BR102020000913A2

BR102020000913A2 - Tubo de pitot, e, método para formar um tubo de pitot.

Info

Publication number: BR102020000913A2
Application number: BR102020000913-3A
Authority: BR
Inventors: Robin Jacob; Guru Prasad Mahapatra; Paul Robert Johnson
Original assignee: Goodrich Corporation
Priority date: 2019-01-17
Filing date: 2020-01-15
Publication date: 2020-08-04
Also published as: BR102020000913A8; EP3683584A1; US20200233007A1; CA3067550A1; US11474123B2

Abstract

tubo de pitot, e, método para formar um tubo de pitot um tubo de pitot inclui um tubo externo que se estende de uma primeira extremidade de tubo para a segunda extremidade de tubo, a segunda extremidade de tubo definindo uma porção de ponta do tubo de pitot, a porção de ponta incluindo uma abertura de entrada. uma luva de tubo dentro do tubo externo define pelo menos parcialmente uma passagem de tubo que se estende da primeira extremidade de tubo até a segunda extremidade de tubo. a luva de tubo inclui uma superfície externa de luva tendo uma porção de corpo de luva tendo um primeiro diâmetro externo e uma porção de ponta de luva localizada na porção de ponta do tubo de pitot. a porção de ponta de luva tem um segundo diâmetro externo menor que o primeiro diâmetro externo. um elemento de aquecimento está localizado entre o tubo externo e a luva de tubo pelo menos na porção de ponta de luva

Description

TUBO DE PITOT, E, MÉTODO PARA FORMAR UM TUBO DE PITOT.

PRIORIDSADE ESTRANGEIRA

[001] Este pedido reivindica prioridade do Pedido de Patente Indiano N° 201911002095, depositado em 17 de janeiro de 2019, e todos os benefícios resultantes do mesmo, de acordo com 35 U.S.C. §119, cujo conteúdo em sua totalidade é por meio deste incorporado por referência.

FUNDAMENTOS

[002] Modalidades exemplares se referem à técnica de sensores de aeronaves, tal como tubos de pitot e, mais particularmente, ao desempenho aerodinâmico e à proteção contra gelo de tubos de pitot.

[003] Um tubo de pitot é amplamente utilizado para determinar a velocidade do ar de uma aeronave ou outro veículo, ou para medir as velocidades do ar ou do gás em aplicações industriais. Em particular, ao medir a pressão de estagnação de um fluido conduzido para o tubo de pitot, juntamente com uma pressão estática medida, a velocidade no ar da aeronave pode ser determinada. Em certas condições de voo, o tubo de pitot pode estar sujeito ao acúmulo de gelo da umidade do ar. Por esta razão, tubos de pitot são equipados com elementos de aquecimento para impedir esse acúmulo de gelo. Além disso, em outras condições, o tubo de pitot pode ingerir cristais de gelo que, então, acumulam dentro do tubo de pitot e causam falhas em sua operação. Um tubo de pitot típico é substancialmente cilíndrico com um diâmetro interno contendo os elementos de aquecimento ou bobinas para impedir acúmulo de gelo.

[004] A partir do experimento de túnel de vento, verificou-se que, aumentando o comprimento do tubo de pitot e modificando o perfil externo da ponta do tubo de pitot, o desempenho aerodinâmico do tubo de pitot pode ser melhorado. Tais modificações podem, no entanto, ter um efeito negativo na prevenção do acúmulo de gelo no tubo de pitot.

BREVE DESCRIÇÃO

[005] Em uma modalidade, um tubo de pitot inclui um tubo externo que se estende de uma primeira extremidade de tubo para a segunda extremidade de tubo, a segunda extremidade de tubo definindo uma porção de ponta do tubo de pitot, a porção de ponta incluindo uma abertura de entrada. Uma luva de tubo dentro do tubo externo define pelo menos parcialmente uma passagem de tubo que se estende da primeira extremidade de tubo até a segunda extremidade de tubo. A luva de tubo inclui uma superfície externa de luva tendo uma porção de corpo de luva tendo um primeiro diâmetro externo e uma porção de ponta de luva localizada na porção de ponta do tubo de pitot. A porção de ponta de luva tem um segundo diâmetro externo menor que o primeiro diâmetro externo. Um elemento de aquecimento está localizado entre o tubo externo e a luva de tubo pelo menos na porção de ponta de luva.

[006] Adicionalmente ou alternativamente, nesta ou em outras modalidades, o elemento de aquecimento está localizado em ambas a porção de ponta de luva e a porção de corpo de luva.

[007] Adicionalmente ou alternativamente, nesta ou em outras modalidades, o elemento de aquecimento é uma ou mais bobinas de aquecedor enroladas em torno da luva de tubo.

[008] Adicionalmente ou alternativamente, nesta ou em outras modalidades, a luva de tubo inclui uma ou mais ranhuras na luva superfície externa de luva para acomodar as bobinas de aquecedor.

[009] Adicionalmente ou alternativamente, nesta ou em outras modalidades, a passagem de tubo inclui uma porção de garganta de passagem que se estende da abertura de entrada e uma porção de corpo de passagem que se estende da porção de garganta de passagem oposta à abertura de entrada. A porção de garganta tem um diâmetro de abertura de garganta menor que um diâmetro de abertura de corpo da porção de corpo de passagem.

[0010] Adicionalmente ou alternativamente, nesta ou em outras modalidades, a porção de ponta do tubo de pitot converge de um diâmetro de abertura de entrada na abertura de entrada em direção à porção de garganta de passagem.

[0011] Adicionalmente ou alternativamente, nesta ou em outras modalidades, o diâmetro de abertura de garganta é menor que o diâmetro de abertura de entrada.

[0012] Adicionalmente ou alternativamente, nesta ou em outras modalidades, uma ou mais barragens de água se estendem da luva de tubo para a passagem de tubo.

[0013] Adicionalmente ou alternativamente, nesta ou em outras modalidades, uma ou mais aberturas de drenagem se estendem da passagem de tubo através da luva de tubo e através do tubo externo.

[0014] Adicionalmente ou alternativamente, nesta ou em outras modalidades, a luva de tubo é presa ao tubo externo via uma de brasagem ou deposição de metal a laser.

[0015] Em outra modalidade, um método para formar um tubo de pitot inclui formar uma luva de tubo, a luva de tubo definindo uma passagem de tubo e incluindo uma superfície externa de luva tendo uma porção de corpo de luva tendo um primeiro diâmetro externo e uma porção de ponta de luva localizada em uma porção de ponta do tubo de pitot. A porção de ponta de luva tem um segundo diâmetro externo menor que o primeiro diâmetro externo. A passagem de tubo inclui uma porção de garganta que se estende de uma primeira extremidade da luva de tubo e uma porção de corpo que se estende da porção de garganta para uma segunda extremidade da luva de tubo. A porção de garganta tem um diâmetro de abertura de garganta menor que um diâmetro de abertura de corpo da porção de corpo. Um elemento de aquecimento é instalado pelo menos na porção de ponta de luva da luva de tubo. A luva de tubo é presa em um tubo externo, de modo que o elemento de aquecimento esteja entre a luva de tubo e o tubo externo.

[0016] Adicionalmente ou alternativamente, nesta ou em outras modalidades, a instalação do elemento de aquecimento na luva de tubo inclui formar uma ou mais ranhuras de luva na superfície externa da luva de tubo e instalar o elemento de aquecimento nas uma ou mais ranhuras.

[0017] Adicionalmente ou alternativamente, nesta ou em outras modalidades, o elemento de aquecimento é uma bobina de aquecedor.

[0018] Adicionalmente ou alternativamente, nesta ou em outras modalidades, o elemento de aquecimento está instalado em ambas a porção de ponta de luva e a porção de corpo de luva.

[0019] Adicionalmente ou alternativamente, nesta ou em outras modalidades, a passagem de tubo inclui uma porção de garganta de passagem que se estende de uma abertura de entrada e uma porção de corpo de passagem que se estende da porção de garganta de passagem oposta à abertura de entrada, a porção de garganta tendo um diâmetro de abertura de garganta menor que um diâmetro de abertura de corpo da porção de corpo de passagem.

[0020] Adicionalmente ou alternativamente, nesta ou em outras modalidades, uma porção convergente é formada no tubo externo a partir de um diâmetro de abertura de entrada na abertura de entrada em direção à porção de garganta de passagem.

[0021] Adicionalmente ou alternativamente, nesta ou em outras modalidades, o diâmetro de abertura de garganta é menor que o diâmetro de abertura de entrada.

[0022] Adicionalmente ou alternativamente, nesta ou em outras modalidades, uma ou mais barragens de água se estendem da luva de tubo para a passagem de tubo.

[0023] Adicionalmente ou alternativamente, nesta ou em outras modalidades, uma ou mais aberturas de drenagem se estendem da passagem de tubo através da luva de tubo e através do tubo externo.

[0024] Adicionalmente ou alternativamente, nesta ou em outras modalidades, a luva de tubo é presa ao tubo externo via uma de brasagem ou deposição de metal a laser.

[0025] BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0026] As descrições a seguir não devem ser consideradas limitativas de modo algum. Com referência aos desenhos anexos, elementos semelhantes são numerados de maneira semelhante:
FIG. 1 é uma vista em perspectiva de uma modalidade de um tubo de pitot;
FIG. 2 é uma vista em seção transversal de uma modalidade de um tubo de pitot;
FIG. 3 é uma vista em perspectiva de uma modalidade de uma luva de tubo para um tubo de pitot;
FIG. 4 é uma vista em seção transversal de uma modalidade de uma luva de tubo de um tubo de pitot; e
FIG. 5 é uma vista em perspectiva ilustrando uma bobina de aquecedor enrolada em uma luva de tubo.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0027] Uma descrição detalhada de uma ou mais modalidades do aparelho e do método divulgados é apresentada no presente documento a título de exemplo e não de limitação, com referência às Figuras.

[0028] Com referência à FIG. 1, é ilustrada uma vista plana de uma modalidade de um sensor, nesta modalidade, um tubo de pitot 10. O tubo de pitot 10 inclui uma porção de corpo cilíndrica 12 e uma porção de ponta 14 que se estende ao longo de um eixo de tubo 16 da porção de corpo 12 em direção a uma entrada de tubo 18. Na modalidade da FIG. 1, a porção de ponta 14 inclui uma abertura de entrada 20 tendo um diâmetro de entrada 22 menor que um diâmetro de corpo 24 da porção de corpo 12. A porção de ponta 14, entre a porção de corpo 12 e a abertura de entrada 20, afunila no diâmetro ao longo de uma porção de afunilamento 26. Em algumas modalidades, o afunilamento é linear, enquanto em outras modalidades o afunilamento é ao longo de uma curva côncava. Em algumas modalidades, a porção cônica 26 não se estende inteiramente para a abertura de entrada 20, pois o diâmetro de entrada 22 se estende axialmente da abertura de entrada 20 para a porção de afunilamento 26. Deve ser entendido que a porção de afunilamento 26 pode ser reta ou um perfil que é aerodinamicamente adequado em uma modalidade.

[0029] Como mostrado, a porção de ponta 14 tem um comprimento de ponta L. O comprimento da ponta pode ser limitado por uma capacidade de um elemento ou bobinas de aquecimento dispostas dentro da ponta para fornecer calor a ela. Isto é, se a ponta for longa demais, o aquecedor pode não ser capaz de aquecer uma extremidade distal do mesmo, de modo que gelo não se forme ou não acumule na ou sobre a porção de ponta 14.

[0030] Com referência agora à FIG. 2, o tubo de pitot 10 inclui um tubo externo 28, uma luva de tubo 30 disposta dentro do tubo externo 28 e um elemento de aquecimento, por exemplo, uma bobina de aquecedor 38, disposta radialmente entre a luva de tubo 30 e o tubo externo 28. A luva de tubo 30 se estende ao longo de um interior do tubo de pitot 10 até uma extremidade de tubo 32, definindo uma passagem de tubo 34 a partir de uma porção de ponta 14 do tubo de pitot 10 para a extremidade de tubo 32. O tubo de pitot 10 inclui ainda uma ou mais barragens de água 40 que se estendem para dentro a partir da luva de tubo 30 para a passagem de tubo 34 e uma ou mais aberturas de drenagem 42 que se estendem da passagem de tubo 34, através da luva de tubo 30 e do tubo externo 28 para permitir egresso de água do tubo de pitot 10.

[0031] A passagem de tubo 34 inclui um diâmetro de abertura 22 na abertura de entrada 20 e seção convergente 46 que se estende da abertura de entrada 20 até uma porção de garganta 48. A passagem de tubo 34 se estreita radialmente da abertura de entrada 20 para a porção de garganta 48, de modo que um diâmetro de garganta 50 da porção de garganta 48 seja menor que o diâmetro de abertura 22. A partir da porção de garganta 48, a passagem de tubo 34 alarga radialmente em uma porção de corpo 52 da passagem de tubo 34. Um diâmetro de corpo 54 da porção de corpo 52 é maior que o diâmetro de garganta 50.

[0032] Com referência à FIG. 3 e 4, a luva de tubo 30 inclui uma superfície externa de luva 56 e uma superfície interna de luva 58. A superfície interna de luva 58 define a passagem de tubo 34 e as uma ou mais barragens de água 40 se estendem da superfície interna de luva 58 para a passagem de tubo 34. A luva de tubo 30 inclui ainda uma ou mais ranhuras de luva 60 formadas na superfície externa de luva 56 para receber a bobina de aquecedor 38. Além disso, a luva de tubo 30 define a porção de garganta 48, através da inclusão de um degrau de superfície interna 62 na superfície interna de luva 58 no qual a passagem de tubo 34 se estreita da porção de corpo 52 para a porção de garganta 48. Além disso, a superfície externa de luva 56 inclui um degrau de superfície externa 64, de modo que a luva de tubo 30 possa ser recebida no tubo externo 28 e se estender ao longo de uma porção afunilada 72 (ver FIG. 2) do tubo externo 28 próximo à abertura de entrada 20. A porção de corpo de luva 52 tem um primeiro diâmetro externo e uma porção de ponta de luva 80 na porção de ponta do tubo de pitot 10 tem um segundo diâmetro externo menor que o primeiro diâmetro externo.

[0033] Com referência agora à FIG. 5, a bobina de aquecedor 38 é enrolada na luva de tubo 30, inserindo a bobina de aquecedor 38 nas ranhuras de luva 60, como mostrado. Uma vez que a bobina de aquecedor 38 é instalada na luva de tubo 30, a luva de tubo 30, incluindo a bobina de aquecedor 38, é instalada no tubo externo 28 e fixada no mesmo por, por exemplo, brasagem ou deposição de metal a laser.

[0034] Com a luva de tubo 30 fornecendo a porção de garganta 48 da passagem de tubo 34 e a luva de tubo incluindo o degrau de superfície interna 62 e o degrau de superfície externa 64, a luva de tubo 30 se estende mais perto da abertura de entrada 20 do que em uma configuração típica de tubo de pitot. Além disso, esta configuração permite que a bobina de aquecedor 38 se estenda mais perto da abertura de entrada 20 do que em uma configuração típica de tubo de pitot, proporcionando aquecimento melhorado à porção de ponta 14 e melhorando o desempenho de prevenção e remoção de gelo do tubo de pitot 10. Assim, além da proteção aprimorada contra o gelo, com as bobinas de aquecedor mais próximas da ponta, o comprimento da ponta pode ser aumentado ainda mais do que um tubo de pitot típico para intensificar o desempenho aerodinâmico do tubo de pitot.

[0035] O termo “cerca de” é destinado a incluir o grau de erro associado à medição da quantidade específica com base no equipamento disponível no momento de depósito do pedido.

[0036] A terminologia usada no presente documento tem a finalidade de descrever as modalidades particulares somente e não deve limitar a presente divulgação. Conforme utilizado no presente documento, as formas singulares “um”, “uma”, “algum” e “alguma” estão destinadas a incluir também as formas plurais, a menos que o contexto indique claramente de outra maneira. Deve-se entender, ainda, que os termos “compreende” e/ou “que compreende”, quando usados neste relatório descritivo, especificam a presença de recursos, números inteiros, etapas, operações, elementos e/ou componentes determinados, mas não excluem a presença ou a adição de um ou mais outros recursos, números inteiros, etapas, operações, elementos componentes e/ou grupos dos mesmos.

[0037] Embora a presente invenção seja descrita com referência a um exemplo de modalidade ou modalidades, será compreendido pelos versados na técnica que várias alterações podem ser feitas e equivalentes podem ser substituídos por elementos dos mesmos sem se afastar do âmbito da presente divulgação. Adicionalmente, diversas modificações podem ser feitas para adaptar uma situação ou material particular aos ensinamentos da presente revelação sem afastamento do escopo essencial das mesmas. Dessa forma, a presente divulgação não deve se limitar à modalidade particular descrita como o melhor modo contemplado para a realização da presente divulgação, pois a presente divulgação incluirá todas as modalidades que se enquadram no escopo das reivindicações.

Claims

Tubo de pitot, caracterizado pelo fato de que compreende:
um tubo externo que se estende de uma primeira extremidade de tubo para a segunda extremidade de tubo, a segunda extremidade de tubo definindo uma porção de ponta do tubo de pitot, a porção de ponta incluindo uma abertura de entrada;
uma luva de tubo dentro do tubo externo definindo pelo menos parcialmente uma passagem de tubo que se estende da primeira extremidade de tubo até a segunda extremidade de tubo, a luva de tubo incluindo uma superfície externa de luva tendo:
uma porção de corpo de luva tendo um primeiro diâmetro externo; e
uma porção de ponta de luva disposta na porção de ponta do tubo de pitot, a porção de ponta de luva tendo um segundo diâmetro externo menor que o primeiro diâmetro externo; e
um elemento de aquecimento entre o tubo externo e a luva de tubo pelo menos na porção de ponta de luva.
Tubo de pitot de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o elemento de aquecimento é disposto tanto na porção de ponta de luva quanto na porção de corpo de luva.
Tubo pitot de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o elemento de aquecimento são uma ou mais bobinas de aquecedor enroladas em torno da luva de tubo.
Tubo de pitot de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a luva de tubo inclui uma ou mais ranhuras de luva na superfície externa de luva para acomodar as bobinas de aquecedor.
Tubo de pitot de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a passagem de tubo inclui:
uma porção de garganta de passagem que se estende a partir da abertura de entrada; e
uma porção de corpo de passagem que se estende da porção de garganta de passagem oposta à abertura de entrada, a porção de garganta tendo um diâmetro de abertura de garganta menor do que um diâmetro de abertura de corpo da porção de corpo de passagem.
Tubo de pitot de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a porção de ponta de tubo de pitot converge de um diâmetro de abertura de entrada na abertura de entrada em direção à porção de garganta de passagem.
Tubo de pitot de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o diâmetro de abertura de garganta é menor que o diâmetro de abertura de entrada.
Tubo de pitot de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma ou mais barragens de água que se estendem da luva de tubo para a passagem de tubo.
Tubo de pitot de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma ou mais aberturas de drenagem que se estendem da passagem de tubo através da luva de tubo e através do tubo externo.
Tubo de pitot de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a luva de tubo é presa ao tubo externo via uma de brasagem ou deposição de metal a laser.
Método para formar um tubo de pitot, caracterizado pelo fato de que compreende:
formar uma luva de tubo, a luva de tubo definindo uma passagem de tubo e incluindo uma superfície externa de luva tendo:
uma porção de corpo de luva tendo um primeiro diâmetro externo; e
uma porção de ponta de luva disposta numa porção de ponta do tubo de pitot, a porção de ponta de luva tendo um segundo diâmetro externo menor que o primeiro diâmetro externo; a passagem de tubo incluindo:
uma porção de garganta que se estende de uma primeira extremidade da luva de tubo; e
uma porção de corpo que se estende da porção de garganta até uma segunda extremidade da luva de tubo, a porção de garganta tendo um diâmetro de abertura de garganta menor que um diâmetro de abertura de corpo da porção de corpo; e
instalar um elemento de aquecimento pelo menos na porção de ponta da luva de tubo; e
fixar a luva de tubo em um tubo externo, de modo que o elemento de aquecimento esteja entre a luva de tubo e o tubo externo.
Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a instalação do elemento de aquecimento na luva de tubo compreende:
formar uma ou mais ranhuras de luva na superfície externa da luva de tubo; e
instalar o elemento de aquecimento em uma ou mais ranhuras.
Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o elemento de aquecimento é uma bobina de aquecedor.
Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que compreende ainda instalar o elemento de aquecimento tanto na porção de ponta de luva quanto na porção de corpo de luva.
Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a passagem de tubo nclui:
uma porção de garganta de passagem que se estende de uma abertura de entrada; e
uma porção de corpo de passagem que se estende da porção de garganta de passagem oposta à abertura de entrada, a porção de garganta tendo um diâmetro de abertura de garganta menor do que um diâmetro de abertura de corpo da porção de corpo de passagem.