Junta con relleno de absorción de energía y procedimiento de fabricación.

Junta (10, 10', 10") para la atenuación de energía a partir de una descarga eléctrica a través de una interfaz que comprende:

una cubierta que define un volumen interior formado para encerrar dicha interfaz; y caracterizado por que dicha junta comprende además

un sellador de relleno (30) que incluye un sellador semirígido mezclado con un relleno que tiene una multiplicidad de partículas discretas (34) de diferente composición que dicho sellador semirígido, estando dicho sellador de relleno (30) contenido dentro de dicho volumen interior de manera que dicho sellador de relleno (30) es dicha interfaz adyacente cuando dicha cubierta se coloca sobre dicha interfaz;

donde dichas partículas (34) tienen una resistencia al aplastamiento más baja que la del sellador semirígido

Junta con relleno de absorción de energía y procedimiento de fabricación

Antecedentes de la invención La presente descripción se refiere a juntas para encerrar y proteger uniones y otras conexiones de partes, y más particularmente a juntas de sellador semirrígido que proporcionan atenuación de chispa y absorción de energía para las uniones y otras conexiones de elementos, y un procedimiento de acuerdo con el preámbulo de las reivindicaciones 1, 10.

Ciertos aspectos de estructuras de vehículos, tales como los componentes estructurales de aeronaves, deben hacerse resistentes a la energía generada normalmente por la formación de arcos y chispas resultantes de eventos transitorios, tales como la caída de un rayo. Por ejemplo, las estructuras, tales como tanques de combustible de aeronaves pueden encerrar una atmósfera combustible. Dichas estructuras deben mantener la integridad y no puede transmitir los transitorios eléctricos que puedan crear chispas en la atmósfera combustible. Los tanques de combustible del ala de un avión pueden tener miles de elemento de fijaciones estructurales que sobresalen en el volumen de combustible. Un tanque de combustible puede ser definido por placas discretas unidas entre sí. Tales cierres estructurales y uniones estructurales entre las placas deben estar encerrados por las focas que son capaces de soportar altas corrientes transitorias eléctricas que puedan resultar de la caída de rayos o de fallos o cortocircuitos en el sistema eléctrico de la aeronave, sin que emita un arco o chispa en el tanque que puede ser una fuente de ignición.

En el documento de patente suiza CH 538628 de la técnica anterior más cercana se describe una tubería aislante con un collar que tiene un extremo de tubo y otro extremo de la tubería con un manguito que rodea el cuello. A ambos lados del cuello de la tubería están dispuestas capas intermedias, de las cuales la capa situada en el lado orientado hacia el manguito de base del collar tubo se compone de al menos un elastómero.

Otros tipos de estructuras, como las líneas hidráulicas y de combustible de un avión, también deben mantener su integridad y no transmitir arcos o chispas en el interior de los tanques y líneas de combustible. Por ejemplo, los accesorios hidráulicos son ampliamente utilizados en aviones y otros vehículos y aplicaciones. Estos accesorios se pueden colocar en dos o más tubos a unir y se estampan mecánicamente para hacer una unión estanca a los fluidos.

Con la transición de los componentes estructurales de aviones de metal a los materiales compuestos no metálicos, las líneas de los sistemas de control hidráulico de estos aviones han sido utilizadas como medios de transporte de corriente para la disipación de la energía eléctrica a partir de la caída de rayos. Las líneas hidráulicas pueden servir también como parte de una red de retorno de corriente que se utiliza para conectar a tierra los sistemas eléctricos y descargar de energía eléctrica desde la aeronave.

Una consecuencia potencial de pasar los altos niveles de corriente a través de las líneas hidráulicas como parte de la red de retorno de corriente es que puede ocurrir la formación de un arco entre una línea hidráulica y un accesorio. La FAA (Federal Aviation Administration) ha reconocido este riesgo y promulgado el Reglamento Federal de Aviación (FAR) 25.981 (a) (3) (14 CFR § 25. 981 (a) (3) ) que requiere que cualquier fuente potencial de ignición en 45 un tanque de combustible sea suficientemente contenida por las medidas de prevención de ignición redundantes.

Una solución a este problema de chispas se describe en la solicitud U. S. No. 13/167.809 presentada el 24 de Junio, 2011 titulada "Aparato para prevenir la propagación de chispa", por ejemplo, como se ilustra a partir de sus pasajes de texto que se reproducen a continuación:

Se muestra además en la figura 3 un tipo de aparato para reducir el riesgo de las fuentes de ignición dentro del tanque de combustible de los aviones. Generalmente rodeando los tubos hidráulicos 114, 116 y el accesorio 112 hay un manguito 118 que puede ser envuelto en cinta o asegurado con una vaina cilíndrica por contracción por calor a los tubos hidráulicos 114, 116 y el accesorio 112. Este manguito 118 puede proporcionar una barrera mecánica que 55 previene la propagación de chispa desde dentro del accesorio 112 al depósito de combustible.

El manguito 118 puede estar formado de una cinta envuelta alrededor del accesorio 112 y los tubos 114, 116, o puede consistir en un material termoretráctil formado sobre la línea durante el montaje. La cinta envuelta es instalada preferentemente durante el montaje del accesorio 112 a los tubos 114, 116, mientras que un manguito 60 termoretráctil puede ser fijado, o colocado alrededor del accesorio 112 antes del montaje del accesorio 112 a los tubos 114, 116. Alternativamente, el manguito 118 puede consistir tanto de una cinta envuelta, así como en un material de termoretráctil sobre la cinta envuelta para evitar el desenrollado de la cinta. Esta disposición impediría que una capa de cinta pierda la adherencia debido a la exposición al combustible almacenado en el tanque. Tal resultado podría comprometer la seguridad de la característica de protección.

Las propiedades físicas del manguito 118 pueden variar de acuerdo con la función preferida del manguito 118. El tamaño del manguito 118 se ajusta a la intensidad de la formación de chispas prevista, y por lo tanto el espesor y el alcance de la cobertura pueden variar. Generalmente, el espesor del manguito 118 puede ser de 0, 005 hasta 0, 020" y extenderse 0, 25-1, 5" más allá de los extremos de los accesorios. Esta disposición proporciona suficiente resistencia contra la propagación de chispas para eliminar el riesgo de combustión de combustible.

El material del manguito 118 se selecciona generalmente de modo que sea resistente a la corrosión debido a la exposición a combustible y de fluido hidráulico y puede tener cualquiera de moderada a ninguna conductividad eléctrica. Un nivel bajo a moderado de conductividad permite que la carga estática sea drenada desde la superficie del manguito. Alternativamente, se puede seleccionar muy baja o ninguna conductividad de un manguito dieléctrico 118 de acuerdo con las características preferidas del manguito 118.

Un ejemplo de material para el manguito 118 es propileno etileno fluorado (FEP) . Este material puede servir como un dieléctrico y no permitir que la carga estática se drene a la línea hidráulica. Alternativamente, el manguito 118

puede estar construido de un plástico de carbono impregnado (u otro material conductor) que es eléctricamente conductor y resistente al combustible. Este manguito conductor 118 puede utilizarse para drenar la acumulación estática del manguito.

Un ejemplo adicional de material termoretráctil para el manguito 118 es politetrafluoroetileno (PTFE) . Este material

tiene un alto punto de fusión, alta dureza, y es químicamente inerte. Otros ejemplos son polieteretercetona (PEEK) y polietercetonacetona (PEKK) que exhibe propiedades esenciales similares a las propiedades del PTFE. Estos materiales pueden capturar cualquier chispa que de otra manera serían expulsadas de la unión. Cualquier chispa que logra escapar del material de envoltorio retráctil tendría una capacidad incendiaria significativamente reducida. Otros materiales con una durabilidad química y un rango de temperatura de funcionamiento similares se podrían utilizar en el aparato.

Otros procedimientos de la instalación del manguito termoretráctil se contemplan mediante la presente divulgación. Por ejemplo, múltiples piezas de tubo del manguito podrían aplicarse a áreas específicas de las uniones donde los tubos de metal se encuentren con el accesorio. Estas piezas separadas cubrirían independientemente una porción 30 del accesorio y del tubo de metal, reduciendo de ese modo la cantidad de material termoretráctil requerida. Múltiples piezas separadas de manguito termoretráctil también se pueden utilizar en los accesorios incluyendo la acumulación de más de dos tubos, por ejemplo, en un accesorio en forma de T o de cruz donde tres o cuatro tubos se unen a un solo accesorio. Debido a que las chispas sólo pueden ser expulsadas de las áreas específicas de las uniones donde se unen los tubos de metal y accesorios, el uso de piezas separadas más pequeñas, de manguitos termoretráctiles se puede utilizar para proporcionar una mitigación eficaz de chispa al tiempo que reduce la cantidad de material de manguito termoretráctil que debe ser utilizada.

Una disposición alternativa de sellar mecánicamente el accesorio hidráulico 112 y los tubos 114, 116 se muestra... [Seguir leyendo]

1. Junta (10, 10', 10") para la atenuación de energía a partir de una descarga eléctrica a través de una interfaz que comprende:

una cubierta que define un volumen interior formado para encerrar dicha interfaz; y caracterizado por que dicha junta comprende además un sellador de relleno (30) que incluye un sellador semirígido mezclado con un relleno que tiene una multiplicidad de partículas discretas (34) de diferente composición que dicho sellador semirígido, estando dicho sellador de relleno (30) contenido dentro de dicho volumen interior de manera que dicho sellador de relleno (30) es dicha interfaz adyacente cuando dicha cubierta se coloca sobre dicha interfaz; donde dichas partículas (34) tienen una resistencia al aplastamiento más baja que la del sellador semirígido.

2. La junta de la reivindicación 1, donde dichas partículas (34) incluyen al menos uno de microesferas, perlas de vidrio, perlas de vidrio hueco, cenosferas, microbalones cerámicos, microbalones de polímero y esferas de plástico sólidas.

3. La junta de la reivindicación 2, donde dichas perlas de vidrio huecas tienen al menos uno de una resistencia al

aplastamiento de menos de aproximadamente 20 MPa (3.000 psi) y un diámetro de entre aproximadamente 45 a 20 aproximadamente 300 micrómetros.

4. La junta de cualquiera de las reivindicaciones 2 o 3, donde dichas perlas de vidrio huecas constituyen entre aproximadamente 10 por ciento a aproximadamente 40 por ciento en peso de dicho sellador de relleno (30) .

5. La junta de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, donde dicho sellador de relleno (30) es un polisulfuro.

6. La junta de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, donde dicha cubierta está hecha de uno de dicho sellador semirígido y dicho sellador de relleno (30) .

7. La junta de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, donde dicha cubierta es uno de un tapón de cierre (42) y una envoltura (36) .

8. La junta de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, donde dicho sellador de relleno (30) es en una forma de un anillo alrededor de dicha interfaz, colocado para conectar dicha cubierta a dicha interfaz. 35

9. La junta de cualquiera de las reivindicaciones 1 y de 5 a 8, donde dicho volumen interior se llena con dicho sellador (30) sin dichas partículas (34) .

10. Un procedimiento para el sellado de una interfaz para atenuar las corrientes de alta energía y tensiones que 40 viajan a su través, que comprende:

formar una cubierta que define un volumen interior en forma para encerrar dicha interfaz;

caracterizado por

formar un sellador de relleno (30) que incluye un sellador semirígido mezclado con un relleno que tiene una 45 multiplicidad de partículas discretas (34) de diferente composición que dicho sellador semirígido; colocar dicho sellador de relleno (30) dentro de dicho volumen interior; y colocar dicha cubierta que contiene dicho sellador de relleno (30) sobre dicha interfaz de tal manera que dicho sellador de relleno (30) es adyacente a dicha interfaz; donde dicha etapa de formar el sellador de relleno (30) incluye partículas de selección (34) que tienen una 50 resistencia al aplastamiento más baja que la de dicho sellador semirígido.

11. El procedimiento de la reivindicación 10 donde dicha etapa de formación de la cubierta incluye la formación de dicha cubierta de uno de dicho sellador semirígido y dicho sellador de relleno (30) .

12. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 10 u 11, donde dicha etapa de formación de la cubierta incluye la formación de un tapón de cierre (42) .

13. El procedimiento de la reivindicación 10, donde dicha etapa de selección de partículas (34) incluye la selección de al menos uno de microesferas, perlas de vidrio hueco, cenosferas, microbalones cerámicos, microbalones de 60 polímero y esferas de plástico sólidos.