Acoplador de transporte de fluido disipativo estático.

Acoplador rígido (300) para su uso en el aislamiento eléctrico un sistema de transporte de fluido,

comprendiendo dicho acoplador rígido:

un revestimiento no conductor (306) que comprende un primer extremo configurado para acoplarse a una primera sección contigua del sistema de transporte de fluidos, y un segundo extremo, opuesto a dicho primer extremo, configurado para acoplarse a una segunda sección contigua del sistema de transporte de fluidos;

una estructura de refuerzo (308) que circunscribe dicho revestimiento no conductor y que se acopla a una porción de dicho revestimiento no conductor que se extiende entre dichos primer y segundo extremos de dicho revestimiento no conductor, y

una envoltura circunferencial de fibra (310) enrollada alrededor de al menos una porción de una de dicha estructura de refuerzo entre dichos primer y segundo extremos de dicho revestimiento no conductor;

caracterizado por que:

la estructura de refuerzo comprende un material de fibra de malla multiaxial (1302) impregnado con un material de matriz; y

por que el acoplador rígido comprende además:

una primera conexión de extremo (304) conectada a dicho primer extremo, comprendiendo dicha primera conexión de extremo:

un conector externo (320) configurado para acoplarse a la primera sección contigua del sistema de transporte de fluidos; y

un collar interno (318) acoplado en comunicación de fluido con dicho conector externo y dicho revestimiento no conductor, donde el collar interno está acoplado a una superficie interna de dicho revestimiento no conductor a través de estampación.

Acoplador de transporte de fluido disipativo estático

Antecedentes de la divulgación

El campo de la divulgación se refiere en general a acopladores para su uso en la transmisión de fluido en un sistema de transporte de fluidos, y más específicamente, a conexiones aislantes hidráulicas dieléctricas.

Cuando un fluido (por ejemplo, gas, líquido, gas/líquido) fluye a través de un sistema de transporte de fluido, puede acumularse una carga estática. La carga estática acumulada puede ser suficiente para causar chispas entre la tubería en el sistema de transporte de fluidos y otros componentes cercanos. Además, en el equipo que puede estar expuesto a los rayos, tal como las aeronaves, los rayos pueden inducir una carga adicional en el sistema de transporte de fluidos.

Para limitar la acumulación de carga estática en un sistema de transporte de fluidos, conexiones tubulares dieléctricas se utilizan a menudo para acoplar las secciones adyacentes dentro del sistema de transporte de fluidos. Tales conexiones dieléctricas pueden incluir conexiones de encaje integrales que permiten conexiones de tubos, mangueras, u otros componentes de transporte de fluido, mientras que proporcionan una ruta de resistencia eléctrica relativamente alta que limita el flujo de corriente eléctrica entre las dos conexiones de encaje y que permiten una disipación gradual de la carga estática.

Al menos algunas conexiones dieléctricas conocidas están diseñadas para extenderse a través del mamparo de una embarcación, tal como una aeronave y permitir que el fluido presurizado viaje de un lado a otro. Conexiones dieléctricas usadas para proporcionar un conducto para la transferencia de líquido a través de un mamparo de aeronaves se denominan a veces conexiones aislantes hidráulicas disipativas estáticas. Tales conexiones disipan la energía eléctrica a partir de las cargas estáticas y también proporcionan un paso de fluido seguro para el fluido que pasa a través del tanque de combustible u otras áreas de la aeronave. Por otra parte, este tipo de conexiones dieléctricas generalmente soportan presiones de fluido, y estrés y tensión mecánicos significativos.

Sin embargo, a pesar de sus ventajas, al menos algunas de dichas conexiones utilizan una capa de refuerzo enrollada de fibra helicoidal no conductora que puede hacer que el análisis de la presión, el estrés y la tensión complejo y difícil de predecir. Por otra parte, el contacto excesivo con la humedad y/o el combustible y el estrés prolongado puede causar un fallo prematuro de las conexiones dieléctricas con el tiempo.

El documento US 2008/0169643 se refiere a una conexión tubular dieléctrica para disipar la energía eléctrica mientras que proporciona el flujo de fluido a su través, de acuerdo con las características del preámbulo de la reivindicación 1. El documento intermedio WO 2011/144440 se refiere a una conexión dieléctrica incluyendo una manguera conectada entre dos conexiones de extremo y una parte de refuerzo estructural donde la parte de refuerzo estructural tiene una capa interior formada por un primer y un segundo material compuesto. El documento DE 2702925 se refiere a un anillo aislante para proporcionar aislamiento entre dos tubos de conexión donde los tubos están conectados por hebras de fibra continuas embebidas en plástico y las hebras de fibra están ancladas a los tubos de conexión.

Varios aspectos de la presente divulgación superan estos y otros problemas descritos anteriormente.

Sumario

La presente invención se refiere a un acoplador rígido según la reivindicación 1 y a un método de fabricación de un acoplador rígido según la reivindicación 9.

Se proporciona un acoplador rígido para su uso en la transmisión de fluido dentro de un sistema de conducción de fluido. El acoplador rígido incluye un revestimiento no conductor que tiene un primer extremo configurado para acoplarse a una primera sección contigua del sistema de transporte de fluidos, y un segundo extremo, opuesto a 55 dicho primer extremo, configurado para acoplarse a una segunda sección contigua del sistema de transporte de fluidos. Una estructura de refuerzo circunscribe el revestimiento no conductor y está acoplada a una porción del revestimiento no conductor que se extiende entre el primer y segundo extremos del revestimiento no conductor. La estructura de refuerzo incluye un material de fibra de malla multiaxial impregnada con un material de matriz. Una envoltura de la fibra es enrollada de forma circunferencial en una menos una porción de la estructura de refuerzo entre el primer y el segundo extremo del revestimiento no conductor.

En otro aspecto, se proporciona un método de fabricación de un acoplador rígido para su uso en la transmisión de fluido. El método incluye la formación de un conjunto que incluye una estructura de refuerzo, una primera conexión de extremo exterior, y una segunda conexión de extremo exterior. La estructura de refuerzo incluye una cavidad 65 interior definida en el mismo, y una malla compuesta. La malla compuesta incluye material de fibra trenzado multiaxial y un primer material de matriz. La primera y segunda conexiones de extremo exterior circunscriben cada

una porción de la estructura de refuerzo. La primera conexión de extremo exterior está separada de la segunda conexión de extremo exterior a lo largo de una longitud de la estructura de refuerzo. El método incluye la formación de una envoltura de material compuesto alrededor de al menos una porción de la estructura de refuerzo entre la primera y segunda conexiones de extremo exterior. La envoltura compuesta incluye material de fibra enrollado de forma circunferencial y un segundo material de matriz

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 es un diagrama de flujo de una metodología de producción y servicio de aeronaves ejemplar. La figura 2 es un diagrama de bloques de una aeronave ejemplar. La figura 3 es una ilustración en vista lateral de un acoplador rígido que puede ser utilizado con la aeronave que se muestra en la figura 2 para el transporte de fluido entre las secciones adyacentes de un sistema de transporte de fluido. La figura 4 es una ilustración en sección transversal del acoplador mostrado en la figura 3.

La figura 5 es una vista ampliada de una porción del acoplador que se muestra en la figura 4 y tomada a lo largo del área V. La figura 6 es una vista ampliada de una porción del acoplador que se muestra en la figura 4 y tomada a lo largo del área R. La figura 7 es una vista ampliada de una porción del acoplador que se muestra en la figura 4 y tomada a lo largo del área T. La figura 8 es una vista en corte parcial isométrico del acoplador que se muestra en la figura 3. La figura 9 es una vista lateral de la forma contrafuerte de estampación de ranuras utilizable en el acoplador mostrado en la figura 3. La figura 10 es una vista lateral de ranuras de estampación en forma de acame utilizables en el acoplador mostrado en la figura 3. La figura 11 es una vista lateral de ranuras de estampación en forma de lengüeta utilizables en el acoplador mostrado en la figura 3. La figura 12 es un diagrama de bloques de un método de fabricación y montaje de un acoplador rígido. La figura 13 es una ilustración de una fibra trenzada triaxial ejemplar y espacios vacíos de conexión de extremo interior preparados para el moldeo por transferencia de resina. La figura 14 es una ilustración de la fibra trenzada triaxial y espacios vacíos de conexión de extremo mostrados en la figura 13 después de la impregnación de la fibra con un material de matriz. La figura 15 es una vista lateral de un conjunto ejemplar para su uso en un acoplador rígido. La figura 16 es una vista frontal del conjunto mostrado en la figura 15.

La figura 17 es una ilustración de un revestimiento no conductor ejemplar para su uso con el conjunto representado en la figura 15. La figura 18 es una vista despiezada del revestimiento no conductor de la figura 14, dos conexiones de extremo interior, y el conjunto mostrado en la figura 15. La figura 19 es una ilustración de un acoplador rígido parcialmente completo, incluyendo los conjuntos mostrados en la figura 18. La figura 20 es una ilustración del acoplador rígido que se muestra en la figura 19 y que incluye una envoltura. La figura 21 es una vista isométrica de un acoplador rígido ejemplar antes de que se adjunten sus casquillos de prensado.

Descripción detallada de la divulgación

Un acoplador rígido para su uso en el transporte de fluido entre las secciones adyacentes de un sistema de transporte de fluido y métodos para el montaje del mismo se describen en el presente documento. Aunque el acoplador rígido y los métodos se describen... [Seguir leyendo]

1. Acoplador rígido (300) para su uso en el aislamiento eléctrico un sistema de transporte de fluido, comprendiendo dicho acoplador rígido:

un revestimiento no conductor (306) que comprende un primer extremo configurado para acoplarse a una primera sección contigua del sistema de transporte de fluidos, y un segundo extremo, opuesto a dicho primer extremo, configurado para acoplarse a una segunda sección contigua del sistema de transporte de fluidos; una estructura de refuerzo (308) que circunscribe dicho revestimiento no conductor y que se acopla a una porción de dicho revestimiento no conductor que se extiende entre dichos primer y segundo extremos de dicho revestimiento no conductor, y una envoltura circunferencial de fibra (310) enrollada alrededor de al menos una porción de una de dicha estructura de refuerzo entre dichos primer y segundo extremos de dicho revestimiento no conductor;

caracterizado por que:

la estructura de refuerzo comprende un material de fibra de malla multiaxial (1302) impregnado con un material de matriz; y por que el acoplador rígido comprende además:

una primera conexión de extremo (304) conectada a dicho primer extremo, comprendiendo dicha primera conexión de extremo: un conector externo (320) configurado para acoplarse a la primera sección contigua del sistema de transporte de fluidos; y un collar interno (318) acoplado en comunicación de fluido con dicho conector externo y dicho revestimiento no conductor, donde el collar interno está acoplado a una superficie interna de dicho revestimiento no conductor a través de estampación.

2. Acoplador rígido de acuerdo con la reivindicación 1, donde dicha envoltura de fibra comprende un material de fibra impregnado con un material de matriz.

3. Acoplador rígido de acuerdo con la reivindicación 1 donde el material de fibra de malla multiaxial comprende una pluralidad de capas de material de fibra de malla multiaxial.

4. Acoplador rígido de acuerdo con la reivindicación 1, donde dicha primera conexión de extremo comprende una primera proyección y una segunda proyección, extendiéndose dicha primera proyección entre dicho revestimiento no conductor y dicha estructura de refuerzo, circunscribiendo dicha segunda proyección una porción de dicha estructura de refuerzo.

5. Acoplador rígido de acuerdo con la reivindicación 4, donde una superficie externa de dicho revestimiento no conductor está acoplado a una superficie interna de dicha primera proyección a través de estampación.

6. Acoplador rígido de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además un manguito (302) que comprende una cavidad interior definida en el mismo, estando dicha cavidad dimensionada para recibir dicho revestimiento no

conductor y dicha estructura de refuerzo en el mismo, comprendiendo dicho manguito además una primera abertura adyacente a dicho primer extremo del revestimiento no conductor y una segunda abertura adyacente a dicho segundo extremo del revestimiento no conductor.

7. Acoplador rígido de acuerdo con la reivindicación 6, que comprende además un primer casquillo de prensado (330) , un segundo casquillo de prensado, y una segunda conexión de extremo, donde:

la primera conexión de extremo está acoplada a dicho revestimiento no conductor de tal manera que dicha primera abertura del manguito es cerrada sustancialmente por dicha primera conexión de extremo, dicho primer casquillo de prensado acopla dicho manguito a dicho primer casquillo de prensado sobre dicha 55 primera apertura del manguito, dicha segunda conexión de extremo está acoplada a dicho revestimiento no conductor de manera que dicha segunda abertura del manguito se cierra sustancialmente por dicha segunda conexión de extremo, dicho segundo casquillo de prensado acopla dicho manguito a dicho segundo casquillo de prensado alrededor de dicha segunda abertura del manguito.

8. Acoplador rígido de acuerdo con la reivindicación 7, donde dicho manguito comprende una capa interna dieléctrica (332) que define una superficie interior de dicha cavidad interior y una capa conductora (334) que define una superficie exterior de dicho manguito, y en donde dicho primer y segundo casquillos de prensado se establece un pasaje eléctricamente conductor entre dichas primera y segunda conexiones de extremo y dicho capa conductora 65 del manguito.

9. Método de fabricación de un acoplador rígido (300) para su uso en el aislamiento eléctrico de un sistema de transporte de fluido, comprendiendo dicho método:

la formación de un conjunto que comprende una estructura de refuerzo (308) , una primera conexión de extremo exterior (316) , y una segunda conexión de extremo exterior, comprendiendo la estructura de refuerzo una cavidad interior definida en el mismo, y una malla compuesta (1302) , comprendiendo la malla compuesta material de fibra de malla multiaxial y un primer material de la matriz, la primera y segunda conexiones de los extremos exteriores cada una circunscribiendo una porción de la estructura de refuerzo, estando la primera conexión de extremo exterior separada de la segunda conexión de extremo exterior a lo largo de una longitud ajustada de la estructura de refuerzo;

la formación de una envoltura compuesta (310) alrededor de al menos una porción de la estructura de refuerzo entre la primera y segunda conexiones de extremos exteriores, comprendiendo la envoltura compuesta material de fibra enrollado circunferencialmente y un segundo material de matriz; y donde el método comprende además:

la inserción de un revestimiento no conductor (306) en la cavidad interior de la estructura de refuerzo, comprendiendo el revestimiento no conductor una cavidad interior definida en el mismo; el acoplamiento de una primera conexión de extremo interior (314) a la primera conexión de extremo exterior, comprendiendo la primera conexión de extremo interior un primer collar interno (318) , donde dicho acoplamiento de las primeras conexiones de extremo interior posiciona al menos una porción del primer cuello dentro de la cavidad interior del revestimiento no conductor; el acoplamiento de una segunda conexión de extremo interior a la segunda conexión de extremo exterior, comprendiendo la segunda conexión de extremo interior un segundo collar interno, donde dicho acoplamiento de la segunda de conexión de extremo interior posiciona al menos una porción del segundo cuello dentro de la cavidad interior de revestimiento no conductor; y la estampación del primer y del segundo collar de collar para acoplar el primer collar y el segundo collar a una superficie interna del revestimiento no conductor.

10. Método según la reivindicación 9, donde dicha formación del conjunto comprende el posicionamiento de la primera y segunda conexiones de extremo exterior sobre el material de fibra de malla multiaxial, la impregnación del material de fibra de malla multiaxial con el material de la primera matriz, y el curado del material de la primera matriz, y donde dicha formación de la envoltura de material compuesto comprende impregnar el material de fibra enrollado circunferencialmente con el segundo material de la matriz y el curado del material de la segunda matriz.

11. Método según la reivindicación 9, donde dicha estampación del primer collar y el segundo collar también acopla el revestimiento no conductor a la primera conexión de extremo interior y la segunda conexión de extremo interior.

12. Método según la reivindicación 9, que comprende además prensar un manguito a la primera conexión de 40 extremo exterior y la segunda conexión de extremo exterior.

13. Método según la reivindicación 12, donde el manguito comprende una capa no conductora interna y una capa externa, conductora, y donde dicho prensado comprende prensar un primer casquillo de prensado (330) para acoplar el manguito a la primera conexión de extremo exterior y establecer un pasaje eléctrico entre la primera 45 conexión de extremo exterior y la capa conductora del manguito, y prensar un segundo casquillo de prensado para acoplar el manguito a la segunda conexión de extremo exterior y establecer un pasaje eléctrico entre la segunda conexión de extremo exterior y la capa conductora del manguito.