УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕРМЕТИЗАЦИИ Российский патент 2010 года по МПК H02G15/18 

Область техники, к которой относится изобретение

Замкнутые корпуса используют в телекоммуникационной и электроэнергетической промышленности с целью защиты кабелей от элементов внешней окружающей среды. Такие замкнутые корпуса могут быть установлены на поверхности земли, как надземные купола, зарыты в землю, размещены в обслуживаемых отверстиях или прикреплены на опорах ЛЭП. Внешняя граница замкнутых корпусов обеспечивает механическую защиту от элементов окружающей среды, таких как дожди, наводнения, ветры и снег и другой воды или частиц грязи, которые могут навредить месту соединения или разъему.

Сущность изобретения

Вариант осуществления изобретения, например, может преимущественно включать в себя вогнутый корпус с открытой гранью и несколькими периферийными частями на периметре, смежными с открытой гранью корпуса. Эластомерная пленка может быть прикреплена на периферийных частях на периметре вогнутого корпуса по открытой грани вогнутого корпуса. Эластомерная пленка может быть приспособлена для сопряжения одного или нескольких кабелей, когда эти кабели расположены внутри корпуса, чтобы изолировать кабели от условий окружающей среды.

Кроме того, например, вариант осуществления изобретения может преимущественно включать в себя вогнутый корпус с открытой гранью и несколькими периферийными частями на периметре, смежными с открытой гранью корпуса. Эластомерная пленка может быть прикреплена на периферийных частях на периметре вогнутого корпуса по открытой грани вогнутого корпуса. Один или несколько кабелей могут быть расположены внутри корпуса. Первая часть каждого из кабелей может быть практически окружена эластомерной пленкой, чтобы изолировать кабели от условий окружающей среды. Вторая часть каждого из кабелей может продолжаться снаружи от эластомерной пленки и вогнутого корпуса.

В процессе эксплуатации изобретение преимущественно обеспечивает улучшенную защиту и водонепроницаемую изоляцию одного или нескольких кабелей и (или) соединительных компонентов от вредных условий окружающей среды в индустрии средств связи (такой как телекоммуникационная промышленность), индустрии общественного пользования (такой как электроэнергетическая промышленность) или других отраслях промышленности, включающих распределение кабелей и (или) передачу оптического света или электричества, с поиском усовершенствованных решений относительно решений герметизации, решений, касающихся повторного использования, решений в условиях давления, решений в условиях атмосферы и решений с весовыми условиями, преимущественно обеспечиваемых изобретением.

В одном объекте изобретения включение эластомерной пленки, гибкого слоя и (или) плотно прилегающего изоляционного материала в комбинации с полым типом вогнутого корпуса преимущественно обеспечивает решения для замкнутого корпуса, которые предлагают улучшенную герметизацию, в то же самое время обеспечивая замкнутый корпус, который является повторно используемым до степени, не обеспечиваемой в существующих замкнутых корпусах.

Далее, в другом объекте изобретение преимущественно обеспечивает улучшенные механические напряжения и остаточные деформации кабеля, вызванные изменениями давления в течение периода эксплуатации. Относительно мягкая поверхность слоев, прикрепленных к корпусам, может деформироваться, приспосабливаясь к изменениям давления, не создавая чрезмерных напряжений на внешней границе корпусов. Растяжимость деформируемых слоев, прикрепленных к корпусам, учитывает существенные изменения в виде закрывающего элемента при поддержании водонепроницаемой изоляции. Поскольку защищенный от воды объем лишь незначительно больше, чем объем места соединения и, как правило, значительно меньше, чем полный объем внутренности замкнутого корпуса, влияние изменений давления вследствие затопления преимущественно минимизировано по сравнению с представляемым полным объемом водонепроницаемого замкнутого корпуса.

Далее, полый тип вогнутого корпуса преимущественно обеспечивает увеличение места или пространства для размещения больших кабелей внутри замкнутого корпуса. Далее, полый тип вогнутого корпуса преимущественно обеспечивает облегченное решение для замкнутого корпуса, а уменьшение в весе позволяет значительно облегчить установку и перевозку, а также уменьшить стоимость, связанную с изготовлением таких замкнутых корпусов.

В прошлом, замкнутые корпуса демонстрировали проблемы, которые пока еще не преодолены в технике. Прежние замкнутые корпуса и их изолирующий механизм демонстрировали значительные изменения в форме при изменении температуры. Такие изменения в форме вызывали нарушение изоляции и проникновение воды и частиц грязи, нарушая свойства защитного материала, важные для герметичности. Прежние замкнутые корпуса также представляли ту проблему, что они не могли быть легко повторно использованы, что является существенным в случаях, когда необходимо провести восстановление кабеля или места соединения. Избыток материалов и более тяжелый вес, сопутствующий прежним замкнутым корпусам, приводил к увеличению затрат и более сложной транспортировке.

Краткое описание чертежей

Фиг.1а является видом в изометрии вогнутого корпуса согласно варианту осуществления изобретения.

Фиг.1б является видом в изометрии вогнутого корпуса согласно другому варианту осуществления изобретения.

Фиг.2а является видом в изометрии эластомерной пленки, прикрепленной к корпусу, согласно варианту осуществления изобретения.

Фиг.2б является видом в изометрии эластомерной пленки, прикрепленной к корпусу, согласно варианту осуществления изобретения.

Фиг.3а является видом в изометрии замкнутого корпуса, включающего в себя один или несколько кабелей, согласно варианту осуществления изобретения.

Фиг.3б является видом в изометрии замкнутого корпуса, включающего один или несколько кабелей, согласно варианту осуществления изобретения.

Фиг.4 является сечением замкнутого корпуса, взятым вдоль линии 4-4 на Фиг.3, согласно варианту осуществления изобретения.

Фиг.5 является видом в изометрии замкнутого корпуса, включающего в себя более одного кабеля, согласно варианту осуществления изобретения.

Подробное описание

Как показано на чертежах, изобретение включает в себя вогнутый корпус 12, имеющий открытую грань. Как показано на Фиг.1а, вариант осуществления изобретения может включать в себя, например, отдельный гибкий материал способный сгибаться. Кроме того, например, как показано на Фиг.1б, вариант осуществления может включать в себя несколько жестких аркообразных стенок, соединенных петлями, которые совместно образуют вогнутый корпус.

Корпус 12 может быть изготовлен различными способами, например литьем под давлением, выдуванием формы, вытягиванием формы, выдавливанием, вакуумным формованием, центробежной формовкой или термическим формованием. Варианты осуществления корпуса 12 могут быть выполнены из различных материалов, например алюминия, стали, металлических сплавов и пластмасс, в частности, термопластиков, изготовленных литьем, таких как полиолефин, полиамид, поликарбонат, полиэфир, поливинил, и других полимерных материалов. При варианте осуществления пластмассового корпуса 12 можно использовать металлическую усиливающую полосу для увеличения жесткости и прочности.

Корпус 12 может быть полым и вогнутым. Вогнутый корпус 12 может иметь большую вогнутость или малую вогнутость и может иметь, например, такую вогнутость, как у полой прямоугольной коробки с открытой гранью, или такую вогнутость, как у полой полуцилиндрической конструкции с открытой гранью. Закрывающий элемент может включать в себя, например, вариант осуществления, в котором объем между внутренней стенкой вогнутого корпуса 12 и эластомерной пленкой 20 практически свободен от материала наполнителя. Также закрывающий элемент может включать в себя вариант осуществления, в котором часть стенки вогнутого корпуса 12 содержит одно или несколько отверстий, позволяющих проникать воздуху внутрь вогнутого корпуса 12.

С другой стороны, закрывающий элемент может включать в себя вариант осуществления, например, в вогнутой полости вогнутого корпуса 12 расположены разрушаемые газовые пузырьки 70. Кроме того, закрывающий элемент может включать в себя варианты осуществления, где разрушаемые газовые пузырьки 70 расположены в вогнутой полости вогнутого корпуса 12. Материал, используемый для изготовления пузырей 70 газа, обычно представляет собой полиэтилен. Диаметр, высота и давление пузырей газа могут варьироваться. Газовые пузырьки 70, например, могут быть пузырчатым упаковочным материалом. Газовые пузырьки 70, например, могут включать в себя наполненные азотом пузырьки. Газовые пузырьки 70 преимущественно придают относительно постоянное давление кабелям 30 и (или) соединяющему компоненту 35 внутри замкнутого корпуса 10. Также варианты осуществления газовых пузырьков 70 могут представлять собой заранее собранную пленку сверху и (или) снизу газовых пузырьков 70.

Как показано на чертежах, варианты осуществления корпуса 12 могут включать в себя, например, одну или несколько эластомерных пленок 20, прикрепленных на части 15 периметра вогнутого корпуса 12 по открытой грани каждого вогнутого корпуса 12.

Например, как показано на Фиг.2а и 2б, эластомерная пленка 20 может быть прикреплена к корпусу 12 выравниванием одной или нескольких эластомерных пленок 20 с одним или несколькими вогнутыми корпусами 12 в практически планарной конфигурации по периметру 15 открытой грани каждого вогнутого корпуса 12 и закреплением эластомерной пленки 20 на вогнутом корпусе 12. Части 15 по периметру открытой грани корпуса 12 выполнены параллельно осевому направлению корпуса 12. Как показано на Фиг.2а, варианты осуществления могут включать в себя эластомерную пленку 20, прикрепленную в плоскости по открытой грани корпуса 12. В другом случае, как показано на Фиг.2б, варианты осуществления могут включать в себя эластомерную пленку 20 в искривленной конфигурации, прикрепленную к периметру корпуса 12, для облегчения монтажа одного или нескольких кабелей 30.

Эластомерная пленка 20 обычно содержит по меньшей мере полимер и долю масла. Варианты осуществления эластомерной пленки 20 могут включать в себя, например, полимерный термопластический водоотталкивающий гелевый герметик, содержащий по меньшей мере долю масла.

Свойствами полимера, которые делают его наиболее подходящим для этого применения, являются хорошая совместимость с маслом и каучукообразная структура, означающая гибкие цепи с некоторыми значительной молекулярной подвижностью между узлами поперечных связей. Примеры полимеров, которые являются пригодными, могут включать в себя силиконы с масляной изоляцией, полиуретаны, полиэфиры, полиэпоксиды, полиакрилаты, полиолефины, полисилоксаны, полибутадиены (включая полиизопрены) и гидрированные полибутадиены и полиизопрены, а также сополимеры, включающие блок-сополимеры и привитые сополимеры. Блоки блок-сополимеров могут включать в себя вышеупомянутые полимеры и полиэфиры (моноалкенирины), включая пенопласт. Образцы этих блок-сополимеров могут включать в себя, в частности, SEBS (стирол, этилен-бутилен, стирол), SEPS (стирол, этилен-пропилен, стирол), аналогичные стирол-каучук-стирольные полимеры, диблоки, триблоки, привитые и звездообразные блок-сополимеры и блок-сополимеры с блоками, которые являются негомогенными. Могут также быть включены герметичные элементы пористых материалов и те, что содержат встроенные микропузырьки или другие мягкие (или твердые) наполнители.

Варианты осуществления могут характеризовать эластомерную пленку 20 как термопластичную или, альтернативно, как отвердевшую на месте, в виде термического отвердевания, отвердевания при комнатной температуре (RTV cures), отвердевания от УФ-излучения, отвердевания электронным пучком, отвердевания от радиации и отвердевания от воздействия воздуха и (или) влажности. Эластомерная пленка 20 обычно имеет более высокую когезию, чем адгезию.

Доля масла в эластомерной пленке 20 может быть, например, в диапазоне от примерно 50% до примерно 98% от эластомерной пленки 20 или, конкретнее, в диапазоне от примерно 85% до примерно 98% от эластомерной пленки 20. Кроме того, например, варианты осуществления эластомерной пленки 20 могут включать в себя частицы наполнителя, такие как полимерные сферы или стеклянные микросферы. Одним из примеров таких частиц наполнителя являются деформируемые пузырьки, где эластомерная пленка сформирована вспениванием и добавлением отдельных пузырьков. Добавленные пузырьки могут быть полимерными или стеклянными микропузырьками. Добавление таких частиц наполнителя или пузырьков позволяет эластомерной пленке 20 проявлять уровень растяжимости, который далее обеспечит прилегание эластомерной пленки 20 в процессе эксплуатации.

Варианты осуществления масла могут включать в себя, например, наполнители, такие как синтетические масла, растительные масла, силиконы, эфиры, углеводородные масла, в том числе специфические нафтеновые масла и парафиновые масла и смеси, а также, возможно, некоторый процент ароматических масел. Некоторые составы в эластомерной пленке 20 являются промежуточными между полимерами и маслами. Например, эластомерная пленка 20 может включать в себя жидкий каучук, который может не становиться частью гелеобразной полимерной сетки. Примеры такого жидкого каучука могут включать в себя полибутилен со средним молекулярным весом и низкомолекулярный EPR (этиленпропиленовый каучук). Добавлением жидкого каучука к полимеру и маслу можно адаптировать параметры герметика, например, увеличивая его схватываемость. Могут быть добавлены вещества, придающие клейкость, антиоксиданты, красители, УФ-стабилизаторы и другие вещества.

Как правило, масло в значительной степени гидрофобно, чтобы не пропускать воду. Также, как правило, масло преимущественно снижает количество сплетений цепей и число поперечных связей в объеме, тем самым делая материал мягче в форме геля. Также, как правило, масло преимущественно снижает вязкость либо исходного материала (перед отверждением), либо расплавленного термопластика. Также, как правило, масло является относительно недорогим, снижая тем самым стоимость разработки в целом.

Как показано на Фиг.3 и 5, корпус 12 может быть использован для изоляции воды или других элементов окружающей среды от кабелей 30 и (или) соединительных компонентов 35 внутри замкнутого корпуса 10. Фиг.3а показывает корпус как единую гибкую конструкцию, которая содержит газовые пузырьки 70 между корпусом 12 и эластомерной пленкой 20. Фиг.3б показывает корпус как несколько прикрепленных на петлях жестких стенок, которые образуют полый корпус 12 вокруг эластомерной пленки 20 и кабелей 30. Фиг.5 показывает многожильные кабели 30, входящие и выходящие с каждой стороны корпуса 12.

Первая часть каждого из кабелей 30, например, может быть расположена в корпусе 12, будучи практически окружена эластомерной пленкой 20. Вторая часть каждого из кабелей 30, например, может продолжаться снаружи от корпуса 12 и эластомерной пленки 20, прикрепленной к корпусу 12. Варианты осуществления кабеля 30 могут включать в себя, например, медный или алюминиевый кабель 30, заранее подключенный к зажиму кабель 30, стекловолоконный оптический кабель 30, полимерный волоконно-оптический кабель 30, комбинацию проводного и волоконно-оптического кабеля 30 или любые другие виды кабеля 30, которые проводят свет и (или) электричество.

Корпус 12 может преимущественно действовать для изоляции одиночного кабеля 30 или группы кабелей 30 от воды или других элементов окружающей среды. Варианты осуществления могут включать в себя, например, кабель 30 или группу кабелей 30, соединенных с другим кабелем 30 или группой кабелей 30, внутри закрывающего элемента через соединительный компонент 35, или одиночный кабель 30 пропускают по всей длине через закрывающий элемент как единое целое, или, например, оба могут быть в пределах единого закрывающего элемента. Каждый из кабелей 30, проходящий внутри или через закрывающий элемент, выполнен вдоль направления, практически параллельного плоскости открытой грани вогнутого корпуса 12. Части периметра соединяются одним или несколькими крепежами на противоположных сторонах открытой грани для удержания замкнутого корпуса 10 в закрытом или запертом положении с заизолированными в нем кабелями 30. Один из видов крепежей, например, может быть выполнен зацело с корпусом после литья под давлением.

В некоторых вариантах осуществления, которые не включают в себя соединительный компонент 35, соединяющий два или несколько кабелей 30, одиночный кабель 30, пропускаемый через закрывающий элемент, должен быть изолирован от воды или других элементов окружающей среды, после того как применяют материал для ремонта кабеля для восстановления или поддержания в исправном состоянии кабеля 30. В таком случае, когда материал для ремонта кабеля окружает один или несколько кабелей 30 в пределах закрывающего элемента, изношенную или порванную часть кабеля 30, которая содержит материал для ремонта кабеля, соединяют частью по меньшей мере одной эластомерной пленки 20, например, после расположения в корпусе 12 закрывающего элемента. Варианты осуществления материалов для восстановления кабеля, применяемых для кабеля 30, могут включать в себя, например, ленты, герметики, пеноматериал, эпоксидные смолы, герметизирующие вещества, защитные стыковые соединители, жгуты, заземляющие провода и другие виды материалов для ремонта кабеля.

Если соединительный компонент 35 используют для соединения двух или нескольких кабелей 30, корпус 12 преимущественно изолирует не только каждый кабель 30, идущий внутри или через закрывающий элемент, но также изолирует соединительный компонент 35 внутри закрывающего элемента от воды или других элементов окружающей среды. Варианты осуществления соединительного компонента 35 могут включать в себя, например, соединитель или другой соединительный компонент 35, содержащий в себе соединители (в том числе отдельные соединители, модульные соединители, разветвленные соединители, заранее подключенные к зажиму соединители или другие соединители). Кроме того, например, в некоторых применениях соединительный компонент 35 может содержать оконечный вывод, где кабель 30 соединяют с выводом электрического или оптического устройства.

Как показано на Фиг.4, соединительный компонент 35, когда он окружен эластомерной пленкой 20, обращен к части эластомерной пленки 20, прикрепленной к корпусу 12. Эластомерная пленка 20 преимущественно действует для предотвращения от попадания внешних частиц и жидкости к части одного или нескольких кабелей 30 и (или) соединительных компонентов 35, помещенных между эластомерной пленкой 20.

В некоторых вариантах осуществления, как показано на Фиг.5, если более чем один кабель 30 необходим для размещения в замкнутом корпусе и если несколько кабелей 30 находятся слишком близко друг к другу или они слишком большого диаметра, тогда может быть мало пространства, которое существует между кабелями 30 и которое эластомерная пленка 20 не заполняет по объему. В этом случае могут быть использованы фиксатор, зажим или другие крепежные элементы 50 или группы фиксаторов, зажимов или крепежных элементов 50, чтобы прижать лицевые слои эластомерной пленки 20 друг к другу в части между кабелями 30, тем самым закрывая объем между кабелями 30 и изолируя кабели 30 от воды, грязи, частиц или других условий окружающей среды.

Как показано в примерном варианте осуществления на Фиг.4, может существовать объем между эластомерной пленкой 20, окружающей одну сторону кабеля 30 и другую сторону кабеля 30 (между кабелем и соединительным компонентом), при помощи которого объем преимущественно соответствует изменениям в давлении воздуха. Пространство может преимущественно позволять объему сжиматься, реагируя на увеличение внешнего давления объема внутри вогнутого корпуса 12 снаружи от эластомерной пленки 20.

В процессе эксплуатации изобретение преимущественно обеспечивает улучшенную защиту и водонепроницаемую изоляцию одного или несколько кабелей 30 и (или) соединительных компонентов 35 от вредных условий окружающей среды в индустрии средств связи (такой как телекоммуникационная промышленность), индустрии общественного пользования (такой как электроэнергетическая промышленность) или других отраслях промышленности, включающих распределение кабелей 30 и (или) передачу оптического света или электричества, с поиском усовершенствованных решений относительно решений герметизации, решений, касающихся повторного использования, решений в условиях давления, решений в условиях атмосферы и решений с весовыми условиями, преимущественно обеспечиваемых изобретением.

Включение эластомерной пленки 20 в комбинации с полым типом вогнутого корпуса 12 преимущественно обеспечивает решение для замкнутого корпуса 10, которое создает исключительную герметизацию, в то же самое время обеспечивая замкнутый корпус 10, который является повторно используемым до уровня, не обеспечиваемого в существующих закрытых корпусах 10.

Далее, изобретение преимущественно обеспечивает улучшенные механические напряжения и остаточные деформации кабеля 30, основанные на неизбежных изменениях давления в течение периодов эксплуатации. Относительно мягкая поверхность эластомерной пленки 20, прикрепленная к корпусу 12, может деформироваться, приспосабливаясь к изменениям давления, не создавая чрезмерных напряжений на внешней границе корпуса 12. Растяжимость деформируемых слоев, прикрепленных к корпусу 12, учитывает существенные изменения в форме закрывающего элемента, поддерживая в то же время водонепроницаемую изоляцию. Поскольку защищенный от воды объем лишь незначительно больше, чем объем места соединения, и, как правило, значительно меньше, чем полный объем внутренности замкнутого корпуса 10, влияние изменений давления вследствие затопления преимущественно минимизировано по сравнению с представляемым полным объемом водонепроницаемого замкнутого корпуса 10.

Далее, полый тип вогнутого корпуса 12 преимущественно обеспечивает увеличение места или пространства для размещения больших кабелей 30 внутри замкнутого корпуса 10. Далее, полый тип вогнутого корпуса 12 преимущественно обеспечивает облегченное решение для замкнутого корпуса 10, а уменьшение в весе позволяет значительно облегчить установку и перевозку, а также уменьшить стоимость, связанную с изготовлением такого замкнутого корпуса 10.

Хотя вышеупомянутое подробное описание содержит много специфических деталей, предназначенных для иллюстрации, любой специалист оценит, что множество изменений, модификаций, замен и поправок к деталям лежат в объеме заявленного изобретения. Соответственно, изобретение, описанное в подробном описании, изложено без наложения каких-либо ограничений на заявляемое изобретение. Характерный объем изобретения следует определять при помощи нижеследующей формулы изобретения и ее соответствующих законных эквивалентов.

Изобретение относится к замкнутым корпусам, используемым в телекоммуникационной и электроэнергетической промышленности с целью защиты кабелей от элементов внешней окружающей среды. Предложен вогнутый корпус с открытой внешней гранью и несколькими частями периметра, смежными с открытой гранью корпуса. Эластомерная пленка прикреплена к частям периметра вогнутого корпуса по открытой грани вогнутого корпуса. Эластомерная пленка приспособлена для сопряжения одного или несколько кабелей, когда кабели расположены внутри корпуса, чтобы изолировать кабели от условий окружающей среды. Изобретение повышает герметичность устройства и обеспечивает возможность повторного использования при восстановлении кабеля или места соединения. 9 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Замкнутый корпус для защиты кабелей от внешней окружающей среды, содержащий:
вогнутый корпус с открытой внешней гранью, причем этот вогнутый корпус имеет множество частей периметра, смежных с открытой гранью корпуса; и
эластомерную пленку, прикрепленную на частях периметра вогнутого корпуса по открытой грани вогнутого корпуса, при этом эластомерная пленка приспособлена для сопряжения одного или нескольких кабелей, когда эти кабели расположены в пределах корпуса, чтобы изолировать кабели от условий окружающей среды.

2. Замкнутый корпус по п.1, в котором вогнутый корпус содержит гибкий материал.

3. Замкнутый корпус по п.1, в котором вогнутый корпус содержит множество жестких дугообразных стенок, соединенных петлями.

4. Замкнутый корпус по п.1, в котором объем между внутренней стенкой вогнутого корпуса и эластомерной пленкой практически свободен от материала наполнителя.

5. Замкнутый корпус по п.1, в котором части периметра открытой грани вогнутого корпуса параллельны направлению оси вогнутого корпуса.

6. Замкнутый корпус по п.1, в котором по меньшей мере часть эластомерной пленки содержит полимерный термопластический гидрофобный состав, включающий в себя по меньшей мере долю масла.

7. Замкнутый корпус по п.6, в котором доля масла содержится в диапазоне примерно от 50% до примерно 98% эластомерной пленки.

8. Замкнутый корпус по п.1, в котором по меньшей мере часть эластомерной пленки содержит материалы наполнителя.

9. Замкнутый корпус по п.1, в котором по меньшей мере часть эластомерной пленки содержит масло и полимер, выбранный из группы, состоящей из: полиуретана, полиэфира, пенопласта, полиэпоксида, полиакрилата и полиолефина.

10. Замкнутый корпус по п.1, дополнительно содержащий:
один или несколько кабелей, причем первая часть каждого из кабелей практически окружена эластомерной пленкой, а вторая часть каждого из кабелей проходит наружу от эластомерной пленки и вогнутого корпуса.