BRPI1000551A2 - elemento de proteção isolante termicamente para tubulação - Google Patents

Abstract

ELEMENTO DE PROTEçãO ISOLANTE TERMICAMENTE PARA TUBULAçãO Esta invenção diz respeito a um elemento de proteção isolante termicamente (1) para tubulação, compreendendo um corpo oco (10) com uma concavidade aberta (lOA) e tendo uma parede (11), caracterizado pelo fato de que sua parede (11) compreende pelo menos uma plataforma rígida de posicionamento e/ou de suporte (16) projetada para acomodar a fixação de equipamento técnico a ser associado com o dito elemento de proteção.O elemento é projetado não somente para isolar tubulação, mas também para constituir um dispositivo direto para suportar e fixar equipamento técnico tal como uma linha de detecção.

Description

"ELEMENTO DE PROTEÇÃO ISOLANTE TERMICAMENTE PARA TUBULAÇÃO"

A invenção diz respeito a um elemento de proteção para isolamento térmico de tu-bulação, o elemento sendo também projetado para agir como um dispositivo de suporte paraequipamento técnico que tenha que ser encaminhado ao longo da tubulação. Em particular,o equipamento técnico idealmente segue a tubulação a fim de detectar quaisquer vazamen-tos da tubulação.

A invenção foi descrita mais particularmente no contexto do uso de tais elementosde proteção no campo de aeronáutica, particularmente para tubulação carregando ar emuma alta temperatura e/ou sob alta pressão. Entretanto, a invenção se aplica a todas as á-reas envolvendo elementos ou envoltórios de proteção para tubulação.

Em avião, dúzias de metros de tubulação são arranjadas para coletar ar em altastemperaturas (260°C a 540°C) ou sob pressão (5 a 15 bars (500 a 1.500 kPa)) de certasáreas, tais como nos motores, e para distribuir esse ar para sistemas de tratamento que par-ticularmente tornam possível fornecer ar condicionado e/ou pressurizado para espaços es-pecíficos tais como a cabine, na área de passageiros, ou fornecer ar quente para as asas doavião a fim de degelar seus bordos de ataque.

A tubulação atravessa áreas despressurizadas do avião que são submetidas àscondições de transporte e, portanto, ficam expostas às condições de temperatura e pressãodo ambiente circundante, particularmente com temperaturas de até -50°C e pressões tãobaixas quanto 0,2 bar (20 kPa). Por causa disto é necessário isolar a tubulação termicamen-te a fim de carregar o ar pressurizado em altas temperaturas sem perdas térmicas excessivas.

Adicionalmente, é imperativo e mesmo exigido por padrões que a tubulação tenhaisolamento térmico que seja de tal maneira que a temperatura da superfície da tubulaçãonão exceda 204°C a fim de evitar o risco de autoignição de fluidos que inoportunamentepossam entrar em contato com o lado de fora dos tubos, já que estes tubos atravessam á-reas carregando fluidos tais como combustível de avião.

A tubulação é feita de metal e é isolada termicamente de uma maneira conhecidapor meio de envoltório feito de material isolante termicamente tal como espuma ou lã mine-ral, e elementos de proteção rígidos colocados acima do material isolante. Os elementos deproteção, ou pelo menos suas partes externas, de uma maneira geral são feitos de metal oumateriais compostos ou silicone ou mesmo titânio.

Os elementos de proteção são formados de duas metades de envoltório nas quaiso tubo é encaixado e circundado por material isolante. As metades de envoltório são torna-das integrais com o tubo por meio de soldagem nas suas extremidades livres, as quais têmseções de conexão de metal com uma seção transversal em forma de Z, um lado da qual éconectado à parte externa de uma metade de envoltório por meio de colagem ou soldagemenquanto que o outro lado é projetado para ser soldado ao tubo.

A tubulação é formada de seções unidas extremidade a extremidade e soldadasumas às outras, e algumas destas são conectadas a sistemas de fechamento e aberturae/ou regulagem tais como válvulas ou compensadores angulares. Existe um risco de vaza-mentos dos tubos e de suas conexões, por exemplo, se relacionando com a propagação detrincas na tubulação, soldagem incorreta entre seções ou a perda de estanqueidade em umsistema de válvulas.

Detecção de vazamento, entretanto, é uma necessidade, porque estes tubos se si-tuam, tal como foi dito anteriormente, em zonas contendo fluidos que podem autoinflamarem contato com ar em uma alta temperatura.

Também, vazamentos podem resultar ds*uma perda de função pelo sistema final aser fornecido (descongelamento, condicionamento de ar, etc.).

A fim de detectar quaisquer vazamentos da tubulação, as metades de envoltório deisolamento térmico têm orifícios ou furos de aeração dos quais ar quente pode escapar nocaso de um vazamento, enquanto que um dispositivo de detecção tal como uma linha dedetecção é colocado ao longo da tubulação, com sensores opostos aos furos de aeraçãoque são capazes de detectar qualquer ar quente que possa escapar.

Uma linha de detecção é instalada com suportes similares a anéis que são adicio-nados em volta do isolamento térmico dos tubos, os quais retêm um cabo a uma certa dis-tância do tubo, carregando sensores espaçados regularmente que são localizados opostosaos furos de aeração.

Estes dispositivos de detecção somente podem ser colocados no lugar após a tubu-lação ter sido instalada. Por causa do entrelaçamento de tubos em um pequeno espaço, otrabalho de colocar no lugar e fixar diversos anéis não é prático e permanece melindroso,tanto mais já que subseqüentemente é necessário posicionar corretamente o cabo com ossensores e os sensores opostos aos furos de aeração. Além disso, um anel fixado incorre-tamente pode resultar em movimento de cabo e assim uma mudança na posição de um oumais sensores, o que acaba com a chance de detecção eficiente ou mesma efetiva.

A invenção é assim planejada para fornecer um elemento de proteção isolante ter-micamente para tubulação a fim de formar um envoltório de isolamento térmico, cujo ele-mento de proteção execute a função adicional de suportar equipamento técnico e permitindoinstalação rápida e fácil do equipamento, enquanto garantindo posicionamento apropriado, ecuja instalação permaneça mais segura ao longo do tempo.

De acordo com a invenção, o elemento de proteção isolante termicamente para tu-bulação compreende um corpo oco com concavidade aberta tal como uma metade de envol-tório, e tendo uma parede, e é caracterizado em que sua parede compreende pelo menosuma plataforma rígida de posicionamento e/ou de suporte que é projetada para acomodar afixação do equipamento técnico que é para ser associado com o dito elemento de proteção.

Essa plataforma é assim integrada à espessura da parede. Ela não constitui um e-Iemento independente, mas forma parte integral do corpo ao ser um elemento constitutivo einseparável do dito corpo. Ela forma uma superfície substancialmente plana. Ela constituium meio para posicionar e/ou fixar um dispositivo externo ao elemento de proteção e distintado outro elemento de proteção que pode ser acrescentado em um modo oposto ao dito ele-mento e oposto à cavidade em um modo tal como para formar um envoltório completo.

A plataforma fornece assim um suporte para fixação subsequente.

Também, ela impõe a localização do equipamento técnico a ser associado com omaterial protetor em volta do tubo. Não existe necessidade de primeiro calcular e posicionaro lugar onde a localização e/ouTlxaçãoTSo equipamento técnico são para serem planejadas.

A plataforma também é usada para tornar a metade de envoltório mais rígida, evi-tando assim deformação da metade de envoltório ao longo do tempo.

Por fim, a plataforma fica elevada acima do restante do corpo e, portanto, acima dotubo, colocando o equipamento técnico a ser associado a uma certa distância de separaçãodo tubo. Em particular, para aplicação em aeronáutica com linhas de detecção, as linhas sãoposicionadas automaticamente na distância exigida do envoltório e são posicionadas comcerta regularidade.

Essa elevação ou saliência em relação ao lado externo do corpo confrontando oambiente externo é fornecida no lado mais alto da parede a fim de torná-la acessível maisfacilmente como um dispositivo para posicionamento e fixação. Essa plataforma não é umdispositivo para conectar ou montar dois corpos ocos um com o outro para formar um envol-tório, mas tem a função de permitir o posicionamento e fixação apropriados de um elementoexterno acrescentado.

De acordo com uma característica, a plataforma compreende pelo menos um furoconstituindo um dispositivo de fixação. Ele é projetado para alojar um parafuso ou rebite, porexemplo, para fixar o elemento técnico.

A plataforma é projetada para ser suficientemente rígida. Desse modo, a paredepode ser muito reforçada pela natureza do material ou materiais que constituem a dita plata-forma. Como uma alternativa ou em combinação, a plataforma pode ter uma forma onde aslinhas são projetadas para reforçar a estrutura. Pode ser considerado que a plataforma tempelo menos um inserto do tipo metálico embutido na parede do corpo do elemento.

De acordo com uma outra característica, a parede do corpo é elaborada de materi-al(s) isolante(s) que é(são) capaz(s) de ser(m) moldado(s), tais como materiais feitos deplástico do tipo de resina epóxi e/ou fibras isolantes termicamente tais como fibras de vidro.

Além da sua propriedade de isolamento térmico, o material composto do elementode proteção da invenção oferece a vantagem de reduzir a massa da estrutura em relação aum envoltório de metal, o que não é sem valor em avião, onde a redução de peso é umapreocupação constante, particularmente a fim de economizar combustível e proteger o am-biente.

Vantajosamente, a parede do corpo do elemento de proteção tem pelo menos umfuro de escape que pode ser coberto por uma almofada protetora que pode ser removível ounão, e o furo de escape é preferencialmente colocado perto da plataforma.

A almofada removível torna possível usar elementos de proteção com ou sem umfuro. Se um ou mais furos de escape forem úteis, particularmente na aplicação da invençãoem aeronáutica para detectar qualquer vazamento de fluido do tubo, é suficiente perfurar ouseparar a almofada protetora antes-de acrescentar ò elemento de proteção junto ao tubo.

O elemento de prote"ÇSo é projetado para cobrir de fato um tubo com sua concavi-dade aberta.

Ele e assim projetado para ser usado juntamente com uma cobertura complementaroposta para formar um envoltório protetor de isolamento que encerra o dito tubo.

O elemento de proteção da invenção é usado para fixar elementos técnicos proje-tados para seguir o caminho da tubulação junto à qual o dito elemento é acrescentado.

Em particular, por meio da plataforma ou plataformas, ele suporta uma linha de de-tecção com pelo menos um sensor colocado oposto a um furo de escape a fim de detectarqualquer vazamento da tubulação. O arranjo do furo perto da plataforma vantajosamentetorna possível posicionar um sensor na localização apropriada, isto é, oposto a um furo, alinha de detecção suportando os sensores já sendo vantajosamente bem posicionada ao serfixada às plataformas.

Por fim, o elemento de proteção é acrescentado junto à tubulação arranjada maisparticularmente em uma construção ou em um veículo de locomoção do tipo do ar, trilho,água ou de estrada.

Esta invenção será descrita agora com exemplos que são meramente ilustrativos enão limitam em modo algum o escopo da invenção, e com referência aos desenhos anexos,em que:

A figura 1 representa uma vista em perspectiva de um elemento de proteção de a-cordo com a invenção;

A figura 2 é uma vista de uma seção longitudinal de um tubo associado com ele-mentos de proteção de acordo com a invenção e elementos complementares para formarenvoltórios protetores para o tubo;

A figura 3 representa uma perspectiva e vista superior do elemento de proteção dafigura 1;

A figura 4 representa uma perspectiva e vista seccional de uma plataforma do ele-mento de proteção de acordo com a invenção.A figura 1 ilustra um elemento de proteção 1 de acordo com a invenção para o iso-lamento térmico de tubos.

Este elemento de proteção, com uma concavidade aberta 10A, forma uma metadede envoltório. Seu material constitutivo é material que é capaz de ser moldado. É preferivel-mente um material composto feito de plástico do tipo de resina epóxi e/ou de fibras compropriedades de isolamento térmico tais como fibras de vidro.

Uma metade de envoltório como esta é projetada para cobrir tubos ao ser montadaoposta a uma metade de envoltório com propriedades mecânicas e de isolamento similarese de uma maneira geral de forma equivalente, para formar um envoltório protetor.

A figura 2 representa uma vista seccional de um tubo 2 encaixado entre uma meta-de de envoltorio 1 dainvenção e a metade de envoltório complementar 3, compondo conjun-tamente um envoltório protetor 4 em volta do tubo. Um envoltório como este é usado, porexemplo, para a proteção térmica dos tubos usados em avião, os quais transportam ar emuma alta temperatura (até 540°C). Os tubos são envolvidos pelo isolamento térmico 5 talcomo espuma ou lã de isolamento e cobertos pelo envoltório de proteção 4 que forma umrevestimento externo, cuja temperatura não excede 204°C de acordo com os padrões apli-cáveis na área de aeronáutica.

O elemento de proteção ou a metade de envoltório 1 pode ser reto ou curvo para seadaptar à forma do tubo a cobrir.

Tal como ilustrado nas figuras 1 e 3, o elemento de proteção 1 tem um corpo 10compreendendo uma parede 11 com uma forma que é substancialmente côncava ou semici-líndrica para cooperar com a forma substancialmente cilíndrica dos tubos, e as extremidadeslivres 12.

Vantajosamente, a parede 11 tem um rebaixo 13 em cada extremidade 12 do corpoque é projetado para tornar o elemento de proteção integral com o tubo.

A parede 11 tem as bordas laterais livres 14 projetadas para constituir bordas desuporte para as bordas opostas da metade de envoltório complementar 3 para montagem.

Opcionalmente, e em relação com o propósito da metade de envoltório, a metadede envoltório tem os furos 8 para permitir, tal como será descrito mais tarde, que o fluidoescoando nos tubos escape se os tubos tiverem um vazamento.

Tal como pode ser visto na figura 2, o elemento de proteção 1 é montado sobre otubo ao colocar a concavidade 10A do corpo junto ao isolamento 5, e ao fixar as extremida-des 12 junto ao tubo 2. A fixação é executada ao colar o dispositivo 6 adaptado para a co-nexão do material de metal do tubo aos materiais compostos das extremidades 12, maisparticularmente do rebaixo 13.

Deve-se notar que a fixação das extremidades 12 do elemento de proteção é exe-cutada vantajosamente de forma direta no corpo 10 pela conformação adaptada dos ressal-tos 13. Entretanto, o corpo 10, tal como na técnica anterior, pode ter as extremidades 12sem ressaltos; uma seção de metal em forma de Z seria então acrescentada por meio decolagem junto ao lado de dentro da parede 11 em cada extremidade 12, e o elemento deproteção seria fixado ao soldar as seções de metal junto ao tubo.

A metade de envoltório complementar 3 é acrescentada e fixada ao tubo da mesmamaneira que o elemento de proteção 1. Ela é montada com o elemento de proteção 1 aosoldar suas bordas laterais às bordas de suporte 14 do dito elemento de proteção.

Tal como pode ser visto na figura 2, o tubo 2 compreende os diversos envoltórios 4unidos extremidade a extremidade uns com os outros para seguir a linearidade ou curvas dotubo. Cada elemento de proteção 1 de um envoltório de proteção é associado com o mesmolado do tubo.

De acordo com a invenção, o elemento de proteção 1 age como o dispositivo parasuportar e posicionar o equipamento técnico 7 a ser associado com o tubo (figura 2).

O equipamento técnico 7, por exemplo, pode ser uma linha de detecção para detec-tar vazamentos de ar ou outros gases do tubo. A linha propriamente dita pode ser um sensorou ser substituída por uma série de sensores 70 distribuídos distintamente, e imperativa-mente deve seguir o tubo, a uma distância específica do tubo e de uma tal maneira que ossensores sejam colocados nas proximidades imediatas de pelo menos um furo de escape 8fornecido no elemento de proteção. No caso de um vazamento, o ar escapa pelos furos 8 eé detectado pelos sensores.

De acordo com a invenção, o elemento de proteção tem uma configuração que ofaz suportar diretamente a linha de detecção. A parede 11 do elemento de proteção 1 com-preende pelo menos uma forma se projetando ou plataforma rígida 16 que constitui um dis-positivo para posicionar e/ou suportar o equipamento técnico 7 a ser associado com o ditoelemento.

A plataforma constitui uma saliência em relação ao lado externo 11A da parede, oqual é o lado oposto à concavidade aberta 10A. Ela é formada por meio de moldagemquando o corpo do elemento é fabricado.

A plataforma 16 é suficientemente rígida ou pode integrar na parede do corpo, talcomo pode ser visto nas figuras 2 e 4, pelo menos um inserto de metal 9, para fornecer umazona de suporte e fixação. O inserto é tornado integral por inserção no material composto docorpo 10 durante a fabricação por meio de moldagem do elemento de proteção.

A plataforma 16 vantajosamente tem pelo menos um furo 17 que pode ser visto nasfiguras 3 e 4, o qual é projetado para cooperar com uma peça de fixação 90 (figura 2) talcomo um parafuso ou um rebite para fixar o elemento técnico 7. Dependendo do tipo de fi-xação usada para o equipamento a associar, o furo pode ser liso ou rosqueado.

A linha de detecção é assim fixada, por exemplo, no modo mostrado na figura 2, adita linha de detecção sendo um cabo associado a uma distância do restante do corpo 10 doelemento de proteção, e assim a uma distância do tubo. A linha pode ser substituída poruma série de sensores 70 distribuídos distintamente. Os sensores são então posicionadosde forma apropriada, diretamente opostos aos furos de escape 8.

O elemento de proteção na invenção, portanto, é usado para fornecer, além da suafunção de isolamento térmico, a função de suporte para posicionar e/ou fixar equipamento,graças à presença de uma plataforma rigidificada formando uma superfície que é apropriadapara fixação.

Claims (10)

1. Elemento de proteção isolante termicamente (1) para tubulação, compreendendoum corpo oco (10) com uma concavidade aberta (10A) e tendo uma parede (11),CARACTERIZADO pelo fato de que sua parede (11) compreende pelo menos uma plata-forma rígida (16) constituindo uma saliência em relação ao lado externo (11A) da parede econstituindo um dispositivo de posicionamento e/ou de suporte projetado para acomodar afixação de equipamento técnico a ser associado com o dito elemento de proteção.

2. Elemento de proteção, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelofato de que a plataforma (16) compreende pelo menos um furo (17) constituindo um disposi-tivo de fixação.

3. Elemento de proteção, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADOpelo fato de que a plataforma (16) compreende pelo menos um inserto (9) embutido na pa-rede (11) do corpo do elemento.

4. Elemento de proteção, de acordo com qualquer uma das reivindicações anterio-res, CARACTERIZADO pelo fato de que a parede (10) do corpo é feita de material(s) isolan-te(s) termicamente capaz(s) de ser(m) moldado(s), tais como materiais feitos de plástico dotipo de resina epóxi, e/ou de fibras isolantes termicamente tais como fibras de vidro.

5. Elemento de proteção, de acordo com qualquer uma das reivindicações anterio-res, CARACTERIZADO pelo fato de que a parede (10) do corpo tem pelo menos um furo deescape (8) que pode ser coberto por uma almofada de proteção que é removível ou não, ofuro de escape sendo colocado preferencialmente perto da plataforma (16).

6. Elemento de proteção, de acordo com qualquer uma das reivindicações anterio-res, CARACTERIZADO pelo fato de que ele é projetado para cobrir um tubo (2) com suaconcavidade aberta (10A).

7. Elemento de proteção, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelofato de que ele é projetado para ser associado com uma cobertura complementar (3) locali-zada oposta a ele para formar um envoltório de proteção isolante (4) encerrando o dito tubo (2).

8. Elemento de proteção, de acordo com qualquer uma das reivindicações anterio-res, CARACTERIZADO pelo fato de que ele é usado para fixar elementos técnicos (7) proje-tados para seguir o caminho da tubulação junto à qual o dito elemento é acrescentado.

9. Elemento de proteção, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelofato de que ele suporta, por meio da plataforma ou plataformas (16), uma linha de detecção(7) com pelo menos um sensor (70) arranjado oposto a um furo de escape (8).

10. Elemento de proteção, de acordo com qualquer uma das reivindicações anterio-res, CARACTERIZADO pelo fato de que ele é acrescentado junto à tubulação arranjada emuma construção ou em um veículo de locomoção do tipo do ar, trilho, água ou de estrada.