BR102013008202A2 - Sistema de tubulação para transportar líquidos altamente inflamáveis - Google Patents

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BR102013008202A2
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pipe
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BRBR102013008202-3A
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Hermann Cichorek
Andreas Märten
Dirk Kramer
Thilo Stier
Peter Sebö
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Schulman A Gmbh
Aft Automotive Gmbh & Co Kg
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Abstract

Sistema de tubulação para transportar líquidos altamente inflamáveis. A presente invenção refere-se a um sistema de tubulação para o transporte de líquidos altamente inflamáveis que possui pelo menos um elemento de tubulação (2) em forma de tubo que é formado por um tubo interno (9) e um invólucro externo (10). O tubo interno (9) e o invólucro externo (10) apresentam respectivamente um material sintético, sendo que o invólucro externo (10) apresenta uma resistência contra chamas de três minutos a 600<198>c e de dois minutos a 800<198>c.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "SISTEMA DE TUBULAÇÃO PARA TRANSPORTAR LÍQUIDOS ALTAMENTE INFLA- MÁVEIS". A presente invenção refere-se a um sistema de tubulação para transportar líquidos altamente inflamáveis, que apresenta pelo menos um elemento de tubulação em forma de tubo que consiste de um tubo interno e um invólucro externo que envolve o tubo interno.
Sistemas de tubulação desse tipo servem, por exemplo, para transportar combustíveis como gasolina e semelhantes. Para tal, os siste- mas de tubulação precisam cumprir diversas exigências. Por um lado, preci- sam ser à prova de difusão de hidrocarbonetos. Também precisam apresen- tar uma alta resistência contra fadiga e ser capazes de serem usados em uma grande faixa de temperatura. Para o transporte dos líquidos altamente inflamáveis é especialmente importante que o sistema de tubulação apre- sente uma alta resistência a chamas.
Por essa razão, usualmente são usados elementos de tubos me- tálicos. A fim de se obter uma resistência à fadiga suficiente de tais elemen- tos de tubos são necessários metais de qualidade relativamente alta. Isto faz com que elementos de tubos metálicos são relativamente caros. Ao mesmo tempo, metal é um material relativamente pesado, de modo que também os elementos de tubos são relativamente pesados. Em caso de uso em unida- des móveis como, por exemplo, veículos automotores, via de regra, é dese- jada uma redução de peso para melhorar o rendimento.
Portanto, a presente invenção tem a tarefa de fornecer um sis- tema de tubulação para transportar líquidos altamente inflamáveis que pode servir de substituto para os sistemas de tubulação usados até agora com elementos de tubulação metálicos.
De acordo com a presente invenção, esta tarefa é solucionada em um sistema de tubulação do gênero inicialmente mencionado pelo fato de que o tubo interno e o invólucro externo apresentem respectivamente ma- terial sintético, sendo que o invólucro externo apresenta uma resistência contra chamas de três minutos a 600°C e de dois minutos a 800°C.
Portanto, em vez de usar, como foi feito até agora, elementos de tubulação metálicos, de acordo com a presente invenção são usados ele- mentos de tubulação que apresentam um material sintético. Assim é possí- vel produzir os elementos de tubulação de modo mais leve e barato. A resis- tência contra chamas necessária é obtida graças ao invólucro externo que é colocado sobre o tubo interno. Tanto o tubo interno como também o invólu- cro externo podem apresentar um material de poliamida, porém, sendo que são materiais de poliamida diferentes. Para o invólucro externo são necessá- rias propriedades mecânicas boas em temperaturas altas e uma alta tempe- ratura de passagem de vitrificação e um ponto de fusão de no mínimo 150°C. Ao passo que o invólucro externo serve essencialmente como prote- ção contra chamas, o tubo interno serve para a formação mecânica e preci- sa apresentar uma resistência química suficiente contra os líquidos. Ao mesmo tempo precisa ser resistente à difusão. Um material que pode ser usado para o invólucro externo é conhecido sob a denominação de “Invision HT” que foi desenvolvido pela titular A. Schulmann GmbH.
De preferência, não há nenhuma junção com fecho devido à forma entre o tubo interno e o invólucro externo. O invólucro externo pode ser retido no tubo interno, por exemplo, por meio de fecho devido à aderên- cia ou à fricção ou por meio de com fecho devido à forma. Mais junções não são necessárias. Em virtude disso, por exemplo, no caso de diferentes dila- tações de temperatura de invólucro externo e tubo interno, podem ocorrer deslocamentos entre o invólucro externo e o tubo interno, de modo que não se formem tensões inadmissivelmente altas. Ao mesmo tempo podem ser selecionados de maneira relativamente livre os materiais usados para o tubo interno e o invólucro externo, pois não precisam ter nenhuma junção com fecho devido à forma. Além disso, a colocação do invólucro externo sobre o tubo interno pode ser realizada de modo relativamente barato e com econo- mia de energia.
Preferencialmente, o tubo interno é executado como um tubo multicamada. Assim, relativamente muitas propriedades diferentes podem ser combinadas no tubo interno. Uma camada interna deverá ser quimica- mente resistente ao máximo. A mesma camada ou uma outra camada pode servir como bloqueio de difusão. Para fornecer a necessária resistência quí- mica pode ser usada uma outra camada. Nisso é favorável que uma camada seja feita de um material que pode ser soldado, a fim de poder estabelecer juntas soldadas com outros elementos de tubulação ou elementos de aco- plamento. As camadas entre si devem, na medida do possível, formar uma junção com fecho devido ao material, a fim de alcançar uma alta resistência.
Preferencialmente, o material sintético do invólucro externo não é reticulado e apresenta em especial um material de polímero amorfo. Devi- do a tal estrutura consegue-se uma temperatura de passagem de vitrificação muito alta. Com isso consegue-se uma resistência contra chamas suficien- temente alta.
Preferencialmente, o invólucro externo apresenta uma espessu- ra de parede de no mínimo 1 mm, especialmente de no mínimo 1,5 mm.
Com uma espessura de parede de 1 mm ou de 1,5 mm é garantido, via de regra, que as exigências quanto à resistência contra chamas sejam cumpri- das. No caso de exigências maiores pode ser usada uma espessura de pa- rede maior, por exemplo, de 2, 2,5 ou 3 mm. Se for preciso, levar em consi- deração custos e peso, a espessura da parede não deveria ser grande de- mais, por exemplo, deve situar-se entre 1,5 mm e 2 mm. Nisso é vantajoso que a espessura de parede do invólucro externo é maior do que uma espes- sura de parede do tubo interno. Assim a espessura total do elemento de tu- bulação não se torna exageradamente grande, sem que isso influenciasse a resistência contra chamas.
Preferencialmente, o invólucro externo apresenta uma dureza Shore menor e uma resiliência maior do que o tubo interno. Disso resulta uma boa solução no que se refere à resistência contra impactos mecânicos.
Preferencialmente, a dureza Shore do invólucro externo situa-se entre Shore A 50 e Shore D 50. Tal material é suficientemente resistente contra ações mecânicas e ao mesmo tempo pode ser produzido com uma resistência contra chamas.
Preferencialmente, o invólucro externo apresenta um material sintético soidável. Desse modo é possível juntar o invólucro externo com fecho devido ao material com outros elementos de tubo ou elementos de acoplamento, assim estabelecendo uma junção solicitável.
Em uma forma de execução preferida, o invólucro externo possui um aditivo que pode ser reticulado por radiação. Com a ajuda de feixes de elétrons é possível, no caso, uma ativação do aditivo, fato este que produz uma reticulação do material do invólucro externo. Por meio de tal reticulação resulta uma rigidez mais elevada e um ponto de fusão mais alto.
Preferencialmente, uma camada externa adicional é disposta no invólucro externo. Esta camada externa, no caso, pode ser, por exemplo, um trançado, um metal ou um material de enchimento. Por meio dessa camada externa pode ser obtida, por um lado, uma adaptação geométrica e/ou ópti- ca, mas também uma melhora da estabilidade mecânica do sistema de tubu- lação.
Em uma realização preferida, o sistema de tubulação apresenta um elemento de acoplamento que é ligado ao elemento de tubulação, sendo que o elemento de acoplamento apresenta um componente interno e uma cobertura, sendo que a composição de material da cobertura corresponde à composição de material do invólucro externo.
Desse modo é garantido que também o elemento de acoplamen- to apresenta uma resistência contra chamas suficientemente alta. O compo- nente interno também pode conter um material sintético. Desse modo todo o sistema de tubulação oferece então uma segurança suficiente para transpor- tar líquidos altamente inflamáveis.
Preferencialmente, o componente interno é soldado com o tubo interno e a cobertura, com o invólucro externo. Entre o elemento de acopla- mento e o elemento de tubulação é previsto, por assim dizer, uma soldadura dupla de material sintético. Com isso é gerada uma junção extremamente resistente do ponto de vista mecânico que ao mesmo tempo é absolutamen- te estanque a líquidos e à difusão. No caso é obtido não somente um lado interno fechado do sistema de tubulação, e sim, também um lado externo fechado, de modo que os pontos de junção não significam nenhuma diminui- ção da resistência contra chamas. A seguir, a presente invenção é descrita detalhadamente com a ajuda de um exemplo de execução preferido em conjunto com o desenho.
Nele mostram: A Figura 1 mostra um sistema de tubulação com um elemento de tubulação e um elemento de acoplamento, em uma vista esquematizada. A Figura 2 mostra uma vista em corte do sistema de tubulação mostrado na Figura 1. A Figura 1 mostra um sistema de tubulação 1 para o transporte de líquidos que possui um elemento de tubulação 2 em forma de tubo que é ligado a um elemento de acoplamento 3. O elemento de tubulação 2 e o e- lemento de acoplamento 3 são feitos de material sintético e juntados um ao outro por meio de soldadura. O elemento de tubulação 2 é cilíndrico e encosta-se a um lado frontal 4 do elemento de acoplamento 3 (Figura 2). Na extremidade afastada do lado frontal 4 do elemento de acoplamento 3 é prevista uma área de en- trada 5 onde pode ser inserido, por exemplo, um plugue.
Partindo do lado frontal 4, o elemento de acoplamento 3 possui um prolongamento 6 tubular que se estende para dentro do interior do ele- mento de tubulação 2. Disso resulta uma grande superfície de contato e ao mesmo tempo uma junção mecânica firme entre o elemento de acoplamento 3 e o elemento de tubulação 2. O prolongamento 6 encosta-se a um lado interno do elemento de tubulação 2.
Paralelamente ao prolongamento 6 estende-se um colar 7 que também parte do lado frontal 4. O colar 7 é radialmente distanciado do pro- longamento 6 e encosta-se a um lado externo do elemento de tubulação 2.
Uma extremidade 8 do elemento de tubulação 2 conjugada ao elemento de acoplamento 3 é coberta externamente pelo colar 7, no lado frontal pelo lado frontal 4 e internamente pelo prolongamento 6. Assim resulta uma junção mecanicamente firme e ao mesmo tempo muito estanque com uma superfí- cie de contato relativamente grande. O elemento de tubulação 2 possui um tubo interno 9 e um invó- lucro externo 10, sendo que invólucro externo 10 envolve o tubo interno 9 em direção circunferencial. Nisso o invólucro externo 10 pode ser retido com fecho devido à força, por exemplo, é encaixado a quente. Mas o invólucro externo 10 também pode ter sido simplesmente empurrado em direção axial sobre o tubo interno 9, de modo que entre o tubo interno 9 e o invólucro ex- terno 10 não age nenhuma força de fixação grande. Uma junção com fecho devido ao material não é prevista. O elemento de acoplamento 3 apresenta um componente interno 11 e uma cobertura 12. No caso, o componente interno 11 pode apresentar o mesmo material como o tubo interno 9. A cobertura 12 pode ser feita do mesmo material como o invólucro externo 10. A cobertura 12 é juntada ao invólucro externo 10 por meio de soldadura, sendo que ao mesmo tempo o componente interno 11 é juntado ao tubo interno 9 por meio de soldadura. Portanto, trata-se de uma soldadu- ra de 2 componentes — 2 componentes que garante uma segurança muito alta. O material do invólucro externo 10 e da cobertura 12 do presen- te exemplo de execução é um polímero amorfo não reticulado que apresenta uma resistência contra chamas alta de três minutos a 600°C e de dois minu- tos a 800°C. Para isto, uma espessura de parede de 1 até 2 mm, especial- mente de cerce de 1,5 mm, é suficiente. O tubo interno 9 e, assim, o componente interno 11 também po- dem conter um poliamida que apresenta uma resistência contra chamas me- nor. Para o tubo interno 9 e o componente interno 11 é mais necessária uma resistência química e capacidade de bloquear a difusão.
Mostra-se um exemplo de execução onde o tubo interno 9 apre- senta apenas uma única camada. Mas, para se obter as propriedades dese- jadas, o tubo interno 9 também pode ser construído de várias camadas.
Também é possível que no invólucro externo 10 sejam aplicadas mais camadas, por exemplo, camadas metálicas a fim de possibilitar uma condutividade elétrica ou camadas para o reforço mecânico, tais como, por exemplo, trançados ou semelhantes.
Entre o invólucro externo 10 e o tubo interno 9 não precisam agir nenhuma ou pelo menos nenhuma força de fixação grande.. Uma junção com fecho devido ao material não é necessária no caso. Antes, o tubo inter- no 9 e o invólucro externo 10 são mantidos em posição um em relação ao outro pelo elemento de acoplamento 3, já que o invólucro externo 10 é sol- dado com a cobertura 12 e o componente interno 11 é soldado com o tubo interno 9. Portanto, a produção do elemento de tubulação 2 pode ser reali- zada com um dispêndio muito baixo.

Claims (12)

1. Sistema de tubulação para transportar líquidos altamente in- flamáveis que apresenta pelo menos um elemento de tubulação em forma de tubo que consiste em um tubo interno e um invólucro externo que envolve 0 tubo interno, caracterizado pelo fato de que o tubo interno (9) e o invólucro externo (10) apresentam respectivamente um material sintético onde o invó- lucro externo (10) possui uma resistência contra chamas de três minutos a 600°C e de dois minutos a 800°C.
2. Sistema de tubulação de acordo com a reivindicação 1, carac- terizado pelo fato de que entre o tubo interno (9) e o invólucro externo (10) não há nenhuma junção com fecho devido ao material.
3. Sistema de tubulação de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o tubo interno (9) é executado como tubo de várias camadas.
4. Sistema de tubulação de acordo com uma das reivindicações 1 até 3, caracterizado pelo fato de que o material sintético do invólucro ex- terno (10) não é reticulado e em especial contém um material de polímero amorfo.
5. Sistema de tubulação de acordo com uma das reivindicações 1 até 4, caracterizado pelo fato de que o invólucro externo (10) apresenta uma espessura de parede de no mínimo 1 mm, em especial de no mínimo 1,5 mm.
6. Sistema de tubulação de acordo com uma das reivindicações 1 até 5, caracterizado pelo fato de que o invólucro externo (10) apresenta uma dureza Shore menor e uma resiliência maior do que o tubo interno (9).
7. Sistema de tubulação de acordo com a reivindicação 6, carac- terizado pelo fato de que a dureza Shore do invólucro externo (10) situa-se entre Shore A 50 e Shore D 50.
8. Sistema de tubulação de acordo com uma das reivindicações 1 até 7, caracterizado pelo fato de que o invólucro externo (10) apresenta um material sintético que pode ser soldado.
9. Sistema de tubulação de acordo com uma das reivindicações 1 até 8, caracterizado pelo fato de que o invólucro externo (10) contém um aditivo que pode ser reticulado por radiação.
10. Sistema de tubulação de acordo com uma das reivindicações 1 até 9, caracterizado pelo fato de que no invólucro externo (10) é disposta pelo menos uma camada externa adicional.
11. Sistema de tubulação de acordo com uma das reivindicações 1 até 10, caracterizado pelo fato de que apresenta um elemento de acopla- mento (3) que é ligado ao elemento de tubulação, sendo que o elemento de acoplamento (3) possui um componente interno (11) e uma cobertura (12), sendo que uma composição de material da cobertura (12) corresponde a uma composição de material do invólucro externo (10).
12. Sistema de tubulação de acordo com a reivindicação 11, ca- racterizado pelo fato de que o componente interno (11) é juntado ao tubo interno (9) por meio de soldadura, e a cobertura (12) é juntada ao invólucro externo (10) por meio de soldadura.
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