BRPI0620395A2

BRPI0620395A2 - válvula para tanque de combustìvel

Info

Publication number: BRPI0620395A2
Application number: BRPI0620395-7A
Authority: BR
Inventors: Alistair David Richfield Wyatt
Original assignee: Airbus Uk Ltd
Priority date: 2005-12-22
Filing date: 2006-12-14
Publication date: 2011-11-16
Also published as: DE602006010436D1; US20080315038A1; EP1963183A1; ATE448142T1; WO2007071932A1; JP2009520637A; US8356616B2; RU2008129895A; CN101346278B; GB0526207D0; JP5141909B2; CN101346278A; CA2632920A1; EP1963183B1; RU2429399C2

Abstract

VáLVULA PARA TANQUE DE COMBUSTìVEL. Algumas válvulas de drenagem de água tendem a se encher com água que pode congelar, assim, emperrando a válvula. A presente invenção refere-se a uma válvula de drenagem de água de aeronave (1) compreendendo uma passagem (11), um eixo (9), um primeiro membro de vedação (13) e um segundo membro de vedação (15). O eixo (9) é móvel entre uma posição aberta, em que os primeiro e segundo membros de vedação são dispostos para permitir a livre passagem de fluido através da passagem (11) e uma posição fechada, em que ambos os primeiro e segundo membros de vedação são dispostos para impedir a livre passagem de fluido através da passagem, assim, impedindo o ingresso de fluido na região entre os primeiro e segundo membros de vedação (13, 15). Assim, a água pode ser impedida de se reunir e congelar na parte da válvula perto da parede fria do tanque de combustível (3).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "VÁLVULA PARA TANQUE DE COMBUSTÍVEL".

Campo Técnico

A presente invenção refere-se a uma válvula para um tanque de combustível e, mais especificamente, a uma válvula de drenagem de água para um tanque de combustível de avião. Antecedentes da Invenção

A água tende a se coletar no fundo dos tanques de combustível das aeronaves, particularmente em aviões que são submetidos a mudanças significativas em pressão ou umidade. A aeronave, portanto, pode ser equi- pada com uma válvula de drenagem de água através da qual água em ex- cesso pode ser drenada.

Durante o vôo ou em condições de tempo frio, uma aeronave pode experimentar temperaturas muito baixas. Isso pode fazer com que a água pr'xima da parede fria do tanque de combustível congele. Válvulas de drenagem de água conhecidas tendem a se encher, pelo menos parcialmen- te, com água e alguma dessa água que está perto da parede fria pode con- gelar, desse modo, emperrando a válvula. Nessa situação, o tanque de com- bustível não pode ser drenado e a drenagem deve ser retardada até que a água na válvula tenha derretido. Qualquer retardo ou restrição na manuten- ção da aeronave, naturalmente, é indesejável. Sumário da Invenção

A presente invenção procura remover ou mitigar pelo menos um dos problemas mencionados acima.

A presente invenção proporciona uma válvula de drenagem de água de aeronave, a válvula compreendendo uma passagem para comuni- cação de fluido entre o interior e o exterior de um tanque de combustível, um eixo, um primeiro membro de vedação e um segundo membro de vedação, em que o eixo é móvel entre uma posição aberta, em que os primeiro e se- gundo elementos de vedação são dispostos para permitir a livre passagem de fluido através da passagem, e uma posição fechada, em que os primeiro e segundo membros de vedação são dispostos para impedir a livre passa- gem de fluido através da passagem, assim, impedindo ingresso de fluido na região entre os primeiro e segundo membros de vedação.

Vedação do espaço entre os primeiro e segundo membros de vedação quando a válvula é fechada ajuda a impedir que a água se reuna naquele espaço entre os intervalos de manutenção. Logo a água pode ser impedida de se reunir e congelar na parte da válvula próxima à parede fria do tanque de combustível. A presente inveção objetiva, desse modo, prover uma válvula tendo operabilidade aprimorada em baixas temperaturas.

O eixo pode ser móvel deslizavelmente entre as posições aberta e fechada. O eixo pode ser montado coaxialmente com a passagem. Os primeiro e segundo membros de vedação podem ser montados coaxialmen- te com o eixo. O eixo pode ser impulsionado resilientemente para a posição fechada. O eixo pode ser impulsionado resilientemente por uma mola. O eixo pode, portanto, ser movido da posição fechada para a posição aberta, por exemplo, a equipe de terra empurrando o eixo em uma direção contra a im- pulsão resiliente, mas ser disposto para reverter para a posição fechada, quando essa força é liberada.

Será apreciado que o eixo não precisa, necessariamente, estar na forma de um cilindro circular e pode, de fato, estar em qualquer número de formas contempladas por um homem versado.

Será compreendido que os membros de vedação podem, cada um deles, ser qualquer componente que pode ser disposto para bloquear a passagem. Por exemplo, um ou ambos os membros de vedação podem es- tar na forma de placas de vedação. A passagem pode ser de seção trans- versai geralmente circular. Os membros de vedação podem ser, geralmente, circulares, por exemplo, em forma de disco. Alternativamente, um ou ambos os membros de vedação podem estar na forma de plugues esféricos.

O segundo membro de vedação pode ser móvel em relação ao primeiro membro de vedação. O primeiro membro de vedação pode ser montado fixamente no eixo. O segundo membro de vedação pode ser mon- tado deslizavelmente no eixo. O segundo membro de vedação pode ser im- pulsionado resilientemente para uma posição em que, enquanto o eixo está na posição fechada, o segundo membro de vedação está disposto para im- pedir a livre passagem de fluido através da passagem. O segundo membro de vedação pode ser impulsionado resilientemente por uma mola. Ter o pri- meiro membro de vedação impulsionado (junto com o eixo) para sua posição fechada e o segundo membro de vedação impulsionado para sua posição fechada ajuda a assegurar uma boa vedação por ambos os membros porque o movimento relativo entre os primeiro e segundo membros de vedação po- de compensar mudanças na forma das vedações ao longo do tempo.

Alternativamente, o segundo membro de vedação pode ser mon- tado fixamente no eixo e o primeiro membro de vedação pode ser montado deslizavelmente no eixo. Em cujo caso, o primeiro membro de vedação pode ser impulsionado resilientemente, por exemplo, por uma mola, em direção a uma posição em que, enquanto o eixo está na posição fechada, o primeiro membro de vedação é disposto para impedir a livre passagem de fluido atra- vés da passagem.

A válvula pode compreender um alojamento. O alojamento pode, pelo menos em parte, definir a passagem. O alojamento pode compreender uma primeira sede de válvula com a qual, enquanto o eixo está na posição fechada, o primeiro membro de vedação se apoia. O alojamento pode com- preender uma segunda sede de válvula com a qual, enquanto o eixo está na posição fechada, o segundo membro de vedação se apoia.

Será compreendido que uma vedação pode ser criada entre du- as partes rígidas (por exemplo, entre uma superfície de metal do primeiro membro de vedação e uma sede de válvula de metal), mas que uma veda- ção é criada mais efetivamente entre elementos complacentes. A válvula, e, mais preferivelmente, a primeira sede de válvula, pode compreender um primeiro membro complacente, em que o primeiro membro complacente é disposto, enquanto a válvula está na posição fechada, para cooperar com o primeiro membro de vedação. Alternativa ou adicionalmente, a válvula, e, mais preferivelmente, a segunda sede de válvula, pode compreender um segundo membro complacente, em que o segundo membro complacente é disposto, enquanto a válvula está na posição fechada, para cooperar com o segundo membro de vedação. O primeiro membro de vedação pode com- preender um membro complacente. Alternativa ou adicionalmente, o segun- do membro de vedação pode compreender um membro complacente. O(s) membro(s) complacente(s) pode(m), por exemplo, estar na forma de um anel de O de borracha.

A porção do alojamento contendo a primeira sede de válvula po- de ser separável do restante da válvula. A porção, portanto, pode ser remo- vida, por exemplo, para inspeção ou substituição. Quando a porção é remo- vida, o segundo membro de vedação pode impedir a livre passagem de flui- do através da passagem.

De acordo com outro aspecto da presente invenção, é propor- cionado um tanque de combustível de avião compreendendo uma válvula de drenagem de água, como descrito aqui.

De acordo com ainda outro aspecto da presente invenção é pro- porcionada uma aeronave compreendendo o tanque de combustível men- cionado acima.

De acordo com ainda outro aspecto da presente invenção, é proporcionado um método de drenagem de água da aeronave mencionada acima, o método compreendendo as etapas de movimentação do eixo de válvula da posição fechada para a posição aberta, permitindo que água dre- ne do tanque de combustível de avião e, então, permitindo que o eixo se mova da posição aberta para a posição fechada.

De acordo com ainda outro aspecto da presente invenção, é proporcionado um método de drenagem de água de um tanque de combus- tível de avião através de uma válvula de drenagem de água, o método com- preendendo as etapas de movimentação de um primeiro e segundo membro de vedação na válvula de drenagem de água, de modo a permitir a livre pas- sagem de fluido através de uma passagem na válvula de drenagem de água, permitindo que água seja drenada do tanque de combustível de avião atra- vés da passagem e, então, permitindo que os primeiro e segundo membros de vedação se movam para a posição em que ambos os primeiro e segundo membros de vedação estão dispostos para impedir a livre passagem de flui- do através da passagem, assim, impedindo o ingresso de fluido na região entre os primeiro e segundo membros de vedação.

De acordo com um outro aspecto da invenção, é proporcionada uma válvula de drenagem de água de avião, a válvula compreendendo uma passagem para comunicação de fluido entre o interior e o exterior de um tanque de combustível, um primeiro membro de vedação e um segundo membro de vedação, em que a válvula é operável entre um estado aberto, em que os primeiro e segundo membros de vedação são dispostos para per- mitir a livre passagem de fluido através da passagem e um estado fechado em que ambos os primeiro e segundo membros de vedação são dispostos para impedir a livre passagem de fluido através da passagem, assim, impe- dindo o ingresso de fluido na região entre os primeiro e segundo membros de vedação.

Será compreendido que as características aqui descritas com referência a um aspecto da invenção podem ser aplicada, igualmente, a qualquer outro aspecto da invenção.

Descrição dos Desenhos

Várias modalidades da invenção serão agora descritas, à guisa de exemplo apenas, com referência aos desenhos esquemáticos anexos dos quais:

A figura 1 é uma vista seccional de uma válvula de drenagem de água conhecida; e

A figura 2 é uma vista seccional de uma válvula de acordo com uma primeira modalidade da invenção;

Descrição Detalhada

A figura 1 mostra uma válvula de drenagem de água conhecida 101. A válvula é montada na parede de um tanque de combustível de avião 103, tipicamente, no ponto mais baixo no tanque. O tanque de combustível contém água 105 e combustível 107. Uma vez que a água é mais densa do que o combustível de aviação, a água 105 no tanque de combustível está localizada no fundo do tanque e pode ser separada do combustível por meio de drenagem através da válvula 101 sob a ação da gravidade. A válvula de drenagem de água 101 compreende um alojamento 117 e um eixo 109 montado deslizavelmente no alojamento. Uma primeira placa de vedação em forma de disco 113 é montada fixamente no fundo do eixo 109 e uma segunda placa de vedação em forma de disco 115 é monta- da fixamente a meio caminho ao longo do eixo 109. Ambas as placas de ve- dação são montadas coaxialmente com o eixo.

O eixo (e, assim, a primeira placa de vedação) é impulsionado em uma direção para baixo por uma mola 119 (mostrada na figura 1 como uma linha interrompida) de modo que a primeira placa de vedação 113 apoia uma vedação de borracha 113a localizada na base da válvula 101. A segun- da placa de vedação é montada no eixo em uma altura tal que, durante o uso normal, não contata o alojamento. A água, portanto está livre para circu- lar através da folga entre a segunda placa de vedação e o alojamento e se reunir entre as primeira e segunda placas de vedação.

A porção inferior do alojamento 117, contendo a vedação de bor- racha 113a associada com a primeira placa de vedação, é separável do res- tante do alojamento, de modo que ela possa ser inspecionada ou substituí- da. Embora a segunda placa de vedação não contate o alojamento durante uso normal, ela é disposta para formar uma vedação temporária com o alo- jamento quando a porção inferior 129 do alojamento é removida. Nessas circunstâncias, a mola 119 empurra o eixo e, assim, a segunda placa de ve- dação fixamente montada, para baixo. A segunda placa de vedação contata o alojamento, formando uma vedação temporária até que a porção inferior do alojamento seja substituída.

Na figura 1, a válvula é mostrada na posição fechada. Quando a água deve ser drenada do tanque, uma ferramenta é inserida na saída de válvula a partir de baixo e o eixo 109 é empurrado para cima, assim, levan- tando a primeira placa de vedação 113 de uma vedação de borracha 113a, localizada na base da válvula 101. A água 105, então, escoa do tanque de combustível através da folga entre a primeira placa de vedação 113 e o alo- jamento 117.

Quando a água tiver sido toda drenada e combustível começar a drenar para fora da válvula em lugar da água, o eixo 109 é liberado e a pri- meira placa de vedação 113 retorna para sua posição original, adjacente à sede de válvula sob a ação de uma mola 119, assim, fechando a válvula.

As válvulas de drenagem de água podem, durante o vôo e/ ou em condições de tempo ruim, experimentar temperaturas muito baixas, fa- zendo congelar qualquer água nas proximidades do exterior da aeronave. Na válvula de drenagem de água descrita acima da técnica anterior, a água coletada entre a primeira 113 e a segunda placa de vedação 115 com fre- qüência se congela (ainda que o resto da água no tanque possa não conge- lar), assim, emperrando a válvula 101 e tornando a drenagem do tanque de combustível extremamente difícil.

A figura 2 mostra uma válvula de drenagem de água 1 de acordo com uma modalidade da presente invenção. Em um modo similar à válvula de drenagem de água conhecida mencionada acima, a válvula 1 é montada na parede de um tanque de combustível de avião 3. O tanque de combustí- vel contém água 5 e combustível 7, a água 5 estando no fundo do tanque e, portanto, sendo capaz de ser drenada através da válvula 1, sob a ação da gravidade, antes do combustível 7.

A válvula 1 compreende um eixo 9, uma passagem 11, uma pri- meira placa de vedação 13 e uma segunda placa de vedação 15. A passa- gem é definida pelo alojamento 17 e se comunica entre o interior do tanque de combustível e o exterior da aeronave. O eixo 9 é montado deslizavelmen- te no alojamento 17. A primeira placa de vedação 13 é montada fixamente na extremidade inferior do eixo 9 e a segunda placa de vedação 15 é mon- tada deslizavelmente no eixo 9 entre dois flanges 9a, 9b.

A válvula ainda inclui duas molas 19 e 21 (a mola 21 é mostrada como uma linha interrompida na figura 2). A mola de eixo 19 está localizada entre o alojamento 17 e o eixo 9 e impulsiona o eixo para baixo, para a posi- ção mostrada na figura 2, em que a primeira placa de vedação 13 se apoia contra uma sede da primeira placa de vedação 13a. A mola 21, associada com a placa de vedação secundária está localizada entre o alojamento 17 e a segunda placa de vedação 15 e impulsiona a segunda placa de vedação 15 em uma direção para baixo, para a posição mostrada na figura 21, em que a segunda placa de vedação se apoia contra uma sede de segunda pla- ca de vedação 15a.

A válvula 1 também inclui duas vedações complacentes 23 e 25, ambas as quais estão na forma de um anel de O de borracha e estão locali- zadas na sede da primeira placa de vedação 13a e na sede da segunda pla- ca de vedação 15a, respectivamente.

Na figura 2, o eixo 9 é mostrado na posição fechada, em que a primeira placa de vedação 13 apoia a sede da primeira placa de vedação 13a. Em contraste com a válvula de drenagem de água da figura 1, a mola 21, associada com a segunda placa de vedação, empurra a segunda placa de vedação 15 para baixo, contra a sede da segunda placa de vedação 15a, assim, definindo uma câmara 27. O ingresso de fluido na região entre os primeiro e segundo membros de vedação é, portanto, impedido.

Durante o vôo, o eixo 9 está na posição fechada, conforme mos- trado na figura 2, contudo, quando a aeronave está em terra, a válvula 1 po- de ser acionada para drenar água 5 dos tanques de combustível. Para dre- nar a água 5, o eixo é pressionado para cima (por exemplo, por um membro da equipe em terra) da posição fechada para a posição aberta. A primeira placa de vedação 13, que é montada fixamente no eixo 9, segue o movimen- to do eixo 9 e levanta o anel de O da sede de evdação 13a. À medida que o eixo 9 se move mais para cima, o flange inferior 9a empurra contra a segun- da placa de vedação 15, levantando aquela placa 15 para acima de sua se- de de vedação 15a. O eixo, então, está na posição aberta e as placas de vedação são posicionadas para permitir movimento livre de fluido através da passagem 11, de modo que a água comece a escoar do tanque de combus- tível. Quando o operador da válvula de drenagem detecta que o combustível está começando a drenar para fora em lugar da água, o operador libera a pressão para cima que ele estava exercendo sobre o eixo.

A mola de eixo 19 move o eixo 9 para baixo até que a primeira placa de vedação 13 apoia sua sede de vedação 13a. A segunda placa de vedação 15 também é movida para baixo por sua mola associada 21, de modo que ela apoia a sua sede de vedação 15a. Nesta modalidade, a dispo- sição do eixo e das placas e a inclinação das molas são tais que a segunda vedação é formada exatamente antes da primeira vedação. A câmara 27 é parcialmente cheia com combustível, o restante do volume sendo ocupado por ar.

Durante vôos subsequentes, água pode mais uma vez se reunir no tanque de combustível. Contudo, em contraste com a válvula de drena- gem de água descrita com referência á figura 1, a água não alcança a região da válvula mais perto do exterior da aeronave porque a água não pode en- trar na região entre as primeira e segunda placas de vedação. Portanto, a válvula tende a não sofrer de apreensão, devido à formação de gelo.

A metade inferior da válvula, que circunda a sede da primeira placa de vedação 13a e o anel de O associado, é conectada, liberavelmente, ao restante do alojamento. De modo ocasional, esse conjunto de vedação 29 pode precisar ser removido, por exemplo, para inspeção ou reparo do anel de O 23. A sede da segunda placa de vedação 15a está localizada no corpo principal da válvula, acima do conjunto 29, contendo a sede de primeira pla- ca de vedação 13a. Quando o conjunto é removido, a segunda placa de ve- dação 15, portanto, atua como uma vedação sobressalente para a primeira placa de vedação 13 e impede fluido de vazar para for a da válvula 1.

Embora a presente invenção tenha sido descrita e ilustrada com referência a uma modalidade particular, será apreciado por aqueles versa- dos na técnica que a invenção se presta a muitas variações diferentes não ilustradas aqui, especificamente. À guisa de exemplo, certas variações para a modalidade descrita acima serão agora descritas.

A válvula pode ser disposta de modo que substancialmente ne- nhum combustível se torne preso na câmara, enquanto o eixo está na posi- ção fechada. Essa disposição pode ser obtida, por exemplo, através de a- mortecimento do movimento da mola de eixo. A válvula pode ser disposta de modo que a câmara fique substancialmente cheia de combustível, enquanto o eixo está na posição fechada. Essa disposição pode ser obtida, por exem- plo, por meio de amortecimento da mola associada com a segunda placa de vedação. O meio de impulsão resiliente não precisa estar na forma de uma mola. Por exemplo, o meio de impulsão pode ser um membro de borracha flexível.

Os membros de vedação podem não ser montados, necessari- amente, em um eixo. Por exemplo, a válvula pode compreender um atuador para mover os membros de vedação de maneira a operar a válvula entre os estados aberto e fechado.

Na descrição precedente, onde inteiros ou elementos são men- cionados, os quais têm equivalentes conhecidos, óbvios ou previsíveis, en- tão, tais equivalentes são aqui incorporados como se apresentados individu- almente. Referência deverá ser feita às reivindicações para determinar o ver- dadeiro escopo da presente invenção, que deverá ser construído de modo a envolver qualquer um desses equivalentes. Também será apreciado pelo leitor que inteiros ou características da invenção que são descritos como preferíveis, vantajosos, convenientes ou semelhantes são opcionais e não limitam o escopo das reivindicações independentes.

Claims

1. Válvula de drenagem de água de aeronave, a válvula com- preendendo uma passagem para comunicação de fluido entre o interior e o exterior de um tanque de combustível, um eixo, um primeiro membro de ve- dação e um segundo membro de vedação, em que o eixo é móvel entre uma posição aberta, em que os primeiro e segundo membros de vedação são dispostos para permitir livre passagem de fluido através da passagem, e uma posição fechada em que ambos os primeiro e segundo membros de vedação são dispostos para impedir livre passagem de fluido através da passagem, desse modo impedindo o ingresso de fluido na região entre os primeiro e segundo membros de vedação.

2. Válvula, de acordo com a reivindicação 1, em que o eixo é impulsionado resilientemente em direção à posição fechada.

3. Válvula, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, em que o se- gundo membro de vedação é móvel em relação ao primeiro membro de ve- dação.

4. Válvula, de acordo com a reivindicação 3, em que o segundo membro de vedação é montado, deslizavelmente, no eixo.

5. Válvula, de acordo com qualquer uma das reivindicações pre- cedentes, em que o segundo membro de vedação é impulsionado resilien- temente em direção a uma posição em que, enquanto o eixo está na posição fechada, o segundo membro de vedação é disposto para impedir a livre pas- sagem de fluido através da passagem.

6. Válvula, de acordo com qualquer uma das reivindicações pre- cedentes, ainda compreendendo um primeiro membro complacente e um segundo membro complacente, os primeiro e segundo membros sendo dis- postos, enquanto o eixo está na posição fechada, para cooperar com os pri- meiro e segundo membros de vedação, respectivamente.

7. Válvula, de acordo com qualquer uma das reivindicações pre- cedentes, ainda compreendendo um alojamento, o alojamento compreen- dendo uma primeira sede de válvula e uma segunda sede de válvula com as quais, enquanto o eixo está na posição fechada, os primeiro e segundo membros de vedação se apoiam, respectivamente, em que a porção do alo- jamento contendo a primeira sede de válvula é separável do restante da vál- vula.

8. Tanque de combustível de avião, compreendendo uma válvu- la de drenagem de água, como definida em qualquer uma das reivindicações precedentes.

9. Aeronave, compreendendo um tanque de combustível, como definida na reivindicação 8.

10. Método de drenagem de água de um tanque de combustível de avião através de uma válvula de drenagem de água, o método compre- endendo as etapas de movimentação de um primeiro e segundo membro de vedação na válvula de drenagem de água, de modo a permitir a livre passa- gem de fluido através de uma passagem na válvula de drenagem de água, permitindo que a água venha a drenar do tanque de combustível do avião através da passagem e, então, permitindo que os primeiro e segundo mem- bros de vedação se movam para uma posição em que ambos os primeiro e segundo membros de vedação estão dispostos para impedir a livre passa- gem de fluido através da passagem, assim, impedindo o ingresso de fluido na região entre os primeiro e segundo membros de vedação.

11. Método de drenagem de água de uma aeronave, de acordo com a reivindicação 9, o método compreendendo as etapas de movimento do eixo de válvula da posição fechada para a posição aberta, permitindo que a água venha a drenar do tanque de combustível de avião e, então, permi- tindo que o eixo se mova da posição aberta para a posição fechada.