Результат интеллектуальной деятельности: ТРУБНЫЙ ИЛИ КАБЕЛЬНЫЙ ВВОД С СОБРАННЫМИ ИЗ БЛОКОВ МОДУЛЯМИ

Область техники

Настоящее изобретение относится к уплотнителю, вводу или переходному устройству для кабелей или труб. В частности изобретение относится к частям уплотнителя или переходного устройства, содержащим отслаиваемые листы для подгонки к диаметру вставляемого кабеля или трубы.

Уровень техники

Известны кабельные переходные устройства и подобные им, имеющие раму, внутри которой расположены модули, в которые вставлены кабели, провода или трубы. Модули изготовлены из упругого материала, например резины или пластика и, таким образом, являются сжимаемыми. Внутри рамы модули, как правило, вставлены бок о бок в один или несколько рядов совместно с некоторым сжимающим блоком. Сжимающий блок расположен между рамой и модулями таким образом, что при расширении сжимающего блока сжимаемые модули будут сжиматься вокруг кабелей, проводов или труб. Для простоты описания в нем в основном используется выражение "кабель", но его следует рассматривать в более широком смысле и для специалиста в данной области очевидно, что это понятие, как правило, включает в себя также трубы или провода.

Другой тип уплотнителя, кабельного переходного устройства, трубного ввода и т.п. в целом имеет цилиндрическую форму и должен размещаться в гильзе в стене или в отверстии в стене. Чтобы уплотнитель 30 функционировал желаемым образом, он должен плотно прилегать к гильзе или отверстию в стене, в котором он размещается, и должен быть выполнен с возможностью подгонки к реальным монтажным размерам. Монтажные размеры определяются внутренним диаметром гильзы или отверстия. Уплотнитель имеет цилиндрический сжимаемый корпус, который сжимается в осевом направлении между регуляторами, расположенными на противоположных концах сжимаемого корпуса. При осевом сжатии цилиндрический корпус будет радиально расширяться как внутрь, так и наружу.

Кроме того, вставляемые трубы, провода или кабели могут иметь различные внешние диаметры, и, таким образом, модуль должен быть выполнен с возможностью подгонки к кабелям или трубам, имеющим различные внешние диаметры.

Уплотнители или переходные устройства обоих вышеперечисленных типов используются для герметизации во многих различных областях, таких как отсеки, технические помещения, распределительные коробки и станки. Они используются в различных промышленных областях, таких как автомобилестроение, телекоммуникации, производство и распределение электроэнергии, а также в кораблестроении. От уплотнителей или переходных устройств может потребоваться защита от жидкости, газа, огня, грызунов, термитов, пыли, влаги и т.п. и они должны быть приспособлены к использованию с кабелями или проводами различных типов: электрическими, кабелями связи, компьютерными и т.п., трубами для различных газов или жидкостей, таких как вода, сжатый воздух, гидравлическая жидкость и варочный газ, и проводами для удержания нагрузки.

Части, в которые вставляется одиночный кабель и т.п., обоих вышеописанных типов часто имеют внутри стопу отслаиваемых слоев или листов. Слои или листы снимаются до тех пор, пока внутренний диаметр части не будет подогнан к внешнему диаметру кабеля, вставляемого в указанную часть. Листы приклеены друг к другу достаточно крепко для того, чтобы оставаться соединенными друг с другом и, в то же время, достаточно неплотно, чтобы было возможно отделить их от общей стопы один по одному, или же несколько штук сразу. В некоторых вариантах реализации указанные части содержат отслаиваемые слои или листы на их наружней поверхности, что делает возможной подгонку наружных размеров, например, круглого уплотнения к определенному отверстию или гильзе.

Для специалиста в данной области очевидно, что точная конфигурация и форма различных частей, включая слои, может варьироваться, не отходя от сути настоящего изобретения. К примеру, стопа слоев может иметь форму поперечного сечения, отличную от круглой.

Из написанного выше видно, что теоретическое число комбинаций различных требований велико. Кроме того, из соображений безопасности, для большинства уплотнительных систем необходимо разрешение от удостоверяющего органа, поэтому изготовление на заказ уплотнительных систем, предназначенных для конкретных нужд, требует значительного времени.

Задачей настоящего изобретения является устранение вышеописанных недостатков, а также решение других проблем, известных из уровня техники, путем сборки блоков из модулей для уплотнения или ввода кабельного переходного устройства или трубного ввода.

Сущность изобретения

В настоящем изобретении описан сжимаемый уплотнительный модуль, предназначенный для размещения внутри рамы и имеющий сквозное отверстие по всей длине для вставки кабеля или трубы. Сжимаемый уплотнительный модуль, отличающийся тем, что он содержит по меньшей мере два подмодуля, обладающие различными свойствами и соединенные впритык, где по меньшей мере один подмодуль имеет сквозное отверстие, оснащенное съемными листами материала, которые могут быть сняты для подгонки к различным диаметрам кабелей или труб. Одним из важных преимуществ настоящего изобретения является то, что оно сокращает время вывода продукции на рынок. Оно также делает более рациональными методы производства, обеспечивая менее дорогой способ изготовления уплотнительных модулей на заказ. Ключевым моментом является то, что каждый подмодуль может быть утвержден соответствующим удостоверяющим органом, например, в отношении пожарной безопасности, герметизирующих свойств и т.д. Когда заказчик хочет получить уплотнительный модуль с конкретными свойствами, например, с определенной устойчивостью к взрыву и определенной способностью блокировать электромагнитные возмущения, будет возможно выделить подмодули, имеющие индивидуальные свойства, и скомбинировать их, например подмодуль для предотвращения нежелательных электромагнитных полей путем, например, заземления экрана кабеля. Время, которое потребуется, чтобы предоставить заказчику сертифицированное решение, будет временем, которое займет соединение подмодулей и доставка модуля. Можно сравнить этот вариант с разработкой нового модуля, который должен быть протестирован и оценен для принятия удостоверяющим органом перед тем, как он станет представлять коммерческий интерес.

Эти преимущества распространяются на весь процесс производства и ведут к более быстрой и менее дорогой разработке продукта, сокращению сроков изготовления, сокращению сроков поставки, снижению заводской себестоимости. Приведенный выше пример имеет дополнительное преимущество, заключающееся в том, что он значительно сокращает время установки.

По меньшей мере в одном из вариантов реализации сжимаемый модуль состоит из трех подмодулей, между двумя идентичными модулями находится третий, обладающий определенными свойствами. Этот третий модуль может обеспечивать огнестойкость, взрывозащиту, защиту от электромагнитных возмущений и так далее. Два окружающих его модуля могут иметь стандартную конструкцию.

По меньшей мере в одном из вариантов реализации один подмодуль изготовлен из проводящего материала, для того чтобы обеспечить экранирующие свойства. Это может быть электропроводящий синтетический материал или натуральный эластомер. Этот подмодуль также может иметь отслаиваемые листы материала для подгонки к различным диаметрам кабелей или труб. В такой реализации предполагается, что электрический экранированный кабель размещается в сжимаемом модуле так, что открытая часть кабеля находится в контакте с проводящим модулем. Таким образом, электрический потенциал может быть выровнен во всей системе и обеспечено соединение с землей. Проводящий подмодуль также будет функционировать как экран Фарадея и эффективно ослаблять электромагнитные возмущения.

Сжимаемый модуль в соответствии с настоящим изобретением может размещаться в раме или непосредственно в отверстии ограничивающей структуры, и в этом случае края отверстия структуры будут образовывать раму. В одном отверстии могут размещаться несколько сжимаемых модулей, как это описано в нескольких заявках, поданных настоящим заявителем. Как правило, в отверстии размещены один или более сжимаемых модулей.

После этого модули сжимаются, чтобы достичь плотного прилегания между модулями и между отдельным модулем и кабелем или трубой, расположенной в нем. Заявитель использует две основных стратегии для достижения сжатия, хотя настоящее изобретение не ограничивается этими стратегиями. Первая стратегия предполагает размещение сжимающего блока совместно с модулями в пределах рамы. После чего сжимающий блок механически расширяется и сжимает сжимаемые модули. Этот тип сжимающего блока описан в некоторых заявках, поданных настоящим заявителем. Вторая стратегия предполагает размещение упругого тела между двумя сжимающими пластинами и размещение сжимаемых модулей в отверстии упругого тела. Сжатие упругого тела сжимающими пластинами вызовет его расширение, и оно сожмет сжимаемые модули. Эта стратегия также описана в некоторых заявках, поданных настоящим заявителем. Существуют и другие примеры сжимающих блоков, и настоящее изобретение, очевидно, не должно ограничиваться каким-либо конкретным типом сжимающего блока.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 представляет собой перспективное изображение первой реализации настоящего изобретения.

Фиг.2 представляет собой вид сверху второй реализации настоящего изобретения.

Фиг.3 представляет собой вид сверху третьей реализации настоящего изобретения.

Фиг.4 представляет собой вид сверху четвертой реализации настоящего изобретения.

Фиг.5 представляет собой блок-схему метода производства настоящего изобретения в соответствии с одной из его реализаций.

Фиг.6 представляет собой перспективное изображение пятой реализации настоящего изобретения.

Фиг.7 представляет собой покомпонентное перспективное изображение шестой реализации настоящего изобретения.

Подробное описание реализаций

Фиг.1 показывает нижнюю половину сжимаемого модуля 1 в соответствии с первой реализацией настоящего изобретения. В этом примере реализации каждый подмодуль 10, 20, 30 содержит две основы (из которых показана только нижняя) 11, 21, 31, имеющие отслаиваемые слои материала 2, расположенные в пазах для подгонки к диаметру размещаемых в сжимаемом блоке 1 кабеля или трубы. В практическом примере идентичная половина модуля расположена напротив первой. В других примерах средний подмодуль 20 может не иметь отслаиваемых слоев, и то же самое может быть верно для подмодулей 10, 30, окружающих центральный подмодуль 20. Число подмодулей, формирующих модуль, также может варьироваться, однако, для получения преимуществ, которые несет в себе настоящее изобретение, число подмодулей должно быть равно по меньшей мере двум. Продольный размер подмодулей также может варьироваться. На сегодняшний день рама, в которой размещены модули, имеет характерную продольную выступающую часть (как правило, ортогональную структуре, в которой он размещается). Однако даже с учетом этих ограничений можно предвидеть, что продольный размер подмодулей может варьироваться, предпочтительно таким образом, чтобы их возможно было скомбинировать в более или менее стандартизованной по продольному размеру раме.

Пример, описанный выше, изображен на Фиг.2. Здесь 2/3 длины модуля составляет подмодуль 310, обеспечивающий газонепроницаемое уплотнение и уменьшение трения, 1/6 составляет подмодуль 320, обеспечивающий защиту от электромагнитных возмущений, и оставшуюся 1/6 составляет подмодуль 330, обеспечивающий огнестойкость.

Отдельные подмодули могут быть присоединены к соседнему подмодулю неразъемно или же с возможностью отсоединения. Неразъемное соединение может быть лучше из соображений безопасности, однако могут возникнуть ситуации, в которых требуется возможность отсоединения. Одним из примеров такого соединения является шпунтовое соединение, показанное на Фиг.3-4. Фиксированное соединение может обеспечить клей, сварка, штифт и т.д.

Альтернативная система, включающая раму, описана в одновременно поданной заявке, озаглавленной "Уплотнительная система", поданной заявителем настоящей заявки. Эта заявка включена в настоящее описание по ссылке.

В дальнейших альтернативных реализациях уплотнитель, ввод или переходное устройство в соответствии с настоящим изобретением оснащено средствами для смазки, как показано в одновременно поданной заявке, озаглавленной "Смазка трубного или кабельного ввода", поданной заявителем настоящей заявки. Эта заявка включена в настоящее описание по ссылке.

Альтернативные реализации модулей приведены в одновременно поданных заявках, озаглавленных "Эксцентрическая часть трубного или кабельного ввода", "Модуль трубного или кабельного ввода, имеющий пазы на противоположных сторонах", "Блоки трубного или кабельного ввода", "Модули трубного или кабельного ввода с альтернативной геометрией", "Трубный или кабельный ввод, имеющий модули с функцией размерности" и "Трубный или кабельный ввод, имеющий слои с переменной геометрией", поданные заявителем настоящей заявки. В одной из реализаций модули отделены от скрепленных вместе половин модулей, как описано в одновременно поданной заявке, озаглавленной "Модули трубного или кабельного ввода, скрепленные вместе" и поданной заявителем настоящей заявки. Эти заявки включены в настоящее описание посредством ссылки.

На Фиг.5 показана первая реализация настоящего метода. Завод-изготовитель получает спецификации на изготавливаемое переходное устройство или уплотнитель. Подмодули собираются таким образом, чтобы удовлетворить спецификациям, после чего подмодули соединяются и переправляются. Разрешительные документы для каждого подмодуля или для собранного модуля в целом могут впоследствии поставляться вместе с модулем.

Перечень предлагаемых подмодулей, которые могут быть использованы для достижения конкретных целей, можно найти ниже. Список не является исчерпывающим, однако он иллюстрирует гибкость, которую обеспечивает настоящая система.

Дополнение модуля меткой радиочастотной идентификации (RFID) обеспечивает отслеживание установок. RFID-метка может быть включена в центральный подмодуль.

В тех установках, где используется пластиковый тюбинг, центральный подмодуль может содержать в себе материал, расширяющийся при нагревании. В случае чрезмерного нагрева пластиковый модуль будет плавиться или деформироваться, что может вызвать утечку или распространение огня. Однако, в такой ситуации материал, расширяющийся при нагревании, расширится и заполнит любую пустоту, образовавшуюся вследствие деформации пластикового тюбинга.

Центральный подмодуль может содержать материал, предположительно, резиноподобный, расширяющийся при контакте с водой. Это решение позволит улучшить герметизацию.

Центральный подмодуль может содержать материал, проводящий электрический ток. Это преследует несколько целей, таких как заземление экрана кабеля, идущего через модуль, и защиту от электромагнитных излучений. По сравнению с решениями, известными из уровня техники, использовавшимися для этих целей, настоящая реализация обеспечивает существенное уменьшение времени установки, в частности, если центральный подмодуль оснащен отслаиваемыми слоями материала.

Центральный подмодуль может содержать материал, имеющий увеличенную огнестойкость. Поскольку подмодули, окружающие центральный подмодуль, могут обеспечить герметизирующие свойства, центральный подмодуль может быть оптимизирован для других параметров, таких как огнестойкость.

Один из подмодулей может содержать материал, выполненный с возможностью поглощения колебаний определенной частоты и/или амплитуды. Такой подмодуль обладает преимуществами при использовании, например, в морских установках или ветровых турбинах и т.п. По меньшей мере в одной из реализаций контактная поверхность подмодуля, находящаяся в контакте с кабелем или иным средством коммуникаций, имеет зернистую структуру. Контактная поверхность даже может быть выполнена несколькими отдельными уступами. По меньшей мере в одной из реализаций зернистая поверхность или уступы могут быть изготовлены из материала более мягкого/более упругого, чем основной материал подмодуля, что в дальнейшем может улучшить способность поглощать или гасить колебания. В связанной реализации блок подмодуля, такой как блок, содержащий отслаиваемые слои материала, или даже весь подмодуль может быть изготовлен из этого более мягкого/более упругого материала. Помимо адаптации к поглощению/гашению колебаний, подобная реализация также будет хорошо адаптирована к, например, кабелям, имеющим форму поперечного сечения, отличную от круглой. Следует понимать, что настоящее изобретение может быть обобщено от реализации конкретного подмодуля к свойству, которое может быть присвоено любому сжимаемому уплотняющему модулю из предшествующего уровня техники, другими словами, может быть использовано как функция, область применения которой выходит за рамки настоящего изобретения. В таком случае могут возникнуть ситуации, в которых способность поглощать вибрации является более приоритетной, чем герметизирующие свойства. Одним из главных преимуществ, связанных с гашением колебаний, является то, что срок службы сжимаемого модуля так же, как и срок службы размещенного в нем средства коммуникаций, может быть продлен.

Центральный подмодуль может быть оснащен измерительными датчиками. Датчики могут находиться под постоянным контролем и показывать эксплуатационные качества модуля. Измерительные датчики могут включать температурные датчики, датчики давления, газовые датчики и т.д.

По меньшей мере в одной из реализаций уплотняющий модуль может содержать уплотняющий материал, расположенный внутри капсулы. Указанная капсула может быть адаптирована к управляемому разрыву при сжатии. Таким образом, уплотняющий материал может извлекаться и заполнять все пустоты между кабелем (или иным средством коммуникаций) и уплотняющим модулем и, следовательно, улучшать герметизацию. В частности, это полезно для средств коммуникаций, имеющих нестандартную и сложную форму. Типичные материалы могут включать субстанцию на основе силикона, клейкую субстанцию, или любую другую вязкую субстанцию, пригодную для этой цели.

Модули могут иметь улучшенную устойчивость ко взрыву. Это может быть достигнуто путем увеличения силы связи между отдельными модулями и между модулями и рамой и/или фиксирующими пластинами. Увеличение силы связи может быть достигнуто механическими средствами и/или клейкими веществами, или другими средствами. Дополнительные задачи могут включать поглощение звука, химическую стойкость и защиту от грызунов и термитов. В реализации, относящейся к увеличению химической стойкости, один или несколько подмодулей могут быть изготовлены из силикона, Fluor-резины или нитриловой резины, или похожих материалов. Реализация с увеличенной защитой от термитов может включать подмодуль со встроенным мелкоячеистым экраном, изготовленным из материала, противостоящего атакам термитов, такого как металлическая сетка или пестицид.

В приведенных выше примерах центральный подмодуль имеет измененные свойства. Причиной этому служит то, что предполагаемый коммерческий продукт на данный момент является изделием, у которого центральный подмодуль, имеющий измененные свойства, располагается между двумя предпочтительно сертифицированными подмодулями. Настоящее изобретение, однако, не должно ограничиваться в этом отношении. Число подмодулей может быть равно двум или более, и модуль с измененными свойствами может располагаться по-другому, чтобы подходить для конкретного использования.

Фиг.6 представляет собой вид сбоку пятой реализации настоящего изобретения. Эта реализация особенно хорошо подходит для использования с кабелями, включающими некоторое число проводов, такими как оптоволоконный кабель, включающий оптоволокно. Первый подмодуль (не показан) имеет одиночное отверстие, которое может подходить по размерам к внешнему диаметру кабеля (или иного средства коммуникаций), в то время как второй модуль 630 имеет несколько отверстий 632, количество и размер которых зависят от числа и диаметра оптических волокон (или других внутренних проводов или средств коммуникаций). Таким образом, модуль включает в себя модуль первого "обычного" типа и модуль второго типа 630, который обеспечит как герметизацию, так и удержание нагрузки. Следует отметить, что Фиг.6 демонстрирует только иллюстративный вид и, в частности, не показывает реальное изделие, которое может отличаться по размерам и конфигурации. Также следует отметить, что подмодуль 630 может быть изготовлен путем замены стопы отслаиваемых слоев, расположенных в пазу, на цилиндрический корпус 634. Этот цилиндрический корпус 634 имеет отверстия 632 и прорези 636, идущие от внешней поверхности цилиндрического тела 634 до всех отверстий 632, так что отдельные провода могут проходить в прорезь и занять позицию в наиболее удобном из отверстий 632. В одной из предпочтительных реализаций первый набор прорезей 636 соединяет первый набор отверстий 632 с внешней поверхностью цилиндрического тела 634, и второй набор прорезей соединяет первый набор отверстий со вторым набором отверстий и т.д., как показано на Фиг.6. Заявитель предусматривает модули, содержащие одно или несколько отверстий для кабелей на одном конце, и многочисленные отверстия на другом конце для проводов/волокон внутри каждого кабеля. В общих чертах эта реализация может быть представлена уплотнительным модулем, имеющим первое число одного или более отверстий для средств коммуникаций на одном конце и второе число двух или более отверстий для средств коммуникаций на другом конце, где второе число превышает первое. Это может быть достигнуто путем использования подмодулей, имеющих различное число отверстий, однако, также это может быть достигнуто с помощью единого, специально разработанного уплотнительного модуля.

Покомпонентное перспективное изображение на Фиг.7 показывает шестую реализацию настоящего изобретения, которая адаптирована к поглощению/гашению колебаний. В этой реализации соответствующий подмодуль 730 содержит ребристую вставку 732, расположенную между основой 734 модуля и опциональной стопой отслаиваемых листов материала 736. Ребристая вставка 732 предпочтительно может быть изготовлена из материала, являющегося более мягким, чем основа 734 модуля, а также более мягким, чем отслаиваемые листы в стопе 736. В частности, ее мягкость/упругость так же как протяженность и число ребер может быть рассчитана на колебания определенной частоты и/или амплитуды. Таким образом, она будет более эффективно поглощать/гасить колебания. Расположение ребристой вставки внутри стопы отслаиваемых слоев материала может обеспечить более гибкое решение по сравнению с ранее описанными (в этом тексте) решениями для гашения колебаний. Следует отметить, что ребристая вставка настоящей реализации, имеющая ребра, расположенные радиально внутри и ортогональные осевому направлению модуля, обладает полезным свойством, которое заключается в обеспечении герметизации. Специалисты осознают, что выступающие части (например, ребра) могут иметь другой вид, такой как отдельные выступающие точки материала, или даже могут заменяться твердой вставкой соответствующей упругости. Этак реализация также может быть использована как самостоятельная функция как отдельного модуля, так и подмодуля.

Согласно одной или нескольким реализациям, в частности, согласно - или в комбинации с - любой из ранее упомянутых реализаций, крайний подмодуль может быть уплотнительным подмодулем, например подмодулем, адаптированным для обеспечения защиты от какой-либо жидкости, газа, пыли, влаги и т.д.