SISTEMA DE CONDUCTOS CON DOBLE PARED

CAMPO DE LA INVENCIóN

La presente invención se refiere a un sistema de conductos con doble pared, en particular para ser utilizado en el campo aeronáutico, y a un método para fabricar tal sistema de conductos con doble pared.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIóN

Los conductos con doble pared se usan típicamente en el campo aeronáutico en áreas en las que una fuga potencial puede poner en peligro la continuidad de un vuelo seguro, lo que causarla por lo tanto posibles lesiones al personal en cuestión debido a los riesgos de vapores.

En el caso de conductos con doble pared utilizados en el campo aeronáutico, que comprenden un conducto interno y un conducto externo, el conducto interno se usa para soportar presiones del combustible, mientras que el conducto externo se usa para transportar fugas potenciales a un sistema de drenaje especifico exterior a la zona de peligro, constituyendo esto una situación de riesgo especial en el campo aeronáutico. Existen métodos conocidos para fabricar conductos con doble pared, como por ejemplo el descrito en el documento de EE.UU. número 4.332.073, en el que se da a conocer un método para fabricar un conducto con doble pared hecho de material compuesto. El conducto exterior se expande por calentamiento, mientras que el conducto interior se contrae por enfriamiento, estando por lo tanto los dos conductos introducidos uno dentro del otro. Después de esto, la holgura entre los dos conductos desaparece y se llevan a la misma dimensión. En este documento no se describe ningún curvado en el conducto y tampoco se mantiene ninguna

holgura entre los dos conductos. El problema planteado por el método de este documento es que es caro y no es válido para fabricar codos. Además, como no se mantiene ninguna holgura entre los dos conductos, no están controladas por lo tanto las fugas potenciales.

El documento de EE.UU. número 5.189.790 describe un método para fabricar un codo de conducto con doble pared usando tapas de sellado para ser utilizadas en colectores de gases de escape de coches. El principal problema planteado en este método es que sus costes de fabricación son muy altos, ya que el diámetro de ambos conductos tiene que ser el mismo, debiendo ser este diámetro también de una dimensión muy especifica. Además, el material de los conductos es muy caro, ya que el método de fabricación comprende la etapa de soplar por presión, necesitando por lo tanto que el material soporte dichas altas presiones. En los empalmes, el conducto con doble pared de este documento no tiene ninguna holgura entre los dos conductos: el conducto con doble pared no es válido entonces para controlar o detectar fugas potenciales.

El documento de EE.UU. número 5.054.185 describe un método para fabricar un conducto con doble pared que comprende un conducto interior y uno exterior, que tiene también una capa intermedia con un material para atenuar vibraciones, a utilizar particularmente en los sistemas de escape para automóviles. El material para atenuar vibraciones de esta invención significa aumento de peso y es por lo tanto algo que se tiene que considerar como altamente negativo en el campo aeronáutico. También, el método de esta invención no mantiene una holgura entre los conductos, necesario para la detección y el control de fugas. El problema resuelto por esta invención es el del ruido en un conducto con doble pared. Esta invención no resuelve, por otro lado, el problema de la integridad

estructural en conductos con doble pared causado por las vibraciones .

El documento de EE.UU. número 3.201.861 describe un método para formar un elemento de conducto de salida con doble pared tubular, que comprende un elemento de conducto exterior y un elemento de conducto interior que tiene orificios espaciados por su longitud, por razones acústicas, de manera que existe un espacio entre el conducto exterior y el interior, por toda la longitud del conducto excepto en los extremos. Estos orificios producirán fugas incontroladas cuando se usan para transportar fluidos; además, los costes de este método son altos .

El documento de EE.UU. número 5.497.809, en el que se basa el preámbulo de la reivindicación 1, describe un sistema de tuberías coaxiales que comprende manguitos curvados de un material insoluble resistente a la compresión con características de flujo en frió, estando dispuestos conductos de paso de fluido longitudinales entre los tubos. Unos separadores de conducción están dispuestos también para mantener una separación anular entre los tubos, particularmente en los extremos de tubo. El problema principal de esta invención es que el material resistente a la compresión aumenta el peso del sistema, lo que es de particular relevancia en el campo aeronáutico.

El problema y la dificultad principales cuando se usan los procedimientos de fabricación de conductos con doble pared que se han descrito anteriormente se presentan cuando sólo están disponibles un peso bajo y un área pequeña para encaminar tales sistemas de conducción, como sucede cuando se utilizan en el campo aeronáutico, siendo por lo tanto inviables estos procedimientos.

La presente invención está orientada a dar la solución a estos inconvenientes.

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SUN-ARIO DE LA INVENCIóN

La invención está destinada a proporcionar un sistema de conductos con doble pared y a un método para la fabricación de tal sistema de conductos con doble pared, estando hecho dicho sistema, preferiblemente, de un material metálico y comprendiendo un conducto externo utilizado para transportar fugas potenciales y un conducto interno utilizado para soportar presiones del combustible. El método según la invención comprende curvar entre si tanto los conductos internos como los conductos externos, y soldar a continuación dichos conductos interno y externo a un accesorio dedicado a soportar el sistema de conductos con doble pared y/o a conectar dicho sistema de conductos con doble pared a otros sistemas similares de conductos.

El objetivo de la presente invención es por lo tanto proporcionar un sistema de conductos con doble pared, en particular metálico, para ser utilizado, preferiblemente, en aquellas zonas de un avión en las que se necesitan precauciones especiales (fuselaje, lugares adyacentes a las zonas de fuego, etc.) y proporcionar un método para fabricar tal sistema de conductos con doble pared.

El método de fabricación de la presente invención permite curvar entre si el conducto interior y el conducto exterior de un conducto con doble pared, eliminando por lo tanto la necesidad de soldar adicionalmente el armazón exterior y de mantener una holgura o espacio entre medias del conducto interior y el conducto exterior para evitar el desgaste que pudieran causar daños no detectables. El método de fabricación de la invención comprende las siguientes etapas: a) se cortan ambos conductos interior y exterior a una dimensión más grande que la requerida finalmente por el sistema, antes de la etapa de curvado;

b) se coloca un elemento obturador, preferiblemente cónico, en uno de los extremos del conjunto de conductos con doble pared; c) se llena la holgura o espacio entre medias de ambos conductos interior y exterior de un material de relleno, tal como Corindón, usando una herramienta especial, para asegurar un curvado homogéneo al equilibrar las cargas que aparecen en el procedimiento de curvado; d) se coloca entonces un elemento obturador adicional en el otro extremo del conjunto de conductos con doble pared; e) se curva entonces el conjunto de conductos con doble pared, usando herramientas y máquinas estándares para curvar tubos; f) se corta entonces el conducto con doble pared a su dimensión final y se retira el material de relleno.

Una vez que se termina el procedimiento de curvado como se ha descrito anteriormente, se suelda entonces el sistema de conductos con doble pared a un accesorio dedicado a su soporte mediante soldadura del conducto interior y, luego, del conducto exterior, usando un casquillo según la invención que está diseñado para ajustar el sistema de conductos con doble pared al accesorio requerido en particular, habiendo sido insertado previamente este casquillo rodeando el conducto externo del sistema de conductos con doble pared. El casquillo puede ser recto o cónico, dependiendo del tamaño del accesorio al que se ha de conectar el sistema de conductos con doble pared. Otras propiedades y ventajas de la presente invención se describirán en la siguiente descripción detallada de una realización ilustrativa de su objeto con relación a las figuras adjuntas.

DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS

Las propiedades, objetos y ventajas de la invención resultarán evidentes al leer esta descripción junto con los dibujos que se acompañan, en los que:

La figura 1 muestra una vista general de un sistema de conductos con doble pared de la presente invención.

La figura 2 muestra ambos conductos, el conducto interior y el conducto exterior, antes del comienzo del método de fabricación según la invención.

Las figuras 3a, 3b y 3c muestran detalles de los accesorios a los que está conectado el sistema de conductos con doble pared según la invención, ilustrando la figura 3b un detalle de un accesorio de conexión al ala, que es el sistema de conductos con doble pared de la invención conectado a otro sistema de conductos con doble pared, e ilustrando la figura 3c un detalle de un accesorio de conexión al cortafuegos, que es el sistema de conductos con doble pared de la invención conectado a un sistema de conductos de pared única.

Las figuras 4a, 4b y 4c muestran detalles de casquillos de deslizamiento utilizados para el procedimiento de soldadura de un sistema de conductos con doble pared según la invención, ilustrando la figura 4b un detalle de un casquillo cónico para un accesorio de conexión al ala, e ilustrando la figura 4c un detalle de un casquillo recto para un accesorio de conexión al cortafuegos .

Las figuras 5a, 5b y 5c muestran detalles del conjunto de ambos conductos interior y exterior junto con un elemento obturador cónico para la fabricación de un sistema de conductos con doble pared según la invención.

La figura 6 muestra la operación de llenado y la herramienta utilizada para la fabricación de un sistema de conductos con doble pared según la invención.

La figura 7 muestra el conjunto completo antes de la operación de curvado para la fabricación de un sistema de conductos con doble pared según la invención.

Las figuras 8a, 8b y 8c muestran detalles de las etapas de la operación de soldadura para un sistema de conductos con doble pared según la invención.

Las figuras 9a, 9b y 9c muestran detalles de las etapas de la operación de soldadura en el otro extremo del conjunto de un sistema de conductos con doble pared según la invención.

DESCRIPCIóN DETALLADA DE LA INVENCIóN

La invención está destinada por lo tanto a proporcionar un sistema 1 de conductos con doble pared, que está hecho, preferiblemente, de un material metálico, y a un método para la fabricación de tal sistema 1 de conductos con doble pared. El sistema de conductos 1 con doble pared comprende un conducto externo 2, utilizado para transportar fugas potenciales, y un conducto interno 3, utilizado para soportar presiones del combustible. Se ha de señalar que estos dos conductos, 2 y 3, son de dimensiones comerciales estándares: esto representa otra ventaja de la invención, ya que no hay que añadir ningún coste adicional debido a conductos de diámetros especiales. El sistema de conductos con doble pared de la invención y su método de fabricación mantienen una holgura entre los dos conductos, 2 y 3, conservándose por lo tanto los costes de fabricación. El método según la invención comprende curvar entre si el conducto interno 3 y el conducto externo 2, y soldar a continuación dichos conductos interno 3 y externo 2 a un accesorio 6, 7 dedicado a soportar el sistema 1 de conductos con doble pared y/o a conectar dicho sistema 1 de conductos con doble pared a otros sistemas de conductos que pueden ser también similares al sistema 1. Como se ilustra

esquemáticamente en la figura 1, el procedimiento para fabricar un sistema 1 de conductos con doble pared según la invención consiste en montar dos conductos 2, 3 de un diámetro diferente, uno dentro del otro, antes de una operación de curvado, y soldar entre si dichos conductos 2, 3 mediante una serie de casquillos de deslizamiento 4, 5 para adaptarse finalmente a dicho sistema 1 de conductos con doble pared. Los casquillos 4, 5 pueden ser cónicos o rectos . El conducto interior 3 y el conducto exterior 2, que se adaptan al sistema 1 de conductos con doble pared, están hechos, preferiblemente, de un material metálico, tal como acero inoxidable, preferiblemente AISI 321, aunque la invención es también aplicable a una variedad de materiales metálicos.

El método de fabricación de la presente invención permite curvar entre si el conducto interior 3 y el conducto exterior 2 de un sistema 1 de conductos con doble pared, eliminando por lo tanto la necesidad de soldar adicionalmente el armazón exterior y de mantener una holgura o espacio 8 entre medias del conducto interior 3 y el conducto exterior 2 para evitar el desgaste que pudiera causar daños no detectables.

El procedimiento para la fabricación de un sistema 1 metálico de conductos con doble pared de la figura 1, teniendo dicho sistema 1 de conductos con doble pared cualquier geometría que se usa para transportar fluidos en la que una fuga se detectará y/o evacuará de manera controlada, comprende las siguientes etapas: a) se cortan tanto el conducto interior 3 como el conducto exterior 2 a una dimensión más grande que la requerida finalmente por el sistema 1 de conductos con doble pared; b) se limpian los conductos 2 y 3, y se preparan los bordes de cada uno de sus extremos;

c) el conducto interior 3 se introduce en el conducto exterior 2 ; d) se coloca por presión un elemento obturador 9, preferiblemente cónico para hacer que sea más fácil insertarlo en el sistema 1 de conductos con doble pared, como el mostrado en la figura 5c, en uno de los extremos del conjunto del sistema 1 de conductos con doble pared; e) se coloca el sistema 1 de conductos en una posición no horizontal, preferiblemente de un modo vertical, siendo situado el elemento obturador 9 en su parte baja; f) se llena la holgura o espacio 8 entre medias del conducto interior 3 y el conducto exterior 2 de un material de relleno 12, siendo este material de relleno 12 capaz de fluir de manera controlada, es decir, presentando una cierta resistencia a circular pero sin desgastar por fricción las paredes de los conductos 2, 3, tal como material de Corindón, proporcionando también un medio para mantener superficies sustancialmente paralelas sobre los conductos 2 y 3 usando una herramienta especial 10, preferiblemente con la forma de un embudo, para facilitar la inserción del material de relleno 12 en la holgura 8, asegurando por lo tanto un curvado homogéneo de ambos conductos, 2 y 3, por una transferencia equilibrada de las cargas que aparecen en el procedimiento de curvado desde el conducto exterior 2 hasta el conducto interior 3; g) una vez que se ha llenado el espacio 8 entre los conductos 2 y 3 y se ha compactado apropiadamente el relleno 12, se coloca entonces por presión un elemento obturador 11 adicional en el otro extremo del conjunto del sistema 1 de conductos con doble pared; h) se curva entonces el conjunto del sistema 1 de conductos con doble pared usando herramientas y máquinas estándares para curvar tubos;

i) se retiran ambos elementos obturadores 9 y 11, así como el material de relleno 12, tal como Corindón, una vez que se ha terminado el procedimiento de curvado; j) se realiza entonces una limpieza, manual o de otro tipo; k) se corta entonces en sus extremos a su dimensión final el sistema 1 de conductos con doble pared obtenido;

1) se instalan los casquillos de deslizamiento, 4 y 5, en los extremos del sistema 1 de conductos con doble pared; m) se recorta el conducto 1 con doble pared y se prepara para soldadura; n) se realiza entonces una soldadura, tal como soldadura TIG, orbital o manual, en los accesorios mecanizados, 6 y 7; o) se realiza una soldadura, tal como soldadura TIG, orbital o manual, en los casquillos de deslizamiento, 4 y 5; p) se llevan a cabo una inspección y un ensayo finales . La fabricación de los accesorios mecanizados, 6 y 7, se realiza siguiendo un procedimiento estándar conocido. La fabricación de los casquillos de deslizamiento 4 y 5, que están hechos, preferiblemente, de un metal que sea compatible para la soldadura con el sistema 1 de conductos con doble pared y con los accesorios 6 y 7, se realiza siempre siguiendo un procedimiento estándar conocido. Los casquillos 4 y 5 pueden tener forma cónica, recta o cualquier otra apropiada para ajustar el sistema 1 a los otros sistemas. Ambos accesorios, 6 y 7, están mecanizados, preferiblemente, a partir de material de acero, por ejemplo del tipo CRES 321. Los casquillos 4 y 5 están hechos, también preferiblemente, de material de acero del tipo CRES 321.

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La operación de soldadura para un sistema 1 de conductos con doble pared comprende, como se puede ver en las figuras 8a, 8b y 8c, las siguientes etapas: primero, el casquillo 4, que está conectado al accesorio 7 de conexión al cortafuegos, se introduce en un extremo del sistema 1 de conductos con doble pared, luego, el conducto interior 3 se suelda en la parte B de la figura 8b y, a continuación, el conducto exterior 2 se suelda en las partes C y D de la figura 8c. La operación de soldadura en el otro extremo del sistema 1 de conductos con doble pared comprende, como se puede ver en las figuras 9a, 9b y 9c, las siguientes etapas: primero, el casquillo 5 (en estas figuras el casquillo 5 se ha hecho con forma cónica) , que está conectado al accesorio 6 de conexión al ala, se introduce en el otro extremo del sistema 1 de conductos con doble pared, luego, el conducto interior 3 se suelda en la parte E de la figura 9b y, a continuación, el conducto exterior 2 se suelda en las partes F y G de la figura 9c. Se completa entonces todo el conjunto.

El método según la invención comprende, primero, soldar el conducto interior 3, luego, hacer deslizar el casquillo 4 o 5, que se ha introducido previamente en el sistema 1 de conductos con doble pared, y una vez que se ha desplazado el casquillo, se suelda en dos partes al sistema 1.

Una de las principales ventajas de la presente invención es proporcionar un sistema 1 de conductos con doble pared conectado a otros sistemas por accesorios 6 y 7 con al menos un curvado, de manera que el sistema 1 se realiza en un único procedimiento, y no está formado por diferentes partes, siendo realizada cada una de las partes en diferentes procedimientos, lo que tiene por lo tanto las ventajas de mantener un peso bajo en el caso de que esté disponible un área pequeña para encaminar los sistemas de

conducción, como sucede en el campo aeronáutico de la presente invención.

Los casquillos, 6 o 7, pueden comprender también una abertura de drenaje, como la mostrada en el casquillo 4 de la figura 4a.

En la figura 8b, se puede observar que la distancia o espacio 14 entre el casquillo 4 y la parte B en la que se ha de realizar la soldadura tiene que cumplir un minimo, de manera que la máquina o herramienta de soldadura a utilizar pueda realizar tal soldadura en B. Lo mismo se puede decir para la figura 9b, con relación a la distancia o espacio 14 entre el casquillo 5 y la parte E en la que se ha realizar la soldadura.

Los casquillos 4, 5 proporcionan una integridad estructural cerrada del sistema 1, lo que permite por lo tanto que una fuga potencial en el sistema 1 con doble pared sea detectada y evacuada de manera controlada.

Aunque la presente invención se ha descrito completamente en relación con realizaciones preferidas, es evidente que se pueden introducir modificaciones dentro su alcance, no considerando el mismo como limitado por estas realizaciones, sino por los contenidos de las siguientes reivindicaciones .