BR112019026559A2

BR112019026559A2 - Estrutura de tubo e um método para fabricação da mesma

Info

Publication number: BR112019026559A2
Application number: BR112019026559-7A
Authority: BR
Inventors: Hedblom Erika; Erika HEDBLOM
Original assignee: Sandvik Intellectual Property Ab
Priority date: 2017-06-16
Filing date: 2018-06-15
Publication date: 2020-06-23
Also published as: US11084077B2; CN110809498A; JP2020525722A; CA3066324A1; AU2018285590A1; WO2018229262A1; EP3638430A1; KR20200007078A; US20210146418A1

Abstract

A presente revelação se refere a uma estrutura de tubo compreendendo um tubo interno de metal e um tubo externo de metal, em que o tubo interno se estende no tubo externo e em que o tubo interno e o tubo externo são ajustados de forma mecanicamente estanque ao longo de todo o comprimento do tubo interno, pelo menos um espaço em uma direção radial da estrutura do tubo na forma de uma ranhura se estende pelo menos em uma superfície externa do tubo interno ou em uma superfície interna do tubo externo e o pelo menos um espaço se estende em uma direção longitudinal do tubo interno e por uma extensão longitudinal total do tubo interno, ou um tubo espaçador está localizado entre o tubo interno e o tubo externo, o tubo interno, o tubo externo e o tubo espaçador são mecanicamente estanques por todo o comprimento do tubo espaçador, o tubo espaçador compreende pelo menos um espaço na forma de uma fenda que se estende na direção radial da estrutura do tubo de uma superfície externa do tubo interno para uma superfície interna do tubo externo, o pelo menos um espaço se estende em uma direção longitudinal do tubo espaçador e por toda a extensão longitudinal do tubo espaçador, e em que pelo menos um espaço é pelo menos parcialmente preenchido com um material de interface térmica que fornece um contato térmico entre o tubo externo e o tubo interno.

Description

"ESTRUTURA DE TUBO E UM MÉTODO PARA FABRICAÇÃO DA MESMA"

[0001] A presente revelação se refere a uma estrutura de tubo compreendendo um tubo interno de metal e um tubo externo de metal, em que o tubo interno se estende no tubo externo e em que o tubo interno e o tubo externo são ajustados de forma mecanicamente estanque ao longo de todo o comprimento do tubo interno, pelo menos um espaço em uma direção radial da estrutura do tubo na forma de uma ranhura se estende pelo menos em uma superfície externa do tubo interno ou em uma superfície interna do tubo externo, e o pelo menos um espaço se estende em uma direção longitudinal do tubo interno e por toda extensão longitudinal do tubo interno, ou um tubo espaçador está localizado entre o tubo interno e o tubo externo, o tubo interno, o tubo externo e o tubo espaçador sendo fixados mecanicamente pelo comprimento total do tubo espaçador, o tubo espaçador compreendendo pelo menos um espaço na forma de uma fenda que se estende na direção radial da estrutura do tubo, a partir de uma superfície externa do tubo interno para uma superfície interna do exterior tubo, e pelo menos um espaço se estende em uma direção longitudinal do tubo espaçador e por toda a extensão longitudinal do tubo espaçador.

[0002] A presente revelação se refere ainda a um método para fabricar uma estrutura de tubo compreendendo as seguintes etapas: - provisão de um tubo interno de metal, - provisão de um tubo externo de metal, e ou - inserção do tubo interno no tubo externo, de modo que o tubo interno se estenda no tubo externo, - provisão de pelo menos um espaço na forma de uma ranhura que se estende na direção radial da estrutura do tubo, pelo menos em uma superfície externa do tubo interno ou em uma superfície interna do tubo externo, em que pelo menos um espaço se estende em uma direção longitudinal do tubo interno e por toda a extensão longitudinal do tubo interno, - ajuste de forma mecanicamente estanque do tubo interno e do tubo externo em todo o comprimento do tubo interno, ou - provisão de um tubo espaçador com pelo menos um espaço na forma de uma fenda que se estende na direção longitudinal do tubo espaçador, - montagem do tubo espaçador em uma superfície externa do tubo interno e, - inserção do tubo interno e do tubo espaçador no tubo externo, de modo que o tubo interno e o tubo espaçador se estendam no tubo externo e, de modo que, pelo menos um espaço se estenda uma direção radial da estrutura do tubo entre a superfície externa do tubo interno e uma superfície interna do tubo externo, e - ajuste de forma mecanicamente estanque do tubo interno, do tubo externo e do tubo espaçador, ao longo de todo o comprimento do tubo espaçador.

[0003] Estruturas de tubo compreendendo pelo menos um tubo interno e um tubo externo de metal são conhecidas, os tubos sendo mecanicamente estanques, montados um no outro e em que um espaço adicional é fornecido entre o tubo interno e o tubo externo, a fim de acomodar uma linha de sinal e/ou um sensor.

[0004] No entanto, foi verificado que, embora o espaço fornecido seja parcialmente preenchido pelo material da linha de sinal e/ou as lacunas de ar do sensor sejam formadas no espaço é impedida uma transferência de calor suficiente em uma direção radial entre o tubo externo e o tubo interno e vice versa. Consequentemente, quando considerada em uma direção circunferencial, pode ocorrer uma distribuição não homogênea de temperatura nessa estrutura de tubo. A distribuição de temperatura não homogênea, por sua vez, pode levar a uma falha anterior da estrutura do tubo e, além disso, pode levar à leitura incorreta de um sensor colocado no espaço.

[0005] Assim, existe uma necessidade na técnica de fornecer uma estrutura de tubo com um espaço para acomodar uma linha de sinal e/ou um sensor, garantindo simultaneamente uma condutividade térmica homogênea entre o tubo externo e o tubo interno quando vista em uma direção circunferencial da estrutura do tubo.

SUMÁRIO

[0006] Um aspecto da presente revelação se refere a uma estrutura de tubo compreendendo um tubo interno de metal e um tubo externo de metal, em que o tubo interno se estende no tubo externo e em que o tubo interno e o tubo externo são mecanicamente estanques por todo o comprimento do tubo interno, pelo menos um espaço na direção radial da estrutura do tubo na forma de uma ranhura se estende pelo menos em uma superfície externa do tubo interno ou em uma superfície interna do tubo externo e pelo menos um espaço se estende em uma direção longitudinal do tubo interno e sobre toda a extensão longitudinal do tubo interno, ou um tubo espaçador está localizado entre o tubo interno e o tubo externo, o tubo interno, o tubo externo e o tubo espaçador são ajustados de forma mecanicamente estanque e ao longo de todo o comprimento do tubo espaçador, o tubo espaçador compreendendo pelo menos um espaço na forma de uma fenda que se estende na direção radial da estrutura do tubo de uma superfície externa do tubo interno para uma superfície interna do tubo externo, o pelo menos um espaço se estende em uma direção longitudinal do tubo espaçador e por toda uma extensão longitudinal do tubo espaçador, e em que pelo menos um espaço é pelo menos parcialmente preenchido com um material de interface térmica que fornece contato térmico entre o tubo externo e o tubo interno.

[0007] De acordo com a presente revelação, uma estrutura de tubo que fornece um espaço para acomodar uma linha de sinal e/ou um sensor pode ser formada de duas maneiras alternativas. Ambos os projetos compreendem um tubo interno e um tubo externo.

[0008] Em um primeiro projeto, o tubo interno se estende no tubo externo, em que pelo menos em uma superfície externa do tubo interno ou em uma superfície interna do tubo externo é formada uma ranhura. Essa ranhura forma o espaço para acomodar a linha de sinal e/ou o sensor. A ranhura se estende em uma direção longitudinal do tubo interno e por toda uma extensão longitudinal do tubo interno. O tubo interno e o tubo externo são ajustados de forma mecanicamente estanque ao longo de todo o comprimento do tubo interno e, assim, formam uma estrutura de tubo integrada.

[0009] Alternativamente, um tubo espaçador pode estar localizado entre o tubo interno e o tubo externo, em que o tubo espaçador compreende uma fenda que estende a direção radial da estrutura do tubo de uma superfície externa do tubo interno para uma superfície interna do tubo externo. Essa fenda é o espaço para acomodar a linha de sinal e/ou o sensor. Novamente, nesta modalidade, o tubo interno, o tubo externo e o tubo espaçador são ajustados de forma mecanicamente estanque ao longo de todo o comprimento do tubo espaçador, a fim de formar uma estrutura de tubo integrada.

[0010] A fim de evitar que uma folga de ar seja gerada no espaço fornecido pela ranhura ou pela fenda, o espaço de acordo com a presente revelação é pelo menos parcialmente preenchido com um material de interface térmica, que fornece um contato térmico entre o tubo externo e o interior tubo e, portanto, provisão de uma condutividade térmica aproximadamente homogênea em uma direção radial quando considerada sobre a circunferência da estrutura do tubo.

[0011] Um material de interface térmica (T.I.M abreviado) descreve qualquer material que é inserido entre duas partes, a fim de aprimorar o acoplamento térmico entre esses dois componentes.

[0012] O preenchimento do espaço, formado pela ranhura ou pela fenda, com um material de interface térmica aumenta a condutividade térmica da estrutura do tubo entre o tubo interno e o tubo externo na posição circunferencial em que a ranhura ou a fenda está localizada. Um efeito importante do material da interface térmica é evitar que a ranhura ou a fenda seja preenchida com folgas de ar.

[0013] Em uma modalidade da presente revelação, o material de interface térmica é uma pasta térmica ou um metal fundido.

[0014] Em uma modalidade, em que o material de interface térmica é um metal fundido, este metal fundido pode ser escolhido dentre um grupo que consiste em chumbo (Pb), estanho (Sn), cobre (Cu) e uma combinação dos mesmos.

[0015] Uma pasta térmica no sentido da presente revelação também é comumente chamada de graxa térmica, uma graxa de CPU, uma pasta de calor, um composto dissipador de calor, uma pasta de dissipador de calor, um composto térmico ou um gel térmico.

[0016] Uma pasta térmica é um tipo de composto termicamente condutor que é comumente usado como uma interface entre dissipadores de calor e fontes de calor. O papel principal de uma pasta térmica é eliminar as folgas de ar na ranhura ou na fenda, para maximizar a transferência de calor entre o tubo externo e o tubo interno.

[0017] Em uma modalidade, a pasta térmica é o composto termicamente condutor que contém um material de matriz líquida e uma carga termicamente condutora.

[0018] Em uma modalidade, o material da matriz é escolhido de um grupo que consiste em um epóxi, um silício, um uretano, um acrilato, um sistema à base de solvente, um adesivo de fusão a quente e uma combinação dos mesmos.

[0019] Em uma modalidade, a carga é escolhida de um grupo que consiste em um metal, um óxido de alumínio, um nitreto de boro, um óxido de zinco, um nitreto de alumínio, um óxido de titânio e uma combinação dos mesmos.

[0020] Em uma modalidade da presente revelação, a condutividade térmica do material de interface térmica é de 1 Watt/(metro*Kelvin) [W/(m*K)] ou mais ou é de 2 W/(m*K) ou mais.

[0021] No entanto, embora essas combinações complexas de materiais sejam adequadas como uma pasta térmica a ser usada para a presente revelação, mesmo uma pasta de dente pode se qualificar como uma pasta térmica, a fim de melhorar a condutividade térmica entre o tubo interno e o tubo externo da estrutura do tubo de acordo com a presente revelação.

[0022] Em uma modalidade da presente revelação, o tubo interno e o tubo externo e, opcionalmente, o tubo espaçador se estendem concentricamente um em relação ao outro.

[0023] Em princípio, o tubo espaçador poderia ser feito de qualquer material que proporcionasse a estabilidade necessária, assim o material pode ser selecionado entre materiais plásticos e metálicos.

[0024] Em uma modalidade adicional da revelação, o tubo interno e/ou o tubo espaçador e/ou o tubo externo são fabricados a partir de um metal escolhido de um grupo que consiste em aço, aço carbono, aço inoxidável, aço manganês, uma liga à base de níquel, alumínio (Al), uma liga à base de Al, cobre (Cu), uma liga à base de Cu, zircônio (Zr), uma liga à base de Zr, titânio (Ti), uma liga à base de Ti, uma liga de ferro-cromo-alumínio (FeCrAl), aço ferrítico e uma combinação dos mesmos.

[0025] Deve ser entendido que as cavidades utilizadas para fornecer ou fabricar o tubo interno e/ou o tubo espaçador e/ou o tubo externo, em uma modalidade, são fabricadas de um metal escolhido de um grupo que consiste em aço, aço carbono, aço inoxidável, aço manganês, uma liga à base de níquel, alumínio (Al), uma liga à base de Al, cobre (Cu), uma liga à base de Cu, zircônio (Zr), uma liga à base de Zr, titânio (Ti), uma Liga à base de Ti, liga de ferro-cromo-alumínio (FeCrAI), aço ferrítico e uma combinação dos mesmos.

[0026] Além disso, deve ser entendido que, de modo geral, o material do tubo interno e/ou do tubo espaçador e/ou do tubo externo pode ser escolhido independentemente um do outro. Em uma modalidade da presente revelação, o tubo interno e o tubo externo, e opcionalmente o tubo espaçador, consistem em um material idêntico. Em uma modalidade alternativa, o tubo externo e o tubo interno compreendem os materiais sendo diferentes um do outro. Este último é vantajoso, pois assim podem ser fornecidas diferentes propriedades dos materiais ao tubo externo e ao tubo interno, que podem ser combinadas arbitrariamente, a fim de obter uma estrutura de tubo adotada para uma aplicação específica. Em outra modalidade, o tubo interno e o tubo externo são feitos de um primeiro material e o tubo espaçador é feito de um segundo material, em que o primeiro material e o segundo material são diferentes um do outro. Em outra modalidade, o tubo interno e o tubo externo são feitos do mesmo material.

[0027] Em uma modalidade da presente revelação, o tubo interno e/ou o tubo espaçador e/ou o tubo externo é um tubo sem costura ou um tubo soldado.

[0028] Além disso, em um aspecto da presente revelação, é sugerido um sistema compreendendo a estrutura do tubo conforme descrito acima e a seguir e de acordo com as modalidades descritas acima e a seguir e pelo menos uma linha de sinal localizada em pelo menos um espaço, em que a pelo menos uma linha de sinal se estende na direção longitudinal da estrutura do tubo.

[0029] Uma linha de sinal no sentido da presente revelação é entendida como qualquer linha capaz de transmitir um sinal, isto é, informações, de um transmissor para um receptor. Assim, em uma modalidade da presente revelação, a linha de sinal é escolhida de um grupo que consiste em uma linha para um sinal elétrico, uma linha para um sinal eletromagnético, uma linha para um sinal óptico e uma combinação dos mesmos. Um exemplo para uma linha de sinal é um fio eletricamente condutor isolado ou uma fibra de vidro óptica.

[0030] Em uma modalidade da revelação, o sistema compreende ainda pelo menos um sensor conectado operacionalmente a pelo menos uma linha de sinal, em que o pelo menos um sensor está localizado entre a superfície externa do tubo interno e a superfície interna do tubo externo.

[0031] Em uma modalidade, o pelo menos um sensor está localizado em pelo menos um espaço formado pela ranhura ou pela fenda.

[0032] No entanto, em uma modalidade alternativa, pelo menos um recesso é fornecido, pelo menos no tubo interno ou no tubo externo, ou se aplicável, no tubo espaçador, em que o pelo menos um recesso se conecta a pelo menos um espaço formado pela ranhura ou pela fenda, e em que pelo menos um sensor conectado a uma linha de sinal está localizado pelo menos parcialmente no pelo menos um recesso.

[0033] Um recesso que se conecta ao espaço no sentido da presente revelação significa que o espaço e o recesso fornecem volume contínuo para acomodar pelo menos um sensor e a pelo menos uma linha de sinal. Em uma modalidade, um recesso pode ser formado alargando a ranhura ou a fenda em uma determinada posição em uma direção longitudinal da estrutura do tubo.

[0034] Em uma modalidade da presente revelação, o sensor é escolhido de um grupo que consiste em um sensor de aceleração, sensor de vibração, um sensor de condutividade, um sensor de pressão, um sensor de temperatura, um sensor de temperatura, um medidor de tensão, um sensor de corrosão, um sensor de campo magnético, um sensor de fluxo de calor, um sensor de conversa e uma combinação dos mesmos.

[0035] Em uma modalidade da revelação, a linha de sinal e/ou o sensor são colados na ranhura ou fenda e/ou recesso com a ajuda de um adesivo. Essa colagem fixa o sensor e/ou a linha de sinal no espaço ou no recesso durante a fabricação da estrutura do tubo. Em outra modalidade, a linha de sinal e/ou o sensor são soldados no espaço e/ou no recesso.

[0036] De acordo com outro aspecto da presente revelação, é fornecido um método para fabricar uma estrutura de tubo compreendendo as etapas

- provisão de um tubo interno de metal, - provisão de um tubo externo de metal, e ou - inserção do tubo interno no tubo, de modo que o tubo interno se estenda no tubo externo, - provisão de pelo menos um espaço na forma de uma ranhura que se estende em uma direção radial da estrutura do tubo, pelo menos na superfície externa do tubo interno ou em uma superfície interna do tubo externo, em que pelo menos um espaço se estende em uma direção longitudinal do tubo interno e sobre uma extensão longitudinal total do tubo interno, e - ajuste de forma mecanicamente estanque do tubo interno e do tubo externo em todo o comprimento do tubo interno, ou - provisão de um tubo espaçador com pelo menos um espaço na forma de uma fenda que se estende na direção longitudinal do tubo espaçador, - montagem do tubo espaçador em uma superfície externa do tubo interno, - inserção do tubo interno e do tubo espaçador no tubo externo, de modo que o tubo interno e o tubo espaçador se estendam no tubo externo e de modo que, pelo menos um espaço se estenda na direção radial da estrutura do tubo, entre a superfície externa do interior tubo e a superfície interna do tubo externo, e - ajuste de forma mecanicamente estanque do tubo interno, do tubo externo e do tubo espaçador ao longo de todo o comprimento do tubo espaçador,

em que o método compreende ainda a etapa de - preencher, pelo menos parcialmente, o pelo menos um espaço com um material de interface térmica, proporcionando um contato térmico entre o tubo externo e o tubo interno.

[0037] A ordem das etapas para a fabricação da estrutura do tubo de acordo com a presente revelação dependerá do tipo de estrutura do tubo a ser fabricado. Existe uma distinção entre dois projetos principais da estrutura do tubo, ou seja, uma estrutura de tubo com um tubo interno e um tubo externo, em que a superfície externa do tubo interno e a superfície do tubo interno do tubo externo estão em contato mecânico direto com cada um e, em que o espaço na forma da ranhura é fornecido na superfície interna do tubo externo e/ou na superfície externa do tubo interno.

[0038] Em uma modalidade da presente revelação, a ranhura pode ser usinada na superfície externa do tubo interno ou na superfície interna do tubo externo após extrusão e fresagem do tubo interno e do tubo externo, respectivamente.

[0039] Neste caso a ranhura pode, por exemplo, ser fabricada através da remoção de lascas, usando qualquer uma das superfícies do tubo interno ou externo ou de ambos.

[0040] Em uma modalidade alternativa, a ranhura pode ser fornecida durante um processo de trefilação para formar o tubo interno e o tubo externo, respectivamente, a partir de um oco.

[0041] Se a ranhura for fornecida na superfície externa do tubo interno, durante a trefilação de uma cavidade no tubo interno, a matriz de trefilação compreende uma saliência para moldar a ranhura na superfície externa. Se, alternativamente, o tubo externo for provido de uma ranhura em sua superfície interna, então durante o processo de trefilação para formar uma cavidade no tubo externo, uma saliência é fornecida em um mandril usado durante o processo de trefilação.

[0042] Fica claro que uma ranhura pode ser fornecida sobre a superfície interna do tubo externo e na superfície externa do tubo interno.

[0043] Após a provisão do tubo interno e do tubo externo, o tubo interno é inserido no tubo externo e, finalmente, o tubo interno e o tubo externo são trefilados em conjunto através de uma matriz de trefilação, a fim de fornecer o ajuste de forma mecanicamente estanque necessário do tubo interno e do tubo externo em todo o comprimento do tubo interno.

[0044] Em uma modalidade, em que a estrutura do tubo, além do tubo interno e do tubo externo, compreende um tubo espaçador que se estende entre o tubo interno e o tubo externo, o tubo espaçador deve ser fornecido com pelo menos um espaço na forma de uma fenda.

[0045] Em uma modalidade da presente revelação, o fornecimento do tubo espaçador inclui a usinagem do tubo espaçador, em particular a usinagem do tubo espaçador por usinagem com remoção de lascas, para formar pelo menos um espaço na forma da fenda.

[0046] A usinagem do tubo espaçador para formar pelo menos um espaço na forma de uma fenda pode ser efetuada, por exemplo, por fresagem, corte ou usinagem a laser.

[0047] Em uma modalidade da presente revelação, a montagem do tubo espaçador na superfície externa do tubo interno inclui a inserção do tubo interno no tubo espaçador.

[0048] Em uma modalidade adicional, a montagem do tubo espaçador na superfície externa do tubo interno inclui soldagem ou colagem de pelo menos dois segmentos separados do tubo espaçador na superfície externa do tubo interno. É evidente que, a soldagem ou colagem de segmentos separados do tubo espaçador será necessária, uma vez que o tubo espaçador fornece uma pluralidade de fendas que se estendem por toda a direção longitudinal do tubo espaçador.

[0049] Em uma modalidade da presente revelação, o tubo espaçador antes da montagem no tubo interno tem um diâmetro interno menor do que o diâmetro externo do tubo interno. Devido à fenda formada no tubo espaçador, ainda assim o tubo interno pode ser inserido no tubo espaçador, dobrando o mesmo levemente em aberto. Dessa forma, é fornecido um ajuste de forma estanque entre o tubo espaçador e o tubo interno, de forma que não sejam necessárias mais etapas para fornecer esse ajuste de forma estanque.

[0050] Em uma modalidade da presente revelação, o material de interface térmica é preenchido em pelo menos um espaço antes do ajuste de forma mecanicamente estanque do tubo interno e do tubo externo ou do tubo interno, do tubo externo e do tubo espaçador.

[0051] Esse preenchimento pode ocorrer antes da inserção do tubo interno no tubo externo ou no tubo interno e no tubo espaçador no tubo externo ou mesmo após a inserção dos tubos.

[0052] Se o material da interface térmica for preenchido em pelo menos um espaço após a inserção do tubo interno no tubo externo ou no tubo interno e no tubo espaçador no tubo externo, esse preenchimento poderá ocorrer antes ou após o ajuste de forma mecanicamente estanque dos tubos.

[0053] Em uma modalidade da presente revelação, o material de interface térmica é injetado no pelo menos um espaço de uma extremidade da estrutura do tubo.

[0054] Em uma modalidade da presente revelação, o material de interface térmica é preenchido em pelo menos um espaço depois de fornecer o tubo interno com a ranhura ou depois de fornecer o tubo interno e o tubo externo com a fenda e antes de inserir o tubo interno ou o tubo interno com o tubo espaçador no tubo externo.

[0055] Em uma modalidade da presente revelação, o ajuste de forma mecanicamente estanque do tubo interno e do tubo externo ou do tubo interno, do tubo espaçador e do tubo externo é alcançado por trefilação do tubo interno e do tubo externo, ou o tubo interno, o espaçador tubo e o tubo externo juntos através de uma matriz de trefilação dentro de uma superfície de ferramenta formando uma superfície externa do tubo externo.

[0056] Em uma modalidade, um diâmetro da ferramenta de uma superfície interna da ferramenta da matriz de trefilação é escolhido de modo que, com a trefilação, um diâmetro interno do tubo externo seja reduzido de modo que, após a trefilação, o tubo externo seja ajustado de forma estanque no tubo interno ou seja ajustado de forma estanque no tubo espaçador e no tubo interno.

[0057] Em uma modalidade adicional da presente revelação, é fornecido um método para fabricar um sistema compreendendo uma estrutura de tubo, pelo menos uma linha de sinal e pelo menos um sensor operacionalmente conectado a pelo menos uma linha de sinal, em que o método inclui as etapas do método para fabricação de uma estrutura de tubo como foi discutido nas modalidades acima e a seguir e em que, pelo menos uma linha de sinal e, pelo menos, um sensor são inseridos em, pelo menos, um espaço antes da etapa de preenchimento de pelo menos um espaço com um material de interface térmica.

[0058] Em princípio, a presente revelação também cobre um método para fabricar um sistema compreendendo uma estrutura de tubo, como foi descrito antes e pelo menos uma linha de sinal, porém sem sensor.

[0059] Em uma modalidade, um recesso pode ser formado no tubo interno ou no tubo externo ou no tubo espaçador, alargando a ranhura ou a fenda em uma determinada posição em uma direção longitudinal da estrutura do tubo. É aparente que, em uma modalidade, em que um sensor é incluído, o sensor pode ser conectado à linha de sinal e localizado no recesso formado.

[0060] Em uma modalidade, a pelo menos uma linha de sinal e uma vez aplicável o pelo menos um sensor são colocados na fenda após a inserção do tubo interno no tubo espaçador e, antes de inserir o tubo interno e o tubo espaçador juntos no tubo externo.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[0061] O precedente, bem como a seguinte descrição detalhada das modalidades, será melhor compreendido quando lida em conjunto com os desenhos anexos. Deve ser entendido que as modalidades representadas não se limitam aos arranjos e instrumentos precisos mostrados.

[0062] A Figura 1 é uma vista esquemática em corte transversal de uma primeira modalidade de um sistema com uma estrutura de tubo e uma linha de sinal de acordo com a presente revelação.

[0063] A Figura 2 é uma vista esquemática em corte transversal de uma modalidade alternativa de um sistema com uma estrutura de tubo e uma linha de sinal de acordo com a presente revelação.

[0064] A Figura 3 é uma vista esquemática em seção transversal de uma modalidade adicional de um sistema com uma estrutura de tubo e uma linha de sinal de acordo com a presente revelação.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0065] Nas figuras, elementos idênticos foram indicados por números de referência idênticos.

[0066] As Figuras 1 a 3 mostram vistas esquemáticas em corte transversal do sistema, com uma estrutura de tubo de acordo com modalidades da presente revelação. As vistas em corte são desenhadas em um plano perpendicular à extensão longitudinal das respectivas estruturas de tubos.

[0067] Um sistema de acordo com a presente revelação sempre compreende uma estrutura de tubo 1, 1', 1"

com um tubo externo 2 e um tubo interno 3, 3'. O sistema compreende ainda uma linha de sinal 9.

[0068] As Figuras 1 e 2 mostram modalidades em que a linha de sinal é colocada em um espaço formado por uma fenda 5 em um tubo espaçador adicional 4, 4'. Em contraste, na modalidade da figura 3, o espaço para acomodar a linha de sinal 9 é fornecido como uma ranhura 10 em uma superfície externa 7 do tubo interno 3'.

[0069] Em todas as modalidades representadas, o tubo interno 3, 3' é um tubo de aço inoxidável estirado a frio, assim como o tubo externo 2.

[0070] Nas modalidades das figuras 1 e 2, é fornecido um tubo espaçador adicional 4, 4' que garante uma distância constante entre o tubo externo 2 e o tubo interno

3. O tubo espaçador 4, 4' também é fornecido por um tubo de aço inoxidável estirado a frio sem costura. Após trefilação a frio, uma fenda 5 foi cortada no tubo espaçador 4 da figura 1.

[0071] Em vez de cortar, o tubo espaçador estirado a frio com um único corte, o tubo espaçador é cortado duas vezes para que um segmento possa ser removido do tubo. A remoção da seção de material do tubo espaçador 4 garante que a fenda 5 forme um espaço que se estende na direção radial da superfície externa 7 do tubo interno 3 para a superfície interna 8 do tubo externo 2. A fenda 5 fornece assim um espaço grande o suficiente para colocar uma linha de sinal 9 na fenda 5.

[0072] Os diâmetros internos e externos do tubo interno 3, do tubo espaçador 4 e do tubo externo 2 coincidem entre si de tal modo que é fornecido um acessório contra perda, em que o tubo interno 3 pode ser empurrado ou movido manualmente para dentro do tubo espaçador 4, bem como o tubo espaçador 4, em conjunto com o tubo interno 3 pode ser empurrado manualmente para dentro do tubo externo

2.

[0073] Para a modalidade da estrutura de tubo 1 representada na figura 1, em uma primeira etapa o tubo interno é inserido no tubo espaçador 4, em uma segunda etapa a linha de sinal 9 é colocada na fenda 5. Em seguida, em uma terceira etapa, um material de interface térmica 6 é preenchido no espaço restante entre a linha de sinal 9, as paredes laterais da fenda 5 e a superfície externa 7 do tubo interno 3.

[0074] Em todas as modalidades representadas nas figuras 1 a 3, o material de interface térmica 6 é uma pasta térmica que compreende epóxi como material de matriz líquida e óxido de alumínio como carga. O material escolhido para o material de interface térmica tem uma condutividade térmica de 1,5 W/(m*K).

[0075] Em uma quarta etapa, o tubo interno 3 e o tubo espaçador 4, incluindo a linha de sinal 9 e a pasta térmica 6, são inseridos no tubo externo 2.

[0076] Além disso, no final das etapas de fabricação, a estrutura do tubo 1 deve ser tal que o tubo externo 2, o tubo espaçador 4 e o tubo interno 3 sejam bem ajustados um ao outro. O ajuste estanque garantido é alcançado durante uma quinta etapa, trefilando a frio a estrutura do tubo formado pelo tubo interno 3, o tubo espaçador 4 e o tubo externo 2 dispostos concentricamente um em relação ao outro, mas frouxamente ajustados através de uma matriz de trefilação.

[0077] Um diâmetro interno da ferramenta desta matriz de trefilação é menor que o diâmetro externo do tubo externo 2 antes da etapa de trefilação. Ao reduzir o diâmetro externo do tubo externo 2 quando da trefilação a frio da estrutura do tubo 1, o tubo externo 2 é trefilado em um núcleo formado pelo tubo interno 3 e pelo tubo espaçador 4. A fenda tem um tamanho em uma direção circunferencial que é grande o suficiente para que a fenda, mesmo após a trefilação a frio da estrutura, forme um espaço que se estende em uma direção radial da estrutura do tubo da superfície externa 7 do tubo interno 3 para a superfície interna 8 do tubo externo 2. Consequentemente, mesmo após a trefilação a frio, a fenda é larga o suficiente para acomodar a linha de sinal 9, bem como a pasta térmica 6.

[0078] A Figura 2 mostra uma modalidade alternativa de um sistema com uma estrutura de tubo 1', em que o tubo espaçador 4' compreende quatro fendas 5. Consequentemente, o tubo espaçador 4' é fornecido por quatro segmentos 4A' a 4D'.

[0079] Deve ser ressaltado que, nesta concepção, será vantajoso se cada um dos segmentos 4a' a 4d' for fixado, por exemplo, por solda a ponto, no tubo interno 3 antes de inserir as linhas de sinal 9, bem como na pasta térmica 6 e antes de inserir o tubo interno 3 e o tubo espaçador 4' no tubo externo 2.

[0080] Em ambas as modalidades das figuras 1 e 2, cada fenda 5 no tubo espaçador 4, 4' tem uma extensão na direção circunferencial da estrutura do tubo 1, 1', de modo que não apenas uma linha de sinal 9 possa ser acomodada na fenda 5, mas também um sensor pode ser colocado em posições longitudinais distintas da estrutura do tubo 1, 1', a fim de fornecer as medições necessárias indicando a integridade do tubo interno 3.

[0081] Antes de inserir o tubo interno 3 e, opcionalmente, o tubo espaçador 4, 4' no tubo externo 2, a (s) linha (s) de sinalização e o (s) sensor (es) quando aplicáveis, são inseridos na fenda 5 e fixados nela para permitir uma montagem confiável e rápida da estrutura do tubo (1, 1').

[0082] A estrutura do tubo 1" de acordo com a modalidade mostrada na figura 3 difere das modalidades das estruturas de tubo 1, 1' das figuras 1 e 2 por não possuir um tubo espaçador. Em vez disso, a superfície externa 7 do tubo interno 3' e a superfície interna 8 do tubo externo 2 estão em contato mecânico direto.

[0083] Para acomodar a linha de sinal 9 entre o tubo interno 3' e o tubo externo 2, uma ranhura 10 foi usinada na superfície externa 7 do tubo interno 3' por remoção de lascas.

[0084] Após o posicionamento da linha de sinal 9 na ranhura 10, o resto da ranhura 10 foi preenchido com a pasta térmica 6, a fim de evitar folgas de ar e aumentar a condutividade térmica na direção radial da estrutura do tubo 1".

[0085] Após inserção do tubo interno 3' com a linha de sinal 9 e a pasta térmica 6 no tubo externo 2, toda a estrutura foi trefilada de uma matriz de trefilação, a fim de obter ajuste de forma mecanicamente estanque do tubo externo 2 e do tubo interno 3' para gerar a estrutura integrada do tubo 1".

[0086] Para os fins da revelação original, note- se que todos os recursos que se tornam aparentes para um versado na técnica, a partir da presente descrição, as figuras e as reivindicações, mesmo que tenham sido descritos apenas com referência a outros recursos específicos, podem ser combinados tanto por si só ou em combinações arbitrárias com outros recursos ou grupos de recursos revelados aqui, desde que essas combinações não sejam explicitamente excluídas ou que fatos técnicos excluam essas combinações ou as tornem inúteis. Uma descrição extensa e explícita de cada combinação possível de recursos foi omitida apenas para fornecer uma descrição curta e legível. Embora a revelação tenha sido mostrada em detalhes nas figuras e na descrição acima, essa descrição é apenas um exemplo e não é considerada como restringindo o escopo de proteção, conforme definido pelas reivindicações. A revelação não está restrita às modalidades divulgadas.

[0087] Modificações nas modalidades divulgadas são aparentes a um versado na técnica a partir dos desenhos, da descrição e das reivindicações anexas. Nas reivindicações, a palavra "compreendendo" não exclui outros elementos ou etapas e o artigo indefinido "a" não exclui uma pluralidade. O simples fato de alguns recursos terem sido reivindicados em reivindicações diferentes não exclui sua combinação. Os números de referência nas reivindicações não devem ser considerados como restringindo o escopo de proteção.

Números de referência 1,1', 1" - estrutura de tubo 2 - tubo externo 3, 3' - tubo interno 4, 4' - tubo espaçador 4a' a 4d'- segmento do tubo espaçador 5 - fenda 6 - material de interface térmica 7 - superfície externa do tubo interno 3, 3' 8 - superfície interna do tubo externo 2 9 - linha de sinal 10 - ranhura

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Estrutura de tubo (1, 1', 1") compreendendo: um tubo interno (3, 3') de metal e um tubo externo (2) de metal, em que o tubo interno (3, 3') se estende no tubo externo tubo (2), e em que ou o tubo interno (3, 3') e o tubo externo (2) são ajustados de forma mecanicamente estanque ao longo de todo o comprimento do tubo interno (3, 3'), pelo menos um espaço em uma direção radial da estrutura do tubo (1, 1', 1") na forma de uma ranhura (10) se estende pelo menos em uma superfície externa (7) do tubo interno ou em uma superfície interna (8) do tubo externo (2), e pelo menos um espaço (5, 10) se estende em uma direção longitudinal do tubo interno (3, 3') e por toda uma extensão longitudinal do tubo interno (3, 3'), ou um tubo espaçador (4, 4') está localizado entre o tubo interno (3, 3') e o tubo externo (2), o tubo interno (3, 3'), o tubo externo (2) e o tubo espaçador (4, 4') são ajustados de forma mecanicamente estanque ao longo de todo o comprimento do tubo espaçador (4, 4'), o tubo espaçador (4, 4') compreende, pelo menos, um espaçador e na forma de uma fenda (5) que se estende na direção radial da estrutura do tubo (1, 1', 1") a partir de uma superfície externa (7) do tubo interno (3, 3') para uma superfície interna (8) do tubo externo (2), e pelo menos um espaço (5, 10) se estende na direção longitudinal do tubo espaçador (4, 4') e por toda uma extensão longitudinal do tubo espaçador (4,4'), caracterizada pelo fato de que pelo menos um espaço é pelo menos parcialmente preenchido com um material de interface térmica (6), proporcionando um contato térmico entre o tubo externo (2) e o tubo interno (3, 3').

2. Estrutura de tubo (1, 1', 1"), de acordo com a reivindicação 1, em que o material de interface térmica (6) é uma pasta térmica ou um metal fundido.

3. Estrutura de tubo (1, 1', 1"), de acordo com a reivindicação 2, em que a pasta térmica é um composto termicamente condutor que contém um material de matriz líquida e um carga termicamente condutora.

4. Estrutura de tubo (1, 1', 1"), de acordo com a reivindicação 3, em que o material da matriz é escolhido de um grupo que consiste em um epóxi, um silicone, um uretano, um acrilato, um sistema à base de solvente, um adesivo de fusão a quente e uma combinação dos mesmos.

5. Estrutura de tubo (1, 1', 1"), de acordo com a reivindicação 3 ou 4, em que a carga é escolhida de um grupo que consiste em um metal, um óxido de alumínio, um nitreto de boro, um óxido de zinco, um nitreto de alumínio, um óxido de titânio e uma combinação dos mesmos.

6. Estrutura de tubo (1, 1', 1"), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que a condutividade térmica do material de interface térmica (6) é de 1 W/(m*K) ou mais ou é de 2 W/(m*K)/ou mais.

7. Sistema compreendendo: a estrutura do tubo (1, 1', 1") de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores e pelo menos uma linha de sinal (9) localizada em pelo menos um espaço (5, 10), em que pelo menos uma linha de sinal (9) se estende na direção longitudinal da estrutura do tubo (1, 1', 1").

8. Sistema de acordo com a reivindicação precedente, em que a pelo menos uma linha de sinal (9) é escolhida de um grupo que consiste em uma linha para um sinal elétrico, uma linha para um sinal eletromagnético, uma linha para um sinal óptico e uma combinação dos mesmos.

9. Sistema de acordo com a reivindicação 7 ou 8, em que o sistema compreende pelo menos um sensor conectado operacionalmente a pelo menos uma linha de sinal (9), em que o pelo menos um sensor está localizado entre a superfície externa (7) do tubo interno (3, 3') e a superfície interna (8) do tubo externo (2).

10. Sistema, de acordo com a reivindicação 9, em que pelo menos um sensor está localizado em pelo menos um espaço (5, 10).

11. Sistema de acordo com a reivindicação 9 ou 10, em que pelo menos um sensor é escolhido de um grupo que consiste em um sensor de aceleração, um sensor de vibração, um sensor de condutividade, um sensor de pressão, um sensor de temperatura, um medidor de tensão, um sensor de corrosão, um sensor de campo magnético, um sensor de fluxo de calor, um sensor de torque e uma combinação dos mesmos.

12. Método para fabricar uma estrutura de tubo (1, 1', 1") compreendendo as etapas de: provisão de um tubo interno (3, 3') de metal, provisão de um tubo externo (2) de metal, e ou inserção do tubo interno (3 , 3') dentro do tubo externo (2), de modo que o tubo interno (3, 3') se estenda no tubo externo (2), provisão de pelo menos um espaço na forma de uma ranhura (10) que se estende na direção radial da estrutura do tubo (1, 1', 1") pelo menos em uma superfície externa (7) do tubo interno (3, 3') ou em uma superfície interna (8) do tubo externo (2), em que pelo menos um espaço (5, 10) se estende na direção longitudinal do tubo interno (3, 3') e por toda extensão longitudinal do tubo interno (3, 3'), ajuste de forma mecanicamente estanque do tubo interno (3, 3') e do tubo externo (2) em todo o comprimento do tubo interno (3, 3'), ou provisão de um tubo espaçador (4, 4') com pelo menos um espaço na forma de uma fenda (5) se estendendo na direção longitudinal do tubo espaçador (4, 4'), montando o tubo espaçador (4, 4') em uma superfície externa (7) do tubo interno (3, 3') e inserção do tubo interno (3, 3') e do tubo espaçador (4, 4') no tubo externo (2), de modo que o tubo interno (3, 3') e o tubo espaçador (4, 4') se estendem no tubo externo (2) e de modo que, pelo menos um espaço se estenda na direção radial da estrutura do tubo (1, 1', 1") entre a superfície externa (7) do tubo interno (3, 3') e uma superfície interna (8) do tubo externo (2), e ajuste de forma mecanicamente estanque do tubo interno (3, 3'), do tubo externo (2) e do tubo espaçador (4, 4') ao longo de todo o comprimento do tubo espaçador (4, 4'), caracterizado pelo fato de que o método compreende a etapa de preenchimento, pelo menos parcial, do pelo menos um espaço com um material de interface térmica (6) proporcionando um contato térmico entre o tubo externo (2) e o tubo interno (3, 3').

13. Método de acordo com a reivindicação 12, em que o material de interface térmica (6) é preenchido em pelo menos um espaço (5, 10) antes do ajuste de forma mecanicamente estanque do tubo interno (3, 3') e do tubo externo (2) ou do tubo interno (3, 3'), do tubo externo (2) e do tubo espaçador (4, 4').

14. Método de acordo com a reivindicação 12 ou 13, em que o tubo interno (3, 3') e o tubo externo (2) ou o tubo interno (3, 3'), o tubo espaçador (4, 4') e o tubo externo (2) são trefilados juntos, através de uma matriz de trefilação com uma superfície interna da ferramenta formando uma superfície externa (7) do tubo externo (2).

15. Método para fabricação de um sistema compreendendo uma estrutura de tubo (1, 1', 1"), pelo menos uma linha de sinal (9) e pelo menos um sensor conectado operacionalmente a pelo menos uma linha de sinal (9), em que o método inclui as etapas do método de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 14 e, em que, pelo menos uma linha de sinal (9) e pelo menos um sensor são inseridos em pelo menos um espaço (5, 10) antes da etapa de preenchimento de pelo menos um espaço (5, 10) com o material de interface térmica (6).