BRPI1002781A2

BRPI1002781A2 - dispositivo de emergência para fornecimento de oxigênio para uma aeronave

Info

Publication number: BRPI1002781A2
Application number: BRPI1002781-5A
Authority: BR
Inventors: Ruediger Conrad; Heiko Marz; Kristina Kurz
Original assignee: Dae Systems Gmbh
Priority date: 2009-08-13
Filing date: 2010-07-23
Publication date: 2012-03-27
Also published as: US20110036351A1; CN101991921B; CN101991921A; CA2708224C; CA2708224A1; EP2283900B1; DE102009037380A1; EP2283900A1; DE102009037380B4; US8397723B2

Abstract

DISPOSITIVO DE EMERGêNCIA PARA FORNECIMENTO DE OXIGêNIO PARA UMA AERONAVE. Que compreende um tanque de pressão de oxigênio, e pelo menos uma máscara que está conectada condutivamente ao mesmo; pelo menos duas válvulas de corte movidas e ligadas eletricamente que estão dispostas em paralelo entre si, estão dispostas num cubo do tanque de pressão do oxigênio à pelo menos uma máscara de oxigênio; dessas válvulas de corte, pelo menos uma válvula de desligamento tem uma função NO e pelo menos uma válvula possui uma função NC.

Description

"DISPOSITIVO DE EMERGÊNCIA PARA FORNECIMENTO DE OXIGÊNIO PARA UMA AERONAVE"

DESCRIÇÃO

A invenção se refere a um dispositivo de emergência para fornecimento de oxigênio para uma aeronave, com as características especificadas no preâmbulo da reivindicação 1.

Os dispositivos de emergência para fornecimento de oxigênio estão disponíveis nas aeronaves, a fim de poder fornecer oxigênio aos passageiros e tripulação, no caso de uma súbita queda de pressão na cabine. Com uma oferta descentralizada de oxigênio de emergência, os dispositivos de emergência para fornecimento de oxigênio estão localizados nas chamadas unidades de atendimento pessoal, que estão dispostas no teto da cabine acima dos assentos dos passageiros. Esses dispositivos de emergência para fornecimento de oxigênio têm uma fonte de oxigeno que é está conectada através de tubos com uma ou mais máscaras de oxigênio. Sabe-se que são usados geradores químicos de oxigênio ou tanques de pressão de oxigênio como fontes de oxigênio. Os geradores químicos de oxigênio têm a desvantagem de que a liberação do oxigênio a partir de um composto químico e o fluxo de oxigênio que vai para as máscaras de oxigênio que isso acarreta, bem como a pressão de alimentação para as máscaras de oxigênio, seguem um perfil fixo determinado. Assim, com esses itens, não é possível controlar o fornecimento de oxigênio em dependência com a pressão da cabine ou da altitude do vôo. Com o uso de oxigênio gasoso armazenado em tubos de gás comprimido, o fornecimento de oxigênio pode ser controlado de forma adequada através de um dispositivo de regulagem de pressão disposto acima das máscaras de oxigênio. Os dispositivos de regulagem de pressão aplicada podem incluir controladores de pressão, os quais são acionados de forma mecânica e/ou pneumática, cujas dimensões e peso, porém, são desvantajosamente relativamente grandes. Unidades de regulagem operadas com energia elétrica não têm esta desvantagem, mas com estas unidades de regulagem, já foi considerada problemática a dependência de uma fonte de energia elétrica por si só, pois uma falha na alimentação de eletricidade pode levar a uma falha de aplicação do dispositivo de emergência para alimentação de oxigênio.

Ao contrário desse histórico, é objeto da invenção fornecer um dispositivo de emergência para fornecimento de oxigênio leve e compacto para uma aeronave, o que garante o fornecimento adequado do oxigênio em uma situação de emergência.

Este objetivo ê obtido através de um dispositivo de emergência para fornecimento de oxigênio com os recursos especificados na reivindicação 1. As formações seguintes vantajosas deste dispositivo de emergência para fornecimento de oxigênio serão deduzidas a partir das reivindicações dependentes, da descrição subseqüente, bem como dos desenhos. Sendo assim, de acordo com a invenção, os recursos que estão especifiçados nas reivindicações independentes e na descrição, por si só, porém também em combinação, podem posteriormente formar uma solução inventiva à reivindicação 1.

O dispositivo de emergência para fornecimento de oxigênio, de acordo com a invenção, para uma aeronave, por exemplo, pode estar disposto em uma unidade de serviço individual. Compreende um tanque de oxigênio sob pressão e pelo menos uma máscara de oxigênio que está ligado através de um tubo ao tanque. De acordo com a invenção, pelo menos duas válvulas de corte movidas e ligadas eletricamente que estão dispostas em paralelo uma à outra, estão dispostas num tubo do tanque de pressão do oxigênio à pelo menos uma máscara de oxigênio. Dessas válvulas de corte, pelo menos uma válvula de desligamento tem uma função NO e pelo menos uma válvula possui uma função NC.

Assim, com o dispositivo de emergência para fornecimento de oxigênio de acordo com a invenção, um ramo do tubo em que o canal se divide em pelo menos duas linhas do tubo paralelas entre si, é previsto no tubo que sai do tanque de pressão do oxigênio até a máscara de oxigênio. Em cada caso, uma válvula de corte está disposta em cada uma destas linhas do tubo, das quais uma tem uma função NO ou função "normal aberta", ou seja, é aberto sem tensão elétrica aplicada, enquanto que, pelo menos, uma válvula de retenção está disposta em linhas" nas linhas restantes do tubo e tem uma função NA ou função "normal fechado", portanto, está fechado sem tensão elétrica aplicada. Com um maior número de linhas paralelas do tubo, pode-se também prever mais de uma válvula de corte com uma função NO e/ou mais de uma válvula de desligamento com função NC.

As válvulas de corte fazem parte de um dispositivo de controle de circuito fechado, com o qual o suprimento de oxigênio do tanque de pressão para a máscara de oxigênio ou para as máscaras de oxigênio, pode ser controlado por meio de um ciclo de abertura e fechamento das válvulas de corte. Por conta do tamanho e peso relativamente baixos das válvulas de corte em relação aos reguladores de pressão atuados mecanicamente ou pneumaticamente, que seriam utilizados como dispositivos de controle de circuito fechado, o dispositivo de emergência para fornecimento de oxigênio dè acordo com a invenção foi designado para ter um formato relativamente compacto com uma construção de baixo peso.

Uma vez que, com o dispositivo de emergência para fornecimento de oxigênio de acordo com a invenção, pelo menos uma válvula de corte tem uma função NO em um dos ramos paralelos do tubo, mesmo com uma falha na alimentação elétrica do dispositivo de emergência para fornecimento de oxigênio, e é assegurado um fornecimento mínimo básico de oxigênio para o usuário ou usuários das máscaras de oxigênio, uma vez que após a atuação de um mecanismo de abertura do tanque de pressão de oxigênio através de meios de tração ligados à máscara de oxigênio, o oxigênio pode fluir a partir da pressão do tanque de oxigênio que é aberto em seguida, através da válvula de retenção que é definida de uma forma aberta, sem tensão aplicada, à máscara ou máscaras de oxigênio, mesmo com um suprimento interrompido de oxigênio. Esta válvula de corte foi preferivelmente projetada de forma que com uma falha na alimentação de energia ao sistema de emergência para fornecimento de oxigênio, fica disponível oxigênio com um fluxo de volume de em torno de 2,5 L/min para cada usuário de uma máscara de oxigênio. Normalmente, conforme o caso, também é possível prever várias válvulas de corte com a função NO em várias linhas paralelas do tubo, onde o número destas válvulas de corte como regra vai depender do número de pessoas que receberão oxigênio do suprimento de emergência de oxigênio.

De forma útil, um dispositivo de controle eletrônico, com a qual as válvulas de corte individuais podem- ser ativadas, é previsto, de modo que o usuário do dispositivo de emergência para fornecimento de oxigênio de acordo com a invenção é provido com oxigênio de uma maneira que corresponda com a respectiva altitude de vôo. O dispositivo de controle foi vantajosamente projetado de forma que as válvulas de corte possam ser ativadas por ele de forma modulada por largura de pulso. Sendo assim, o ciclo essencialmente depende da pressão prevalecente na cabine de vôo ou da altitude, temperatura do oxigênio e da pressão de saída do tanque de pressão de oxigênio ou de um controlador de pressão do tanque de pressão de oxigênio.

De forma útil, a pressão da cabine é permanentemente determinada durante a aplicação do dispositivo de emergência para fornecimento de oxigênio. Vantajosamente, o sensor de pressão da cabina, para o qual o dispositivo de controle é conectado por sinal, pode ser utilmente previsto para esse fim. As válvulas de corte podem ser ativadas na forma exigida por meio do dispositivo de controle, com base nos valores de pressão que são fornecidos pelo sensor de pressão na cabine e que estão tipicamente relacionados com a respectiva altitude de vôo.

De preferência, um sensor de pressão de oxigênio, que é conectado por sinal ao dispositivo de controle, fica disposto no tubo que liga o tanque de pressão de oxigênio para a máscara ou máscaras de oxigênio, no lado de entrada das válvulas de corte, a fim de também poder ser capaz de levar em consideração a pressão de saída do tanque de pressão de oxigênio ou do controlador de pressão, na ativação' das válvulas dé corte.

Mais vantajosamente, um sensor de temperatura do conectado por sinal ao dispositivo de controle pode estar disposto no canal què liga o tanque de pressão de oxigênio para a máscara ou máscaras de oxigênio, no lado de entrada das válvulas de corte, a fim de incluir também a temperatura do oxigênio para a determinação dos intervalos mais úteis de abertura das válvulas de corte.

O dispositivo de emergência para fornecimento de oxigênio de acordo com a invenção tem uma precisão muito elevada do controle de circuito fechado, devido ao fato de que, além da pressão da cabine, vantajosamente a temperatura do oxigênio e - da pressão de oxigênio existente no lado da saída do tanque de oxigênio são também utilizadas para o controle de circuito fechado do suprimento de oxigênio para a máscara ou máscaras de oxigênio. Este controle de alta precisão em circuito fechado permite a economia de oxigênio em comparação com os dispositivos de emergência para fornecimento de oxigênio que são conhecidos até agora, o que, por sua vez torna possível a utilização de tanques, em comparação, de menor pressão de oxigênio e, portanto, reduzindo o tamanho e o peso do dispositivo de emergência para fornecimento de oxigênio, comparado com os dispositivos deste tipo, que são conhecidos até o momento. Os sensores que são conectados por sinal ao dispositivo de controle são preferivelmente dispostos em um painel de controle do dispositivo de controle. Dessa forma, com esta formação adicional do dispositivo de emergência para fornecimento "de oxigênio de" acordo com a invenção, é fornecido um elemento de suporte, no qual, além do dispositivo de controle, também estão dispostos o sensor de pressão na cabine, o sensor de pressão de oxigênio e o sensor de temperatura, bem como de preferência, também as válvulas de corte. O uso do painel de controle permite que os componentes eletrônicos e pneumáticos essenciais do dispositivo de emergência para fornecimento de oxigênio sejam pré-montados fora do avião e para que posteriormente sejam instalados nas unidades de serviço individuais, onde, em seguida, apenas se necessite criar as conexões com fluxo de oxigênio do o tanque de pressão de oxigênio para as válvulas de corte, e entre as válvulas de corte para a máscara ou máscaras de oxigênio, e para conectar o dispositivo de controle em uma rede de fornecimento de eletricidade que pertencem ao avião. Para suavizar o oxigênio modulado por largura de pulso, o qual é fornecido pelas válvulas de corte, em um fluxo de oxigênio quase contínuo, é prevista uma câmara de compensação, de preferência no lado de saída das válvulas de corte. Esta câmara de compensação pode, por exemplo, ser formada por uma alargamento transversal do tubo de oxigênio na região a partir das válvulas de corte da máscara ou das máscaras de oxigênio. Em adição a isso, um tanque intermediário de oxigênio formado na máscara de oxigênio, ou o tubo de oxigênio na região das válvulas de corte para a máscara ou máscaras por si só, pode formar a câmara de compensação.

A invenção é explicada em mais detalhes a seguir por meio de um exemplo de configuração representado nos desenhos. O desenho mostra um esquema básico bastante simplificado de um dispositivo de emergência para fornecimento de oxigênio de acordô com a invenção. O dispositivo de segurança para fornecimento de oxigênio está disposto em um receptáculo 2 em uma unidade de serviço individual. Tem um tanque de pressão de oxigênio 4 sob a forma de um cilindro de oxigênio 4. Um redutor de pressão 6, com o qual a pressão de oxigênio existente no cilindro de oxigênio 4 pode ser reduzido a uma pressão média, é fornecido no cilindro de oxigênio 4 na forma usual. A pressão média fica entre a pressão do cilindro e a pressão exigida nas máscaras de oxigênio 10 conectadas ao cilindro de oxigênio 4.

Um tubo de oxigênio 8, o qual está conectado no lado de saída do redutor de pressão 6, conecta o cilindro de oxigênio 4 às máscaras de oxigênio 10 em forma de fluxo de oxigênio, no qual um dispositivo de regulação do volume 12 está disposto no tubo de conexão do cilindro de oxigênio 4 para as máscaras de oxigênio 10, com o dispositivo de regulação de volume, a quantidade de oxigênio ou o fluxo de oxigênio podem ser finalmente adaptados para a quantidade demandada nas máscaras de oxigênio 10.

No receptáculo 2, as máscaras de oxigênio 10 estão dispostas na forma usual de forma que elas caem do receptáculo 2 dada uma queda de pressão na cabine. Quando os usuários das máscaras de oxigênio 10 as puxam para si, um mecanismo de abertura da cilindro de oxigênio - 4 é ativado por meios " de "tração 14, os quais estão ligados nas máscaras de oxigênio 10, os chamados colhedores 14, para que o oxigênio possa fluir do cilindro de oxigênio 4 para as máscaras de oxigênio 10.

No dispositivo de regulagem de volume 12, o tubo de oxigênio 8 se divide em três linhas paralelas do tubo, as quais são subseqüentemente introduzidas em um tubo, onde uma válvula de corte eletricamente acionável está disposta em cada uma das linhas do tubo. Neste contexto, uma válvula com um ímã 16 com uma função NO está disposta em uma das linhas do tubo e, em cada caso, uma válvula com um ímã 18 com uma função NC está disposta nas duas linhas restantes do tubo. Deve ser entendido que também pode ser fornecidas apenas duas dessas linhas paralelas do tubo ou mais de três linhas paralelas do tubo, por exemplo, dependendo do fluxo exigido ou do fluxo de volume. O acionamento das válvulas com imã 16 e 18 é efetuado por meio de um dispositivo de controle eletrônico 20. Por isso, as válvulas magnéticas 18 são conectadas ao dispositivo de controle 20, através de condutores de sinais 22 e 24, e a válvula magnética 16 ao dispositivo de controle 20 através de condutor de sinal 26. 0 dispositivo de controle 20 controla as válvulas com imã 16 e 18 com base em uma pressão na cabine, pressão de oxigênio abaixo do redutor de pressão 6, bem como a temperatura do oxigênio.

Um sensor de pressão na cabine 28 o qual é conectado por sinal ao dispositivo de controle 20 através de um condutor de sinal 30, é previsto para determinar a pressão da cabine. A pressão de oxigênio é determinada com um sensor de pressão de oxigênio 32, que está disposto no tubo de oxigênio 8 acima das válvulas com imã 16 e 18 e que é conectado por sinal ao dispositivo de controle 20 por um condutor de sinal 34. Além disso, um sensor de temperatura 36 é previsto no condutor do oxigênio 8, e também acima das válvulas com imã 16 e 18, e este sensor de temperatura 36 se comunica com o dispositivo de controle 20 através de um condutor de sinal 38.

O sensor de pressão da cabine 28, o sensor de pressão de oxigênio 32, o sensor de temperatura 36 e as válvulas com imã 16 e 18 estão organizados em conjunto com o dispositivo de controle 20 em um painel de controle 40. Isto também se aplica a uma tela ótica das condições operacionais 42, à qual o dispositivo de controle 20 é conectado através de um condutor de sinal 44. Pode-se reconhecer que o dispositivo de emergência para fornecimento de oxigênio está em condição correta ou não está pronto para funcionar, com a ajuda da tela com as condições operacionais 42.

A forma de funcionamento do dispositivo de emergência para fornecimento de oxigênio é a seguinte:

Se ocorrer uma queda de pressão na cabine dos passageiros de uma aeronave, as máscaras de oxigênio 10 caem dos receptáculos 2 das unidades de serviço individuais. Quando os passageiros puxam as máscaras de oxigênio 10· na- direção de seu rosto, o "cilindro de oxigênio 4 é aberto mecanicamente por meio do colhedor 14, que está ligado às máscaras de oxigênio 10. O oxigênio então flui do cilindro de oxigênio 4 através do redutor de pressão 6 para o tubo de oxigênio 8. A pressão da cabine e, indiretamente, a altitude de vôo são detectados pelo sensor de pressão na cabine 28. Simultaneamente, o sensor de pressão do oxigênio 32 detecta a pressão no lado da saída do redutor de pressão 6 e o sensor de temperatura 3 6 detecta a temperatura do oxigênio. 0 dispositivo de controle eletrônico 2 0 determina os tempos de abertura e fechamento das válvulas magnéticas 16 e 18 com base nessas válvulas.

Se a aeronave estiver localiza- da a uma altitude de vôo acima de uma altitude limite de vôo fixa (34.500 pés, por exemplo), o dispositivo de controle 20 faz com que a válvula magnética 16 permaneça fixa de forma que fique constantemente aberta, portanto, não é aplicada a tensão elétrica. Além disso, uma tensão elétrica é aplicada a uma das duas válvulas com imã 18 ou ambas as válvulas com imã 18 em intervalos, de modo que, adicionalmente ao fluxo constante de oxigênio através da válvula magnética aberta 16, eles levam oxigênio para as máscaras de oxigênio 10 de forma cíclica. Os meios de armazenamento intermediários de oxigênio 46 que são formados nas máscaras de oxigênio 10 têm o efeito de que um fluxo de oxigênio essencialmente contínuo esteja disponível aos usuários das máscaras de oxigênio 10.

Se a aeronave descer a uma altitude de vôo abaixo da altitude de vôo limite, as válvulas magnéticas 18 não mais estão sujeitas a tensão elétrica, isso para que elas permaneçam fechadas e o suprimento de oxigênio das máscaras de oxigênio 10 continuar a ser realizado através da válvula magnética aberta 16. Com uma nova queda de altitude de vôo, a válvula magnética 16 também es-tá ajustada para fechar submetendo-a a tensão elétrica em intervalos, até que, a partir de uma segunda altitude de vôo limite, por exemplo, aprox. 10.000 pés e abaixo, onde a pressão da cabine é muito elevada que a utilização das máscaras de oxigênio 10 não é mais necessária, é mantida fechada de maneira constante, sendo submetida à tensão elétrica de forma ininterrupta.

Se com relação ao dispositivo de emergência para fornecimento de oxigênio, ocorre uma falha no fornecimento de energia elétrica, e então a válvula 16 a qual está definida para abrir por si só quando nenhuma tensão for aplicada, pelo menos garante um fornecimento básico de oxigênio aos usuários das máscaras de oxigênio 10.

LISTA DOS NUMERAIS DE REFERÊNCIA

2 - receptáculo

4 - tanque de pressão de oxigênio, cilindro de oxigênio

6 - redutor de pressão

8 - tubo de oxigênio

10 - máscara de oxigênio

12 - dispositivo de regulagem de volume

14 - meios de tração, colhedor

16 - válvula magnética

18 - válvula magnética

20 - dispositivo "de controle

22 - condutor de sinal

24 - condutor de sinal

26 - condutor de sinal

28 - sensor de pressão da cabine

30 - condutor de sinal

32 - sensor de pressão do oxigênio

34 - condutor de sinal

36 - sensor de temperatura

38 - condutor de sinal

40 - painel de controle

42 - tela de condição operacional

44 - condutor de sinal

46 - meios de armazenamento intermediário de oxigênio

Claims

1. "DISPOSITIVO DE EMERGÊNCIA PARA FORNECIMENTO DE OXIGÊNIO PARA UMA AERONAVE", com um tanque de pressão fde oxigênio (4) e com pelo menos uma máscara de oxigênio (10) que está ligada condut ivamente ao mesmo, caracterizada pelo fato de que pelo menos duas válvulas de corte eletricamente movidas e acionáveis, as quais estão dispostas em paralelo entre si, estão dispostas no tubo do tanque de pressão de oxigênio (4) com pelo menos a máscara de oxigênio (10), da qual pelo menos uma válvula de corte tem uma função NO e pelo menos uma válvula de corte com uma função NF.

2. "DISPOSITIVO DE EMERGÊNCIA PARA FORNECIMENTO DE OXIGÊNIO PARA UMA AERONAVE", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as válvulas de corte podem ser acionadas por um dispositivo de controle eletrônico (20).

3. "DISPOSITIVO DE EMERGÊNCIA PARA FORNECIMENTO DE OXIGÊNIO PARA UMA AERONAVE", de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o sensor de pressão na cabine (28) está conectado por sinal com o dispositivo de controle (20).

4. "DISPOSITIVO DE EMERGÊNCIA PARA FORNECIMENTO DE OXIGÊNIO PARA UMA AERONAVE", de acordo as reivindicações 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que um sensor de pressão de oxigênio (32) conectado por sinal ao dispositivo de controle (20), está disposto no tubo de abastecimento no lado de entrada do das válvulas de corte.

5. "DISPOSITIVO DE EMERGÊNCIA PARA FORNECIMENTO DE OXIGÊNIO PARA UMA AERONAVE" , de acordo as reivindicações 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que um sensor de temperatura (36) conectado por sinal ao dispositivo de controle (20), está disposto no tubo de abastecimento no lado de entrada do das válvulas de corte.

6. "DISPOSITIVO DE EMERGÊNCIA PARA FORNECIMENTO DE OXIGÊNIO PARA UMA AERONAVE" , de acordo com uma das reivindicações 2, 3, 4 ou 5, caracterizado pelo fato de que os sensores que são conectados por sinal ao dispositivo de controle (20), estão dispostos em um painel de controle (40) do dispositivo de controle (20) .

7. "DISPOSITIVO DE 'EMERGÊNCIA' PARA FORNECIMENTO DE OXIGÊNIO PARA UMA AERONAVE" , de acordo com as reivindicações 1, 2, 3, 4, 5 ou 6, caracterizado pelo fato de que é formada uma câmara de compensação dô lado de saída das válvulas de conte.