CZ292353B6 - Pružný dutý těsnicí prvek - Google Patents

Abstract

Pru n² dut² t snic prvek (1), nafouknuteln² p°es otvor (8) ve sv st n (4) tak, e je schopen t snit v i prvn mu v²robku, m dovnit° obr cen² povrch a ven obr cen² povrch. Je opat°en t snic m materi lem (10) alespo na sti dovnit° obr cen ho povrchu st ny (4), p°i em tento t snic materi l (10) je deformovateln² tak, e blokuje otvor (8) tlakem v nafouknut m prvku (1) a bezprost°edn vedle otvoru (8) je um st n separa n prost°edek (18) schopn² udr et v²robek odd len² od ven obr cen ho povrchu st ny (4) b hem deformace t snic ho materi lu (10).\

Description

Oblast techniky

Tento vynález se týká pružného dutého těsnicího prvku nafouknutelného přes otvor v jeho stěně tak, že je schopen těsnit vůči výrobku, přičemž těsnicí prvek má dovnitř obrácený povrch a ven obrácený povrch, například pro těsněné předměty jako jsou kabely nebo trubky, zejména v kanálech nebo splétané v plášti. Používá se, aby se zabránilo pronikání vody, plynu nebo jiné kontaminující látky kanálem, průlezem atd. nebo k ochraně spojeného kabelu před prostředím. Vynález bude popsán hlavně na těsnění kanálu, přičemž tento termín zahrnuje i průchody, ale vynález je rovněž použitelný na jiné případy utěsnění, včetně obalů spojených vodičů, ochranných trubek a průchodek, atd.

Důvod, proč se může vyžadovat spíše těsnění, než lepivý spoj, nemající významnou tloušťku, je nepoměr velikostí otvoru trubky, který' se má utěsnit a jiného zejména plastového předmětu, ve kterém otvor leží. Například kanál, může být o několik milimetrů až několik centimetrů větší než kabel nebo jiný těsněný předmět, který jej nese, oválný kabel může ležet uvnitř kruhového kanálu nebo instalovaná velikost pláště spoje může být větší než spojené kabely uvnitř. Rovněž jestliže se má utěsnit rozvětvení mezi dvěma nebo více kabely, bude obecně nutné převést jejich kombinovaný vydutý průřez na vypouklý tvar, který může být uzavřen například tuhým obalem nebo jiným pláštěm nebo polovinami pláště nebo rozměrově vratnou (obecně teplem smrštitelnou) přesuvkou.

Dosavadní stav techniky

Tato těsnění se obvykle vytvářela použitím tvárného těsnicího prvku, například o-kroužku nebo použitím těsnicí hmoty nebo tavného lepidla. I když tato těsnění pracují obecně spolehlivě, občas se projevují problémy. Například díky své povaze mají tvárné těsnicí prvky nízký modul tečení a zejména tam, kde se používají k vyplnění velkých mezer, mají tendenci během delší doby vykazovat tok. Rovněž se mohou objevit místa s netěsností, pokud nebylo možné přivést do tavného lepidla dostatek tepla k jeho roztavení. Proto je například obtížné zavést teplo do kanálu. Obtíže mohou rovněž vznikat kvůli materiálům potřebným pro kanály a kabely, které mohou být vzájemně neslučitelné.kabely se často vyrábějí z polyetylénu nebo olova a kanály zpolyvinylchloridu, oceli nebo cementu, které mohou být znečištěny nebo drolivé a obtížně čistitelné.

Široce používané těsnění kanálů, uvedené v patentu GB 1 594 937, je dutý prvek vybavený na svém vnitřním nebo vnějším povrchu řadou od sebe vzdálených přírub, přičemž každá příruba je deformovatelná po celém tomto povrchu, přinejmenším ale ta část příruby, která je na vzdálené straně od tohoto povrchu, ale jenom za zvýšené teploty a nejmenší část tohoto povrchu a nebo povrchu přírub má na sobě těsnicí materiál.

EP Ol 79 657 uvádí těsnění kanálů, zejména pro utěsnění kolem čtveřice kabelů, které je tvořeno pružinou, která, je-li v činnosti, radiálně roztahuje tu část těsnění kanálu, která má utěsňovat vůči kanálu. Kabely jsou utěsněny výstupy těsnění kanálu, které je teplem smrštily. Pružina je uvedena v činnost po zahřátí součásti těsnění kanálu, ve které leží. Ohřev způsobí změknutí materiálu těsnění a aktivuje lepidlo.

EP 0 152 696 zobrazuje soubor pro utěsnění štěrbiny (jakou je štěrbina mezi kanálem a kabelem, kteiý je vněm), kterou tvoří pružný obal, který je uspořádán tak, aby se dal zabalit do sebe pro vložení do štěrbiny, přičemž obal má v sobě otvor, kterým se do něj dostane expandovatelný nebo expandující výplňový materiál, například vulkanizovatelná pěna, pro expandování obalu, dále ze zásobníku obsahujícího tento expandovatelný plnicí materiál a prostředků pro spojení tohoto zásobníku s obalem za účelem vpravení plniva do něj, aby se docílilo expanze obalu,

-1 CZ 292353 B6 spočívající vtom, že lepidlo nebo těsnivo je umístěno na nejméně části vnějšího povrchu obalu nebo s ní spojeno. Obsah EP 0 152 696 je zde uveden jako odkaz.

K dalším popisům patentů, které uvádějí duté obaly pro utěsnění patří následující EP Ol 00 228, který uvádí metodu pro vytvoření těsnění nejméně jedním podélným předmětem a povrchem, obklopujícím tento nebo každý předmět, který zahrnuje:

a) umístění pružného obalu, obsahujícího látku, která vyplní mezeru, který je schopen přežít ze stavu s nízkou viskozitou na stav s vyšší viskozitou,

b) deformování nejméně části obalu, čímž se způsobí, že látka vyplňující mezeru se upraví podle objektu a povrchu a

c) vyvolání změny z nižší na vyšší viskozitu.

EP 0 210 807 uvádí výrobek s dvojitou stěnou, přičemž dvě z nich se mohou použít jedna kolem druhé tak, že vytvoří těsnění kanálu, ve tvaru trubky mající mezi svými stěnami malý objem naplněné kapaliny snižující tření (s výhodou s vysokým bodem varu a nízkou tenzí par) nebo pevné látky mezi jeho dvěma stěnami. Výrobek je schopen obtočit se kolem trubky a tím poskytovat elektrickou ochranu a ochranu vůči prostředí.

GB 2 006 890 uvádí zásobník zahrnující těsnění, vytvořený z pružné fólie z plastu a částečně vy plněné kapalinou, které je mezi ochrannou trubkou ve stěně i izolační vrstvou kolem trubky. Zásobník je v podstatě prstencového tvaru a umožňuje, aby se potrubí pohybovalo axiálně a radiálně a přitom vytvářelo těsnění mezi izolační vrstvou a trubkou.

US 3 038 732 uvádí nafukovatelné těsnicí pouzdro pro těsnění pláště potrubí, které zahrnuje duté pružné mající po nafouknutí tvar, který kopíruje vnitřní povrch tohoto pláště a je ve styku s vnějším povrchem trubky tohoto potrubí, prostředky pro vpravení tekoucí látky do těchto dutých pružných prvků, která je nafoukne a několik šikmo umístěných, relativně pevných distančních prvků, spojených s těmito dutými pružnými prvky a příčných vůči nim pro vystředění a podepření této trubky v tomto pouzdře, přičemž každý z těchto distančních prvků má v sobě průchod pro spojení s kapalinou v dutém vnitřku tohoto dutého pružného prvku.

US 2 816 575 uvádí aparát pro pokládání potrubí, který užívá nafouknuté obvodové těsnicí kroužky.

US 3 339 011 uvádí pneumaticky utěsněný kabel spojený v plášti, který zahrnuje podélně dělený utěsnitelný válcový plášť, mající v blízkosti obou konců myšleno podélně v sobě prostředky k udržení a umístění koncových nástěnných panelů od sebe, přičemž každý koncový nástěnný panel zahrnuje dvě polokruhovité kotoučové části mající zaoblené vnější okraje a vnitřní okraje, včetně v jedné řadě umístěných výřezů v nich, přičemž kabely mohou vstupovat do tohoto pláště těmito výřezy, které jsou v jedné řadě za sebou a nafukovací těsnicí prvky uzavřené mezi každým párem těchto koncových nástěnných panelů a mající otvory v řadě s otvory v panelech, přičemž jsou tyto nafukovací prvky expandovatelné, pokud jsou takto uzavřeny proti těmto kabelům, které procházejí skrz koncové otvoiy ve stěně, vyznačující se tím, že tyto koncové stěny se dají odstranit z těchto prvků, které je přidržují a tyto poloviny polokruhového kotouče jsou spolu spojeny čepem tak, že jsou jejich výřezy u sebe, takže vytvářejí tyto otvory těchto panelů, přičemž tyto polokruhové části kotouče mohou být otočně otevřeny od sebe pro umístění těchto vodičů.

Nafukovací ucpávkový prvek pro vkládání mezi stykové plochy hlavového a hladkého konce potrubního spoje je uveden ve GB 1 077 314.

-2CZ 292353 B6

V GB 1 421 960 je uvedena objímka s dutými stěnami, do které se má vstříknout kapalina tepelnou izolaci kanálů.

V GB 2 028 601 se uvádí nafukovací uzavírací prvek mající na sobě těsnicí materiál a používající se pro utěsňování kabelů.

US 907 136 uvádí těsnění pro potrubní spoje, vytvořené skládáním otevřené síťové tkaniny s naneseným lepidlem, atd.

I když mnohé z výrobků popsaných ve výše uvedených popisech jsou schopné být uspokojivým těsněním, některé problémy zůstávají.například použití vulkanizace nebo jinak síťovatelných materiálů může bránit nebo činit obtížným následné odstranění výrobku a jednoduché natlakování těsnění plynem bude obecně znamenat, že výrobek má krátkou životnost kvůli netěsnostem nebo difúzi plynu. Rovněž se vyžadují drahé těžkopádné, snadno poškoditelné a korodující kovové ventily, které vyčnívají z výrobků.

Podstata vynálezu

Nyní bylo vyvinuto těsnění kanálu nebo pláště kabelu nebo jiný těsnicí prvek, který může v určitých provedeních zabránit těmto a jiným problémům a může fungovat tak, že se prostě tlakem vzduchu nafoukne polštářek v prostoru mezi například kanálem a kabelem, který je v něm uložený.

Překvapivým výsledkem je, že je tak možno zajistit, že je to otvor přes který je těsnění nafouknuto spolehlivě zablokován po odstranění trubičky použité pro nafouknutí.

Předkládaný vynález poskytuje pružný dutý těsnicí prvek, nafouknutelný přes otvor v jeho stěně tak, že je schopen těsnit vůči výrobku, přičemž těsnicí prvek má dovnitř obrácený povrch a ven obrácený povrch, který spočívá vtom, že těsnicí prvek má těsnicí materiál na nejméně části dovnitř obráceného povrchu stěny, přičemž tento těsnicí materiál je deformovatelný tak, až blokuje otvor tlakem v nafouknutelném prvku a bezprostředně vedle otvoru separační prostředek schopný udržet výrobek oddělený od ven obráceného povrchu stěny během deformace těsnicího materiálu.

Prostředek s výhodou zahrnuje distanční člen umístěný u otvoru. Prostředek také s výhodou vytváří komoru kolem otvoru. Separační prostředek je s výhodou o-kroužek nebo podložka. Pružný dutý těsnicí prvek má navíc s výhodou druhý těsnicí materiál na alespoň části ven obráceného povrchu stěny, přičemž tento druhý těsnicí materiál je umístěn mimo otvor a okolí otvoru. První těsnicí materiál je s výhodou olejem nastavený materiál a druhý těsnicí materiál je voleji rozpustný, přičemž separační prostředek tvoří také bariéru mezi otvorem a druhým těsnicím materiálem. Těsnicím materiálem na dovnitř obráceném povrchu stěny je s výhodou gel. Druhým těsnicím materiálem je s výhodou mastix. Separační prostředek je s výhodou vytvořen z pryže. Těsnicí materiál na dovnitř obráceném povrchu stěny je s výhodou umístěn mezi stěnou a krycím prvkem připevněným ke stěně.stěna se s výhodou skládá z vrstev kovového a polymemího materiálu.stěna je s výhodou za podmínek instalace a provozu v podstatě nenatažitelná. Pružný dutý těsnicí prvek má tvar prodloužené manžety obalitelné kolem kabelu a nafouknutelné tak, až vytvoří těsnění mezi kabelem a kanálem, který kabel obklopuje.pružný dutý těsnicí prvek má navíc s výhodou trubičku pro zavedení nafukovací tekutiny do těsnicího prvku. Trubička je umístitelná v otvoru ve stěně skrz těsnicí materiál na dovnitř obráceném povrchu.

Prostředek pro udržování oddělení může mít jednu nebo více funkcí, které budou vysvětleny níže.

-3CZ 292353 B6

Těsnicí prvek může být dodán s připraveným otvorem, nebo může být otvor proveden během montáže nebo jinak podle potřeby. Těsnicí prvek může být také dodán s trubičkou (kterou může být pružná trubička z plastu jako je polytetrafluoretylen nebo nylon, atd. nebo to může být kovová nebo jiná tuhá trubička, která může být vložena před nafouknutím skrz otvor a první těsnicí materiál.

Alternativně může být trubičkou nástroj, přičemž v tomto případě to může být nástroj pro jednorázové použití, dodávaný s každým těsnicím prvkem jako souprava nebo to může být opakovaně použitelný nástroj pro použití u mnoha těsnicích prvků.

Prostředek pro oddělení výrobku na vnějším povrchu stěny může být podložka umístěná na mastix tam, kde není o-kroužek. nebo jiný prostředek podle vynálezu.

O-kroužek nebo jiný prostředek pro udržování bariéry může zahrnovat jakýkoliv vhodný materiál a v současnosti se dává přednost syntetickým kaučukům, jako jsou ty, které jsou založeny na kopolymeru vinylidenfluoridu a hexafluoropropenu, například toho, který je znám pod ochrannou známkou Viton.

Aby byl dutý těsnicí prvek snadno nafouknutelný, první těsnicí materiál (který je uvnitř) je s výhodou pokryt na svém vnitřním povrchu separační vrstvou. Taková separační vrstva může zahrnovat velmi tenkou pružnou polyetylenovou fólii nebo jinou polymemí fólii, jako je ta, která je známa pod ochrannou známkou Cling Film. Tento těsnicí materiál může být přidržován na svém místě pomocí klapky z polymeru, připevněné ke stěně tak, že je materiál umístěn mezi klapku a stěnu.

Z různých výhod prostředků pro udržování oddělení uvedených výše je snad nejdůležitější udržování výrazného tlakového rozdílu před a za otvorem alespoň po krátkou dobu. Je možný širší rozsah provedení gelového (nebo jiného) těsnění. Nepoužije-li se vynález, mohou vzniknout problémy, je-li těsnicí člen dodán s nafukovací trubičkou předem nainstalovanou skrz otvor v gelu nebo jiném prvním těsnicím materiálu a jestliže se očekává automatické těsnění po odstranění trubičky po nafouknutí. Toto automatické těsnění vytlačením gelu tak, aby se zablokoval otvor jak je to popsáno výše je žádoucí, protože se vyloučí potřeba drahého ventilu tvořícího blok.uváděné problémy mohou vyplývat z gelu nebo jiného materiálu, u kterého dochází k určitému toku po delší době, zůstává-li trubička na svém místě. Když se potom nakonec trubička odstraní po nafouknutí, je obtížné uzavřít otvor, který zůstane. Z toho vyplývá požadavek udržovat výrazný tlakový rozdíl po dostatečnou dobu.

Největší výhody vynálezu se dají očekávat ve spojitosti s předem nainstalovanými trubičkami, které proniknou skrz první těsnicí materiál, mající tendenci téci. Výhodou vynálezu je i spolehlivější automatické těsnění v jiných situacích. Například prostředek pro udržování vzájemného oddělení může být opatřen jinými těsnicími materiály s konstrukcemi, kde předem namontovaná trubička nepronikne skrz těsnicí materiál (může projít mezi takovýmto materiálem a stěnou těsnicího prvku) nebo kde nafukovací trubička je vkládána během montáže.

Duté těsnicí prvky pbdle vynálezu byly podrobeny náročnému mechanickému, teplotnímu a tlakovému zkoušení a byly získány úspěšné výsledky. Konkrétně byly těsnicí prvky nafouknuty na 50 kPa a zkoušeny na netěsnosti po dobu 15 minut, aby se vyzkoušela celková pevnost a na 2,8 baru pro dlouhodobé zkoušení. Pro nafukování se použilo helium a k zajišťování netěsnosti se použil kvalitní detektor helia. Bylo možno vytvořit automaticky těsnicí systém, kde průchod helia skrz otvor použitý na natlakování nebyl větší než hladina na pozadí, která vyplývala z pouhé difúze stěnami mimo otvor. Vhodné materiály na stěnu (probírané níže) se dají vybrat tak, že se nezjistí žádné helium. Přesná povaha materiálů a konstrukce těsnicího prvku se dají vybrat v závislosti na zamýšleném použití. Překvapivým výsledkem ale je, že otvor přímo skrz stěnu prvku nebo mezi stěnami překrývajícího se spoje atd. může automaticky těsnit bez potřeby náročných ventilů a všech nevýhod, které přinášejí. Je domněnka, že nafúkovatelné výrobky

-4CZ 292353 B6 nebyly nikdy předtím použity pro utěsnění vůči prostředí (zejména ne jako příslušenství u kabelů), kde se vyžaduje životnost po mnoho roků bez potřeby periodického dofukování.

I když se to v současnosti neupřednostňuje, je možno provést vnitřní klapku přes otvor ve stěně nebo mezi stěnami prvku. Klapka spolu s prvním těsnicím materiálem může utěsňovat díky tlaku, panujícímu uvnitř prvku. Klapka s výhodou zahrnuje pružnou polymemí fólii, která je připevněna ke stěně prvku tak, že trubka může projít skrz a odsunout klapku, přičemž trubka s výhodou prochází mezi klapkou a stěnou v podstatě v rovině stěny (řekněme v úhlu menším než 45° k této rovině). Těsnicí materiál, například gel nebo mastix, může být přítomen mezi klapkou a stěnou, například jako povlak na klapce.klapka může být připevněna nebo přivařena ke stěně podél dvou linií, oddělených od sebe malou mezerou (řekněme 5-20 mm), která je taková, že je možno vložit trubku skrz otvor ve stěně a mezi stěnou a klapkou obecně podél osy kanálu vytvořeného mezi dvěma spoji nebo čárami svaru.

Otvor může být proveden mezi překrývajícími se stěnami překrývajícího se spoje, ačkoliv ani to není v současnosti upřednostňované. (Překrývající se spoj může vzniknout při vytváření prvku vytvořením hadice z fólie materiálu).plocha otvoru kanálu jehož délka přesahuje tloušťku překrývajícího se spoje, se může zmenšovat v průřezu směrem ven z těsnicího prvku. Kanál může mít proto kónický tvar, nebo zploštělý kónický tvar. Těsnicí materiál (hlavně mastix nebo gel) může být aplikován v tomto kuželovitém nebo jinak tvarovaném kanálu tak, že je těsnicí materiál vytlačován vnitřním tlakem aby zablokoval otvor. Velikost otvoru, fyzikální vlastnosti a množství těsnicího materiálu se dají vybrat tak, že materiál neteče z otvoru v nepřijatelné míře. Klapka uvedená výše se dá použít ve spojitosti s tímto typem otvoru.

Jak bylo uvedeno výše, první těsnicí materiál s výhodou zahrnuje gel. Gel může být vytvořen olejem nastaveným polymemím materiálem.polymemí materiál může být příčně zesíťován. Dává se přednost tomu, aby měl gel tvrdost při pokojové teplotě, jak je stanoveno s použitím analyzátoru Stevens-volland Textuře Analyzer, větší než 45 g, zejména větší než 50 g, zejména větší než 60 g. Má s výhodou relaxaci po napětí menší než 12 %, zejména menší než 10 % a především menší než 8 %. Mezní prodloužení, rovněž při pokojové teplotě, je s výhodou větší než 60 %, zejména větší než 1000 %, především větší než 1400 %, tak jak je to stanoveno podle ASTM D638. Modul v tahu při 100% napětí je s výhodou nejméně 1,8 MPa ještě výhodněji nejméně 2,2 MPa. Obecně ustrnutí v tlaku bude menší než 35 %, zejména menší než 25 %. Gely se s výhodou dělají z olejem nastavovaných blokových kopolymerů majících tvrdé bloky a kaučukové bloky. Příklady zahrnují trojblokové kopolymery typu styren-etylen-butylenstyren (jako jsou ty, které jsou známy od firmy Shell pod ochrannou známkou Kraton, např. G 1650, 1651 a 1652). Množství blokového kopolymerů může být od 5 do 35% celkové hmotnosti gelu, přičemž výhodná množství jsou 4 až 15 % hmotn., zejména 6 až 12 % hmotn., nejlépe kolem 7 % hmotn. množství kopolymerů a jeho molekulová hmotnost se mohou měnit tak, aby dávaly požadované fyzikální hodnoty, jako je tvrdost. Čím je menší procento polymeru a tudíž větší procento oleje, tím menší vnitřní přetlak je potřeba k utěsnění otvoru, který zůstane po vytažení trubičky.

Varianty popsané výše naleznou zvláště použití při ochraně před prostředím u zásobovacích vedení, jako je potrubí a kabely, zejména u telekomunikačních kabelů. Zejména se dají použít pro vytvoření těsnění kanálů nebo plášťů se splétanými vodiči. V případě utěsnění kanálů bude první výrobek, tak jak je uveden výše, zahrnovat kabel vedený v kanálu a druhý výrobek, vůči kterému je první utěsněn, bude zahrnovat kanál. Těsnění kanálu bude těsnit prstencový prostor mezi kabelem a kanálem a sloužit k zabránění kontaminantům, zejména vodě v průchodu podél kanálu, například do průlezu nebo budovy nebo jiné oblasti, která má být udržována suchá nebo čistá. V kanálu se může vytvořit tlak a je tedy žádoucí, aby existoval prostředek omezující pohyb těsnění v kanálu podél kanálu, způsobený rozdílem tlaku v něm.

Druhý těsnicí materiál může být umístěn na vnějším povrchu těsnicího prvku, aby se vytvořilo těsnění vůči kanálu. Použije-li se mastix jako druhý těsnicí materiál, může být žádoucí

-5CZ 292353 B6 uvolňovací vrstva, aby se dalo s těsněním kanálu snadno manipulovat, zejména tak, aby se dalo snadno vložit do kanálu. Vnější povrch může být opatřen tenkou pružnou polymemí fólií, například položenou na vrstvu mastixu. Taková fólie může umožňovat mastixu deformovat se tak, že vyplní mezery a tím zabrání netěsnostem, může omezit lepivost a tím usnadnit montáž a může mít velmi vysoký koeficient tření, zejména pro plasty jako jsou polyvinylchlorid a polyetylén, což jsou typické materiály ze kterých jsou zhotovovány kabely a kanály. Preferované fólie zahrnují lineární nízkohustotní polyetylén, jako je ten, který je znám jako „ding film“ (lepivá fólie). Povrch těsnicího prvku, který bude obrácen směrem ke kanálu, se může pokrýt touto fólií ve větší míře (a eventuálně i zcela) a tím vytvoří větší těsnění vůči kanálu, než vůči kabelu. Fólie může mít v sobě otvory, umožňující v určité míře přímý styk mezi těsnicím materiálem a prvním nebo druhým povrchem. Fólie může být mezi dvěma vrstvami mastixu nebo jiného těsnicího materiálu a tak vytvářet kombinovaný laminát mající pevnost. V tomto případě otvory ve fólii umožňují, že jsou obě vrstvy spolu přímo spojeny.

Při použití může existovat tendence, že se těsnicí materiál na těsnicím prvku posune, například tlakem uvnitř kanálu. Posunutí se dá omezit takovými prostředky jako je proužek pěny na povrchu těsnicího prvku, který může působit například jako hráz.

Vynález se dá rovněž použít pro utěsnění prvního výrobku, jako je kabel nebo spojený kabel, vůči prostředí.

Zde se dá použít těsnicí prvek spolu s v podstatě tuhým pláštěm, ve kterém může být umístěna alespoň část výrobku.

Plášť může být na jednom konci zaslepen a na otevřeném konci se může použít jeden nebo více těsnicích prvků k utěsnění vstupu kabelu a výstupu. Tímto způsobem se může vytvořit plášť spojeného kabelu, který utěsňuje to, co je známo jako radiální distribuční bod v telekomunikační distribuční síti. Takováto konstrukce se dá rovněž použít pro těsnění spoje optických kabelů. V tomto případě může plášť obsahovat jeden nebo několik spojů optických kabelů.

U jiné konstrukce plášť má nejméně dva otevřené konce, což umožňuje vytvoření průběžného (in-line) spoje (a ne spoje natupo) pro měděné a vláknové kabely. Tento plášť může být trubkovité nebo obalové konstrukce. Tam kde se má utěsnit kabelové rozvětvení, může být těsnicí člen umístěn mezi rozvětvenými kabely a mezi těmito kabely a pouzdrem nebo jiným druhým výrobkem. Obecně bude prvek procházet mezi rozvětvením kabelů a bude obalen kolem rozvětvených kabelů.

Vynález rovněž poskytuje metodu utěsnění prvního výrobku jako je kabel, což zahrnuje nejméně částečné umístění prvního výrobku do druhého výrobku (jako je kanál nebo obal nebo jiný plášť), umístění těsnicího prvku podle vynálezu mezi první a druhý výrobek a nafouknutí těsnicího prvku tak, aby se utěsnila mezera mezi prvním a druhým těsnicím prvkem.

Nafouknutí se dá provést napojením trubičky na zdroj tlakové tekutiny a (jestliže není již namontována na svém místě) prostrčením trubičky skrz otvor ve stěně (nebo mezi stěnami) těsnicího prvku. Tlaková tekutina je s výhodou stlačitelná, s výhodou vzduch nebo dusík nebo jiný inertní plyn. Jestliže se používá kapalina jako je voda, bude obecně nutné, aby byl těsnicí prvek roztažený, aby se vytvořila tlaková rezerva ke kompenzaci pohybu první a druhé plochy. Je-li těsnicí prvek roztažný, je pravděpodobné, že v něm bude docházet k toku nebo deformaci.dává se přednost tomu, aby měl minimální roztažení a aby se pro nafouknutí použil plyn.

Těsnicí prvek, který je pružný, se bude deformovat při nafouknutí až dojde k těsnicímu styku s prvním a druhým výrobkem, například vyplněním prstence mezi kabelem a kanálem, ve kterém leží. Těsnění se dá provést i když nejsou kanál a kabel soustředné a přes oválnost nebo jinak nešikovný tvar průřezu kabelu a nebo kanálu. Když se dosáhne požadovaného vnitřního tlaku, je

-6CZ 292353 B6 možno trubku prostě vytáhnout, což umožňuje, aby vnitřní tlak automaticky uzavřel otvor. Je překvapující, že se takto dá dosáhnout vysokého vnitřního přetlaku a utěsnění, které bude trvat po mnoho let.

Je žádoucí, aby nafukování nebylo příliš rychlé, protože vlastní těsnicí prvek a jakýkoliv těsnicí materiál, který nese, se musí řádně deformovat tak, aby se dostal do těsnicího spojení s kabelem v kanálu. Lze použít ruční pumpu (jako je pumpička na kolo) elektrickou pumpu, tlakovou plynovou láhev nebo jiný vhodný prostředek. U větších pump může být žádoucí používat redukci tlaku.

Stěna těsnicího prvku bude obecně pružná a tudíž schopná se přizpůsobit těsněným předmětům různé velikosti a nebo nepravidelného nebo nešikovného tvaru.může zahrnovat nejméně tři vrstvy, například jednu, která slouží k zachycení kapaliny, jednu, která dodává mechanickou pevnost, například pevnost v tahu vůči vnitřnímu tlaku, pevnost proti roztržení nebo odolnost proti propíchnutí a jednu vrstvu sloužící k vytvoření těsnění vůči těsněnému předmětu tím, že se přizpůsobí malým nepravidelnostem v povrchu substrátu. Na tomto konci může stěna zahrnovat první vrstvu kovu (nebo metalizovaného plastového materiálu nebo kovem pokrytého plastového materiálu), se kterým je popřípadě ve styku kapalina, a druhou vyztužující vrstvu, jako je vysokohustotní polyetylén, spolu s třetí vrstvou s přímým nebo nepřímým vztahem s první vrstvou a umístěnou mezi první vrstvu a těsněný předmět. Třetí vrstva uvedená výše může zahrnovat deformovatelný materiál jako je pryž nebo jiný elastomer nebo pěnu. Jako tato třetí vrstva se dají použít i jiné materiály, například těsnicí materiály jako jsou těsniva, například jak je uvedeno výše. Dává se přednost pro mnohá použití, aby neexistovala žádná trvalá adheze mezi těsnicím prvkem a kanálem nebo kabelem.obecně se dává přednost tomu, aby druhá vrstva měla tvrdost od 35-85, s výhodou 40-80, nejlépe 45-75 Shore. Různé funkce, uvedené výše, se dají zajistit s použitím méně vrstev, kde jedna vrstva má jednu nebo dvě funkce.

Stěna může zahrnovat například laminát z kovové fólie a vrstvu na obou stranách. Tyto vrstvy plastu mohou umožňovat, aby byla stěna svařována dohromady teplem a aby se tak vytvořil obal ve tvaru obálky. Přivařená nebo připevněná klapka, která bude spíše namáhána střihem než na odlupování po nafouknuti výrobku, s výhodou sahá podél těsnicího prvku tam kde je těsnicí prvek obecně válcový.jednoduché svary, aby se uzavřely konce, se pak dají dělat horkou raznicí.

Mohou existovat i další vrstvy kvůli mechanické pevnosti, jako jsou orientované, například biaxiálně orientované, nebo dvě vrstvy uniaxiálně orientované z polyetylénu s vysokou hustotou, jako je polyetylén známý pod ochrannou známkou Valeron.

Možná struktura je následující, přičemž uvedené rozměry jsou jen rozměry výhodné:

Kopolymer

Valeron (ochranná známka)

Mylar (ochranná známka) hliník (jako jedna z vrstev)

Mylar (ochranná známka) lineární polyetylén s nízkou hustotou kopolymer

Alternativní struktura zahrnuje následující:

Rayofíx T (ochranná známka) Polyester „O“ (jako Mylar) Hliník

Polyester „O“ (jako Mylar) Rayofíx T až 30 pm (mikronů) 40-160 pm (mikronů)

- 30 pm (mikronů)

- 60 pm (mikronů)

- 30 pm (mikronů) 0 - 80 pm (mikronů)

- 30 pm (mikronů)

75- 125 pm (mikronů)

75- 125 pm (mikronů)

- 16 pm (mikronů)

75- 125 pm (mikronů)

75-125 pm (mikronů) „Rayofix“ je terpolymer, zahrnující etylenbutylakrylát, kyselinu akrylovou a etylen.

Tyto kombinace se mohou měnit například tím, že se vynechá Mylar nebo se použije jiný materiál na místo něho. Dále každá vrstva může být vybavena povlakem, který napomáhá upevňování nebo svařování, například je možno použít polyuretan a vhodná plošná hustota odpovídá 3,7 g/m². Kopolymer by měl dovolovat spojování teplem nebo svařování a může zahrnovat tavné lepidlo jako je lepidlo na bázi etylenvinylacetátu. Větší tloušťka kopolymerů (například až 200 pm (mikronů) by se dala použít podél spoje či svaru pro lepší vyplnění nepravidelností. Dále nebo alternativně je možno použít vrstvu adheziva na bázi polyamidu. Struktura má s výhodou prodloužení při přetržení nejméně 10 %, s výhodou nejméně 20 %. Tato struktura se dá použít jako obal například na bázi polymeru jako je elastomer, kaučuk, eventuálně zesílený například nylonem. Alternativně může být laminován na takový polymer nebo může být použit sám. Další materiál může snižovat tečení.

Obecně je jenom nutné, aby se mezi stěnou kanálu a kabelem nebo jiným těsněným předmětem objevil těsnicí kontakt podél linie, která jde přes všechny potencionální cesty netěsností, ačkoliv je možno dát přednost oblasti kontaktu o významné šířce. Může být tudíž postačující pro těsnicí člen, aby měl tenký pás kaučuku nebo jinou vrstvu, jako je gel nebo mastix, uvedený výše, která je jenom na části jeho povrchu.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je dále znázorněn na přiložených výkresech, na kterých:

Obr. 1 znázorňuje použití těsnicího prvku pro utěsnění kanálu.

Obr. 2 ukazuje jak se vytváří těsnicí prvek.

Obr. 3 ukazuje různé vrstvy těsnicího prvku v částečně rozbaleném stavu.

Obr. 4A, 4B a 4C ukazují použití trubky s těsnicím členem.

Obr. 5A, 5B a 5C ukazují zabudování o-kroužku do stěny s těsnicím prvkem.

Obr. 6A a 6B ukazují výhodný tvar prvního těsnicího materiálu pro použití u vynálezu.

Obr. 7A, 7B, 7C a 7D ukazují utěsnění rozvětvení kabelu s použitím těsnicího prvku.

Příklady použití vynálezu

Na obr. 1 je ukázán těsnicí prvek 1 jako těsnění kanálu, přičemž utěsňuje prstencovou mezeru mezi kabelem 2 a kanálem 3. Těsnicí prvek 1 má pružné a s výhodou v podstatě nepružné stěny 4, mezi které se vpraví tlak vytvářející látka jako je vzduch 5. Vnější povrch stěn 4 může být vybaven těsnicím materiálem 6 jako je mastix, který vyplní nepravidelnosti povrchu kanálu.

Obrázek 2 ukazuje způsob jak lze zhotovit těsnicí prvek L

List 7 materiálu, s výhodou laminátu, je opatřen otvorem 8, skrz který se později vloží trubička, aby se těsnicí prvek nahustil. Otvor 8 se pokryje klapkou 9, přičemž se může vložit mezi list 7 a klapku 9 těsnicí materiál 10. Potom se list 7 stočí do trubky a překrytím a svařením nebo slepením se vytvoří spoj Π,, v dalším kroku se vloží podél listu 7 a do otvoru 8 trubička 12 pro pozdější nafouknutí. Tento výrobek může být dodán s již nasunutou trubičkou. Alternativně může být dodávána trubička odděleně. V tomto případě může být žádoucí dbát při výrobě na to, aby se neucpala budoucí trasa této trubičky a nebo aby alespoň označilo kam by se měla později trubička vložit, protože otvor 8 nebude obecně viditelný.

-8CZ 292353 B6

Po vložení trubičky 12 se provedou koncové uzávěry 13 opět buď svařením nebo slepením, popřípadě s přeložením. Následující krok zahrnuje nanesení druhého vnitřního těsnicího materiálu 6, mezi pěnu nebo jiné těsnicí uzávěry 14, které omezují možnost posunutí během používání. Vnější těsnicí materiál 6 se nanese jako poslední. Tato vrstva může být pokryta přilnavou fólií nebo jinou vhodnou velmi tenkou a velmi pružnou vrstvou. Může sloužit k snížení lepivosti a zvýšení tření. Zvláštní vnější vrstvy a vnitřní vrstvy mohou být provedeny i obráceně.

Těsnicí prvek 1 podle obrázku 3 je ukázán v částečně rozbaleném stavu. Vztahové značky odpovídají výše uvedeným, navíc vrstva těsnicího materiálu 15 jako je mastix je umístěna na dovnitř obráceném povrchu, který je ve styku s kabelem.

Obrázky 4A, 4B a 4C ukazují vložení a odstranění trubičky 12. Trubička byla odstraněna pouhým vytažením, nebylo nutné provádět kroucení a podobně, protože byla držena na svém místě jenom třením nebo slabou adhezí. Je překvapující, že lze dosáhnout uspokojivého nafouknutí a následného utěsnění bez šroubování nebo bajonetového nebo jiného mechanického spojení mezi prvkem a stěnou. Na obr. 4C protlačil vnitřní tlak část těsnicího materiálu 10 skrz otvor 8 a dosáhlo se tak perfektního utěsnění. Obrázky 5 a 6 níže ukazují, jak je možno u vynálezu tohoto stavu dosáhnout.

Těsnicí prvek podle vynálezu je znázorněn na obr. 5A v rozloženém stavu, obr. 5B je prostorový pohled a obrázek 5C je pohled v řezu.

Tyto obrázky ukazují stěnu 4 těsnicího prvku, druhý těsnicí materiál 6, jako je mastix na povrchu směrem ven, oddělovací vrstvu 17 pokrývající materiál 6, trubičku 12, procházející skrz otvor 8 ve stěně a o-kroužek jako separační prostředek 18, sloužící jako prostředek pro zajištění oddělení stěny 4 od povrchu, který se má utěsnit, jako je ten, který je uvnitř kanálu 3 na obr. 1. O-kroužek 18 vytváří komoru 19 kolem otvoru 8 a poskytuje prostor pro vytlačení těsnicího materiálu 10 z otvoru 8.

Obrázek 6A ukazuje připojení kotouče gelu nebo jiného těsnicího materiálu 10 lepením nebo jinak k dovnitř obrácenému povrchu stěny 4 těsnicího prvku. Gel je umístěn (tak jak je to nakresleno) pod otvor 8, skrz který prochází trubička 12, která slouží k nafouknutí těsnicího prvku. Prostor pod fragmentem stěny 4 je samozřejmě v těsnicím prvku a plocha nad ním je venku. Aby se zabránilo tomu, že se gelem přilepí stěna 4 k protilehlé (neznázoměné) stěně, může být gel pokryt oddělovací vrstvou 20, která se skládá z polymeru jako je polymer používaný pro lepicí fólii. Oddělovací vrstva 20 může mít průchozí otvor tak jak je to nakresleno, aby mohla nafukovací trubička projít gelem a oddělovací vrstvou 20. Obrázek 6B ukazuje gel, oddělovací vrstvu 20 a stěnu 4 ve složeném stavu.

Obrázky 7A, 7B, 7C a 7D ukazují těsnicí prvek použitý pro utěsnění výstupu spojeného kabelu u obalu, ve kterém je dvojice kabelů. Obr. 7A ukazuje dva kabely 22, vycházející u obalu 23. Na obrázcích 7B a 7C je znázorněn řez v blízkosti konce obalu. Na obrázku 7B byl kolem obou kabelů obalen jeden těsnicí prvek a je znázorněn před jeho nafouknutím. Na obrázku 7C se používají dva těsnicí prvky, jeden kolem každého kabelu. Účinek nafouknutí těsnicího prvku 1 je znázorněn na obr. 7D. Těsnicí prvek 1 utěsní prostor mezi obalem 23 a kabely 22 a tím se zabrání tomu, že do meziprostoru vniknou nečistoty. (Překrývající se vrstvy těsnicího prvku 1 jsou mírně oddělené kvůli názornosti). Obal 23 na obr. 7D je obalovacího typu a uzávěr má vztahovou značku 24.

Aby se zabránilo pochybnostem, uvádí se zde, že vynález poskytuje různé těsnicí členy, těsnicí materiály a výrobky a způsoby výroby a použití spojené s těsněním vůči okolnímu prostředí nebo blokováním. Konkrétně je možné zvolit se kterékoli z materiálů, konstrukci výrobku, těsnicích pásků, ventilů.

Claims (5)

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Pružný dutý těsnicí prvek (1), nafouknutelný přes otvor (8) ve své stěně (4) tak, že je schopen těsnit vůči výrobku, přičemž má dovnitř obrácený povrch a ven obrácený povrch, vyznačující se tím, že je alespoň na části dovnitř obráceného povrchu stěny (4), opatřen v oblasti těsnicím materiálem (10), přičemž tento těsnicí materiál (10) je deformovatelný pro blokování otvoru (8) tlakem v nafouknutém prvku (1) a bezprostředně k otvoru (8) přiléhá separační prostředek (18) pro oddělené udržení stěny (4) od povrchu výrobku během deformace těsnicího materiálu (10).

2. Pružný dutý těsnicí prvek podle nároku 1, vyznačující se tím, že separační prostředek (18) zahrnuje distanční člen umístěný u otvoru (8).

3. Pružný dutý těsnicí prvek podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že separační prostředek (18) vytváří komoru (19) kolem otvoru (8).

4. Pružný dutý těsnicí prvek podle nároku3, vyznačující se tím, že separační prostředek (18) je o-kroužek nebo podložka.

5. Pružný dutý těsnicí prvek podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že je opatřen druhým těsnicím materiálem (6) alespoň na části ven obráceného povrchu stěny (4), přičemž tento druhý těsnicí materiál (6) je umístěn mimo otvor a okolí otvoru (8).

6. Pružný dutý těsnicí prvek podle nároku 5, vyznačující se tím, že první těsnicí materiál (10) je olejem upravený materiál a druhý těsnicí materiál (6) je voleji rozpustný, přičemž separační prostředek (18) tvoří také bariéru mezi otvorem (8) a druhým těsnicím materiálem (6).

7. Pružný dutý těsnicí prvek podle některého z předchozích nároků, vyznačující se t í m , že těsnicím materiálem (10) na dovnitř obráceném povrchu stěny (4) je gel.

8. Pružný dutý těsnicí prvek podle nároku 5, vyznačující se tím, že druhým těsnicím materiálem (6) je mastix.

9. Pružný dutý těsnicí prvek podle nároku 2 nebo 3, vyznačující se tím, že separační prostředek (18) je vytvořen z pryže.

10. Pružný dutý těsnicí prvek některého z předchozích nároků, v y z n a č u j í c í se tím ,že těsnicí materiál (10) na dovnitř obráceném povrchu je umístěn mezi stěnou (4) a krycím prvkem (9) připevněným ke stěně (4).

11. Pružný dutý těsnicí prvek podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že jeho stěna (4) se skládá z vrstev kovového a polymemího materiálu.

12. Pružný dutý těsnicí prvek podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že jeho stěna (4) je za podmínek instalace a provozu v podstatě nenatažitelná.

13. Pružný dutý těsnicí prvek podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že má tvar prodloužené manžety obalitelné kolem kabelu (2) a nafouknutelné, pro vytvoření těsnění mezi kabelem (2) a kanálem (3), který kabel (2) obklopuje.

-10CZ 292353 B6

14. Pružný dutý těsnicí prvek podle některého z předchozích nároků, vyznačující se t í m , že má navíc trubičku (12) pro zavedení tekutiny do těsnicího prvku (1).

5 15. Pružný dutý těsnicí prvek podle nároku 14, vy z n a č uj í c í se t í m , že trubička (12) je umístěná v otvoru (8) ve stěně (4) skrz těsnicí materiál (10) na dovnitř obráceném povrchu stěny (4)·