BRPI0905754A2

BRPI0905754A2 - seção de duto, sistema de duto e método para formar uma seção de duto

Info

Publication number: BRPI0905754A2
Application number: BRPI0905754A
Authority: BR
Inventors: Amy Arnaud; Fernandes Leslie
Original assignee: Senior Operations Llc
Priority date: 2008-01-31
Filing date: 2009-01-30
Publication date: 2019-09-17
Also published as: EP2235419A2; BRPI0905754B1; EP2235419B1; WO2009131607A2; CN101939578A; CA2713886C; HK1152740A1; WO2009131607A3; CN101939578B; RU2010130359A; US8211518B2; EP2235419A4; WO2009131607A8; US20100037974A1; CA2713886A1; RU2476751C2; ES2531524T3

Abstract

seção de duto, sistema de duto e método para formar uma seção de duto trata-se de uma seção de duto (10) e um sistema, que inclui uma saia laminada (24), que age como um duto secundário, para aplicações aeroespaciais e outras aplicações, e um método para a constrúção da mesma. a estrutura de duto incorpora um tubo de duto principal metálico, com uma saia laminada que circunda o tubo de duto principal e é separada do mesmo por uma abertura anular . a saia laminada inclui uma camada interna metálica e uma camada externa polimérica. preferi velmente, a camada metálica fina é um material resistente à corrosão tal como aço inoxidável resistente à corrosão ou titânio. em uma realização da invenção, a camada polimérica externa é um material de poliimida, tal como tecido de fibra de vidro impregnado com resina de poliimida.

Description

SEÇÃO DE DUTO, SISTEMA DE DUTO E MÉTODO PARA FORMAR UMA SEÇÃO DE DUTO

O presente pedido de patente é uma continuação em parte, e reivindica a prioridade da data de depósito do pedido de patente US 11/700.797, depositado em 31 janeiro 2007 e atualmente pendente.

Antecedentes da invenção

Campo da Invenção

A presente invenção refere-se de maneira geral às 10 estruturas de dutos para o uso em avião, e aos métodos para a produção das mesmas.

A titulo de exemplo, os dutos são empregados em aviões para carregar o ar sangrado dos motores, particularmente motores de turbina, para fornecer o ar 15 pressurizado aquecido, para prover a pressurização da cabine e o controle ambiental da cabine e para descongelar as bordas dianteiras e/ou traseiras e/ou outras superficies das asas do avião. Tais dutos devem ter a capacidade de suportar temperaturas internas de 800°F ou mais, enquanto 20 as estruturas circunvizinhas no interior do avião são expostas às temperaturas não superiores a 400°F, para impedir que danos sejam causados a tais estruturas circunvizinhas. Além disso, tais dutos devem poder suportar, por períodos de tempo prolongados, pressões 25 nominais do duto maiores do que a pressão do ar ambiente, de até 60 psig.

É sabido que tais dutos eram isolados ao enrolar o único tubo do duto de metal com um arranjo de isolamento que consiste em uma manta de isolamento tal como aqueles 30 conhecidos no estado da técnica como E-felt, Q-fiber, ou Min-K ou com uma manta térmica similar, a qual é então coberta com uma cobertura de tecido de fibra de vidro impregnado com borracha de silicone.

2/18

Tal construção de isolamento não se destina, nem é capaz de funcionar como um arranjo para suportar carga, ou para a contenção dos gases pressurizados aquecidos que fluem através do duto, caso o duto desenvolva uma ruptura. Além disso, dessa maneira, uma vez que tal arranjo de isolamento não seja tipicamente afixado de maneira firme ao duto subjacente, é possível que o isolamento gire sobre o duto durante o uso em serviço. Nas aplicações de serviço.em que sistemas de detecção de vazamento de duto são empregados, em que um sensor pode ser colocado sobre uma abertura ou um espaço vazio intencionalmente providos no isolamento, a rotação do isolamento pode conduzir ao direcionamento incorreto dos gases que vazam, causando desse modo a detecção errônea de tais vazamentos.

Descrição resumida da invenção

A presente invenção compreende, em uma realização, uma seção de duto, para conduzir fluido gasoso de um primeiro local a um segundo local. A seção de duto pode incluir um membro de duto principal, que tem uma primeira extremidade e uma segunda extremidade; e uma saia de múltiplas camadas, que tem uma primeira extremidade e uma segunda extremidade, circundando circunferencialmente pelo menos uma parte do membro de duto principal. A primeira extremidade do membro de duto principal pode ser disposta próxima à primeira extremidade da saia de múltiplas camadas e a segunda extremidade do membro de duto principal é disposta próxima à segunda extremidade da saia de múltiplas camadas.

Um primeiro aro de fechamento pode ser disposto próximo às primeiras extremidades do membro de duto principal e da saia de múltiplas camadas, respectivamente, e afixado às mesmas. Um segundo aro de fechamento pode ser disposto próximo às segundas extremidades do membro de duto

3/18 <► „ principal e da saia de múltiplas camadas, respectivamente, e afixado às mesmas.

A saia tem uma superfície interna e uma superfície externa, com uma camada interna metálica 5 posicionada na superfície interna. Uma camada externa polimérica pode ser unida à superfície externa da camada interna metálica.

A presente invenção também compreende um sistema de duto para conduzir fluido gasoso de um primeiro local a um segundo local, o qual compreende pelo menos duas seções de duto, em que cada seção de duto tem um· membro de duto principal, que tem uma primeira extremidade e uma segunda extremidade; e uma saia de múltiplas camadas, que tem uma primeira extremidade e uma segunda extremidade, circundando , 15 circunferencialmente pelo menos uma parte do membro de duto principal. A primeira extremidade do membro de duto principal pode ser disposta próxima à primeira extremidade da saia de múltiplas camadas e a segunda extremidade do membro de duto principal é disposta próxima à segunda extremidade da saia de múltiplas camadas.

Um primeiro aro de fechamento pode ficar próximo às primeiras extremidades do membro de duto principal e da saia de múltiplas camadas, respectivamente, e afixado às mesmas. Um segundo aro de fechamento pode ser disposto próximo às segundas extremidades do membro de duto principal e da saia de múltiplas camadas, respectivamente, e afixado às mesmas.

A saia tem uma superfície interna e uma superfície externa, com uma camada interna metálica posicionada na superfície interna. Uma camada externa polimérica pode ser unida à superfície externa da camada interna metálica.

Além disso, flanges da primeira e segunda

4/18

Ο . extremidade do duto são afixados à primeira e segunda extremidades do membro de duto principal, em que a primeira e segunda seções do duto são dispostas em uma relação de confinamento de uma em relação à outra com um flange de 5 extremidade do duto de uma pelo menos duas seções do duto confinando com um flange de extremidade do duto da outra de pelo menos duas seções do duto. Um prendedor acopla os flanges de extremidade do duto confinantes, e é afixado aos mesmos, para formar um acoplamento entre uma e outra de 10 pelo menos duas seções do duto.

A presente invenção também compreende um método para a formação de uma seção do duto, para conduzir fluido gasoso de um primeiro local a um segundo local, em que o método compreende as etapas de:

* 15 provisão de um membro de duto principal, que tem uma primeira extremidade e uma segunda extremidade;

provisão de uma saia de múltiplas camadas, que tem uma primeira extremidade e uma segunda extremidade, circundando circunferencialmente pelo menos uma parte do 20 membro de duto principal;

em que a primeira extremidade do membro de duto principal é disposta próxima à primeira extremidade da saia de múltiplas camadas e a segunda extremidade do membro de duto principal é disposta próxima à segunda extremidade da 25 saia de múltiplas camadas;

provisão de um primeiro aro de fechamento disposto próximo às primeiras extremidades do membro de duto principal e da saia de múltiplas camadas, respectivamente, e afixado às mesmas;

provisão de um segundo aro de fechamento disposto próximo às segundas extremidades do membro de duto principal e da saia de múltiplas camadas, respectivamente, e afixado às mesmas;

5/18 sendo que a etapa de provisão de uma saia de múltiplas camadas também inclui as etapas de provisão da saia com uma camada interna metálica; e uma camada externa polimérica, unida a uma superfície externa da camada interna metálica.

Breve descrição dos desenhos

A figura 1 é uma elevação lateral, em seção, de uma seção de duto de acordo com uma realização da invenção.

A figura 2 é uma elevação lateral fragmentada, em seção, de duas seções de duto de acordo com a figura 1, mostrada disposta de extremidade a extremidade, tal como seria realizado em uma realização prática da invenção.

A figura 3 é uma vista ampliada fragmentada em

perspectiva	da junção entre	as	duas	seções de	duto
mostradas na	figura 2.
A	figura 4 é um	fluxograma	esquemático	que
ilustra as	etapas no processo	de	formação das metades

metálicas ou coberturas da estrutura da saia, de acordo com uma realização da invenção.

A figura 5 é um fluxograma esquemático que ilustra o processo de montagem das metades metálicas ou coberturas da estrutura da saia, de acordo com uma realização da invenção, e subsequentemente de formação da camada externa de polímero sobre as mesmas.

A figura 6 é uma vista esquemática em perspectiva de um método alternativo para a formação de uma saia, mostrando a etapa de enrolamento de uma camada de metal em torno de um mandril.

A figura 7 é uma vista esquemática em perspectiva do método alternativo da figura 6, mostrando a etapa subsequente de enrolamento de uma camada de polímero em torno da.camada de metal.

A figura 8 é uma vista esquemática de perspectiva

6/18 do método alternativo da figura 6, mostrando a etapa subseqüente de dividir a saia longitudinalmente para permitir a remoção do mandril e a colocação em um membro de duto principal.

Descrição detalhada da invenção

Embora a presente invenção seja suscetível a realizações em muitas formas diferentes, está mostrado nos desenhos, e aqui descrita em detalhes, uma realização, devendo ser compreendido que a descrição atual deve ser considerada como um exemplo dos princípios da invenção e não se presta a limitar a invenção à realização ilustrada.

A descrição a seguir e os desenhos são ilustrativos e não devem ser interpretados como limitadores. Numerosos detalhes específicos são descritos para propiciar uma compreensão ampla da invenção. No entanto, em determinados exemplos, os detalhes bem conhecidos ou convencionais não são descritos a fim de impedir que a descrição fique sem clareza. As referências a uma ou mais realizações na presente invenção podem ser, mas são não necessariamente, referências à mesma realização; e, tais referências se referem a pelo menos uma das realizações.

A referência neste relatório descritivo a uma realização ou realização significa que uma característica, uma estrutura, ou uma característica particular descrita em relação à realização estão incluídas em pelo menos uma realização da invenção. Os aparecimentos da expressão em uma realização em vários pontos no relatório descritivo não se referem todos necessariamente à mesma realização, nem são realizações separadas ou alternativas mutuamente exclusivas de outras realizações. Além disso, são descritas várias características que podem ser exibidas por algumas realizações e não por outras.

7/18

Similarmente, são descritos vários requisitos que podem ser requisitos para algumas realizações mas não outras realizações.

Os termos empregados neste relatório descritivo têm geralmente seus significados comuns no estado da técnica, dentro do contexto da invenção, e no contexto especifico onde cada termo é utilizado. Determinados termos que são utilizados para descrever a invenção são discutidos abaixo, ou em outra parte no relatório descritivo, para fornecer uma orientação adicional ao técnico a respeito da descrição da invenção. Para fins de conveniência, determinados termos podem ser enfatizados, por exemplo, utilizando itálicos e/ou aspas. O uso de ênfase não tem nenhuma influência no âmbito e significado de um termo; o âmbito e o significado de um termo são o mesmo, no mesmo contexto, quer estejam ou não enfatizados. Deve ser apreciado que a mesma coisa pode ser dita em mais de uma maneira.

Consequentemente, idiomas e sinônimos alternativos podem ser empregados para qualquer um ou mais dos termos aqui discutidos, e nem tem qualquer significado especial se um termo for ou não aqui elaborado ou discutido. Os sinônimos para determinados termos são fornecidos. Uma citação de um ou mais sinônimos não exclui o uso de outros sinônimos. 0 uso dos exemplos em qualquer ponto neste relatório descritivo que inclui exemplos de todos os termos aqui discutidos é apenas ilustrativo, e de nenhuma maneira limita o escopo e o siqnificado da invenção ou de qualquer termo exemplificado. Do mesmo modo, a invenção não fica limitada às várias realizações fornecidas neste relatório descritivo.

Sem a intenção de limitar o escopo da invenção, instrumentos exemplificadores, aparelhos, métodos e seus

8/18 resultados relacionados de acordo com as realizações da presente invenção são fornecidos abaixo. Deve ser observado que títulos ou subtítulos podem ser utilizados nos exemplos para fins de conveniência de um leitor, que de nenhuma maneira deve limitar o escopo da invenção. Além disso, determinadas teorias podem ser propostas e aqui apresentadas; no entanto, de nenhuma maneira, quer sejam corretas ou incorretas, elas devem limitam o escopo da invenção contanto que a invenção seja praticada de acordo com a descrição sem consideração a qualquer teoria ou esquema de ação particular.

A menos que esteja definido de ' alguma outra maneira, todos os termos técnicos e científicos aqui empreqados têm o mesmo significado que é compreendido geralmente por um técnico no assunto à qual esta invenção pertence. No caso de conflito, deve prevalecer o documento atual, incluindo as definições.

O termo próximo deve significar em ou perto do objeto que está sendo modificado pelo termo próximo. Todos os valores numéricos aqui fornecidos são fornecidos a título de exemplo e o escopo da invenção reivindicada não deve ser limitado desse modo de nenhuma maneira.

A presente invenção compreende, em parte, uma estrutura de duto para conduzir gases que podem estar a temperaturas e pressões maiores do que padrão as temperaturas e pressões do nível do mar padrão. Tais dutos podem encontrar uso em aplicações aeroespaciais, tais como dutos de deqelo, particuíarmente aqueles que têm estruturas de detecção de vazamento de sangria, bem como em outras aplicações aeroespaciais e não-aeroespaciais.

A seção 10 do duto de acordo com uma realização da invenção é mostrada na figura 1. A seção de duto 10 é preferivelmente um corpo de rotação, substancialmente se

9/18 não completamente radialmente simétrico em torno do eixo longitudinal 12.

A seção de duto 10 inclui o membro de duto principal cilíndrico 14, que pode ser fabricado de aço resistente à corrosão (por exemplo, CRES 321), titânio comercialmente puro ou em liga, ligas de níquel (por exemplo, Inconel 625, Inconel 718), ou qualquer outro material resistente à temperatura e pressão similar. Os flanges de extremidade de duto 16, 18 são afixados, tal como através de soldagem ou brasagem, às extremidades do membro de duto principal 14; especificamente, às superfícies externas das extremidades do membro de duto principal 14, na realização mostrada na figura 1, embora os flanges de extremidade de duto 16, 18 possam ser dimensionados para serem introduzido, e afixados às superfícies internas das extremidades do membro de duto principal 14, caso assim desejado.

Na realização mostrada nas figuras 1-3, antes da fixação dos flanges de extremidade de duto 16 e 18, os aros de fechamento 20, 22 são posicionados sobre, e afixados às superfícies externas das partes dos flanges de extremidade de duto 16 e 18, que são afixados diretamente às superfícies externas das extremidades do membro de duto principal 14. Outra vez, um método permanente de fixação, tal como soldagem ou brasagem, pode ser empregado. Em uma realização em que os flanges de extremidade de duto 16 e 18 são introduzidos nas extremidades do membro de duto principal 14, os aros de fechamento 20, 22 podem ser diretamente afixados às superfícies externas das extremidades do membro de duto principal 14. Os flanges de extremidade de duto 16 e 18 podem ser de qualquer configuração apropriada conhecida no estado da técnica, que seja suscetível à provisão de uma conexão de acoplamento

10/18 entre dois flanges de extremidade de duto complementares colocados em uma relação de confinamento, e fixados por um arranjo de aperto apropriado, tal como aqui discutido em mais detalhes. Além disso, os flanges de extremidade de duto 16 e 18 podem ser de qualquer material metálico apropriado, tal como CRES, comercialmente puro ou em liga de titânio, ligas de níquel (por exemplo, Inconel 625, Inconel 718), etc.

Para prover o isolamento e a proteção do membro de duto principal 14, e para servir como um duto secundário ou sobressalente na eventualidade de uma falha do membro de duto principal 14, é provida a saia 24. A saia 24 é afixada, em suas extremidades, às partes posicionadas radialmente para fora dos aros de fechamento 20, 22, tal como mostrado na fiqura 1. Preferivelmente, a saia 24 é fabricada como um laminado (folha) de uma camada interna relativamente fina de metal e uma camada externa de polímero, cujos detalhes da fabricação são aqui discutidos em detalhes com respeito às figuras 4 e 5 (em uma realização) e às figuras 6-8 (em uma outra realização) . A fixação da saia 24 aos aros de fechamento 20, 22 é executada pela tira do mesmo polímero utilizado na fabricação do laminado da saia 24, tal como aqui discutido em outra parte.

Em uma realização da invenção, uma única camada (uma camada interna de metal e uma camada externa de material de polímero) é provida na saia 24. Em outras realizações da invenção, múltiplas camadas de polímero podem ser providas para permitir que a seção de duto 10 suporte pressões maiores do que as 60 psig indicadas acima. Tipicamente, a camada de metal será uma única camada.

Para obter uma tubulação alongada composta de uma pluralidade de seções de duto 10, acoplamentos 30, tal como

11/18 mostrado nas figuras 2 e 3, podem ser providos. Nas figuras 2 e 3, as estruturas que são análogas ou idênticas às estruturas mostradas na figura 1 são indicadas com as mesmas referências numéricas acrescentadas de uma apóstrofe U ) .

O acoplamento 30 é provido -ao colocar as seções de duto 10, 10’ de extremidade a extremidade, e então o flange de extremidade de duto 18 é afixado ao flange de extremidade de duto 16’ complementar, através do uso de um prendedor 32 (mostrado somente nos lados de cima e de baixo dos flanges de extremidade de duto 18 e 16', da figura 2, mas deve ser compreendido que circunda completamente e inclui axialmente os flanqes de extremidade de duto 18, 16') . Os prendedores 32 são conhecidos no estado da técnica e 'podem ser providos em muitas formas diferentes, tais como: 1) duas seções semicirculares que são unidas em uma dobradiça em um lado, e por um parafuso ou um mecanismo de fixação similar no outro lado; 2) duas ou mais seções arqueadas que são unidas por conexões aparafusadas onde as suas extremidades se encontram; 3) duas seções circulares completas que são ''divididas ao longo de um plano que se estende perpendicular (não mostrado) aos eixos longitudinais 12, 12', etc., e então aparafusadas ou então presas uma à outra. Com a aplicação e a fixação do prendedor, uma vedação substancialmente impermeável a fluidos gasosos é criada entre os flanges de extremidade de duto confinantes.

Uma cobertura 26, fabricada a partir de um tecido de fibra de vidro impregnado com borracha de silicone de uma só camada ou de múltiplas camadas, é posicionada sobre a área onde os dutos de extremidade de duto 18, 16' confinam um com o outro, e fixada a superficies externas das saias 24, 24', tal como por meio de uma fita de auto

12/18 fusão à base de silicone (por exemplo, a fita vendida sob a marca registrada MOX-Tape™, comercializada pela Arlon, Inc.) .

Os aros de fechamento 20, 22 podem ser fabricados de CRES, titânio ou gualquer outro material metálico apropriado. Os aros de fechamento 20, 22 servem para prover o suporte e enrijecimento à saia 24, bem como para inibir a rotação da saia 24 em relação ao membro de duto principal 14. Em uma realização da invenção, os aros de fechamento 20, 22 fecham preferivelmente completamente fora do espaço anular do espaçamento entre cada membro de tubo principal 14 do duto e sua saia correspondente 24.

Além dos aros de fechamento 20, 22, um ou mais suportes isolantes 34 (figuras 1-3) são providos ao longo do comprimento de cada seção do duto (o número de suportes isolantes é dependente pelo menos em parte do comprimento da seção de duto em questão) para prover suporte para a saia 24 para ajudar a manter o espaçamento apropriado entre o membro de duto principal 14 e a saia 24. Além disso, cada suporte isolante 34 é provido com uma fenda, divisão ou outra abertura 36 (figura 3) . Nas seções de duto 10 que podem ser providas com os sistemas de detecção de vazamento de duto (tal como aqui discutido, e tal como descrito, por exemplo, em Fernandes et al, patente norte-americana 7.155.961 B2), um distribuidor de detecção será posicionado em algum lugar ao longo do comprimento da saia, sobre uma abertura na saia ou sobre aberturas ou saídas intencionalmente colocadas na saia. No entanto, devido ao fato que uma ruptura em ura membro de duto principal pode não ocorrer no mesmo local ao longo do comprimento da seção de duto em gue o distribuidor é situado, tem que haver uma passagem para os gases que escapam de uma ruptura no membro de duto principal para atingir a abertura ou afastamento na

13/18 saia associada com o distribuidor de detecção. As fendas ou aberturas 36 nos suportes isolantes 34 permitem que os gases pressurizados migrem ao longo do comprimento do espaçamento entre o membro de duto principal 14 e a saia 24. Tipicamente, a pressão no espaçamento antes da ocorrência de uma ruptura será substancialmente menor do que a pressão dentro do membro de duto principal, e dessa maneira, com a ruptura, os gases pressurizados aquecidos serão levados a dispersar por todo o espaçamento, e também podem ser dirigidos para passarem através de uma região do espaçamento, através de um suporte isolante 34, para uma outra região do espaçamento, como um resultado do vazamento nominal dos gases que passam através do distribuidor de detecção. Em uma realização alternativa, em vez de um único membro de suporte isolante anular, uma pluralidade de membros de suporte isolante distintos (não mostrados) pode ser arranjada em torno da circunferência do membro de duto principal, com aberturas arqueadamente espaçadas dispostas entre os mesmos, no lugar de um único membro de suporte isolante mais ou menos continuo dotado de uma fenda.

Nas aplicações em que a seção de duto 10 deve ser curvada, os membros de suporte isolante 34 também devem ser colocados em um ou mais locais apropriados (por exemplo, no ponto médio do arco) ao longo das curvaturas, para prover suporte à saia e manter o espaçamento entre a saia e o membro de duto principal subjacente.

Uma característica de destaque da presente invenção consiste na provisão da saia. Em vez de simplesmente envolver o membro de duto primário com uma manta de, por exemplo, E-feit e borracha de silicone, a saia 24/24' provê uma estrutura laminada que confere isolamento bem como um suporte estrutural substancial. As

14/18 figuras 4 e 5 ilustram aqui um método para a fabricação de uma saia de acordo com uma realização da invenção.

Com referência à figura 4, de acordo com uma realização da invenção, a saia pode ser formada ao criar primeiramente uma imagem tridimensional (3D) computadorizada 120 do duto, utilizando técnicas conhecidas de desenho auxiliado por computador (CAD).-A imagem em 3D é utilizada, por sua vez, para determinar a linha de molde interna ou os contornos de superfície internos (IML) (convencionalmente, referência numérica 130) das partes superior e inferior (conhecidas alternativamente como coberturas ou metades, embora não seja necessariamente literalmente dessa maneira) da saia, que é utilizada então para criar os moldes de estampagem mestres (por exemplo, molde 140) para cada uma das partes superior e inferior da saia. Embora nas ilustrações esquemáticas das figuras 4 e 5, as partes internas metálicas da camada da saia sejam mostrados como sendo . altamente regulares, retangulares e simétricos, na prática os componentes da saia de metal podem ser tipicamente circulares ou pelo menos arqueados em seção transversal, ou até mesmo assimétricos. Tipicamente, para cada parte metálica da saia, geralmente é requerido que somente duas partes sejam formadas separadamente e então unidas uma à outra.

Tal como aqui mencionado, a camada interna metálica da saia é preferivelmente bastante fina, por exemplo, preferivelmente da ordem de 0,003 polegada de espessura, de modo que o afastamento entre a superfície externa da vedação 150 e a superfície interna dos moldes seja de uma dimensão similar, embora esta dimensão seja representativa, e a invenção não deve ser interpretada como sendo limitada a isto.

Os moldes 140 são utilizados não somente para

15/18 estampar as partes de metal reais da saia, mas também como moldes para os blocos de suporte 160, cujo uso será descrito em mais detalhes em seguida. Os blocos de suporte 160 podem ser fabricados a partir de qualquer material frangivel apropriado, tal como gesso.

Tal como mencionado acima, a parte de metal da saia será muito fina, e pode ser formada a partir de aço resistente à corrosão (CRES) ou de titânio (Ti), embora outros metais gue tenham características de desempenho similares apropriadas para a aplicação também possam ser utilizados. Depois de as duas partes de metal (ou coberturas), por exemplo, as coberturas 170, terem sido estampadas individualmente, elas são unidas uma à outra com duas soldas gue se estendem geralmente longitudinalmente posicionadas opostas 180 (por exemplo, soldas de lápis), depois gue os dois blocos de suporte correspondentes 160 são colocados dentro das respectivas coberturas de metal.

Os blocos de suporte 160 servem para conferir suporte e rigidez às partes da saia de metal, durante as etapas do processo descritas a seguir. Uma camada de material polimérico 190, preferivelmente tecido de fibra de vidro impregnado com resina de poliimida em uma única camada ou múltiplas camadas, em que cada camada tem aproximadamente 0,010 polegada de espessura, é aplicada à parte externa do duto de metal e curada termicamente, em uma atmosfera apropriada, a uma temperatura suficiente e por um tempo suficiente, apropriados ao material, para assegurar que a poliimida fique ligada firmemente às superficies externas das coberturas de metal.

Preferivelmente, o tecido de fibra de vidro e resina de poliimida, em seu estado não curado, é cortado em um padrão desejável para encaixar sobre a camada interna metálica. Múltiplas camadas ou dobras deste tecido podem

16/18 ser utilizadas para incrementar as capacidades de resistência ou de suportar pressão. Como parte do processo de cura, o conjunto de metal/poliimida inteiro é envolvido com fita de contraivel, envoltório contraivel, ou é envolto em vácuo para forçar as camadas de metal/poliimida a se unir e ligar uma à outra.

Em um método alternativo de acordo com uma realização alternativa da invenção, mostrada nas figuras 6 - 8 (fora de escala) , a primeira camada de metal 300 é enrolada em torno de um mandril 302 que pode ser fabricado a partir de PTFE (tal como o material vendido' sob a marca registrada registrada Teflon®), alumínio, ou outro material apropriado. A camada de metal 300 será enrolada tipicamente em torno do mandril 302 de modo a criar uma ligeira sobreposição. As extremidades sobrepostas podem ou não ser afixadas uma na outra tal como por meio de adesivo, solda do tipo lápis, etc., tal como desejado ou ditado pelas necessidades da aplicação particular. Depois disso, uma (ou mais, caso desejado) camada(s) de polímero 304 é(são) enrolada(s) em torno da superfície externa da camada 302 (figura 7), e o conjunto é então tratado termicamente para curar a(s) camada (s de polímero (s) 304 e aderir a(s) mesma(s) à camada de metal interna 302.

Depois da cura, a saia laminada 306 é então dividida uma vez longitudinalmente (por exemplo, em 308 para soltar do molde do mandril (figura 8) . A divisão 308 também é utilizada para permitir a saia laminada 306 sobre/em torno do duto principal. A divisão será lacrada com uma tira (por exemplo, de 1 polegada de largura) do mesmo material de poliimida ou similar à camada externa 304 da saia. Depois disso, o conjunto é submetido a um outro procedimento de cura para curar a tira, utilizado para vedar a divisão na saia no lugar.

17/18

A titulo de exemplo, e não para limitar o escopo da invenção, uma seção de duto construída de acordo com os princípios da presente invenção pode ter um diâmetro do membro de duto principal de 3 polegadas e uma espessura de 0,016 polegada, com um espaçamento definido entre a superfície externa do membro de duto principal e a superfície interna da saia de 0,28 polegada; e uma espessura da saia de 0, 013 polegada, e também com aros de fechamento que têm uma espessura de 0,012 polegada. Pode-se esperar que tal duto tenha um leve aumento de peso (por exemplo, 8% - 10%) em relação a um duto de aço isolado com borracha de silicone e E-felt convencional,enquanto que pode conferir a capacidade de contenção de ar/gás sobressalente (ao poder suportar pressões internas substancialmente maiores do que a ambiente), e enquanto preenche os requisitos de isolamento, permitindo a detecção potencial de rachaduras no membro de duto principal (se for utilizado conjuntamente com uma estrutura de detecção de vazamento tal como aqui discutido), facilitando a prevenção da rotação de isolamento, e promovendo a prevenção de dentes no membro de duto principal.

Além disso, devido ao fato que a estrutura da saia laminada é afixada solidamente ao membro de duto principal através dos aros de fechamento, a rotação da estrutura da saia de isolamento e proteção, em relação ao membro de duto principal, é inibida.

Também se acredita que as seções de duto construídas de acordo com os princípios da presente invenção podem ser de um custo similar ou comparável aos dutos isolados convencionalmente construídos similarmente dimensionados. Além disso, por causa dos materiais utilizados, acredita-se que a construção da seção de duto da presente invenção possa preencher e exceder os

18/18 requisitos da Federal Aviation Regulation correspondentes no que diz respeito à inflamabilidade.

A seção de duto da presente invenção também pode ser utilizada em associação com um sistema de detecção de vazamento de duto, por exemplo, do tipo mostrado e discutido em Fernandes et al., patente US 7.155.961 B2, cuja descrição completa é aqui expressamente incorporada a titulo de referência tal como aqui apresentado integralmente. Em tal construção alternativa, nas seções selecionadas das seções de duto da presente invenção, aberturas poderiam ser providas na saia para acomodar a colocação de um punho 10, para a colocação de um distribuidor de gás de vazamento 30, tal como mostrado e descrito com respeito à figura 6 de Fernandes et al. , patente US7.155.961 B2, para coletar e dirigir todos os gases que escapam de uma ruptura no membro de duto principal 14, através do distribuidor 30, aos fios de detecção de vazamento 6. A montagem e a fixação do punho 10 poderiam ser executadas- através dos métodos descritos em Fernandes et al. , patente US7.155.961 B2. Deve ser compreendido que o sistema de detecção de vazamento de Fernandes et al., patente US 7.155.961 B2 é aqui descrito a titulo de exemplo, e que outras disposições de detecção de vazamento podem ser empregados com a estrutura da seção de duto da presente invenção, sem que se desvie do escopo da invenção.

A descrição acima e os desenhos meramente explicam e ilustram a invenção, e a invenção não fica limitada a isto, exceto quanto ao que os técnicos no assunto que têm a presente descrição diante deles podem fazer modificações e variações na mesma sem se desviar do escopo da invenção.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1 SEÇÃO DE DUTO para conduzir fluido gasoso de um primeiro local a um segundo local, em que a seção de duto (10) é caracterizada pelo fato de compreender: um membro de duto principal (14) , ’ que tem uma primeira extremidade e uma segunda extremidade; uma saia de

múltiplas camadas (24), que tem uma primeira extremidade e uma segunda extremidade, circundando circunferencialmente pelo menos uma parte do membro de duto principal (14) ; em que a primeira extremidade do membro de duto principal é disposta próxima à primeira extremidade da saia de múltiplas camadas (24) e a segunda extremidade do membro de duto principal é disposta próxima à segunda extremidade da saia de múltiplas camadas; um primeiro aro de fechamento disposto próximo às primeiras extremidades do membro de duto principal e da saia de múltiplas camadas (24), respectivamente, e afixado às mesmas; um segundo aro de fechamento disposto próximo às segundas extremidades do membro de duto principal e da saia de múltiplas camadas, respectivamente, e afixado às mesmas; em que a saia tem uma superfície interna e uma superfície externa, com uma camada interna metálica posicionada na superfície interna; e uma camada externa polimérica ligada à superfície externa da camada interna metálica.
2. SEÇÃO DE DUTO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de compreender adicionalmente primeiro e segundo flanges de extremidade (16, 18) de duto afixadas à primeira e segunda extremidades do membro de duto principal.
3. SEÇÃO DE DUTO, de acordo com a reivindicação X, caracterizada pelo fato de que o membro de duto principal (14) é fabricado a partir de pelo menos um dos

2/8 seguintes materiais: aço resistente à corrosão; e titânio.
4 . SEÇÃO DE DUTO, de acordo com a reivindicação

1, caracterizada pelo fato de que a camada interna metálica da saia (24) é fabricada a partir de um dos seguintes «

materiais: aço resistente à corrosão; e titânio.
5. SEÇÃO DE DUTO, de acordo com a reivindicação

1, car ac ter i zada pelo fato de que a camada externa polimérica da saia é fabricada a partir de poliimida.
6. SEÇÃO DE DUTO, de acordo com a reivindicação

5, caracterizada pelo fato de que a camada externa polimérica compreende pelo menos uma camada de tecido de fibra de vidro impregnado com resina de poliimida.
7. SISTEMA DE DUTO para conduzir fluido gasoso de um primeiro local a um segundo local, caracterizado pelo fato de compreender: pelo menos duas seções de duto (10, 10'), em que cada seção de duto (10, 10' ) tem um membro de duto principal (14, 14'), que tem uma primeira extremidade e uma segunda extremidade; uma saia de múltiplas camadas (24, 24'), que tem uma primeira extremidade e uma segunda extremidade, circundando circunferencialmente pelo menos uma parte do membro de duto principal (14, 14'); em que a primeira extremidade do membro de duto principal é disposta próxima à primeira extremidade da saia de múltiplas camadas (24, 24') e a segunda extremidade do membro de duto principal (14, 14') é disposta próxima à segunda extremidade da saia de múltiplas camadas; um primeiro aro de fechamento disposto próximo às primeiras extremidades do membro de duto principal e da saia de múltiplas camadas (24, 24'), respectivamente, e afixado às mesmas; um segundo aro de fechamento disposto próximo às segundas extremidades do membro de duto principal e da saia de múltiplas camadas, respectivamente, e afixado às mesmas; em que a saia tem uma superfície interna e uma superfície externa, com uma camada

3/8 interna metálica posicionada na superfície interna; e uma camada externa polimérica, ligada à superfície externa da camada interna metálica;e primeiro e segundo flanges de extremidade de duto afixados à primeira e segunda extremidades do membro de duto principal; em que a primeira e segunda seções de duto são dispostas em uma relação de confinamento uma com a outra com um flange de extremidade de duto de uma de pelo menos duas seções de duto que confina com um flange de extremidade de duto da outra de pelo menos duas seções de duto; um prendedor (32), que acopla os flanges de extremidade de duto confinantes, e é afixado aos mesmos, para formar um acoplamento (30) entre uma e a outra de pelo menos duas seções de duto (10, 10').
8. SISTEMA DE DUTO, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente: uma cobertura de acoplamento (26) posicionada em torno do acoplamento entre uma e outra de pelo menos duas seções de duto (10, 10'), e afixada às superficies externas das saias (24, 24' ) de uma e outra de pelo menos duas seções de duto.
9. MÉTODO PARA FORMAR UMA SEÇÃO DE DUTO, para conduzir fluido gasoso de um primeiro local a um segundo local, em que o método é caracterizado pelo fato de compreender as etapas de:

provisão de um membro de duto principal (14), que tem uma primeira extremidade e uma segunda extremidade;

provisão de uma saia de múltiplas camadas (24), que tem uma primeira extremidade e uma segunda extremidade, circundando circunferencialmente pelo menos uma parte do membro de duto principal;

em que a primeira extremidade do membro de duto principal (14) é disposta próxima à primeira extremidade da saia de múltiplas camadas (24) e a segunda extremidade do

4/8 membro de duto principal (14) é disposta próxima à segunda extremidade da saia de múltiplas camadas (24);

provisão de um primeiro aro de fechamento disposto próximo às primeiras extremidades do membro de duto principal (14) e da saia de múltiplas camadas (24), respectivamente, e afixado às mesmas; disposição de um segundo aro de fechamento disposto próximo às segundas extremidades do membro de duto principal e da saia de múltiplas camadas, respectivamente, e afixado às mesmas;

em que a etapa de provisão de uma saia de múltiplas camadas (24) também inclui as etapas de provisão da saia com uma camada interna metálica; e uma camada externa polimérica, ligada a uma superfície externa da camada interna metálica.
10. MÉTODO PARA. FORMAR UMA SEÇÃO DE DUTO, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a etapa de provisão de uma saia de múltiplas camadas (24) também inclui as etapas de provisão da saia com uma camada interna metálica (170); e uma camada externa polimérica (190), ligada a uma superfície externa da camada interna metálica (170), e compreende adicionalmente as etapas de:

formação de primeira e segunda partes da camada interna metálica (170), cada uma das quais tem uma superfície interna e uma superfície externa;

formação de primeiro e segundo membros de suporte frangíveis (160) , para a colocação dentro da primeira e segunda partes da camada interna metálica (170);

posicionamento do primeiro e segundo membros de suporte dentro da primeira e segunda partes da camada interna metálica para suportar, estruturalmente a superfície interna de cada uma das primeira e segunda partes internas metálicas, respectivamente;

5/8 alinhamento da primeira e segunda partes da camada interna metálica uma com a outra; união permanente da primeira e segunda partes da camada interna metálica uma à outra;

formação de uma camada externa polimérica (190) nas superfícies externas da primeira e segunda partes da camada interna metálica (170);

cura da camada externa polimérica (190); e remoção do primeiro e segundo membros de suporte frangíveis (160) .
11. MÉTODO PARA FORMAR UMA SEÇAO DE DUTO, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a etapa de formação de primeiro e segundo membros da camada interna metálica (170) compreende adicionalmente a etapa de formação de primeiro e segundo membros da camada interna metálica de um dos seguintes materiais: aço resistente à corrosão; e titânio.
12. MÉTODO PARA FORMAR UMA SEÇÃO DE DUTO, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de. gue a etapa de formação de primeiro e segundo membros de suporte frangíveis compreende adicionalmente a etapa de formar um primeiro e segundo membros de suporte frangíveis a partir de um material de gesso.
13. MÉTODO PARA FORMAR UMA SEÇÃO DE DUTO, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a etapa de união permanente do primeiro e segundo membros da camada interna metálica compreende a etapa de soldagem do primeiro e segundo membros da camada interna metálica um no outro.
14. MÉTODO PARA FORMAR UMA SEÇÃO DE DUTO, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a etapa de formação de uma camada externa polimérica nas superfícies externas da primeira e segunda partes da

6/8 camada interna metálica compreende adicionaímente a etapa de formação da camada externa polimérica a partir de poliimida.
15. MÉTODO PARA FORMAR UMA SEÇÃO DE DUTO, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a etapa de formação de uma camada externa polimérica nas superficies externas da primeira e segunda partes da camada interna metálica compreende adicionaímente a etapa de formação da camada externa polimérica da partir de tecido de fibra de vidro impregnado com resina de poliimida.
16. MÉTODO PARA FORMAR UMA SEÇÃO DE DUTO, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de compreender adicionaímente a etapa de corte do tecido de fibra de vidro impregnado com resina de poliimida, que se encontra em um estado não curado, em um padrão desejado para encaixar sobre a primeira e segunda partes da camada interna metálica.
17. MÉTODO PARA FORMAR UMA SEÇÃO DE DUTO, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de compreender adicionaímente a etapa de forçar as camadas internas e externas uma para a outra, após a etapa formação de uma camada externa polimérica nas superficies externas da primeira e segunda partes da camada interna metálica para formar um conjunto metálico/polimérico.
18. MÉTODO PARA FORMAR UMA SEÇÃO DE DUTO, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que a etapa de forçar as camadas internas e externas juntas compreende o envolvimento do conjunto metálico/polimérico com uma fita contraivel; e um envoltório contraivel.
19. MÉTODO PARA FORMAR UMA SEÇÃO DE DUTO, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que a etapa de forçar as camadas internas e externas juntas

7/8 compreende o envolvimento a vácuo do conjunto metálico/polimérico.
20. MÉTODO PARA FORMAR UMA SEÇÃO DE DUTO, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a etapa de cura da camada externa polimérica compreende a etapa de colocação das camadas interna e externa montadas em um forno, e aquecimento das mesmas até que a camada externa polimérica tenha sido curada para ligar a camada externa polimérica à camada interna metálica.
21. MÉTODO PARA FORMAR UMA SEÇÃO DE DUTO, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a etapa de formação de uma saia de múltiplas camadas compreende adicionalmente as etapas de: enrolamento de uma camada metálica (300) em torno de um mandril (302); enrolamento de pelo menos uma camada de material polimérico (304) em torno da camada metálica enrolada (300).
22. MÉTODO PARA FORMAR UMA SEÇÃO DE DUTO, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente a etapa de cura da camada metálica enrolada (300) e pelo menos uma camada polimérica (304) com calor para ligar pelo menos uma camada polimérica à camada metálica para formar a saia.
23. MÉTODO PARA FORMAR UMA SEÇÃO DE DUTO, de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente as etapas de:

remoção da saia (306) do mandril (302)ao dividir a saia longitudinalmente e ao desenrolar a mesma do mandril;

posicionamento da saia em torno do membro de duto principal; e vedação da divisão longitudinal na saia com uma tira de material polimérico.
24. SEÇÃO DE DUTO, de acordo com a reivindicação

8/8

1, caracterizada pelo fato de compreender adicionalmente: pelo menos um membro de suporte isolante (34) disposto entre a superfície interna da saia e o membro de duto principal, e afixado ao membro da saia e ao membro de duto 5 principal, em uma posição entre a primeira e a segunda extremidades de cada um dentre o membro de duto principal e a saia.
25. SEÇÃO DE DUTO, de acordo com a reivindicação

24, caracterizada pelo fato de que pelo menos um membro de 10 suporte isolante (34) circunda circunferencialmente o membro de duto principal.
26. SEÇÃO DE DUTO, de acordo com a reivindicação

24, caracterizado pelo fato de que pelo menos um membro de suporte isolante (34) tem uma abertura disposta no mesmo 15 para permitir a passagem de fluido gasoso através do mesmo.