Электрический изолятор, способ его формирования и гидравлическая система

Изобретение относится к электрическому изолятору, который содержит первый переносящий флюид элемент и второй переносящий флюид элемент, отстоящий от указанного первого переносящего флюид элемента, резистивный, полупроводящий или непроводящий компонент, расположенный между и изолированный от указанного первого и второго переносящего флюид элемента, причем указанный резистивный, полупроводящий или непроводящий компонент предназначен для переноса флюида, протекающего от указанного первого переносящего флюид элемента к указанному второму переносящему флюид элементу, а также упрочняющий композит, окружающий указанный первый переносящий флюид элемент, указанный второй переносящий флюид элемент и указанный резистивный, полупроводящий или непроводящий компонент, при этом указанный упрочняющий композит непрерывен и обеспечивает токопроводящую дорожку между указанным первым переносящим флюид элементом и указанным вторым переносящим флюид элементом, причем указанный упрочняющий композит содержит волокно и смесь смол, а указанная смесь смол содержит смолу и токопроводящую добавку. Изобретение обеспечивает функцию электрической изоляции в находящихся под давлением гидравлических систем. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение в целом относится к электрическим изоляторам и, в частности, к электрическим изоляторам для гидравлических линий летательных аппаратов. Электрический изолятор может быть использован для соединения двух переносящих флюид элементов, таких как трубы, шланги или трубки, например трубы, подающие гидравлическую среду.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Летательные аппараты и другие транспортные средства содержат большое количество систем подачи флюидов, в частности, гидравлических систем, которые содержат подающие флюид компоненты, такие как трубы. Такие компоненты, как правило, металлические и имеют хорошую электрическую проводимость.

В такие системы включаются устройства для создания электрической изоляции между металлическими компонентами системы. Эти изоляторы предотвращают накопление электростатического заряда, безопасно рассеивая заряд, а также предотвращая чрезмерные электрические токи, протекающие через систему, например, из-за удара молнии. Оба эти события могут привести к возникновению пожара, если бы такие изоляторы не присутствовали в системе.

При включении в систему подачи флюидов электрический изолятор также должен обеспечивать свободный проход для флюида. В некоторых системах, например гидравлических системах или гидравлических линиях летательных аппаратов, изолятор должен быть способен выдерживать высокое давление, в дополнение к другим нагрузкам и факторам окружающей среды.

Настоящее изобретение призвано найти оптимальное сочетание вышеуказанных факторов, чтобы обеспечить функцию электрической изоляции в находящихся под давлением гидравлических системах.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В соответствии с аспектом настоящего раскрытия, предусмотрен электрический изолятор, содержащий:

первый переносящий флюид элемент или трубу и второй переносящий флюид элемент или трубу, отстоящие от первого переносящего флюид элемента;

резистивный, полупроводящий или непроводящий компонент, расположенный между и изолированный от первого и второго переносящих флюид элементов, при этом резистивный, полупроводящий или непроводящий компонент предназначен для перемещения флюида, протекающего от первого переносящего флюид элемента ко второму переносящему флюид элементу;

упрочняющий композит, окружающий первый переносящий флюид элемент второй переносящий флюид элемент и резистивный, полупроводящий или непроводящий компонент, при этом упрочняющий композит непрерывен и обеспечивает токопроводящую дорожку между первым переносящим флюид элементом и вторым переносящим флюид элементом;

при этом упрочняющий композит содержит волокна и смесь смол, а смесь смол содержит смолу и токопроводящую добавку.

Вышеуказанный изолятор использует упрочняющий композит, окружающий первый переносящий флюид элемент, второй переносящий флюид элемент и непроводящий компонент, при этом обеспечивая токопроводящую дорожку через упрочняющий композит, но не через компонент, уплотняющий оба переносящие флюид элемента. Это предоставляет устройство, которое эффективно рассеивает накопленный заряд и электрически изолирует стык между двумя проводящими флюид устройствами, в то же время обеспечивая прочный стык, чтобы выдерживать высокое давление.

В соответствии с аспектом настоящего изобретения, предложен способ формирования одного или более электрических изоляторов, включающий:

соединение первого переносящего флюид элемента со вторым переносящим флюид элементом с использованием резистивного, полупроводящего или непроводящего компонента;

изоляцию резистивного, полупроводящего или непроводящего компонента от первого и второго переносящих флюид элементов таким образом, что резистивный, полупроводящий или непроводящий компонент способен переносить флюид, протекающий от первого переносящего флюид элемента ко второму переносящему флюид элементу;

намотку волокна и смеси смол вокруг первого переносящего флюид элемента, резистивного, полупроводящего или непроводящего компонента и второго переносящего флюид элемента таким образом, чтобы охватить первый переносящий флюид элемент, второй переносящий флюид элемент и резистивный, полупроводящий или непроводящий компонент, при этом смесь смол содержит смолу и токопроводящую добавку; и

отверждение смеси волокна и смолы.

Этот способ обеспечивает простой и эффективный способ уплотнения и электрической изоляции двух переносящих флюид элементов. Намотка волокна и смеси смол вокруг элементов, резистивного, полупроводящего или непроводящего компонента приводит к крепкому и цельному упрочнению различных частей.

Волокно и смесь смол могут быть намотаны непосредственно на первый переносящий флюид элемент, резистивный, полупроводящий или непроводящий компонент и второй переносящий флюид элемент. Способ может включать обработку поверхности, к примеру, проводящей поверхности первого и второго переносящих флюид элементов, при этом волокно и смесь смол могут быть намотаны непосредственно на сформированный обработкой поверхности слой первого переносящего флюид элемента, резистивного, полупроводящего или непроводящего компонента и второго переносящего флюид элемента. "Непосредственно на" означает, что никаких других материалов нет между первым переносящим флюид элементом, резистивным, полупроводящим или непроводящим компонентом, вторым переносящим флюид элементом и волокном со смесью смол.

Способ может дополнительно включать протягивание волокна через ванну со смолой с образованием композита из волокна и смолы.

В любом из аспектов вариантов реализации изобретения, описанных в данном документе, первый переносящий флюид элемент и второй переносящий флюид элемент могут быть выполнены, чтобы переносить или передавать флюид, и не ограничиваются никакой специфической геометрией или сечением.

Упрочняющий композит окружает первый и второй переносящие флюид элементы, но обычно только их концевые части, например ближайшие к резистивному, полупроводящему или непроводящему компоненту. Упрочняющий композит может быть непрерывной трубкой, которая проходит от первого переносящего флюид элемента (или от его кромки) поверх резистивного, полупроводящего или непроводящего компонента ко второму переносящему флюид элементу (или к его кромке).

Упрочняющий композит может иметь изменяющееся поперечное сечение и/или внутренний диаметр и/или внешний диаметр. В альтернативном варианте упрочняющий композит может иметь постоянное или, по существу, постоянное поперечное сечение и/или внутренний диаметр и/или внешний диаметр и/или толщину. Поперечное сечение упрочняющего композита не может изменяться более чем на 5%, 10%, 15%, 20%, 30%, 40%, 50%, 100%, 200%, 300%, 400% или 500% на протяжении его длины.

Упрочняющий композит содержит токопроводящую добавку, и это означает, что композит может обеспечить токопроводящую дорожку между первым переносящим флюид элементом и вторым переносящим флюид элементом. Токопроводящая добавка может содержаться в смеси смол в количестве вплоть до или по меньшей мере 30%, 20%, 10%, 5%, 2% или 1% от смеси смол по массе или объёму. Смола и/или волокно может содержаться в упрочняющем композите в количестве вплоть до или по меньшей мере 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80% или 90% от упрочняющего композита по массе или по объёму.

Упрочняющий композит может непосредственно соприкасаться с первым переносящим флюид элементом и вторым переносящим флюид элементом. В альтернативном варианте обработка поверхности, к примеру, формирование проводящего защитного слоя, может быть проведена над, или применена к первому переносящему флюид элементу и/или второму переносящему флюид элементу и упрочняющий композит может контактировать с этим защитным слоем, при этом всё ещё окружая первый переносящий флюид элемент и второй переносящий флюид элемент.

Первый переносящий флюид элемент может прерываться на участке первой кромки или буртика, в который упирается первая кромка резистивного, полупроводящего или непроводящего компонента, и второй переносящий флюид элемент может прерываться на участке второй кромки или буртика, в который упирается вторая кромка резистивного, полупроводящего или непроводящего компонента; и

первый и второй участки буртиков могут видоизменяться, могут быть коническими, могут увеличиваться или резко увеличиваться от относительно небольшой толщины и/или наружного диаметра до относительно большой толщины и/или наружного диаметра при перемещении в направлении резистивного, полупроводящего или непроводящего компонента.

Упрочняющий композит может проходить в осевом направлении позади каждой из конических частей первого и второго участков буртиков при перемещении в направлении от резистивного, полупроводящего или непроводящего компонента. Этим обеспечивается надежная структура, которая удерживает соединенными первый переносящий флюид элемент, второй переносящий флюид элемент и резистивный, полупроводящий или непроводящий компонент.

Упрочняющий композит может закрывать или полностью закрывать буртики первого и второго переносящих флюид элементов, а также резистивный, полупроводящий или непроводящий компонент. Упрочняющий композит может проходить в осевом направлении позади первой и/или второй кромок резистивного, полупроводящего или непроводящего компонента.

Первый участок буртика может содержать кольцевой фланец, который располагается внутри или вокруг поддерживающего кольцевого фланца на первой кромке резистивного, полупроводящего или непроводящего компонента. Второй участок буртика может содержать кольцевой фланец, который расположен внутри или вокруг поддерживающего кольцевого фланца на второй кромке резистивного, полупроводящего или непроводящего компонента.

Поддерживающий кольцевой фланец может обеспечить полезное взаимосвязанное расположение и большую структурную жёсткость, в сочетании с упрочняющим композитом, окружающим различные части.

Электрический изолятор может дополнительно содержать одно или более первых уплотнений, расположенных между поддерживающими кольцевыми фланцами на первом участке буртика и первой кромкой резистивного, полупроводящего или непроводящего компонента. Электрический изолятор может дополнительно содержать одно или более вторых уплотнений, расположенных между поддерживающими кольцевыми фланцами на втором участке буртика и второй кромке резистивного, полупроводящего или непроводящего компонента.

Расположение уплотнений между взаимосвязанными кольцевыми фланцами может обеспечить оптимальное расположение, при котором обеспечивается изоляция сборки. Размеры кольцевых фланцев на первом и втором участках буртика таково, что одно или более первых и вторых уплотнений прижимаются к противоположным фланцам при сборке.

При этом одно или более первых и вторых уплотнений могут быть выполнены с возможностью гидравлической изоляции резистивного, полупроводящего или непроводящего компонента от первого переносящего флюид элемента и второго переносящего флюид элемента.

Первый переносящий флюид элемент и/или второй переносящий флюид элемент, и/или резистивный, полупроводящий, или непроводящий компонент, и/или упрочняющий композит могут быть трубчатыми. Первый переносящий флюид элемент и/или второй переносящий флюид элемент, и/или резистивный, полупроводящий или непроводящий компонент, и/или упрочняющий композит могут иметь, по существу, одинаковое поперечное сечение, например круглое поперечное сечение.

В альтернативном варианте первый переносящий флюид элемент и/или второй переносящий флюид элемент, и/или резистивный, полупроводящий или непроводящий компонент, и/или упрочняющий композит могут каждый иметь различные формы и поперечные сечения, такие как квадрат, прямоугольник, треугольник, или же поперечное сечение произвольной формы.

Диаметр первого переносящего флюид элемента и/или второго переносящего флюид элемента, и/или резистивного, полупроводящего или непроводящего компонента, и/или упрочняющего композита может быть по меньшей мере или не более чем 5 мм, 10 мм, 15 мм, 20 мм, 25 мм, 30 мм, 35 мм, 40 мм, 45 мм, 50 мм, 60 мм, 70 мм, 80 мм, 90 мм или 100 мм.

Толщина первого переносящего флюид элемента и/или второго переносящего флюид элемента, и/или резистивного, полупроводящего или непроводящего компонента, и/или упрочняющего композита может быть по меньшей мере или не более чем 1 мм, 2 мм, 3 мм, 4 мм, 5 мм или 10 мм.

Первый переносящий флюид элемент, второй переносящий флюид элемент и резистивный, полупроводящий или непроводящий компонент могут иметь, по существу, постоянный внутренний диаметр. Это может уменьшить величину колебаний, испытываемых флюидом, когда он проходит через изолятор, что, в свою очередь, уменьшает накопление статического заряда.

Первый переносящий флюид элемент, и/или второй переносящий флюид элемент могут содержать один или более выступов на своей внешней поверхности, и упрочняющий композит может проходить поверх и закрывать, полностью закрывать или покрывать один или более выступов. Один или более выступов могут быть кольцевыми или же иметь произвольную форму.

Первый переносящий флюид элемент и второй переносящий флюид элемент могут быть металлическими.

Первый переносящий флюид элемент, второй переносящий флюид элемент и резистивный, полупроводящий или непроводящий компонент могут быть соосны друг с другом.

Волокно может содержать стекловолокно, углеродное волокно или арамидные волокна.

Проводящая добавка может содержать углеродную сажу или углеродные нанотрубки.

Смесь смол может содержать смолу, которая может быть термореактивной (например, эпоксидной смолой) или термопластичной (например, полиэфирэфиркетоном - "PEEK").

Предполагается, что материал между различными частями электрического изолятора, описанного выше, например, между упрочняющим композитом и первым переносящим флюид элементом и/или вторым переносящим флюид элементом, и/или резистивным, полупроводящим или непроводящим компонентом, будет минимальной толщины и может содержать только материалы, например поверхностные слои номинальной толщины, не превышающие толщины, к примеру, в 5 мм, 2 мм, 1 мм, 0,5 мм или 0,25 мм.

Ни воздушный зазор или ни какой-либо другой материал не могут присутствовать между упрочняющим композитом и первым переносящим флюид элементом, вторым переносящим флюид элементом и резистивным, полупроводящим или непроводящим компонентом.

Электрический изолятор может состоять из, или, по существу, состоять из первого переносящего флюид элемента, второго переносящего флюид элемента и резистивного, полупроводящего или непроводящего компонента, и одного или более первых и вторых уплотнений и, в некоторых случаях, слоёв, сформированных обработками поверхности, проведёнными над или примененными к первому переносящему флюид элементу и/или второму переносящему флюид элементу.

Термин "по существу, состоять из" означает, что электрический изолятор состоит только из описанных частей, а также содержит материалы номинальной толщины или объёма, такие как слои, сформированные обработками поверхности.

В соответствии с аспектом настоящего раскрытия, предусматривается гидравлическая система или гидравлическая линия, например, летательного аппарата, содержащая электрический изолятор, как описано выше. Было установлено, что технология, раскрытая в настоящем документе, в частности, подходит для электрически изолирующих компонентов, находящихся под высоким давлением, например, испытываемым гидравлической системой, таким как, более 68,95, 137,9 или 206,85 Бар (1000, 2000 или 3000 фунтов на квадратный дюйм).

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

Различные варианты реализации изобретения будут далее описаны только в качестве примера и со ссылкой на прилагаемые графические материалы, где:

Фиг.1 иллюстрирует поперечное сечение электрического изолятора в соответствии с вариантом реализации изобретения в настоящем описании.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее описание в целом относится к электрическим изоляторам, которые могут быть использованы в гидравлических системах или гидравлических линиях для того, чтобы обеспечить прочную переносящую флюид структуру и одновременно контролировать индуцированные электрические токи (например, из-за удара молнии) и рассеивание электростатического заряда.

Фиг. 1 иллюстрирует поперечное сечение электрического изолятора или переносящего флюид элемента 10 в соответствии с вариантом реализации изобретения в настоящем описании.

Электрический изолятор 10 формирует часть транспортирующей флюид сети, такой как гидравлическая сеть летательного аппарата. Флюид, например рабочая жидкость, может протекать сквозь электрический изолятор 10 в направлении стрелки 100.

Электрический изолятор 10 содержит первую трубу 12 и вторую трубу 14. Как первая труба 12, так и вторая труба 14 могут быть металлическими. В проиллюстрированном примере первая труба 12 и вторая труба 14 имеют одинаковую структуру. Первая и вторая трубы 12, 14 противоположны и разнесены друг от друга для обеспечения зазора между ними.

В проиллюстрированном варианте реализации изобретения первая труба 12 и вторая труба 14 трубчатые, т.е. цилиндрической формы и с круглым поперечным сечением. Другие формы и поперечные сечения являются возможными. В то время как на фиг. 1 первая труба 12 и вторая труба 14 проиллюстрированы как соосные, это не является обязательным и предусматривается вариант реализации изобретения, в котором оси первой трубы 12 и второй трубы 14 расположены под углом по отношению друг к другу. В качестве примера, угол может быть меньше чем 90, 60, 30, 15, 10 или 5 градусов.

Как первая труба 12, так и вторая труба 14 прерываются на буртике 11. Буртик 11 имеет увеличенный наружный диаметр и/или толщину по сравнению с той частью соответствующей трубы 12, 14, которая примыкает к нему. Буртик 11 содержит радиальную поверхность 15 и кольцевой фланец 13, проходящий по оси от радиальной поверхности 15. Каждый кольцевой фланец 13 прерывается на соответствующей радиальной поверхности 17.

Резистивный, полупроводящий или непроводящий компонент, или вкладыш 16 расположен между первой трубой 12 и второй трубой 14. Вкладыш 16 соединяет первую трубу 12 со второй трубой 14 и поддерживает флюидный проток (стрелка 100) между ними. Вкладыш проиллюстрирован как трубчатый на фиг. 1 и соосен с первой трубой 12 и второй трубой 14. Возможны и другие конфигурации, например, если оси первой трубы 12 и второй трубы 14 расположены под углом по отношению друг к другу, как описано выше. Вкладыш 16 является резистивным, полупроводящим или непроводящим, так что он сам по себе не проводит или не передаёт электрический ток между первой трубой 12 и второй трубой 14.

Каждая осевая кромка вкладыша 16 содержит радиальную поверхность 19 и кольцевой фланец 18, проходящий в осевом направлении от радиальной поверхности 19. Кольцевые фланцы 18 вкладыша 16 прерываются на радиальных поверхностях 20.

Соответствующие фланцы 13 первой трубы 12 и второй трубы 14 выполнены с возможностью посадки и/или проскальзывания в соответствующие фланцы 18 вкладыша 16. В альтернативном варианте соответствующие фланцы 18 вкладыша 16 могут быть выполнены с возможностью посадки и/или проскальзывания в соответствующие фланцы 13 первой трубы 12 и второй трубы 14. Таким образом, радиальные поверхности 17 первой трубы 12 и второй трубы 14 контактируют и находятся напротив радиальной поверхности 19 вкладыша 16. Аналогичным образом, радиальные поверхности 15 буртика 11 контактируют и находятся напротив радиальных поверхностей 20 кольцевых фланцев 18 вкладыша 16.

Внутренний диаметр вкладыша 16 может быть такой же, как у первой трубы 12 и второй трубы 14. Это может помочь уменьшить возмущения в флюиде, протекающем через электрический изолятор 10.

Буртики 11 первой трубы 12 и/или второй трубы 14 могут иметь такую форму, что образуют конусность от относительно небольшого наружного диаметра до относительно большого наружного диаметра при перемещении в направлении к кромке соответствующей трубы 12, 14 (или к вкладышу 16). Таким образом, буртики 11 содержат уклон, внешний диаметр которого увеличивается при движении по направлению к кромке соответствующей трубы 12, 14 (или к вкладышу 16). Уклон может прерываться на радиальной поверхности 15, которая может определить точку, на которой буртики 11 имеют наибольший наружный диаметр.

Наружный диаметр вкладыша 16 может быть таким же, как и у буртиков 11 первой трубы 12 и второй трубы 14, например, когда уклон прерывается на радиальной поверхности 15. Это создает плавный переход от внешней поверхности вкладыша 16 к внешней поверхности первой трубы 12 и второй трубы 14.

Вкладыш 16 имеет гидравлически изолирующие уплотнения как у первой трубы 12, так и у второй трубы 14, с использованием одного или более уплотнительных элементов 25. В проиллюстрированном варианте реализации изобретения уплотнительные элементы 25 - кольцеобразные уплотнительные кольца и оба предназначены для изоляции каждой из первой трубы 12 и второй трубы 14. Кольцеобразные кольца посажены в соответствующие пазы на кольцевых фланцах 13 первой трубы 12 и второй трубы 14. Также возможно использование других количеств или типов уплотнений и в других вариантах, например, выполнение пазов на кольцевых фланцах 18 вкладыша 16.

В соответствии с настоящим описанием, упрочняющий композит 30 расположен вокруг первой трубы 12, второй трубы 14 и вкладыша 16. Упрочняющий композит содержит волокно и смесь смол. Волокно может быть стекловолокном, углеродным волокном или арамидными волокнами. Смесь смол может содержать смолу, которая может быть термореактивной (например, эпоксидной смолой) или термопластичной (например, полиэфирэфиркетоном - "PEEK").

Упрочняющий композит 30 может состоять или состоять, по существу, из волокна и смеси смол. Упрочняющий композит 30 может быть непрерывным и покрывать первую трубу 12, вторую трубу 14 и вкладыш 16 без воздушного зазора и/или других материалов между ними. Первая труба 12 и вторая труба 14 могут содержать поверхностное покрытие или слой, сформированный обработкой, и поверхностное покрытие или слой, сформированный обработкой, может быть единственным материалом между первой трубой 12 или второй трубой 14 и упрочняющим композитом 30.

Упрочняющий композит 30 проходит в осевом направлении позади буртика 11 первой трубы 12 и второй трубы 14. Таким образом, внутренний диаметр упрочняющего композита 30 уменьшается, когда упрочняющий композит 30 проходит поверх и захватывает конусную поверхность первой и второй труб 12,14 на буртике 11.

Благодаря прохождению в осевом направлении упрочняющего композита 30 позади буртика 11 наименьший внутренний диаметр упрочняющего композита 30 (т.е. позади буртика 11) может быть меньше, чем максимальный внешний диаметр первой трубы 12 и второй трубы 14 (то есть на буртике 11). Таким образом, первая труба 12, вторая труба 14 и вкладыш 16 могут удерживаться в связанном состоянии упрочняющим композитом 30.

В альтернативном варианте или дополнительно буртик 11 первой трубы 12 и/или второй трубы 14 может содержать выступ, над которым проходит упрочняющий композит.

Смесь смол содержит токопроводящую добавку, например углеродную сажу или углеродные нанотрубки, и эта добавка может быть включена в смесь смол в различных количествах, для достижения желаемой проводимости для конкретного варианта применения.

В альтернативном варианте или дополнительно желаемая проводимость может быть достигнута путем изменения количества волокон или смол смеси в упрочняющем композите 30. Следует принять во внимание, что проводимость композита 30 зависит от относительных количеств волокна, смолы и добавки, и эти количества могут быть изменены, чтобы обеспечить любую требуемую проводимость. Токопроводящая добавка может содержаться в смеси смол в количестве 0-10 весовых процентов.

Характеристики, описанные выше, позволяют электрическому изолятору оптимально контролировать электрический ток и рассеивание электрического заряда, в то же время обеспечивают способность выдерживать высокие давления. Проблема высокого давления флюида становится наиболее ощутимой при включении электрического изолятора в гидравлические линии, например, в летательном аппарате, которые обычно работают при более высоком давлении, например, более 206,85 Бар (3000 фунтов на квадратный дюйм), чем, например, топливные линии, которые работают при давлении около 6,9 Бар (100 фунтов на квадратный дюйм).

Это может быть использовано в системах с высоким давлением флюида, которые требуют контролируемого электрического сопротивления. Описанные в данном документе электрические изоляторы обеспечивают надёжную статическую изоляцию, устойчивость к усталости, обеспечивают непрерывность электрической цепи.

Использование проводящего упрочняющего композита, как описано в данном документе, устраняет необходимость в проводах, которые представлены в обычных механизмах. В то же время устройства из настоящего раскрытия устраняют необходимость в клеях и подготовке поверхности, в отличие от клеевых соединений, которые могут быть трудны в изготовлении. Использование токопроводящей добавки в смоле также означает, что удельное сопротивление (или проводимость) электрического изолятора может регулироваться в процессе производства путем простого изменения количества токопроводящей добавки в смоле.

Далее будет описан способ формирования электрического изолятора 10 на Фиг. 1.

Могут быть предоставлены первая труба 12 и вторая труба 14. Первая труба 12 и/или вторая труба 14 могут образовывать часть трубопроводной сети или каждая содержит концевую часть большей трубы. Электрический изолятор 10 может быть частью гидравлической трубопроводной сети, работающей под давлением более чем 68,95, 137,9 или 206,85 Бар (1000, 2000 или 3000 фунтов на квадратный дюйм), например, гидравлической системы или гидравлического трубопровода в летательном аппарате.

Кольцевые уплотнительные элементы 25 вставляются в соответствующие пазы на первой трубе 12 и второй трубе 14. Кромки первой трубы 12 и второй трубы 14 могут затем быть приближены друг к другу, и резистивный, полупроводящий или непроводящий компонент или вкладыш 16 могут быть размещены между ними. Кольцевые фланцы 13 первой трубы 12 и второй трубы 14 могут быть вставлены в (или поверх) соответствующие кольцевые фланцы 18 вкладыша 16. Таким образом формируется соединение между первой трубой 12 и второй трубой 14.

Из-за наличия уплотнений 25 вкладыш 16 гидравлически изолирован от первой трубы 12 и второй трубы 14. Это позволяет флюиду протекать или транспортироваться из первой трубы 12 во вторую трубу 14.

Для того чтобы обеспечить упрочнение, упрочняющий композит 30 располагается вокруг первой трубы 12, второй трубы 14 и вкладыша 16. Композит 30 может быть непрерывным и покрывать всю первую трубу 12, вторую трубу 14 и вкладыш 16.

Для формирования композита 30 волокно (например, стекловолокно) может быть протянуто через ванну со смесью смол, а затем волокно и смесь смол могут наматываться вокруг первой трубы 12, вкладыша 16 и второй трубы 14 до тех пор, пока композит из волокна и смеси смол не достигнет достаточной толщины и не покроет всю первую трубу 12, вторую трубу 14 и вкладыш 16. Ориентация волокон может контролироваться, например, использованием метода автоматического наслоения. Как обсуждалось выше, смесь смол содержит токопроводящую добавку. Она может быть добавлена и подмешана в смолу, содержащуюся в ванне, в различных количествах, чтобы менять или изменять проводимость композита 30.

Композит 30 также может быть сформирован с использованием волокнистого материала, который пропитан смолой, а не путём протягивания волокна через ванну со смолой, как описано выше.

Стекловолокно и смесь смол подвергают воздействию отвердителя с образованием упрочняющего композита 30, который расположен вокруг и связан с первой трубой 12, второй трубой 14 и вкладышем 16. После отверждения упрочняющий композит удерживает компоненты электрического изолятора 10 вместе, чтобы обеспечить прочность и устойчивость, когда флюиды под высокими давлениями пропускают через электрический изолятор 10.

Способ может дополнительно включать прохождение флюида через электрический изолятор 10, т.е. от первой трубы 12 ко второй трубе 14 через вкладыш 16, при давлении выше, чем 68,95, 137,9 или 206,85 Бар (1000, 2000 или 3000 фунтов на квадратный дюйм).

Хотя настоящее раскрытие было описано со ссылкой на различные варианты реализации изобретения, специалистам в данной области техники должно быть понятно, что различные изменения в форме и деталях могут быть сделаны без отхода от объема изобретения, как изложено в прилагаемой формуле изобретения.

1. Электрический изолятор, содержащий:

первый переносящий флюид элемент и второй переносящий флюид элемент, отстоящий от указанного первого переносящего флюид элемента,

резистивный, полупроводящий или непроводящий компонент, расположенный между и изолированный от указанных первого и второго переносящих флюид элементов, при этом указанный резистивный, полупроводящий или непроводящий компонент предназначен для перемещения флюида, протекающего от указанного первого переносящего флюид элемента ко второму переносящему флюид элементу,

упрочняющий композит, окружающий указанный первый переносящий флюид элемент, указанный второй переносящий флюид элемент и указанный резистивный, полупроводящий или непроводящий компонент, при этом упомянутый упрочняющий композит непрерывен и обеспечивает токопроводящую дорожку между указанным первым переносящим флюид элементом и указанным вторым переносящим флюид элементом,

при этом указанный упрочняющий композит содержит волокна и смесь смол, а указанная смесь смол содержит смолу и токопроводящую добавку.

2. Электрический изолятор по п. 1, отличающийся тем, что:

указанный первый переносящий флюид элемент прерывается на участке первого буртика, в который упирается первая кромка указанного резистивного, полупроводящего или непроводящего компонента, а указанный второй переносящий флюид элемент прерывается на участке второго буртика, в который упирается вторая кромка указанного резистивного, полупроводящего или непроводящего компонента, и

указанные первый и второй участки буртиков имеют конусность от относительно небольшой толщины и/или наружного диаметра до относительно большой толщины и/или наружного диаметра при перемещении в направлении указанного резистивного, полупроводящего или непроводящего компонента.

3. Электрический изолятор по п. 2, отличающийся тем, что указанный упрочняющий композит проходит в осевом направлении позади каждой из указанных конических частей, указанных первого и второго участков буртиков при перемещении в направлении от резистивного, полупроводящего или непроводящего компонента.

4. Электрический изолятор по любому из пп. 2 или 3, отличающийся тем, что:

указанный первый участок буртика содержит кольцевой фланец, который расположен внутри или вокруг поддерживающего кольцевого фланца на указанной первой кромке указанного резистивного, полупроводящего или непроводящего компонента, а также

указанный второй участок буртика содержит кольцевой фланец, который расположен внутри или вокруг поддерживающего кольцевого фланца на указанной второй кромке указанного резистивного, полупроводящего или непроводящего компонента.

5. Электрический изолятор по п. 4, отличающийся тем, что дополнительно содержит:

одно или более первых уплотнений, расположенных между указанными поддерживающими кольцевыми фланцами на указанном первом участке буртика и указанной первой кромкой указанного резистивного, полупроводящего или непроводящего компонента, и одно или более вторых уплотнений, расположенных между указанными поддерживающими кольцевыми фланцами на указанном втором участке буртика и указанной второй кромкой указанного резистивного, полупроводящего или непроводящего компонента,

при этом указанные одно или более первых и вторых уплотнений выполнены с возможностью гидравлической изоляции указанного резистивного, полупроводящего или непроводящего компонента от указанного первого переносящего флюид элемента и указанного второго переносящего флюид элемента.

6. Электрический изолятор по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что указанный первый переносящий флюид элемент, указанный второй переносящий флюид элемент и указанный резистивный, полупроводящий или непроводящий компонент являются трубчатыми и имеют, по существу, постоянный внутренний диаметр.

7. Электрический изолятор по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что указанный первый переносящий флюид элемент и/или указанный второй переносящий флюид элемент содержат один или более выступов на своей наружной поверхности, и при этом указанный упрочняющий композит расположен поверх указанных одного или более кольцевых выступов.

8. Электрический изолятор по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что указанный первый переносящий флюид элемент и указанный второй переносящий флюид элемент металлические.

9. Электрический изолятор по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что указанный первый переносящий флюид элемент, указанный второй переносящий флюид элемент и указанный резистивный, полупроводящий или непроводящий компонент соосны друг с другом.

10. Электрический изолятор по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что указанное волокно содержит стекловолокно, углеродное волокно или арамидные волокна.

11. Электрический изолятор по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что указанная проводящая добавка содержит углеродную сажу или углеродные нанотрубки.

12. Электрический изолятор по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что не содержит воздушный зазор или другой материал между указанным упрочняющим композитом и указанным первым переносящим флюид элементом, указанным вторым переносящим флюид элементом и указанным резистивным, полупроводящим или непроводящим компонентом.

13. Гидравлическая система на летательном аппарате, содержащая электрический изолятор по любому из предшествующих пунктов.

14. Способ формирования одного или более электрических изоляторов, включающий:

соединение первого переносящего флюид элемента со вторым переносящим флюид элементом с использованием резистивного, полупроводящего или непроводящего компонента;

изоляцию указанного резистивного, полупроводящего или непроводящего компонента от указанного первого и второго переносящих флюид элементов таким образом, что указанный резистивный, полупроводящий или непроводящий компонент способен переносить флюид, протекающий от указанного первого переносящего флюид элемента к указанному второму переносящему флюид элементу;

намотку волокна и смеси смол вокруг указанного первого переносящего флюид элемента, указанного резистивного, полупроводящего или непроводящего компонента и указанного второго переносящего флюид элемента таким образом, чтобы охватить указанный первый переносящий флюид элемент, указанный второй переносящий флюид элемент и указанный резистивный, полупроводящий или непроводящий компонент, при этом указанная смесь смол содержит смолу и проводящую добавку; и

отверждение указанной смеси волокна и смолы.

15. Способ по п. 14, дополнительно включающий протягивание волокна через ванну со смолой с образованием указанного композита из волокна и смолы.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к конструкциям насосно-компрессорных труб (НКТ) с теплоизоляционным покрытием (ТИП) и может быть использовано при строительстве из стыкуемых друг с другом НКТ теплоизолированных колонн глубиной до 5000 метров в нефтегазовой промышленности и геотермальной энергетике.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для теплоизоляции многолетнемерзлых грунтов в основании насыпей автодорог и площадок промышленных объектов, стенок и дна траншей подземных трубопроводов.

Изобретение относится к области теплоэнергетики, в частности к оборудованию АЭС, и касается тепловой изоляции и радиационной защиты трубопроводов, осуществляемых одновременно.

Изобретение относится к теплоизоляции спецтехники. Модуль для утепления мобильной спецтехники состоит из двух блоков: внешней герметичной теплоизоляционной оболочки и внутренней металлической конструкции, выполненной из металлического профиля и собранной частями, соответствующими размерам стен, пола, потолка, скрепленными друг с другом с образованием обрешетки под внутреннюю отделку.

Теплоизолирующее устройство, оснащенное извилистым теплопроводящим каналом со сплошными стенками предназначено для улучшения тепловой изоляции, а также для выполнения функции по передаче усилия устройства (конструктивного элемента).

Настоящее изобретение относится к способу получения синтактических полиуретановых эластомеров, а также к способу получения субстрата с нанесенным синтаксическим полиуретановым эластомером.
Изобретение относится к теплозащитному покрытию и высокотемпературному холодностенному реактору гидрогенизации, содержащему такое покрытие. Теплозащитное покрытие содержит последовательно расположенные адгезивный слой, второй керамический слой и первый керамический слой.

Изобретение относится к способу теплоизоляции поверхности здания изоляционными панелями, каждая из которых имеет две параллельные основные поверхности и четыре боковые поверхности, соединяющие две большие поверхности.

Изобретение относится к производству теплоизолированных труб. Способ теплогидроизоляции труб осуществляют в заводских условиях вспененными полимерными материалами с минеральным наполнителем в металлической разъемной форме.

Изобретение относится к области получения средств изоляции различных поверхностей, в том числе металлических, полимерных , в частности к термоусаживающейся адгезионной ленте, и может быть использовано для защиты магистральных трубопроводов и электрических кабелей от механических повреждений от почвенной и атмосферной коррозии, а также для защиты деталей и материалов от внешних воздействий.

Изобретение относится к микродиспергаторам, в которых генерируются микрокапли преимущественно сферической формы нанолитрового и субнанолитрового объема, и далее сгенерированные капли могут быть использованы в химических, фармацевтических и других технологиях, в том числе для проведения массообменных процессов и химических реакций между реагентами, растворенными в каплях, либо растворенными в каплях и в сплошной среде, а также для последующего нанесения биологически активных веществ на поверхности сформированных капель.

Изобретение относится к измерительной технике, а конкретнее к оптической профилометрии, и может быть использовано для измерения поверхностного микрорельефа, полученного любым способом в произвольной разнородной структуре, обладающей различными оптическими характеристиками.

Изобретение относится к области газового анализа, в частности к детектирующим устройствам, применяемым для регистрации и измерения различных веществ в газовой среде.
Изобретение относится к получению наноразмерного порошка силицида металла. Загружают в герметичный тигель электролит, состоящий из галогенида щелочного металла и соли металла, и расходуемые компоненты микронных размеров в виде порошков металла и кремния, производят нагрев до рабочих температур синтеза силицида металла выше точки плавления электролита с получением ионного расплава в атмосфере аргона или углекислого газа.

Изобретение относится к области создания катализаторов и реакторов для химической и нефтехимической промышленности, а именно к процессам дегидрирования и парового риформинга низших алифатических спиртов с целью получения высокочистого водорода, пригодного для использования в топливных элементах.

Изобретение относится к металлургии, а именно к получению прутков из сплава с памятью формы на основе никелида титана (Ti-Ni), и может быть использовано при производстве объемных и длинномерных полуфабрикатов из сплавов на основе никелида титана с памятью формы.

Использование: для покрытия подложки покрытием с низкой отражательной способностью. Сущность изобретения заключается в том, что способ покрытия подложки углеродными наноструктурами, включающий стадии: (i) получения суспензии углеродных наноструктур в растворителе; (ii) предварительного нагрева подложки до температуры, достаточной для того, чтобы вызвать испарение растворителя при контакте суспензии с подложкой; и последующего (iii) нанесения суспензии на подложку посредством распыления; (iv) поддержания во время стадии (iii) температуры подложки, достаточной для поддержания испарения растворителя, наносимого распылением; (v) повторения стадий (iii) и (iv) до тех пор, пока на подложку не будет нанесен слой углеродных наноструктур, имеющий толщину, равную по меньшей мере 2 микрометрам; и (vi) плазменного травления покрытия для снижения плотности пленки и создания оптических полостей в покрытии, добавления оптического спейсера к суспензии перед стадией осаждения для создания оптических полостей в покрытии или комбинации этих стадий.
Изобретение относится к нанотехнологии и может быть использовано при изготовлении электронных приборов, а также для инжекции зарядов в объём конденсированных сред при криогенных температурах.

Изобретение относится к химической промышленности и нанотехнологии и может быть использовано при изготовлении композиционных полимерных материалов. По одному варианту углеродный материал (I), содержащий одностенные углеродные нанотрубки и не менее 50% углерода, приводят во взаимодействие с раствором хлорида железа с концентрацией не менее 0,1 М.

Изобретение относится к профилированию состава твердых растворов гетероэпитаксиальных структур при их росте. Способ при формировании структуры типа А2В6 на основе теллуридов элементов второй группы таблицы Менделеева включает измерения эллипсометрических параметров Ψ и Δ на одной длине волны света видимой области спектра.

Изобретение относится к электрическому изолятору, который содержит первый переносящий флюид элемент и второй переносящий флюид элемент, отстоящий от указанного первого переносящего флюид элемента, резистивный, полупроводящий или непроводящий компонент, расположенный между и изолированный от указанного первого и второго переносящего флюид элемента, причем указанный резистивный, полупроводящий или непроводящий компонент предназначен для переноса флюида, протекающего от указанного первого переносящего флюид элемента к указанному второму переносящему флюид элементу, а также упрочняющий композит, окружающий указанный первый переносящий флюид элемент, указанный второй переносящий флюид элемент и указанный резистивный, полупроводящий или непроводящий компонент, при этом указанный упрочняющий композит непрерывен и обеспечивает токопроводящую дорожку между указанным первым переносящим флюид элементом и указанным вторым переносящим флюид элементом, причем указанный упрочняющий композит содержит волокно и смесь смол, а указанная смесь смол содержит смолу и токопроводящую добавку. Изобретение обеспечивает функцию электрической изоляции в находящихся под давлением гидравлических систем. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 1 ил.

Наверх