隔框配件組合件的制作方法
【專利說(shuō)明】隔框配件組合件
[0001 ]本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2012年5月21日、發(fā)明名稱為“隔框配件組合件”的中國(guó)專利申請(qǐng) 201280025494.8(PCT/US2012/038836)的分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明一般涉及隔框配件，并且更具體地涉及用于復(fù)合結(jié)構(gòu)飛行器中的液壓隔框配件組合件。
【背景技術(shù)】
[0003]當(dāng)需要將管道、管或其他類似的裝置穿過不滲透流體的屏障或隔框時(shí)，隔框配件用作系統(tǒng)的部分。這些隔框可布置為形成燃料箱、氣候受控空間、空氣保持單元，它們傾向于將液體或氣體與周圍的環(huán)境隔開。這些隔框配件配備大量的密封件，以通過0形環(huán)、接合密封件和角密封件(fillet seal)防止外部的液體轉(zhuǎn)移或滲漏通過管周圍的隔框。
[0004]傳統(tǒng)上，隔框配件通過提供與結(jié)構(gòu)的穩(wěn)健和牢固的連接，允許流體通過傳輸元件管橫跨界面輸送而起作用。在液壓系統(tǒng)中，將液壓油(和所以液壓傳輸元件管)加熱至高溫。如果傳輸元件管和熱敏性結(jié)構(gòu)直接連接，則該高溫可能破壞結(jié)構(gòu)。熱也可能使隔框和管道之間的界面發(fā)生變形或改變，并且降低配件的密封特性。所以，已經(jīng)開發(fā)了使隔框配件和管道與隔框熱絕緣，從而防止隔框損壞的手段。
[0005]這種熱絕緣的一個(gè)例子是在配件和隔框之間使用塑料絕緣體。該屏障在配件每側(cè)的厚度可多達(dá)一英寸，但提供足夠的絕緣效果以防止隔框的損壞。另一例子是使用寬的熱力學(xué)傳導(dǎo)表面散熱，而不產(chǎn)生局部的高溫區(qū)域。
[0006]使用復(fù)合材料用于飛行器，由于雷擊或降水靜態(tài)(precipitat1n static)，需要使用液壓管道作為傳輸電能的工具。因?yàn)闊峤^緣材料也趨于對(duì)電絕緣，所以該方法趨于不允許液壓隔框配件中絕緣材料性質(zhì)上非導(dǎo)熱性(阻礙熱流動(dòng))與導(dǎo)電性(電流從配件流向隔框)的組合方案。為了提供導(dǎo)電性時(shí)同時(shí)提供熱絕緣，電流可以與液壓管路分離。
[0007]進(jìn)一步，聯(lián)邦航空規(guī)章(FederalAviat1n Regulat1n(FAR))25.981 要求大量的系統(tǒng)，從而與潛在性故障(latent failure)相關(guān)的任何單一故障不會(huì)在飛行器燃料箱中產(chǎn)生著火源。所以，認(rèn)識(shí)到本領(lǐng)域需要滿足FAR25.981的改良的隔框配件組合件。
[0008]克服該限制的一種方法已經(jīng)使用包括隔框配件安裝的附加組件。安裝這些附加部件對(duì)于隔框配件安裝而言，可能增加時(shí)間和重量，但是提供保護(hù)以防止火花傳播。所以，提出新的隔框配件組合件，以克服現(xiàn)有技術(shù)的這些和其他問題。所提出的組合件使用鈦金屬(或等價(jià)物)提供材料絕緣的組合方案以提供比現(xiàn)有方法更為有效的方案，減少重量和節(jié)省制造商的成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本公開描述了新隔框配件，其由管、安裝用法蘭以及連接安裝用法蘭和管的防熱殼組成。該防熱殼由在管和安裝用法蘭間形成氣隙的薄屏障組成，從而減少了管和安裝用法蘭間的傳熱。進(jìn)一步描述了制造隔框配件組合件的新方法。該方法由提供具有周邊肩狀物(perimeter shoulder)的管和有中心開孔和從中心開孔向外延伸的圓柱殼體的安裝用法蘭的步驟組成。周邊肩狀物和圓柱殼體焊接在一起，從而形成全金屬配件。這種配件從而具有包括用于防止泄漏和電屏蔽的外圍屏障的防熱殼。
[0010]本文進(jìn)一步描述了密封隔框中開孔的新方法。該方法包括將襯套插入通過開孔和將液壓配件插入通過開孔的步驟。液壓配件通常包括攜帶液壓油的管、安裝用法蘭以及將液壓配件固定至隔框的適配器。鎖緊螺母連接至適配器，從而將隔框夾在配件的安裝用法蘭和螺母之間。該管通過薄的防熱殼連接至安裝用法蘭。
[0011]根據(jù)進(jìn)一步的實(shí)施方式，防熱殼由從管徑向延伸的外圍法蘭和從安裝用法蘭軸向延伸的圓柱殼體組成。
[0012]根據(jù)進(jìn)一步的實(shí)施方式，防熱殼在管和安裝用法蘭之間提供連續(xù)的全金屬路徑。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是根據(jù)一種實(shí)施方式的飛行器的透視圖。
[0014]圖2是圖1顯示的飛行器機(jī)翼的頂面剖視圖。
[0015]圖3A是一種實(shí)施方式的側(cè)面剖視圖。
[0016]圖3B是另一實(shí)施方式的側(cè)面剖視圖。
[0017]圖4A是配件組合件的側(cè)面剖視圖。
[0018]圖4B是另一配件組合件的側(cè)面剖視圖。
[0019]圖5A是配件的一個(gè)組件的側(cè)面剖視圖。
[0020]圖5B是配件的第二組件的側(cè)面剖視圖。
[0021 ]圖5C是組裝配件的側(cè)面剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]圖1顯示根據(jù)一種實(shí)施方式的飛行器100。飛行器100—般包括機(jī)身102、機(jī)翼104和尾部106。機(jī)翼104可包括為飛行器100儲(chǔ)存燃料的燃料箱(tank)。機(jī)翼104內(nèi)部，該燃料箱可具有隔框108(圖2)用以隔離燃料和飛行器的剩余部分。如圖2中進(jìn)一步顯示的，許多液壓管道112可以穿過隔框108，每個(gè)液壓管道112包括隔框配件110。
[0023]盡管配件110通常描述為與飛行器100配合使用，但是應(yīng)理解，配件110可用于其他非飛行器情況(settings)，包括但不限于工業(yè)、空間、建筑或船舶應(yīng)用。進(jìn)一步，配件110可用于非液壓應(yīng)用，包括但不限于電導(dǎo)管、水管或氣動(dòng)管道。穿過隔框108或其他屏障的任何其他管道、管或裝置可包括本文所述的配件。
[0024]圖3A-B圖解了所描述裝置的各種實(shí)施方式。如圖3A所示，隔框配件組合件110通常由可連接至隔框108(參見圖4A-B)的安裝用法蘭114和形成管道112(參見圖2)部分的管116組成。管116通過限制管和安裝用法蘭之間傳熱的防熱殼118連接至安裝用法蘭114。
[0025]如本領(lǐng)域熟知，可通過熱路徑傳遞的熱量取決于熱路徑的橫截面積、路徑中材料的長(zhǎng)度和導(dǎo)熱系數(shù)。隔框配件110中限制通過其傳熱的熱路徑是殼體。通過減少殼體118的橫截面積和殼體118中材料的導(dǎo)熱系數(shù)，可以減少傳遞至隔框108的熱量。通過調(diào)整防熱殼118的長(zhǎng)度，可控制通過防熱殼118傳遞的熱以保護(hù)隔框。通過防熱殼118傳遞至安裝用法蘭114和隔框108的熱可從隔框108分散至周圍環(huán)境，進(jìn)一步降低隔框108暴露于高溫下的危險(xiǎn)。
[0026]由于減少了防熱殼118的橫截面積，殼體118變薄，并且所以必須由提供高機(jī)械強(qiáng)度的材料構(gòu)建，使得確保從管轉(zhuǎn)移足夠的機(jī)械載荷至安裝用法蘭和隔框。為了確保持續(xù)的全金屬設(shè)計(jì)，允許導(dǎo)電，優(yōu)選選擇材料是可焊接的，以使殼體118可由分開的片構(gòu)建并且加工。為了從管傳輸電流至安裝用法蘭和隔框，必須選擇具有適當(dāng)高導(dǎo)電性的材料。為了阻止傳熱，必須選擇具有相對(duì)低導(dǎo)熱系數(shù)的材料。滿足所有這些要求的一類材料是鈦合金材料。當(dāng)由這種材料制造時(shí)，隔框配件可以是單片焊接的部件?？煽紤]的其他材料是耐腐蝕的鋼
1=1Ο
[0027]如圖3Α中進(jìn)一步顯示，防熱殼118可與管116隔開，以在管116和防熱殼118之間形成氣袋120。該氣袋120進(jìn)一步促進(jìn)傳熱遠(yuǎn)離防熱殼118，從而減小安裝用法蘭114達(dá)到足以損壞隔框108溫度的機(jī)會(huì)。該氣袋120朝向箱外側(cè)空間開口，并且與箱內(nèi)側(cè)密封以提供流體屏障。該氣袋120可以位于燃料箱的內(nèi)部(從而使配件倒轉(zhuǎn)(inverting))，但是優(yōu)選在燃料箱的外部，從而其不充滿流體。
[0028]肩狀物119將管116與殼體118連接。該肩狀物119的尺寸設(shè)置為從管116到殼體118傳遞機(jī)械荷載，而管116和殼體118沒有機(jī)械故障(比如，焊接的裂紋，或殼體118破裂)，并且阻止管116的偏轉(zhuǎn)。如果在正常操作中，管116移位或者移動(dòng)，肩狀物119也防止管116底部穿過(bottonming out)氣袋120。鄰接肩狀物119的管116、肩狀物119以及殼體118的尺寸設(shè)置為從管中傳輸機(jī)械負(fù)荷通過肩狀物119和殼體118至法蘭114，而管116、法蘭114和肩狀物119沒有機(jī)械故障，并且阻止管116偏轉(zhuǎn)，從而防止管116底部穿過氣袋120。
[0029]圖3A顯示配件110，其包括從安裝用法蘭114延伸并且遠(yuǎn)離防熱殼118的適配器126。適配器126可用于使用可擰到螺紋130上的鎖緊螺母132將配件110連接至隔框108，如圖4A中所顯示。
[0030]圖3B顯示根據(jù)可選實(shí)施方式的配件110。在該圖中，省略適配器126并且提供安裝螺栓136作為將配件110連接至隔框108的可選方法，如圖4B所顯示和下面參考其的描述。
[0031]圖4A和B顯示將配件110安裝至隔框108的不同方法。隔框108將濕潤(rùn)側(cè)122(比如，燃料箱的內(nèi)側(cè))和干燥側(cè)124(比如，氣袋或燃料箱的外側(cè))分開。根據(jù)所顯示的實(shí)施方式，安裝用法蘭114布置在隔框108的濕潤(rùn)側(cè)122并且管116延伸通過隔框108中的開口。但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)明白可倒轉(zhuǎn)配件而不背離本公開的范圍。
[0032]如圖4A所顯示，配件110包括適配器，其確保安裝設(shè)備(該圖中鎖緊螺母)126延伸通過隔框108。襯套128可插在適配器126和隔框108之間。如所顯示，適配器126優(yōu)選在延伸超過隔框108的部分上包括螺紋部分130。該螺紋部分130適于接收將配件鎖在適當(dāng)位置的鎖緊螺母132。
[0033]圖4A中所顯示的組合件可進(jìn)一步包括0形環(huán)134，其在安裝用法蘭114和隔框108之間提供另外的密封。該0形環(huán)134以本領(lǐng)域熟知的方式起作用，以提