BRPI0618696A2 - acoplamento para conduto de combustìvel em aeronaves - Google Patents
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Abstract
ACOPLAMENTO PARA CONDUTO DE COMBUSTìVEL EM AERONAVES. A presente invenção refere-se a um acoplamento para conectar conduto de combustível de parede dupla que compreende uma conexão extrema (1) de duto que inclui uma superfície externa macho, por exemplo, incluindo uma ranhura (12) e uma superfície interna fêmea, por exemplo, incluindo uma ranhura (11). O acoplamento também inclui um encaixe de parede dupla (4), que inclui um encaixe externo fêmea (17) e uma haste interna fêmea (18). A conexão extrema de duto é parcialmente acomodada na região entre o encaixe externo fêmea e a haste interna macho do encaixe de parede dupla. Um primeiro anel vedante (9) sela entre a superfície interna fêmea da conexão extrema de duto (1) e a haste interna macho (18) do encaixe de parede dupla (4). Um segundo anel de vedação (14) que pode ser substancialmente coplanar com o primeiro, sela entre a superfície externa macho da conexão extrema de duto (1) e o encaixe externo fêmea (17) do encaixe de parede dupla (4).
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "ACOPLA- MENTO PARA CONDUTO DE COMBUSTÍVEL EM AERONAVES".
A presente invenção refere-se a acoplamentos de conduto de combustível para aeronaves e, particularmente, porém, sem caráter exclusi- vo, acoplamentos de conduto flexível para conectar um tubo de parede dupla em um sistema de combustível para aeronaves com outro conduto de com- bustível.
Em sistemas de combustível para aeronaves é com freqüência necessária o uso de tubos de paredes duplas, conectores e acoplamentos de maneira a proteger contra vazamento de combustível. Quando é alto o risco de vazamento, por exemplo na fuselagem pressurizada de uma aero- nave, o inteiro sistema de combustível pode ser de parede dupla. Onde o risco de vazamento é menor, pode ser somente os acoplamentos que são de parede dupla. Maiores complicações decorrem da necessidade de usar aco- plamentos flexíveis para compensar tolerâncias de fabricação, deflexões estruturais ou efeitos térmicos.
A figura 1 dos desenhos apensos apresenta um acoplamento da técnica anterior conectando um tubo de parede simples (não mostrado, po- rém posicionado à esquerda do acoplamento como mostrado na figura 1) e um tubo de parede dupla 105 (à direita do acoplamento como mostrado na figura 1). O acoplamento compreende (a) uma parte de acoplamento rígida 101 e (b) uma parte de acoplamento flexível 108. A parte de acoplamento rígida 101 é rigidamente afixada a um tubo de parede simples por intermédio de um conector 106. A parte de acoplamento flexível 108 compreende um acoplamento flexível interno 103, um acoplamento flexível externo 104 ligado com o tubo de parede dupla 105 e uma manga amovível externa 102. O tubo de parede dupla 105 e o conector 106 são interligados através do acopla- mento flexível interno 103 e são permitidos a flutuar reciprocamente por in- termédio de duas vedações de anel em O 109 do acoplamento flexível inter- no 103. O acoplamento flexível externo 104 de maneira similar compreende uma vedação de anel em O 110 permitindo movimento axial entre o acopla- mento flexível externo 104 e a manga amovível externa 102. O curso prestado pelas vedações 109, 110 dos acoplamentos flexíveis têm diferentes centros de rotação. Isto pode submeter o acoplamento a cargas laterais que aumentam o desgaste da vedação e acoplamento e podem limitar a deflexão angular admissível entre as extremidades opostas do acoplamento, que po- dem por exemplo girar reciprocamente em torno do eixo geométrico 107. O posicionamento das vedações 109, 110 também torna o acoplamento relati- vamente volumoso, desse modo exigindo um volume relativamente grande no qual caber. O acoplamento inclui um número grande de componentes que criam complexidade no processo de fabricação. O acoplamento da téc- nica anterior também exige sistemas de ligação elétrica complexos entre os condutos.
A presente invenção busca mitigar ou superar uma ou mais das desvantagens acima identificadas associadas com o acoplamento da técnica anteriormente existente.
A invenção apresenta um acoplamento para conectar dutos de combustível onde pelo menos um dos tubos de combustível é de parede du- pla, o acoplamento compreendendo:
uma conexão extrema de duto, a conexão extrema de duto inclu- indo uma superfície externa macho e uma superfície interna fêmea;
um conjunto de encaixe de parede dupla, o conjunto de encaixe de parede dupla incluindo um encaixe externo fêmea e um encaixe interno macho, a conexão extrema de duto sendo pelo menos parcialmente acomo- dada na região entre o soquete externo fêmea e a haste interna macho;
um primeiro anel de vedação prestando uma vedação entre a superfície interna fêmea da conexão extrema de duto e a haste interna ma- cho do conjunto de encaixe de parede dupla, e
um segundo anel de vedação prestando uma vedação entre a superfície externa macho da conexão extrema de duto e o encaixe externo fêmea do conjunto de encaixe de parede dupla, no qual o acoplamento é de tal forma disposto que a conexão extrema de duto e o conjunto de encaixe de parede dupla são suscetíveis de pivotar entre si.
Uma modalidade da invenção descrita abaixo reduz vantajosa- mente o número de componentes usados no acoplamento quando compara- do com o acoplamento da técnica anterior da figura 1, desse modo reduzin- do tanto o custo de fabricação como o risco de uma montagem errônea. Uma modalidade da invenção descrita abaixo habilita acoplamentos a serem produzidos que são mais curtos e mais compactos que o acoplamento da técnica anteriormente existente como ilustrado pela figura 1, reduzindo o peso do acoplamento e o volume ocupado pelo acoplamento. O acoplamen- to da modalidade em questão além disso proporciona flexibilidade total aper- feiçoada, em termos de maior faculdade para acomodar deflexões angula- res, do acoplamento, e as cargas laterais sobre as vedações podem ser re- duzidas. Naturalmente outras modalidades da invenção podem proporcionar as ditas vantagens e algumas modalidades podem somente proporcionar algumas das vantagens mencionadas.
Os centros dos primeiro e segundo anéis de vedação de prefe- rência não são separados significativamente um do outro, porém necessitam não ser coincidentes. Os primeiro e segundo anéis de vedação podem ser dispostos de tal maneira que o ângulo entre (a) uma primeira linha imaginá- ria se estendendo do centro do segundo anel de vedação para um primeiro ponto sobre a superfície do segundo anel de vedação e (b) uma segunda linha imaginária se estendendo do centro do segundo anel de vedação para um segundo ponto sobre a superfície externa do primeiro anel de vedação, os primeiro e segundo pontos sendo selecionados de tal maneira que sua separação é minimizada, está entre O e 5 graus, e mais preferivelmente en- tre O e 2 graus.
Os primeiro e segundo anéis de vedação podem ser de tal ma- neira dispostos que, na direção perpendicular ao plano da primeira vedação, a distância entre os centros das primeiras e segundas vedações está entre O e 10 mm, e mais preferivelmente entre O e 5 mm.
Os primeiro e segundo anéis de vedação podem ser dispostos para serem substancialmente coplanares. Os centros dos primeiro e segun- do anéis de vedação podem ser coincidentes. A conexão extrema de duto e o conjunto de encaixe de parede dupla podem ser suscetíveis de deslizarem reciprocamente tanto no sentido de aproximação mútua como de separação recíproca. O conjunto do primeiro anel de vedação pode permitir movimento deslizante da superfície interna fêmea da conexão extrema de duto em rela- ção à haste interna macho do conjunto de encaixe de parede dupla. O con- junto do segundo anel de vedação pode permitir o curso deslizante da super- fície externa macho da conexão extrema de tubo em relação ao encaixe ex- terno fêmea do conjunto de encaixe de parede dupla.
A conexão extrema de duto e o conjunto de encaixe de parede dupla podem ser suscetíveis de pivotarem reciprocamente em até pelo me- nos ±5 graus.
O conjunto de encaixe de parede dupla pode ser definido por uma primeira parte unitária. A conexão extrema de duto pode ser definida por uma segunda parte unitária. O acoplamento pode dessa maneira ter me- nor número de partes em comparação com os acoplamentos da técnica pre- cedente. Em determinados exemplos da presente invenção, o conjunto de encaixe de parede dupla pode compreender três partes unitárias, na forma de uma primeira parte que define a haste interna macho e segunda e tercei- ra partes que conjuntamente definem o encaixe externo fêmea. Uma cons- trução deste tipo, embora compreendendo maior número de partes que o necessário pode auxiliar a montagem do acoplamento durante a fabricação e/ou conexão.
Uma cinta de conexão elétrica pode eletricamente conectar o conjunto de encaixe de parede dupla e a conexão extrema de duto.
O acoplamento pode incluir uma ranhura de vedação na qual um dos primeiro e segundo anéis de vedação é acomodado. A ranhura de veda- ção pode ter um perfil Gamah. O conjunto de ranhura de vedação e anel de vedação pode ser na forma de um perfil Gamah. A ranhura pode ter uma largura maior que o diâmetro da seção transversal do anel de vedação. A ranhura pode ter uma profundidade menor que o diâmetro da seção trans- versai do anel de vedação. A ranhura pode ter uma parede definindo uma superfície contra a qual em uso o anel de vedação é compelido, a parede divergindo para o exterior, por exemplo, de forma que o anel de vedação seja compelido a se expandir em diâmetro quando compelido contra a pare- de.
O acoplamento pode ser previsto independentemente de um du- to. Pelo menos um do conjunto de encaixe de parede dupla e da conexão extrema de duto pode ser conectado com um duto de combustível.
O acoplamento pode ser conectado com o duto de combustível por intermédio de uma conexão que inclui uma manga. Vantajosamente, o máximo ângulo de pivotamento entre o conjunto de encaixe de parede dupla e a conexão extrema de duto depende da posição da manga. O duto de combustível pode ser um duto de combustível de parede dupla compreen- dendo uma superfície de parede de duto interna e uma superfície de parede de duto externa. Onde uma manga é prevista, a manga pode ser conectada com a superfície de duto externa do duto de combustível de parede dupla. Durante a construção, a manga pode ser extraída para dar espaço para a superfície de parede de duto interna ser soldada com o acoplamento. A manga pode subseqüentemente ser movida para cobrir soldadura assim formada. Naquela posição a manga pode ser soldada tanto com a superfície de parede de duto externa como com o acoplamento. A superfície de parede de duto externo do duto de combustível de parede dupla pode ser soldada ao longo de sua extensão. Neste caso, o fornecimento de uma manga para a finalidade de facilitar a junção do acoplamento com um duto de parede dupla pode ser desnecessário.
De preferência pelo menos parte da região entre o encaixe ex- terno fêmea e a haste interna macho do conjunto de encaixe de parede du- pia está em comunicação fluídica com pelo menos parte da região entre a superfície de parede de duto interna e a parede de duto externa do duto de combustível de parede dupla. A comunicação fluídica entre o conjunto de encaixe de parede dupla e o duto de parede dupla pode ser facilitada por pelo menos uma abertura, e de preferência uma multiplicidade de aberturas, situadas entre os primeiro e segundo anéis de vedação. A comunicação fluí- dica entre o conjunto de encaixe de parede dupla e o duto de parede dupla pode ser facilitada por um anel de orifícios localizado entre o primeiro e se- gundo anéis de vedação.
O acoplamento pode ser associado com um orifício de dreno local para drenagem de combustível de uma região entre o encaixe externo fêmea e a haste interna macho do conjunto de encaixe de parede dupla. Por exemplo, o acoplamento pode ser previsto para conectar-se com um encaixe adjacente incluindo um orifício de dreno deste tipo e pode para aquela finali- dade ser munido de uma saída de drenagem prevista para conectar-se com uma entrada de drenagem de um orifício de drenagem da conexão adjacen- te. O orifício de dreno pode, por conseguinte, ser incluído como uma parte da conexão adjacente. O acoplamento pode incluir uma saída de drenagem local.
O acoplamento da invenção pode ser conectado através de um duto de parede dupla com outro acoplamento da invenção de acordo com qualquer aspecto da invenção.
A presente invenção também apresenta um sistema de combus- tível que compreende pelo menos um acoplamento de acordo com a inven- ção conforme descrito aqui. A presente invenção apresenta ainda uma aero- nave encerrando um sistema de combustível dessa natureza.
A presente invenção adicionalmente apresenta um conjunto de componentes para a construção de um acoplamento de acordo com a inven- ção descrito aqui, o conjunto compreendendo:
um sistema de encaixe de parede dupla e uma conexão de duto extrema. O conjunto de encaixe de parede dupla e/ou a conexão extrema de duto pode incorporar qualquer um dos as- pectos característicos do acoplamento da presente invenção aqui menciona- do. Por exemplo, o conjunto pode ainda incluir os primeiro e segundo anéis de vedação.
Modalidades da extremidade de duto passam a ser descritas a seguir, a título de exemplo, com referência aos desenhos apensos, de acor- do com os quais:
a figura 1 mostra um acoplamento da técnica anteriormente exis- tente; as figuras 2 e 2a mostram uma seção transversal de um aco- plamento para dutos de parede dupla de acordo com uma modalidade da invenção;
a figura 3 mostra uma vista explodida de um conjunto de dutos de parede dupla de uma segunda modalidade;
a figura 4 mostra uma seção transversal do conjunto de dutos de parede dupla da segunda modalidade;
a figura 5 mostra um orifício de dreno conforme existentes tanto na primeira como na segunda modalidade;
a figura 6 mostra uma seção transversal de uma manga escalo- nada de um acoplamento de uma terceira modalidade;
a figura 7 mostra uma seção transversal de um acoplamento de dutos retido de uma quarta modalidade;
a figura 8 mostra uma seção transversal de um acoplamento de parede dupla de uma quinta modalidade conectando dutos de parede dupla;
a figura 9 mostra uma seção transversal de um acoplamento de parede dupla de uma sexta modalidade conectando dutos de parede dupla; e
a figura 10 mostra uma seção transversal de parte de um aco- plamento de dutos de parede dupla de acordo com uma sétima modalidade da invenção.
As figuras 2 e 2a mostram um acoplamento de acordo com uma primeira modalidade da invenção. O acoplamento é disposto em torno de um eixo geométrico X e efetua a junção de um tubo rígido de parede simples 5 (à esquerda na figura 2) e um tubo rígido de parede dupla (à direita na figura 2) compreendendo uma parede de tubo rígido interna 2 e uma parede de tubo rígido externa 3. O acoplamento compreende uma conexão extrema unitária 1 afixada com soldagem por fusão ao duto de parede dupla 2, 3. O acoplamento também compreende um encaixe de parede dupla unitário 4 afixado ao duto de parede simples adjacente 5 por intermédio de um flange fendido, o flange fendido compreendendo um flange sobre o duto de parede simples 5 e um flange correspondente sobre o encaixe de parede dupla 4, a linha fendida indicada pela seta 6. O duto de parede simples 5 na presente modalidade tem a forma de um tubo conector de parede simples incluindo um flange extremo, que é rigidamente afixado à estrutura de aeronave (à longarina traseira - não mostrada). A conexão do encaixe de parede dupla 4 e do duto de parede dupla 5 é selada por uma vedação de anel em O estáti- ca interna 7 e uma vedação de anel em O estática externa 8. O encaixe de parede dupla tem uma superfície de parede interna que define uma haste interna macho 18 e uma parede externa que define um encaixe externo fê- mea 17. A conexão extrema 1 é parcialmente acomodada na região entre a haste interna macho 18 e o encaixe externo fêmea 17 do encaixe de parede dupla 4. O flange fendido aparafusado é separado por remover os parafusos e empurrar o encaixe de parede dupla 4 axialmente ao longo do encaixe ex- tremo 1.
A conexão extrema 1 inclui uma ranhura de vedação interna fê- mea 11 definindo uma parte de uma superfície interna fêmea e uma ranhura de vedação externa macho 12 definindo uma parte de uma superfície exter- na macho. A conexão extrema 1 se engata deslizantemente com, e é afixada ao encaixe de parede dupla 4 por intermédio de uma vedação de anel em O dinâmica interna 9 instalada na ranhura de vedação interna fêmea 11 e uma vedação de anel em O dinâmica 10 instalada na ranhura de vedação externa macho 12. O encaixe externo fêmea 17 do encaixe de parede dupla 4 forma a superfície vedante que se engata com a vedação de anel em O dinâmica 10. De maneira similar, a haste interna macho 18 do encaixe de parede du- pla 4 forma a superfície vedante que se engata com a vedação de anel em O dinâmica interna 9.
A ranhura de vedação externa macho 12 é baseada sobre um perfil bem-conhecido, às vezes designado de um perfil "Gamah". Maiores detalhes com relação a este conjunto de vedação são apresentados na pa- tente US n° 3.186.739. A ranhura de vedação interna fêmea 11 é similar a ranhura de vedação externa macho 12, porém, é refletida e reorientada em relação à ranhura de vedação externa macho 12 de maneira manter a posi- ção correta da vedação de anel em O dinâmica interna 9 na ranhura de ve- dação fêmea 11 quando o duto interno é pressurizado e também para asse- gurar que as vedações de anel em O dinâmicas interna e externa 9, 10 se- jam alinhadas no mesmo plano.
Como mostrado na figura 2a, devido às diferenças na direção de pressão (P) atuando sobre a vedação de anel em O (P) atuando sobre a ve- dação de anel em O interna 9 e a vedação de anel em O dinâmica externa 10, o flange anular espesso 37 sobre a ranhura de vedação interna fêmea 11 é posicionado no lado oposto da ranhura de vedação quando comparada com a ranhura de vedação externa macho 12. Será observado que os anéis de vedação 9, 10 situam-se no mesmo plano e são centrados no mesmo ponto (um ponto no eixo geométrico X do acoplamento. A geometria do flan- ge anular espesso 37, o flange anular delgado 38 e a face inferior 36 da ra- nhura de vedação interna fêmea 11 é similar ao perfil Gamah standard. Em relação à ranhura de vedação interna fêmea 11 e à ranhura de vedação ex- terna macho 12, cada ranhura é definida por um flange espesso e um flange delgado. O flange espesso em cada caso define uma superfície de parede interna da ranhura que diverge para o exterior com distância da base da ra- nhura. Por exemplo, com referência à figura 2a, o anel de vedação interno 9, quando exposto à pressão fluídica P, é compelido contra o flange espesso 37 da ranhura 11 e é, por conseguinte, também compelido, a um grau limita- do, a ser recuado da base 36 da ranhura e contra a superfície de vedação prestada pela haste interna macho 18 oposta à ranhura 11.
O acoplamento é suscetível de permitir um desalinhamento an- gular de até dois graus entre as linhas centrais de duto, com deslocamento axial combinado ou separado. A faculdade do acoplamento a acomodar o dito desalinhamento angular é prestada pela disposição específica da cone- xão entre o encaixe extremo 1 e o encaixe de parede dupla 4 do acoplamen- to. Por exemplo, a disposição substancialmente coplanar dos anéis de veda- ção 9, 10 que proporciona a conexão selada flexível, permite o flexionamen- to do acoplamento em torno de um centro C de rotação que está posiciona- do no único centro compartilhado dos anéis de vedação 9, 10. Será natural- mente apreciado que a conexão extrema 1 e o encaixe de parede dupla 4 podem pivotar reciprocamente em torno de um centro de rotação que não está no plano dos anéis de vedação 9, 10 e/ou que não está no eixo geomé- trico X do acoplamento. Naturalmente, o grau de deslocamento angular viá- vel entre a conexão extrema 1 e o encaixe de parede dupla 4 se reduz com um aumento na distância do centro de rotação do centro de rotação ideal (que se considera estar situado no centro C dos anéis de vedação 9, 10). Também será compreendido pelo precedentemente exposto que o centro de pivotamento entre a conexão extrema 1 e o encaixe de parede dupla 4 não necessita ser fixo.
O máximo deslocamento recíproco entre a conexão extrema 1 e o encaixe de parede dupla 4 do acoplamento pode estar subordinado à pro- fundidade do encaixe 15 ou ao intervalo do acoplamento 16, o intervalo de acoplamento sendo a distância, na separação de trabalho normal, entre as superfícies da conexão extrema de duto 1 e do encaixe de parede dupla 4 que confinam quando a conexão extrema 1 é empurrada para o interior do encaixe 4 ao máximo. Outras limitações tais como aquelas causadas por acoplamentos na extremidade oposta do conjunto de dutos de paredes du- plas 2, 3, também podem afetar a extensão de deslocamento axial permitida. Os pequenos intervalos entre a conexão extrema 1 e o encaixe de parede dupla 4 foram otimizados para prevenir a extrusão das vedações de anel em O dinâmicas interna e externa sob pressão em excesso de 1,7263 MPa (250 psi), enquanto prevenindo o contato entre a conexão extrema 1 do encaixe parede dupla 4 ao máximo desalinhamento angular no caso das piores tole- râncias de fabricação aplicadas.
A conexão extrema 1 e o encaixe de parede dupla 4 apresentam furos de esgotamento 24, 25 para permitir a livre drenagem de fluido vazante (por exemplo, combustível) do duto interno 3, a vedação de anel em O está- tico interna ou a vedação de anel em O dinâmica interna 9 através do aco- plamento e conjunto de dutos. O vazamento de fluido proveniente do interior do duto de combustível através da vedação de anel em O estática interna 7 é contida pela vedação de anel em O estática interna 8, e pode quer ser re- colhido em uma ranhura de drenagem 23 e subseqüentemente drenada ou ser transferida para o encaixe duplo através de furos de drenagem 24 que são posicionados em uma configuração radial (de 24 furos) no flange fendido 6. Os fluidos que vazaram no interior da região entre a haste interna macho 18 e o encaixe externo fêmea 17 do encaixe de parede dupla 4 podem se transferir através dos furos de drenagem 25 posicionados em uma configu- ração radial na conexão extrema de duto duplo 1 e a seguir para o interior da região entre os dutos interno e externo 2, 3 do duto duplo. Um degrau 26 na face posterior do encaixe duplo assegura que os furos de drenagem na co- nexão extrema não sejam tampados quando a conexão extrema de duto du- pio 1 é encaixada por completo no interior do encaixe duplo 4. Todo fluido que possa vazar no interior da região entre os dutos interno e externo 2, 3 do duto duplo ode drenar do sistema de combustível através de um furo de dre- nagem afixado ao sistema de tubos na região de um acoplamento (pode ha- ver naturalmente múltiplos acoplamentos cada um associado com um furo de drenagem deste tipo). A figura 5 mostra a disposição do furo de drena- gem (não mostrada na figura 2) em relação ao acoplamento e é descrita em relação ao furo de drenagem em maior detalhe abaixo.
O conjunto de dutos de parede dupla 2, 3 é eletricamente ligado com o encaixe de parede dupla 4 em cada extremidade por intermédio de um condutor de ligação elétrica 20 afixado a uma orelha de ligação integrada 21 sobre o encaixe de parede dupla 4 e uma patilha de ligação 22 soldada por fusão ao conjunto de duto de parede dupla 2, 3. Assim, o duto de parede única 1 é eletricamente conectado com ambas as paredes de duto interna e externa 2, 3 do conjunto de dutos de parede dupla 2, 3, desse modo propor- cionando aterramento confiável dos dutos no sistema de combustível.
As figuras 3 e 4 mostram um duto e conjunto de acoplamento conforme uma segunda modalidade, que utiliza dois acoplamentos 1, 4 da primeira modalidade fixados em uma e outra extremidade de um conjunto de duto de parede dupla compreendendo superfícies de parede de duto interna e externa 2, 3. De maneira a montar os componentes que perfazem o con- junto da segunda modalidade, a superfície de parede de duto externa 3 do conjunto de parede dupla compreende duas semiprensagens de duto exter- no idênticas 19 (mostradas como tal na vista explodida da figura 3). Durante a fabricação do duto e conjunto de acoplamento da segunda modalidade, as conexões extremas 1 são soldadas por fusão à superfície de parede de duto interna 2, e a seguir a parede de duto externa 3 é formada pela junção por soldagem dos semidutos 19 ao longo de sua extensão e com as conexões extremas 1. O conjunto de dutos e acoplamento está então pronto para ser instalado em uma aeronave, sua aplicação tipicamente sendo tal que os en- caixes duplos 4 são rigidamente fixados em relação à estrutura fixa na aeronave.
A disposição de dutos e conjunto de acoplamento de acordo com a segunda modalidade é tal que o conjunto de dutos de parede dupla 2, 3 é efetivamente livre para flutuar entre os dois encaixes duplos rigidamente montados 4 e de tal maneira que o conjunto de dutos de parede dupla 2, 3 é efetivamente livre para flutuar entre os dois encaixes duplos rigidamente montados 4 e de tal forma que anteriormente à instalação o comprimento do duto e conjunto de acoplamento é ajustável. Os intervalos de acoplamento 16 dependem da separação dos dois encaixes de parede dupla rigidamente montados 4 e da forma e configuração da conexão extrema de duto e do interior do encaixe de parede dupla 4 (veja-se a figura 4). A extensão de deslocamento axial permitida é igual à soma dos intervalos de acoplamento 16 em cada extremidade. A profundidade de encaixe 15 é selecionada na dependência da extensão requerida de deslocamento axial suscetível de ser acomodada. As conexões entre os encaixes duplos 4 em uma e outra ex- tremidade do conjunto e o duto duplo 2, 3 também são tais que o movimento de pivotamento de até cerca de 2 graus pode ser acomodado por conexão.
O conjunto de duto de parede dupla 2, 3 pode, por conseguinte, permanecer engatado nos encaixes duplos 4 sob todas as combinações previsíveis de tolerâncias de fabricação, deflexões e efeitos térmicos. O conjunto de dutos e acoplamento da segunda modalidade pode ser facilmente instalado e re- movido do sistema de duto de combustível em uma aeronave simplesmente pelo desaparafusar a conexão de flange fendida com os dutos adjacentes ou conectores (por exemplo, um duto de parede simples 5 como mostrado na figura 2). A extensão de deslocamento axial do duto de parede duplo pode ser determinada principalmente pela separação axial dos dois encaixes de parede dupla 4 conforme instalados quando comparados com a extensão do duto de parede dupla.
Qualquer fluido que tenha vazado no interior da região entre os dutos interno e externo 2, 3 do duto duplo pode, de uma maneira similar à primeira modalidade drenar do sistema de combustível através de um orifício de drenagem 27 afixado ao duto a adjacente 5. O orifício de drenagem 27 recebe fluido proveniente do acoplamento através de um orifício de drena- gem 23 e proporciona um conector de dutos que permite o orifício de drena- gem a ser conectado com um duto 28 de pequeno diâmetro do sistema de drenagem. Os orifícios de drenagem estão convenientemente posicionados nos pontos extremos inferiores no sistema. O orifício de drenagem pode conduzir o combustível vazado para uma câmara de inspeção para que va- zamentos possam ser detectados durante a manutenção da aeronave.
Uma terceira modalidade da invenção, ilustrada na figura 6, mostra um meio alternativo de facilitar a montagem do acoplamento e um duto. Enquanto na segunda modalidade duas semiprensagens de duto ex- terno 19 sejam usadas para a parede de duto externo 19 sejam usadas para formar a superfície de duto externa 3 do conjunto de duto duplo que tem um comprimento mais longo que a superfície de parede de duto interna 2, a ter- ceira modalidade utiliza um duto externo unitário 29, que é mais curta que a superfície de parede de duto interna 2. Para permitir que as superfícies de parede interna e externa 2, 29 sejam soldadas com a mesma conexão ex- trema 1, é prevista uma manga escalonada 30 que é, antes das partes se- rem conjuntamente soldadas, retrátil. Durante a construção do acoplamento, a manga 30 é retraída pelo efetuar seu deslizamento para o interior do duto externo 30. A superfície de parede de duto interna 2 é então soldada com a conexão extrema 1. A manga 30 é então deslocada pelo efetuar seu desli- zamento para cima pelo duto externo 29 para que confine com a conexão extrema 1. A manga 3 é a seguir soldada tanto com a superfície de parede externa 29 como com a conexão extrema 1. a figura 7 mostra uma quarta modalidade de acordo com a qual a conexão extrema de duto duplo 1 é retida no encaixe de parede dupla 4 por intermédio de uma porca de retenção roscada 31 e um anel obturador 32 fixado ao encaixe externo 17, que incorpora uma rosca externa 33. O forne- cimento do anel tendido 32 assegura um recurso para varar a deflexão angu- lar admitida entre a conexão extrema 1 e o encaixe de parede dupla 4. As dimensões do anel fendido 32 podem ser selecionadas de açodo com a fle- xibilidade angular requerida do pivotamento recíproco entre a conexão ex- trema 1 e o encaixe de parede dupla 4. A porca pode proporcionar proteção anti risco de incêndio adicional.
a figura 8 mostra uma quinta modalidade apropriada para aplica- ção no interior de uma instalação de duto de parede dupla contínua, dois encaixes duplos 4a, 4b são integrados em um conector de uma só peça 34 que é rigidamente afixado à estrutura de aeronave (não mostrada) por inter- médio de um flange integrado 35 munido de orifícios no seu interior. Cada encaixe 4a, 4b recebe uma conexão extrema de duto 1a, 1b afixada à ex- tremidade de um conjunto de duto de parede dupla. A instalação de duto para combustível pode então compreender sucessivos dutos de parede du- pla, cada um tendo conexões extremas montadas em cada extremidade, reunidas por acoplamentos de parede dupla 34. Uma instalação deste tipo asseguraria repressão contra vazamentos para os dutos internos 2a, 2b e acoplamentos internos 17.
a figura 9 mostra uma sexta modalidade para uma aplicação dentro de uma instalação de dutos de parede simples
a figura 9 mostra uma sexta modalidade de realização para uma aplicação dentro de uma instalação de dutos de parede simples. Nesta mo- dalidade, em contraste com a primeira modalidade, somente um duto de pa- rede simples 2 é conectado com a conexão extrema 1. Por conseguinte, a presença do duto externo e dos orifícios de drenagem na conexão extrema de duplo duto é dispensável. A modalidade inclui um orifício de drenagem 27. A instalação de dutos pode então compreender dutos de parede simples ligados por acoplamentos de parede dupla. Naturalmente, uma instalação deste tio asseguraria contenção contra vazamentos somente para vedações internas.
a figura 10 mostra uma vista em seção transversal parcial de uma sétima modalidade da invenção, que é similar à primeira, porém difere pelo fato de ao menos as vedações de anel em O dinâmicas interna e exter- na 9, 10 não serem coplanares. Em vez as vedações são mutuamente sepa- radas por uma distância de cerca de 1 mm ao longo do eixo geométrico X. Como tais, as vedações 9, 10 são de tal maneira dispostas que o ângulo entre (a) uma primeira linha imaginária 51 se estendendo do centro 40 do anel de vedação externo 10 para um primeiro ponto sobre a superfície do anel de vedação externo 10 e (b) uma segunda linha imaginária 52 se es- tendendo do centro do segundo anel de vedação 10 para um segundo ponto sobre a superfície externa do anel de vedação interno 9, os primeiro e se- gundo pontos sendo selecionados de tal maneira que a sua separação é minimizada, é de cerca de 2 graus. Se o ângulo é menor, a separação das vedações ao longo do eixo geométrico será menor e a flexibilidade de pivo- tamento do acoplamento será maior.
Embora a presente invenção tenha sido descrita e ilustrada com referência a modalidades específicas, será apreciado por aqueles versados na técnica que a invenção se presta a muitas variações diferentes não espe- cificamente ilustradas aqui. Por esta razão, deverão ser consultadas as rei- vindicações para determinar o fiel âmbito da presente invenção. A título de exemplo, em uma modalidade adicional (não ilustrada separadamente), o duto interno 2 e o duto externo 3 podem ser fabricação dos em um material não metálico tal como um compósito de fibra de carbono e ligado com a co- nexão extrema de duto duplo 1 pelo emprego de um adesivo. Também, o componente de dreno descrito acima poderia fazer integrante do acoplamen- to.
Claims (16)
1. Acoplamento para conectar dutos de combustível onde pelo menos um dos dutos de combustível é de parede dupla, o acoplamento compreende: uma conexão extrema de duto, a conexão extrema de duto inclu- indo uma superfície externa macho e uma superfície interna fêmea; um conjunto de encaixe de parede dupla incluindo um encaixe externo fêmea e uma haste interna macho, a conexão extrema de duto sen- do pelo menos parcialmente acomodada na região entre o encaixe externo fêmea e o encaixe interno macho; um primeiro anel de vedação prestando uma vedação entre a superfície interna fêmea da conexão extrema de duto e a haste interna ma- cho do conjunto de encaixe de parede dupla; e um segundo anel de vedação prestando uma vedação entre a superfície externa macho da conexão extrema de duto e o encaixe externo fêmea do conjunto de encaixe de parede dupla, em que o acoplamento é de tal maneira disposto que a conexão extrema de duto e o conjunto de encaixe de parede dupla são suscetíveis de pivotamento recíproco.
2. Acoplamento de acordo com a reivindicação 1, em que os pri- meiro e segundo anéis de vedação ser de tal forma dispostos que o ângulo entre (a) uma primeira linha imaginária se estendendo do centro do segundo anel de vedação para um primeiro ponto sobre a superfície do segundo anel de vedação e (b) uma segunda linha imaginária se estendendo do centro do segundo anel de vedação para um segundo ponto sobre a superfície externa do primeiro anel de vedação, os primeiro e segundo pontos sendo selecio- nados de tal maneira que a sua separação é minimizada, estando entre 0 e -5 graus.
3. Acoplamento de acordo com a reivindicação 1 ou reivindica- ção 2, em que a disposição do primeiro e segundo anel de vedação é subs- tancialmente coplanares.
4. Acoplamento de acordo com qualquer reivindicação preceden- te, em que a conexão extrema de duto e o conjunto de encaixe de parede dupla são suscetíveis de deslizar reciprocamente tanto no sentido de apro- ximação como sentido de separação recíproca.
5. Acoplamento de acordo com qualquer reivindicação preceden- te, em que a conexão extrema de duto e o conjunto de encaixe de parede dupla são suscetíveis de pivotamento recíproco em até pelo menos ± 2 graus.
6. Acoplamento de acordo com qualquer reivindicação preceden- te, em que o conjunto de encaixe de parede dupla é definido por uma primei- ra parte unitária e a conexão extrema de duto é definida por uma segunda parte unitária.
7. Acoplamento de acordo com qualquer reivindicação preceden- te, em que o acoplamento compreende uma ranhura de vedação na qual um dos primeiro e segundo anéis de vedação é acomodado, a ranhura de veda- ção tendo um perfil Gamah.
8. Acoplamento de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, em que pelo menos um dos conjuntos de encaixe de parede dupla e a conexão de parede dupla é conectado com um duto de combustí- vel de parede dupla compreendendo uma superfície de parede de duto in- terna e uma superfície de parede de duto externa.
9. Acoplamento de acordo com a reivindicação 8, em que o aco- plamento é conectado com o duto de combustível por intermédio de uma manga conectada com a superfície de parede de duto externa do conduto de combustível de parede dupla por intermédio de uma manga conectada com a superfície de parede de duto externa do duto de combustível de parede dupla e o máximo ângulo de pivotamento entre o conjunto de encaixe de parede dupla e a conexão extrema de duto estar subordinado à posição da manga.
10. Acoplamento de acordo com a reivindicação 8 ou a reivindi- cação 9, em que pelo menos parte da região entre o encaixe externo fêmea e a haste interna macho do conjunto de encaixe de parede dupla está em comunicação fluídica com pelo menos parte da região entre a superfície de parede de duto interna e a superfície de parede de duto externo do duto de combustível de parede dupla.
11. Acoplamento de acordo com a reivindicação 10, em que a comunicação fluídica entre o conjunto de encaixe de parede dupla e o duto de parede dupla é facilitada por pelo menos uma abertura localizada entre os primeiro e segundo anéis de vedação.
12. Acoplamento de acordo com qualquer reivindicação prece- dente, em que o acoplamento é associado com um orifício de drenagem lo- cal para a drenagem de combustível de uma região entre o encaixe externo fêmea e a haste interna macho do conjunto de encaixe de parede dupla.
13. Acoplamento de acordo com qualquer reivindicação prece- dente, em que é conectado através de um duto de parede dupla com outro acoplamento de acordo com qualquer reivindicação precedente.
14. Aeronave incluindo um sistema de combustível em que o sistema de combustível compreende pelo menos um acoplamento de acordo com qualquer reivindicação precedente.
15. Conjunto de componentes apropriado para a construção de um acoplamento como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 13, incluindo um conjunto de encaixe de parede dupla e uma conexão extrema de duto.
16. Conjunto de acordo com a reivindicação 15, em que o con- junto adicionalmente compreende primeiro e segundo anéis de vedação.
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