная сборка для авиационного двигателя
Изобретение относится к области электротехники и касается особенностей конструктивного выполнения кабельных сборок с одинарным или двойным экранированием и двумя барьерами герметичности, предназначенных для работы в зонах с тяжелыми условиями в отношении температуры, вибрации и электромагнитных помех, таких, как турбореактивный или турбовинтовой двигатель. Предлагаемая экранированная и герметичная кабельная сборка, предназначенная для авиационного двигателя, содержит проводящие элементы (20), помещенные в трубчатую защитную и экранирующую структуру (22), состоящую из внутренней трубчатой текстильной оплетки (24), промежуточной металлической оплетки (26) электромагнитного экранирования и внешней гофрированной оболочки (28), конец которой приклеен к термоусаживаемому наконечнику (30) для закрепления на детали соединителя или разветвительной муфты. Технический результат - снижение веса экранированной и герметичной кабельной сборки при одновременном обеспечении возможности образования ею изгиба малого радиуса. 8 з.п. ф-лы, 2 ил.
Настоящее изобретение относится к кабельной сборке с одинарным или двойным экранированием с двумя барьерами герметичности и предназначена для работы в зонах с тяжелыми условиями в отношении температуры, вибрации и электромагнитных помех, таких, как турбореактивный или турбовинтовой двигатель.
Кабельная сборка такого типа содержит множество электрических проводов и кабелей, которые обеспечивают, например, соединение между различным электрическим оборудованием, таким как электронная система управления двигателем или датчики.
В настоящее время применяют две различные технологии для сборки электрических кабелей в зависимости от температуры рабочих зон. В случае, когда максимальная температура в таких зонах не превосходит 150°C, для защиты соединительных электрических кабелей и проводов в общем случае применяют структуру, содержащую текстильную оплетку, образующую первый защитный слой электрических кабелей и проводов, трубчатую металлическую оплетку электромагнитного экранирования, окружающую текстильную оплетку, и внешнюю оболочку из термоусаживаемого полимера, на конце которой имеется наконечник из термоусаживаемого полимера, служащий для защиты края экранирующей оплетки на трубчатой соединительной детали из металла или композиционного материала и для соединения внешней оболочки с упомянутой соединительной деталью. Такая структура обладает преимуществом, состоящим в способности воспринимать изгиб относительно малых радиусов, но ее стойкость при нагреве ограничивается 150°C.
В зонах с более высокой температурой, которая может достигать 260°C, применяют трубчатую структуру защиты электрических кабелей и проводов, которая содержит внутреннюю оболочку из ПТФЭ (политетрафторэтилен), металлическую оплетку электромагнитного экранирования, которая окружает упомянутую оболочку, и текстильную оплетку, которая окружает экранирующую оплетку и которую выполняют из материала, выдерживающего повышенные температуры, например из арамидных волокон, причем конец такой структуры закрепляют хомутом на соединительной детали из металла или композиционного материала.
Недостатком такой структуры является то, что она тяжелее предыдущей и не может образовать изгиб малого радиуса.
Технической задачей настоящего изобретения является создание уникальной структуры защиты и соединения электрических кабелей и проводов ранее упомянутого типа, которая не обладает недостатками известных структур, может применяться одинаково хорошо как в зонах с максимальной температурой около 150°C, так и в зонах с температурой, достигающей 260°C, и может иметь изгиб относительно малых радиусов.
Поставленная задача согласно изобретению решена путем создания экранированной и герметичной кабельной сборки, в частности для авиационного двигателя, содержащей совокупность проводящих элементов, снабженных на концах соединителями или разветвительными муфтами, причем каждый проводящий элемент содержит по меньшей мере токопроводящий кабель или провод, вмонтированный в трубчатую защитную и экранирующую структуру, которая содержит внутреннюю трубчатую текстильную оплетку и промежуточную металлическую оплетку электромагнитного экранирования, указанная сборка характеризуется тем, что трубчатая структура содержит также внешнюю гофрированную полимерную оболочку, окружающую экранирующую металлическую оплетку и по меньшей мере один конец которой закреплен на трубчатом наконечнике из термоусаживаемого материала, причем трубчатый наконечник позволяет закрепить внешнюю оболочку на соединителе или разветвительной муфте и служит для обжатия и закрепления края экранирующей металлической оплетки посредством кольца или металлического хомута на трубчатой металлической детали соединителя или разветвительной муфты.
Предпочтительно внешняя оболочка выполнена из материала, выдерживающего повышенные температуры, например из ПТФЭ, а ее кольчатая структура позволяет формировать изгиб малых радиусов.
Наконечник из термоусаживаемого материала, на котором закреплен конец внешней оболочки, позволяет обеспечить закрепление оболочки на соединителе или разветвительной муфте. Конец экранирующей металлической оплетки зажат на упомянутом соединителе или разветвительной муфте предпочтительно посредством металлического кольца или необязательно токопроводящего хомута для обеспечения сплошности электромагнитного экранирования.
Согласно предпочтительному варианту воплощения изобретения конец внешней оболочки, в случае выполнения ее из ПТФЭ, химически обработан для того, чтобы иметь возможность закрепить ее приклеиванием к наконечнику из термоусаживаемого материала, например посредством эпоксидного клея.
Термоусаживаемый наконечник выполнен из пластика, выдерживающего повышенные температуры, в частности такого, как коммерческий фторэластомер марки VITON или кремнийорганический эластомер. Кольцо или хомут для обжатия края экранирующей металлической оплетки на соединителе или разветвительной муфте выполнен из нержавеющей стали или из медно-никелевого сплава, причем экранирующая металлическая оплетка выполнена предпочтительно из медно-никелевого сплава.
Предпочтительно металлическая деталь соединителя или разветвительной муфты, на которой зажат конец экранирующей металлической оплетки, выполнен из титана, причем данный материал выбран из-за его легкости и механических характеристик.
Для обеспечения сплошности электромагнитного экранирования титановая деталь может быть обработана по поверхности с получением, например, слоя никеля, нанесенного химическим путем.
Трубчатая защитная текстильная оплетка выполнена предпочтительно из арамидных волокон, таких, как коммерческие волокна марки NOMEX.
В общем случае кабельная сборка согласно настоящему изобретению обеспечивает преимущество по массе около 20% по сравнению с технологиями, применяемыми на предшествующем уровне техники. Она предназначена для применения одинаково хорошо как в зонах со средней температурой, так и в зонах с повышенной температурой. При этом обеспечивается упрощение изготовления таких кабельных сборок в смысле поставки и сборки комплектующих деталей.
В дальнейшем изобретение, его характеристики и преимущества поясняются описанием предпочтительных вариантов воплощения, приведенного в качестве примера, со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг.1 изображает общий вид кабельной сборки для авиационного двигателя согласно изобретению;
фиг.2 - аксиальный разрез концевой части проводящего элемента кабельной сборки согласно изобретению.
Кабельная сборка 10 (фиг.1) содержит некоторое число проводящих элементов 12, которые связаны между собой разветвительными муфтами 14 и на концах которых имеются соединитель 16 для присоединения к электронной системе и соединители 18 для соединения с датчиками, установленными в различных зонах авиационного двигателя, например, в зоне всасывающего патрубка на входе турбореактивного двигателя и в зоне компрессора турбореактивного двигателя.
Более точно, кабельная сборка 10 содержит первый проводящий элемент 12, один конец которого снабжен соединителем 16 для присоединения к электронной системе, а другой конец связан через разветвительную муфту 14 с двумя другими проводящими элементами 12, один из которых снабжен на конце соединителем 18 для соединения с датчиком, а другой связан через другую разветвительную муфту 14 с двумя другими проводящими элементами 12, снабженными соединителями 18 для соединения с датчиками.
Каждый проводящий элемент 12 содержит один или несколько токопроводящих кабелей или проводов 20, служащих для передачи электрических сигналов между электронной системой и датчиками, установленными на двигателе, причем один или несколько токопроводящих кабелей или проводов вмонтированы в трубчатую защитную и герметизирующую структуру 22, снабженную по концам соединителем 16 или 18 и разветвительной муфтой 14.
Согласно настоящему изобретению структура 22 (фиг.2) содержит внутреннюю трубчатую текстильную оплетку 24, которая окружает один или несколько проводников 20, трубчатую металлическую оплетку 26 электромагнитного экранирования, которая окружает внутреннюю текстильную оплетку 24, и внешнюю оболочку 28 кольчатой формы, которая окружает экранирующую металлическую оплетку 26.
Внутренняя текстильная оплетка 24 выполнена из арамидных волокон типа коммерческих волокон марки NOMEX.
Экранирующая оплетка выполнена из никелированной меди, а внешняя оболочка 28 выполнена из ПТФЭ (политетрафторэтилен).
Конец оболочки 28 закреплен предпочтительно приклеиванием посредством эпоксидного клея к концу цилиндрического наконечника 30 из полимерного термоусаживаемого материала, такого, как фторэластомер типа коммерческих эластомеров марки VITON или, в качестве варианта, кремнийорганического эластомера.
Для закрепления приклеиванием к наконечнику 30 конец оболочки 28 химически обработан аммиаком для подавления атомов фтора на поверхности оболочки.
Термоусаживаемый наконечник 30 окружает концевую часть цилиндрической детали 32, выполненной предпочтительно из титана, которая закрепляется на соединителе 16 или 18 и содержит цилиндрический хвостовик 34, на конце которого металлическая оплетка 26 зажата посредством кольца или металлического хомута 36 из нержавеющей стали, закрытого термоусаживаемым наконечником 30.
Чтобы титановая деталь 32 могла обеспечивать сплошность электромагнитного экранирования, ее поверхность покрыта слоем никеля, наносимого химическим путем, и на ней зажат конец металлической оплетки 26 кольцом или хомутом 36.
На торцевой части наконечника 30, противоположной внешней оболочке 28, имеется внутренний кольцевой выступ для зацепления за внешний кольцевой выступ 40 цилиндрического хвостовика 34 детали 32.
1. Экранированная и герметичная кабельная сборка, в частности, для авиационного двигателя, содержащая множество проводящих элементов (12), снабженных на концах соединителями (16, 18) или разветвительными муфтами (14), причем каждый проводящий элемент (12) содержит, по меньшей мере, токопроводящий кабель или провод (20), вмонтированный в трубчатую защитную и экранирующую структуру (22), которая содержит внутреннюю трубчатую текстильную оплетку (24) и промежуточную металлическую оплетку (26) электромагнитного экранирования, отличающаяся тем, что трубчатая структура (22) дополнительно содержит внешнюю гофрированную полимерную оболочку (28), окружающую экранирующую металлическую оплетку (26), и, по меньшей мере, конец которой закреплен на трубчатом наконечнике (30) из термоусаживаемого материала, причем трубчатый наконечник позволяет закрепить внешнюю оболочку (28) на соединителе (16, 18) или разветвительной муфте и служит для обжатия и закрепления конца экранирующей металлической оплетки (26) посредством кольца или металлического хомута (36) на трубчатой металлической детали (32) соединителя (16, 18) или разветвительной муфты (14).
2. Кабельная сборка по п.1, отличающаяся тем, что внешняя оболочка (22) выполнена из политетрафторэтилена.
3. Кабельная сборка по п.2, отличающаяся тем, что конец внешней оболочки (22) химически обработан для ее закрепления приклеиванием к наконечнику (30) из термоусаживаемого материала, например, посредством эпоксидного клея.
4. Кабельная сборка по п.1, отличающаяся тем, что термоусаживаемый наконечник (30) выполнен из фторэластомера типа VITON или из кремнийорганического эластомера.
5. Кабельная сборка по п.1, отличающаяся тем, что кольцо или хомут (36) для обжатия и закрепления конца металлической оплетки (26) на металлической детали (32) выполнено из нержавеющей стали или медно-никелевого сплава.
6. Кабельная сборка по п.1, отличающаяся тем, что экранирующая металлическая оплетка (26) выполнена из медно-никелевого сплава.
7. Кабельная сборка по п.1, отличающаяся тем, что металлическая деталь (32) выполнена из титана.
8. Кабельная сборка по п.7, отличающаяся тем, что металлическая деталь (32) покрыта токопроводящим покрытием для обеспечения сплошности электромагнитного экранирования.
9. Кабельная сборка по п.1, отличающаяся тем, что внутренняя текстильная оплетка (24) выполнена из арамидных волокон.
