RU2406006C2

RU2406006C2 - System for current isolation for fluid systems

Info

Publication number: RU2406006C2
Application number: RU2009101914/06A
Authority: RU
Inventors: ВИЭЙРА Хесус ФЕРНАНДЕС (ES); ВИЭЙРА Хесус ФЕРНАНДЕС
Original assignee: Айрбус Эспанья, С.Л.
Priority date: 2006-06-22
Filing date: 2006-06-22
Publication date: 2010-12-10
Also published as: RU2009101914A

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: specified parts have edges with grooves. Isolation insert is arranged by means of injection and provides for internal flow for liquid passage between specified parts and covers specified parts with grooves, providing for tight connection of isolation insert with specified parts.

EFFECT: invention improves reliability of joint.

18 cl, 3 dwg

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕFIELD OF THE INVENTION

Изобретение относится к системе изоляции для жидкостных систем, подверженных рискам возможных электрических- разрядов, использующей изоляционные вставки между частями линейных элементов жидкостной системы, более конкретно - к системе изоляции для защиты топливных систем самолета от электрических разрядов, вызванных молнией, ударяющей в покрытия топливных баков, сделанные из материалов с низкой электрической проводимостью.The invention relates to an insulation system for liquid systems at risk of possible electrical discharges, using insulating inserts between parts of the linear elements of the liquid system, and more particularly, to an insulation system for protecting aircraft fuel systems from electrical discharges caused by lightning striking the fuel tank coatings, made from materials with low electrical conductivity.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯBACKGROUND OF THE INVENTION

Композиционные материалы обеспечивают высокое электрическое сопротивление по сравнению с металлическими материалами. Последние традиционно использовались в области аэронавтики для производства конструкций, предназначенных для хранения топлива, учитывая их механические характеристики - относительно веса этих материалов.Composite materials provide high electrical resistance compared to metallic materials. The latter have traditionally been used in the field of aeronautics for the manufacture of structures designed to store fuel, given their mechanical characteristics - relative to the weight of these materials.

Высокое электрическое сопротивление, присущее композиционным материалам, вызывает очень существенный индуктивный эффект во внутренних топливных системах. Упомянутый эффект наводит внутренние электрические токи, которые могут привести к катастрофическим поломкам или явлениям для общей структурной целостности.The high electrical resistance inherent in composite materials causes a very significant inductive effect in internal fuel systems. The mentioned effect induces internal electric currents, which can lead to catastrophic breakdowns or phenomena for the overall structural integrity.

Явления, имеющие отношение к умеренным или сильным электрическим разрядам, возникающим в случае удара молнией, в конструкции, сделанной из материала с низкой электрической проводимостью, чтобы обеспечивать ее структурную целостность/неисправность любого важного электрического оборудования/электрические дуги внутри бака, таковы.Phenomena related to moderate or strong electric discharges arising from a lightning strike in a structure made of a material with low electrical conductivity in order to ensure its structural integrity / malfunction of any important electrical equipment / electric arcs inside the tank are as follows.

Участки перегрева: высокая плотность тока в некоторых определенных положениях конструкции, например в сочленениях или пересечениях элементов, может сформировать точки с высокой температурой. Если эта температура превышает 200°C (точка самовоспламенения топлива, обоснованная администрациями FAA/JAA), то топливо может достичь его температуры воспламенения.Overheating areas: High current density at certain defined positions in the structure, such as joints or intersections of elements, can form high temperature points. If this temperature exceeds 200 ° C (fuel self-ignition point justified by the FAA / JAA administrations), then the fuel may reach its ignition temperature.

Электрические дуги (искрение): прохождение тока через материалы с разными сопротивлениями и в геометрически разнесенных положениях может вызывать разряды в виде электрической дуги (разность потенциалов) и вызывать воспламенение топлива/воспламеняющейся жидкости, содержащихся в конструкции.Electric arcs (sparking): the passage of current through materials with different resistances and in geometrically spaced positions can cause discharges in the form of an electric arc (potential difference) and cause ignition of the fuel / flammable liquid contained in the structure.

Неисправность электрического оборудования: электрические разряды, вызванные ударом молнии, приводят к высоким уровням тока, циркулирующего по наружной конструкции, и по этой причине может вызвать электрический ток во внутренних системах с помощью либо шунтирования, либо индукции. Эти эффекты способны вызвать неисправность важного оборудования, порождая внезапный отказ.Malfunctioning electrical equipment: Electrical discharges caused by lightning strikes lead to high levels of current circulating through the external structure, and for this reason can cause electric current in internal systems by either shunting or induction. These effects can cause malfunctioning of important equipment, causing a sudden failure.

Заявка на патент PCT/ES05/070133 от Airbus описывает способ для защиты сборки из металлических устройств, собранной внутри топливного бака, полностью или частично произведенной с помощью композиционных материалов, для защиты от электрических разрядов, в которой необходимы изоляционные вставки в установочных границах для топлива, вентиляции и т.д., так что они подразделяются на части, изолированные друг от друга.Airbus Patent Application PCT / ES05 / 070133 describes a method for protecting an assembly of metal devices assembled inside a fuel tank, made wholly or partially with composite materials, for protection against electrical discharges, in which insulating inserts are required within the fuel installation boundaries, ventilation, etc., so that they are divided into parts isolated from each other.

Данное изобретение относится к такой изоляционной вставке, которая может использоваться как в местах с небольшим свободным пространством, так и в областях изоляции незакрепленных элементов со значительной длиной.This invention relates to such an insulating insert, which can be used both in places with a small free space, and in the insulation areas of loose elements with a considerable length.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

Данное изобретение предлагает систему электрической изоляции для линейного элемента, который является частью жидкостной системы, подверженной рискам возможных внешних электрических разрядов, использующую изоляционную вставку между двумя частями упомянутого линейного элемента, согласно которой упомянутые части имеют края с канавками, и изоляционная вставка является деталью из изоляционного материала, образованной между упомянутыми частями так, что она образует внутренний канал для прохождения жидкости между ними и покрывает упомянутые края с канавками, обеспечивая герметичное соединение изоляционной вставки с двумя частями линейного элемента.The present invention provides an electrical insulation system for a linear element that is part of a fluid system at risk of possible external electrical discharges, using an insulating insert between two parts of said linear element, according to which said parts have grooved edges and the insulating insert is a part of insulating material formed between the said parts so that it forms an internal channel for the passage of fluid between them and covers utye grooved edge, providing a tight connection of the insulating insert, the two parts of the linear element.

Изоляционная вставка предпочтительно образована посредством технологии инжекционного формования, используя соответствующую форму.The insulating insert is preferably formed by injection molding technology using an appropriate shape.

Линейные элементы, к которым применяется система изоляции, предпочтительно являются металлической трубой для прохождения топлива, и края частей с канавками, между которыми размещается изоляционная вставка, содержат поперечные канавки, чтобы облегчить присоединение изоляционной вставки, и продольные канавки для предотвращения ее вращения.The linear elements to which the insulation system is applied are preferably a metal pipe for the passage of fuel, and the edges of the grooved parts between which the insulation insert is placed contain lateral grooves to facilitate the attachment of the insulation insert and longitudinal grooves to prevent it from rotating.

Система изоляции как объект данного изобретения применима к топливным и вентиляционным трубам, образующим часть топливных систем, установленных в самолете, когда необходимо остановить ток или иным образом изолировать участки установки, где предполагается их прохождение.The insulation system as an object of the present invention is applicable to fuel and ventilation pipes forming part of the fuel systems installed in an airplane when it is necessary to stop the current or otherwise isolate sections of the installation where they are supposed to pass.

Преимущество системы, которая является объектом настоящего изобретения, состоит в обеспечении соединения изоляционной вставки с двумя частями линейного элемента без использования механического соединения элементов, такого как болты, заклепки, шайбы или гайки.An advantage of the system that is the object of the present invention is that the insulating insert is connected to the two parts of the linear element without the mechanical connection of the elements, such as bolts, rivets, washers or nuts.

Другим преимуществом системы, которая является объектом настоящего изобретения, является обеспечение герметичности соединения между изоляционной вставкой и двумя частями линейного элемента без использования для этого специальных средств, например прокладок или резиновых уплотнений с последующим сокращением эксплуатационных расходов.Another advantage of the system, which is the object of the present invention, is to ensure the tightness of the connection between the insulating insert and the two parts of the linear element without the use of special tools, such as gaskets or rubber seals, with subsequent reduction in operating costs.

Другим преимуществом системы, которая является объектом настоящего изобретения, являются низкие издержки производства и сборки, так как исключаются механически обработанные части, сделанные из трудного для обработки материала.Another advantage of the system, which is the object of the present invention, are low production and assembly costs, since machined parts made of material difficult to process are excluded.

Другим преимуществом объекта настоящего изобретения является малый вес, получающийся в результате отказа от использования определенных соединительных и герметичных элементов.Another advantage of the object of the present invention is the low weight resulting from the rejection of the use of certain connecting and sealed elements.

Другие признаки и преимущества данного изобретения будут понятны из подробного и иллюстрированного описания объекта изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи.Other features and advantages of the present invention will be apparent from a detailed and illustrated description of the subject invention with reference to the accompanying drawings.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙDETAILED DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Фиг.1 - вид в разрезе двух частей трубы с изоляционной вставкой, согласно системе, являющейся объектом настоящего изобретения.Figure 1 is a sectional view of two parts of a pipe with an insulating insert, according to a system that is an object of the present invention.

Фиг.2 - вид в перспективе трубы с изоляционной вставкой, согласно системе, являющейся объектом настоящего изобретения.Figure 2 is a perspective view of a pipe with an insulating insert according to a system that is an object of the present invention.

Фиг.3 - вид в перспективе двух частей трубы перед образованием изоляционной вставки между ними.Figure 3 is a perspective view of two parts of the pipe before the formation of the insulating insert between them.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

На фиг.1, 2 и 3, которые показывают предпочтительный вариант осуществления изобретения, можно увидеть, что изоляционная вставка 12 является деталью, герметично присоединенной к частям 14, 16 металлической трубы. Такое соединение возникает, когда изоляционная вставка 12 образуется между упомянутыми частями 14, 16 с помощью любой подходящей технологии. Поэтому специальные соединительные и/или герметичные элементы не используются.1, 2 and 3, which show a preferred embodiment of the invention, it can be seen that the insulating insert 12 is a part hermetically attached to the metal pipe parts 14, 16. Such a connection occurs when an insulating insert 12 is formed between said parts 14, 16 by any suitable technology. Therefore, special connecting and / or sealed elements are not used.

Подходящая технология является инжекционным формованием с использованием соответствующей формы (не показана), дающим, в результате, изоляционную вставку 12 цилиндрической формы. Инжекционное формование может выполняться либо снаружи, либо изнутри, при желании исключая образования внутренних ступенек. Нейлон, полиамид и полиэфирэфиркетон являются некоторыми из предпочтительных изоляционных материалов, которые могут использоваться.A suitable technology is injection molding using an appropriate mold (not shown), resulting in a cylindrical insulating insert 12. Injection molding can be performed either externally or internally, optionally eliminating the formation of internal steps. Nylon, polyamide and polyetheretherketone are some of the preferred insulation materials that can be used.

На краях частей 14, 16 металлической трубы делаются канавки, чтобы способствовать герметичному присоединению изоляционной вставки 12, образованной «по месту». В целях данного изобретения выражение "края с канавками" должно пониматься в самом широком смысле, включая любой тип бороздчатой конструкции, достигающей представленной цели.Grooves are made at the edges of the parts 14, 16 of the metal pipe in order to facilitate the airtight connection of the insulating insert 12 formed “in place”. For the purposes of this invention, the expression "grooved edges" should be understood in the broadest sense, including any type of grooved construction that achieves the presented purpose.

В предпочтительном варианте осуществления, показанном на чертежах, части 14, 16 металлической трубы имеют края с поперечными канавками 20 и продольными канавками 22, чтобы облегчить закрепление изоляционной вставки 12.In the preferred embodiment shown in the drawings, the metal pipe parts 14, 16 have edges with transverse grooves 20 and longitudinal grooves 22 to facilitate fixing of the insulating insert 12.

Изоляционная вставка 12 должна быть такого размера, чтобы предотвращать протекание электрического тока, когда он циркулирует по топливным или вентиляционным трубам, в которые она вставлена.Insulation insert 12 must be sized to prevent electric current from flowing when it circulates through the fuel or ventilation pipes into which it is inserted.

С технической точки зрения упомянутая вставка подвергается проверкам на изоляцию, во время которых она подвергается разности потенциалов между концами от 500 В постоянного тока до 1000 В постоянного тока, обеспечивая электрическую изоляцию порядка 100 мегаом в качестве минимального требования.From a technical point of view, the insert is subjected to insulation tests, during which it is subjected to a potential difference between the ends from 500 V DC to 1000 V DC, providing electrical insulation of the order of 100 megaohms as a minimum requirement.

В этом смысле предполагается, что минимальная длина области 18 у изоляционной вставки 12, расположенной между частями 14, 16 металлической трубы, должна быть по меньшей мере 25 мм, чтобы соответствовать требованиям для изоляции от молнии и тока покоя.In this sense, it is assumed that the minimum length of the region 18 of the insulating insert 12 located between the parts 14, 16 of the metal pipe must be at least 25 mm in order to meet the requirements for isolation from lightning and quiescent current.

Как упоминалось ранее, изоляционная вставка 12 применима к топливным установкам, в которых изобретение состоит в изолировании тока на участках или применении принципа единой клеммы заземления.As previously mentioned, the insulating insert 12 is applicable to fuel installations in which the invention consists in isolating the current in the sections or applying the principle of a single ground terminal.

При заданных материалах и размерах она также применима к системам самолета, отличным от топливных систем, таких как, например, гидравлическая или пневматическая схема, так как она не имеет механических соединительных элементов (которыми было бы необходимо снабдить системы для выдерживания высоких давлений) и расходуемых соединительных элементов (прокладок), устойчивых к разным жидкостям (например, гидравлическим жидкостям).For given materials and sizes, it is also applicable to aircraft systems other than fuel systems, such as, for example, a hydraulic or pneumatic circuit, since it does not have mechanical connecting elements (which would have been necessary to equip the system to withstand high pressures) and consumable connecting elements (gaskets) that are resistant to various fluids (e.g. hydraulic fluids).

В случае топливных систем части 14, 16 металлической трубы должны включать в себя элементы 26, 28 для установки клеммы заземления, поскольку двойная клемма заземления является обязательной в этих системах.In the case of fuel systems, the metal pipe parts 14, 16 must include elements 26, 28 for mounting the ground terminal, since a double ground terminal is mandatory in these systems.

Эти элементы 26, 28 будут механически обработаны на упомянутых частях 14, 16 с необходимой минимальной толщиной и снабжены двумя отверстиями, чтобы обеспечить целостность цепи с остальной соответствующей линией топливной системы.These elements 26, 28 will be machined on the said parts 14, 16 with the required minimum thickness and provided with two holes to ensure the integrity of the circuit with the rest of the corresponding line of the fuel system.

В только что описанный предпочтительный вариант осуществления могут быть внесены изменения, которые включаются в объем (изобретения), определенный нижеследующей формулой изобретения.Changes may be made to the preferred embodiment just described, which are included in the scope of the (invention) defined by the following claims.

Claims

1. Система электрической изоляции для линейного элемента в жидкостной системе, подверженной рискам возможных внешних электрических разрядов, содержащая изоляционную вставку (12) между двумя частями (14, 16) упомянутого линейного элемента, отличающаяся тем, что упомянутые части (14, 16) имеют края с канавками, содержащие поперечные канавки (20) и продольные канавки (22), и изоляционная вставка (12) между упомянутыми частями (14, 16) выполнена в виде детали из изоляционного материала, образующей внутренний канал для прохождения жидкости между упомянутыми частями (14, 16) и покрывающей упомянутые края с канавками, обеспечивая герметичное соединение изоляционной вставки (12) с упомянутыми частями (14, 16).1. An electrical insulation system for a linear element in a liquid system at risk of possible external electrical discharges, comprising an insulating insert (12) between two parts (14, 16) of said linear element, characterized in that said parts (14, 16) have edges with grooves, containing transverse grooves (20) and longitudinal grooves (22), and an insulating insert (12) between the said parts (14, 16) is made in the form of a part of insulating material forming an internal channel for the passage of fluid between the above parts (14, 16) and covering said edges with grooves, providing a tight connection of the insulating insert (12) with said parts (14, 16).

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что изоляционная вставка (12) сформирована посредством инжекционного формования с использованием соответствующей формы.2. The system according to claim 1, characterized in that the insulating insert (12) is formed by injection molding using the appropriate shape.

3. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что материал изоляционной вставки (12) выбирается из полиэфирэфиркетона, полиамида или нейлона.3. The system according to claim 1 or 2, characterized in that the material of the insulating insert (12) is selected from polyetheretherketone, polyamide or nylon.

4. Система по п.3, отличающаяся тем, что область (18) изоляционной вставки (12), расположенная между краями упомянутых частей (14, 16), имеет минимальную длину в 25 мм.4. The system according to claim 3, characterized in that the region (18) of the insulating insert (12) located between the edges of the said parts (14, 16) has a minimum length of 25 mm.

5. Система по п.3, отличающаяся тем, что линейный элемент является металлической трубой.5. The system according to claim 3, characterized in that the linear element is a metal pipe.

6. Система по п.3, отличающаяся тем, что жидкостная система является самолетной системой.6. The system according to claim 3, characterized in that the liquid system is an aircraft system.

7. Система по п.3, отличающаяся тем, что упомянутые части (14, 16) включают в себя элементы (26, 28) клеммы заземления.7. The system according to claim 3, characterized in that the said parts (14, 16) include elements (26, 28) of the ground terminal.

8. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что область (18) изоляционной вставки (12), расположенная между краями упомянутых частей (14, 16), имеет минимальную длину в 25 мм.8. The system according to claim 1 or 2, characterized in that the region (18) of the insulating insert (12) located between the edges of the said parts (14, 16) has a minimum length of 25 mm.

9. Система по п.8, отличающаяся тем, что линейный элемент является металлической трубой.9. The system of claim 8, wherein the linear element is a metal pipe.

10. Система по п.8, отличающаяся тем, что она используется для изоляции линейного элемента самолетной топливной системой.10. The system of claim 8, characterized in that it is used to isolate the linear element of the aircraft fuel system.

11. Система по п.8, отличающаяся тем, что упомянутые части (14, 16) включают в себя элементы (26, 28) клеммы заземления.11. The system of claim 8, characterized in that the said parts (14, 16) include elements (26, 28) of the ground terminal.

12. Система по любому из пп.1, 2, 4, отличающаяся тем, что линейный элемент является металлической трубой.12. The system according to any one of claims 1, 2, 4, characterized in that the linear element is a metal pipe.

13. Система по п.12, отличающаяся тем, что она используется для изоляции линейного элемента самолетной топливной системой.13. The system according to p. 12, characterized in that it is used to isolate the linear element of the aircraft fuel system.

14. Система по п.12, отличающаяся тем, что упомянутые части (14, 16) включают в себя элементы (26, 28) клеммы заземления.14. The system according to claim 12, characterized in that the said parts (14, 16) include elements (26, 28) of the ground terminal.

15. Система по любому из пп.6, 10, 13, отличающаяся тем, что упомянутые части (14, 16) включают в себя элементы (26, 28) клеммы заземления.15. A system according to any one of claims 6, 10, 13, characterized in that the said parts (14, 16) include elements (26, 28) of the ground terminal.

16. Система по любому из пп.1, 2, 4, 5, 9, отличающаяся тем, что она используется для изоляции линейного элемента самолетной топливной системой.16. The system according to any one of claims 1, 2, 4, 5, 9, characterized in that it is used to isolate the linear element of the aircraft fuel system.

17. Система по п.16, отличающаяся тем, что упомянутые части (14, 16) включают в себя элементы (26, 28) клеммы заземления.17. The system according to clause 16, characterized in that the said parts (14, 16) include elements (26, 28) of the ground terminal.

18. Система по любому из пп.1, 2, 4, 5, 6, 9, 10, 13, отличающаяся тем, что упомянутые части (14, 16) включают в себя элементы (26, 28) клеммы заземления. 18. The system according to any one of claims 1, 2, 4, 5, 6, 9, 10, 13, characterized in that the said parts (14, 16) include elements (26, 28) of the ground terminal.