CN102138367B - 介电隔离器 - Google Patents

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Abstract

介电隔离器被配置为具有足够高的阻抗，以将雷闪电流限制到低的等级，但又具有足够低的阻抗，以允许静电荷耗散而不允许累积。隔离器包含管和附着到管的相反末端的一对配件，管用包含热塑性有机聚合物(PEEK)和碳纳米管的配合物构成。在另一实施例中，介电隔离器包含管、外部环状部分、互连网，其各自用包含热塑性有机聚合物和碳纳米管的配合物构成。后一实施例为一体化形成的单片结构。当从一个配件到另一个配件测量时，在大于500VDC的施加电位下，介电隔离器(100)能够表现出大约105Ω到108Ω的电阻。

Description

介电隔离器
相关申请的交叉引用
本申请部分为2008年7月2日提交的名为“DIELECTRICISOLATORS”的美国申请Serial No.12/166,698的延续，其并入此处作为参考。
技术领域
本申请涉及用于流体输送应用的介电隔离器，特别涉及在航空器燃料系统中用于控制雷闪感应电流并允许静电荷耗散的介电隔离器。
背景技术
介电配件或隔离器在现有技术中是已知的，并可在从天然气管道到根据需要提供用于将液体传送通过所选位置的管道或航空器舱壁(bulkhead)结构的许多应用中使用，在天然气管道中，它们将监视仪器与电流的影响隔离开，并在允许流体流动的同时中断阴极电流流动。在后一种应用中，介电配件包含航空器舱壁两侧上的一体化配件连接，其允许管、带或其他流体承载部件的连接。这样的介电配件还提供了限制两个配件连接之间电流流动但允许静电荷的逐渐耗散的高电阻路径。
因此，介电配件——也称为静电耗散隔离器——的主要功能在于，耗散来自部分地由于流体移动导致的静电荷的电能，并限制雷闪发生时由于雷闪的间接影响导致的电流。这些配件具有同等重要的第二功能，即对于经过燃料槽或航空器其他区域的流体提供安全的流体通道。
发明内容
在一实施例中，公开了一种用于介电隔离器的流体承载元件。流体承载元件包含管，管由包含PEEK和碳纳米管的配合物(composition)构成，其中，管配合物在所施加的5000VDC电位下表现出大约103Ω-cm到1010Ω-cm的体积电阻率(bulk volume resistivity)。
在另一实施例中，公开了一种介电隔离器。介电隔离器包含管和附着到管的相反的末端的一对配件，管由包含热塑性有机聚合物和碳纳米管的配合物构成。在此实施例中，当从一个配件到另一个配件测量时，在所施加的大于500VDC的电位下，介电隔离器表现出从大约105Ω到108Ω的电阻。
在另一实施例中，公开了一种用于航空器燃料系统的管道型(inline-type)介电隔离器。介电隔离器包含管和螺纹附着到管的相反的末端的一对套环(ferrules)，管由包含PEEK、碳纳米管和碳纤维的配合物构成。在此实施例中，当从一个套环到另一个套环测量时，在所施加的大于500VDC电位下，介电隔离器表现出从大约105Ω到108Ω的电阻。
在另一实施例中，公开了一种用于航空器燃料系统的舱壁型(bulkhead-type)介电隔离器。介电隔离器包含管，管由包含PEEK、碳纳米管、碳纤维和短切玻璃纤维的配合物构成。介电隔离器还包含螺纹附着到管的相反的末端的一对套环以及螺纹附着到套环之间的管的法兰。在此实施例中，当从一个套环到另一个套环测量时，在所施加的大于500VDC电位下，介电隔离器表现出从大约105Ω到108Ω的电阻。
在另一实施例中，公开了用于航空器燃料系统的管道型介电隔离器，其中，介电隔离器包含组合的螺纹以及锻造配件，用于在燃料线路中产生管道式连接(inline connection)，由此消除为了以管道式配置安装隔离器而对分立的耦合装置的需求。
在另一实施例中，公开了用于航空器燃料系统的管道型介电隔离器，其中，介电隔离器特别适用于由外保护护罩或套管覆盖的燃料线路。此实施例中的隔离器包含使燃料线路的朝向末端(facing ends)互联的内部管状元件以及使外部护罩的朝向末端互联的外部环状部分。内部管状元件通过位于管状元件各个末端的内部O形环布置密封到燃料线路。外部环状部分通过一对耦合物安装到外部套管，耦合物各自具有正锁定特制件。外部环状部分也通过位于外部环状部分各个末端的外部O形环布置密封到外部护罩的朝向末端。关于正锁定特制件，耦合器各自包含锁定螺母，其可螺纹地容纳在隔离器的末端延伸上，耦合器各自还包含锁定环，其可释放地接合对应的锁定螺母。锁定环被轴向偏移，以便接合其对应的锁定螺母，因此形成正锁定特制件。当耦合器被放置在锁定位置时，锁定环和锁定螺母的互补的朝向表面接合。这些互补朝向表面包含在各个锁定环或锁定螺母的一个环形边上形成的至少一个凹槽或缺口，以及在另一个朝向的锁定环/锁定螺母上形成的相反的凸耳或凸起。当通过在隔离器的末端延伸上螺旋锁定螺母而使锁定螺母向着其对应的锁定环轴向拉动时，朝向的表面于是可咬入锁定位置。凹槽和凸耳被记录(clocked)，使得锁定螺母的预定轴向位移导致凹槽和凸耳的定位，以便接合在锁定位置。为了解锁耦合器，通过克服包含在锁定环中的波簧的偏移力并接着通过以远离锁定环的方向旋转锁定螺母来松脱锁定螺母，可将锁定环从相对的锁定螺母轴向移开。可提供可视和可听的指示，以证实正接合。采用指示带的形式的可视指示可被放置在各个末端延伸的螺纹部分的暴露的周边表面或边缘上，以允许用户观察对应的锁定螺母是否已经完全螺旋在末端延伸上。由于锁定环的偏移布置，可听指示为当凸耳接合其对应的凹槽时产生的咔哒声。
附图说明
将会明了，附图中的元件的所示出的分界线仅仅代表分界线的一个实例。本领域普通技术人员将会明了，一个元件可被设计为多个元件，或者，多个元件可被设计为一个元件。被示为内部特征的元件可被实现为外部特征，反之亦然。
另外，在附图和下面的介绍中，贯穿附图和说明书，类似的部件分别用同样的参考标号表示。附图可能不是按比例绘制的，特定部件的比例为图示便利起见已被放大。
图1A和1B分别示出了管道型介电隔离器100的一实施例的顶平面图和局部截面图；
图2示出了舱壁型介电隔离器200的一实施例的透视图；
图3示出了附着到舱壁300的舱壁型介电隔离器200的透视图；
图4示出了另一实施例中管道型介电隔离器400的片断透视图；
图5示出了另一实施例中的管道型介电隔离器500的透视截面图；
图6示出了图5的管道型介电隔离器500的另一截面图；
图6A为图5和6的实施例中的隔离器的锁定特制件中使用的部件的平面图，即在与隔离器的部分的接合中用于保持锁定环的环状开口环；
图6B为隔离器的锁定特制件中使用的另一部件的侧视图，即用于锁定螺母到对应的锁定环的偏移接合的环状波簧；
图7示出了图5的组装后的管道型介电隔离器的平面图；
图8示出了示例性管配合物的雷闪前(pre-lightning)冲击测试的电阻(y轴)vs管直径尺寸(x轴)的图表；
图9示出了同一示例性管配合物的雷闪后(post-lightning)冲击测试的电阻(y轴)vs管直径尺寸(x轴)的图表。
具体实施方式
本申请指向用于航空器燃料系统的介电隔离器，其用于控制雷闪感应电流并允许静电荷的耗散。介电隔离器被配置为具有足够高的阻抗，以便将雷闪电流限制到低的水平，但又具有足够低的阻抗，以便允许电荷耗散而不允许累积。尽管介电隔离器可由于雷闪电流的效应及其固有阻抗而在介电长度上建立起电位差，它们被配置为耐受这些感应电压，而不发生介质击穿或性能劣化。
图1A和1B分别示出了管道型介电隔离器100的一实施例的顶平面图和局部截面图。介电隔离器100包含用于传送例如为碳氢化合物(hydrocarbon)航空燃料或液压油的流体的管110。在基本维度(basicdimensions)下，管110沿着中心纵向轴线A轴向延伸预定的长度L，并具有内直径Di和外直径Do。如所示实施例所示出的那样，管110在形状上为圆柱形，具有圆形截面，有着两个相反的末端。然而，将会明了，管110可以用包括其他截面形状和多个末端在内的多种其他构造构成。
在一实施例中，管110的长度L可以从大约3英寸到5英寸。在另一实施例中，管110的长度L可以从大约2英寸到9英寸。然而，将会明了，长度可高于或低于这些范围，取决于可用于构建管的制造技术，并取决于系统和/或部件要求。
在一实施例中，管110的内直径Di可以从大约2英寸到3英寸。在另一实施例中，内直径Di可以从大约1.5英寸到4英寸。然而，将会明了，内直径可高于或低于这些范围，取决于可用于构建管的制造技术，并取决于系统和/或部件要求。
继续参照图1A和1B，介电隔离器100包含附着到管110的相反的末端的一对锻接配件120a、b，其各自被配置为连接到分立部件(未示出)的对应耦合器(未示出)。将会明了，任何类型的配件可被附着到管110的末端，使得管110可与燃料线路管道式放置。希望类型的配件可被附着到管的末端，使得管110可被安装在燃料线路的朝向的末端之间。因此，配件可以与多种不同类型的配件一起使用，包括但不限于螺纹耦合器、快速连接/断开耦合器或其他类型的耦合器。另外，配件120a、b不限于特定的尺寸，并可覆盖宽广范围的传统尺寸和非传统尺寸。
配件120a、b可用金属材料构成，例如铝或不锈钢。在一特定实施例中，配件120a、b为铝套环，其满足SAE AS5836-1-XX(挠性)及SAEAS1656-1-XX(刚性)，并用按照MIL-C-5541的化学转化镀层精加工。将会明了，配件材料不必局限于此，只要介电隔离器100满足给定安装的机械和电气要求。
在所示出的实施例中，经由短ACME螺纹(stub ACME thread)，配件120a、b螺纹附着到管110的末端。作为替代的是，配件120a、b可粘接结合到管110的末端。尽管可使用许多不同类型的粘接剂，可用于将配件120a、b结合到管110的末端的一种合适的粘接剂为HuntsmanAdvanced Materials经售的Araldite AV119。将会明了，配件120a、b可使用多种其它的附着手段附着到管110的末端。例如，配件120a、b可被铆接(riveted)或锻接(swaged)到用于附着于其上的管110的末端。在所有情况下，保护性密封剂(例如MIL-S-81733或MIL-S-4383)可被应用到配件120a、b和管110之间的搭接面，以便将粘接结合(如果存在的话)从外部元件密封，并保护金属配件120a、b免受原电池效应(galvaniceffects)(取决于构成管110的材料)。
从机械的观点看来，介电隔离器100中的管110用作流体承载元件，以允许流体流过其中。然而，从电气的观点看来，介电隔离器100中的管110还用作电阻器，其具有高且具有鲁棒性的电阻抗，以便将与雷闪事件相关联的非直接电流限制到介电隔离器100上的低的等级，但又具有足够低的表面阻抗，以便允许静电荷耗散而不允许累积。换句话说，管110允许足够的表面电流i经其流动，以便防止由于经过燃料线路的流体流动的静电荷累积，又将与在雷闪冲击期间经过其中的电压v相关联的电流i的流动限制到相对较低且对于航空器燃料系统安全的电流等级。
由于雷闪隔离要求电气鲁棒性，管110必须表现出高的电阻，即使在重复暴露于高电压之后。某些材料在暴露于高电压——例如在雷闪隔离应用中遭遇的那些——时经历高电压条件作用(high voltage conditioning)。高电压条件作用是这样的现象：在暴露于高电压之后，其实质上减小了材料的有效电阻。材料有效电阻的溃缩增大了材料的导电率，使得材料实质上丧失其隔离器特性。
相应地，管110用合适的材料构成，其使管110有足够的导电性以耗散与经过以及在管110上的燃料流动相关联的静电荷累积，同时，使得管110具有足够的电阻性，以便防止与雷闪事件相关联的电流经过其间的流动。另外，出于上面讨论的理由，管配合物需要有效地免除高电压条件作用。换句话说，管材料必须在经历重复的雷闪冲击事件之后保持可接受的电气性能。
为了满足这些电气要求，管110可由包含热塑性有机聚合物、碳纳米管以及视情况可选的其他导电性碳材料的配合物构成。为了适应高电压事件，这种管配合物在5000伏DC施加电位下表现出大约103Ω-cm到1010Ω-cm的体积电阻率。也可使用其他电压，例如1000伏DC或10000伏DC，并确定对应的电阻率，然而，电阻率应当大致处于耗散到绝缘的范围内，如下面所介绍的那样。
受到高电压的热塑性配合物倾向于随着时间在其电阻率特性中遭受劣化，在受到高电压时的小到一个周期中，或甚至是在斜坡上升到高电压期间。因此，这里的管配合物d被制备为耐受高电压事件并保持其电阻率特性。术语“体积电阻率劣化”用于指由于高电压事件引起的电阻率整体劣化的一个量度。
在特定数量的周期后，在特定的电压(例如100VDC，500VDC，1000VDC，5000VDC，或其他预定的电压)下确定配合物的体积电阻率劣化。这样的电阻率变化可称为五冲击体积电阻率劣化，其中，五为特定的周期数。例如，5000VDC时的五冲击体积电阻率劣化可通过使材料经历零和5000VDC之间的循环达五个周期并在第一和第五周期期间在5000V下测量电阻率来确定。受欢迎的是，在0和特定电压之间的循环之后，当前配合物表现出不超过20x因子的五冲击体积电阻率劣化。在某些实施例中，在零和例如5000VDC的特定电压之间的循环之后，配合物表现出不超过15x、10x或甚至是5x因子的五冲击体积电阻率劣化。例如，如果最大劣化为20x因子，特定电压下的初始判断为6×108Ω-cm的体积电阻率，体积电阻率在第五周期时应当不小于3×107Ω-cm。在其他的实施例中，在零和特定电压之间的循环后，例如在零和5000VDC之间循环5次后，当前配合物可表现出不大于50％的五冲击体积电阻率劣化。在某些实施例中，在零和例如5000VDC的特定电压之间的循环之后，当前配合物表现出不超过25％、10％、5％或甚至是低到2％的五冲击体积电阻率劣化。例如，当配合物在其五冲击体积电阻率劣化中表现出不大于50％的因子的最大劣化时，如果特定电压下的初始判断为6×108Ω-cm的体积电阻率，体积电阻率将在第五个周期时不小于3×108Ω-cm；对应地，对于25％的最大劣化，体积电阻率将在第五周期时不小于4.5×108Ω-cm。
这里所用的体电阻率(volume resistivity)为对经过绝缘材料体的泄漏电流的电阻(ohm-cm)。这里所用的表面电阻率(欧姆每平方)被定义为对沿着绝缘材料表面的泄漏电流的电阻。随着表面/体电阻率增大，材料的泄漏电流和电导率减小。
作为体电阻率的基准点，导电材料——例如金属——为具有小于1×10-4Ω-cm的体电阻率的材料。在导电材料中，电荷流到地或流到材料紧密相邻或接触的另一导电物体。静电屏蔽材料具有小于1×103Ω-cm但大于或等于1×10-4Ω-cm的体电阻率。耗散材料具有从大约1×103Ω-cm到1×1010Ω-cm的体电阻率。对于这些材料，与导电性材料相比，电荷更为缓慢并以在某种程度上更可为受控的方式流到地。对于ESD敏感(静电放电)装置，这些材料提供了对于能量传输的法拉弟笼保护。绝缘材料被定义为具有至少1×1010Ω-cm的体电阻率的材料。绝缘材料防止或限制电子流经其表面或流过其体积，具有高的电阻，且难以接地。静电荷在绝缘材料中以延长的时间段保持在原位。表1给出了对于上述这些材料的体电阻率与表面电阻率。
表1：材料类型的体电阻率与表面电阻率
  材料类型   表面电阻率(Ω/sq)   体电阻率(Ω-cm)
  导电性   ＜1×10-4   ＜1×10-4
  静电屏蔽   ≥1×10-4，＜1×104   ≥＜1×10-4，＜1×103
  耗散性   ≥1×106，＜1×1011   ≥1×103，＜1×1010
  绝缘性   ≥1×1011   ≥＝1×1010
如上面关于冲击电阻率劣化所讨论的，这里所公开的管配合物不表现出电气“老化(burn-in)”，或至少表现出与其他材料相比实质上减小的“老化”。“老化”指的是材料一旦暴露于高电压则不会回到其初始电阻，而是表现出减小的电阻的现象。在没有碳纳米管的情况下公式化的化合物倾向于表现出这样的“老化”现象。然而，令人吃惊的是，这里公开的包含碳纳米管的管配合物消除或至少是实质上减小了这样的“老化”。在不受理论束缚的情况下，相信没有碳纳米管或高碳纳米管装载的配合物在暴露于高电压时易于受到材料劣化和离子化影响。然而，在这里公开的管配合物中，碳纳米管提供了经过聚合物基质(polymer matrix)的电气管道，当配合物暴露于高电压时，使得聚合物基质的离子化和劣化得到避免或至少在实质上减小。换句话说，在高施加电位下，配合物表现的像静电耗散器一样，其允许静电荷累积的受控释放，由此防止或至少是实质上减小了电弧或快速放电。消除或实质上减小由配合物或其接触的材料产生火花的可能有助于减小伤害周遭环境以及密切接近此电荷的人的风险。
如上面讨论的，这里公开的管配合物在低的施加电位下是绝缘性的，但却是温和导电性的，即该配合物在高施加电位下变为耗散性。因此，在一实施例中，通过使用ASTM D-257，管配合物被确定为绝缘体。因此，在100VDC的施加电位下，管配合物表现出大于或等于109Ω-cm的体电阻率，更典型的是至少大约1010Ω-cm。然而，在其他的实施例中，在1000VDC或更大的电位下，管配合物表现出大约103Ω-cm到1010Ω-cm的体电阻率。高于100VDC——例如超过1000VDC——的电压的标准协议和标本尺寸的使用被称为“修改的ASTM D-257协议”。在一实施例中，修改的ASTM D257协议带来5000VDC的管配合物的体积电阻率的测量。受欢迎的是，这里公开的管配合物在5000VDC下表现出大约106Ω-cm到1010Ω-cm的体积电阻率。
ASTM D-257为用于确定材料的表面电阻率和体电阻率的标准化方法。简短而言，根据此方法，标准尺寸的标本被放在两个电极之间，于是，电压被施加达60秒，测量电阻。计算表面电阻率或体电阻率，对于六十秒起电时间给出表视值。此方法是公知的，整个标准可从宾夕法尼亚州西康舍霍肯的ASTM International获得。在本申请参照的判断中，通过注塑用当前管配合物形成具有标准ASTM D3801火焰棒(flame bar)形状和6″x0.5″x0.125″的维度的标准标本。
在一个实施例中，管配合物中使用的热塑性有机聚合物为聚醚醚酮(PEEK)。PEEK和其他的聚醚酮(polyetherketones)或聚醚酮酮(polyetherketoneketones)在例如EP 0 001 879、US 6,909,015、US6,724,770等专利中介绍。在某些实施例中，热塑性聚合物可以以从大约50wt％到98wt％在管配合物中存在，在其他实施例中以从大约55wt％到95wt％存在，在另一些实施例中以从大约60wt％到90wt％存在。
不必局限于一个实例，一种商业上可获得的PEEK为可从宾夕法尼亚州西康舍霍肯的Victrex USA获得的Victrex 150P。这种PEEK材料可作为粉末买到，其为PEEK的低粘度等级，用在挤塑用混合物中。PEEK可以以多种其他等级和形式买到，从低中以及标准粘度等级到容易流动的一般用途等级。多种等级的PEEK是已知的，也全都是抗燃且绝缘的。PEEK还表现出耐磨性、低摩擦以及好的耐化学性，特别是对于多种燃料以及其他碳氢化合物。芳香族PEEK，例如4-(4-(4-oxyphenoxy)-phenoxy)-benzoyl聚醚醚酮，可在大约360℃到400℃的聚合物温度下经由挤塑或注塑来加工。
在其他实施例中，管配合物中使用的热塑性有机聚合物可包含典型用于注塑应用的其他聚合物。例如，这种聚合物可包括但不限于聚缩醛(polyacetal)、聚丙烯酸(polyacrylic)、聚对苯二甲酸烷基二醇酯(polyalkylene terephthalate)、polyalkylene terephthalate glycol、聚碳酸酯(polycarbonate)、聚苯乙烯(polystyrene)、聚酯(polyester)、聚酰胺(polyamide)、聚酰胺酰亚胺(polyamideimide)、聚芳酯(polyarylate)、聚芳砜(polyarylsulfone)、聚醚砜(polyethersulfone)、聚苯硫醚(polyphenylene sulfide)、聚氯乙烯(polyvinyl chloride)、聚砜(polysulfone)、聚酰亚胺(polyimide)、聚醚酰亚胺(polyetherimide)、聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene)、聚醚酮(polyetherketone)、聚醚醚酮(polyetheretherketone)、聚醚酮酮(polyetherketoneketone)、聚苯并噁唑(polybenzoxazole)、聚噁二唑(polyoxadiazole)、polybenzothiazinophenothiazine、聚苯并噻唑(polybenzothiazole)、polypyrazinoquinoxaline、聚均苯四甲酰亚胺(polypyromellitimide)、聚喹喔啉(polyquinoxaline)、聚苯并咪唑(polybenzimidazole)、聚氧化吲哚(polyoxindole)、polyoxoisoindoline、polydioxoisoindoline、polytriazine、polypyridazine、polypiperazine、polypyridine、polypiperidine、polytriazole、polypyrazole、polypyrrolidine、polycarborane、polyoxabicyclononane、polydibenzofuran、polyphthalide、聚缩醛(polyacetal)、聚酐(polyanhydride)、聚乙烯醚(polyvinyl ether)、聚乙烯硫醚(polyvinyl thioether)、聚乙烯醇(polyvinyl alcohol)、聚乙烯酮(polyvinyl ketone)、聚乙烯卤化物(polyvinyl halide)、聚乙烯腈(polyvinyl nitrile)、聚乙烯酯(polyvinyl ester)、聚砜类(polysulfonate)、聚硫化合物(polysulfide)、聚硫酯(polythioester)、聚砜(polysulfone)、聚磺酰胺(polysulfonamide)、聚脲(polyurea)、聚磷腈(polyphosphazene)、聚硅氮烷(polysilazane)、聚对苯二甲酸丁二酯(polybutyleneterephthalate)、polyethyleneterephthalate glycol或任意两种或两种以上的混合物。
适合用于管配合物的碳纳米管包括多壁和单壁纳米管二者。碳纳米管可使用多种技术来制备，包括但不限于电弧放电、激光烧蚀、高压一氧化碳(HiPCO)、化学气相沉积(CVD)、触媒化学气相沉积(CCVD)。这些技术可使用真空技术或加工气体(processing gases)。碳纳米管可具有多种尺寸。单壁碳纳米管具有这样的形状：其类似于通过每次卷绕一张纸制造的管，使得纸的相反的侧面彼此接触并邻接。而多壁管具有这样的形状：其类似于多次卷绕的卷曲纸张或细铁丝网。碳纳米管的内核区域可以是空的，或者可包含与外部区域的有序碳原子相比有序性较低的碳原子。这里所用的术语“有序碳原子”指的是其c轴基本上垂直于碳纳米管的柱轴的石墨晶域(graphitic domains)。个体石墨碳层在纤维的长轴周围同心布置，类似于树的年轮，或类似于六边形细铁丝网的卷轴。通常存在在直径上为几个纳米的中空的芯，其可部分或全部地用组织性较低的碳。芯周围的各个碳层可延伸达几百纳米。相邻层之间的间距可由高分辨率电子显微镜来确定，在某些实施例中，仅仅略大于在单晶石墨中观察到的间距，即从大约0.339到0.348纳米。
术语“纳米管”指的是纳米尺度上实质上为圆柱形的离散碳管。单壁碳纳米管典型地具有基本恒定的直径，从大约2nm到100nm。例如，从大约3nm到75nm，从大约4nm到50nm，从大约4nm到25nm，或从5nm到15nm，根据不同的实施例。在一实施例中，碳纳米管具有从大约3.5nm到70nm的直径。碳纳米管的长度也可变化，并可覆盖从几百纳米到微米区域的范围。典型地，碳纳米管的长度大于直径的100倍。例如，碳纳米管可具有从大约100nm到10μm、从大约500nm到5μm、从大约750nm到5μm、从大约1μm到5μm或从大约1μm到2μm的长度，根据不同的实施例。单壁或多壁纳米管的外部区域用实质上连续的有序碳原子层和不同的内部芯区域构成。在多壁管中，芯和层各自在碳纳米管的柱轴周围基本上同心地布置。优选为，整个碳纳米管基本上没有热碳涂层(thermalcarbon overcoat)。
这里所用的术语“圆柱形”以广义几何学意义使用，即直线平行于固定直线移动的轨迹形成并与曲线相交的表面。圆或椭圆仅仅为圆柱的多种可能的曲线中的两种。
碳纳米管的纯度也可在管配合物中的碳纳米管的有效性上扮演角色。在某些实施例中，碳纳米管可具有大于50％的纯度，在某些实施例中大于60％，在某些实施例中大于70％，在某些实施例中大于80％，或在某些实施例中大于90％。典型地，由于制造方法，碳纳米管包含金属氧化物杂质。尽管金属氧化物杂质在某些实施例中可能影响、或者可能不影响管配合物性能，碳纳米管的金属氧化物含量小于50％。在其他实施例中，碳纳米管的金属氧化物含量小于60％、小于40％、小于30％或小于20％。在另外一些实施例中，碳纳米管具有小于10％的金属氧化物杂质。
在某些实施例中，碳纳米管可在管配合物中以从大约0.05wt％到2wt％存在，在其他实施例中，以从大约0.1wt％到1wt％存在，或在另外的实施例中，以从大约0.2wt％到0.5wt％存在。在某些实施例中，管配合物具有大约0.2wt％到0.4wt％或大约0.25wt％到0.35wt％。
如上面所讨论的，除碳纳米管以外，管配合物可视情况可选地包含作为另一导体的其他的碳材料，例如石墨、炭黑、碳纤维和/或磨碎碳纤维。在一实施例中，导电碳材料为磨碎碳纤维。碳纤维的长度可在宽广范围内变化。在某些实施例中，磨碎碳纤维的平均长度不大于大约0.5mm。在其他实施例中，磨碎碳纤维的平均长度不大于0.2mm。在某些实施例中，磨碎碳纤维在管配合物中以从0wt％到20wt％存在，在其他实施例中以从大约1wt％到10wt％存在，或在另外的实施例中以从大约4wt％到12wt％存在。
管配合物可包含可影响多种特性的多种其他的材料。例如，在某些实施例中，管配合物包含例如玻璃纤维等的增强材料，以便为用管配合物制备的部件或装置提供刚性和强度。在某些实施例中，玻璃纤维在管配合物中以从0wt％到60wt％存在，在其他实施例中，以从大约5wt％到60wt％存在，或在另外的实施例中，以从大约15wt％到40wt％存在。
这里提供的管配合物可经受注塑过程。在复合之后，管配合物挤出料作为意大利面条状的材料退出挤出机，该材料被冷却并切割成小片，以便处理、快速包装和或方便的运输。或者，大块材料(bulk material)可被挤出，并在大块处理(bulk process)中使用。于是，可用挤出料装填挤塑设备，并将之模制成部件或者装置，该装置可照原样使用或需要另外的加工以将装置精加工为可用的部件。例如，管、连接器、螺纹连接器等可通过挤塑过程来制备。
也提供了制备管配合物的方法。方法可包含在料斗中混合将形成管配合物的所有原料并挤出混合物。或者，方法可包含几个步骤，多种原料在过程的任何给定点上加入。例如，第一量的热塑性聚合物可与碳纳米管在挤出机中混合，以便产生第一挤出料。第一挤出料于是可与玻璃纤维、碳纤维和或磨碎碳纤维混合，并受到第二挤出，以产生作为管配合物的第二挤出料。复合可在单螺杆、双螺杆或其他类型的挤出机中进行。该方法还可包含，在馈送到挤出机之前，在制备的任何特定阶段中翻滚所有原料。
在制备管配合物中，同样的热塑性聚合物可在第一与第二挤出料的制备中使用，或者，可使用不同的热塑性聚合物。如果在步骤中使用不同的热塑性聚合物，它们可以是化学上不同的聚合物，或者仅仅是具有变化的粘性、熔化指数或其他聚合物特性的同一聚合物的不同等级。
再次参照图1A和1B，管110可使用多种制造过程来制造。例如，在一特定实施例中，管110被注塑为希望的直径和长度。可用于制造管110的替代性制造过程包括挤出和滚塑(roto-molding)(也称为压塑)。
当介电隔离器100用于航空器燃料系统时，需要满足特定的介电和雷闪冲击性能要求。关于介电性能要求，在一实施例中，在一个测试探针位于一个锻接配件(例如配件120a)的外侧表面上、另一个测试探针位于另一个锻接配件(例如配件120b)的情况下，在500VDC或更大的施加电位下，当从一端到一端测量时，介电隔离器100表现出从大约105Ω到108Ω的电阻。当然，当用于航空器燃料系统时，期望介电隔离器100从初始安装到航空器寿命结束时表现出此电阻范围。另外，将会明了，电阻范围可依赖于希望的应用而不同。
关于雷闪冲击性能要求，在一个特定实施例中，在暴露于多个(例如十个与三十个之间)电压脉冲期间或之后，介电隔离器100应当不表现出无论内部还是外部的电弧或火花，或者电压/电流波形崩溃(waveformcollapse)，其中，电压脉冲处于(+/-)任意极性，并具有满足根据SAEARP5412的电压波形B的9000V峰值振幅。此仿真雷闪冲击测试按照ARP5416执行，其中，一个测试探针位于一个配件(例如配件120a)的外侧表面，另一个测试探针位于另一个配件(例如配件120b)。将会明了，雷闪冲击性能要求可依赖于希望的应用而不同。
为了验证电气鲁棒性，介电隔离器100的电阻在暴露于各个仿真雷闪测试之后测量，以便证实电阻仍保持在希望的范围内。
图2示出了介电隔离器200的另一实施例的顶平面图。介电隔离器200基本上类似于上面介绍和图1所示的管道型介电隔离器100(结构和材料)，除了其包含在配件120a、b之间附着到管110的法兰210外。介电隔离器200的特征可在于为舱壁型介电隔离器，因为法兰210允许介电隔离器200附着到容器——例如飞行器燃料槽——的舱壁300，如图3所示。为了使到壁300的附着便利，法兰210包含多个孔220，用于容纳螺栓或其他类型的紧固器。
法兰210可用金属材料制成，例如铝或不锈钢。然而，将会明了，法兰材料不必仅限于此，只要介电隔离器100满足给定安装的机械和电气要求。
在所示出的实施例中，经由短ACME螺纹，法兰210螺纹附着到管110的末端。或者，法兰210可粘接结合到管110。尽管可使用许多不同类型的粘接剂，可用于将法兰210结合到管110的一种合适的粘接剂为由Huntsman Advanced Materials发售的Araldite AV119。将会明了，法兰210可使用多种其他的附着手段附着到管110。例如，法兰210可被铆接到用于附着于其上的管110。在所有情况下，保护性密封剂(例如MIL-S-81733或MIL-S-4383)可应用到法兰210和管110之间的搭接面，以便将粘接结合(如果存在的话)从外部元件密封，并保护法兰210免于原电池效应(依赖于构成管110的材料)。
当介电隔离器200用在航空器燃料系统中时，需要满足特定的介电和雷闪冲击性能要求。关于介电性能要求，在一特定实施例中，在一个测试探针位于一个配件(例如配件120a)的外侧表面上、另一个测试探针位于法兰210的情况下，在500VDC或更大的施加电位下，当从一端到一端测量时，介电隔离器200表现出从大约105Ω到108Ω的电阻。当然，当用于航空器燃料系统时，期望介电隔离器200从初始安装到航空器寿命结束时表现出此电阻范围。另外，将会明了，电阻范围可依赖于希望的应用而不同。
关于雷闪冲击性能要求，在一个特定实施例中，在暴露于多个(例如十个与三十个之间)电压脉冲期间或之后，介电隔离器200应当不表现出无论内部还是外部的电弧或火花，或者电压/电流波形崩溃，其中，电压脉冲处于(+/-)任意极性，并具有满足根据SAE ARP5412的电压波形B的9000V峰值振幅。此测试按照ARP5416执行，其中，一个测试探针位于一个配件(例如配件120a)的外侧表面，另一个测试探针位于法兰210。将会明了，雷闪冲击性能要求可依赖于希望的应用而不同。
图4示出了本发明的另一优选实施例，其采用另一管道式配置介电隔离器400的形式。介电隔离器400包含介电管402，其互连例如燃料线路404的流体传送线路的朝向的末端。在此实施例中，通过一对锻接配件410，管402被连接到燃料线路404的朝向末端。各个配件410具有有着内部螺纹413的第一末端，以及具有内部锻制凹线412的相反的末端。配件410被锻接到燃料线路404的朝向末端，如所示出的那样。内部螺纹413被螺纹地容纳在管402的外表面末端上形成的一组互补的外螺纹上。密封剂(未示出)覆盖螺纹413，使得管402被密封到配件410。密封剂的一个实例可包括基于硅的密封剂。如所示出的那样，管402的一个末端416邻接燃料线路404的朝向末端，而管402的另一末端414邻接燃料线路402的另一朝向末端。锻接且螺纹的配件410消除了为将管402固定到线路中而对耦合器的需要，由此，减小了将介电隔离器400与燃料线路404管道式并入所用的材料和重量。
图4的实施例还示出了防火绝缘包裹物，其覆盖管402和配件422。防火绝缘覆盖物包含装在外壳422内的防火材料420。一对金属带434可用于将绝缘带的相反末端固定到燃料线路404。带可通过折边或其他已知的手段来固定。用于防火绝缘包裹物的可接受的材料的一个实例包括RCFTechnologies制造的
参照图5和6，此实施例中的介电隔离器500包含隔离器500，其连结两个分立的元件，即例如燃料线路550的流体承载元件以及外保护护罩/套管560。在燃料泄漏的情况下，某些燃料线路必须包装或保护在外护罩中，在该情况下，漏出的流体在护罩与燃料线路之间的环状间隙之中收集。漏出的液体在典型地位于燃料线路系统最低区域的容器或储槽中收集。如所示出的那样，护罩560为管状元件，其被设计为传送流体。因此，在需要耗散电能以防止静电荷累积的方面，关于此护罩560存在同样的担心。相应地，隔离器500在此实施例中特别适用于同时隔离静电荷，其可能在燃料线路500和护罩560二者中存在。隔离器500是一体化地形成的单件式结构，其能够实现这种双方面的要求，并适应燃料线路和保护性外护罩的正常配置。因此，可实现双方面的隔离而不进一步修改燃料系统，除了在选定的管道位置并入隔离器以外。
隔离器500包含：内部管状元件502，其互联燃料线路550的朝向末端；外部环状部分506，其互联外部套管/护罩560的相反末端。周缘网504互联内部管状元件502与外部环状元件506。多个环向间隔开并且纵向延伸的开口508伸过网504，使得在燃料线路550和护罩560之间的环状间隙中收集的任何流体能被传送到储槽(未示出)。多个间隔器570用于在外部护罩560中稳定燃料线路550。这些间隔器570也包含多个环向间隔开的间隙/开口572，其允许在环状间隙中积累的液体被传送到储槽。
在密封配置中，通过并入保持在内配件510中的O形环，内部管状元件502附着到燃料线路550的朝向末端。例如通过锻接，各个内配件510在一端被固定到其相应的燃料线路512。配件510的相反末端各自包含沿周凹线512，其容纳O形环514。管状元件504的各个末端包含末端延伸516。内部管状元件502的末端延伸516构成环状空腔，其容纳内部保护边缘518。内部保护边缘518用金属材料制造。O形环514被捕获在环状空腔内，并产生与保护性边缘518的密封接触。保护性边缘518提供对于O形环的可靠的密封表面。如果与复合材料直接接触的话，O形环的摩擦接触可潜在地以防碍充分密封的方式使复合材料的表面变粗糙。因此，保护性边缘518有助于随时间保持可靠的密封表面。外部环状元件506被连接且密封到外部护罩560，以与关于内部管状元件502和燃料线路550实现密封接合同样的方式。具体而言，外部配件530将外护罩560的朝向末端互联到外部环状元件506。类似于内部配件510，外部配件530在一端锻接，并在相反端并入O形环。相应地，配件530被锻接到护罩560的朝向末端，配件530各自包含沿周凹线532，其容纳对应的外部O形环534。类似于内部管状元件502，外部环状元件506包含末端延伸520，其位于元件506的相反末端。外部保护边缘522被容纳在由外部环状元件506的末端延伸520形成的环状空腔中。外部O形环534产生与保护性边缘522的密封接合。
外部耦合器用于可移除地将隔离器500固定到护罩560。如图所示，一对耦合器被提供，以组装隔离器。各个耦合器包含锁定螺母536和对应的锁定环600。各个锁定螺母536螺旋在其对应的螺纹末端延伸520上，锁定环600被定位在锁定螺母之间的空间中。锁定环的位置上的外部环状元件506包含一对环状凸起606，其被容纳在锁定环的内部环状部分中。各个锁定环600还容纳对应的开口环602，其邻接邻近的凸起606。具体而言，各个开口环被容纳在对应的锁定环的内部形成的环状凹线中，开口环由此将锁定环保持在适当的位置。为了在外部环状元件506上对锁定环600进行轴向偏移，锁定环还容纳环状波簧604，其被容纳在元件506的最外表面和锁定环600的内表面之间的间隙608中(见图6)。图6A、6B分别示出了锁定环602和波簧604。波簧604横切(transverse)间隙608，使得波簧同时接触沿着凸起606的朝向表面以及锁定环600的相反内表面的点，由此沿着元件606对于轴向位移使锁定环600偏移。耦合器各自还包含轴向定界位移环538，其用于防止对应的外部配件530的过度的轴向位移。在操作中，来自隔离器内的流体的压力将导致配件530的远离隔离器的某些轴向位移。为了防止O形环对于其对应的保护性边缘的密封接合的丧失，配件530的轴向位移必须被限制为由环538实现。如所示出的，环538各自被容纳在在外部耦合器536的内表面上形成的其对应的沿周凹线540中。
图7示出了图5和6的实施例的平面图。如图所示，锁定螺母536被定位在外部环状元件506的相反末端，一对锁定环600被定位在锁定螺母之间。锁定环536和锁定螺母600具有略大于护罩560的直径，然而，隔离器500仍提供相对紧凑的管道式方案，其可容易地安装在燃料系统中的大多数位置。此实施例的正锁定特制件通过锁定螺母与其对应的螺定环的有选择的可释放的接合来实现。如图7所示，凸耳612在一个锁定螺母上形成，互补的凹槽610在对应的锁定环上形成。当锁定螺母以预定的距离螺旋在元件506上时，凸耳612和凹槽610对准。图7中的左锁定环已经向着右边轴向位移，因此示出了对准的凸耳612和凹槽612之间的间隙。锁定环以这种方式的位移允许左锁定螺母536解旋，因此解锁耦合布置的该侧。如上面提到的，波簧604提供了偏移力，以便在锁定螺母螺旋到用于对准凸耳/凹槽的位置时将锁定螺母/锁定环对保持接合。图7还示出了右锁定螺母/锁定环对上的一个凸耳612和凹槽610。如果希望解锁右侧锁定螺母/锁定环对，右锁定环可向左轴向位移，因此允许右锁定螺母被解旋。将会明了，锁定环或锁定螺母中的任一个可以以互补的方式具有在其上形成的凸耳或凹槽。当螺母被锁定到其对应的锁定螺母时产生可听的咔哒声。如已经提到的，也可在元件506上提供可视的指示，以便确定正锁定布置，例如指示带，如果可视的话，其可指示耦合器未锁定。
参照下面的实例，将会更为容易地理解由此概括介绍的本发明，实例仅仅作为说明给出，不是为了进行限制。
实例
材料。CF为碳纤维的缩写，MCF为磨碎碳纤维的缩写，通过研磨CF而制备。下面的表中使用的CF为可从田纳西州罗克伍德的Toho Tenax获得的Tenax 303。GF为玻璃纤维的缩写，下面使用的GF为可从俄亥俄州托莱多的Owens Corning获得的Vetrotex EC 10。PEEK为聚醚醚酮的缩写。下面的表格中使用的PEEK为可从宾夕法尼亚州西康舍霍肯的Victrex USA获得的Victrex 150P。CNT为碳纳米管的缩写。下面的表格中使用的CNT为可从Nanocyl，Inc获得的Nanocyl 7000。
下面的各个实例为确定配合物的个体组分的影响的阶段性研究。通过在双螺杆挤出机中将PEEK与CNT复合以形成PEEK中10wt％的CNT的母料(MB CNT)，制备挤出的配合物。于是，母料进一步在单螺杆挤出机中与附加的PEEK、CF以及GF复合。在挤出和冷却后，复合的材料被切割为适当的尺寸。
比较性实例1：MCF和GF常数
  样品   PEEK(％)   MB CNT(％)  MCF(％)   GF(％)
  1   43   2.0  12   25
  2   38   2.5  12   25
  3   33   3.0   12   25
  4   28   3.5   12   25
  5   23   4.0   12   25
  6   18   4.5   12   25
比较性实例2：CNT与GF常数
  样品   PEEK(％)   MB CNT(％)   MCF(％)   GF(％)
  7   60   5   10   25
  8   62   5   8   25
  9   64   5   6   25
  10   66   5   4   25
实例1：GF常数
  样品   PEEK(％)   MB CNT(％)   MCF(％)   GF(％)
  11   67   5   3   25
  12   68   5   2   25
  13   65.5   3.5   6   25
  14   67.5   3.5   4   25
  15   68.5   3.5   3   25
  16   69.5   3.5   2   25
实例2：GF、MCF和PEEK常数
  样品   PEEK(％)   MB CNT(％)   MCF(％)   GF(％)
  26   67.3   3.7   4   25
  27   67.5   3.5   4   25
  28   67.7   3.3   4   25
  29   67.9   3.1   4   25
  30   68.1   2.9   4   25
  31   68.3   2.7   4   25
实例3：体电阻率
TC＝导电性太强，不能测量
NR/I＝无读数，因为材料绝缘性太强，不能确定
在上面的实例中，发现比较性实例1和2对于高冲击电压应用中的应用导电性过强。如所提出的，希望在施加例如5000VDC的电压时，通常为绝缘性的配合物将表现出从大约103Ω-cm到1010Ω-cm的体积电阻率，于是，其为耗散材料或屏蔽材料。其他的实例示出了满足希望的特性的配合物的至少某些广度。由所介绍的实施例，本领域技术人员将会想到其他的配合物。
一个示例性配合物包含热塑性有机聚合物、多个碳纳米管以及多个碳纤维，其中，配合物在5000VDC下表现出从大约103Ω-cm到1010Ω-cm的体积电阻率，热塑性有机聚合物包含大约60wt％到75wt％的4-(4-(4-oxyphenoxy)-phenoxy)-benzoyl聚醚醚酮。在这种配合物中，可能存在从大约60wt％到75wt％的热塑性有机聚合物，可能存在从大约0.2到0.5wt％的碳纳米管，可能存在从大约15到40wt％的玻璃纤维，可能存在从大约2到7wt％的碳纤维。配合物可在5000VDC下表现出大约106Ω-cm到1010Ω-cm的体积电阻率。在这种材料中，配合物可在100VDC下表现出至少大约106Ω-cm的体积电阻率。在其他的实施例中，管配合物可在100VDC下表现出至少大约108Ω-cm的体积电阻率，或者，作为替代地，在100VDC下表现出至少大约109Ω-cm的体积电阻率。
实例4：介电隔离器的电阻
在一个特定的航空器燃料系统应用中，当500VDC或更大的施加电位下从端到端测量时，要求介电隔离器表现出从大约105Ω到108Ω的电阻。为了满足这些要求，管道型介电隔离器——类似于上面介绍以及图1A与1B中示出的——由包含67.5wt％的PEEK、0.35wt％的碳纳米管、4wt％的碳纤维和25wt％的玻璃纤维的材料注塑而成。介电隔离器被模塑为具有三种不同标称直径的圆柱形管：0.75英寸，2英寸，4英寸。满足SAE AS5836-1-XX(挠性)和SAE AS1656-1-XX(刚性)并用按照MIL-C-5541的化学转化镀层精加工的铝套环经由短ACME螺纹附着到管的末端。各个介电隔离器的总长度从一个套环的末端到另一个套环的末端为5.4英寸。
在一个测试探针位于一个套环的外侧表面、另一个测试探针位于另一个套环的情况下，通过在500VDC或更大(高达6000VDC)的施加电位下从端到端测量介电隔离器的电阻，对各个介电隔离器测试介电性能(雷闪前测试)。如图8所示，测试结果显示，非常高百分比的介电隔离器满足从大约105Ω到108Ω的电阻要求。然而，如图9的图表的过程变异性带宽(process variability bandwidth)所示，对于0.5英寸直径的隔离器以及4英寸直径的隔离器，不存在完全的覆盖(full coverage)。为了满足整个尺寸矩阵上的电阻要求，已经建议，提供两种轻微不同的管配合物，一种管配合物具有略高的碳纤维含量(例如4.2wt％)，另一种管配合物具有略低的碳纤维含量(例如3.8wt％)。一般而言，通过增大配合物中的碳纤维含量，隔离器的电阻减小。
在完成上述介电隔离器电阻测量之后，于是将隔离器暴露于仿真雷闪事件，仿真雷闪事件由十二个电压脉冲构成，每种极性六个(正与负)，具有9000V的峰值振幅，其满足根据SAE ARP5412的电压波形B。测试按照SAE ARP 5416进行，一个测试探针放在一个套环的外侧表面，另一个测试探针放在另一个套环上。为了通过测试，在暴露于十二个电压脉冲期间或之后，各个隔离器不应表现出无论是内部还是外部的电弧或火花，或是电压/电流波形崩溃。在测试结束时，通过仿真雷闪冲击测试的所有隔离器没有一个表现出电弧、火花或波形崩溃。
于是，在一个测试探针放在一个套环的外侧表面、另一个测试探针放在另一个套环上的情况下，通过在500VDC或更大(高达6000VDC)的施加电位下从末端到末端测量介电隔离器的电阻，针对介电性能再度测试各个介电隔离器(雷闪后测试)，以便确定各个隔离器的电阻仍然在大约105Ω和108Ω之间。如图9所示，测试结果显示，在仿真雷闪冲击测试之后，大的百分比的介电隔离器满足大约105Ω和108Ω之间的电阻要求。
尽管已经图示和介绍了几个非限制性实例，应当明了，在不脱离所附权利要求以其更为宽广的实施形态限定的本发明的情况下，本领域普通技术人员可做出改变和修改。
将会明了，上面介绍的介电隔离器100、200特别适用于航空器燃料系统，因为它们允许足够的电流流过其中，以防止由于经过或在燃料线路外表面周围的流体流动引起的静电荷累积，又将与雷闪冲击期间经过其间的电压相关联的间接电流的流动限制到对于航空器燃料系统相对较低和安全的电流等级。它们具有电气鲁棒性，因为重复的雷闪事件不应实质上影响其电阻。另外，由于管配合物的实质性部分包含PEEK，介电隔离器100、200重量轻，并具有高的机械强度。另外，由于介电隔离器100、200是注塑而成的，可获得一个或多于一个的以下优点：快速的加工周期时间，廉价的加工成本，最小的孔隙度问题(porosity issue)，减少的废料。
将会明了，上面介绍的介电隔离器100、200不仅可用在航空器燃料系统中，还可用在许多其他应用中，包括但不限于石油及其他流体分配应用。
出于公开的目的，除非另有规定，“一”或“一个”意味着“一个或多于一个”。就说明书或权利要求书中用的用语“包括”或“包含”而言，其旨在表示包括性，以类似于用语“具有”的方式，如同该用语在用作权利要求中的过渡词时所解释的那样。另外，就所使用的用语“或”而言(例如A或B)，其旨在表示“A或B或二者”。当申请人想要表示“仅仅A或者B而不是二者”时，则将使用用语“仅仅A或者B而不是二者”。因此，用语“或”在这里的使用是包括性的而不是排除性的。见BryanA.Garber，A Dictionary of Modern Legal Usage 624(2d，Ed.1995)。另外，就说明书或权利要求书中使用的用语“......中”而言，旨在附带地表示“......上”。另外，就说明书或权利要求书中使用的用语“连接”而言，旨在不仅表示“直接连接到”，还表示“间接连接到”，例如通过另一部件或多个部件连接。
这里所用的“大约”将由本领域普通技术人员领会，并在某种程度上取决于其所用的上下文而变化。在给出使用的上下文的情况下，如果存在该用语对于本领域普通技术人员不清楚的用法，“大约”将意味着该特定项加或减10％。从大约x到y旨在表示从大约x到大约y，其中，x和y为特定值。
尽管本申请示出了多个实施例，并且尽管已经在某些细节上介绍了这些实施例，申请人并非旨在将本发明的范围限制或以任何方式局限到这些细节。本领域技术人员将会容易地想到其他的优点和修改。因此，本发明在其更为宽广的实施形态上不限于特定的细节和所示出以及介绍的实例。因此，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可作出对这些细节的修改。另外，前面的实施例是说明性的，没有单个特征或元素对于此申请或后续申请的所有可能的组合是实质性的。

Claims (16)

1.一种流体承载元件，其用作介电隔离器且特别适用于互联在外护罩中同心地布置的两个流体承载构件的邻近的末端，流体承载元件包含：
（i）内部管状元件，其互联流体承载构件的邻近的末端；
（ii）外部环状部分，其互联外护罩的邻近的末端；
（iii）周缘网，其将内部管状元件互联到外部环状部分，所述周缘网包含多个贯通其中的开口；
（iv）一对耦合器，用于将外部环状部分的相反的末端固定到外护罩的邻近的末端；且
其中，流体承载元件用包含热塑性有机聚合物的配合物构成；且
其中，流体承载元件配合物在5000伏DC的施加电位下表现出从103Ω-cm到1010Ω-cm的体积电阻率。
2.根据权利要求1的流体承载元件，其中，
所述内部管状元件还包含在内部管状元件的各个末端上形成的延伸，延伸各自在其中限定了用于容纳保护性边缘的环状空腔；且
其中，流体承载构件的各个邻近末端包含固定于其上的配件，各个配件包含与对应的保护性边缘密封接触的O形环，由此，提供内部管状元件和流体承载构件的邻近末端之间的密封接触。
3.权利要求1的流体承载元件，其中，
所述外部环状部分还包含在外部环状部分的各个末端上形成的延伸，延伸各自在其中限定了用于容纳保护性边缘的环状空腔；且
其中，外护罩的各个邻近末端包含固定于其上的配件，各个配件包含与对应的保护性边缘密封接触的O形环，由此，提供外部环状部分和外护罩的邻近末端之间的密封接触。
4.根据权利要求1的流体承载元件，其中，
各个耦合器包含螺纹部分，其与在所述外部环状部分的各个末端上形成的延伸上形成的对应的外部螺纹进行螺纹匹配，各个耦合器还包含偏移元件，用于推进所述耦合器与所述外部环状部分的螺纹接合。
5.权利要求1的流体承载元件，其中，热塑性有机聚合物包含PEEK。
6.权利要求4的流体承载元件，其中，所述配合物包含从50wt%到98wt%的PEEK。
7.权利要求1的流体承载元件，其中，所述配合物还包含碳纳米管。
8.权利要求6的流体承载元件，其中，所述配合物还包含从0.05wt%到2.0wt%的碳纳米管。
9.权利要求1的流体承载元件，其中，所述配合物还包含磨碎碳纤维。
10.权利要求8的流体承载元件，其中，所述配合物包含从1wt%到10wt%的磨碎碳纤维。
11.权利要求1的流体承载元件，其中，所述配合物还包含玻璃纤维。
12.权利要求10的流体承载元件，其中，所述配合物包含从5wt%到60wt%的玻璃纤维。
13.权利要求1的流体承载元件，其中，所述配合物包含从60到75wt%的PEEK，从0.2到0.4wt%的碳纳米管，从2到7wt%的碳纤维，从15到40wt%的玻璃纤维。
14.权利要求1的流体承载元件，其中，介电隔离器能够在暴露于十二个电压脉冲期间以及之后不表现出无论是内部还是外部的电弧或火花或是波形崩溃，其中，电压脉冲每种极性六个，并具有满足根据SAE ARP5412的电压波形B的9000V的峰值振幅。
15.一种流体承载元件，其用作介电隔离器且特别适用于互联在外护罩中同心地布置的两个流体承载构件的邻近的末端，流体承载元件包含：
（i）内部管状元件，其互联流体承载构件的邻近的末端；
（ii）外部环状部分，其互联外护罩的邻近的末端；
（iii）周缘网，其将内部管状元件互联到外部环状部分，所述周缘网包含多个贯通其中的开口；
（iv）一对耦合器，用于将外部环状部分的相反的末端固定到外护罩的邻近的末端；且
其中，流体承载元件用包含热塑性有机聚合物的配合物构成，配合物表现出作为介电隔离器的特性，以隔离静电荷。
16.权利要求1的流体承载元件，其中，所述一对耦合器各自包含可释放地彼此接合的锁定螺母和锁定环。
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