殼罩的密封件和包含該密封件的殼罩的製作方法
2023-06-07 04:11:21
專利名稱：殼罩的密封件和包含該密封件的殼罩的製作方法
技術領域：
本發明總的涉及一種殼罩的密封件，尤其涉及一種用以密封可穿過一根以上細長物件的殼罩孔的密封件。本發明還涉及包含這種密封件的殼罩和構成這種密封件的密封部件。
本發明作為一種用於保護細長物件，如管道、導管或纜線之間的接頭的殼罩的密封件特別實用。如本說明書中所使用的那樣，術語「纜線」應理解為，它不僅指電纜，而且也可指光纖束。當需要在細長物件，如管道、導管或纜線之間進行對接或分支連接時，比之於該物件本身來說在這些細長物件結合的接頭或連接處通常都是不太結實和不太能抵擋環境因素的損壞的。因此，如果不防止這些環境因素的作用，這些細長物件之間的接頭就會隨時間而逐漸受到損害。
在遠程通信或電力傳輸系統中，經常需要進行拼接以便將一些纜線對接起來或作分支。這些纜線和拼接點可以安放在建築物內或建築物外的地上、地下、管道內或其它環境中，但是無論安放何處，都總有遭受環境因素，如溼氣、灰塵侵害的危險。此外，地下設施還要遭受壓力，具體說是靜水壓力的作用，而地上的設施又會經受一天當中溫度變化和其它影響，如象振動、碰撞或其它擾動力的危害。
為了能對纜線或細長物件的接頭提供環境保護，人們已熟知了各種保護措施。已發現使用密封殼罩的方法是特別有價值的，因為這樣的殼罩是一些封閉的容器，它具有用來封裝該纜線接頭或拼接點的殼罩和至少一個可穿過一根或一些纜線的在該殼罩壁上的孔。自然，為了防止外部因素的汙染，在該殼罩和任一穿過它的纜線之間必須形成一可靠的密封。
在某些情形中，該開孔必須大到足以容納幾條纜線，但在實際上卻經常使用較少數的，少於全額定數的纜線。這些情況特別難於形成良好密封，因為這不僅是纜線束的尺寸而且其橫截面的形狀都將隨所用的纜線實際數目而變化。
本申請人的國際專利申請WO97,45904描述了這樣的一種密封結構和一個構成一纜線保護罩的殼套，其中穿過開孔的纜線和該開孔之間的空間可用處於一彈簧或其它彈力器件施加的壓力作用下的凝膠所充滿。但是，這種裝置特別適合用於下述的情形在該殼罩的每個開孔中通過一單條纜線，因而用來與纜線表面接觸的凝膠體能基本上成形為大體與該纜線的表面匹配的形狀。這種方法很起作用且很有效，但卻不能立即應用於通過開孔的各纜線數目不能預先確定的殼罩中，由於生產經濟效益方面的理由，為此，生產一種能適應各種纜線配置的標準組合式的殼罩是合適的。
本申請人的國際專利申請PCT/GB99/01898討論了一種適應一個開孔通過很多纜線的情形的嘗試。這是由下述方法來實現的提供一具有很多通道芯體或柱塞體和一形狀基本上與該開孔的形狀匹配相關密封材料元件，該密封材料元件這樣裝配在該開孔中，使得當一纜線裝進該密封材料元件的一個通道中時，該密封材料就會被這樣變形和壓縮，使得在該纜線和該開孔之間形成密封。
本發明基本旨在解決同一問題，但卻提供了另一解決方法，用這種方法可在開孔和不確定數目的纜線之類的細長物件之間快速、經濟地實現良好密封。
本申請人的美國專利5,776,277公開了一種密封裝置，它包括一些柔軟的肋，在使用時這些肋至少部分延展到每個基體的周邊附近，以便在細長的基體和殼罩之間提供一密封堵塞。泡沫膠堵塞雖可使肋沿該裝置本體的任何移動減至最小，但卻沒有密封作用。雖然這種已知裝置滿意地發揮了作用，但卻發現它的密封能力還可繼續加以改善。
因而，按照本發明的一個方面，具有可通過一個以上細長物件的開孔的保護殼罩的密封元件包括一本體，該本體具有很多沿軸向伸展並徑向突出的肋，在周邊上兩兩相鄰的肋之間構成一些用來安置一條或多條上述細長物件的位置，按照本發明其特徵在於該本體在縱向上包括一些由彈性材料和密封膠構成的相鄰部分。
在使用本發明的上述密封元件時，可將纜線之類的細長元件放入這些在周邊上兩兩相鄰的肋之間的位置中與該密封膠接觸。如下面將要詳細描述的那樣，那時還可將另一密封膠元件纏繞在該密封元件的上述密封膠部分上，並將整個組合件裝入保護殼罩的開孔中。這就提供了一種便利的方法，用這種方法就可使上述細長元件或纜線彼此分開固定，這是有利於使該密封膠的密封壓力能很好地在它們之間傳遞。可以使密封元件的單一形狀和尺寸用於各種開孔大小，能適應各種纜線大小以及不確定的纜線數目。
在本發明的一優選實施例中，上述肋都具有兩個基本平行的相反的面，其彈性和密封材料部分彼此基本上是齊平的。當然，該元件的密封材料部分具有與該彈性部分不同的形狀將是可以的，尤其是徑向凸起更可以是這樣，以至當將一細長元件裝入兩相鄰肋之間的一個位置中時該密封材料部分需要變形。
最好是該肋基本上是平整的，儘管凸的或凹的彎曲的肋在某些場合下也可使用。
同樣如果該肋的兩個相反的面沿徑向向外匯聚也是適宜的。這樣的匯聚最好成只有幾度的銳角。
該本體的密封材料部分最好是一種凝膠，以及，例如，從我們早先的國際專利WO97/45904知道的一些合適凝膠材料。
該密封本體的彈性部分可以是天然的或合成的彈性材料。一優選實施例就是由5個上述徑向突出的肋構成的，而且該一個或多個彈性部分和一個或多個密封材料部分的材料兩者都是可被切割工具切割的。
本發明還包括一組合件用來在通過一根或多根細長物件的開孔和該細長物件本身之間形成密封，它包括一以本體形式出現的密封元件，它具有很多軸向延伸徑向突出的肋，在四周兩兩相鄰的肋之間構成了一些安置一根或多根上述細長元件的位置，該本體包括一些由彈性材料和密封材料構成的在縱向上相鄰的部分；至少一個用來將該細長物件保持在相應的兩個肋之間位置上的保持器或緊固帶；以及一細長的帶狀密封材料，該帶狀密封材料在與由密封材料構成的本體部分相應的位置處被用來纏繞在該細長物件上。
該組合件還可包括一細長的，基本上剛性的增強構件，它可放置在細長元件的旁邊，或放置在的兩相鄰肋之間的空位中處於完全密封狀態。在纜線數比通常提供的肋之間的最小位置數少的情形中，這樣的增強構件是具有特殊意義的。那時將這種增強構件安放在空位中，在將該細長元件結合在一起的過程中充當該保持件可以與之作用的反作用件來將這些細長元件保持在上述這些肋之間的位置中。
最好是用來形成密封的組合件還包括一些保持器或緊固帶，用來在與密封本體各端軸向間隔的位置處包捆上述細長元件。
而且，該組合件還可包括一種膠帶，用來包繞該密封材料帶，並將它保持在上述細長元件和密封元件本體周圍的適當位置上。
在一切實可行的實施例中，還提供有至少一個抗張保持器，可將它這樣裝配，使得它沿圓周包繞該細長元件和該密封元件的彈性部分，其作用是將該細長元件和該密封元件固定在一起，藉此將軸向負荷從一個傳遞給另一個。這樣的抗張保持器有時也叫做軸向拉帶，一些合適的例子在後面將會詳細介紹。一個這樣的合適抗張保持器包括一可延展的材料帶，它具有這樣的表面構造，使得當它處在上述細長物體的圓周周圍時，能緊扣該密封元件的上述彈性部分。
本發明還包括一種用於在開孔和穿過該開孔的很多細長元件之間形成密封的方法，該方法包括該細長元件與密封元件的裝配步驟，該密封元件包括一具有很多軸向延伸，徑向突出的肋，在圓周相鄰肋對之間界定一些安置一條或多條細長構件的位置，該本體又包括一些由彈性材料和密封材料構成的縱向上相鄰的部分，每根細長元件都安置在該密封元件的相應的兩相鄰細長肋之間的位置中，並在其中延伸，用一保持器包繞該細長元件，以便將它們保持在上述部位的適當位置，將每根肋的在徑向伸出該細長元件之外的那部分切割掉，並使沿圓周包繞該組合件的細長密封膠帶與該本體的密封膠部分軸向對齊，以形成外廓尺寸不小於待密封開孔的外廓尺寸的環繞密封膠帶。
能夠提供一通用的密封元件是很有意義的，它具有一給定的肋數目，這數目可大於始終要求的。這樣本發明的方法就包括通過去掉一個或多個肋來製備該密封元件，以便提供與細長物件數目相適應的位置數來將纜線安裝這些位置中。
這樣，例如，如果該密封元件具有5條肋，因而在周圍相鄰的肋對之間就構成了5個位置，而又只需要安裝3條纜線時，則就可在根部或鄰近根部處去掉2條肋以便提供3個纜線位置。
在某些情形中，在每個位置都安置一纜線並不是適當的，例如，如果只是要使用兩根纜線時就是這樣，因為將一密封元件的肋裁減成少於3條在某些情形中是作不到的。在這些情形中就可以提供一輔助元件來安放在不需要細長件的位置中，將該固定件包繞其上就可將該細長件保持在上述位置的適當部位。
另外，在至少一部分肋中的一個在兩端設有軸向延伸的保持體，用來將該細長物件保持在相應的位置中。這允許該密封元件對於該細長元件來說有一更好的確定位置，即使在只使用一個肋而將其它的肋切掉後也是如此。
現在參考附圖將通過例子來更詳細地描述本發明的各種實施例，其中
圖1是將其中可實現纜線的拼接並具有一開孔的殼罩的一部分切開的透視圖，本發明的密封件就是在這開孔中形成的。
圖2是構成本發明的一實施例的密封元件的透視圖；圖2a是另一實施例部件的示意透視圖；圖3是表示將一些肋從圖2所示的密封元件上分離下來的透視圖；圖4是圖示出利用圖2的密封元件構成密封組合件的一步驟的透視圖；圖5是圖示出按照本發明形成一密封件工藝方法的另一步驟的透視圖；圖6是按照本發明生產密封組合件的另一步驟的透視圖；圖7是按照本發明生產密封組合件的另一步驟的透視圖；圖8是加工完成的密封組合件的透視圖；圖9是本發明的密封元件的另一實施例的透視圖；圖10a-d是表示從圖9所示的密封元件上將一些肋分離下來的透視圖；圖11a-d是表示與圖10a-d所示的分離相關的各種配置的頂視圖。
現在來參看附圖，圖1圖示出一可使用本發明的密封結構的一種殼罩。這種保護殼罩就是一纜線接點的保護套，一般標示為11，它是由兩個分離的大體是半圓筒的部分12a，12b構成，而且這兩部分可在直徑平面上合攏以便形成封閉的殼罩。在圖1中僅只畫出了該殼罩的一端，該端具有端壁13a，13b，其上分別做有半圓形凹口14a，14b，當兩個半拉殼罩12a，12b裝配在一起時，這兩凹口就形成一可通過拼接於該保護套11中的一條或多條纜線的開孔14。
具有相應的半圓凹口的第二壁15a，15b形成與該端壁13a，13b隔開一距離的第二隔板，並由它構成一凹穴16。
如上所述，可以從每個開孔14中伸出多條纜線，在不同的情形中，纜線的精確數目經常是不同的。
圖2圖示出一密封元件，一般表示為17，它構成本發明的一實施例，而且想用它來構成密封結構的基礎，在使用時，該密封元件將佔據由半圓凹口14a，14b構成的開孔和在該隔板15中形成的相應開孔，同時，該密封元件還將佔據該凹穴16的至少一部分。該密封元件17是具有一本體的細長件，從該本體伸出一些徑向突出、軸向延伸的肋，分別標示為肋18、19、20、21、和22。在本實施例中，備置有5條這樣的肋，但應知道，在其它的實施例中卻可以備置不同數目的肋。在圖2所示的實施例中，密封元件17從頭到尾都具有恆定的橫截面，但其構成材料卻不是恆定的，它包括在一些由不同材料製作的縱向上相鄰的各個部段23、24、25。端部23、25是用彈性材料製作的，其典型材料為橡膠(雖然合成橡膠也可供選擇地使用)，而中間部分24則是由已知類型的密封凝膠製成，如在上面提及的本申請人的國際專利申請WO97/45904中所論述的那些凝膠製成。在一些另外的實施例中，其中間部分24具有比端部23和25更大的橫截面和/或更厚的肋，如圖2a所示。
在周圍相鄰的兩肋構成一通常的V-形區，它確定了一個用來安放擬密封在開孔中的一或多條纜線的位置，這些纜線就由這開孔從殼罩，如圖1所示的殼罩11中伸出。如果需要對少於5條纜線提供密封，則可用切割的方法從該密封元件17上切掉適當數目的肋，如圖3所示，該圖表示出將肋18和21從本體上切割下來而剩下三個纜線位置的情形。
應該提及，可很經濟地生產密封元件17，例如用擠壓加工的方法，在擠壓過程中不同材料構成的部段23、24、25可彼此結合在一起。另外，分開粘接的方法也是可取的，它將允許凝膠部分24具有與彈性部分23、25不同的外形，尤其是允許具有與在兩相鄰肋之間提供墊片或襯墊相關的外形，如圖2a的例子所示。在圖2a中畫出了肋22和21，其凝膠部分24具有這樣的形狀，使得所包含的肋21、22兩相鄰表面之間的夾角在凝膠部分24比在彈性材料部分23、25的大，因而當將纜線安置在兩相鄰的肋之間形成的位置時該凝膠就會變形從而與纜線接觸就會更加緊密。
從圖4和圖5中可以看見，如果在開孔中要密封的纜線少於三條，則就可將一個輔助的增強件28安放進該多餘的位置中。在圖4中畫出了安置在肋19和22之間和肋19和20之間的兩條纜線26和27，而將增強件28安放在肋20和22之間的位置中。然後藉助兩個保持器或緊固帶29、30將密封件17保持在適當的位置上，該緊固帶在與密封件17縱向間隔位置上處在這些纜線和增強件的周圍，使得當將該緊固帶如圖5所示拉緊時，該纜線26、27和該增強件28都被緊張地拉入在相鄰肋的各相應對之間的夾角中，因而該密封元件就被緊緊地固定在這些肋之間。
然後，將伸出在該纜線26、27和該增強件28之外的這些肋的徑向突出部分用切割的方法將這些多餘的部分去掉，如圖5所示，緊接著，如圖6所示，該組合件的總直徑可用捲尺31測量確定，如圖7所示，凝膠帶32的長度足以繞該凝膠部分24好幾次，緊密地纏繞在纜線26、27和該增強件28上。在該凝膠帶的兩側都裝配有相應的抗張保持器33、34，它們是由切割成一定長度的成形元件構成，如圖6所示其長度可按捲尺測量來決定，使它們能環繞相應的彈性部分23或25一次。該抗張保持器33、34牢固地套在，包括彈性部分23或25、纜線26、27、以及增強件28的組合件上。然後可將膠帶形式的另一保持帶(未畫出)貼在該抗張保持器33、34上以便將它們固定在適當位置並保持張力。
整個的組合件示於圖8之中。然後將這組合件放置在如圖1所示的保護套的部件12b中，凝膠帶32安放在凹槽16中，而將兩個抗張保持器33、34放置在凹槽14b和在軸向上對準的隔板15中的相應凹口10a，10b，凝膠帶32與凹穴16的邊緣接觸，因而當兩個半拉殼罩12a，12b裝配在一起後，就可在該開孔的整個周邊附近形成可靠的密封，從而就可防止環境因素侵入保護殼罩11內部。
本發明的密封元件的另一實施例示於圖9之中。在這實施例中，每部分23，24，25在肋22的端部都有一保持體4。也就是，肋22在它的徑向遠端和在每個部分23、24、25的中部都變寬，以至形成保持體4。在所示的實施例中，該保持體4具有一基本上是圓柱的外形。而且，中間部分24突出在外側部分23、25之外，具有較厚的肋和較大的保持體。
應注意，在圖9所示的實施例中，所有的這些部分23、24、和25都設置有保持體4。儘管這配置可提供一種備用的保持和密封功能，但只是將一個或兩個部分，例如僅只部分23和25設有保持體的情形也是可以設想的。
如圖10a結合圖11a所示，在要安裝5條纜線或纜線組(一般來說，為細長物件)26、27時，所有的5個肋都被用上。在此情況下，存在於一個肋尖端的保持體40將有助於將兩條纜線26、27保持在適當位置上。
如果是安裝4或3條纜線26、27時，就可將一個或兩個肋切掉以便提供更加均勻的纜線分布，分別如圖10b與11b和圖10c和11c所示。在這種情形可以將設有保持體40的肋22切掉。也可按需要將該肋去短。
在僅要安裝兩條纜線26、27的情形中，除了具有保持體的一個外，所有的肋都可去掉。這樣，就剩下在兩端都具有保持體40的單個肋22。如圖10d和11d所示，該保持體40就用來保持纜線26、27和更好地將纜線組合和經修改所得的部分23、24和25裝入任一保護殼罩埠(未畫出)或其它的開孔中。
如圖10a所示的一非密封部分可以作為纜線分隔器分別出售。代之5條肋的是，還可提供不同數目的肋，例如，4、6、或7條肋。
本發明的密封元件和使用它的相應方法提供了一個普用的和適應性強的密封系統，可用它來將不同數目的纜線安裝在單個開孔中，同時還提供了與纜線數目無關的可靠密封，這種密封可快速、簡便的進行而且具有高度的可靠性。
業內人士都應明白，本發明並不限於所給出的這些實施例，很多增加和改進都是可能的，而這些增加和改進並不背離本發明的範圍。
權利要求
1.一種殼罩(11)的密封元件(17)，該殼罩具有一可穿過一條以上細長物件(26，27)的開孔(14)的，該密封件包括一具有若干軸向延伸而徑向突出的肋(18-22)的本體，在圓周相鄰肋對之間界定一些安置一條或多條細長物件(26、27)的位置，其特徵在於，該本體包括一些由彈性材料和密封材料製成的縱向相鄰的部分(23、24、25)。
2.按照權利要求1所述的密封元件，其特徵在於所說肋(18-22)都具有基本平行的兩個相反面，其兩彈性端部分基本上是彼此齊平的。
3.按照權利要求1或2所述的密封元件，其特徵在於所說肋(18-22)都具有基本上是平整的兩個相反面。
4.按照權利要求1-3之一所述的密封元件，其特徵在於所說肋(18-22)的兩相反面沿徑向向外匯聚。
5.按照前述權利要求任一項所述的密封元件，其特徵在於該本體的密封膠部分(24)由凝膠構成。
6.按照前述權利要求任一項所述的密封元件，其特徵在於該本體的彈性部分(23)由天然或合成橡膠構成。
7.按照前述權利要求任一項所述的密封元件，其特徵在於它具有5條所說的徑向突出的肋(18-22)。
8.按照前述權利要求任一項所述的密封元件，其特徵在於該彈性部分或一些部分(23、25)和該密封部分或一些部分(24)的材料都可用切割工具切斷。
9.按照前述權利要求任一項所述的密封元件，其特徵在於至少一部分(23、24、25)的肋(18-22)中的一條的兩端都設有軸向延伸的保持體(40)，用來將細長物件(26，27，28)保持在它們的相應部位中。
10.按照權利要求9所述的密封元件，其特徵在於所說的這些保持體(40)的直徑至少是該肋(18-22)厚度的兩倍。
11.按照權利要求9或10所述的密封元件，其特徵在於所說的這些保持體(40)的形狀基本上為圓柱形。
12.用於如前述權利要求任一項所述的密封元件(17)的部件(23、24、25)。
13.一種可在其中穿過一條或多條細長物件(26、27、28)的開孔(14)和這些物件本身之間構成密封的組合件，包括按權利要求1-11中任一項所述的一密封元件；至少一個保持器或緊固帶(33、34)，用來將上述細長物件保持在肋(18-22)的相應對之間的適當位置；以及一細長密封材料帶(32)，在與由密封材料構成的本體部分(24)的軸向部位相應的軸向位置上纏繞在上述細長物件(26、27、28)的周圍。
14.按照權利要求13所述的組合件，其特徵在於一細長物件基本上是剛性增強構件(28)，在完全密封狀態中它可安置在一細長元件(26、27)的旁邊，或安置在兩相鄰肋之間的空位中。
15.按照權利要求13或14所述的組合件，其特徵在於設有一些保持器或緊固帶(33、34)，在與密封本體(17)各端軸向間隔的位置處包捆上述細長物件(26、27、28)。
16.按照權利要求13-15之一所述的組合件，其特徵在於還包含一膠帶，用來包捆該密封材料帶(32)，並將它保持在上述細長元件和密封元件本體(17)周邊的適當位置上。
17.按照權利要求13-16之一所述的組合件，其特徵在於它還包括至少一個抗張保持器(33、34)，可將它裝配成沿圓周包繞上述細長物件(26、27、28)和該密封元件(17)的彈性部分(23、25)，以便將它們固定在一起，從而將軸向負荷從一個傳遞給另一個。
18.按照權利要求13-15之一所述的組合件，其特徵在於該抗張保持器(33、34)包括一根由可延展材料製成的帶子，它具有這樣的表面形態，使得當它處在上述細長物件的圓周周圍時，可緊扣該密封元件(17)的上述彈性部分(23、25)。
19.一種用以在開孔(14)和通過該開孔的細長元件(26、27、28)之間形成密封的方法，它包括下述步驟將上述細長元件與按權利要求1-11任一項所述的密封元件(17)組裝在一起，將每條細長元件安置在該密封元件的兩相鄰肋(18-22)之間的相應位置上，並在其中一起延伸；用保持器繞緊該細長元件(26、27、28)，以將其固定在上述位置的適當部位上，在上述位置的適當部位將它們切斷；將每條肋在徑向伸出該細長元件之外的那部分切去，並使沿圓周包繞該組合件的細長密封膠帶(32)與該本體的密封膠部分(24)軸向對合，以形成外廓尺寸不小於待密封開孔(14)的外廓尺寸的環繞密封膠帶。
20.按照權利要求19所述的形成密封的方法，其特徵在於該密封元件(17)可用去除一條或多條肋(18-22)來製備，以提供與將這些細長件安置在所說的這些位置中的細長元件(26、27、28)的數目相適應的許多位置。
21.按照權利要求19或20所述的形成密封的方法，其特徵在於還提供一個要安置在不要求有細長元件的位置中的輔助構件(28)，保持件包繞其上，將上述細長元件保持在上述位置的適當部位上。
22.按照權利要求19-21之一所述的形成密封的方法，其特徵在於將另一抗張保持器(33、34)沿圓周包圍在細長物件(26、27)和密封元件(17)的組合件上，使其與該密封元件本體的該彈性部分或某一所說的彈性部分軸向對齊。
23.一種殼罩(11)，它具有一個可穿過若干細長物件(26、27)的開孔(14)，該細長件採用權利要求1-11的任一項所述的密封元件(17)和權利要求13-18的任一項所述的組合件，並利用權利要求19-22中任一項所述的方法被密封在該開孔中。
全文摘要
一種具有可穿過一條以上細長物件(26、27)的開孔的保護殼罩(11)，其密封元件(17)包括一本體，該本體具有若干軸向延伸，徑向突出的肋(18－22)，在沿圓周相鄰的肋對之間界定一些安置一條或多條細長物件(26、27)的位置，該本體包括一些由彈性材料和密封膠材料製成的在縱向上相鄰的部分(23、24、25)。
文檔編號H02G15/013GK1448002SQ9981252
公開日2003年10月8日 申請日期1999年9月30日 優先權日1998年10月23日
發明者D·羅森 申請人:泰科電子雷伊化學有限公司