SISTEMA DE AISLAMIENTO DE CORRIENTE PARA SISTEMAS DE FLUIDOS

CAMPO DE LA INVENCIóN

La invención se refiere a un sistema de aislamiento para sistemas de fluidos sometidos a riesgos de posibles descargas eléctricas utilizando insertos aislantes entre partes de los elementos lineaies del sistema de fluidos y, más en particular, a un sistema de aislamiento para proteger sistemas de combustible de aeronaves frente a descargas eléctricas provocadas por impacto de rayo en depósitos de combustible fabricados en materiales de baja conductividad eléctrica.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIóN

Los materiales compuestos ofrecen una aita resistencia eléctrica en comparación con los materiales metálicos. Estos últimos han sido tradicionalmente empleados en el contexto aeronáutico para Ia fabricación de estructuras destinadas al almacenamiento de combustible, dadas sus características mecánicas en relación al peso que presentan estos materiales.

La alta resistencia eléctrica inherente en los materiaies compuestos provoca un efecto de inducción de gran relevancia en los sistemas internos deí tanque de combustible. Dicho efecto induce corrientes eléctricas internas que puede originar fallos o fenómenos catastróficos para Ia integridad estructural global.

Los fenómenos relacionados con las descargas eléctricas moderadas o severas producidas en el caso de impacto de rayo y que deben prevenirse en una estructura fabricada en material de baja conductividad eléctrica para asegurar su integridad estructural / malfuncionamiento de alguno de los equipos críticos eléctricos / arcos eléctricos en ei interior de tanque son:

Puntos Calientes ("Hot Spots"): Ia alta densidad de corriente en ciertas lo- calizaciones puntuales de Ia estructura como uniones o elementos de intersección puede originar puntos de elevada temperatura. Si esta temperatura excede

los 200°C (punto de auto ignición del combustible considerado por autoridades FAA/JAA), el combustible puede alcanzar su punto de inflamación.

Arcos Eléctricos ("sparking"): el fiujo de corriente a través de materiales con distintas resistividades y en ubicaciones geométricamente separadas puede producir descargas en forma de arco eléctrico (diferencia de potencial) y provocando Ia ignición de combustible / liquido inflamable contenido en la estructura.

Malfuncionamiento de equipos eléctricos: las descargas eléctricas producidas por el impacto de rayo dan lugar a grandes niveles de corriente circulando por Ia estructura externa y en consecuencia pueden introducir corriente eléctrica por los sistemas internos bien por derivación o por inducción. Estos efectos son capaces de provocar maifuncionamiento en equipos críticos originando un fallo catastrófico.

En Ia solicitud PCT/ES05/070133 de Airbus se describe un método para proteger el conjunto de dispositivos metálicos dispuestos en eí interior de un depósito de combustible, fabricado total o parcialmente con materiales compuestos, contra descargas eléctricas, en Ia cual se requieren insertos aislantes en las líneas de Ia instalación de combustible, ventilación etc. de manera que queden subdivididas en partes aisladas entre ellas.

La presente invención se refiere a un inserto aislante de ese tipo que pue- da ser utilizado tanto en lugares de poco espacio disponible como en zonas de elementos aislantes-flotantes de mayor longitud.

SUMARIO DE LA INVENCIóN

La presente invención propone un sistema de aislamiento eléctrico para un elemento lineal que forma parte de un sistema de fluidos sometido a riesgos de posibles descargas eléctricas externas utilizando un inserto aislante entre dos partes de dicho elemento lineal, según el cual dichas partes se proporcionan con los bordes ranurados y el inserto aislante es una pieza de materia! aislante que se conforma entre dichas partes de manera que proporcione un conducto interior para el paso de fluido entre ellas y recubra dichos bordes ranurados asegurando Ia unión estanca del inserto aislante con las dos partes del elemento lineal.

Preferentemente el inserto aislante se conforma mediante una técnica de inyección utilizando un molde apropiado.

Preferentemente el elemento lineal al que se aplica ei sistema de aislamiento es una tubería metálica para el paso de combustible y los bordes ranura- dos de las partes entre las que ubica el inserto aislante incluyen ranuras diametrales para facilitar el acopiamiento del inserto aislante y ranuras longitudinales para evitar su rotación.

El sistema de aislamiento objeto de esta invención es aplicable a tuberías de combustibie y de ventilación que formen parte de sistemas de combustible instalados en aeronaves, cuando sea necesario detener Ia corriente o bien aislar tramos de Ia instalación donde se prevea el paso de Ia misma.

Una ventaja del sistema objeto de Ia presente invención es que el inserto aislante se une a las dos partes del elemento lineal sin necesidad de elementos mecánicos de unión tales como bulones, remaches, arandelas ó tuercas. Otra ventaja del sistema objeto de Ia presente invención es el carácter estanco de Ia unión entre el inserto aislante y las dos partes del elemento linea!, sin necesidad de medios específicos para ello como empaquetaduras o juntas de goma con Ia consiguiente reducción de los costes de mantenimiento.

Otra ventaja del sistema objeto de Ia presente invención es la reducción de costes de fabricación y montaje al eliminar piezas mecanizadas en material aislante de compleja elaboración.

Otra ventaja del sistema objeto de Ia presente invención es Ia reducción de peso derivada de Ia no utilización de elementos específicos de unión y estanqueidad. Otras características y ventajas de Ia presente invención se desprenderán de Ia descripción detallada e ilustrada del objeto con las figuras que se acompañan.

BREVE DESCRIPCIóN DE LOS DIBUJOS

La Figura 1 muestra una vista en sección de dos partes de una tubería con un inserto aislante siguiendo el sistema objeto de la presente invención.

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La Figura 2 muestra una vista en perspectiva de una tubería con un inserto aislante siguiendo el sistema objeto de ¡a presente invención.

La Figura 3 muestra una vista en perspectiva de las dos partes de Ia tubería antes de conformar ei inserto aislante entre ellas.

DESCRIPCIóN DETALLADA DE LA INVENCIóN

Siguiendo las Figuras 1 , 2 y 3 en ías que se representa una realización preferente de Ia invención, se observa que el inserto aislante 12 es una pieza unida de manera estanca a las partes 14, 16 de una tubería metálica. Tal unión se produce al conformar el inserto aislante 12 entre dichas las partes 14, 16 mediante cualquier técnica que resulte apropiada. No se utilizan, pues, elementos específicos de unión y/o estanqueidad.

Una técnica apropiada es Ia inyección utilizando un molde apropiado (no representado) resultando un inserto aislante 12 de forma cilindrica. La inyección puede llevarse a cabo bien exteriormente o bien interiormente evitando escalones internos según necesidades. Entre ios materiales aislantes preferentes que pueden utilizarse se encuentran el nylon, ia poliamida y e! peek.

Los bordes de las partes 14, 16 de Ia tubería metálica están ranurados pa- ra facilitar Ia unión estanca del inserto aislante 12 conformado in situ. A ios efectos de esta invención Ia expresión bordes ranurados debe entenderse en sentido amplio incluyendo cualquier tipo de estriado que permita Ia finalidad apuntada.

En Ia realización preferente mostrada en las Figuras las partes 14, 16 de Ia tubería metáiica tienen bordes con ranuras diametrales 20 y longitudinales 22 para facilitar Ia fijación del inserto aislante 12.

El inserto aislante 12 debe estar dimensionado de manera que impida el paso de Ia corriente eléctrica cuando circula por Ia tuberías de combustible ó ventilación en Ia que se inserte. Desde el punto de vista técnico, a dicho inserto aislante se Ie efectúan ensayos de aislamiento durante los cuales se le somete a una diferencia de potencial entre los extremos de entre 500 VDC y a 1000 VDC aportando un aislamiento eléctrico del orden de 100 Mega ohmios como requerimiento mínimo.

Se estima, en este sentido, que la longitud mínima de ia zona 18 del inserto aislante 12 situada entre las partes 14, 16 de Ia tubería metálica debe ser al menos de 25 mm para cumplir ¡os requisitos de aislamiento contra rayos y corriente estática. El inserto aislante 12 es aplicable como ya hemos mencionado a instalaciones de combustible en las que se pretenda aislar Ia corriente por tramos o aplicar una filosofía de puesta a masa única ("single bonding point").

También es aplicable, con el material y las dimensiones que sean requeridas, a sistemas de aeronaves distintos del sistema de combustible, como por ejemplo el circuito hidráulico o el neumático, al no tener elementos mecánicos de unión (a los cuales habría que proporcionar sistemas para aguantar las altas presiones) y perecederos (empaquetaduras) resistentes a distintos fluidos (por ejemplo hidráulicos).

En el caso de sistemas de combustible, las partes 14, 16 de Ia tubería metálica deben incluir unos elementos 26, 28 para instalar una puesta a masa, ya que en esos sistemas se requiere una doble puesta a masa.

Esos elementos 26, 28 estarán mecanizados en dichas partes 14, 16 con el mínimo espesor necesario y provistos de dos taladros para poder darles continuidad eléctrica con el resto de Ia línea del sistema fluido que corresponda. En Ia realización preferente que acabamos de describir pueden introducirse aquellas modificaciones comprendidas dentro de! alcance definido por las siguientes reivindicaciones.