BRPI1000551B1 - 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 tubulação, o elemento sendo também projetado para agir como um dispositivo de suporte para equipamento técnico que tenha que ser encaminhado ao longo da tubulação. Em particular, o equipamento técnico idealmente segue a tubulação a fim de detectar quaisquer vazamentos da tubulação. A invenção foi descrita mais particularmente no contexto do uso de tais elementos de proteção no campo de aeronáutica, particularmente para tubulação carregando ar em uma 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 altas temperaturas (260°C a 540°C) ou sob pressão (5 a 15 bars (500 a 1.500 kPa)) de certas áreas, tais como nos motores, e para distribuir esse ar para sistemas de tratamento que particularmente tornam possível fornecer ar condicionado e/ou pressurizado para espaços específicos tais como a cabine, na área de passageiros, ou fornecer ar quente para as asas do avião a fim de degelar seus bordos de ataque. _ A tubulação atravessa áreas despressurizadas do avião que são submetidas às condições de transporte e, portanto, ficam expostas às condições de temperatura e pressão do ambiente circundante, particularmente com temperaturas de até -50°C e pressões tão baixas quanto 0,2 bar (20 kPa). Por causa disto é necessário isolar a tubulação termicamente 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 tenha isolamento térmico que seja de tal maneira que a temperatura da superfície da tubulação não exceda 204°C a fim de evitar o risco de autoignição de fluidos que inoportunamente possam 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 conhecida por meio de envoltório feito de material isolante termicamente tal como espuma ou lã mineral, e elementos de proteção rígidos colocados acima do material isolante. Os elementos de proteção, ou pelo menos suas partes externas, de uma maneira geral são feitos de metal ou materiais compostos ou silicone ou mesmo titânio.

Os elementos de proteção são formados de duas metades de envoltório nas quais o tubo é encaixado e circundado por material isolante. As metades de envoltório são tornadas integrais com o tubo por meio de soldagem nas suas extremidades livres, as quais têm seções de conexão de metal com uma seção transversal em forma de Z, um lado da qual é conectado à parte externa de uma metade de envoltório por meio de colagem ou soldagem enquanto que o outro lado é projetado para ser soldado ao tubo. A tubulação é formada de seções unidas extremidade a extremidade e soldadas umas às outras, e algumas destas são conectadas a sistemas de fechamento e abertura e/ou regulagem tais como válvulas ou compensadores angulares. Existe um risco de vazamentos dos tubos e de suas conexões, por exemplo, se relacionando com a propagação de trincas na tubulação, soldagem incorreta entre seções ou a perda de estanqueidade em um sistema de válvulas.

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

Também, vazamentos podem resultar de uma perda de função pelo sistema final a ser fornecido (descongelamento, condicionamento de ar, etc.). A fim de detectar quaisquer vazamentos da tubulação, as metades de envoltório de isolamento térmico têm orifícios ou furos de aeração dos quais ar quente pode escapar no caso de um vazamento, enquanto que um dispositivo de detecção tal como uma linha de detecção é colocado ao longo da tubulação, com sensores opostos aos furos de aeração que são capazes de detectar qualquer ar quente que possa escapar.

Uma linha de detecção é instalada com suportes similares a anéis que são adicionados em volta do isolamento térmico dos tubos, os quais retêm um cabo a uma certa distância do tubo, carregando sensores espaçados regularmente que são localizados opostos aos furos de aeração.

Estes dispositivos de detecção somente podem ser colocados no lugar após a tubulação ter sido instalada. Por causa do entrelaçamento de tubos em um pequeno espaço, o trabalho de colocar no lugar e fixar diversos anéis não é prático e permanece melindroso, tanto mais já que subsequentemente é necessário posicionar corretamente o cabo com os sensores e os sensores opostos aos furos de aeração. Além disso, um anel fixado incorretamente pode resultar em movimento de cabo e assim uma mudança na posição de um ou mais 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 termicamente para tubulação a fim de formar um envoltório de isolamento térmico, cujo elemento de proteção execute a função adicional de suportar equipamento técnico e permitindo instalação rápida e fácil do equipamento, enquanto garantindo posicionamento apropriado, e cuja instalação permaneça mais segura ao longo do tempo.

De acordo com a invenção, o elemento de proteção isolante termicamente para tubulação compreende um corpo oco com concavidade aberta tal como uma metade de envoltório, e tendo uma parede, e é caracterizado em que sua parede compreende pelo menos uma plataforma rígida de posicionamento e/ou de suporte que é projetada para acomodar a fixação 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-lemento independente, mas forma parte integral do corpo ao ser um elemento constitutivo e inseparável do dito corpo. Ela forma uma superfície substancialmente plana. Ela constitui um meio para posicionar e/ou fixar um dispositivo externo ao elemento de proteção e distinta do outro elemento de proteção que pode ser acrescentado em um modo oposto ao dito elemento 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 o material protetor em volta do tubo. Não existe necessidade de primeiro calcular e posicionar o lugar onde a localização e/ou fixação do equipamento técnico são para serem planejadas. A plataforma também é usada para tornar a metade de envoltório mais rígida, evitando assim deformação da metade de envoltório ao longo do tempo.

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

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

De acordo com uma característica, a plataforma compreende pelo menos um furo constituindo um dispositivo de fixação. Ele é projetado para alojar um parafuso ou rebite, por exemplo, para fixar o elemento técnico. A plataforma é projetada para ser suficientemente rígida. Desse modo, a parede pode ser muito reforçada pela natureza do material ou materiais que constituem a dita plataforma. Como uma alternativa ou em combinação, a plataforma pode ter uma forma onde as linhas são projetadas para reforçar a estrutura. Pode ser considerado que a plataforma tem pelo 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 de plástico 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 elemento de proteção da invenção oferece a vantagem de reduzir a massa da estrutura em relação a um envoltório de metal, o que não é sem valor em avião, onde a redução de peso é uma preocupação constante, particularmente a fim de economizar combustível e proteger o ambiente.

Vantajosamente, a parede do corpo do elemento de proteção tem pelo menos um furo de escape que pode ser coberto por uma almofada protetora que pode ser removível ou não, e o furo de escape é preferencialmente colocado perto dajjlataforma. A almofada removível torna possível usar elementos de proteção com ou sem um furo. Se um ou mais furos de escape forem úteis, particularmente na aplicação da invenção em aeronáutica para detectar qualquer vazamento de fluido do tubo, é suficiente perfurar ou separar a almofada protetora antes de acrescentar o elemento de proteção junto ao tubo. O elemento de proteção é projetado para cobrir de fato um tubo com sua concavidade aberta.

Ele é assim projetado para ser usado juntamente com uma cobertura complementar oposta para formar um envoltório protetor de isolamento que encerra o dito tubo. O elemento de proteção da invenção é usado para fixar elementos técnicos projetados 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 detecção com pelo menos um sensor colocado oposto a um furo de escape a fim de detectar qualquer vazamento da tubulação. O arranjo do furo perto da plataforma vantajosamente torna possível posicionar um sensor na localização apropriada, isto é, oposto a um furo, a linha de detecção suportando os sensores já sendo vantajosamente bem posicionada ao ser fixada às plataformas.

Por fim, o elemento de proteção é acrescentado junto à tubulação arranjada mais particularmente 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 e não 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 elementos de proteção de acordo com a invenção e elementos complementares para formar envoltórios protetores para o tubo; A figura 3 representa uma perspectiva e vista superior do elemento de proteção da figura 1; A figura 4 representa uma perspectiva e vista seccional de uma plataforma do elemento de proteção de acordo com a invenção. A figura 1 ilustra um elemento de proteção 1 de acordo .com a invenção para o isolamento térmico de tubos.

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

Uma metade de envoltório como esta é projetada para cobrir tubos ao ser montada oposta a uma metade de envoltório com propriedades mecânicas e de isolamento similares e 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 metade de envoltório 1 da invenção e a metade de envoltório complementar 3, compondo conjuntamente um envoltório protetor 4 em volta do tubo. Um envoltório como este é usado, por exemplo, para a proteção térmica dos tubos usados em avião, os quais transportam ar em uma alta temperatura (até 540°C). Os tubos são envolvidos pelo isolamento térmico 5 tal como espuma ou lã de isolamento e cobertos pelo envoltório de proteção 4 que forma um revestimento externo, cuja temperatura não excede 204°C de acordo com os padrões aplicáveis na área de aeronáutica. O elemento de proteção ou a metade de envoltório 1 pode ser reto ou curvo para se adaptar à forma do tubo a cobrir.

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

Vantajosamente, a parede 11 tem um rebaixo 13 em cada extremidade 12 do corpo que 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 de suporte para as bordas opostas da metade de envoltório complementar 3 para montagem.

Opcionalmente, e em relação com o propósito da metade de envoltório, a metade de envoltório tem os furos 8 para permitir, tal como será descrito mais tarde, que o fluido escoando 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 o tubo ao colocar a concavidade 10A do corpo junto ao isolamento 5, e ao fixar as extremidades 12 junto ao tubo 2. A fixação é executada ao colar o dispositivo 6 adaptado para a conexão do material de metal do tubo aos materiais compostos das extremidades 12, mais particularmente do rebaixo 13.

Deve-se notar que a fixação das extremidades 12 do elemento de proteção é executada 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 12 sem ressaltos; uma seção de metal em forma de Z seria então acrescentada por meio de colagem junto ao lado de dentro da parede 11 em cada extremidade 12, e o elemento de proteção seria fixado ao soldar as seções de metal junto ao tubo. A metade de envoltório complementar 3 é acrescentada e fixada ao tubo da mesma maneira que o elemento de proteção 1. Ela^é montada com o elemento de proteção 1 ao soldar 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 4 unidos extremidade a extremidade uns com os outros para seguir a linearidade ou curvas do tubo. Cada elemento de proteção 1 de um envoltório de proteção é associado com o mesmo lado do tubo.

De acordo com a invenção, o elemento de proteção 1 age como o dispositivo para suportar 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 detectar vazamentos de ar ou outros gases do tubo. A linha propriamente dita pode ser um sensor ou ser substituída por uma série de sensores 70 distribuídos distintamente, e imperativamente deve seguir o tubo, a uma distância específica do tubo e de uma tal maneira que os sensores sejam colocados nas proximidades imediatas de pelo menos um furo de escape 8 fornecido no elemento de proteção. No caso de um vazamento, o ar escapa pelos furos 8 e é detectado pelos sensores.

De acordo com a invenção, o elemento de proteção tem uma configuração que o faz suportar diretamente a linha de detecção. A parede 11 do elemento de proteção 1 compreende pelo menos uma forma se projetando ou plataforma rígida 16 que constitui um dispositivo para posicionar e/ou suportar o equipamento técnico 7 a ser associado com o dito elemento. A plataforma constitui uma saliência em relação ao lado externo 11A da parede, o qual é o lado oposto à concavidade aberta 10A. Ela é formada por meio de moldagem quando o corpo do elemento é fabricado. A plataforma 16 é suficientemente rígida ou pode integrar na parede do corpo, tal como pode ser visto nas figuras 2 e 4, pelo menos um inserto de metal 9, para fornecer uma zona de suporte e fixação. O inserto é tornado integral por inserção no material composto do corpo 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 nas figuras 3 e 4, o qual é projetado para cooperar com uma peça de fixação 90 (figura 2) tal como um parafuso ou um rebite para fixar o elemento técnico 7. Dependendo do tipo de fixação 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, a dita linha de detecção sendo um cabo associado a uma distância do restante do corpo 10 do elemento de proteção, e assim a uma distância do tubo. A linha pode ser substituída por uma série de sensores 70 distribuídos distintamente. Os sensores são então posicionados de forma apropriada, diretamente opostos aos furos de escape 8. O elemento de proteção na invenção, portanto, é usado para fornecer, além da sua função 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 apropriada para fixação.

REIVINDICAÇÕES

Claims (9)

1. Elemento de proteção (1) isolante termicamente (5) para tubulação, compreendendo um 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 plataforma rígida (16) que é integrada na espessura da parede (11), em que a plataforma rígida (16) constitui uma saliência em relação ao lado externo (11A) da parede e constitui um dispositivo de posicionamento e/ou de suporte projetado para acomodar a fixação de equipamento técnico a ser associado com o dito elemento de proteção, e em que a plataforma (16) compreende pelo menos um inserto (9) embutido na parede (11) do corpo do elemento.

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

3. Elemento de proteção, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 e 2, CARACTERIZADO pelo fato de que a parede (11) do corpo é feita de um ou mais materi-al(s) isolante(s) termicamente capaz(s) de ser(m) moldado(s), tais como materiais feitos de plástico do tipo de resina epóxi, e/ou de fibras isolantes termicamente tais como fibras de vidro.

4. Elemento de proteção, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores 1 a 3, CARACTERIZADO pelo fato de que a parede (11) do corpo tem pelo menos um furo de escape (8) que pode ser coberto por uma almofada de proteção que é removível ou não, o furo de escape (8) sendo colocado preferencialmente perto da plataforma (16).

5. Elemento de proteção, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores 1 a 4, CARACTERIZADO pelo fato de que ele é projetado para cobrir um tubo (2) com sua concavidade aberta (10A).

6. Elemento de proteção, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de que ele é projetado para ser associado com uma cobertura complementar (3) localizada oposta a ele para formar um envoltório de proteção isolante (4) encerrando o dito tubo (2).

7. Elemento de proteção, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores 1 a 6, CARACTERIZADO pelo fato de que ele é usado para fixar elementos técnicos (7) projetados para seguir o caminho da tubulação junto à qual o dito elemento é acrescentado.

8. Elemento de proteção, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato 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).

9. Elemento de proteção, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores 1 a 8, CARACTERIZADO pelo fato de que ele é acrescentado junto à tubulação arranja- da em uma construção ou em um veículo de locomoção do tipo do ar, trilho, água ou de estrada.