BRPI0621402A2 - conduto de fluido com manga de proteção auto-regenerativa - Google Patents
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Abstract
CONDUTO DE FLUIDO COM MANGA DE PROTEçãO AUTO-REGENERATIVA. Trata-se de um conduto de fluido com uma manga auto-regenerativa em relação espaçada a partir do conduto para oferecer proteção contra vazamentos provocados por projéteis balísticos, tais como tiros disparados por armas de pequeno porte.
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para CONDUTO DE FLUIDO COM MANGA DE PROTEÇÃO AUTO-REGENERATIVA".
Campo Técnico
A presente invenção refere-se em geral ao campo técnico de sistemas de combustível para aeronaves, em especial, condutos de combustível para aeronaves. A presente invenção também pode ser aplicada para proteger condutos hidráulicos e de óleo lubrificante para aeronaves.
Descrição do Estado da Técnica
Os materiais auto-regenerativos circulam no mercado há anos. Há vários usos para os materiais auto- regenerativos, como a borracha natural/poliuretano e a borracha nitrílica. O principal problema desses materiais auto-regenerativos é que podem levar muitos segundos, ou mesmo minutos, para que esses materiais sejam vedados após terem se penetrado. Por causa dessas deficiências, tem sido desvantajosa a utilização desses materiais auto-regenerativos como mangas de proteção para condutos de fluido de aeronave para proteger os condutos de fluido de vazamento caso os condutos de fluido sejam penetrados por um projétil balístico.
No entanto, alguns materiais auto-regenerativos, como um ionômero auto-regenerativo conhecido como Surlyn® 8940 (disponibilizado pela DuPont Packaging e Industrial Polymers, Wilmington, DE), se vedam instantaneamente. Houve tentativas de se criar condutos laminados auto-regenerativos, mas tais condutos são relativamente onerosos e pesados, além de estarem sujeitos a períodos de baixa regeneração associados aos seus componentes. Além disso, graças à natureza integrada do conduto laminado, os fluidos pressurizados dentro dos condutos laminados exercem pressão instantânea sobre a abertura de projétil interferindo no processo de auto-regeneração.
Embora os sistemas auto-regenerativos descritos acima representem avanços significativos, ainda restam desvantagens consideráveis.
Sumário da Invenção
Há a necessidade de um conduto de fluido com uma manga de proteção auto-regenerativa que se regenere de forma instantânea.
Portanto, um dos objetivos da presente invenção é o de oferecer um conduto de fluido com uma manga de proteção auto-regenerativa que se regenere de forma instantânea.
Outro objetivo da presente invenção consiste em oferecer uma manga de proteção auto-regenerativa que possa ser retroajustada para sistemas de conduto existentes.
Um objetivo adicional da presente invenção consiste em oferecer um método para impedir vazamentos de fluido devido ao impacto de projéteis sobre os condutos de fluidos. Esses objetivos são atingidos por meio de uma manga de proteção auto-regenerativa que se regenera instantaneamente, de um conduto de fluido incorporando a manga de proteção e de um método para impedir vazamentos de fluidos provocados por projéteis.
A presente invenção oferece vantagens significativas, incluindo: (1) a manga impede o vazamento de fluidos de importância vital no caso de um golpe balístico contra o conduto de fluido; (2) a manga pode ser instalada sobre um conduto de fluido convencional; (3) penetrações balísticas podem ser fechadas em questão de microsegundos; (4) o dispositivo pode ser instalado sobre condutos de fluido existentes; e (5) a probabilidade de sobrevivência da aeronave é aumentada, principalmente no caso de tiros balísticos disparados por armas de pequeno porte.
Outros objetivos e vantagens da presente invenção transparecerão mediante a consideração dos desenhos e da descrição a seguir.
Descrição Resumida dos Desenhos
Para entender melhor a presente invenção, inclusive suas características e vantagens, agora será feita referência à descrição detalhada da invenção, fundamentada nos desenhos em anexo, nos quais números semelhantes identificam partes semelhantes, e nos quais:
A Figura 1 é uma vista esquemática de um conduto de fluido com uma manga de proteção auto-regenerativa de acordo com a concretização preferida da presente invenção; A Figura 2 é uma vista em corte da manga de proteção auto-regenerativa da Figura 1;
A Figura 3 é uma vista em corte da vedação em uma extremidade da manga de proteção auto-regenerativa da Figura 1;
A Figura 4 é uma vista em perspectiva de um conduto de fluido com uma manga de proteção auto-regenerativa, de acordo com a presente invenção, instalado em uma câmara de testes antes de ter sido penetrado por um projétil balístico; e
A Figura 5 é uma vista em perspectiva de um conduto de fluido com uma manga de proteção auto-regenerativa, de acordo com a presente invenção, instalado em uma câmara de testes depois de ter sido penetrado por um projétil balístico.
Descrição da Concretização Preferida
Mangas de proteção auto-regenerativas para condutos de combustível são destinadas principalmente ao uso militar, pois visam aumentar a probabilidade de sobrevivência em face de tiros balísticos disparados por armas de pequeno porte. Essa tecnologia pode ser aplicada a qualquer aeronave de asa fixa ou rotativa na qual o vazamento de combustível, em especial após um impacto balístico, e a possibilidade de incêndio são um problema.
Com referência agora à Figura 1, uma manga 10 composta por um material auto-regenerativo é instalada sobre toda a extensão do conduto 15. O conduto 15 pode ser um conduto metálico ou de combustível de borracha/nitrila convencional 15, caso este em que a manga 10 é indicada para conter um vazamento de combustível ou de impedir um incêndio após uma penetração balística no conduto de combustível 15 dentro da manga 10.
Prosseguindo com a Figura 1, entre a manga 10 e o conduto 15, há um espaço 20. O espaço 20 é criado pela diferença de tamanho entre a manga IOeo conduto 15 e mantido pelas vedações 25. As vedações 25 proporcionam uma vedação de fluido entre o conduto 15 e a manga 10 para conter qualquer fluido que possa vazar do conduto 15, além de posicionar a manga 10 em uma relação espaçada a partir do conduto 15 para criar o espaço 20. A Figura 1 também ilustra um fluido 30 dentro do conduto 15.
A Figura 2 é uma vista em seção transversal do conduto 15 e da manga 10 da Figura 1 que ilustra mais uma vez o fluido 30 dentro do conduto 15 e o espaço 20 entre o conduto 15 e a manga 10. Embora o conduto 15 e a manga 10 sejam ilustrados tendo uma seção transversal circular, a invenção não se limita a tais seções transversais. Os condutos 15 de qualquer seção transversal podem ser realçados com mangas 10 de qualquer seção transversal, desde que o espaço 20 seja mantido.
A Figura 3 é uma vista em corte de uma concretização da vedação 25 ilustrada na Figura 1. Um espaçador é dimensionado para encaixar-se sobre o conduto 15, de modo que forma uma vedação, e dentro da manga 10, de modo que forma uma vedação. A seção transversal do espaçador 35 é determinada pelos formatos tanto da manga 10 quanto do conduto 15. A vedação 25 pode então ser retida por uma tira de compressão 40, conforme ilustra a Figura 3, para garantir o posicionamento do espaçador 35. Esta concretização da vedação 25 é ilustrada com fins meramente exemplificativos, sendo evidente que outros meios de vedação podem ser usados na implementação da invenção. Por exemplo, a manga 10 pode ser afunilada em um engate de vedação direto com o conduto 15. É importante que o espaço 20 seja mantido e vedado de modo que o fluido 30, que pode vazar para o espaço 20, fique contido dentro do espaço 20.
A Figura 4 é uma vista em perspectiva de um conduto de fluido 15 com uma manga de proteção auto- regenerativa 10, de acordo com a presente invenção, instalado em uma câmara de testes antes de ter sido penetrado por um projétil balístico. Nessa ilustração, o conduto 15 tem a cor preta, ao passo que a manga 10 é transparente, destacando assim o espaço 20 entre o conduto 15 e a manga 10.
A Figura 5 é uma vista em perspectiva de um conduto de fluido 15 com uma manga de proteção auto- regenerativa, de acordo com a presente invenção, instalado em uma câmara de testes depois de ter sido penetrado por um projétil balístico. Nessa ilustração, o fluido 30 é ilustrado preenchendo parcialmente o espaço 20. O fluido 30 vazou do conduto 15 devido à penetração 45 de um projétil (não ilustrado) no conduto 15, mas foi contido dentro do espaço 20 pela manga auto- regenerativa IOe pelas vedações 25.
O funcionamento adequado da manga 10 depende do material escolhido para a criação da manga 10. O ionômero auto-regenerativo, conhecido comercialmente por Surlyn® 8940, é particularmente bem apropriado para ser usado na manga 10. Outros materiais auto-regenerativos semelhantes também podem ser adaptados para a invenção. Conforme ilustra a Figura 5, a manga 10 é auto-regenerativa, de modo o que, quando penetrada por um projétil pequeno, o local da penetração 45 se fecha automaticamente quase que na mesma hora. Graças à distância entre a manga 10 e o conduto 15, a manga 10 pode se auto-regenerar antes que o fluido 30 escape para local da penetração 45.
Um método para impedir que o fluido 30 vaze devido a projéteis compreende as seguintes etapas: identificar o comprimento do conduto de fluido 15 que pode estar exposto a projéteis; selecionar uma manga auto-regenerativa 10 de tamanho adequado para ser posicionada sobre o conduto 15 em uma relação espaçada; posicionar a manga auto-regenerativa 10 sobre o conduto 15; garantir que a manga 10 em relação espaçada com o conduto 15 crie um espaço 20 entre o conduto 15 e a manga 10; e vedar o espaço 30 entre o conduto e a manga. O método pode ser otimizado ainda mais completando-se as etapas de fixação e espaçamento em uma única etapa de instalação das vedações 25, que mantém tanto a relação espaçada quanto a vedação do espaço 20.
O ionômero auto-regenerativo usado na presente invenção se auto-regenera quase que de forma instantânea, ao contrário dos materiais auto-regenerativos convencionais que podem levar vários segundos ou minutos para se vedarem após a perfuração. A manga de proteção auto-regenerativa 10 atua fechando rapidamente (microsegundos) a penetração balística 45 na manga a fim de impedir que o combustível ou outros fluidos 30 escapem da manga 10 penetrada balisticamente disposta sobre o conduto 15, reduzindo assim o vazamento de fluido 30 do sistema conduto 15/manga IOeo risco de incêndio conseqüente.
A presente invenção reduz o risco de incêndio no sistema de combustível de uma aeronave, pois contém o combustível após a penetração do conduto de combustível e isola o combustível que escapou da fonte de combustível, por exemplo, do conduto, das fontes de ignição externas fora dos confins da manga 10. Instalada como uma manga que envolve o conduto de combustível, a manga da presente invenção pode reduzir, de forma significativa, a quantidade de combustível escapando para um compartimento seco, ou uma área em volta de uma fonte de combustível, reduzindo assim o risco de incêndio prolongado.
A invenção é única, pois, diferente dos condutos de combustível auto-regenerativos convencionais, a presente invenção utiliza um ionômero que se auto-regenera instantaneamente, de preferência um ionômero Surlyn®, que se auto-regenera de maneira instantânea, em vez de exigir vários segundos ou minutos para a vedação. A presente invenção também é única, pois é projetada para ser instalada com rapidez sobre os condutos de combustível existentes, em vez de exigir a substituição dos condutos de combustível existentes. A combinação entre o material avançado, por exemplo, ionômeros auto-regenerativos ou outros materiais de auto-regeneração rápida, e a proteção do conduto de combustível, como uma manga, é considerada única.
Embora a presente invenção tenha sido descrita com referência a uma concretização ilustrativa, essa descrição não deve ser interpretada em um sentido limitado. Diversas modificações e concretizações adicionais da invenção serão concebidas pelos versados na técnica ao tomarem como referência a descrição.
Claims (11)
1. Manga protetora para conduto, caracterizada por compreender: um material auto-regenerativo cujo comprimento é dimensionado para ser posicionado em relação espaçada sobre um conduto.
2. Manga, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por compreender: pelo menos uma vedação entre o material auto- regenerativo e o conduto.
3. Manga, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o material auto-regenerativo é o Surlyn®.
4. Manga, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o material auto-regenerativo é o Surlyn® 8940.
5. Sistema de contudo de fluido, caracterizado por compreender: um conduto para materiais fluidos, o conduto tendo uma seção transversal; e uma manga auto-regenerativa dimensionada para criar um espaço entre o conduto e a manga quando a manga for posicionada sobre o conduto.
6. Sistema de conduto de fluido, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por adicionalmente compreender: uma vedação de tamanho adequado para manter o espaço entre a manga e o conduto.
7. Sistema de conduto de fluido, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a vedação adicionalmente cria uma vedação de fluido entre o conduto e a manga.
8. Sistema de conduto de fluido, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a manga é composta por Surlyn®.
9. Sistema de conduto de fluido, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a manga é composta por Surlyn® 8940.
10. Método para impedir vazamentos de fluido provocados a projéteis, o método sendo caracterizado por compreender as etapas de: identificar o comprimento do conduto de fluido pode estar exposto a projéteis; selecionar uma manga auto-regenerativa dimensionada para ser colocada sobre o conduto em uma relação espaçada; colocar a manga auto-regenerativa sobre o conduto; fixar a manga em relação espaçada com o conduto para criar um espaço entre o conduto e a manga; e vedar o espaço entre o conduto e a manga.
11. - Método, de acordo com a reivindicação -10, caracterizado pelo fato de que as etapas de fixação e espaçamento são unidas em uma única etapa de instalação das vedações, que mantém tanto a relação espaçada quanto a vedação do espaço.
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