CN1639937A - 具有纵向密封剂腔体的环境密封包绕电缆套管及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
提供包绕电缆套管以用于环境密封电缆部分。电缆套管包括包绕体部件,该包绕体部件由电绝缘材料制成并包括具有波纹横截面的纵向延伸部。当包绕体部件被包绕到电缆部分上时,纵向延伸部限定环绕电缆部分延伸的电缆腔体的一部分。封闭边缘沿主体部件的第一纵向边缘延伸。密封剂腔体沿主体部件的第二纵向边缘延伸。密封剂腔体具有被构造用以当包绕体部件被包绕到电缆部分上时,容纳封闭边缘的开口。密封材料设置在密封剂腔体中以当包绕体部件被包绕到电缆部分上时,环境密封主体部件的纵向边缘。还提供形成包绕电缆套管的方法。
Description
相关申请
这是2000年4月24日提出的未决美国专利申请序列号09/556,230的继续部分申请,其所公开的全部内容在此用作参考。
技术领域
本发明涉及电缆的密封。尤其是,本发明涉及包绕电缆套管。
背景技术
在电器工业中,维护电缆的完整性很关键。破坏了电缆的完整性,如高压电缆中的短路,可能导致局部断电,或更严重的导致生命的损失。可能给电缆的完整性造成最大威胁的日常工作就是电气连接的构造。
形成电气连接时,像接头连接器这样的裸露金属面可能暴露在外面。当裸露的金属表面暴露于环境中时形成时这些裸露金属面尤其危险。该环境可包括岩石和其它尖锐物体,以及当该接头被埋到地下时的湿度和当该接头悬置在空气中时的降雨。因此,需要保护这种电气接头不受环境影响。
Huynh-Ba等人申请的美国专利No.5,828,005提出使用一种充满凝胶的罩,用以保护在电缆和至少一个电气元件之间形成连接的连接器不受环境影响。该罩包括第一和第二腔体,每个腔体具有两个侧面和两个端面。该罩具有沿侧边缘连接该第一和第二腔体的铰链。该罩可以通过注射成形法由热塑性材料一体形成。该热塑性材料可以具有至少3,500磅每平方英寸(psi)的抗拉屈服强度。该罩可以包括加固肋,当在高温条件下工作时,由于密封凝胶会产生膨胀,因此该加固肋可减少在所述罩中指部附近的弯曲变形。
虽然凝胶可以防止接头受潮并且罩可以保护所述接头不受岩石和其它掩埋的尖锐物体的损伤,但是这样的解决方案终究不是最佳的。加固肋需要设计为承受一定的内部压强。这样,为得到符合要求的罩需要消耗保贵的工程资源。此外,整个国家的电器不是主要采用标准电连接器。相反,可以设想各种形状和大小的连接器。由于上述罩可以通过在塑模中采用注射成形法而制成,所以需要大量的资金投入来制造它们。时常地,这些专用罩的最终市场并没有大到足以保证这种投资。此外,凝胶必须采用不连续的步骤或者在制造过程中或者在低效率的场合,设置在罩中。
Clark等人申请的美国专利No.4,888,070提出了一种其中具有密封材料的柔性封套。如上所述,当受热引起柔性封套上的内部应力时凝胶可能膨胀。如果柔性封套是由具有足够弹性以吸收凝胶膨胀的弹性材料制成,那么罩如果与岩石这样的尖锐物体接触可能容易破裂。如果柔性封套是由能够抵抗这种接触的刚性材料制成,那么如上所述,罩可能与上述罩所面临的问题类似:即容易受到应力的影响。此外,一旦在不连续步骤中凝胶失效,则该场合下凝胶通常可能设置在柔性封套里面。
发明内容
提供一种环境密封电缆部分的包绕电缆套管。该电缆套管包括由电绝缘材料制成的包绕主体部件并具有带有波纹横截面的纵向延伸部分。当主体部件电缆部分围绕电缆部分包绕时,该纵向延伸部分限定出围绕电缆部分延伸的电缆腔体部分。封闭边缘沿主体部件的第一纵向边缘延伸。密封剂腔体沿主体部件的第二纵向边缘延伸。该密封剂腔体具有构造用以当主体部件电缆部分围绕电缆部分包绕时接收封闭边缘的开口。密封材料设置在密封剂腔体中以当主体部件电缆部分围绕电缆部分包绕时环境密封主体部件的纵向边缘。
本发明其它的实施例中,电缆套管还包括第一密封材料层,其设置在穿过主体部件第一端横向延伸的主体部件第一端的主体部件内表面上,以当主体部件围绕电缆部分包绕时限定电缆部分和主体部件第一端之间的连续环境密封。第二密封材料层可以设置在与第一端纵向隔开的主体部件第二端的主体部件内表面上,以限定密封材料层之间的间隙部。第二密封材料层基本上穿过主体部件第二端横向延伸,当主体部件围绕电缆部分包绕时限定电缆部分和主体部件第二端之间的连续环境密封。各实施例中,当主体部件围绕电缆部分包绕时,第一和第二密封材料层与设置在密封剂腔体中的密封材料彼此密封接触。
本发明进一步的实施例中,密封剂腔体包括设置在主体部件第一端的主体部件内表面中的第一开口和在第二端处的第二开口。密封剂腔体中的密封材料和第一密封材料层通过第一开口彼此密封接触并且密封剂腔体中的密封材料和第二密封材料层通过第二开口彼此密封接触。
本发明的其它实施例中,当主体部件围绕电缆部分包绕时,限制部件被拉紧环绕于主体部件的第一端和第二端,用于将密封材料层置于径向压力下。主体部件可以包括主体部件第一端外表面中的第一凹进部和主体部件第二端外表面中的第二凹进部,且当主体部件围绕电缆部分包绕时,第一和第二限制部件可以设置在一个相应的槽中。
本发明的进一步实施例中,每个封闭边缘和密封剂腔体都包括主体部件内表面上的接触面,其被构造用以当主体部件围绕电缆部分包绕时与电缆部分接触以利于在其上滑动。封闭边缘也可以包括被构造用以与密封剂腔体的配合部相接合的锁定件,以当主体部件围绕电缆部分包绕时连接封闭边缘和密封剂腔体。具有波纹横截面的纵向延伸部可以是具有相关刚性的第一聚合体,且锁定件和密封剂腔体的配合部可以是第二聚合体,其为锁定件和密封剂腔体的配合部提供大于纵向延伸部的刚性。第一聚合体可以是热塑性弹性体,第二聚合体可以是聚丙烯。主体部件可以是共挤出的热塑性和聚丙烯。
本发明其它的实施例中,主体部件的内表面包括纵向隔开的第一和第二密封材料层之间、其上没有密封材料的间隙部。当主体部件围绕电缆部分包绕时,密封材料与第一和第二密封材料层相对于环境密封电缆腔体。电缆腔体可以具有至少约15%的径向截取范围,具有波纹横截面的纵向延伸部可以具有约4,000和100,000psi之间的挠曲模量。
本发明进一步实施例中,密封材料和第一和第二密封材料层为硅树脂凝胶。封闭边缘被构造用以当主体部件围绕电缆部分包绕时将硅树脂凝胶在压力作用下被放置在密封剂腔体中,且封闭边缘容纳于密封剂腔体的开口中。
本发明其它的实施例中,主体部件还包括与电缆腔体第一端邻接的第一领部和与电缆腔体第二端邻接的第二领部。第一和第二领部具有少于10%的径向截取范围。电缆腔体可以具有少于约10%的纵向截取范围。纵向延伸部可以具有约250psi到3000psi之间的100%拉伸模量。纵向延伸部可以具有少于约60%的拉伸变定。
本发明的进一步实施例中,包绕电缆套管用于相对于环境密封电缆部分。提供由电绝缘材料制成并包括具有波纹横截面的纵向延伸部的包绕主体部件。当主体部件围绕电缆部分包绕时纵向延伸部限定环绕电缆部分延伸的电缆腔体的一部分。封闭边缘沿主体部件的第一纵向边缘延伸并且密封剂腔体沿主体部件的第二纵向边缘延伸。密封剂腔体具有被构造用以当主体部件围绕电缆部分包绕时容纳封闭边缘的开口。硅树脂凝胶设置在密封剂腔体中以当主体部件围绕电缆部分包绕时相对于环境密封主体部件的纵向边缘。封闭边缘被构造用以当主体部件围绕电缆部分包绕时在压力下将硅树脂凝胶放置在密封剂腔体中,且封闭边缘容纳于密封剂腔体的开口中。
第一密封材料层设置在主体部件第一端的主体部件内表面上并穿过主体部件第一端横向延伸,以当主体部件围绕电缆部分包绕时限定电缆部分和主体部件第一端之间的连续环境密封。第一密封材料层与密封剂腔体中的硅树脂凝胶密封接触。第二密封材料层设置在为限定两者之间的间隙而与第一端纵向隔开的主体部件第二端的主体部件内表面上。第二密封材料层穿过主体部件第二端横向延伸,以当主体部件围绕电缆部分包绕时限定电缆部分和主体部件第二端之间的连续环境密封。第二密封材料层与密封剂腔体中的硅树脂凝胶密封接触。
本发明其它的实施例中,提供形成包绕电缆套管的方法。将电绝缘材料的纤网与其中纵向延伸的密封剂腔体一起挤出。将纤网切割成选定长度。接着将凝胶插入到密封剂腔体中。还将凝胶涂敷到其第一端和第二端的纤网内表面上。涂敷的凝胶与其第一端和第二端的密封剂腔体中的凝胶接触以形成包绕电缆套管。
附图说明
图1是根据本发明的包绕电缆套管实施例的图解示意图;
图2是图1所示实施例的横向截面示意图;
图3A和3B是限定电缆腔体状态下的图1所示实施例的示意图;
图4是根据本发明的包绕电缆套管的实施例的横向截面示意图,其包括弹簧夹连接器;
图5A和5B是根据本发明的包绕电缆套管的实施例的示意图,其具有闩锁连接器;
图6是根据本发明的包绕电缆套管的实施例的示意图,其具有互锁立式构件;
图7是根据本发明图6所示实施例的横向截面示意图,其纵向延伸体的内表面上包括密封材料;
图8是根据本发明的包绕电缆套管的实施例的示意图,其具有带有基本偏平端部的纵向延伸体;
图9是根据本发明限定具有领部的电缆腔体的图8中所示实施例的示意图;
图10A和10B是图9所示实施例的横向截面示意图;
图11A,11B和11C是根据本发明的包绕电缆套管的实施例的示意图,其具有位于槽中的第一和第二限制构件;
图12是根据本发明的径向截取范围示意图;
图13是根据本发明的横向截取范围示意图;
图14是根据本发明的纵向截取范围示意图;
图15是根据本发明的包绕电缆套管的实施例的横向截面示意图,该套管具有销和插座构件;
图16是根据本发明的包绕电缆套管的实施例的横向截面示意图,该套管包括具有半圆形前缘的销和具有直立弓形部的夹持面;
图17是根据本发明的包绕电缆套管的实施例的横向截面示意图,该套管包括具有半箭头状前缘的销和具有弓形的夹持面;
图18是根据本发明的包绕电缆套管的实施例的横向截面示意图,该套管具有将第一和第二直立构件滑动接合的销和插座构件;
图19是根据本发明的包绕电缆套管的实施例的横向截面示意图,该套管具有销和插座构件以及纵向延伸的套管连接器;
图20是根据本发明的包绕电缆套管的实施例的横向截面示意图,该套管具有销和插座构件以及具有活动铰链,臂和钩的锁定构件;
图21是根据本发明的包绕电缆套管的实施例的横向截面示意图,该套管具有包括刚性套的销和插座构件;
图22是根据本发明的包绕电缆套管的实施例的示意图,该套管具有多个销和插座构件;
图23是根据本发明的包绕电缆套管的实施例的横向截面示意图,该套管具有销和插座构件以及唇部构件;
图24是根据本发明的包绕电缆套管的实施例的示意图,该套管具有沿其横向边缘的密封剂腔体中的密封材料;
图25A和25B是分别在打开状态和封闭状态的图24所示的根据本发明的包绕电缆套管的实施例的横向截面示意图;
图26是图24所示的本发明的包绕电缆套管的实施例的示意图,其环绕电缆部分设置;
图27是图24所示的本发明的包绕电缆套管的实施例的示意图,其环绕电缆部分设置并具有环绕其端部的限制构件;以及
图28是根据本发明的包绕电缆套管的另实施例的横向截面示意图。
具体实施方式
现在将参考附图在下文中对本发明进行详细描述,其中所示为本发明的优选实施例。但是,本发明可以以不同形式来体现,并且不应该解释为限于所列实施例;相反,这些实施例的目的在于对于本领域技术人员来说其所公开的内容是全面和完整的,并且完全涵盖了本发明的范围。全文中相同的附图标记表示相同的部件。
参考图1,将对本发明的包绕电缆套管的一个实施例进行描述。包绕电缆套管100具有纵向延伸体110和连接器170。纵向延伸体110包括纵向延伸部119,其具有第一纵向边缘115和与第一纵向边缘115横向隔开的第二纵向边缘116。连接器170包括第一连接部120和第二连接部130,其中第一连接部120与纵向延伸部119的第一纵向边缘115相邻接,第二连接部130与纵向延伸部119的第二纵向边缘116相邻接。虽然这里所述的优选实施例描述了特定连接部的构造,但是应该理解本领域技术人员可以采用各种合适的连接部构造。
图1所示的纵向延伸体110由电绝缘材料制成。该材料可以是本领域技术人员所知的各种电绝缘材料,包括但不限于热塑性塑料和热塑性弹性体。优选地,电绝缘材料为热塑性弹性体。热塑性弹性体可以是本领域技术人员所知的各种热塑性弹性体,并优选从聚丙烯/并用胶和聚氨酯所构成的组中选择。最好的塑性弹性体可从Advanced Elastomer Systems of Akron,Ohio买到并且是以SantopreneTM为商标出售的聚丙烯/并用胶。纵向延伸部119具有至少大约55,优选至少大约80,最好至少大约90的肖氏硬度(Shore A scale)。纵向延伸部119优选具有上限和下限之间的挠曲模量。该下限优选为大约2,000psi,更优选为大约4,000psi,最好为大约6,000psi。该上限优选为大约100,000psi,更优选为大约25,000psi,最好为大约10,000psi。纵向延伸部119优选具有采用ASTMD412标准测量的上限和下限之间为100%的拉伸模量,。该下限优选为大约250psi,更优选为大约800psi,最好为大约1300psi。该上限优选为大约3000psi,更优选为大约1800psi,最好为大约1600psi。纵向延伸部119优选具有这样的拉伸变定,其采用ASTM D412标准测量小于大约60%,更优选小于大约50%,最好小于大约20%。纵向延伸部119可优选具有这样的侧向截取范围量(lateralrange taking),如下面的图13所示至少大约15%,更优选至少大约30%,最好至少大约50%。纵向延伸部119可优选具有这样的纵向截取范围量(longitudinalrange taking),如下面的图14所示小于大约10%,更优选小于大约5%,最好小于大约2%。
现在参考图2,对图1所示实施例的横向截面进行描述。纵向延伸部119具有波纹状横截面。纵向延伸部119具有外侧112和内侧114。虽然图2所示的实施例包括具有W形锯齿图案的纵向延伸部119,但是可以理解本发明的波纹状横截面应该不限于任何特定的波纹状图案。
如图2所示,第一连接部120具有连接到第一连接部120的外侧并从该外侧延伸的第一立式构件122。第一立式构件122具有在其远(离连接部120最远)端124增大的横截面,该远端具有接合面124。第一立式构件122还具有封闭侧121。第一连接部120还包括具有夹持面128的夹持构件126。
如图2所示,第二连接部130具有连接到第二连接部130的外侧并从该外侧延伸的第二立式构件132。第二立式构件132具有在其远端134增大的横截面。第二立式构件还具有封闭侧131。第二连接部130还包括具有夹持面138的夹持构件136。虽然图1,6和8所示的实施例包括具有夹持面的第一和第二连接部,但是应该理解本发明的连接部不需要夹持构件。
图2所示的第一连接部120具有唇部构件123。唇部构件123可以充当导向器以便于当延伸体110被包绕到电缆部分上时第一和第二立式构件122和132分别对准。此外,唇部构件123还可以充当防潮层,当延伸体110被包绕到电缆部分上时其可以降低进入由纵向延伸部119形成的电缆腔体的潮气。此外,唇部构件123可以防止密封材料进入立式构件122和132的封闭侧121和131之间,这还会在其上具有密封材料的包绕电缆套管被包绕到电缆部分上时发生。虽然图1,6和8所示的实施例包括唇部构件,但是可以理解本发明的连接部件不需要唇部构件。本发明的包绕电缆套管可以作为用于环境密封电缆部分的组件的组成部分。此外,该组件还可以包括当包绕电缆套管上不设置密封材料时可能需要的其他元件间密封材料。
现在参见图3A和3B,将进一步描述图1的实施例,其用于限定电缆腔体并进一步具有包括连接构件的连接器。如图3A所示,连接器370包括第一连接部122,第二连接部132,和纵向延伸套管部件300。通过将与第二连接部130的第二立式构件132的封闭侧131相邻的将第一连接部120的第一立式构件122的封闭侧121定位,延伸体110可以由电缆部分包绕。夹持构件126和夹持构件136在该定位中起辅助作用。当延伸体110被包绕到电缆部分上时,纵向延伸部119限定出电缆腔体180的一部分。电缆腔体180基本环环绕电缆部分延伸。纵向延伸部119的外侧112限定出电缆腔体的外表面的一部分,纵向延伸部119的内侧114限定出电缆腔体180的内侧的一部分。
如图3A所示,纵向延伸套管部件300可用作连接构件以将第一连接部120连接到第二连接部130。纵向延伸套管部件300具有构造用以滑动接合第一立式构件122的远端124的内表面310和构造用以滑动接合第二立式构件132的远端134的内表面320。纵向延伸套管部件300具有多个由间隙340隔开的部分330。虽然图3A所示的纵向延伸套管部件300的实施例具有多个由间隙340隔开的部分330,但是可以理解本发明的纵向延伸套管部件可以具有本领域技术人员所知的其它结构。例如,本发明的纵向延伸套管部件可以是具有沿其长度的纵向延伸槽的纵向延伸的波纹管。如图3B所示,部分330在边缘350和351处相互连接。纵向延伸套管部件300可以包括各种刚性材料,这些材料包括但不限于热固性塑料,金属,以及热变形温度高于大约90℃的刚性热塑性塑料。纵向延伸套管部件300优选包括金属,更优选包括不锈钢。
现在参考图4的横截面图对本发明进行描述。包绕电缆套管400包括纵向延伸体410和连接器470。纵向延伸体410包括纵向延伸部419,其具有第一纵向边缘415和从该第一纵向延伸边缘415横向隔开的第二纵向边缘416。连接器470包括与第一纵向边缘415相邻的第一连接部420,和与第二纵向边缘416相邻的第二连接部430。第一连接部420包括在其远端424增大的横截面的第一立式构件422。第二连接部430具有在其远端434增大的横截面的第二立式构件432。连接器470包括弹簧夹连接部件440。弹簧夹连接部件440具有第一臂441和第二臂442。第一臂441具有第一端443和与第一端443相对的第二端445。第二臂442具有第一端444和与第一端444相对的第二端446。第一臂441通过簧片部件447连接到第二臂442,这样簧片部件447使得第一臂441的第一端443朝向第二臂442的第一端444。弹簧夹440可以与纵向延伸体400邻接,使得第一臂441的第一端443与第一立式构件422邻接,第二臂442的第一端444与第二立式构件432邻接使得第一立式构件422和第二立式构件432彼此相邻保持在一起。本发明的弹簧夹可以由本领域技术人员所知的各种材料制成。例如,弹簧夹可以包括金属和热固性塑料。弹簧夹优选为金属,更优选包括不锈钢。本发明的弹簧夹可以沿纵向延伸体的基本上整个长度延伸,或者可以采用多个纵向隔开的弹簧夹连接器。
现在参考图5A和5B,对具有闩锁连接器的本发明的包绕电缆套管进行描述。图5B示出图5A所示实施例的横截面。如图5A所示,包绕电缆套管500具有纵向延伸体505和连接器525。纵向延伸体505具有第一纵向边缘515和与该第一纵向延伸边缘515横向隔开的第二纵向边缘516。连接器525具有与第一纵向边缘515相邻的第一连接部511,和与第二纵向边缘516相邻的第二连接部521。第一连接部511具有第一立式构件510。第二连接部521具有第二立式构件520。第一立式构件510具有封闭侧512并且第二立式构件520具有封闭侧522。纵向延伸体505由电缆部分包绕,使得第一立式构件510的封闭侧512与第二立式构件的封闭侧522相邻接。
如图5A和5B所示,连接器525具有锁定件530。锁定件530具有第一闩锁端532和与第一闩锁端532纵向隔开的第二闩锁端534。第一闩锁端532在第一连接点514处可旋转连接第一立式构件510。第二闩锁端534在与第一连接点514纵向隔开的第二连接点516处可旋转地连接第一立式构件510。锁定件530被构造用以当锁定件530旋转到与第二立式构件520邻接的位置时与第二立式构件520相接合,如图5A和5B的虚线所示。本发明的锁定件可以由本领域技术人员所知的各种刚性材料制成。例如,锁定件可以由热固性塑料,金属,和热变形温度大于大约90℃的刚性热塑性塑料制成。本发明的锁定件优选为金属,更优选为不锈钢。
虽然图3-5所示的实施例示出了特定的机械连接器,但是可以理解本发明的连接器可以是本领域技术人员所知的任何合适连接器。例如,本发明的连接器可以是具有不同构造的机械连接器,化学连接器(如粘结剂)以及类似的连接器。
现在参考图6,描述本发明具有互锁立式构件的包绕电缆套管。包绕电缆套管600具有纵向延伸体610和连接器670。纵向延伸体610包括具有第一纵向边缘615和与第一纵向边缘615横向隔开的第二纵向边缘616的纵向延伸部619。连接器670包括与纵向延伸部619的第一纵向边缘615相邻的第一连接部620,和与纵向延伸部619的第二纵向边缘616相邻的第二连接部630。
现在参考图7,描述图6所示实施例的横截面。纵向延伸部619具有带有通常为U形锯齿图案的波纹状横截面。纵向延伸部619具有外侧612和内侧614。内侧614具有设置在其上的密封材料710。
如图7所示,第一连接部620具有第一立式构件621。第一立式构件621具有第一凹进部622,第一延伸部件623,封闭侧624和接合面626。第一连接部620还具有导引槽625,和具有夹持面628的第一夹持构件627。第二连接部630包括第二立式构件631。第二立式构件631具有第二延伸部件632,第二凹进部633,封闭侧634和接合面636。第二连接部630还包括夹持构件635,和具有夹持面638的第二夹持构件637。
当延伸体610被包绕到电缆部分上时,导引构件635可以插入导引槽625并且第一封闭侧624可以定位在第二封闭侧634附近,使得第一延伸构件623与第二凹进部633接合,第二延伸构件632与第一凹进部622接合。第一和第二立式构件621和631也因此可以定位成互锁关系。通过将第一立式构件621的接合面626和第二立式构件631的接合面636与纵向延伸套管部件300滑动接合,以上参照附图3描述的纵向延伸套管部件300可用于将第一立式构件621连接到第二立式构件631。
密封材料710可以是本领域技术人员所知的各种密封材料,包括但不限于,油脂,凝胶,触变性组成物,和胶粘剂。密封材料优选为凝胶。现有技术中所用的术语“凝胶”涵盖从油脂到用于流体填充(fluid-extended)聚合体系的触变性组成物的各种材料。如这里所采用的,“凝胶”是指由流体增量剂增量的固体的一类材料。凝胶可大体上是不呈现稳态流的稀释系统。如在Ferry第三期529页“聚合体的粘弹性”(J.Wiley & Sons,New York 1980)中所讨论的,聚合物凝胶可以是通过化学键或微晶结合或其它类型结合方式连接的交联溶液。缺少稳态流可以认为是固态特性的主要定义,而大量稀释对提供相对低系数的凝胶可能是必要的。通常通过某种结合或各种聚合物支链的相关取代基的域衍生将聚合链进行交联,可以通过借助聚合链交联在材料中形成的连续网络结构得到固体特性。只要交联点在凝胶的使用条件下,这种交联可以是物理的也可以是化学的。
本发明所采用的优选凝胶是硅树脂(有机聚硅氧烷)凝胶,如Debbaut的美国专利No.4,634,207(下文称“Debbaut‘207”);Camin等人的美国专利No.4,680,233;Dubrow等人的美国专利No.4,777,063;以及Dubrow等人的美国专利No.5,079,300(下文称“Dubrow‘300”)所给出的流体增量系统。这些流体增量硅树脂凝胶可以这样产生,如前面所引用专利中不起反应的流体增量剂或反应性流体的剩余物,如,富含乙烯基的硅树脂流体,使得它充当增量剂,如以从密歇根的Dow-Corning of Midland,可买到的产品SylgardR527为例或Nelson的美国专利No.3,020,260所公开的。由于在这些凝胶的制备中包含固化,所以它们有时称为热固性凝胶。尤其优选的凝胶是由以聚二甲基硅氧烷、四(二甲基硅氧基)硅烷为端链的二乙烯基混合物,从United Chemical Technologies,Inc.Of Bristol,Pennsylvania可买到的二乙烯基四甲基二硅氧烷铂配合物,聚二甲基硅氧烷,和1,3,5,7-四乙烯基四甲基环四硅氧烷(具有足够贮存期的反应抑制剂)制成的硅树脂凝胶。
也可以采用其它类型的凝胶,例如,前面提到的Debbaut’261和美国专利No.5,140,476 Debbaut(下文称为“Debbaut‘476”)所教导的聚氨酯凝胶,和基于苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(SEBS)或苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯(SEPSS)的凝胶,其用由环烃或非芳香性或低芳香性含量的烃油的增充剂填充,如Chen的美国专利No.4,369,284;Gamarra等人的美国专利No.4,716,183;以及Gamarra的美国专利No.4,942,270所述。SEBS和SEPS凝胶包括由流体增量弹性相互连的玻璃态苯乙烯微相。由微相分隔开的苯乙烯结构域充当系统中的连接点。SEBS和SEPS凝胶是热塑性系统的实例。
可以认为是以EPDM橡胶基凝胶的另一类凝胶,如Chang等人的美国专利No.5,177,143中所述。但是这些凝胶容易持续固化过长时间并因此随时效变得异常坚硬而不能使用。
可能合适的另一类凝胶是基于含酸酐的聚合体,如WO96/23007所公开。这些凝胶据报导具有很好的耐热性。
凝胶可以包括各种添加剂,包括稳定剂和抗氧化剂,如受阻酚(例如从纽约Tarrytown的Ciba-Geigy公司可买到的IrganoxTM1076),亚磷酸盐(例如从纽约Tarrytowm的Ciba-Geigy公司可买到的IrgafosTM168),金属减活剂(例如从纽约Tarrytown的Ciba-Geigy公司可买到的IrganoxTMD1024),和硫化物(例如从新泽西Wayne的American Cyanamid公司可买到的Cyanox LTDP),抗光剂(例如从新泽西Wayne的American Cyanamid公司可买到的Cyasorb UV-531),以及阻燃剂,如卤化烷烃(例如从印地安那Hammond的Ferro公司可买到的Bromoklor 50)和/或含磷的有机化合物(例如都从纽约Dobbs Ferry的Akzo Nobel Chemicals有限公司可买到的Fyrol PCF和Phosflex390)和除酸剂(例如从Kyowa Chemical Industry Co.Ltd通过Mitsui& Co.ofCleveland,Ohio,and hydrotalcite可买到的DHT-4A)。其它合适的添加剂包括着色剂,生物杀灭剂,粘合剂等等,如D.A.T.A,有限公司.和The International PlasticsSelector有限公司San Diego,Calif.出版的“塑料添加剂,第一版(Additives forPlastics,Edition 1)”所述。
通过结构分析器测量凝胶具有这样的硬度,优选在大约5和100克力之间,更优选在大约5和60克力之间,最好在10和40克力之间。凝胶具有的应力松弛优选为少于大约80%,更优选为少于大约50%,最好少于大约35%。凝胶具有的粘性优选为大于大约1克,更优选为大于大约5克,最好在大约10和50克之间。如本领域技术人员所知,硬度,粘性和应力松弛对于特定的应用是可调节的。凝胶具有这样的延伸率,根据ASTM D-638的步骤测量为至少55%,更优选为至少500%,最好为至少1000%。合适的凝胶材料包括以RaychemTM为商标的Tyco Electronics Energy Division of Fuquay-Varina,NorthCarolina买到的PowergelTM密封剂凝胶。
硬度,应力松弛和粘性可以利用Texture Technologies公司出品的TA-XT2型结构分析仪测得,该分析仪可以纽约Scarsdale得Texture Technologies公司购得,或类似这样的机器,具有测量范围为5千克测力传感器,5克的起动器,和1/4英寸(6.35mm)的不锈钢滚珠探针,如Dubrow‘300所述,其全部内容在此用作参考。例如,为测量凝胶的硬度,将具有约20克凝胶的60mL的小瓶,或一堆9个2英寸×2英寸×1/8英寸厚的厚平板凝胶放置在TextureTechnologies公司生产的结构分析仪中,并且以0.2mm/秒的速度将探针加压到凝胶中直到4.0mm的穿透距离。凝胶的硬度为这样的克力,由计算机记录,需要以该速度迫使探针穿透特定凝胶表面或使特定凝胶表面变形4.0mm。更高的数据意味着更硬的凝胶。TA-XT2型结构分析仪的数据可以在IBM PC或类似计算机上进行分析,所述计算机中运行Microsystems Ltd,XT.RA Dimension 2.3版软件。
当XT.RA Dimension 2.3版软件自动跟踪力和时间曲线时,由所产生的应力曲线读出粘性和应力松弛,该曲线当穿透速度为2.0mm/秒并且探针加压到凝胶的穿透距离为大约4.0mm时由载荷传感器实验所得。该探针保持在4.0mm的穿透距离1分钟并以2.00mm/秒的速度时撤出。应力松弛为在预定穿透深度抵抗探针的初始力(Fi)减去一分钟之后抵抗探针的力(Ff)除以初始力(Fi)的比率,以百分比表示。即应力松弛百分比等于
(Fi-Ff)/Fi×100%
其中Fi和Ff单位为克。换句话说应力松弛是初始力减去一分钟之后力与初始力的比。可以认为是对凝胶松弛施加在凝胶上的感应压力能力的测量。粘性可被认为是当探针在2.0mm/秒的速度下从预定穿透深度撤出时将探针从凝胶中拉出时探针上的抵抗克力的大小。
测量凝胶特性的另外的方法就是根据ASTM D-217的锥体针入度参数,如在Debbaut‘261;Debbaut‘207;Debbaut‘746;Debbaut等人的美国专利No.5,357,057中提出,其每一项内容在此作为整体用作参考。锥体针入度(“CP”)值从大约70(10-1mm)到大约400(10-1mm)。硬些的凝胶一般具有CP值从大约70(10-1mm)到大约120(10-1mm)。软些的凝胶一般具有CP值从大约200(10-1mm)到大约400(10-1mm),尤其优选的范围是从大约250(10-1mm)到大约375(10-1mm)。对于特定的材料系统,CP与Voland克硬度之间的关系可以如Dittmer等人的美国专利No.4,852,646所提出的一样。
现在参见图8,对本发明的包绕电缆套管的实施例进行描述,其包括具有大致为扁平端部的纵向延伸体。包绕电缆套管800具有纵向延伸体810和连接器870。纵向延伸体810包括具有第一纵向边缘815和与第一纵向边缘815横向隔开的第二纵向边缘816的纵向延伸部819。连接器870包括与纵向延伸部819的第一纵向边缘815邻接的第一连接部820,和与纵向延伸部819的第二纵向边缘816邻接的第二连接部830。
如图8所示,纵向延伸体810还包括与纵向延伸部819的第一端811毗邻并从第一连接部820延伸的第一端部817。纵向延伸体810还包括与纵向延伸部819的第二端813毗邻并从第一连接部820延伸的第二端部818。第一和第二端部817和818分别优选具有基本偏平的横向截面。第一和第二端部817和818分别优选具有这样的横向截取范围,如下面的图13所示,少于大约10%,更优选少于大约5%,最好少于大约2%。
现在参考图9,对设置限定电缆腔体和领部的图8中的实施例进行描述。将描述具有附图标记819-836的部件,并且对具有与图1-3所示的具有相同附图标记119-136的元件基本相同的操作方式不再作进一步描述。当被包绕到电缆部分上时,纵向延伸体800可如图3和图9所示进行定位,使得纵向延伸部819限定出电缆腔体880的一部分,纵向延伸部819的第一端811限定出电缆腔体880的第一端,并且纵向延伸部819的第二端813限定出电缆腔体880的第二端。第一端部817限定出与电缆腔体880的第一端毗邻的第一领部。第二端部818限定出与电缆腔体880的第二端毗邻的第二领部。第一和第二领部每个具有这样的径向截取范围,如参照下面的图10所限定,优选少于大约10%,更优选少于大约5%,最好小于大约2%。
将参考图10A和10B所示的图9中的实施例的横截面图对本发明进行描述。图10A中,端部817限定出具有基本扁平横截面的领部。领部基本环绕电缆部分1020延伸。在领部和电缆部分1020之间设置有密封材料1010。虽然图10A所示的实施例示出密封材料设置在领部和电缆部分之间,但是可以理解本发明不需要在领部和电缆部分之间设置密封材料。
图10B中,纵向延伸部819限定出电缆腔体880的一部分。电缆腔体880基本环绕电缆部分1020延伸。密封材料1010设置在纵向延伸部819和电缆部分1020之间的电缆腔体中。如这里所使用的,电缆部分可以是电缆的一部分或两个或多个电缆的连接部分。
现在看图11A,11B和11C,对本发明的包绕电缆套管的实施例进行描述,其具有设置在槽中的第一和第二限制构件。如图11A的实施例所示,第一和第二限制构件1120和1140设置在第一和第二凹进部1160和1162中。图11B中示出了具有分别设置在第一和第二凹进部1170和1172中的第一和第二限制构件1120和1140的实施例。图11C是包含密封材料1135的图11A和11B所示实施例的横截面图。如参考图1-3所述,包绕电缆套管1100包括由被包绕到电缆部分1131上的纵向延伸体1145。纵向延伸体1145包括具有第一端部1110和第二端部1130的电缆腔体1150。第二端部1130与第一端部1110纵向隔开。
如图11A所示,第一端部1110具有分别通过第一和第二立式构件1122和1132的第一凹进部1160。第一限制构件1120位于电缆腔体1150的第一端部1110之上并设置在第一凹进部1160中。第二端部1130具有分别通过第一和第二立式构件1122和1132的第二凹进部1162。第二限制构件1140位于电缆腔体1150的第二端部1130之上并设置在第二凹进部1162中。
如图11B所示,第一端部1110具有分别通过第一和第二立式构件1122和1132的第一凹进部1170。第一限制构件1120设置在电缆腔体1150的第一端部1110之上并设置在第一凹进部1170中。第二端部具有分别通过第一和第二立式构件1122和1132的第二凹进部1172。第二限制构件1140设置在电缆腔体1150的第二端部1130之上并设置在第二凹进部1172中。
第一限制构件1120在第一端部1110的径向上限制截取范围,如下面的图12所示,优选少于大约10%,更优选少于大约5%,最好少于大约2%。同样,第二限制构件1140在第二端部1130的径向上限制截取范围范围,如下面的图12所示,优选少于大约10%,更优选少于大约5%,最好少于大约2%。限制构件1120和1140可以是本领域技术人员所知的能够减少纵向延伸部的径向截取范围的各种物体,其包括但不限于,缠绕结(tie wraps),弹性软管夹,绳索,带扣夹,蜗杆传动软管夹,和咬合软管夹。当限制构件设置在被构造成的凹槽的槽中时,例如分别如图11A的实施例所示的第一和第二凹进部1160和1162,限制构件优选为咬合软管夹。当限制构件设置在被构造成的孔的槽中时,例如分别如图11B的实施例所示的第一和第二凹进部1170和1172,限制构件优选为缠绕结(tie wraps)。
虽然图11A和11B所示的实施例示出了具有相同结构的第一和第二限制构件,但是本发明的第一和第二限制构件可以具有不同的结构。虽然图11A和11B所示的实施例示出限制构件设置在槽中,但是应该理解本发明的限制构件可以设置在没有这种槽的包绕电缆套管的端部之上。但是,槽是优选的,因为它们可以减少限制构件滑离包绕电缆套管的端部的这种可能性。虽然每个图11A和11B的实施例示出了具有相同结构的第一和第二凹进部,但是应该理解本发明的第一和第二凹进部也可以具有不同的结构。虽然图11C所示的实施例示出限制构件1120基本全部环绕端部延伸,但是本发明的限制构件可以只环绕纵向延伸部的一部分延伸(如,通过采用C形夹子)。
现在参考图12,对本发明的径向截取范围进行描述。所示为具有纵向延伸体1200的本发明的包绕电缆套管的横向截面。纵向延伸体1200具有限定电缆腔体1280一部分的纵向延伸部1205,和分别包括第一和第二连接部1250和1260的连接器1270。电缆腔体具有当电缆腔体在第一位置时从第一点1210到第二点1220测得的内径d1,如图12中的实线所表示。电缆腔体扩展到第二位置之后,如图12的虚线所示,电缆腔体具有从第一点1210到第二点1220测得的内径d2径向截取范围可以由下面的公式计算的内径变化百分比来定义:
径向截取范围=【(d2-d1)/d1】×100%
虽然图12所示的实施例示出在两个特定点测得的内径,但是应该理解内径也可以由限定内径的纵向延伸部1205的任意两点测得,同时利用这两点测量d1和d2。
现在参考图13,对本发明的横向截取范围进行描述。纵向延伸部1300具有第一纵向延伸侧1310和与第一纵向延伸侧1310横向隔开的第二纵向延伸侧1330。当纵向延伸部1300在如图13的实线所表示的第一位置时,纵向延伸部1300具有从第一纵向延伸侧1310上的第一点1320到第二纵向延伸侧1330上的第二点1340测得的宽度w1。当纵向延伸部1300在如图13的虚线所表示的第二位置时,纵向延伸部1300具有从第一点1320到第二点1340测得的宽度w2。横向截取范围可以由下面的公式计算的宽度变化百分比来定义:
横向截取范围=【(w2-w1)/w1】×100%
虽然图13所示的实施例示出在两个特定点所测得的宽度,但是应该理解宽度可以由彼此直接相对的任意两点测得,利用该两点测量出w1和w2。
现在参见图14,对本发明的纵向截取范围进行描述。纵向延伸部1400具有第一端1410和与第一端1410纵向隔开的第二端1430。当纵向延伸部1400位于图14中的实线所示的第一位置时,纵向延伸部1400具有从第一端1410上的第一点1420到第二端1430上的第二点1440测得的长度l1。当纵向延伸部1400位于图14中的虚线所示的第二位置时,纵向延伸部1400具有从第一点1420到第二点1440测得的长度l2。纵向截取范围可以由下面的公式计算的长度变化百分比来定义:
横向截取范围=【(l2-l1)/l1】×100%
虽然图14所示的实施例示出在两个特定点所测得的长度,但是应该理解长度可以由彼此直接相对的任意两点测得,利用该两点测量出l1和l2来限定长度。
现在参考图15,对具有销和插座部件的本发明的包绕电缆套管的横截面进行描述。包绕电缆套管1500包括纵向延伸体1560和连接器1570。纵向延伸体1560包括具有第一纵向边缘部1562和与第一纵向边缘部1562横向隔开的第二纵向边缘部1564的纵向延伸部1561。连接器1570具有连接到第一纵向边缘部1562并从第一纵向边缘部1562延伸的销构件1510和连接到第二纵向边缘部1564并从第二纵向边缘部1564延伸的销构件1520。虽然图15的实施例示出与纵向延伸部一体形成的销和插座部件,但是本发明的销和插座部件也可以通过本领域技术人员所知的各种方式连接到第一和第二纵向边缘部。例如,销和插座部件可以采用如下面参考图18所述的轨和通道系统被连接到第一和第二纵向边缘部。销和插座部件也可以通过将销和插座部件结合到第一和第二纵向边缘部而被连接到第一和第二纵向边缘部。结合可以通过本领域技术人员所知的各种方法实现。当销和插座部件包括与纵向延伸部的材料不同的材料时,结合优选通过将销和插座部件与纵向延伸部共挤来完成。
如图15所示,销部件1510包括从销部件1510的封闭侧1512延伸的销1511。销1511包括具有通常为箭头形图15所示的渐缩构形的前沿1514,第一钩部件1515和第二钩部件1516。虽然图15所示的实施例示出具有通常为箭头形的前沿,但是本发明的销的前沿可以是本领域技术人员所知的各种形状。例如,如图16所示,包绕套管1600包括具有通常半圆形渐缩构形的前沿的销1634。将描述具有附图标记1610-1626和1660-1670表示的部件,这些部件以与图15所述具有附图标记1510-1526和1560-1570的部件基本相同的方式操作。如图17所示,包绕套管1700包括具有通常半圆形渐缩构形的前沿1743的销1740。将描述具有附图标记1710-1726和1760-1770表示的部件,这些部件以与图15所述具有附图标记1510-1526和1560-1570的部件基本相同的方式操作。
如图15所示,插座部件1520包括位于插座部件1520封闭侧1522中的插座1524。插座1524被构造成与销1511可连接地接合。插座1524包括第一座式元件1525和第二座式元件1526。
如图15所示,销和插座部件1510和1520可分别包括夹持面1517和1527,其有助于纵向延伸体1500环绕电缆部分包绕。虽然图15所示的实施例示出基本平直的夹持面由纵向延伸体基本垂直地延伸,但是本发明的夹持面也可以具有本领域技术人员所知的各种其它结构。例如,如图16所示,实施例所示的夹持面1630具有从延伸体1600延伸的基本直立部1631和位于其远端的弓形部1632。图17的实施例所示的夹持面1741和1742大致为弓形。
当纵向延伸体1560由电缆部分包绕以使销部件1510的封闭侧1512与插座部件1520的封闭侧1522毗邻时,销1511可连接地接合插座1524使得第一钩部件1515与第一座式元件1525邻接,第二钩部件1516与第二座式元件1526邻接。虽然图15所示的实施例示出销和插座部件由纵向延伸体基本垂直地延伸,但是本发明的销和插座部件也可以以任何角度由纵向延伸体延伸,使得当延伸体被包绕到电缆部分上时销可连接接合插座。
现在参考图18,将对本发明的包绕电缆套管实施例的横截面进行描述,该套管具有可滑动接合第一和第二立式构件的销和插座部件。包绕电缆套管1800包括纵向延伸体1850和连接器1855。纵向延伸体1850包括具有第一纵向边缘部1862和与第一纵向边缘部1862横向隔开的第二纵向边缘部1864的纵向延伸体1860。连接器1855包括连接到第一纵向边缘部1862并从第一纵向边缘部1862延伸的销部件1810和连接到第二纵向边缘部1864并从第二纵向边缘部1864延伸的插座部件1820。
如图18所示,销部件1810可以连接到第一纵向边缘部1862。连接器1855具有与第一纵向边缘部1862邻接的第一连接部1830。第一连接部1830具有第一立式构件1832。第一立式构件1832具有在其远端1834增大的横截面。销部件1810具有在其第一端的由第一通道部件1814和第二通道部件1816限定的通道。通道可被构造用以可滑动接合第一立式构件1832的远端1834。
如图18所示,插座部件1820可以连接到第二纵向边缘部1864。连接器1855具有与第二纵向边缘部1864邻接的第二连接部1840。第二连接部1840具有第二立式构件1842。第二立式构件1842具有在其远端1844增大的横截面。插座部件1820具有在其第一端的由第一通道部件1824和第二通道部件1826限定的通道。通道可被构造用以可滑动接合第一立式构件1832的远端1834。在第一端的相对端,插座部件1820具有当销和插座部件1810和1820定位时形成为与销1810可连接接合的插座1822,使得当纵向延伸体1850被包绕到电缆部分上时销1810与插座1822对准。
本发明的销和插座部件可以由与纵向延伸部相同的材料制成。但是,这样构成的销和插座部件在受到向外的力时容易脱离。当电缆腔体中设置有密封材料并且密封材料受热膨胀时可能出现这些力。可以采用各种方法减小或消除这种倾向,现在将对这些方法进行描述。
通过提供另外的锁定机构可以减小或消除使销和插座部件脱离的这种倾向。如图19的实施例所示,销部件1910和插座部件1920的外表面可被构造用以容纳纵向延伸套管部件1930。纵向延伸套管部件1930与销和插座部件1910和1920的外表面可滑动接合。虽然可以采用本领域技术人员所知的各种纵向延伸套管部件,但是纵向延伸套管部件优选为如参考图3所示。
如图20的实施例所示,包绕电缆套管2000设置为具有纵向延伸体2002和连接器2004。纵向延伸体2002包括具有第一纵向延伸边缘部2062和第二纵向延伸边缘部2064的纵向延伸部2060。连接器2004具有连接到第一纵向边缘部2062并从第一纵向边缘部2062延伸的销部件2010,和连接到第二纵向边缘部2064并从第二纵向边缘部2064延伸的插座部件2020。销部件2010基本整体沿第一纵向边缘部2062延伸,插座部件2020基本整体沿第二纵向边缘部2064延伸。
如图20所示,活动铰链2030枢轴连接到销部件2010。臂2040从活动铰链2030延伸。臂2040具有在与活动铰链2030相对端的钩2042。钩2042被构造用以当臂2040旋转到与插座部件2020邻接的位置,如虚线所示时与插座部件2020接合。虽然图20的实施例示出连接到销部件的活动铰链和与插座部件接合的钩,但是应该理解活动铰链也可以连接插座部件,而且钩可以与销部件接合。
通过提供具有刚性大于纵向延伸部刚性的销和插座部件,也可以减小销和插座部件脱离的这种倾向。例如,本发明的销和插座部件可以包括刚性更高的材料。纵向延伸部可以包括上述的第一材料而销和插座部件可以包括比第一材料刚性更高的第二材料。第二材料可以包括热塑性塑料,热固性塑料,以及比第一材料刚性更高的金属。第二材料优选包括热塑性塑料,更优选尼龙。第二材料具有的热变形温度,采用ASTM D648@66psi测得,优选大于约100℃,更优选大于约120℃,最好大于约150℃。第二材料具有的弯曲模量大于约150,000psi,更优选大于约200,000psi,最好大于约250,000。
本发明的销和插座部件可以用刚性大于第一材料的第二材料涂覆。如图21的实施例所示,刚性涂层2130优选基本在销部件2110和插座部件2120的可连接接合部上延伸。附图标记2100-2126和2160-2170所表示的部件可以按照与图15所示的具有附图标记1500-1526和1560-1570的部件基本相同的方式描述和操作。
现在参考图22,将对具有多个销和插座部件的本发明的包绕电缆套管的实施例进行描述。包绕电缆套管2200具有纵向延伸体2210和连接器2220。纵向延伸体2210分别具有纵向延伸部2219以及第一和第二端部2215和2217。连接器2220包括具有多个纵向隔开的销部件2240a到2240d的销部件2240,以及具有多个纵向隔开的插座部件2250a到2250d的插座部件2250。纵向隔开的销部件2240a到2240d和纵向隔开的插座部件2250a到2250d这样设置使得当延伸体2200被包绕到电缆部分上时对准从而可连接地接合。虽然图22的实施例示出了四个销部件和四个插座部件,但是应该理解多个销部件可以包括两个或更多销部件,多个插座部件可以包括两个或更多插座部件。
现在参考图23,对具有销和插座部件以及唇部部件的本发明的包绕电缆套管实施例的横截面进行描述。包绕电缆套管2300包括纵向延伸体2360和连接器2370。纵向延伸体2360包括具有波纹横截面的纵向延伸部2361。纵向延伸部2361具有第一纵向边缘2362和与第一纵向边缘2362横向隔开的第二纵向边缘2364。连接器2370包括连接到第一纵向边缘2362并从第一纵向边缘2362延伸的销部件2310和连接到第二纵向边缘2364并从第二纵向边缘2364延伸的插座部件2320。具有附图标记2310-2316和2320-2326的部件可按照与图15所示的具有附图标记1510-1516和1520-1526的部件以基本相同的方式描述和操作。具有附图标记2330-2335的部件可按照与图16所示的具有附图标记1630-1635的部件以基本相同的方式描述和操作。
如图23所示,销部件2310具有内表面2318和尾部件2317。尾部件2317连接到第一纵向边缘2362。虽然图23的实施例示出具有通常为弓形的尾部件2317,但是应该理解本发明的尾部件也可以具有包括线性结构的其它结构;但是,优选为通常弓形。
如图23所示,插座部件2320包括具有外表面2328和内表面2329的唇部部件2327。唇部部件2327从插座部件2320的封闭侧2322延伸并具有与封闭侧2322横向隔开的远端2340。虽然图23实施例中示出唇部部件2327通常为弓形,但是应该理解本发明的唇部部件也可以具有包括线性结构的其它结构;但是,优选为通常弓形。
如图23所示,密封材料2305基本覆盖唇部部件2327的内表面2329和纵向延伸部2361的内表面。虽然图23实施例中的实施例示出密封材料2305基本覆盖这些内表面,但是应该理解本发明的密封材料也可以仅覆盖这些表面的一部分或者根本不存在。当电缆套管2300围绕电缆部分包绕时,所述唇部部件2327的外表面2328与销部件2310的内表面2318邻接。在密封材料开始被挤压进销部件2310的封闭侧2312和唇部部件2327的远端2340之间的位置之前,唇部部件2327优选与销部件2310的内表面2318接触。当包绕电缆套管2300设置为基本环绕电缆部分以使销2334位于插座2324中时,唇部部件2327的远端2340最好与纵向延伸部2361的第一纵向边缘2362邻接。由于尾部件2317可以包括包绕电缆套管的一部分周边,所以波纹的大小最好设置为提供所需截取范围。
当不存在唇部部件时,由于包绕电缆套管2300由电缆部分包绕,所以密封材料2305可以非故意地设置(即挤压进入位置)在销部件2310的封闭侧2312和插座部件2320的封闭侧2322之间。当非故意地在销部件2310的封闭侧2312和插座部件2320的封闭侧2322之间设置密封材料2305时,难以将销2334定位在插座2324中。唇部部件2327可以减少或消除密封材料的量,密封材料可能是因阻挡密封材料2305的溢出通道而引起的另外被挤压进销部件2310的封闭侧2312和插座部件2320的封闭侧2322之间的。
形成本发明包绕电缆套管的方法包括挤出包括电绝缘材料的纤网,将凝胶涂覆到纤网表面,接着切割纤网以形成具有第一和第二端的包绕电缆套管。挤出步骤可以包括挤出包括限定波纹状横截面的波纹的纤网。该波纹可以提供至少约15%的横向截取范围。挤出步骤还可以包括共挤出刚性热塑性塑料和热塑性弹性体,以形成具有包括热塑性弹性体的纵向延伸部和包括刚性热塑性塑料的连接器的纤网。挤出步骤可以通过任何本领域技术人员所知的合适的方法实现。涂覆步骤可以通过任何本领域技术人员所知的合适的方法实现,包括但不限于喷镀法,共挤出法,层压法,和浇铸法。切割步骤可以通过任何本领域技术人员所知的合适的方法实现,并可以包括同步或顺序切割第一和第二端部。
当被挤出的纤网包括限定波纹横截面的波纹时,形成本发明包绕电缆套管的方法还可以包括将纤网的一部分冲压以基本消除此处的波纹。冲压步骤优选为加热冲压操作。冲压可以在切割之前或之后完成,或者与切割基本同步完成。如果切割操作在冲压之前,那么冲压操作优选包括冲压第一和第二端部以基本消除此处的波纹。
形成本发明包绕电缆套管的另一种方法包括挤出包括电绝缘材料的纤网以提供包括限定波纹横截面的波纹的纤网,该横截面提供至少约15%的横向截取范围,切割纤网以形成具有第一和第二端部的包绕电缆套管,以及冲压纤网的一部分以基本消除此处的波纹。挤出,切割,和冲压操作如上所述。冲压操作还可以提供每个具有少于约10%横向截取范围的第一和第二端部。该方法还可以包括上述涂覆凝胶的步骤。凝胶可以在切割之前涂覆。另一种选择是,切割可以发生在涂覆凝胶之前。
具有纵向密封剂腔体的实施例
现在参考图24-28对本发明的其它实施例进行描述,该进一步实施例尤其可以适于这样的应用,其中被密封的电缆部分具有相当大的直径(例如,直径大于一到二英寸)。如将要描述的,这样的实施例包括沿纵向边缘的密封剂腔体(袋)。尤其是,如附图所示,密封剂腔体可以沿电缆套管主体部件的长度与锁定构件相毗邻并平行地延伸。在安装过程中,通过避免主体部件被拖动穿过电缆部分时发生密封材料的移动,这样的密封剂腔体可以保护在安装到电缆部分过程中腔体中的密封材料,这可以改善沿纵向边缘的密封。此外,当采用少量密封材料时,这样的实施例可以提供电缆腔体可靠的环境密封,这尤其有利于降低大直径设备的成本。
现在参考图24,将根据本发明的实施例对用于相对环境密封电缆部分的包绕电缆套管2400进行描述。如图24所示,电缆套管2400包括由电绝缘材料制成的包绕主体部件2405。包绕主体部件2405包括具有波纹横截面的纵向(L)延伸部2410。纵向延伸部2410限定用于容纳电缆部分的电缆腔体的至少一部分,当主体部件2405被包绕到电缆部分上时电缆腔体环绕电缆部分延伸。
封闭边缘2415沿主体部件2405的第一纵向边缘延伸。密封剂腔体2420沿与第一纵向边缘延伸相对的主体部件2405的第二纵向边缘延伸。密封剂腔体2420包括被构造用以当主体部件2405被包绕到电缆部分上时容纳封闭边缘2415的纵向延伸开口2425。密封材料2430设置在密封剂腔体2420中以当主体部件2405被包绕到电缆部分上时环境密封主体部件2405的纵向边缘。
如对图24的实施例的进一步示出,第一密封材料层2435设置在主体部件2405第一端2440的主体部件2405的所示内表面上。密封材料层2435穿过主体部件2405第一端2440基本横向延伸,以当主体部件2405被包绕到电缆部分上时在电缆部分和主体部件2405的第一端2440之间限定连续的环境密封。此外,主体部件2405内表面上的第二密封材料层2460设置在主体部件2405的第二端2465。第二密封材料层2460与第一端2440纵向隔开,以在主体部件2405第一端2440与其之间限定出间隙部分2442。第二密封材料层2460基本上穿过主体部件2405第二端2465横向延伸,以当主体部件2405被包绕到电缆部分上时在电缆部分和主体部件2405第二端2465之间限定连续的环境密封。
为给包绕电缆套管2400的电缆腔体提供连续密封,当主体部件2405被包绕到电缆部分上时使设置在密封剂腔体2420中的第一密封材料层2435,第二密封材料层2460和密封材料2430相互密封接触。具体地,如图24的实施例所示,在第一端2440的主体部件2405的内表面上设置第一开口2445并在第二端2465的主体部件2405的内表面上设置第二开口2470。这样,第一密封材料层2440可以通过第一开口2445与密封材料2430密封接触,并且第二密封材料层2460可以通过第二开口2470与密封材料2430密封接触。
现在参考图25A和25B,将分别参考打开和闭合状态的包绕电缆套管2400的横截面示意图对本发明的实施例作进一步描述。如图25A所示,封闭边缘2415包括锁定件2450。锁定件2450被构造用以当主体部件2405被包绕到电缆部分上时与密封剂腔体2420的配合部2455接合。在图24,25A和25B所示的特定实施例中,锁定件2450和配合部2455沿主体部件2405的基本整个长度邻接且并行。本发明的特定实施例中,密封剂可以是,例如硅树脂凝胶,并且如图25B所示的封闭边缘2415可被构造用以当主体部件2405被包绕到电缆部分上时在压力下(即,如上述凝胶优选实施例中所述的延伸)将硅树脂凝胶2430放置在密封剂腔体2420中,并且封闭边缘2415容纳于密封剂腔体2420的开口2425中。
如图25B所示,通过将配合部2455上的封闭边缘2415与鱼钩形配合部2455咬合提供锁定连接,配合部2455由锁定结构2450的边缘接合并保持在边缘之间。虽然图25B示出硅树脂凝胶2430为从密封剂腔体2420挤压出的部分硅树脂凝胶,但是也可以不采用这样溢出的密封材料。
图26示出在电缆部分2605被包绕状态下的包绕电缆套管2400的实施例。图27示出包绕电缆部分2605的包绕电缆套管2400的其它实施例。在图27所示的实施例中,包绕电缆套管2700进一步包括环绕电缆套管2700一端的限制部件2705和环绕电缆套管2700相对端的第二限制部件2710。限制部件2705,2710环绕电缆套管2700的端部设置,以在径向上限制电缆套管2700的截取范围和/或压缩端部区域的密封材料层2435,2460。因此,限制部件2705,2710可以与密封材料层2435,2460相邻设置以压缩密封材料层并可以因此实现防潮密封。如图11A和11B所示,限制部件2705,2710可以环绕包绕电缆套管2700设置在槽1160,1162,1170,1172中。
现在参考图28,对本发明的进一步实施例进行描述。如图28的横截面所示实施例,包绕电缆套管2800包括由第一聚合体制成的具有波纹横截面的纵向延伸部2810,而密封剂腔体2420和封闭边缘2415由第二不同的(即,类型和/或配方)聚合体制成。因此,锁定件2850和配合部2855可以具有比纵向延伸部2810大的刚性。用于形成具有波纹横截面的纵向延伸部2810的第一聚合体可以是热塑性弹性体,所述具有较大刚性的材料可以是聚丙烯。
进一步如图28所示,封闭边缘2815包括电缆套管2800内表面上的接触面2875。同样,密封剂腔体2820包括电缆套管2800内表面上的接触面2880。接触面2875,2880被构造用以与电缆部分2605接触以利于当包绕电缆套管2800被包绕到电缆部分2605上时沿电缆部分2605滑动。此外,封闭边缘2815的接触面2875还可以操作为当包绕电缆套管2800被包绕到电缆部分2605上时压缩密封剂腔体中的密封材料。密封剂腔体2820的接触面2880还可以操作为当包绕电缆套管2800被包绕到电缆部分2605上时压缩密封材料层。
现在将进一步描述如前述用于形成包绕电缆套管2400,2700,2800的方法。挤出具有纵向延伸密封剂腔体2420的电绝缘材料纤网。对于图28所示的实施例,可以共挤出刚性热塑性塑料和热塑性弹性体以形成纤网,该纤网具有由热塑性弹性体制成的主体并具有限定由刚性热塑性塑料制成的密封剂腔体的纵向边缘2815,2820,以得到用于波纹主体部分2810延伸的较大的灵活性。将挤出的纤网切割成选定长度。在挤出纤网被切割成选定长度之后,将密封材料(或凝胶)2430插入到密封剂腔体2420中。另外,在其第一和第二端部将凝胶涂敷到纤网的内表面以限定密封材料层2435,2460。涂敷的凝胶与密封剂腔体中的凝胶在每个端部接触以形成包绕电缆套管。
如前面参考本发明的实施例所述,包绕电缆套管2400,2700,2800的各种实施例可以具有至少约15%的径向截取范围,并且波纹横截面可以具有大约4,000到100,000psi的挠曲模量。电缆腔体可以具有少于约10%的纵向截取范围,并且波纹纵向延伸部可以具有大约250到3000psi之间的100%拉伸模量。纵向延伸部还可以具有少于约60%的拉伸变定。
虽然上面参考图24-28对包括纵向密封剂腔体的本发明实施例进行了大体描述,但是应该理解上面所述的其它实施例也可以包括纵向密封剂腔体并且可以设有在其端部的密封材料层,如图24-28的实施例所述。参照图1,2,6,7,8,15-21和23示出并描述了这种可选择的实施例的例子。还应该理解可与这些实施例一起使用的限制部件1120,1140在图11A和11B所示的实施例中示出并描述。可与这些实施例一起使用的领部817,818,2215,2217在图5A,8,9,20和22所示的实施例中示出并描述。
在附图和说明书中,已经公开了本发明的典型优选实施例,虽然采用了具体术语,但是它们仅用于一般和描述性目的而并非限制性目的,本发明的范围在下面的权利要求中列出。
Claims (32)
1.一种用于环境密封电缆部分的包绕电缆套管,所述包绕电缆套管包括:
包绕体部件,包括电绝缘材料并包括具有波纹横截面的纵向延伸部,该纵向延伸部限定电缆腔体的一部分,当包绕体部件被包绕到电缆部分上时,该电缆腔体至少基本环绕电缆部分延伸;
封闭边缘,沿包绕体部件的第一纵向边缘延伸;
密封剂腔体,沿包绕体部件的第二纵向边缘延伸并具有被构造用以当包绕体部件被包绕到电缆部分上时,容纳封闭边缘的开口;以及
密封材料,设置在密封剂腔体中以当包绕体部件被包绕到电缆部分上时,环境密封沿包绕体部件的纵向边缘。
2.根据权利要求1所述的包绕电缆套管,其特征在于,其还包括第一密封材料层,其位于包绕体部件第一端的包绕体部件内表面上并穿过包绕体部件第一端基本横向延伸,以当包绕体部件被包绕到电缆部分上时,限定电缆部分与包绕体部件第一端之间的连续环境密封。
3.根据权利要求2所述的包绕电缆套管,其特征在于,当包绕体部件被包绕到电缆部分上时,第一密封材料层和位于密封剂腔体中的密封材料彼此密封接触。
4.根据权利要求3所述的包绕电缆套管,其特征在于,密封剂腔体包括位于包绕体部件第一端的包绕体部件内表面上的开口,密封剂腔体中的密封材料与第一密封材料层通过该开口彼此密封接触,密封剂腔体中的密封材料为硅树脂凝胶,封闭边缘被构造用以当包绕体部件被包绕到电缆部分上时,在压力下将硅树脂凝胶放置在密封剂腔体中,并且封闭边缘容纳于密封剂腔体的开口中。
5.根据权利要求4所述的包绕电缆套管,其特征在于,其还包括限制部件,其当包绕体部件被包绕到电缆部分上,时紧紧环绕包绕体部件第一端,以在径向压力下放置密封材料层。
6.根据权利要求5所述的包绕电缆套管,其特征在于,包绕体部件包括包绕体部件第一端外表面上的槽,并且当包绕体部件被包绕到电缆部分上时,限制部件位于该槽中。
7.根据权利要求3所述的包绕电缆套管,其特征在于,封闭边缘还包括被构造用以与密封剂腔体的配合部接合的锁定件,以当包绕体部件被包绕到电缆部分上时,将封闭边缘和密封剂腔体连接。
8.根据权利要求7所述的包绕电缆套管,其特征在于,具有波纹横截面的纵向延伸部包括具有相关刚性的第一聚合体,锁定件和密封剂腔体的配合部包括第二聚合体,该第二聚合体为锁定件和密封剂腔体的配合部提供比具有波纹横截面的纵向延伸部的刚性大的刚性。
9.根据权利要求8所述的包绕电缆套管,其特征在于,第一聚合体为热塑性弹性体,并且第二聚合体为聚丙烯。
10.根据权利要求9所述的包绕电缆套管,其特征在于,包绕体部件包括共挤出的热塑性弹性体和聚丙烯材料。
11.根据权利要求2所述的包绕电缆套管,其特征在于,每个封闭边缘和密封剂腔体还包括被构造用以与电缆部分接触的包绕体部件内表面上的接触面,以当包绕体部件被包绕到电缆部分上时,利于在其上滑动。
12.根据权利要求2所述的包绕电缆套管,其特征在于,其还包括第二密封材料层,其位于与第一端纵向隔开的第二端的包绕体部件内表面上以限定其间的间隙部,该第二密封材料层穿过包绕体部件第二端基本横向延伸,以当包绕体部件被包绕到电缆部分上时,限定电缆部分与包绕体部件第二端之间的连续环境密封。
13.根据权利要求12所述的包绕电缆套管,其特征在于,当包绕体部件被包绕到电缆部分上时,第一密封材料层和位于密封剂腔体中的密封材料彼此密封接触,并且包绕体部件被包绕到电缆部分上时,第二密封材料层和位于密封剂腔体中的密封材料彼此密封接触。
14.根据权利要求13所述的包绕电缆套管,其特征在于,密封剂腔体包括包绕体部件第一端内表面上的第一开口,位于密封剂腔体中的密封材料和第一密封材料层通过该第一开口彼此密封接触,并且密封剂腔体包括包绕体部件第二端内表面上的第二开口,位于密封剂腔体中的密封材料和第二密封材料层通过该第二开口彼此密封接触。
15.根据权利要求14所述的包绕电缆套管,其特征在于,其还包括当包绕体部件被包绕到电缆部分上时,紧紧环绕包绕体部件第一端的第一限制部件,和环绕包绕体部件第二端的第二限制部件,以在径向压力下放置密封材料层。
16.根据权利要求15所述的包绕电缆套管,其特征在于,包绕体部件包括包绕体部件第一端外表面中的第一凹进部,和包绕体部件第二端外表面中的第二凹进部,并且当包绕体部件被包绕到电缆部分上时,第一和第二限制部件分别位于一个相应槽中。
17.根据权利要求13所述的包绕电缆套管,其特征在于,封闭边缘还包括被构造用以与密封剂腔体的配合部接合的锁定件,以当包绕体部件被包绕到电缆部分上时,连接封闭边缘和密封剂腔体。
18.根据权利要求17所述的包绕电缆套管,其特征在于,具有波纹横截面的纵向延伸部包括具有相关刚性的第一聚合体,锁定件和密封剂腔体的配合部包括第二聚合体,该第二聚合体为锁定件和密封剂腔体的配合部提供比具有波纹横截面的纵向延伸部的刚性更大的刚性。
19.根据权利要求18所述的包绕电缆套管,其特征在于,第一聚合体为热塑性弹性体,并且第二聚合体为聚丙烯。
20.根据权利要求19所述的包绕电缆套管,其特征在于,包绕体部件包括共挤出的热塑性弹性体和聚丙烯材料。
21.根据权利要求13所述的包绕电缆套管,其特征在于,包绕体部件内表面包括纵向隔开的第一和第二密封材料层之间其上没有密封材料的间隙部,当包绕体部件被包绕到电缆部分上时,密封材料与第一和第二密封材料层环境密封电缆腔体。
22.根据权利要求13所述的包绕电缆套管,其特征在于,电缆腔体具有至少约15%的径向截取范围,并且具有波纹横截面的纵向延伸部具有大约4,000到100,000psi之间的挠曲模量。
23.根据权利要求13所述的包绕电缆套管,其特征在于,密封材料与第一和第二密封材料层包括硅树脂凝胶,封闭边缘被构造用以当包绕体部件被包绕到电缆部分上时,在压力下将硅树脂凝胶放置在密封剂腔体中,并且封闭边缘容纳于密封剂腔体的开口中。
24.根据权利要求13所述的包绕电缆套管,其特征在于,包绕体部件还包括:
与电缆腔体第一端部相邻的第一领部,该第一领部具有少于10%的径向截取范围;和
与电缆腔体第二端部相邻的第二领部,该第二领部具有少于10%的径向截取范围。
25.根据权利要求13所述的包绕电缆套管,其特征在于,电缆腔体具有少于约10%的纵向截取范围。
26.根据权利要求13所述的包绕电缆套管,其特征在于,纵向延伸体具有大约250psi到3000psi的100%拉伸模量。
27.根据权利要求13所述的包绕电缆套管,其特征在于,纵向延伸部具有少于约60%的拉伸变定。
28.根据权利要求13所述的包绕电缆套管,其特征在于,每个封闭边缘和密封剂腔体还包括被构造用以与电缆部分接触的包绕体部件内表面上的接触面,以当包绕体部件被包绕到电缆部分上时,利于在其上滑动。
29.一种用于环境密封电缆部分的包绕电缆套管,所述包绕电缆套管包括:
包绕体部件,包括电绝缘材料并包括具有波纹横截面的纵向延伸部,该纵向延伸部限定电缆腔体的一部分,当包绕体部件被包绕到电缆部分上时,该电缆腔体至少基本环绕电缆部分延伸;
封闭边缘,沿包绕体部件的第一纵向边缘延伸;
密封剂腔体,沿包绕体部件的第二纵向边缘延伸并具有被构造用以当包绕体部件被包绕到电缆部分上时,容纳封闭边缘的开口;以及
硅树脂凝胶,设置在密封剂腔体中以当包绕体部件被包绕到电缆部分上时,环境密封包绕体部件的纵向边缘,封闭边缘被构造用以当包绕体部件被包绕到电缆部分上时,在压力下将该硅树脂凝胶放置在密封剂腔体中,并且封闭边缘容纳于密封剂腔体的开口中;
第一密封材料层,其位于包绕体部件第一端的包绕体部件内表面上并穿过包绕体部件第一端基本横向延伸,以当包绕体部件被包绕到电缆部分上时,限定电缆部分与包绕体部件第一端之间的连续环境密封,该第一密封材料层与密封剂腔体中的硅树脂凝胶密封接触;以及
第二密封材料层,其位于与第一端纵向隔开的第二端的包绕体部件内表面上以限定其间的间隙部,该第二密封材料层穿过包绕体部件第二端基本横向延伸,以当包绕体部件被包绕到电缆部分上时,限定电缆部分与包绕体部件第二端之间的连续环境密封,该第二密封材料层与密封剂腔体中的硅树脂凝胶密封接触。
30.一种形成包绕电缆套管的方法,所述方法包括:
挤出纤网,该纤网包括电绝缘材料并具有纵向延伸密封剂腔体;
将纤网切割成选定长度;接着
将凝胶插入到密封剂腔体并将凝胶涂覆到其第一端和第二端的纤网内表面,涂覆的凝胶与该第一端和第二端的密封剂腔体中的凝胶接触,以形成包绕电缆套管。
31.根据权利要求30所述的方法,其特征在于,挤出步骤包括挤出包括限定波纹横截面的波纹的纤网的步骤。
32.根据权利要求30所述的方法,其特征在于,挤出步骤包括共挤出刚性热塑性塑料和热塑性弹性体的步骤,以形成具有包括热塑性弹性体的主体并具有限定包括刚性热塑性塑料的密封剂腔体的纵向边缘的纤网。
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