CN101185219A - 防护框架 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一设置于一墙或隔墙内的供缆线通过或管子穿过的框架(1)，并在该墙或隔墙内形成一开口。该框架(1)容纳环绕该框架(1)内的每根缆线(9)或管子的可压紧模块(2)。模块(2)的一屏障、至少一压紧单元(3)和可能需要设置的垫板(7)设置于该框架(1)的一端。一导电材料层(8)设置于该框架内部，毗邻该模块(2)的屏障、压紧单元(3)和垫板(7)。该框架(1)特别用于衰减电磁扰动/EMI。

Description

防护框架

技术领域

本发明涉及一供缆线通过和/或管子穿过的框架。该框架特别用于衰减电磁扰动/EMI(电磁干扰)。

背景技术

一供缆线通过的框架通常包括一外框架，设置于一墙内或其他隔墙中。该框架内部，设置有一系列用于容接独立缆线或管子的可压紧模块、至少一个压紧单元、以及一个或更多的垫板。每个模块由两个二等分构成，环绕缆线或管子。该框架内部，一系列模块按层或行依次排列，每层之间的垫板可移动。另外，一压紧单元设置于该框架和该模块之间，当压紧单元胀大时，可压紧模块环绕着缆线或管子被压紧。此类框架可用于多种密封场合，如柜子、工艺上的隐蔽处、接线盒和机器。其可以用于多种工业场合，如汽车、电信、发电、配电，以及海运和海洋。

该框架可以密封防液、防气、防火、防蚀、防蚁、防尘、防潮等等，并能容接用于电力、通信、计算设备的缆线，或是容接用于传输如水、压缩空气、液压用液体、烹饪气体等各类气体或液体的管子。

在某些安装中，为了保护设置框架的墙面或隔墙等的内壁或外壁上的不同电气或电子设备，衰减电磁扰动是很重要的。上述类型的框架中，沿着缆线或管子屏蔽的扰动和RFI(射频干扰)可以被衰减，而沿着缆线导线的扰动一般无法被衰减。这种扰动通常由滤波器或其他连接在缆线上的装置来衰减。

电气和电子设备或多或少对电磁扰动敏感。电磁扰动是电磁辐射，通常是由传输迅速变化的信号的电路发出的，是其正常操作的副产品，会产生不需要的信号(干扰或噪音)，感应其他电路。由此会中断、阻碍、或者减弱、限制其他电路的有效作用。该干扰可以是有目的的，像电子战中的一些形式，或是无目的的，由虚假的发射和响应，交叉调制之类而产生。

缆线通常有一屏蔽，以导电层的形式围绕在缆线导线的周围，抵御电磁干扰。通过将缆线屏蔽接地，该缆线屏蔽能将电磁干扰产生的电流带离缆线，这样才是有效的。合适的接地对达到抵御电磁干扰的保护是很重要的，也是电气和电子设计的重要组成部分。在接地效率和衰减效率之间有着数学关系。

为衰减射频干扰，要设置某种波导(陷波器)和/或一RFI屏蔽。该波导需接地。

现今所谓的EMC模块有很多不同的种类。EMC表示电磁适应性，即电气或电子设备在其预期的电磁环境中正常工作的能力。EMC模块基本是标准模块，设置有某种波导和/或一RFI屏蔽以及一与缆线屏蔽的电接触，以导出缆线屏蔽承受的电磁扰动/干扰至地面。该波导通常是用导电材料做成的管子或孔道之类，目的是当作对RFI的陷波器。该RFI屏蔽通常垂直穿过整个EMC模块。在一个实施例中，该RFI屏蔽是镀银的玻璃珠，安于橡胶材料中。通常，RFI屏蔽中开一口使缆线或管子穿过。与缆线屏蔽接触的导电材料铜镀有锡。为了接触良好，该导电材料有一定长度，最好360°环绕缆线屏蔽。另外，现在的很多安装中，压紧单元外部或内部设置有一导电材料制成的特殊盖子，以保证对RFI的防护和凸头螺栓的充分接地。

缆线装入EMC模块之前，由于缆线屏蔽外的缆线材料通常已经被除去，故该模块通常必须有两个不同的内径，一个与整个缆线相适应，另一个与缆线屏蔽相适应。由上述，该领域的技术人员能意识到，  EMC模块比标准模块要复杂，而EMC模块的生产费用也更高。

与标准模块相比，由于RFI屏蔽与导电材料的存在，EMC模块的未受影响的密封区被缩短了，EMC模块的密封能力与标准模块相比也要下降。这在恶劣的环境中是重要的。

若上述框架中设置了非导电材料的管道或管子，或是光纤缆线，就需要设置一特殊的波导。该波导以导电带的形式缠绕在管子、管道或光纤缆线上，或是以导电材料管道的形式设置在管子、管道或光纤缆线周围。该波导通常接地至框架。

在很多军用设施上，石油钻塔上，医院里，飞机上，轮船上，很多不同的交通工具上，某些工业应用中等等，可能会有一些对于扰动更为敏感的区域，即这些区域若有扰动，影响就会很严重。这些区域就需要比其他区域更有效的衰减。在很多场合，也需要将框架内部的设备的干扰衰减从而阻碍间谍行为或防止其它不必要的监视。

衰减效果由分贝来衡量，例如，根据标准EN 50 147-1：1996§5.2.2。与没有缆线的框架相比，容接缆线时衰减效果会显著降低。简单的放置导电材料，如缆线，当作天线，即接收并传输电场至更小或更大的范围。

有一系列的装置能衰减电磁扰动。在很多场合下，衰减效果会由于相对复杂的改进构件和处理方法而改善。但是，当容接有缆线时，已有的装置很难达到40-60分贝的衰减。而敏感区域的衰减必须至少达到60分贝或更高。

发明内容

本发明的一个目的是防止不需要的电磁场，例如无线电波，从任何方向通过框架，并接收缆线屏蔽中的电流所带的电磁能，并分流入地面。

另一个目的是标准构件能运用到尽可能大的范围。这样对于安装、制造和贮藏都是有益的。

另一个目的是通过避免复杂构件的运用而简化安装。

据本发明，一供缆线通过或管子穿过的框架设置于墙内或隔墙中，从而在该墙或隔墙中形成一开口。容接于该框架中的每根缆线或管子都环绕有可压紧模块。一模块的屏障与压紧单元一起设置于该框架的一端形成一密封。另外，框架内毗邻模块的屏障和压紧单元部位，设置有一层导电材料。

该层导电材料可以设置于该框架的空穴中，该空穴由框架两端的模块等的两个屏障构成，或由框架一端的模块等的一个屏障，和框架另一端的一个盖子构成。该导电材料层可做成金属螺线来形成不同的结构。该结构可以是不定形束、交织螺线、网、垫子和蜂窝结构。导电材料层也可以是针刺毡。该框架、模块、压紧单元等都是标准构件，这对于该领域的技术人员是很熟悉的。该导电材料层接地，并与框架内的每根缆线的缆线屏蔽电接触。测试中，框架中设置有缆线的该装置能达到约100分贝甚至更高的衰减。衰减电磁扰动的能力也取决于缆线屏蔽的形式。如果缆线的屏蔽质量低，衰减电磁扰动的可能性就要降低。

导电材料层的厚度取决于缆线或缆线组的厚度，以及想要达到的衰减量。螺线可以由任何能适应可能的恶劣环境的导电材料做成。在一个实施例中，运用了镀锡的铜螺线。螺线的不定形束在一个实施例中是钢丝棉，由不锈钢螺线做成。也可以将不同的导电材料的螺线混合在一起。在另一个实施例中，运用了由一根长螺线做成的垫子或是针刺毡。

无论运用了何种材料，或是如何放置，该导电材料层必须与缆线屏蔽安全接触，并安全接地。

该领域的技术人员可以意识到，该模块、压紧单元以及框架的精确形式对于本发明来说不是重要的。本发明可以采用不同种类的标准模块和EMC模块。运用了标准模块，对于抵御恶劣环境的保护作用会更好。通常，根据本发明，框架中的压紧单元上不需要导电材料盖子。

本领域的技术人员能够根据下面的详细说明书，明确了解本发明的另外目的和优势。

附图说明

下面将结合实施例，并参考附图，对本发明具体描述，其中，

图1为本发明框架的一实施例的立体示意图；

图2为如图1所示的框架的主视图；

图3为图2沿A-A线的剖视图，其容接有一缆线；

图4为一被防护并容接于该框架内的缆线；

图5为本发明框架的另一实施例的立体示意图；

图6为图5所示的框架对应于图3的剖视图；

图7为本发明框架的一实施例的部分示意图；

图8为本发明框架的另一实施例的部分示意图。

具体实施方式

图1-3所示为框架1的一个实施例，该框架设置于墙内或其他隔墙中(未标示)。该框架1中，每个末端都容接有一系列模块2，该模块2由弹性材料构成。在该框架1的每个末端都设置有至少一个压紧单元3，此处以楔块的形式，与模块2紧贴并将其压紧。如本领域的技术人员所熟知，通过螺钉4和一垫板7的作用，该楔块能够最大限度地将模块2压紧并形成严格密封。

本领域的技术人员能意识到，该框架、模块、垫板以及压紧单元的精确设计并不是主要的，而框架中的模块、压紧单元和垫板的数量也可以不同。因此，可以运用很多不同种类的框架、模块、垫板和压紧单元。

所示实施例中，每个模块2由两个二等分组成，有一中心挡板5和一系列可剥离薄片6。即使如图所示为标准模块，该领域的技术人员可以意识到，也可以运用不同种类的EMC模块。

该框架的每个末端，模块2和压紧单元3之间形成一个空穴。该空穴之内填充有一交织金属螺线层8，如图3所示，或金属螺线设置成不定性束状。该金属螺线可以由任何导电材料构成。在一个实施例中运用了钢丝棉。其它实施例中导电材料层8是一蜂窝结构12，或几个多网格的网13等。蜂窝结构12和多网格网的实施例分别如图7和图8所示。如运用了网13或是蜂窝结构12，容接一缆线9或管子之前，要在该网13或蜂窝结构12中为每根缆线或管子设置一开口。在另一些实施例中，由一根或多根金属螺线构成了垫子。该垫子可以由一根螺线缠绕一芯部做成。缠绕合适之后，该芯部被取出，该线圈被展平成一垫子。这种方式做成的垫子较有弹性，可以被压力装配入框架1中。另一实施例中，该导电材料为针刺毡的形式，由合适的导电材料做成。如果运用螺线束，要由安装人员来注意框架中是否设置了足够的导电材料。而如果运用标准尺寸的垫子或衬垫，就不需要由安装的技术人员来掌握导电材料的合适数量。通常垫子的尺寸偏大一点，以保证与缆线或管子接触。

缆线9容接入框架之前，将缆线9的外保护层除去，露出缆线屏蔽10。露出的缆线屏蔽10的长度取决于空穴的长度，即分列框架1两端的模块2的屏障与楔块3之间的距离。更确切的说，露出的缆线屏蔽10的长度取决于导电材料层8的厚度。这样，在框架1内，缆线屏蔽10能与金属螺线层8接触。然后金属螺线层8和露出的缆线屏蔽10接地至框架。缆线屏蔽10与导电材料层8的接触区域的尺寸会影响到衰减效果。

框架1的接地可以有很多种方法。在轮船或其他很多安装中，是直接通过容纳框架的墙或隔墙接地。如果有必要，框架与地面接触。通常，压紧单元3上不需要特殊的盖子作RFI保护。

在一个实施例中，框架1的一个末端只有模块2的一个屏障、一压紧单元3和一垫板7。在该框架1的另一端，只设置有一盖子11，来固定导电材料层8。只有模块2等的一个屏障的框架1主要运用在框架1只有一面处于恶劣环境的安装中。盖子11可以有很多种形式；可以是附着在框架上的板片、编网、橡胶层或金属薄片、销钉和/或螺线。图5和图6描述了一以板片11为盖子的实施例。

在一个安装实施例中，钢丝棉先设置于框架1的底部，直至模块2的一半高度。然后一缆线9设置于框架1末端的模块的相应下部等分中，缆线屏蔽10暴露在模块的两个等分之间。然后模块2的上部等分设置于下部等分之上。之后，框架1底部的钢丝棉之上再设置钢丝棉，环绕并与暴露的缆线屏蔽10接触。通常，同一平面内的一行中的所有缆线9同时安装，故钢丝棉接触并环绕所有缆线9。最后，一垫板7设置于模块2之上。重复上述步骤，直至每个末端的各行模块2设置完毕，每个屏障中都设置了一压紧单元，以及模块2等的屏障之间的空穴中填满钢丝棉。钢丝棉形成的导电材料层8延展，并与外框架1以及每根缆线9的暴露缆线屏蔽10安全接触。

当运用导电材料垫子时，安装与上述方法大致相同。即，先将一个或多个垫子垫在框架1的底部，直至模块2的一半高度。然后缆线或管子通常设置于模块等分或模块等分组中，其中一个或多个上部模块等分设置于下部模块等分之上。新的垫子层设置于缆线或管子之上。重复该步骤，需要时可与隔墙的设置同时进行，如上述，直至框架1的空间充满。如果缆线或管子相对较细，垫子的柔韧性足够充满空间。但是，对于较粗缆线，特别是较粗的管子，需要用特殊的侧垫设置于框架、其他垫子层、管子和/或缆线之间。

Claims (15)

1.一供缆线通过或管子穿过的框架(1)，容纳有环绕该框架(1)中的每根缆线(9)或管子的可压紧模块(2)，该框架(1)设置于一墙内或隔墙中，在该墙或隔墙中形成一开口，该框架(1)的一末端设置有一该模块(2)的屏障以及至少一压紧单元(3)，形成一密封，其特征为，该框架(1)内部毗邻该模块(2)等的屏障处设置有一导电材料层(8)。

2.如权利要求1所述的框架(1)，其特征为，该模块(2)的一屏障包括至少一个压紧单元(3)，设置于该框架(1)的每个末端，该导电材料层(8)设置于该框架(1)的每个末端，该模块(2)等的屏障间形成的空穴中。

3.如权利要求1所述的框架(1)，其特征为，该框架(1)的另一端设置有一盖子(11)，该导电材料层(8)设置于该框架(1)内、包括至少一压紧单元(3)的该模块(2)的屏障和该盖子(11)之间。

4.如权利要求1所述的框架(1)，其特征为，该导电材料是钢丝棉或其他金属螺线的不定形束。

5.如权利要求1所述的框架(1)，其特征为，该导电材料设置于一蜂窝结构(12)中。

6.如权利要求1所述的框架(1)，其特征为，该导电材料为多个多网格形式。

7.如权利要求1所述的框架(1)，其特征为，该导电材料为由一根或多根金属螺线构成的一个或多个垫子的形式。

8.如权利要求1所述的框架(1)，其特征为，该导电材料为一个或多个针刺毡的形式。

9.如权利要求1所述的框架(1)，其特征为，该导电材料接地。

10.如权利要求1所述的框架(1)，其特征为，该模块为EMC模块。

11.如权利要求1所述的框架(1)，其特征为，该模块为标准模块。

12.如权利要求1所述的框架(1)，其特征为，该缆线(9)容接于该模块(2)中，每根缆线(9)的一缆线屏蔽(10)都暴露在导电材料层(8)的区域中，并与该导电材料相接触。

13.如权利要求1所述的框架(1)，其特征为，该导电材料层(8)与该框架(1)相接触。

14.如权利要求1所述的框架(1)，其特征为，该管子容接于该框架(1)的该模块(2)中。

15.如权利要求1所述的框架(1)，其特征为，如果使用了不包含导电材料部分的管子或缆线，则该管子或缆线的一部分设置导电材料或其它种类的波导，其中该导电材料位于该框架(1)内的导电材料层(8)的区域。

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