BRPI0712385A2

BRPI0712385A2 - envoltório retrátil

Info

Publication number: BRPI0712385A2
Application number: BRPI0712385-0A
Authority: BR
Inventors: William V Dower; Garry L Sjolander
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 2006-06-07
Filing date: 2007-06-04
Publication date: 2012-07-17
Also published as: CN101632209A; AR061260A1; EP2030297A2; WO2007143596A3; US20070284146A1; US7304242B1; WO2007143596A2; TW200820529A

Abstract

ENVOLTóRIO RETRáTIL. A presente invenção refere-se a um envoltório tubular que é fornecido tendo uma face aberta e uma porção de perímetro circunferencial adjacente à face aberta do envoltório. Um filme elastomérico pode ser montado na porção do perímetro circunferencial do envoltório tubular em toda a face aberta do envoltório tubular. A interface do filme elastomérico pode ser adaptada para um ou mais cabos, quando os cabos estão posicionados dentro do envoltório, para isolar os cabos das condições ambientais.

Description

"ENVOLTÓRIO RETRÁTIL"

ANTECEDENTES

Os envoltórios de proteção têm sido usados na indústria de telecomunicações e na in- dústria de serviços públicos de eletricidade com o objetivo de proteger os cabos dos elementos ambientais externos. Esses envoltórios de proteção podem ser instalados acima do solo como envoltórios aéreos, enterrados no subsolo, colocados em "hand-holes", ou montado em postes. O perímetro exterior do envoltório de proteção fornece proteção mecânica dos elementos ambi- entais tais como chuvas, inundações, ventos e neve, e outras partículas de água ou sujeira que podem danificar a junção ou o conector.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

As modalidades da invenção, por exemplo, incluem de maneira vantajosa um envoltó- rio tubular tendo uma face aberta e uma porção do perímetro circunferencial adjacente à face aberta do envoltório. Um filme elastomérico pode ser montado na porção do perímetro circunfe- rencial do envoltório tubular em toda a face aberta do envoltório tubular. A interface do filme e- lastomérico pode ser adaptada para um ou mais cabos, quando os cabos estão posicionados dentro do envoltório, para isolar os cabos das condições ambientais.

Também, por exemplo, modalidades da invenção podem incluir de maneira vantajosa um envoltório tubular tendo uma face aberta e uma porção do perímetro circunferencial adjacen- te à face aberta do envoltório. Um filme elastomérico pode ser montado na porção do perímetro circunferencial do envoltório tubular em toda a face aberta do envoltório tubular. Um ou mais cabos podem ser posicionados no interior do envoltório. Uma primeira parte de cada um dos cabos pode ser substancialmente cercada pelo filme elastomérico para isolar os cabos das con- dições ambientais. Uma segunda parte de cada um dos cabos pode se estender fora do filme elastomérico e do envoltório tubular flexível.

Em funcionamento, a invenção fornece uma proteção aprimorada e vedação à prova d'água para um ou mais cabos e/ou para componentes unidos de condições ambi- entais nocivas na indústria da comunicação (como a indústria de telecomunicações), na indústria de serviços públicos (como a indústria de serviços elétricos), ou de outras indús- trias envolvendo a distribuição de cabos e/ou a transmissão de eletricidade ou luz óptica, que procuram melhores soluções quanto à impermeabilização, condições de reutilização, condições de pressão, e as condições de espaço e peso fornecidas de maneira vantajosa pela invenção.

Em um aspecto da invenção, a inclusão do filme elastomérico, em combinação com o envoltório tubular retrátil, vantajosamente fornece uma solução para um envoltório de proteção que oferece vedação aprimorada. Além disso, em outro aspecto, o invento fornece vantajosa- mente aprimorados alívios do estresse mecânico e do alongamento do cabo baseados nas mu- danças de pressão durante os períodos de funcionamento. A superfície relativamente macia do filme elastomérico montado no envoltório pode se deformar para acomodar as alterações de pressão. A conformidade das camadas deformáveis montadas no envoltório permite mudanças significativas na forma do invólucro, mantendo uma vedação à prova d'agua. A influência de alterações de pressão devido à imersão são vantajosamente minimizadas, se comparado com a proteção do volume inteiro do envoltório de proteção à prova d'água.

Além disso, a natureza oca do envoltório tubular vantajosamente fornece mais es- paço para o deslocamento dos cabos grandes no interior do envoltório de proteção. Além disso, a natureza oca do envoltório tubular vantajosamente fornece uma solução rápida para um envoltório de proteção, e a diminuição do peso importantemente permite a fácil instalação e transporte, como uma redução nos custos associados com a fabricação de tais envoltórios de proteção.

No passado, o envoltórios de proteção tinham demonstrado problemas que ainda não foram superados na técnica. Antes os envoltórios de proteção, e o seu mecanismo de selagem, demonstravam mudanças significativas na forma com alterações na temperatura. Tais mudan- ças na forma, causaram a perda do lacre e o fracasso das propriedades de barreira às partícu- las de água e sujeira importantes para a função de vedação. Antes os envoltórios de proteção também apresentaram o problema de não serem facilmente reutilizáveis, o que é significativo nos casos onde reparos no cabo ou na junção são necessários. O excesso de material e de peso associados aos prévios envoltórios de proteção contribuíram para o aumento dos resíduos e com a dificuldade do transporte.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A figura 1 é uma vista em corte de um envoltório incluindo a tubo externo retrátil mantido em uma posição estendida por um núcleo interno removível de acordo com uma modalidade da invenção.

A figura 2 é uma vista em perspectiva isométrica do envoltório da figura 1 adicional- mente incluindo um filme elastomérico fixado em uma porção da extremidade do tubo de acordo com uma modalidade da invenção.

A figura 3 é uma vista em corte do envoltório da figura 2 de acordo com uma moda- lidade da invenção.

A figura 4 é uma vista em perspectiva isométrica de um envoltório de proteção in- cluindo um ou mais cabos, quando os cabos entram no envoltório, de acordo com uma mo- dalidade da invenção.

A figura 5 é uma vista em corte do envoltório de proteção da figura 4 de acordo com uma modalidade da invenção.

A figura 6 é uma vista em perspectiva isométrica de um envoltório de proteção simi- lar ao da figura 4, quando os cabos entram no envoltório, de acordo com uma modalidade da invenção. A figura 7 é uma vista em corte do envoltório de proteção selado de acordo com uma modalidade da invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA

Conforme mostrado nas figuras, a invenção inclui um envoltório tubular 12 tendo uma face aberta e uma porção do perímetro circunferencial 15 adjacente à face aberta do envoltório 12. O envoltório 12 pode ser feito de um material retrátil, por exemplo, um material retrátil a frio, um material termoencolhível, ou um material quebrável, como entendido pelos versados na téc- nica. As modalidades podem ser configuradas de forma que pelo menos uma porção do períme- tro circunferencial 15 do envoltorio 12 é retrátil.

Conforme mostrado nas figuras 1 a 3, em um das muitas modalidades exemplificado- ras possíveis, o material retrátil do envoltório 12 pode ser um material retrátil a frio mantido em um estado expandido radialmente por um núcleo removível 17 ou fita 17, como entendido pe- los versados na técnica de materiais retráteis a frio e suas aplicações. O núcleo removível 17 é enrolado em espiral para suportar o envoltório tubular 12, e inclui um cordão convencional 19 que pode ser puxado, entendido pelos versados na técnica, que retorna através da porção central do núcleo removível enrolado em espiral 17. Quando o cordão que se pode puxar 19 é puxado através da porção central do núcleo removível 17, como entendido pelos versados na técnica, o núcleo removível 17 libera-se e é removido do envoltório tubular 12, por meio disso contraindo o diâmetro do envoltório tubular 12 quando ele não é mais mantido em um estado expandido radialmente ou, de outro modo, pelo núcleo removível 17.

Conforme mostrado nas figuras 2 e 3, um filme elastomérico 20 pode ser montado na porção do perímetro circunferencial 15 do envoltório tubular 12 ao longo da face aberta do envoltório tubular 12. Por exemplo, o filme elastomérico 20 pode ser montado no envol- tório 12, alinhando um ou mais filmes elastoméricos 20 para um ou mais dos envoltórios tubulares 12 em uma configuração substancialmente plana ao longo do perímetro circunfe- rencial 15 da face aberta de cada envoltório tubular 12, e segurando os filmes elastoméri- cos 20 no envoltório tubular 12.

O filme elastomérico 20 tipicamente inclui pelo menos um polímero e uma porção de óleo. As modalidades do filme elastomérico 20 podem incluir, por exemplo, um gel se- lante hidrofóbico termoplástico polimérico incluindo pelo menos uma porção de óleo.

As propriedades dos polímeros que fazem com que eles sejam mais adequados para esta aplicação são a boa compatibilidade com o óleo, e morfologia similar à borracha, significando cadeias flexíveis com alguma flexibilidade molecular significativa entre os lo- cais com ligações cruzadas. Exemplos de polímeros que são úteis podem incluir silicones cheios de óleo, poliuretanos, poliésteres, poliepóxis, poliacrilatos, poliolefinas, polissiloxa- nos, polibutadienos (incluindo poliisoprenos), e polibutadienos e poliisoprenos hidrogena- dos, como copolímeros, incluindo copolímeros de bloco e copolímeros enxertados. Os blo- cos dos copolímeros de bloco podem incluir os polímeros acima e poli (monoalquenilare- nos), incluindo poliestireno. Exemplos destes copolímeros de bloco podem incluir particu- larmente SEBS (estireno, etileno-butileno, estireno), SEPS (estireno, etileno-propileno, estireno), polímeros semelhantes à estireno-borracha-estireno, copolímeros dibloco, triblo- co, enxertados e de bloco estrela, e copolímeros de blocos com blocos que são não- homogêneos. Os materiais espumados de célula fechada, e aqueles que incorporam mi- crobolhas ou outros enchimentos macios (ou duros) também podem ser incluídos.

Algumas modalidades da invenção podem apresentar o filme elastomérico 20 co- mo um termoplástico ou alternativamente como sendo curado no local. Na forma de curas térmicas, as curas vulcanizadas à temperatura ambiente (curas RTV - room temperature vulcanizable), cura iniciadas por UV1 curas por feixe eletrônico, cura iniciadas por radia- ção, e curas a partir de exposição ao ar e/ou umidade. O filme elastomérico 20 tipicamente tem uma maior coesão do que aderência.

A porção de óleo no filme elastomérico 20 pode ser, por exemplo, na faixa de cerca de 50% a cerca de 98% do filme elastomérico 20, ou mais precisamente, na faixa de cerca de 85% a cerca de 98% do filme elastomérico 20. Além disso, por exemplo, algumas modalida- des do filme elastomérico 20 podem incluir partículas de enchimento, como esferas poliméri- cas ou microesferas de vidro. Um exemplo de tais partículas enchimento são as bolhas de- formáveis, onde o filme elastomérico 20 é formado por espuma e adição de bolhas discretas. As bolhas adicionadas podem ser poliméricas ou microbolhas de vidro. A adição de tais partí- culas de enchimento ou bolhas permite que ao filme elastomérico 20 demonstrar conformida- de de volume que irá permitir a conformidade do filme elastomérico 20 em operação.

Algumas modalidades do óleo podem incluir, por exemplo, um extensor, como ó- leos sintéticos, óleos vegetais, silicones, ésteres, óleos de hidrocarbonetos, incluindo par- ticularmente óleos naftênicos e óleos parafínicos e misturas, e possivelmente também al- gum pequeno percentual de óleos aromáticos. Algumas composições dentro do filme elas- tomérico 20 são intermediárias entre o polímero e o óleo. Por exemplo, o filme elastoméri- co 20 pode incluir uma borracha líquida que pode não fazer parte da rede de polímero formador de gel. Exemplos deste tipo de borracha líquida pode incluir um polibuteno de peso molecular moderado, e de baixo peso molecular EPR (borracha de etileno-propileno). Adicionando um polímero líquido de borracha para o óleo pode adaptar as características do selante ao aumentar a adesão, por exemplo. Adesivos, antioxidantes, corantes, estabi- lizantes UV e outros podem ser adicionados.

Tipicamente, o óleo é vantajosamente hidrofóbico para manter a água fora. Além disso, normalmente, as vantagens do óleo reduz a quantidade de entrelaçamentos da ca- deia, o número de ligações cruzadas por volume, tornando o material mais macio na forma de gel. Além disso, tipicamente, o óleo vantajosamente reduz a viscosidade ou do precursor (antes da cura) ou do termoplástico fundido. Além disso, tipicamente, o óleo tem custo relati- vamente baixo reduzindo assim o custo total da formulação.

O filme elastomérico 20 pode ser montado no envoltório tubular 12 de várias manei- ras. Por exemplo, um fecho pode ser inserido através do filme elastomérico 20 quando o filme elastomérico 20 é montado no envoltório 12. Por exemplo, um fecho ou adesivo pode ser usado para montar o filme elastomérico 20 no envoltório 12. Outros métodos de ligação podem ser antevistos, incluindo técnicas térmicas e de compactação térmica.

Conforme mostrado nas figuras 4 a 7, o envoltório 12 pode ser usado para isolar a água ou outros elementos ambientais dos cabos 30 e/ou componentes de união 35 no inte- rior do envoltório tubular 12. As modalidades do cabo 30 podem incluir, por exemplo, um cabo de fio de cobre ou de alumínio 30, um cabo pré terminado 30, um cabo de fibra óptica de vidro 30, um cabo de polímero de fibra óptica 30, um cabo de fibra óptica e fio híbrido 30, ou qualquer outro tipo de cabo 30 que conduz luz e/ou eletricidade.

Algumas modalidades podem incluir, por exemplo, um cabo 30 ou séries de cabos 30 unidos a um outro cabo 30 ou séries de cabos 30 dentro do invólucro através de um componen- te de união 35 ou, por exemplo, ambos podem ocorrer dentro de um único invólucro. Cada um dos cabos 30 passando dentro do invólucro está configurado ao longo de uma direção substan- cialmente perpendicular ao plano da face aberta do envoltório tubular 12.

Conforme mostrado nas figuras 4 a 7, por exemplo, inúmeros cabos 30 podem ser conectados com um componente de união 35, como uma junção de topo ou uma junção de dobra (fold-back splice). Quando o componente de união 35 é pressionado contra o filme elastomérico 20 e dentro do envoltório tubular 12, o filme elastomérico 20 se deforma dentro da porção tubular do envoltório ao redor do componente de união 35 e os cabos 30 para circundar o componente de união 35 e os cabos 30.

Quando o núcleo removível 17 não sustenta mais o envoltório tubular 12 em um estado expandido radialmente, como entendido pelos versados na técnica de material retrátil a frio e suas aplicações, o envoltório tubular 12 contrai seu diâmetro e estreitamente encerra o filme elastomérico 20 ao redor do componente de união 35 e/ou dos cabos 30 para formar um lacre à prova d'água contra as condições ambientais exteriores. Uma primeira porção de cada um dos cabos 30, por exemplo, pode ser circundada substancialmente pelo filme elastomérico 20, e uma segunda parte de cada um dos cabos 30 pode se estender para fora do filme elastomérico 20 e do envoltório tubular 12.

Conforme mostrado na figura 7, se é desejável que mais do que um cabo 30 entre no envoltório tubular 12, e se os vários cabos 30 são muito próximos entre si, então poderá haver um pequeno espaço que existe entre os cabos 30 onde o filme elastomérico 20 não preenche o volume. Nesse caso, um elemento de inserção de gel 50 ou outros elemento de inserção conformável 50 pode ser encaixado confortavelmente entre os cabos 30, fechando assim o volume de espaço entre os cabos 30 e isolando os cabos 30 da água, sujeira, partí- culas, ou outras condições ambientais.

Se um componente de união 35 é usado para unir dois ou mais cabos 30, o envol- torio 12 vantajosamente opera não apenas para isolar cada cabo 30 que passa dentro do invólucro, mas também para isolar o componente de união 35 no interior do invólucro da água ou de outros elementos ambientais. As modalidades do componente de união 35 po- dem incluir, por exemplo, uma junção como junção de topo, ou outro componente de união 35 tendo conectores nele (incluindo conectores discretos, conectores modulares, conectores de válvula, conectores pré terminados, ou outros conectores). Além disso, por exemplo, em algumas aplicações o componente de junção 35 pode incluir uma terminação, onde o cabo 30 é unido com uma peça terminal de equipamento elétrico ou de fibra ótica.

O componente de união 35 é circundado pelo filme elastomérico 20 e por meio dis- so conecta por meio de interface o diâmetro interno do filme elastomérico 20. As modalida- des do filme elastomérico 20 operam vantajosamente para impedir que partículas externas e fluidos acessem a porção de um ou mais cabos 30 e/ou componentes de união 35 circunda- dos por e conectando por meio de interface os filmes elastoméricos 20.

Na operação, a invenção vantajosamente fornece uma proteção e impermeabilização à prova d'água de um ou mais cabos 30 e/ou componentes de união 35 das condições ambientais nocivas na indústria da comunicação (como a indústria de telecomunicações), indústria de servi- ços (como indústria de serviços elétricos), ou outra indústria que envolve a distribuição de cabos 30 e/ou a transmissão de eletricidade ou luz óptica, procurando melhores soluções quanto à impermeabilização, reutilização, condições de pressão, condições de espaço e peso, soluções vantajosamente fornecidas pela invenção.

A inclusão do filme elastomérico, em combinação com o envoltório tubular retrátil, vantajosamente fornece uma solução para um envoltório de proteção que oferece vedação excepcional. Além disso, a invenção vantajosamente fornece aprimorados alívios do estres- se mecânico e do alongamento do cabo 30 baseados em mudanças inevitáveis de pressão durante os períodos de funcionamento. A superfície relativamente macia do filme elastomé- rico 20 montado no envoltório 12 pode se deformar para acomodar as mudanças de pres- são, mas sem estressar o perímetro exterior do envoltório 12. A conformidade das camadas deformáveis montadas no envoltório 12 permite mudanças significativas na forma do invólu- cro, mantendo uma vedação à prova d'água. A influência de alterações de pressão devido à imersão são vantajosamente minimizadas, se comparado com a proteção do volume inteiro do envoltório de proteção 10 à prova d'água.

Embora a supracitada descrição detalhada contém muitos detalhes específicos pa- ra fins de ilustração, qualquer um de habilidade comum na técnica irá apreciar o fato de que muitas variações, modificações, substituições e alterações de detalhes encontram-se no âmbito da invenção como reivindicada. Assim sendo, a invenção descrita na descrição deta- lhada está estabelecida, sem que se imponha quaisquer limitações à invenção reivindicada. O escopo próprio da invenção deve ser determinado pelas seguintes reivindicações e seus equivalentes jurídicos apropriados.

Claims

1. Aparelho, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: um alojamento tubular tendo uma face aberta e uma porção do perímetro circunfe- rencial adjacente à face aberta, pelo menos uma porção do alojamento tubular compreen- dendo um material retrátil a frio; e um filme elastomérico montado nas porções do perímetro circunferencial do alojamento tubular em toda a face aberta do alojamento tubular, sendo que o filme elasto- mérico é adaptado para interfacear um ou mais artigos, quando os artigos estão posiciona- dos dentro do alojamento.

2. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO adicionalmente pelo fato de que compreende um núcleo de suporte para reter o material retrátil a frio do alojamento tubular em um estado expandido radialmente.

3. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a porção do perímetro circunferencial do alojamento é dobrável.

4. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que pelo menos uma porção do filme elastomérico compreende uma composição hidrofóbica termoplástica polimérica, incluindo pelo menos uma porção de óleo.

5. Aparelho, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que a porção de óleo compreende cerca de 50% a cerca de 98% do filme elastomérico.

6. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que pelo menos uma porção do filme elastomérico é um óleo, e sendo que pelo menos uma por- ção do filme elastomérico é selecionada do grupo que consiste em: um poliuretano, um poli- éster, um poliestireno, um poliepóxi, um poliacrilato e uma poliolefina.

7. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente: dois ou mais cabos, uma primeira parte de cada um dos cabos circundado subs- tancialmente pelo filme elastomérico, e uma segunda parte de cada um dos cabos se es- tendendo para fora do filme elastomérico e do alojamento tubular; e um componente de união que une os cabos, sendo que uma porção do componen- te de união interfaceia uma porção de pelo menos um do filmes elastoméricos.

8. Aparelho, de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADO pelo fato de que cada um dos cabos é configurado ao longo de uma direção substancialmente perpen- dicular ao plano da face aberta do alojamento tubular.

9. Método para uso, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: fornecer um aparelho que compreende: um alojamento tubular tendo uma face aberta e uma porção de perímetro circunfe- rencial adjacente à face aberta, e um filme elastomérico montado na porção do perímetro circunferencial do alojamento tubular ao longo da face aberta do alojamento tubular; prensar um artigo contra uma porção do filme elastomérico; deformar o filme elastomérico responsivo ao filme elastomérico sendo prensado pelo artigo, por meio disso causando que ambos, o artigo e a porção do filme elastoméri- co, fiquem localizados dentro de uma porção do alojamento tubular.

10. Método, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que pe- lo menos uma porção do alojamento tubular compreende um material retrátil a frio, e compreen- dendo adicionalmente: reter o material retrátil a frio do alojamento tubular em um estado expandido radial- mente com um núcleo de suporte que interfaceia com o diâmetro interno do material retrátil a frio do alojamento tubular; remover o núcleo de suporte do alojamento tubular; contrair o diâmetro do material retrátil a frio do alojamento tubular; e envolver o filme elastomérico e o alojamento tubular em torno do artigo.

11. Método, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO adicionalmente pelo fato de que compreende dobrar a porção do perímetro circunferencial do alojamento ao redor do artigo quando o artigo está localizado dentro do alojamento.