BRPI0905754B1 - seção de duto, sistema de duto e método para formar uma seção de duto - Google Patents

Abstract

SEÇÃO DE DUTO, SISTEMA DE DUTO E MÉTODO PARA FORMAR UMA SEÇÃO DE DUTO Trata-se de uma seção de duto (10) e um sistema, que inclui uma saia laminada (24), que age como um duto secundário, para aplicações aeroespaciais e outras aplicações, e um método para a construção da mesma. A estrutura de duto incorpora um tubo de duto principal metálico, com uma saia laminada que circunda o tubo de duto principal e é separada do mesmo por uma abertura anular. A saia laminada inclui uma camada interna metálica e uma camada externa polimérica. Preferivelmente, a camada metálica fina é um material resistente à corrosão tal como aço inoxidável resistente à corrosão ou titânio. Em uma realização da invenção, a camada polimérica externa é um material de poliimida, tal como tecido de fibra de vidro impregnado com resina de pollimida.

Description

O presente pedido de patente é uma continuação em parte, e reivindica a prioridade da data de depósito do 5 pedido de patente US 11/700.797, depositado em 31 janeiro 2007 e atualmente pendente. Antecedentes da invenção

Campo da Invenção

A presente invenção refere-se de maneira geral às 10 estruturas de dutos para o uso em avião, e aos métodos para a produção das mesmas.

A titulo de exemplo, os dutos são empregados em aviões para carregar o ar sangrado dos motores, particularmente motores de turbina, para fornecer o ar 15 pressurizado aquecido, para prover a pressurização da cabine e o controle ambiental da cabine e para descongelar as bordas dianteiras e/ou traseiras e/ou outras superficies das asas do avião. Tais dutos devem ter a capacidade de suportar temperaturas internas de 800°F ou mais, enquanto 20 as estruturas circunvizinhas no interior do avião são expostas às temperaturas não superiores a 400°F, para impedir que danos sejam causados a tais estruturas circunvizinhas. Além disso, tais dutos devem poder suportar, por periodos de tempo prolongados, pressões 25 nominais do duto maiores do que a pressão do ar ambiente, de até 60 psig.

É sabido que tais dutos eram isolados ao enrolar o único tubo do duto de metal com um arranjo de isolamento que consiste em uma manta de isolamento tal como aqueles 30 conhecidos no estado da técnica como "E-felt", "Q-fiber", ou "Min-K" ou com uma manta térmica similar, a qual é então coberta com uma cobertura de tecido de fibra de vidro impregnado com borracha de silicone.

Tal construção de isolamento não se destina, nem é capaz de funcionar como um arranjo para suportar carga, ou para a contenção dos gases pressurizados aquecidos que fluem através do duto, caso o duto desenvolva uma ruptura.

Além disso, dessa maneira, uma vez que tal arranjo de isolamento não seja tipicamente afixado de maneira firme ao duto subjacente, é possivel que o isolamento gire sobre o duto durante o uso em serviço. Nas aplicações de serviço em que sistemas de detecção de vazamento de duto são empregados, em que um sensor pode ser colocado sobre uma abertura ou um espaço vazio intencionalmente providos no isolamento, a rotação do isolamento pode conduzir ao direcionamento incorreto dos gases que vazam, causando desse modo a detecção errônea de tais vazamentos.

Descrição resumida da invenção

A presente invenção compreende, em uma realização, uma seção de duto, para conduzir fluido gasoso de um primeiro local a um segundo local. A seção de duto pode incluir um membro de duto principal, que tem uma primeira extremidade e uma segunda extremidade; e uma saia de múltiplas camadas, que tem uma primeira extremidade e uma segunda extremidade, circundando circunferencialmente pelo menos uma parte do membro de duto principal. A primeira extremidade do membro de duto principal pode ser disposta próxima à primeira extremidade da saia de múltiplas camadas e a segunda extremidade do membro de duto principal é disposta próxima à segunda extremidade da saia de múltiplas camadas.

Um primeiro aro de fechamento pode ser disposto próximo às primeiras extremidades do membro de duto principal e da saia de múltiplas camadas, respectivamente, e afixado às mesmas. Um segundo aro de fechamento pode ser disposto próximo às segundas extremidades do membro de duto principal e da saia de múltiplas camadas, respectivamente, e afixado às mesmas.

A saia tem uma superficie interna e uma superficie externa, com uma camada interna metálica 5 posicionada na superficie interna. Uma camada externa polimérica pode ser unida à superficie externa da camada interna metálica.

A presente invenção também compreende um sistema de duto para conduzir fluido gasoso de um primeiro local a 10 um segundo local, o qual compreende pelo menos duas seções de duto, em que cada seção de duto tem um membro de duto principal, que tem uma primeira extremidade e uma segunda extremidade; e uma saia de múltiplas camadas, que tem uma primeira extremidade e uma segunda extremidade, circundando . 15 circunferencialmente pelo menos uma parte do membro de duto principal. A primeira extremidade do membro de duto principal pode ser disposta próxima à primeira extremidade da saia de múltiplas camadas e a segunda extremidade do membro de duto principal é disposta próxima à segunda 20 extremidade da saia de múltiplas camadas.

Um primeiro aro de fechamento pode ficar próximo às primeiras extremidades do membro de duto principal e da saia de múltiplas camadas, respectivamente, e afixado às mesmas. Um segundo aro de fechamento pode ser disposto 25 próximo às segundas extremidades do membro de duto principal e da saia de múltiplas camadas, respectivamente, e afixado às mesmas.

A saia tem uma superficie interna e uma superficie externa, com uma camada interna metálica 30 posicionada na superficie interna. Uma camada externa polimérica pode ser unida à superficie externa da camada interna metálica.

Além disso, flanges da primeira e segunda extremidade do duto são afixados à primeira e segunda extremidades do membro de duto principal, em que a primeira e segunda seções do duto são dispostas em uma relação de confinamento de uma em relação à outra com um flange de extremidade do duto de uma pelo menos duas seções do duto confinando com um flange de extremidade do duto da outra de pelo menos duas seções do duto. Um prendedor acopla os flanges de extremidade do duto confinantes, e é afixado aos mesmos, para formar um acoplamento entre uma e outra de pelo menos duas seções do duto.

A presente invenção também compreende um método para a formação de uma seção do duto, para conduzir fluido gasoso de um primeiro local a um segundo local, em que o método compreende as etapas de: provisão de um membro de duto principal, que tem uma primeira extremidade e uma segunda extremidade; provisão de uma saia de múltiplas camadas, que tem uma primeira extremidade e uma segunda extremidade, circundando circunferencialmente pelo menos uma parte do membro de duto principal; em que a primeira extremidade do membro de duto principal é disposta próxima à primeira extremidade da saia de múltiplas camadas e a segunda extremidade do membro de duto principal é disposta próxima à segunda extremidade da saia de múltiplas camadas; provisão de um primeiro aro de fechamento disposto próximo às primeiras extremidades do membro de duto principal e da saia de múltiplas camadas, respectivamente, e afixado às mesmas; provisão de um segundo aro de fechamento disposto próximo às segundas extremidades do membro de duto principal e da saia de múltiplas camadas, respectivamente, e afixado às mesmas; sendo que a etapa de provisão de uma saia de múltiplas camadas também inclui as etapas de provisão da saia com uma camada interna metálica; e uma camada externa polimérica, unida a uma superfície externa da camada interna metálica.

Breve descrição dos desenhos

A figura 1 é uma elevação lateral, em seção, de uma seção de duto de acordo com uma realização da invenção.

A figura 2 é uma elevação lateral fragmentada, em seção, de duas seções de duto de acordo com a figura 1, mostrada disposta de extremidade a extremidade, tal como seria realizado em uma realização prática da invenção.

A figura 3 é uma vista ampliada fragmentada em perspectiva da junção entre as duas seções de duto mostradas na figura 2.

A figura 4 é um fluxograma esquemático que ilustra as etapas no processo de formação das "metades metálicas" ou "coberturas" da estrutura da saia, de acordo com uma realização da invenção.

A figura 5 é um fluxograma esquemático que ilustra o processo de montagem das "metades metálicas" ou "coberturas" da estrutura da saia, de acordo com uma realização da invenção, e subsequentemente de formação da camada externa de polímero sobre as mesmas.

A figura 6 é uma vista esquemática em perspectiva de um método alternativo para a formação de uma saia, mostrando a etapa de enrolamento de uma camada de metal em torno de um mandril.

A figura 7 é uma vista esquemática em perspectiva do método alternativo da figura 6, mostrando a etapa subsequente de enrolamento de uma camada de polímero em torno da.camada de metal.

A figura 8 é uma vista esquemática de perspectiva do método alternativo da figura 6, mostrando a etapa subsequente de dividir a saia longitudinalmente para permitir a remoção do mandril e a colocação em um membro de duto principal.

Descrição detalhada da invenção

Embora a presente invenção seja suscetível a realizações em muitas formas diferentes, está mostrado nos desenhos, e aqui descrita em detalhes, uma realização, devendo ser compreendido que a descrição atual deve ser considerada como um exemplo dos princípios da invenção e não se presta a limitar a invenção à realização ilustrada.

A descrição a seguir e os desenhos são ilustrativos e não devem ser interpretados como limitadores. Numerosos detalhes específicos são descritos para propiciar uma compreensão ampla da invenção. No entanto, em determinados exemplos, os detalhes bem conhecidos ou convencionais não são descritos a fim de impedir que a descrição fique sem clareza. As referências a uma ou mais realizações na presente invenção podem ser, mas são não necessariamente, referências à mesma realização; e, tais referências se referem a pelo menos uma das realizações.

A referência neste relatório descritivo a "uma realização" ou "realização" significa que uma característica, uma estrutura, ou uma característica particular descrita em relação à realização estão incluídas em pelo menos uma realização da invenção. Os aparecimentos da expressão "em uma realização" em vários pontos no relatório descritivo não se referem todos necessariamente à mesma realização, nem são realizações separadas ou alternativas mutuamente exclusivas de outras realizações.

Além disso, são descritas várias características que podem ser exibidas por algumas realizações e não por outras. Similarmente, são descritos vários requisitos que podem ser requisitos para algumas realizações mas não outras realizações.

Os termos empregados neste relatório descritivo têm geralmente seus significados comuns no estado da técnica, dentro do contexto da invenção, e no contexto especifico onde cada termo é utilizado. Determinados termos que são utilizados para descrever a invenção são discutidos abaixo, ou em outra parte no relatório descritivo, para fornecer uma orientação adicional ao técnico a respeito da descrição da invenção. Para fins de conveniência, determinados termos podem ser enfatizados, por exemplo, utilizando itálicos e/ou aspas. O uso de ênfase não tem nenhuma influência no âmbito e significado de um termo; o âmbito e o significado de um termo são o mesmo, no mesmo contexto, quer estejam ou não enfatizados. Deve ser apreciado que a mesma coisa pode ser dita em mais de uma maneira.

Consequentemente, idiomas e sinônimos alternativos podem ser empregados para qualquer um ou mais dos termos aqui discutidos, e nem tem qualquer significado especial se um termo for ou não aqui elaborado ou discutido. Os sinônimos para determinados termos são fornecidos. Uma citação de um ou mais sinônimos não exclui o uso de outros sinônimos. 0 uso dos exemplos em qualquer ponto neste relatório descritivo que inclui exemplos de todos os termos aqui discutidos é apenas ilustrativo, e de nenhuma maneira limita o escopo e o significado da invenção ou de qualquer termo exemplificado. Do mesmo modo, a invenção não fica limitada às várias realizações fornecidas neste relatório descritivo.

Sem a intenção de limitar o escopo da invenção, instrumentos exemplificadores, aparelhos, métodos e seus resultados relacionados de acordo com as realizações da presente invenção são fornecidos abaixo. Deve ser observado que titulos ou subtitulos podem ser utilizados nos exemplos para fins de conveniência de um leitor, que de nenhuma maneira deve limitar o escopo da invenção. Além disso, determinadas teorias podem ser propostas e aqui apresentadas; no entanto, de nenhuma maneira, quer sejam corretas ou incorretas, elas devem limitam o escopo da invenção contanto que a invenção seja praticada de acordo com a descrição sem consideração a qualquer teoria ou esquema de ação particular.

A menos que esteja definido de ' alguma outra maneira, todos os termos técnicos e científicos aqui empregados têm o mesmo significado que é compreendido geralmente por um técnico no assunto à qual esta invenção pertence. No caso de conflito, deve prevalecer o documento atual, incluindo as definições. 0 termo "próximo" deve significar em ou perto do objeto que está sendo modificado pelo termo "próximo".

Todos os valores numéricos aqui fornecidos são fornecidos a titulo de exemplo e o escopo da invenção reivindicada não deve ser limitado desse modo de nenhuma maneira.

A presente invenção compreende, em parte, uma estrutura de duto para conduzir gases que podem estar a temperaturas e pressões maiores do que padrão as temperaturas e pressões do nivel do mar padrão. Tais dutos podem encontrar uso em aplicações aeroespaciais, tais como dutos de degelo, particularmente aqueles que têm estruturas de detecção de vazamento de sangria, bem como em outras aplicações aeroespaciais e não-aeroespaciais.

A seção 10 do duto de acordo com uma realização da invenção é mostrada na figura 1. A seção de duto 10 é preferivelmente um corpo de rotação, substancialmente se não completamente radialmente simétrico em torno do eixo longitudinal 12.

A seção de duto 10 inclui o membro de duto principal cilindrico 14, que pode ser fabricado de aço resistente à corrosão (por exemplo, CRES 321), titânio comercialmente puro ou em liga, ligas de niquel (por exemplo, Inconel 625, Inconel 718), ou qualquer outro material resistente à temperatura e pressão similar. Os flanges de extremidade de duto 16, 18 são afixados, tal como através de soldagem ou brasagem, às extremidades do membro de duto principal 14; especificamente, às superfícies externas das extremidades do membro de duto principal 14, na realização mostrada na figura 1, embora os flanges de extremidade de duto 16, 18 possam ser dimensionados para serem introduzido, e afixados às superficies internas das extremidades do membro de duto principal 14, caso assim desejado.

Na realização mostrada nas figuras 1-3, antes da fixação dos flanges de extremidade de duto 16 e 18, os aros de fechamento 20, 22 são posicionados sobre, e afixados às superficies externas das partes dos flanges de extremidade de duto 16 e 18, que são afixados diretamente às superficies externas das extremidades do membro de duto principal 14. Outra vez, um método permanente de fixação, tal como soldagem ou brasagem, pode ser empregado. Em uma realização em que os flanges de extremidade de duto 16 e 18 são introduzidos nas extremidades do membro de duto principal 14, os aros de fechamento 20, 22 podem ser diretamente afixados às superficies externas das extremidades do membro de duto principal 14. Os flanges de extremidade de duto 16 e 18 podem ser de qualquer configuração apropriada conhecida no estado da técnica, que seja suscetivel à provisão de uma conexão de acoplamento entre dois flanges de extremidade de duto complementares colocados em uma relação de confinamento, e fixados por um arranjo de aperto apropriado, tal como aqui discutido em mais detalhes. Além disso, os flanges de extremidade de 5 duto 16 e 18 podem ser de qualquer material metálico apropriado, tal como CRES, comercialmente puro ou em liga de titânio, ligas de niquel (por exemplo, Inconel 625, Inconel 718), etc.

Para prover o isolamento e a proteção do membro 10 de duto principal 14, e para servir como um duto secundário ou sobressalente na eventualidade de uma falha do membro de duto principal 14, é provida a saia 24. A saia 24 é afixada, em suas extremidades, às partes posicionadas radialmente para fora dos aros de fechamento 20, 22, tal ' 15 como mostrado na figura 1. Preferivelmente, a saia 24 é fabricada como um laminado (folha) de uma camada interna relativamente fina de metal e uma camada externa de polimero, cujos detalhes da fabricação são aqui discutidos em detalhes com respeito às figuras 4 e 5 (em uma 20 realização) e às figuras 6-8 (em uma outra realização) . A fixação da saia 24 aos aros de fechamento 20, 22 é executada pela tira do mesmo polimero utilizado na fabricação do laminado da saia 24, tal como aqui discutido em outra parte.

Em uma realização da invenção, uma única camada (uma camada interna de metal e uma camada externa de material de polimero) é provida na saia 24. Em outras realizações da invenção, múltiplas camadas de polimero podem ser providas para permitir que a seção de duto 10 30 suporte pressões maiores do que as 60 psig indicadas acima. Tipicamente, a camada de metal será uma única camada.

Para obter uma tubulação alongada composta de uma pluralidade de seções de duto 10, acoplamentos 30, tal como mostrado nas figuras 2 e 3, podem ser providos. Nas figuras 2 e 3, as estruturas que são análogas ou idênticas às estruturas mostradas na figura 1 são indicadas com as mesmas referências numéricas acrescentadas de uma apóstrofe (' ) .

O acoplamento 30 é provido - ao colocar as seções de duto 10, 10’ de extremidade a extremidade, e então o flange de extremidade de duto 18 é afixado ao flange de extremidade de duto 16’ complementar, através do uso de um prendedor 32 (mostrado somente nos lados de cima e de baixo dos flanges de extremidade de duto 18 e 16’, da figura 2, mas deve ser compreendido que circunda completamente e inclui axialmente os flanges de extremidade de duto 18, 16’) . Os prendedores 32 são conhecidos no estado da técnica e' podem ser providos em muitas formas diferentes, tais como: 1) duas seções semicirculares que são unidas em uma dobradiça em um lado, e por um parafuso ou um mecanismo de fixação similar no outro lado; 2) duas ou mais seções arqueadas que são unidas por conexões aparafusadas onde as suas extremidades se encontram; 3) duas seções circulares completas que são "divididas" ao longo de um plano que se estende perpendicular (não mostrado) aos eixos longitudinais 12, 12’, etc., e então aparafusadas ou então presas uma à outra. Com a aplicação e a fixação do prendedor, uma vedação substancialmente impermeável a fluidos gasosos é criada entre os flanges de extremidade de duto confinantes.

Uma cobertura 26, fabricada a partir de um tecido de fibra de vidro impregnado com borracha de silicone de uma só camada ou de múltiplas camadas, é posicionada sobre a área onde os dutos de extremidade de duto 18, 16’ confinam um com o outro, e fixada a superficies externas das saias 24, 24’, tal como por meio de uma fita de auto- fusão à base de silicone (por exemplo, a fita vendida sob a marca registrada MOX-Tape™, comercializada pela Arlon, Inc.) .

Os aros de fechamento 20, 22 podem ser fabricados 5 de CRES, titânio ou qualquer outro material metálico apropriado. Os aros de fechamento 20, 22 servem para prover o suporte e enrijecimento à saia 24, bem como para inibir a rotação da saia 24 em relação ao membro de duto principal 14. Em uma realização da invenção, os aros de fechamento 10 20, 22 fecham preferivelmente completamente fora do espaço anular do espaçamento entre cada membro de tubo principal 14 do duto e sua saia correspondente 24.

Além dos aros de fechamento 20, 22, um ou mais suportes isolantes 34 (figuras 1-3) são providos ao longo 15 do comprimento de cada seção do duto (o número de suportes isolantes é dependente pelo menos em parte do comprimento da seção de duto em questão) para prover suporte para a saia 24 para ajudar a manter o espaçamento apropriado entre o membro de duto principal 14 e a saia 24. Além disso, cada 20 suporte isolante 34 é provido com uma fenda, divisão ou outra abertura 36 (figura 3) . Nas seções de duto 10 que podem ser providas com os sistemas de detecção de vazamento de duto (tal como aqui discutido, e tal como descrito, por exemplo, em Fernandes et al, patente norte-americana 25 7.155.961 B2), um distribuidor de detecção será posicionado em algum lugar ao longo do comprimento da saia, sobre uma abertura na saia ou sobre aberturas ou saldas intencionalmente colocadas na saia. No entanto, devido ao fato que uma ruptura em um membro de duto principal pode 30 não ocorrer no mesmo local ao longo do comprimento da seção de duto em que o distribuidor é situado, tem que haver uma passagem para os gases que escapam de uma ruptura no membro de duto principal para atingir a abertura ou afastamento na saia associada com o distribuidor de detecção. As fendas ou aberturas 36 nos suportes isolantes 34 permitem que os gases pressurizados migrem ao longo do comprimento do "espaçamento" entre o membro de duto principal 14 e a saia 24. Tipicamente, a pressão no "espaçamento" antes da ocorrência de uma ruptura será substancialmente menor do que a pressão dentro do membro de duto principal, e dessa maneira, com a ruptura, os gases pressurizados aquecidos serão levados a dispersar por todo o "espaçamento", e também podem ser dirigidos para passarem através de uma região do "espaçamento", através de um suporte isolante 34, para uma outra região do "espaçamento", como um resultado do vazamento nominal dos gases que passam através do distribuidor de detecção. Em uma realização alternativa, em vez de um único membro de suporte isolante anular, uma pluralidade de membros de suporte isolante distintos (não mostrados) pode ser arranjada em torno da circunferência do membro de duto principal, com aberturas arqueadamente espaçadas dispostas entre os mesmos, no lugar de um único membro de suporte isolante mais ou menos continuo dotado de uma fenda.

Nas aplicações em que a seção de duto 10 deve ser curvada, os membros de suporte isolante 34 também devem ser colocados em um ou mais locais apropriados (por exemplo, no ponto médio do arco) ao longo das curvaturas, para prover suporte à saia e manter o espaçamento entre a saia e o membro de duto principal subjacente.

Uma característica de destaque da presente invenção consiste na provisão da saia. Em vez de simplesmente envolver o membro de duto primário com uma "manta" de, por exemplo, E-felt e borracha de silicone, a saia 24/24’ provê uma estrutura laminada que confere isolamento bem como um suporte estrutural substancial. As figuras 4 e 5 ilustram aqui um método para a fabricação de uma saia de acordo com uma realização da invenção.

Com referência à figura 4, de acordo com uma realização da invenção, a saia pode ser formada ao criar 5 primeiramente uma imagem tridimensional ("3D") computadorizada 120 do duto, utilizando técnicas conhecidas de desenho auxiliado por computador ("CAD") . A imagem em 3D é utilizada, por sua vez, para determinar a linha de molde interna ou os contornos de superfície internos ("IML") 10 (convencionalmente, referência numérica 130) das partes superior e inferior (conhecidas alternativamente como "coberturas" ou "metades", embora não seja necessariamente literalmente dessa maneira) da saia, que é utilizada então para criar os moldes de estampagem mestres (por exemplo, 15 molde 140) para cada uma das partes superior e inferior da saia. Embora nas ilustrações esquemáticas das figuras 4 e 5, as partes internas metálicas da camada da saia sejam mostrados como sendo . altamente regulares, retangulares e simétricos, na prática os componentes da saia de metal 20 podem ser tipicamente circulares ou pelo menos arqueados em seção transversal, ou até mesmo assimétricos. Tipicamente, para cada parte metálica da saia, geralmente é requerido que somente duas partes sejam formadas separadamente e então unidas uma à outra.

Tal como aqui mencionado, a camada interna metálica da saia é preferivelmente bastante fina, por exemplo, preferivelmente da ordem de 0,003 polegada de espessura, de modo que o afastamento entre a superficie externa da vedação 150 e a superficie interna dos moldes 30 seja de uma dimensão similar, embora esta dimensão seja representativa, e a invenção não deve ser interpretada como sendo limitada a isto.

Os moldes 140 são utilizados não somente para estampar as partes de metal reais da saia, mas também como moldes para os blocos de suporte 160, cujo uso será descrito em mais detalhes em seguida. Os blocos de suporte 160 podem ser fabricados a partir de qualquer material frangivel apropriado, tal como gesso.

Tal como mencionado acima, a parte de metal da saia será muito fina, e pode ser formada a partir de aço resistente à corrosão (CRES) ou de titânio (Ti), embora outros metais que tenham características de desempenho similares apropriadas para a aplicação também possam ser utilizados. Depois de as duas partes de metal (ou "coberturas"), por exemplo, as coberturas 170, terem sido estampadas individualmente, elas são unidas uma à outra com duas soldas que se estendem geralmente longitudinalmente posicionadas opostas 180 (por exemplo, soldas "de lápis"), depois que os dois blocos de suporte correspondentes 160 são colocados dentro das respectivas coberturas de metal.

Os blocos de suporte 160 servem para conferir suporte e rigidez às partes da saia de metal, durante as etapas do processo descritas a seguir. Uma camada de material polimérico 190, preferivelmente tecido de fibra de vidro impregnado com resina de poliimida em uma única camada ou múltiplas camadas, em que cada camada tem aproximadamente 0,010 polegada de espessura, é aplicada à parte externa do duto de metal e curada termicamente, em uma atmosfera apropriada, a uma temperatura suficiente e por um tempo suficiente, apropriados ao material, para assegurar que a poliimida fique ligada firmemente às superficies externas das coberturas de metal.

Preferivelmente, o tecido de fibra de vidro e resina de poliimida, em seu estado não curado, é cortado em um padrão desejável para encaixar sobre a camada interna metálica. Múltiplas camadas ou dobras deste tecido podem ser utilizadas para incrementar as capacidades de resistência ou de suportar pressão. Como parte do processo de cura, o conjunto de metal/poliimida inteiro é envolvido com fita de contraivel, envoltório contraivel, ou é envolto em vácuo para forçar as camadas de metal/poliimida a se unir e ligar uma à outra.

Em um método alternativo de acordo com uma realização alternativa da invenção, mostrada nas figuras 6 - 8 (fora de escala), a primeira camada de metal 300 é enrolada em torno de um mandril 3 02 que pode ser fabricado a partir de PTFE (tal como o material vendido' sob a marca registrada registrada Teflon®), aluminio, ou outro material apropriado. A camada de metal 300 será enrolada tipicamente em torno do mandril 302 de modo a criar uma ligeira sobreposição. As extremidades sobrepostas podem ou não ser afixadas uma na outra tal como por meio de adesivo, solda do tipo lápis, etc., tal como desejado ou ditado pelas necessidades da aplicação particular. Depois disso, uma (ou mais, caso desejado) camada(s) de polimero 304 é(são) enrolada(s) em torno da superfície externa da camada 302 (figura 7), e o conjunto é então tratado termicamente para curar a(s) camada (s de polimero (s) 304 e aderir a(s) mesma(s) à camada de metal interna 302.

Depois da cura, a saia laminada 306 é então dividida uma vez longitudinalmente (por exemplo, em 308 para soltar do molde do mandril (figura 8) . A divisão 308 também é utilizada para permitir a saia laminada 306 sobre/em torno do duto principal. A divisão será lacrada com uma tira (por exemplo, de 1 polegada de largura) do mesmo material de poliimida ou similar à camada externa 304 da saia. Depois disso, o conjunto é submetido a um outro procedimento de cura para curar a tira, utilizado para vedar a divisão na saia no lugar.

A titulo de exemplo, e não para limitar o escopo da invenção, uma seção de duto construida de acordo com os principios da presente invenção pode ter um diâmetro do membro de duto principal de 3 polegadas e uma espessura de 0,016 polegada, com um espaçamento definido entre a superficie externa do membro de duto principal e a superficie interna da saia de 0,28 polegada; e uma espessura da saia de 0,013 polegada, e também com aros de fechamento que têm uma espessura de 0,012 polegada. Pode-se esperar que tal duto tenha um leve aumento de peso (por exemplo, 8% - 10%) em relação a um duto de aço isolado com borracha de silicone e E-felt convencional,enquanto que pode conferir a capacidade de contenção de ar/gás "sobressalente" (ao poder suportar pressões internas substancialmente maiores do que a ambiente), e enquanto preenche os requisitos de isolamento, permitindo a detecção potencial de rachaduras no membro de duto principal (se for utilizado conjuntamente com uma estrutura de detecção de vazamento tal como aqui discutido), facilitando a prevenção da rotação de isolamento, e promovendo a prevenção de dentes no membro de duto principal.

Além disso, devido ao fato que a estrutura da saia laminada é afixada solidamente ao membro de duto principal através dos aros de fechamento, a rotação da estrutura da saia de isolamento e proteção, em relação ao membro de duto principal, é inibida.

Também se acredita que as seções de duto construídas de acordo com os principios da presente invenção podem ser de um custo similar ou comparável aos dutos isolados convencionalmente construídos similarmente dimensionados. Além disso, por causa dos materiais utilizados, acredita-se que a construção da seção de duto da presente invenção possa preencher e exceder os requisitos da Federal Aviation Regulation correspondentes no que diz respeito à inflamabilidade.

A seção de duto da presente invenção também pode ser utilizada em associação com um sistema de detecção de vazamento de duto, por exemplo, do tipo mostrado e discutido em Fernandes et al., patente US 7.155.961 B2, cuja descrição completa é aqui expressamente incorporada a titulo de referência tal como aqui apresentado integralmente. Em tal construção alternativa, nas seções selecionadas das seções de duto da presente invenção, aberturas poderiam ser providas na saia para acomodar a colocação de um punho 10, para a colocação de um distribuidor de gás de vazamento 30, tal como mostrado e descrito com respeito à figura 6 de Fernandes et al., patente US7.155.961 B2, para coletar e dirigir todos os gases que escapam de uma ruptura no membro de duto principal 14, através dõ distribuidor 30, aos fios de detecção de vazamento 6. A montagem e a fixação do punho 10 poderiam ser executadas- através dos métodos descritos em Fernandes et al., patente US7.155.961 B2. Deve ser compreendido que o sistema de detecção de vazamento de Fernandes et al., patente US 7.155.961 B2 é aqui descrito a titulo de exemplo, e que outras disposições de detecção de vazamento podem ser empregados com a estrutura da seção de duto da presente invenção, sem que se desvie do escopo da invenção.

A descrição acima e os desenhos meramente explicam e ilustram a invenção, e a invenção não fica limitada a isto, exceto quanto ao que os técnicos no assunto que têm a presente descrição diante deles podem fazer modificações e variações na mesma sem se desviar do escopo da invenção.

Claims (11)

1)"SEÇÃO DE DUTO", para conduzir fluido gasoso de um primeiro local a um segundo local, dita seção de duto (10) compreendendo um membro de duto principal (14) tendo uma primeira extremidade e uma segunda extremidade, caracterizadapor compreender: uma saia de múltiplas camadas (24), tendo uma primeira extremidade e uma segunda extremidade, a saia de múltiplas camadas (24) sendo posicionada radialmente para fora e circunferencialmente circundando pelo menos uma parte do membro de duto principal (14), o membro de duto principal (14) e a saia de múltiplas camadas (24) definindo um espaço anular que se estende axialmente entre eles; - um primeiro aro de fechamento (20), afixado permanentemente e vedando a primeira extremidade da saia de múltiplas camadas (24), e ainda afixado permanentemente e vedando, pelo menos indiretamente, a primeira extremidade do membro de duto principal (14), em uma posição próxima à primeira extremidade do membro de duto principal (14); - um segundo aro de fechamento (22), afixado permanentemente e vedando a segunda extremidade da saia de múltiplas camadas (24), e ainda afixado permanentemente e vedando, pelo menos indiretamente, a segunda extremidade do membro de duto principal (14), em uma posição próxima à segunda extremidade do membro de duto principal (14); - o primeiro e o segundo aros de fechamento (20), (22) fechando as extremidades opostas do espaço anular axialmente estendido definido pelo membro de duto principal (14) e pela saia de múltiplas camadas (24), para impedir o fluxo de gases pelo referido espaço, e para evitar a rotação da saia de múltiplas camadas (24) em relação ao membro de duto principal (14); - a saia de múltiplas camadas (24) tendo uma superficie interna e uma superficie externa, com uma camada interna metálica posicionada na referida superficie interna; e - uma camada externa polimérica, fixada à superficie externa da referida camada interna metálica.

2)"SEÇÃO DE DUTO", de acordo com a reivindicação 1, caracterizadapor compreender ainda um primeiro e um segundo flanges de extremidade de duto (16'), (18) afixados permanentemente e vedando a primeira e a segunda extremidades do membro de duto principal (14).

3) "SEÇÃO DE DUTO", de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizadapor o membro de duto principal (14) ser fabricado a partir de pelo menos um dos seguintes materiais: aço resistente a corrosão; e titânio.

4)"SEÇÃO DE DUTO", de acordo com as reivindicações anteriores, caracterizadapor a camada interna metálica da saia de múltiplas camadas (24) ser fabricada a partir de um dos seguintes materiais: aço resistente a corrosão; e titânio.

5)"SEÇAO DE DUTO", de acordo com as reivindicações anteriores, caracterizadapor a camada externa polimérica da saia de múltiplas camadas (24) ser fabricada a partir de poliamida.

6)"SEÇÃO DE DUTO", de acordo com a reivindicação 5, caracterizadapor a camada externa polimérica compreender pelo menos uma camada de tecido de fibra de vidro impregnado de resina de poliimida.

7)"SEÇAO DE DUTO", de acordo com as reivindicações anteriores, caracterizadapor compreender ainda pelo menos um membro independente de suporte isolante (34) disposto entre a superficie interna da saia de múltiplas camadas (24) e o membro de duto principal (14), e afixado permanentemente e vedando a saia de múltiplas camadas (24) e o membro de duto principal 14), em uma posição entre a primeira e a segunda extremidades do membro de duto principal (14) e da saia de múltiplas camadas (24) .

8)"SEÇÃO DE DUTO", de acordo com a reivindicação 7, caracterizadapor pelo menos um dos membros independentes de suporte isolante (34) circundar circunferencialmente o membro de duto principal (14).

9)"SEÇÃO DE DUTO", de acordo com a reivindicação 7, caracterizadapor pelo menos um dos membros independentes de suporte isolante (34) possuir uma abertura (36) nele disposta para permitir a passagem do fluido gasoso através dele.

10)"SISTEMA DE DUTO"para conduzir fluido gasoso de um primeiro local a um segundo local, caracterizadopor compreender: - pelo menos duas seções de duto (10, 10'), cada seção de duto tendo um membro de duto principal (14) que tem uma primeira extremidade e uma segunda extremidade; uma saia de múltiplas camadas (24) tendo uma primeira extremidade e uma segunda extremidade, a saia de múltiplas camadas (24) sendo posicionada radialmente para fora e circunferencialmente circundando pelo menos uma parte do membro de duto principal (14), o membro de duto principal (14) e a saia de múltiplas camadas (24) definindo um espaço anular que se estende axialmente entre eles; - um primeiro aro de fechamento (20), afixado permanentemente e vedando a primeira extremidade da saia de múltiplas camadas (24), e ainda afixado permanentemente e vedando, pelo menos indiretamente, a primeira extremidade do membro de duto principal (14), em uma posição próxima à primeira extremidade do membro de duto principal (14); - um segundo aro de fechamento (22), afixado permanentemente e vedando a segunda extremidade da saia de múltiplas camadas (24), e ainda afixado permanentemente e vedando, pelo menos indiretamente, a segunda extremidade do membro de duto principal (14), em uma posição próxima à segunda extremidade do membro de duto principal (14); - o primeiro e o segundo aros de fechamento (20), (22) fechando as extremidades opostas do espaço anular axialmente estendido definido pelo membro de duto principal (14) e pela saia de múltiplas camadas (24), para impedir o fluxo de gases pelo referido espaço, e para evitar a rotação e o movimento axial da saia de múltiplas camadas (24) em relação ao membro de duto principal (14) ; - a saia de múltiplas camadas (24) tendo uma superfície interna e uma superfície externa, com uma camada interna metálica posicionada na referida superfície interna; e - uma camada externa polimérica, fixada à superfície externa da referida camada interna metálica; e - um primeiro e um segundo flanges de extremidade de duto (16), (18) afixados à primeira e à segunda extremidades do membro de duto principal (14), respectivamente; - a primeira e a segunda seções de duto (10, 10') sendo dispostas em uma relação de proximidade uma com a outra, com um primeiro flange de extremidade de duto (18) de uma das pelo menos duas seções de duto (10, 10') encostando em um flange de extremidade de duto (16') da outra das pelo menos duas seções de duto (10, 10'); - um prendedor (32), acoplando os flanges de extremidade de duto adjacentes, e afixado aos mesmos, para formar um acoplamento (30) entre uma e outra das pelo menos duas seções de duto (10, 10'); e - uma cobertura de acoplamento (26) posicionada em torno do acoplamento entre uma e outra das pelo menos duas seções de duto (10, 10') adjacentes, dita cobertura de acoplamento (26) sendo afixada permanentemente e vedando as superficies externas das saias (24, 24') da primeira e segunda seções de duto (10, 10').

11)"MÉTODO PARA FORMAR UMA SEÇÃO DE DUTO", para conduzir fluido gasoso de um primeiro local a um segundo local, dito método compreendendo a etapa de: - provisão de um membro de duto principal (14), que tem uma primeira extremidade e uma segunda extremidade; caracterizadopelas etapas de: - provisão de uma saia de múltiplas camadas (24) tendo uma primeira extremidade e uma segunda extremidade, a saia de múltiplas camadas (24) sendo posicionada radialmente para fora e circunferencialmente circundando pelo menos uma parte do membro de duto principal (14), o membro de duto principal (14) e a saia de múltiplas camadas (24) definindo um espaço anular que se estende axialmente entre eles; - provisão de um primeiro aro de fechamento (20), afixado permanentemente e vedando a primeira extremidade da saia de múltiplas camadas (24), e ainda afixado permanentemente e vedando, pelo menos indiretamente, a primeira extremidade do membro de duto principal (14), em uma posição próxima à primeira extremidade do membro de duto principal (14); - provisão de um segundo aro de fechamento (22), afixado permanentemente e vedando a segunda extremidade da saia de múltiplas camadas (24), e ainda afixado permanentemente e vedando, pelo menos indiretamente, a segunda extremidade do membro de duto principal (14), em uma posição próxima à segunda extremidade do membro de duto principal (14); - o primeiro e o segundo aros de fechamento (20), (22) fechando as extremidades opostas do espaço anular axialmente estendido definido pelo membro de duto principal (14) e pela saia de múltiplas camadas (24), para impedir o fluxo de gases pelo referido espaço, e para evitar a rotação da saia de múltiplas camadas (24) em relação ao membro de duto principal (14); a etapa de provisão de uma saia de múltiplas camadas (24) incluindo ainda as etapas de: - provisão de uma saia de múltiplas camadas (24) com uma camada interna metálica; e - uma camada externa polimérica, fixada à superfície externa da referida camada interna metálica.

Images