自定心螺栓连接式流体配件的制作方法

本公开涉及涡轮发动机系统，并且更具体地说，涉及用于与涡轮发动机燃料系统一起使用的流体配件附接系统。

背景技术：

涡轮发动机燃料管线可耦接至燃气涡轮发动机的不同部分。由于制造限制，流体配件与流体配件保持器之间存在较大间隙，这可能增加安装过程中未对准的可能性。未对准的流体配件组件可能在向下扭转至不正确地对准的位置时经历永久变形。变形可能导致不太可检测的泄漏，包括可能在热膨胀或者收缩之后发生的潜在泄漏。

发明概要

根据各种实施方案公开一种流体配件组件。流体配件组件可包括流体配件和流体配件保持器。流体配件组件还可包括对准特征。所述流体配件可包括管和流体配件凸缘。所述流体配件保持器可包括保持器凸缘，其中流体配件保持器的内表面被配置用于靠接所述流体配件凸缘的径向外表面。对准特征可被设置在流体配件的外径上，其中所述对准特征被定位成邻近流体配件凸缘。对准特征(在本文还被称为对准表面)的外径(OD)表面可有助于流体配件与流体配件保持器的同心对准。保持器凸缘可包括第一凸缘和第二凸缘以有助于对准。第一凸缘的内径(ID)可大于第二凸缘的ID。第二凸缘可被配置用于使保持器凸缘的ID与流体配件的OD之间的间隙最小化。使所述间隙最小化可使安装过程中未对准的机会最小化。

除非另外明确指示，前述特征和元件可组合在各种组合中而无排他性。鉴于以下描述和附图，这些特征和元件以及其操作将变得更为明显。然而，应理解以下描述和附图在本质上是示例性的而非限制性的。

附图简述

在本说明书的结论部分特别指出并清楚地要求保护本公开的主题。然而，在结合附图考虑时，可通过参考具体实施方式和权利要求来最好地获得对本公开更为完整的理解，其中相同的数字表示相同的元件。

图1示出根据各种实施方案的安装至飞机机翼的机舱的透视图；

图2示出根据各种实施方案的包括自对准流体配件组件的机舱燃料管线附接组件的透视图；

图3示出根据各种实施方案的包括自对准流体配件组件的燃料泵燃料管线附接组件的透视图；

图4A示出根据各种实施方案的未对准的流体配件组件安装的底部视图；

图4B示出根据各种实施方案的未对准的流体配件组件安装的截面视图；

图4C示出根据各种实施方案的未对准的流体配件组件安装的截面视图；

图5A示出根据各种实施方案的自对准流体配件组件的底部视图；

图5B示出根据各种实施方案的自对准流体配件组件的侧视图；

图5C示出根据各种实施方案的自对准流体配件组件的截面视图；

图6A示出根据各种实施方案的自对准流体配件组件的底部视图；

图6B示出根据各种实施方案的安装过程中的自对准流体配件组件的截面视图；

图6C示出根据各种实施方案的安装过程中的自对准流体配件组件的截面视图；

图6D示出根据各种实施方案的安装过程中的自对准流体配件组件的截面视图；

图6E示出根据各种实施方案的处于安装位置的自对准流体配件组件的截面视图；

图7示出根据各种实施方案的自对准流体配件组件的截面视图；

图8示出根据各种实施方案的自对准流体配件组件的截面视图；

图9示出根据各种实施方案的自对准流体配件组件的截面视图；并且

图10示出根据各种实施方案的自对准流体配件组件的截面视图。

具体实施方式

本文中的各种实施方案的具体实施方式参考了附图，所述附图通过说明的方式示出各种实施方案。尽管对这些各种实施方案的描述足够详细以使得本领域技术人员能够实施本发明，但是应理解，可实现其他实施方案且可在不背离本发明的精神和范围的情况下做出逻辑、化学和机械变化。因此，本文的具体实施方式仅出于说明的目的呈现而不具有限制。例如，在方法或者过程描述的任何处阐述的步骤可以任何顺序执行而不必限于所呈现的顺序。

此外，对单数的任何提及包括复数实施方案，并且对超过一个部件或步骤的任何提及可包括单数实施方案或者步骤。此外，对附接的、固定的、连接的等等的任何提及可包括永久的、可移除的、暂时的、部分的、完全的和/或任何其他可能的附接选择。此外，对无接触(或者类似的短语)的任何提及还可包括减少的接触或者最小接触。

参考图1，根据各种实施方案示出用于燃气涡轮发动机的机舱100。机舱100可包括入口110、风扇罩120和反推力装置130。机舱100可耦接至塔架140，所述塔架140可将机舱100安装至飞机机翼144。作为实例，机舱100通过图1中的塔架140耦接至飞机机翼144。燃料可储存在飞机机翼144和飞机本体146中的至少一个。燃料可从飞机机翼144和/或飞机本体146输送通过机舱140并且进入定位在机舱100内的燃气涡轮发动机。

参考图2，提供根据各种实施方案的机舱燃料管线附接组件的透视图。根据各种实施方案，机舱燃料管线附接组件200可包括软管280、流体配件270和流体配件保持器260。流体配件保持器260可被螺栓连接至塔架240的一部分。流体配件270和流体配件保持器260可被配置来将软管280耦接至塔架240的一部分。流体配件270和软管280可被配置来引导燃料的流动。

参考图3，提供根据各种实施方案的燃料泵燃料管线附接组件的透视图。根据各种实施方案，燃料泵燃料管线附接组件300可包括软管380、流体配件370和流体配件保持器360。流体配件保持器360可被螺栓连接至燃料泵384的一部分。流体配件370和流体配件保持器360可被配置来将软管380耦接至燃料泵384。流体配件370和软管380可被配置来引导燃料的流动。

参考图4A至图4C，根据各种实施方案示出未对准的流体配件安装。图4A示出流体配件组件400的底部视图。流体配件组件400可包括流体配件470和流体配件保持器460。截面A-A’在图4A中的流体配件组件400上指示。

图4B和4C是沿图4A中的线A-A’取得的截面视图，其示出安装过程期间的未对准的流体配件。流体配件470可包括中心线轴线F-F。流体配件保持器460可包括中心线轴线R-R。在各种实施方案中，在安装过程中中心线轴线F-F可能与中心线轴线R-R未对准。间隙492可存在于流体配件470的外径(OD)与流体配件保持器460的内径(ID)之间。根据流体配件470和流体配件保持器460的对准，间隙492将是围绕流体配件470的周长均匀或者不均匀的。中心线轴线F-F和中心线轴线R-R的未对准的幅度可与间隙492的大小互补。

图4C示出处于安装和紧固位置中的未对准的流体配件。在被安装在未对准的位置中时，流体配件470和/或流体配件保持器460可经历变形。此变形可包括弹性和/或塑性变形。变形可致使流体泄漏和/或损坏的零件。例如，在安装过程中，流体配件保持器460可经由螺栓或者紧固件紧固至燃气涡轮发动机的一部分。如果流体配件470和/或流体配件保持器460未对准，则流体配件保持器460的一部分可能在螺栓或者紧固件紧固时经历变形。这可产生流体可通过其泄漏的间隙。此外，如果技术人员卸除先前以未对准的方式安装且紧固的零件并且随后将其以正确地对准的方式重新安装，尽管正确地安装，但所述零件中的变形可产生用于流体泄漏的间隙。这类间隙可能不足够大至用于流体泄漏，但是在操作过程中可能会发生热膨胀和/或收缩。因此，随后正确地安装的塑性变形的零件可被认为具有潜在泄漏。可能难以在安装过程中检测未对准。可能难以检测变形的零件。对于维护技术人员来说，处于狭窄空间中的未对准的流体配件组件可能看起来令人满意。

因此，可能希望具有自对准的流体配件组件。参考图5A至图5C，根据各种实施方案示出自对准的流体配件组件。为便于说明，示出x-y-z轴。图5A示出根据各种实施方案的自对准流体配件组件500的底部视图。密封件555可被定位成邻近(在负x方向上)流体配件保持器560并且与所述流体配件保持器560同心对准(围绕x-轴同心地对准)。密封件555可被配置来防止流体从自对准流体配件组件500内泄漏。截面A-A’在图5A中的自对准流体配件组件500上指示。在各种实施方案中，螺栓孔568可被设置在流体配件保持器560上。螺栓孔568可被配置来允许紧固件被插入到螺栓孔568中以便将流体配件保持器560紧固在安装位置中。

在各种实施方案中，流体配件保持器560可包括如在图5A中所示的方形几何形状。在各种实施方案中，流体配件保持器560可包括五边形、六边形、八边形、三角形、椭圆形、圆形或者任何其他几何形状。

在图5B中示出自对准流体配件组件500的侧视图。流体配件570可包括管571。流体配件570可位于流体配件保持器560的径向内部。

图5B是根据各种实施方案沿图5A中的线A-A’取得的截面视图。软管附接特征572可被设置在流体配件570的外径(OD)表面上。软管附接特征572可包括环形物。软管附接特征572可与流体配件570成整体。软管附接特征572可被配置来有助于将软管附接至流体配件570。流体配件570可包括流体配件凸缘578。流体配件保持器560可包括保持器凸缘562。保持器凸缘562可被配置来朝向流体配件保持器560的中心线径向向内延伸。在处于安装位置时，保持器凸缘562可被配置来接合流体配件凸缘578。流体配件保持器560可包括支撑表面568。支撑表面568可以是流体配件保持器560的内表面。在处于安装位置时，流体配件凸缘578的径向外表面577可被配置来靠接支撑表面568。因此，流体配件凸缘578的径向外表面577可包括大约等于支撑表面568的直径的直径。

在各种实施方案中，流体配件570可包括对准特征575。对准特征575可被设置在流体配件570的OD表面上。在各种实施方案中，对准特征575可在流体配件凸缘578与流体配件凸缘578与软管附接特征572之间的位置之间延伸。对准特征575可被定位成邻近流体配件凸缘578。对准特征575可包括第一部分574和第二部分576。第一部分574可被定位成邻近流体配件凸缘578(在正x方向上)。在各种实施方案中，第一部分574可包括环状环。在各种实施方案中，第一部分574可包括与流体配件570的OD表面平行的OD表面。第一部分574的OD表面可包括大约等于流体配件570的OD表面的直径以及流体配件凸缘578的径向外表面577的直径与流体配件570的OD表面的直径之间的差异的一半的总和的直径。第二部分576可被定位成邻近(在正x方向上)第一部分574。在各种实施方案中，第二部分576可包括圆形的环状环。在各种实施方案中，第二部分576可包括锥形的环状环。在各种实施方案中，第二部分576可包括OD表面，所述OD表面包括在第一部分574与第二部分576之间的接点处的最大直径；和在正x方向上朝向软管附接特征572延伸的锥形部分(或者圆形部分)。因此，对准特征575可包括圆形的环状环，其中第一部分574可包括与流体配件570的OD表面平行的OD表面并且第二部分576可包括锥形的(或者圆形的)OD表面。在各种实施方案中，对准特征575可与流体配件570成整体。对准特征575可有助于流体配件570与流体配件保持器560的对准。对准特征575的OD表面可被称为对准表面。在处于安装位置时，密封件555的至少一部分可安置成邻近(在负x方向上)流体配件凸缘578。

在各种实施方案中，保持器凸缘562可包括第一凸缘564和第二凸缘563。第一凸缘564可被定位成邻近第二凸缘563。在各种实施方案中，第一凸缘564的内径(ID)可大于第二凸缘563的ID。在各种实施方案中，第一凸缘564可被设置在保持器凸缘562的ID表面上。在各种实施方案中，在处于安装位置时，第一凸缘564可被配置来在第一凸缘564的ID表面与对准特征575的OD表面之间形成间隙。在各种实施方案中，在处于安装位置时，第一凸缘564可被配置来在第一凸缘564的ID表面与流体配件570的OD表面之间形成间隙。在各种实施方案中，流体配件570可包括倒角579。倒角579可被定位在流体配件凸缘578与对准特征575之间的接点处。在各种实施方案中，当处于安装位置时，第一凸缘564可被配置来允许保持器凸缘562与倒角579之间的足够空隙。

在各种实施方案中，第二凸缘563可被设置在保持器凸缘562的ID表面上。在各种实施方案中，第二凸缘563的ID表面的直径可大于第一部分574的OD表面的直径。在各种实施方案中，第二凸缘563可被配置来使第二凸缘563的ID表面与流体配件570的OD表面之间的间隙最小化。在各种实施方案中，第二凸缘563可被配置来使第二凸缘563的ID表面与对准特征575的OD表面之间的间隙最小化。在各种实施方案中，第二凸缘563可被配置来包括最小ID表面区域。因此，当安装流体配件组件502时，第二凸缘563可被配置来提供最小摩擦阻力。在各种实施方案中，第二凸缘563可有助于流体配件570与流体配件保持器560的对准。在各种实施方案中，第一凸缘564可有助于流体配件570与流体配件保持器560的对准。此外，第一凸缘564和第二凸缘563可允许流体配件570逐步进入对准过程，如与一个突然的对准相反。逐步对准可有助于降低未对准和/或变形的可能性。

在各种实施方案中，保持器凸缘562可包括斜切部分566。在安装过程中，斜切部分566可与流体配件凸缘578相互作用。在安装过程中，斜切部分566可被配置来在保持器凸缘562与流体配件凸缘578之间提供最小摩擦。斜切部分566可在各种实施方案中被圆形边缘替代。在安装过程中，斜切(或者圆形)部分566可被配置来有助于自对准过程。

在各种实施方案中，第二部分576可包括OD表面，所述OD表面被配置来相对于流体配件570的中心线轴线(即，根据图5C的x-轴)成角度(从而形成圆锥形表面)。在各种实施方案中，第二部分576可包括OD表面，所述OD表面被配置来相对于流体配件570的中心线轴线(即，根据图5C的x-轴)成大约四十五(45)度的角度。

在各种实施方案中，流体配件保持器560和流体配件570可包括不锈钢。在各种实施方案中，流体配件保持器560可包括马氏体沉淀硬化不锈钢。在各种实施方案中，流体配件保持器560可包括，例如，可从AK Steel Corporation以商标15-5PH获得的马氏体沉淀硬化不锈钢。在各种实施方案中，流体配件保持器560可包括，例如，可从AK Steel Corporation以商标15-5PH、Condition H 1025获得的为马氏体沉淀硬化不锈钢。在各种实施方案中，流体配件保持器560可包括在三百八十(380)华氏度(193℃)下大约128,000磅/平方英寸(PSI)(882,528kPa)的屈服强度。在各种实施方案中，流体配件570可包括稳定化的奥氏体不锈钢，例如像在AMS 5510和/或ASTMA240中指定的并且商业上称为321不锈钢。

参考图6A至图6E，根据各种实施方案示出自对准流体配件组件600的安装过程中的各种步骤。图6B-6E是沿图6A中的线A-A’取得的截面视图。为便于说明，示出x-y-z轴。流体配件组件600可类似于流体配件组件500。在各种实施方案中，在安装过程中，流体配件组件660可围绕流体配件670轴向地(在负x方向上)平移，如在图6B中通过自对准流体配件组件600所示。流体配件保持器660可被配置来包括具有足够大小的ID以允许软管附接特征672在安装过程中穿过流体配件保持器660的ID表面。因此，流体配件保持器660的最小ID可大于软管附接特征672的OD。在各种实施方案中，在流体配件保持器660经过软管附接特征672时，流体配件中心线F-F和流体配件保持器中心线R-R可变得紧密对准。在各种实施方案中，当流体配件保持器660在负x方向上进一步平移时(如在图6C中所示)，流体配件中心线F-F可变得与流体配件保持器中心线R-R未对准。因此，保持器凸缘662可与流体配件670的OD表面相互作用。

在各种实施方案中，如在图6D中所示，对准过程可在保持器凸缘662与对准特征675的OD表面相互作用时开始。在各种实施方案中，对准特征675可类似于对准特征575。在各种实施方案中，对准特征675的OD表面可被配置来与保持器凸缘662相互作用，从而致使流体配件中心线F-F和流体配件保持器中心线R-R开始对准。在各种实施方案中，在对准开始后，流体配件保持器660的斜面部分666可与流体配件凸缘678相互作用，作为对准过程的继续。在各种实施方案中，所述相互作用可致使流体配件中心线F-F和流体配件保持器中心线R-R继续对准。

在各种实施方案中，如在图6E中所示，对准过程结束于安装位置，在所述安装位置中流体配件凸缘678与保持器凸缘662主动接合。在各种实施方案中，流体配件凸缘678的底部表面和流体配件保持器660的底部表面可在安装位置中彼此平行。当处于安装位置时，流体配件中心线F-F和流体配件保持器中心线R-R可被对准。

关于图7-10，具有如在图5A-5C中描绘的相同元件编号的元件意图是相同的并且为了简洁起见将不再重复。关于图7-10，元件可包括如针对根据图5A-5C的元件所描述的相同材料。

参考图7，根据各种实施方案示出自对准流体配件组件。为便于说明，示出x-y-z轴。流体配件组件700可包括流体配件570和流体配件保持器560。在各种实施方案中，第二凸缘763可被设置在保持器凸缘562的ID表面上。第二凸缘763可在功能上类似于如在图5C中描述的第二凸缘563。在各种实施方案中，在无设置在流体配件570的OD表面上的任何特征的情况下，可通过使第二凸缘763径向向内延伸来使流体配件570的OD表面与第二凸缘763的ID表面之间的间隙最小化。因此，流体配件570和流体配件保持器560未对准的可能性被最小化。第二凸缘763的ID可大于流体配件570的OD。第一凸缘564的ID可大于第二凸缘763的ID。

参考图8，根据各种实施方案示出自对准流体配件组件。为便于说明，示出x-y-z轴。在各种实施方案中，流体配件保持器可包括保持器凸缘762。保持器凸缘762可在功能上类似于图5C中的保持器凸缘562。在各种实施方案中，当处于安装位置时，保持器凸缘762可朝向流体配件570的中心线轴线径向向内延伸。在各种实施方案中，保持器凸缘762的ID可大于对准特征575的OD。在处于安装位置时，保持器凸缘762可被配置来接合流体配件凸缘578。保持器凸缘762可被配置来使对准特征575的OD表面与保持器凸缘762的ID表面之间的间隙最小化。最小间隙大小可有助于流体配件570与流体配件保持器560的对准。保持器凸缘762可包括圆形部分768。圆形部分768可包括倒角。圆形部分768可有助于流体配件570与流体配件保持器560的对准。圆形部分768可提供光滑表面以与对准特征575相互作用。在各种实施方案中，保持器凸缘762的ID表面的直径可大于第一部分574的OD表面的直径。在安装过程中，圆形部分768可被配置来降低对准特征575与保持器凸缘762之间的摩擦力。圆形部分768可在各种实施方案中被斜切边缘取代。在安装过程中，圆形(或者斜切)部分768可被配置来降低对准特征575与保持器凸缘762之间的压力。

关于图9-10，具有如在图8描绘的相同元件编号的元件意图是相同的并且为了简洁起见将不再重复。

参考图9，根据各种实施方案示出自对准流体配件组件。为便于说明，示出x-y-z轴。在各种实施方案中，对准特征575可包括第二部分776。第二部分776可被定位成邻近(在正x方向上)第一部分574。第二部分776可包括圆形的环状环。在各种实施方案中，第二部分776可包括OD表面，所述OD表面包括在第一部分574与第二部分776之间的接点处的最大直径；和在正x方向上朝向软管附接特征572延伸、从而形成圆锥形表面的锥形部分。在各种实施方案中，第二部分776的锥形部分可在正x方向上从第一部分674朝向软管附接特征572延伸至紧邻软管附接特征572的位置。第二部分776的功能可类似于图5C的第二部分576的功能。在安装过程中，第二部分576可被配置来致使流体配件570与流体配件保持器560的逐渐对准。在安装过程中，逐渐对准可防止零件抓固在其他零件上以及变形。在优选的实施方案中，保持器凸缘762可包括斜切部分769。斜切部分769可包括斜切边缘。斜切部分769可在功能上类似于图8的圆形部分768。斜切部分769可在各种实施方案中被圆形部分替代。

参考图10，根据各种实施方案示出自对准流体配件组件。为便于说明，示出x-y-z轴。在各种实施方案中，流体配件570可包括对准特征775。对准特征775可被设置在流体配件570的OD表面上。在各种实施方案中，对准特征775可在流体配件凸缘578与软管附接特征572之间延伸。对准特征775可包括环状环。在各种实施方案中，对准特征775可包括与流体配件570的OD表面平行的OD表面，从而形成圆柱形表面。在各种实施方案中，对准特征775可与流体配件570成整体。对准特征775可有助于流体配件570与流体配件保持器560的对准。对准特征775可在功能上类似于图5C的对准特征575。在各种实施方案中，在安装过程中，技术人员可在软管附接特征572上(在负x方向上)轴向平移流体配件保持器560。随着流体配件保持器560在软管附接特征572上轴向平移时，流体配件保持器560和流体配件570可变得紧密对准。鉴于此，对准特征775可被配置来在流体配件保持器560继续在流体配件570上(在负x方向上)轴向平移时维持流体配件570与流体配件保持器560的对准直到流体配件保持器560处于安装位置中。

尽管本文描述的自对准流体配件组件已经在飞机应用的背景下进行了描述，但是将理解根据本公开，本文描述的系统可与各种其他交通工具结合使用，例如，运载火箭、太空飞船、无人驾驶飞行器、导弹、汽车、卡车、公交车、火车、船以及潜水器或者任何其他交通工具或者装置；或者与工业过程、或者推进系统或者具有流体配件的任何其他系统或过程结合使用。

在本文的具体实施方式中，提及“一个实施方案”、“实施方案”、“各种实施方案”等等指示所描述的实施方案可包括某一特定特征、结构或特性，但是每个实施方案可能不一定包括所述特定特征、结构或特性。此外，此类措词不一定是指同一实施方案。此外，当结合一个实施方案来描述某一特定特征、结构或特性时，应当认为，无论是否明确描述，使得此类特征、结构或者特性结合其他实施方案起作用是在本领域的技术人员的知识范围内。在阅读本说明书后，相关领域的技术人员将清楚如何在替代实施方案中实施本公开。

本文已经参照具体实施方案描述了益处、其他优点以及问题的解决方案。另外，本文中所含的各个附图中所示的连接线意图表示各个元件之间的各种功能关系和/或物理耦接。应注意，在实际系统中可能存在许多替代或额外的功能关系或者物理连接。然而，所述益处、优点、问题的解决方案以及可使得任何益处、优点或解决方案出现或变得更为显著的任何元件都不应被解释为是本发明的关键、必需或必要特征或元件。本发明的范围因此仅依据所附权利要求书来限制，其中提及单数的元件不意图意指“一个且仅一个”(除非如此明确地阐述)，而是意指“一个或多个”。此外，当类似于“A、B或C中的至少一个”的短语在权利要求中使用时，意图所解释的短语意指仅A可存在于一个实施方案中，仅B可存在于一个实施方案中，仅C可存在于一个实施方案中；或者意指元件A、B和C的任何组合可存在于单个实施方案中；例如，A和B、A和C、B和C或者A和B以及C。不同的截面线在整个附图中用于表示不同的零件，但是不一定表示相同或者不同的材料。

此外，本公开中任何元件、部件或者方法步骤均非意图专用于公共场合，不管所述元件、部件或者方法步骤是否在权利要求中明确地阐述。本文中任何要求保护的元件均不应根据美国法典第35篇第112条(f)款来解释，除非所述元件使用短语“意指”明确地描述。如本文中所使用，术语“包括”、“包含”或其任何其他变化形式意图涵盖非排他性的包括，以使得包括一系列元件的过程、方法、物品或设备并不仅仅包括这些元件，还可包括未明确列出或这类过程、方法、物品或设备所固有的其他元件。