Подавление шумов от электростатических разрядов с помощью раннего разряда ступенчатого металлического элемента

Изобретение относится к многослойному остеклению, в частности кабины самолета, содержащему первый и второй стеклянные листы, связанные первым промежуточным клейким слоем, причем периферийная зона многослойного остекления покрыта ступенчатым металлическим элементом (Z-образным элементом), при этом стеклодержатель, который жестко связан с конструкцией для монтажа многослойного остекления, контактирует с многослойным остеклением для того, чтобы удерживать его закрепленным в конструкции для его монтажа, и электрический проводник, имеющий первый конец, электрически соединенный со ступенчатым металлическим элементом, и острый второй конец на ненулевом расстоянии, равном самое большее 1 мм, от стеклодержателя; и к его применениям. Изобретение позволяет сохранять разность потенциалов между Z-образным элементом и конструкцией для монтажа многослойного остекления (конструкцией самолета и т.д.) на достаточно низком уровне, то есть предотвращать появление высоких потенциалов разряда, способствуя возникновению преждевременных (низкоэнергетических) и локализованных электростатических разрядов, так, чтобы они были не слышны. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Остекления кабин самолетов представляют собой узлы из минеральных и/или органических стекол, собранных вместе путем ламинирования с промежуточными клейкими слоями. Проникновение воды за счет диффузии через промежуточные клейкие слои может приводить к повреждениям многослойного остекления, например способствуя расслаиванию или повреждению электрических систем, встроенных в остекление.

Обычное противодействие проникновению влаги в промежуточные клейкие слои остекления заключается в периферийном наложении конформного металлического элемента на периферийную зону многослойного остекления, в частности ступенчатого металлического элемента, как будет показано в дальнейшем, который обычно называют «Z-образным элементом» из-за формы этого пояса.

Этот Z-образный элемент склеивается со стеклянными листами многослойного остекления и может быть покрыт воздухо- и водонепроницаемым уплотнением, например выполненным из силикона или эквивалентным, а также «полоской» (внешним уплотнением), обеспечивающими хорошие долговечность и аэродинамические свойства. Это внешнее уплотнение выполнено из полисульфида или его эквивалента.

Поэтому металлический Z-образный элемент располагается внутри силикона и полисульфида и электрически изолирован от внутренних электрических элементов многослойного остекления и от его монтажной конструкции. Он является электрически незаземленным и может нести электростатические заряды. Он может заряжаться при определенных условиях полета при потенциалах, существенно отличающихся от потенциалов конструкции самолета. Режимами заряда Z-образного элемента обычно являются полеты через вызывающую заряд окружающую среду: трибоэлектрический заряд под ударом присутствующих в окружающей среде частиц, таких как снег, лед, пыль или загрязнения. Хотя конструкция самолета оснащена системами разряда, элементы, такие как остекление, которые являются электрически изолированными, накапливают заряды.

В частности, собранные остеклением заряды могут частично стекать в Z-образный элемент. При этом могут быть достигнуты потенциалы, допускающие электростатические разряды между Z-образным элементом и конструкцией самолета (или электрическими системами, встроенными в остекление).

Это может приводить к

- звуковому эффекту, пугающему пилота;

- световому эффекту (вспышка, искры), пугающему пилота;

- электромагнитному эффекту, мешающему работе оборудования самолета.

Задача изобретения состоит в том, чтобы сохранять разность потенциалов между Z-образным элементом и конструкцией для монтажа многослойного остекления (конструкцией самолета и т.д.) на достаточно низком уровне, то есть предотвращать появление высоких потенциалов разряда, способствуя возникновению преждевременных (низкоэнергетических) и локализованных электростатических разрядов, так, чтобы они были не слышны.

Эта задача решается изобретением, объектом которого, следовательно, является многослойное остекление, содержащее по меньшей мере первый стеклянный лист, образующий внешнюю сторону остекления, связанный со вторым стеклянным листом первым промежуточным клейким слоем, причем кромка первого стеклянного листа сдвинута внутрь относительно кромки второго листа, периферийная часть свободной поверхности первого стеклянного листа, кромка первого стеклянного листа, кромка первого промежуточного клейкого слоя и часть поверхности второго стеклянного листа, выходящая за первый стеклянный лист, описывают непрерывный ступенчатый контур, который покрыт ступенчатым металлическим элементом, стеклодержатель, который жестко связан с конструкцией для монтажа многослойного остекления и форма которого по существу комплементарна форме непрерывного ступенчатого контура, находится в контакте с многослойным остеклением в объеме, описываемом непрерывным ступенчатым контуром, так чтобы удерживать многослойное остекление закрепленным в конструкции для его монтажа, отличающееся тем, что электрический проводник имеет первый конец, электрически соединенный со ступенчатым металлическим элементом, и острый (конический) второй конец на ненулевом расстоянии, равном самое большее 1 мм, от стеклодержателя.

Как было упомянуто выше, ступенчатый металлический элемент препятствует проникновению влаги в промежуточные клейкие слои остекления. Он может быть выполнен из алюминия, нержавеющей стали или другого металла, и может в дальнейшем взаимозаменяемо называться «Z-образным элементом».

Технические признаки изобретения гарантируют порог пробоя, составляющий самое большее 1000 В.

В соответствии с предпочтительными характеристиками многослойного остекления по изобретению:

- электрический проводник имеет в зоне его второго конца направление, по существу перпендикулярное поверхности стеклодержателя;

- электрический проводник содержит металлический провод с диаметром, составляющим от 20 до 50 мкм; он может быть выполнен из меди, алюминия, вольфрама или другого материала;

- электрический проводник содержит провод достаточной жесткости, например из вольфрама, для того, чтобы гарантировать ориентацию его второго конца (относительно поверхности стеклодержателя); эта жесткость также может быть такой, чтобы гарантировать ориентацию электрического проводника по всей его длине, в том числе во время формирования внешнего уплотнения и непроницаемого уплотнения, описываемых ниже, чтобы гарантировать взаимное относительное расположение электрического проводника и ступенчатого металлического элемента; эти три первых предпочтительных характеристики многослойного остекления по изобретению таковы, что может быть инициирована электрическая дуга между электрическим проводником и конструкцией самолета (стеклодержателем);

- электрический проводник содержит одножильный металлический провод или плетеный многожильный металлический провод, такой как оплетка или сетка;

- многослойное остекление содержит по меньшей мере один третий стеклянный лист, связанный со вторым стеклянным листом вторым промежуточным клейким слоем;

- упомянутый непрерывный ступенчатый контур покрыт ступенчатым металлическим элементом (или Z-образным элементом) с прокладыванием внешнего уплотнения, часть которого загнута поверх ступенчатого металлического элемента, чтобы обеспечить многослойному остеклению хорошие долговечность и аэродинамические свойства; внешнее уплотнение выполнено из полисульфида или эквивалента;

- ступенчатый металлический элемент покрыт воздухо- и водонепроницаемым уплотнением, выполненным из силикона или эквивалента;

- электрический проводник находится в контакте со ступенчатым металлическим элементом; или же

- электрический проводник заделан во внешнем уплотнении, состоящем из достаточно электропроводящего материала, такого как полисульфид; хотя он удален от ступенчатого металлического элемента, тем не менее он электрически связан с ним электропроводностью внешнего уплотнения; тогда электрический проводник может быть установлен на место во время формирования внешнего уплотнения на Z-образном элементе;

- электрический проводник выступает из или находится заподлицо с внешним уплотнением и, если это применимо, с непроницаемым уплотнением;

- первый стеклянный лист выполнен из минерального стекла с толщиной, составляющей от 0,5 до 5 мм, предпочтительно от 2 до 4 мм, или выполнен из полимерного материала, такого как поли(метилметакрилат) (ПММА), с толщиной, составляющей от 0,5 до 5 мм;

- второй стеклянный лист и, если это применимо, третий стеклянный лист и последующие выполнены из минерального стекла с толщиной, составляющей от 5 до 10 мм, или из полимерного материала, такого как поли(метилметакрилат) (ПММА), с толщиной, составляющей от 5 до 30 мм, предпочтительно самое большее 20 мм; эти стеклянные листы называются «структурными слоями»;

- промежуточные клейкие слои выполнены из полиуретана (ПУ), поливинилбутираля (ПВБ), этиленвинилацетата (ЭВА) или эквивалента, толщина первого промежуточного клейкого слоя составляет от 3 до 10 мм, предпочтительно от 4 до 8 мм, и толщина второго промежуточного клейкого слоя и, если это применимо, последующих слоев составляет от 0,5 до 4 мм, предпочтительно равна самое большее 2 мм.

Другой объект изобретения заключается в применении описанного выше многослойного остекления в качестве остекления зданий, остекления наземных, воздушных или водных транспортных средств, или остекления для уличной мебели, в частности, в качестве остекления кабины летательного аппарата. Кабины самолетов могут включать в себя два лобовых остекления и от двух до четырех боковых остеклений.

Изобретение будет лучше понято в свете следующего описания приложенного чертежа. Фигура 1 представляет собой схематическое изображение многослойного остекления в соответствии с изобретением.

В этом примере стеклянный лист относится к листу химически упрочненного алюмосиликатного стекла, продаваемому компанией «Saint-Gobain Sully» под зарегистрированным товарным знаком Solidion®.

Как показано на фигуре 1, многослойное остекление содержит первый стеклянный лист 1, образующий внешнюю сторону остекления и имеющий толщину 3 мм, который приклеен ко второму стеклянному листу 3 толщиной 8 мм первым промежуточным клейким слоем 2 из поливинилбутираля (ПВБ) с толщиной 5,3 мм.

Третий стеклянный лист 5 с толщиной 8 мм приклеен ко второму стеклянному листу 3 вторым промежуточным клейким слоем 4 из поливинилбутираля (ПВБ) с толщиной 2 мм.

Кромка первого стеклянного листа 1 сдвинута внутрь относительно кромки второго листа 3, периферийная часть свободной поверхности первого стеклянного листа 1, кромка первого стеклянного листа 1, кромка первого промежуточного клейкого слоя 2 и часть поверхности второго стеклянного листа 3, выходящая за первый стеклянный лист 1, описывают непрерывный ступенчатый контур, который покрыт ступенчатым металлическим элементом 7 из алюминия.

Упомянутый непрерывный ступенчатый контур покрыт ступенчатым металлическим элементом 7 с прокладыванием внешнего уплотнения 6 из полисульфида, часть которого загнута поверх ступенчатого металлического элемента 7 так, чтобы обеспечить многослойному остеклению хорошие долговечность и аэродинамические свойства.

Ступенчатый металлический элемент 7 покрыт воздухо- и водонепроницаемым уплотнением 8 из силикона.

Многослойное остекление, показанное на фигуре 1, может быть установлено снаружи посредством монтажной конструкции для монтажа многослойного остекления, посредством болтового соединения с монтажной конструкцией стеклодержателя 31, охватывающего многослойное остекление; это болтовое соединение может приводить или не приводить к защемлению многослойного остекления, причем многослойное остекление может также быть приклеено к стеклодержателю 31 и, в любом случае, надежно прикреплено к монтажной конструкции. Стеклодержатель 31 представляет собой добавляемую с внешней стороны окантовку.

Также возможен монтаж изнутри. В этом случае форма упомянутого выше стеклодержателя присутствует, но составляет неотъемлемую часть монтажной конструкции, и окантовка (стеклодержатель) добавляется изнутри. Болтовое соединение внутреннего стеклодержателя и склеивание многослойного остекления могут быть объединены, с защемлением или без защемления многослойного остекления.

Как показано на фигуре 1, электрический проводник 21 был помещен на ступенчатом металлическом элементе 7 во время формирования внешнего уплотнения 6 (полоски). Затем было сформировано непроницаемое уплотнение 8 так, чтобы электрический проводник 21 находился на границе между внешним уплотнением 6 и непроницаемым уплотнением 8. Электрический проводник 21 располагается заподлицо с внешним уплотнением 6 и непроницаемым уплотнением 8; расстояние от его второго конца до поверхности стеклодержателя 31 составляет самое большее 1 мм. Он может также выступать из внешнего уплотнения 6 и непроницаемого уплотнения 8, причем расстояние от его второго конца до поверхности стеклодержателя 31 также составляет самое большее 1 мм. Электрический проводник 21 задает, в частности в его близкой к стеклодержателю 31 зоне, направление, по существу перпендикулярное поверхности стеклодержателя 31.

Никаких нежелательных разрядов в Z-образном элементе, а также никаких разрядных шумов, сопровождающих эти разряды, в остеклениях в соответствии с изобретением не наблюдается.

1. Многослойное остекление, содержащее по меньшей мере первый стеклянный лист (1), образующий внешнюю сторону остекления, связанный со вторым стеклянным листом (3) первым промежуточным клейким слоем (2), причем кромка первого стеклянного листа (1) сдвинута внутрь относительно кромки второго листа (3), периферийная часть свободной поверхности первого стеклянного листа (1), кромка первого стеклянного листа (1), кромка первого промежуточного клейкого слоя (2) и часть поверхности второго стеклянного листа (3), выходящая за первый стеклянный лист (1), описывают непрерывный ступенчатый контур, который покрыт ступенчатым металлическим элементом (7), стеклодержатель (31), который жестко связан с конструкцией для монтажа многослойного остекления и форма которого по существу комплементарна форме непрерывного ступенчатого контура, находится в контакте с многослойным остеклением в объеме, описываемом непрерывным ступенчатым контуром, удерживая многослойное остекление закрепленным в конструкции для его монтажа, отличающееся тем, что упомянутый непрерывный ступенчатый контур покрыт ступенчатым металлическим элементом (7) с прокладыванием внешнего уплотнения (6), тем, что ступенчатый металлический элемент (7) покрыт воздухо- и водонепроницаемым уплотнением (8), и тем, что электрический проводник (21) имеет первый конец, электрически соединенный со ступенчатым металлическим элементом (7), и острый второй конец на ненулевом расстоянии, равном самое большее 1 мм, от стеклодержателя (31).

2. Многослойное остекление по п. 1, отличающееся тем, что электрический проводник (21) имеет в зоне его второго конца направление, по существу перпендикулярное поверхности стеклодержателя (31).

3. Многослойное остекление по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что электрический проводник (21) содержит металлический провод с диаметром, составляющим от 20 до 50 мкм.

4. Многослойное остекление по п. 3, отличающееся тем, что электрический проводник (21) содержит провод достаточной жесткости, например из вольфрама, для того, чтобы гарантировать ориентацию его второго конца.

5. Многослойное остекление по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что электрический проводник (21) содержит одножильный или плетеный многожильный металлический провод, такой как оплетка или сетка.

6. Многослойное остекление по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что оно содержит по меньшей мере один третий стеклянный лист (5), связанный со вторым стеклянным листом (3) вторым промежуточным клейким слоем (4).

7. Многослойное остекление по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что часть внешнего уплотнения (6) загнута поверх ступенчатого металлического элемента (7) так, чтобы обеспечить многослойному остеклению хорошие долговечность и аэродинамические свойства.

8. Многослойное остекление по п. 1, отличающееся тем, что электрический проводник (21) находится в контакте со ступенчатым металлическим элементом (7).

9. Многослойное остекление по п. 1, отличающееся тем, что электрический проводник (21) заделан во внешнем уплотнении (6), состоящем из достаточно электропроводящего материала, такого как полисульфид.

10. Многослойное остекление по п. 1, отличающееся тем, что электрический проводник (21) выступает из или находится заподлицо с внешним уплотнением (6) и, если это применимо, с непроницаемым уплотнением (8).

11. Многослойное остекление по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что первый стеклянный лист (1) выполнен из минерального стекла с толщиной, составляющей от 0,5 до 5 мм, предпочтительно от 2 до 4 мм, или выполнен из полимерного материала, такого как поли(метилметакрилат) (ПММА), с толщиной, составляющей от 0,5 до 5 мм.

12. Многослойное остекление по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что второй стеклянный лист (3) и, если это применимо, третий стеклянный лист (5) и последующие выполнены из минерального стекла с толщиной, составляющей от 5 до 10 мм, или из полимерного материала, такого как поли(метилметакрилат) (ПММА), с толщиной, составляющей от 5 до 30 мм, предпочтительно самое большее 20 мм.

13. Многослойное остекление по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что промежуточные клейкие слои (2; 4) выполнены из полиуретана (ПУ), поливинилбутираля (ПВБ), этиленвинилацетата (ЭВА) или эквивалента, тем, что толщина первого промежуточного клейкого слоя (2) составляет от 3 до 10 мм, предпочтительно от 4 до 8 мм, и тем, что толщина второго промежуточного клейкого слоя (4) и, если это применимо, последующих слоев составляет от 0,5 до 4 мм, предпочтительно равна самое большее 2 мм.

14. Применение многослойного остекления по любому из пп. 1-13 в качестве остекления зданий, наземных, воздушных или водных транспортных средств или остекления для уличной мебели.

15. Применение по п. 14 в качестве остекления кабины летательного аппарата.