СИСТЕМА ИЗОЛЯЦИОННЫХ ТРУБЧАТЫХ КОЖУХОВ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОПРОВОДКИ ДВИГАТЕЛЯ
SYSTEM OF INSULATION TUBULAR JACKETS FOR PROTECTION OF MOTOR ELECTRIC WIRING

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к двигателям и, более конкретно, к системам изоляционных трубчатых кожухов для защиты электропроводки двигателя.
Уровень техники
Двигатели многих типов используются в множестве разных сфер применения, таких как транспортировка и выработка электроэнергии. Подобные двигатели, как правило, выполнены с электронным управлением, и в них применяются различные элементы системы управления, которые используются для управления работой двигателя, такие как топливные инжекторы, клапаны вентиляции картера и датчики мониторинга работы двигателя, которые электрически соединены с электронным блоком управления посредством электропроводки. В некоторых случаях применения двигатель может быть расположен в потенциально проблематичной среде, такой как среда, содержащая загрязняющие вещества и/или возможно горючий газ или смеси паров. В подобных средах необходимо предотвратить ситуацию, в которой электропроводка подвержена воздействию окружающей среды, с тем чтобы предотвратить повреждения проводных соединений с элементами системы управления и уменьшить вероятность взрыва, вызываемого случайной искрой в электропроводке или в электрических соединениях между электропроводкой и элементами системы управления, например, вследствие скопления пыли или других отходов, вызывающих короткое замыкание в электрических соединениях. Различные правительственные постановления могут потребовать того, чтобы двигатель был сертифицирован для эксплуатации его в подобных средах. Тем не менее, обычные электропроводки могут не соответствовать сертификационным требованиям.
Сущность изобретения
Настоящее изобретение предлагает систему изоляционных трубчатых кожухов для защиты электропроводки двигателя и ее соединений с элементами системы управления.
Согласно одному варианту изобретения предложена система изоляционных трубчатых кожухов для защиты электропроводки двигателя. Электропроводка двигателя имеет коллекторную часть и множество ветвей электропроводки, проходящих от нее. Множество ветвей электропроводки соединяет множество элементов системы управления с блоком управления. Каждый элемент системы управления из множества элементов системы управления имеет открытую часть для электрического соединения с блоком управления посредством электропроводки двигателя. Система изоляционных трубчатых кожухов включает в себя изоляционный трубчатый коллектор, выполненный с возможностью закрытия коллекторной части с возможностью его снятия, при этом изоляционный трубчатый коллектор имеет выход коллектора для каждой соответствующей ветви электропроводки из множества ветвей электропроводки двигателя. Система изоляционных трубчатых кожухов также включает в себя изоляционное трубчатое ответвление для каждой соответствующей ветви электропроводки, при этом изоляционное трубчатое ответвление выполнено с возможностью закрытия каждой соответствующей ветви электропроводки в продольном направлении с возможностью его снятия. Изоляционное трубчатое ответвление имеет первый конец ответвления и второй конец ответвления, при этом первый конец ответвления соединен с соответствующим выходом коллектора, а второй конец ответвления соединен с открытой частью соответствующего элемента системы управления из множества элементов системы управления с обеспечением герметичного контакта для герметичного закрытия открытой части.
Согласно другому варианту настоящего изобретения предложен двигатель. Двигатель включает в себя блок управления; множество элементов системы управления, при этом каждый элемент системы управления из множества элементов системы управления имеет открытую часть для электрического соединения с блоком управления; электропроводку двигателя, имеющую коллекторную часть и множество ветвей электропроводки, проходящих от нее, при этом множество ветвей электропроводки обеспечивает электрическое соединение множества элементов системы управления с блоком управления посредством открытой части; и систему изоляционных трубчатых кожухов для защиты электропроводки двигателя. Система изоляционных трубчатых кожухов включает в себя изоляционный трубчатый коллектор, выполненный с возможностью закрытия коллекторной части с возможностью его снятия, при этом изоляционный трубчатый коллектор имеет выход коллектора для каждой соответствующей ветви электропроводки из множества ветвей электропроводки двигателя. Система изоляционных трубчатых кожухов также включает в себя изоляционное трубчатое ответвление для каждой соответствующей ветви электропроводки, при этом изоляционное трубчатое ответвление выполнено с возможностью закрытия каждой соответствующей ветви электропроводки в продольном направлении с возможностью его снятия. Изоляционное трубчатое ответвление имеет первый конец ответвления и второй конец ответвления, при этом первый конец ответвления соединен с соответствующим выходом коллектора, а второй конец ответвления соединен с открытой частью соответствующего элемента системы управления из множества элементов системы управления с обеспечением герметичного соединения для герметичного закрытия открытой части.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 представляет собой схематично двигатель с электропроводкой и системой изоляционных трубчатых кожухов согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.2А-2С представляет собой изоляционный трубчатый коллектор, используемый в варианте осуществления системы изоляционных трубчатых кожухов, показанной на фиг.1.
Фиг.3 представляет собой переходное устройство, используемое в соответствии с вариантом осуществления, показанным на фиг.1 для соединения магистральной изоляционной трубки с изоляционным трубчатым коллектором с обеспечением герметичности.
Фиг.4 представляет собой переходное устройство, используемое в соответствии с вариантом осуществления, показанным на фиг.1 для соединения изоляционного трубчатого ответвления с выходной частью коллектора с обеспечением герметичности.
Фиг.5 представляет собой переходное устройство, используемое в соответствии с вариантом осуществления, показанным на фиг.1 для соединения изоляционного трубчатого ответвления с элементом системы управления, таким как датчик температуры двигателя, с обеспечением герметичности.
Фиг.6 представляет собой переходное устройство, используемое в соответствии с вариантом осуществления, показанным на фиг.1 для соединения изоляционного трубчатого ответвления с элементом системы управления, таким как датчик давления в двигателе, с обеспечением герметичности.
Подробное описание изобретения
Со ссылкой на фиг.1 показан двигатель 10. Двигатель 10 может представлять собой, например, двигатель внутреннего сгорания или газотурбинный двигатель. В данном варианте осуществления двигатель 10 представляет собой двигатель внутреннего сгорания. Двигатель 10 включает в себя блок 12 управления, множество элементов 14 системы управления, электропроводку 16 двигателя и систему 18 изоляционных трубчатых кожухов 18 для защиты электропроводки 16.
Блок 12 управления представляет собой электронный блок управления, который управляет работой двигателя 10 посредством передачи электрических сигналов элементам 14 системы управления и приема электрических сигналов от элементов 14 системы управления посредством электропроводки 16. В данном варианте осуществления блок 12 управления расположен в кожухе 19, который изолирует устройство 12 управления от окружающей среды в зоне вблизи двигателя 10. Кожух 19 может быть установлен на двигателе 10 или в месте, удаленном от двигателя 10.
Элементы 14 системы управления представляют собой электронные элементы двигателя типа, обычно используемого при работе и управлении двигателем, таким как двигатель 10, и включают в себя, например, топливные инжекторы, клапан вентиляции картера, датчик температуры воздуха, датчик температуры топлива, датчик положения кулачка в топливной системе, датчик давления в направляющей-распределителе для топлива, датчик угла поворота коленчатого вала, датчик температуры охлаждающей жидкости и датчик давления масла. В соответствии с данным вариантом осуществления элементы 14 системы управления представляют собой обычные элементы, то есть элементы, не изготовленные специально для использования вместе с системой 18 изоляционных трубчатых кожухов. Напротив, в данном варианте осуществления система 18 изоляционных трубчатых кожухов выполнена с возможностью использования вместе с обычными элементами системы управления. Каждый элемент 14 системы управления включает в себя управляющую часть 20, которая вставлена в двигатель 10 или в его подсистему, и открытую часть 22. Например, в случае датчика температуры топлива управляющая часть 20 соответствует тому концу датчика температуры топлива, который открыт для воздействия топлива, подаваемого в двигатель 10, в то время как открытая часть 22 представляет собой тот конец датчика температуры топлива, который выступает наружу из двигателя 10 для обеспечения электрического соединения с блоком 12 управления посредством электропроводки 16.
Электропроводка 16 включает в себя магистраль 24 электропроводки, коллекторную часть 26 и множество ветвей 28 электропроводки. Магистраль 24 электропроводки проходит между коллекторной частью 26 и блоком 12 управления. Ветви 28 электропроводки проходят от коллекторной части 26 для распределения проводов 30 по элементам 14 системы управления для обеспечения их работы. На конце каждой ветви 28 электропроводки имеются электрические соединители (не показаны) для обеспечения электрического соединения соответствующего элемента 14 системы управления с проводами 30 посредством сопрягаемых электрических соединителей (не показаны) на элементе 14 системы управления.
Система 18 изоляционных трубчатых кожухов включает в себя изоляционную трубчатую магистраль 32, изоляционный трубчатый коллектор 34, изоляционное трубчатое ответвление 36 для каждой соответствующей ветви 28 электропроводки 16 и множество переходных устройств, включая переходное устройство 38, переходное устройство 40, переходные устройства 42 и переходные устройства 44. Переходные устройства 38 и 40 предназначены для соединения изоляционной трубчатой магистрали 32 соответственно с изоляционным трубчатым коллектором 34 и кожухом 19. Переходные устройства 42 и 44 используются для соединения каждого изоляционного трубчатого ответвления 36 соответственно с изоляционным трубчатым коллектором 34 и соответствующим элементом 14 системы управления. Изоляционная трубчатая магистраль 32 и изоляционные трубчатые ответвления 36 выполнены из гибкого материала для обеспечения возможности простой разводки и монтажа. Кроме того, каждый элемент из изоляционной трубчатой магистрали 32 и изоляционных трубчатых ответвлений 36 выполнен с возможностью его сжатия в достаточной степени для отвода его с тем, чтобы обеспечить возможность концам каждой ветви 28 электропроводки и магистрали 24 электропроводки, содержащиеся в них, открытия электрических соединителей. В данном варианте осуществления изоляционная трубчатая магистраль 32 и изоляционные трубчатые ответвления 36 выполнены из рассеивающей статическое электричество полупроводящей смолы DuPont Teflon PFA С-980, отформованной в виде гофрированной трубки, то есть трубки, имеющей витки в виде витков резьбы.
Каждое изоляционное трубчатое ответвление 36 выполнено с возможностью закрытия соответствующей ветви 28 электропроводки в продольном направлении с возможностью его снятия и имеет конец 36А ответвления и конец 36В ответвления. То есть, несмотря на то что каждое изоляционное трубчатое ответвление 36 закрывает ветвь 28 электропроводки, ветвь 28 электропроводки 28 можно легко извлечь из изоляционного трубчатого ответвления 36 для обеспечения возможности демонтажа и/или ремонта электропроводки 16, не вызывая повреждения ветви 28 электропроводки или изоляционного трубчатого ответвления 36.
Изоляционная трубчатая магистраль 32 выполнена с возможностью закрытия магистрали 24 электропроводки в продольном направления с возможностью ее снятия. То есть, несмотря на то что изоляционная трубчатая магистраль 32 закрывает магистраль 24 электропроводки, магистраль 24 электропроводки можно легко извлечь из изоляционной трубчатой магистрали 32 для обеспечения возможности демонтажа и/или ремонта электропроводки 16, не вызывая повреждения магистрали 24 электропроводки или изоляционной трубчатой магистрали 32. Изоляционная трубчатая магистраль 32 имеет конец 32А магистрали, присоединенный к изоляционному трубчатому коллектору 34 с обеспечением герметичного соединения для изоляции «содержимого» изоляционного трубчатого коллектора 34, в результате чего предотвращается воздействие грязи и частиц износа на коллекторную часть 26 и уменьшается вероятность того, что случайная искра, образованная в электропроводке 16, вызовет воспламенение каких-либо горючих газов в зоне вблизи двигателя 10. Конец 32В изоляционной трубчатой магистрали 32 соединен с кожухом 19 с обеспечением герметичного соединения. Соответственно, магистраль 24 электропроводки не открыта и не подвергается воздействию окружающей среды в двигателе 10.
Изоляционный трубчатый коллектор 34 выполнен с возможностью закрытия коллекторной части 26 электропроводки 16 с возможностью его снятия. То есть изоляционный трубчатый коллектор 34 закрывает коллекторную часть 26, несмотря на то что коллекторная часть 26 не постоянно закрыта изоляционным трубчатым коллектором 34, но ее можно легко извлечь из изоляционного трубчатого коллектора для обеспечения возможности демонтажа и/или ремонта электропроводки 16, не вызывая повреждения коллекторной части 26 или изоляционного трубчатого коллектора 34.
Со ссылкой на фиг.2А-2С, изоляционный трубчатый коллектор 34 имеет выход 46 коллектора для каждой соответствующей ветви 28 электропроводки, который проходит от коллекторной части 26 электропроводки 16. Каждый выход коллектора имеет резьбу 47 для соединения с соответствующим ей изоляционным трубчатым ответвлением. Предусмотренный для каждой ветви 28 электропроводки конец 36А ответвления, имеющийся у изоляционного трубчатого ответвления 36, присоединен к соответствующему выходу 46 коллектора, в то время как конец 36В ответвления присоединен к открытой части 22 соответствующего элемента 14 системы управления с обеспечением герметичного соединения для герметичного закрытия открытой части 22, в результате чего предотвращается воздействие частиц износа на открытую часть 22 и уменьшается вероятность того, что случайная искра, образованная в электрическом соединении ветви 28 электропроводки с элементом 14 системы управления, вызовет воспламенение каких-либо горючих газов в зоне вблизи двигателя 10.
Изоляционный трубчатый коллектор 34 имеет отверстие на каждом конце, то есть отверстие 48 и отверстие 50, которые обеспечивают доступ для монтажа ветвей 28 электропроводки и коллекторной части 26. После монтажа торцевую крышку 52, имеющую уплотнительное кольцо 53 и резьбу 54, навинчивают на резьбу 56 изоляционного трубчатого коллектора 34 рядом с отверстием 40 для герметичного закрытия данной стороны изоляционного трубчатого коллектора 34.
Со ссылкой на фиг.3 более подробно показано переходное устройство 38 в частичном разрезе. Переходное устройство 38 выполнено с возможностью соединения изоляционной трубчатой магистрали 32 с обеспечением герметичности с изоляционным трубчатым коллектором 34 у отверстия 48. В данном варианте осуществления переходное устройство 38 имеет витки 58 резьбы, которые соединены с витками 60 резьбы на изоляционном трубчатом коллекторе 34 рядом с отверстием 48, что обеспечивает возможность соединения переходного устройства 38 с изоляционным трубчатым коллектором 34 с возможностью его снятия, причем переходное устройство 38 соединено с изоляционным трубчатым коллектором 34 так, что при этом не требуется повреждение каких-либо компонентов электропроводки 16 и/или системы 18 изоляционных трубчатых кожухов для отсоединения переходного устройства 38 от изоляционного трубчатого коллектора 34. Уплотнительное кольцо 61 обеспечивает уплотнение переходного устройства 38 относительно изоляционного трубчатого коллектора 34. Для обеспечения технического обслуживания электропроводки 16 переходное устройство 38 может быть отвинчено от изоляционного трубчатого коллектора 34, в результате чего обеспечивается возможность извлечения коллекторной части 26 и ветвей 28 электропроводки.
Переходное устройство 38 также выполнено с возможностью зацепления с изоляционной трубчатой магистралью 32 с возможностью его снятия, что позволяет надежно присоединить переходное устройство 38 к изоляционной трубчатой магистрали 32 и легко отделить его от изоляционной трубчатой магистрали 32 без повреждения каких-либо компонентов электропроводки 16 и/или системы 18 изоляционных трубчатых кожухов, чтобы отсоединить переходное устройство 38 от изоляционной трубчатой магистрали 32. Соответственно, в данном варианте осуществления переходное устройство 38 имеет подобные виткам резьбы витки 62, которые соответствуют виткам 64 изоляционной трубчатой магистрали 32. Фитинг 66 в виде гайки, имеющий витки 68, подобные виткам резьбы и также соответствующие виткам 64 изоляционной трубчатой магистрали 32, используется для крепления изоляционной трубчатой магистрали 32 к переходному устройству 38. Герметик 69, например силиконовый герметик, добавляют между витками 62 и витками 64. Изоляционную трубчатую магистраль 32 прикрепляют и герметично присоединяют к переходному устройству 38 посредством навинчивания фитинга 66 в виде гайки несколькими оборотами на изоляционную трубчатую магистраль 32 в направлении от переходного устройства 38, нанесения герметика 69 на витки 62 переходного устройства 38, навинчивания изоляционной трубчатой магистрали 32 на витки 62 переходного устройства 38 и навинчивания фитинга 66 в виде гайки до надежной установки его на место, например, с обеспечением его контакта с переходным устройством 38.
Витки 62 переходного устройства 38 имеют больший диаметр, чем витки 64 изоляционной трубчатой магистрали 32, что создает диаметральный натяг между изоляционной трубчатой магистралью 32 и переходным устройством 38, когда изоляционная трубчатая магистраль 32 навинчена на переходное устройство 38, что обеспечивает уплотнение между изоляционной трубчатой магистралью 32 и переходным устройством 38. Витки 68 фитинга 66 в виде гайки имеют такой размер, чтобы обеспечить удержание изоляционной трубчатой магистрали 32 на месте на переходном устройстве 38.
Переходное устройство 40 обеспечивает соединение конца 32В магистрали с кожухом 19 аналогично переходному устройству 38.
Со ссылкой на фиг.4 более подробно показано переходное устройство 42 в частичном разрезе. Переходное устройство 42 выполнено с возможностью соединения изоляционного трубчатого ответвления 36 с обеспечением герметичности с выходом 46 коллектора для каждой соответствующей ветви 28 электропроводки 16. В данном варианте осуществления переходное устройство 42 имеет витки 70 резьбы, которые зацеплены с витками 47 резьбы на изоляционном трубчатом коллекторе 34 для каждого выхода 46 коллектора, что обеспечивает возможность присоединения переходного устройства 42 к выходу 46 коллектора с возможностью отсоединения, причем переходное устройство 42 соединено с выходом 46 коллектора так, что при этом не повреждаются какие-либо компоненты электропроводки 16 и/или системы 18 изоляционных трубчатых кожухов для отсоединения переходного устройства 42 от выхода 46 коллектора. Уплотнительное кольцо 72 обеспечивает уплотнение переходного устройства 42 относительно выхода 46 коллектора. Для обеспечения технического обслуживания электропроводки 16 переходное устройство 42 может быть отвинчено, чтобы открыть соответствующую ветвь 28 электропроводки.
Переходное устройство 42 также выполнено с возможностью зацепления с изоляционным трубчатым ответвлением 36 с возможностью его снятия, что позволяет надежно присоединить переходное устройство 42 к изоляционному трубчатому ответвлению 36, но легко отделить его от изоляционного трубчатого ответвления 36 без повреждения каких-либо компонентов электропроводки 16 и/или системы 18 изоляционных трубчатых кожухов, чтобы отсоединить переходное устройство 42 от изоляционного трубчатого ответвления 36. Соответственно, в данном варианте осуществления переходное устройство 42 имеет подобные виткам резьбы витки 74, которые соответствуют виткам 76 изоляционного трубчатого ответвления 36. Фитинг 78 в виде гайки, имеющий витки 80, подобные виткам резьбы и также соответствующие виткам 76 изоляционного трубчатого ответвления 36, используется для крепления изоляционного трубчатого ответвления 36 к переходному устройству 42. Герметик 81, например силиконовый герметик, добавляют между витками 74 и витками 76. Изоляционное трубчатое ответвление 36 прикрепляют и герметично присоединяют к переходному устройству 42 посредством навинчивания фитинга 78 в виде гайки несколькими оборотами на изоляционное трубчатое ответвление 36 в направлении от переходного устройства 42, нанесения герметика 81 на витки 74 переходного устройства 42, навинчивания изоляционного трубчатого ответвления 36 на витки 74 и навинчивания фитинга 78 в виде гайки до надежной установки его на место, например, с обеспечением его контакта с переходным устройством 42.
Витки 74 переходного устройства 42 имеют больший диаметр, чем витки 76 изоляционного трубчатого ответвления 36, что создает диаметральный натяг между изоляционным трубчатым ответвлением 36 и переходным устройством 42, когда изоляционное трубчатое ответвление 36 навинчено на переходное устройство 42, что обеспечивает уплотнение между изоляционным трубчатым ответвлением 36 и переходным устройством 42. Витки 80 фитинга 78 в виде гайки имеют такой размер, чтобы обеспечить удержание изоляционного трубчатого ответвления 36 на месте на переходном устройстве 42.
Переходное устройство 44 выполнено с возможностью соединения изоляционного трубчатого ответвления 36 с обеспечением герметичности с соответствующим элементом 14 системы управления, то есть с элементом 14 системы управления, соединенным с ветвью 28 электропроводки, которая закрыта определенным изоляционным трубчатым ответвлением 36. Переходное устройство 44 выполнено с возможностью соединения с элементом 14 системы управления с возможностью отсоединения, например, с тем чтобы обеспечить возможность замены электропроводки 16, ветви 28 электропроводки и и/или элемента 14 системы управления без повреждения электропроводки 16, ветви 28 электропроводки и/или элемента 14 системы управления. Конструкция переходного устройства 44 адаптирована для конкретного элемента 14 системы управления, и она может иметь разные размеры, и/или в ней могут использоваться разные элементы в зависимости от конкретного элемента 14 системы управления. Переходное устройство 44 также выполнено с возможностью зацепления с изоляционным трубчатым ответвлением 36 с возможностью его снятия, например, так же, как описано выше относительно переходного устройства 42.
Со ссылкой на фиг.5 показан вариант выполнения переходного устройства 44 согласно настоящему изобретению. Система 18 изоляционных трубчатых кожухов включает в себя в себя гнездо 82 для приема и изоляции открытой части 22 соответствующего элемента 14 системы управления, который в примере, согласно фиг.5, представляет собой датчик температуры топлива. Уплотнение между гнездом 82 и элементом 14 системы управления обеспечивается посредством уплотнительного кольца 84, в то время как уплотнение между гнездом 82 и двигателем 10 обеспечивается посредством уплотнительного кольца 86.
Переходное устройство 44 включает в себя кольцо 88 с резьбой, которое сопрягается с витками 90 резьбы на периферии гнезда 82 для крепления переходного устройства 44 к гнезду 82 и, следовательно, к элементу 14 системы управления. Уплотнение переходного устройства 44 относительно гнезда 82 обеспечивается посредством уплотнительного кольца 92. Фитинг 94 в виде гайки используется для крепления изоляционного трубчатого ответвления 36 к переходному устройству 44 с обеспечением герметичности так же, как было описано выше в отношении фитинга 78 в виде гайки и переходного устройства 42.
Со ссылкой на фиг.6 показан другой вариант выполнения переходного устройства 44 согласно настоящему изобретению. Система 18 изоляционных трубчатых кожухов включает в себя соединительное кольцо 96, которое прикреплено к элементу 14 системы управления, который в примере, согласно фиг.6, представляет собой датчик давления в направляющей-распределителе для топлива. В данном варианте осуществления соединительное кольцо 96 прикреплено к элементу 14 системы управления посредством использования обычной эпоксидной смолы, что обеспечивает уплотнение между соединительным кольцом 96 и элементом 14 системы управления. Соединительное кольцо 96 выполнено с возможностью соединения с переходным устройством 44.
Переходное устройство 44 включает в себя кольцо 98 с резьбой, которое сопрягается с витками 100 резьбы на периферии соединительного кольца 96 для прикрепления переходного устройства 44 к соединительному кольцу 96 и, следовательно, к элементу 14 системы управления. Уплотнение переходного устройства 44 относительно соединительного кольца 96 обеспечивается посредством уплотнительного кольца 102. Фитинг 104 в виде гайки используется для прикрепления изоляционного трубчатого ответвления 36 к переходному устройству 44 с обеспечением герметичности так же, как было описано выше в отношении фитинга 78 в виде гайки и переходного устройства 42.
Понятно, что посредством настоящего изобретения электропроводка 16 будет полностью закрыта с помощью системы 18 изоляционных трубчатых кожухов и изолирована от окружающей среды, окружающей двигатель 10, посредством системы 18 изоляционных трубчатых кожухов, в результате чего обеспечивается изоляция электропроводки 16 от пыли и других частиц износа и тем самым предотвращаются возможные короткие замыкания, а также предотвращается попадание любых возможных горючих смесей, находящихся в зоне вблизи двигателя 10, в контакт с электропроводкой 16.
Выше был описан предпочтительный вариант осуществления, при этом очевидно, что различные модификации могут быть выполнены не отступая от объема изобретения, определенного в приложенной формуле изобретения.