CN114556731A

CN114556731A - 液体环氧刷屏障

Info

Publication number: CN114556731A
Application number: CN202080062063.3A
Authority: CN
Inventors: N·A·桑托罗; C·J·明斯基; M·C·施纳
Original assignee: Hubbell Inc
Current assignee: Hubbell Inc
Priority date: 2019-07-12
Filing date: 2020-07-10
Publication date: 2022-05-27
Also published as: US20210013707A1; US11070042B2; US20210305800A1; US11355909B2; WO2021011321A1; MX2022000483A; EP3997769A1; CA3143629A1

Abstract

一种屏障，其包括外边缘和多个元件，例如从外边缘向内突出的刷毛。一种电气配件，其包括主体，其具有内腔，孔，其位于第一部分和第二部分之间的内腔内；以及屏障，其位于所述孔内或邻近所述孔；所述屏障包括外边缘和多个可弯曲元件。一种组装电气配件的方法，其包括：提供包括外边缘和向内突出的多个可弯曲元件的屏障；将屏障放置在电气配件的内腔中；将导体放置在内腔的第二部分中，导体的远端部分延伸穿过屏障并进入到内腔的第一部分中；以及用密封化合物填充内腔的第一部分。

Description

液体环氧刷屏障

技术领域

本公开涉及用于保护布线的电气配件，更具体涉及一种用于电气配件的液体环氧屏障元件。

背景技术

电气配件可以包括，例如，电缆连接器、管道配件、密封配件和电缆封套。电缆封套是一种保护装置，用于对线缆(例如电缆或光纤缆)进行物理和电气布线。电缆可包含多个导电元件，每个导电元件通常包括绝缘铜线，以传输功率和/或电信号。光纤缆可以包含若干能够承载光以传输光信号的光纤。电缆封套有时也称为电缆连接器或电缆配件，取决于预期的应用，可以由金属或非金属材料制成。通过引用并入本文的美国专利号10,008,845公开了一些示例性电缆封套。

电缆封套用于许多不同类型的电力、控制、仪表、数据和电信电缆。它们用作密封和端接装置，以确保支撑内部电缆的外壳保持内部环境适于电缆能够在各种不同外部环境中执行预期的功能。其中一些外部环境可能对没有电缆封套的封闭电缆的功能和性能非常有害。例如，使用电缆封套的危险环境类型包括淡水和盐水、极端温度、腐蚀性化学品和易燃易爆材料。

电缆封套和其他电气配件的一个通常应用是密封电气接线盒或其他电气设备的电缆和电线入口。电导体可嵌入包含在全部或部分电缆封套中的密封化合物中。该化合物为电气外壳内的爆炸提供了屏障。该化合物通常在组装过程作为液体或油灰施用，并且需要时间固化和硬化。在固化过程中，必须采取措施防止化合物在电缆封套内扩散或泄漏。包装纤维和羊毛材料通常包裹在电缆封套中，以保留所述化合物，但是包装纤维或羊毛材料难以使用，并且可能无法提供足够的屏障。

本发明解决了现有技术中的这些问题和其他问题。

发明内容

在本公开的一个示例性实施例中提供了一种刷屏障，其包括外缘和附接到外缘并从外缘向内延伸的多个刷毛。根据本公开的刷屏障的一种应用是在电气配件领域，例如电缆连接器、管道配件、电缆封套和密封配件等。

在根据本公开的一个示例性实施例中，电气配件包括主体，其具有用于接收多个导体的内腔；孔，其位于内腔的第一部分和内腔的第二部分之间的内腔内；和刷屏障，其限定在或位于孔内或邻近孔；该刷屏障包括外缘和附接在该外缘并从该外缘向内延伸的多个刷毛。导体可以至少部分移位并穿过刷毛。在一些实施例中，刷毛的远端限定了刷屏障中的中心开口，导体至少部分穿过该中心开口。

电气配件适用于在邻近刷屏障的内腔的第一部分内接收密封化合物，该密封化合物至少部分被刷障壁阻止传播到内腔的第二部分中。

在一些实施例中，导体被放置在至少部分延伸进入内腔的电缆中。在一些实施例中，刷毛具有限定刷屏障中的中心开口的远端，导体至少部分穿过中心开口。

在一些实施例中，孔包括支座，其中刷屏障抵靠在支座上。该配件还可以包括接合在内腔内并将刷屏障固定抵靠在支座上的止动元件。止动元件可以与内腔的内表面螺纹啮合。止动元件可以是锁环或橡胶索环。在其他实施例中，通过外缘和内腔的内表面之间的摩擦，刷屏障至少部分固定在内腔内。在一些实施例中，刷屏障的外缘是连续的。在其他实施例中，刷屏障的外缘是包括间隙的非连续外缘。在一些实施例中，刷屏障的外缘具有螺旋形状。刷屏障的边缘可以由黄铜、镀锌钢、不锈钢或聚合物中的至少一种组成。刷屏障的刷毛由合成纤维、天然纤维或金属组成。

在一些实施例中，电气配件包括入口部件和可滑动地接合在该入口部件内的灌注室，其中灌注室的内部限定了内腔的至少一部分。在一些实施例中，在灌注室中限定的内腔的第二部分是锥形的，使得其内径沿内腔的第二部分的长度而变小。

在根据本公开的一个示例性实施例中，电气配件包括主体，其具有用于接收多个导体的内腔；孔，其位于内腔的第一部分和内腔的第二部分之间的内腔内；以及屏障，其位于孔内或邻近孔。屏障包括外边缘和从该外边缘向内延伸的多个可弯曲元件。导体可以穿过可弯曲元件并至少部分地使该可弯曲元件弯曲。该屏障是以下中的一个：包括多个薄片的毛毡纤维屏障，该多个元件是由薄片限定的楔形部分；或在外边缘处包括外缘的刷屏障，该多个元件是附着在外缘并从该外缘向内延伸的刷毛。

在根据本公开的一个示例性实施例中，电气配件的组装方法包括以下步骤：提供包括外边缘或边缘和多个从外边缘向内延伸的可弯曲元件的屏障；将屏障放置在内腔的第一部分和内腔的第二部分之间的电气配件的内腔中；将电缆或至少一个导体放置在内腔的第二部分中，所述至少一个导体的远端部分延伸穿过屏障并进入到内腔的第一部分中；和用密封化合物填充内腔的第一部分，使得屏障基本上防止密封化合物泄漏到内腔的第二部分中。

在一些实施例中，屏障是包括多个薄片的毛毡纤维屏障，多个元件是由薄片限定的楔形部分。在其他实施例中，屏障是在外边缘处包括外缘的刷屏障，多个元件是附着在外缘上并从外缘向内延伸的刷毛。该多个刷毛可以具有限定刷屏障中的中心开口的远端，导体至少部分穿过该中心开口。该多个刷毛的至少一部分可以围绕或抵靠着导体而弯曲。

刷屏障的外缘，例如可以由金属组成，刷屏障的刷毛可以由尼龙组成。在一些实施例中，将至少一个导体放置在内腔的第二部分中的步骤包括将所述至少一个导体的一部分放置为与刷毛接触，以提供接地路径。

在一些实施例中，将屏障放置在内腔中的步骤包括将屏障放置为抵靠在内腔中的支座上。在一些实施例中，屏障包括第一侧和第二侧，第二侧与支座相邻，该方法还包括将内腔内的止动元件固定抵靠在屏障的第一侧的步骤。止动元件可以与内腔的内表面螺纹啮合。止动元件可以是橡胶索环。

附图说明

当结合附图考虑时，通过参考以下详细说明，可以更好地理解本公开和许多附带优点，从而更全面地理解本公开及所述优点，其中：

图1是根据本公开示例性实施例的电气配件的透视图；

图2是图1所示电气配件的分解图；

图3是图1所示类型的电气配件的另一个分解图；

图4A-4B分别是根据本公开示例性实施例的刷屏障的透视图和前视图；

图5A-5B分别是根据本公开示例性实施例的刷屏障的透视图和前视图；

图6A是根据本公开示例性实施例的电气配件的剖面图；

图6B是图6A所示电气配件的另一个剖面图，所述电气配件包括延伸穿过其的电缆；

图6C是图6B所示电气配件的另一个剖面图，所述电气配件包括电缆和密封化合物；

图7是根据本公开示例性实施例的电气配件的剖面图；

图8是根据本公开示例性实施例的电气配件的剖面图；

图9A是根据本公开示例性实施例的电气配件的透视图；

图9B是图9A所示电气配件的剖面图，所述电气配件包括电缆和密封化合物；

图10是根据本公开示例性实施例的电气配件的剖面图；

图11A是根据本公开示例性实施例的电气配件的剖面图；

图11B是图11A所示电气配件中使用的电缆和刷屏障的前视图；

图12是根据本公开示例性实施例的电气配件的剖面图；和

图13是根据本公开示例性实施例的屏障的透视图。

具体实施方式

通过参照结合附图对本公开的详细描述，可以更容易地理解本公开，附图构成本公开的一部分。应当理解的是，本公开不限于本文所述和/或所示的特定装置、方法、条件或参数，并且本文使用的术语仅用于通过示例的方式描述特定实施例，并不旨在限制所要求保护的公开内容。

此外，如说明书中使用的和所附权利要求书所包括的，单数形式的“一个”、“一种”和“所述”包括复数形式，涉及特定数值时至少包括该特定值，除非上下文另有明确规定。本文中的范围可以表示为从“约”或“近似”一个特定值和/或到“约”或“近似”另一个特定值。当表示这样的范围时，另一实施例包括从一个特定值和/或到另一个特定值。类似地，当通过使用先行词“约”将值表示为近似值时，将理解该特定值形成另一实施例。还应当理解，所有空间参考，例如水平、垂直、顶部、上、下、底部、左和右，仅用于说明目的，并且可以在本公开的范围内进行改变。

本文公开了一种刷屏障和电气配件，例如包括这种刷屏障的电缆连接器、管道配件、电缆封套和密封配件。现在将详细说明附图中所示的本公开的说明性实施例。

图1-2示出了根据本公开示例性实施例的电气配件100，尤其是电缆封套。电气配件100包括入口部件102、中间螺母104、可压缩后螺母夹(compressible back nut clamp)105和后螺母106。在示例性实施例中，中间螺母104通过螺纹啮合(未示出)固定在入口部件102和后螺母106上。

灌注室108可滑动地接合在入口部件102内。灌注室108具有近端部分，该近端部分具有与入口部件102的远端接合的凸缘107。灌注室108具有第一圆柱形腔，该第一圆柱形腔含有具有第一内径的第一内表面。第一内表面可以包括螺纹部分109和内支座111(参见图6A)。灌注室108还有具有第二圆柱腔的远端部分，该第二圆柱腔含有具有第二内径的第二内表面。在示例性实施例中，第二内径小于第一内径。在第一圆柱腔和第二圆柱腔之间限定有孔。

电气配件100可以由多种不同的材料组成，例如金属和/或塑料。在示例性实施例中，电气配件100主要由铝组成。

在一些实施例中，电气配件100包括部件之间的一个或多个O形圈和/或密封件。例如，电气配件100的入口部件102可以包括围绕其外表面的槽103(参见图6A)，用于将O形圈定位在入口部件和中间螺母104之间。在一个实施例中，电气配件100包括由腈组成的O形圈和至少一个由热塑性弹性体组成的密封件。电气配件100还可以包括接地弹簧115。

电气配件100还包括位于电气配件100内腔中的盘刷或刷屏障120。刷屏障120用于防止密封化合物(例如，液体环氧树脂)在电气配件100内固化之前穿出刷屏障120之外。在示例性实施例中，刷屏障120位于灌注室108中，但是它也可以位于内腔中的不同位置。止动元件，例如铠装止动件110，可以用于将刷屏障120固定在灌注室108中。在如图2和图6A-6C所示的示例性实施例中，铠装止动件110在其外表面上有螺纹，从而与灌注室108的第一内径上的螺纹109啮合，并将刷屏障120固定抵靠在支座111上。

如图3和图7所示，在一些实施例中，铠装止动件110a并不是螺纹连接，也不用于将刷屏障120固定在灌注室108a中。在示例性实施例中，电气配件100a包括用于将刷屏障120固定在灌注室108a中的索环112(例如，位于铠装止动件110a和刷屏障120之间)。索环112优选由橡胶(例如肖氏硬度约为80的硅橡胶)制成。索环112有中心开口和外槽，该外槽限定了与灌注室108a的内径啮合的上唇和下唇。

图4A-4B分别是根据本公开示例性实施例的刷屏障120的透视图和前视图。刷屏障120包括外圈或边缘122和固定在外缘122上的多个刷毛124。刷毛124向内突出并终止以限定开口130。开口130可以具有不同尺寸(例如，外径的约10-25％，如约14-20％)，或者在一些实施例中，刷毛124终止时几乎没有开口。在一个实施例中，刷毛124各自形成一个环，刷毛的远端附着在外缘122。

刷屏障120可制造成多种不同尺寸和形状，以适应不同的应用。在示例性实施例中，刷毛124由合成纤维组成，例如尼龙、聚酯、聚丙烯或其他聚合物。在其他实施例中，刷毛124可由天然纤维例如动物刷毛(例如马毛或其他动物纤维)和植物纤维组成。刷毛124还可以由金属丝(例如，碳钢、不锈钢、镀锌钢、青铜或黄铜的金属丝)组成，并且在一些实施例中，刷毛124接触电缆和/或电缆的一部分以提供接地路径。外缘122可由例如碳钢、不锈钢、镀锌钢、青铜或黄铜等金属组成。或者，外缘122可以由例如塑料等聚合物组成。

刷毛124接收并至少部分环绕导体，同时保持足够的屏障，以防止密封化合物穿过。刷毛124可以弯曲并彼此分离，以符合延伸穿过其的导体的不规则形状和位置，并填充导体间的空隙。

图5A-5B分别是根据本公开示例性实施例的一种替代性刷屏障220的透视图和前视图。在本实施例中，刷屏障220具有包括裂缝或间隙228的非连续外缘222。这允许刷屏障220在直径上被压缩，或者在某些情况下被扩展以适应不同的开口尺寸。

在一些实施例中，外缘222的端部在同一平面内彼此不相邻，而是在轴方向上偏移，形成螺旋或线圈排列。这些实施例为刷屏障提供额外的轴向长度，导致沿电缆和/或导体的长度产生额外的接触。例如，外缘222可以是具有两个或更多线圈(例如，或三个线圈、六个线圈、十个线圈或更多线圈)的螺旋线圈布置。线圈优选沿其长度具有恒定直径，但是在一些实施例中，线圈也可沿其长度具有减小的直径，从而形成圆锥形，以适应不同的应用和配件。

图6A-6B是根据本公开的示例性实施例的电气配件100的剖面图，分别是没有电缆140和有电缆140延伸穿过其的情况。电缆140具有多个导体142，例如用于传输功率或电信号的导电元件和/或用于承载光以传输光信号的光纤。如图所示，刷屏障120通过铠装止动件110固定在灌注室108中，抵靠着支座111。其他实施例可以包括不同固定机构，用于固定刷屏障120，例如图7所示的索环112。或者，刷屏障120可以抵靠在支座111上，而无需单独的固定机构(例如，参见图8)。

刷屏障120位于内腔的第一部分(图6A-6B中的刷屏障120下方)和内腔的第二部分(图6A-6B中的刷屏障120上方)之间。刷屏障120可以位于内腔的第一部分和第二部分之间所限定的孔内或与该孔相邻。刷屏障120接收并至少部分包围电缆140的导体142，同时保持足够的屏障以防止密封化合物穿过。

图6C示出了电气配件100，其中密封化合物150至少部分填充灌注室108，在本实施例中，灌注室108限定了电气配件100的内腔的第一部分。密封化合物150可以是例如填充化合物、环氧树脂和/或水泥。在电缆140已经就位的情况下，密封化合物150以液体或可延展的形式添加到灌注室108中，并且在密封化合物150固化时，通过刷屏障120防止密封化合物150穿过开口进入到内腔的第二部分中。

图8示出了具有锥形上部内腔的灌注室108b的电气配件100b的变型。在示例性实施例中，刷屏障120被压入到灌注室108b中，灌注室108b从顶部的较大直径逐渐变细成底部(在支座111b处)的较小直径，以通过摩擦将刷屏障120固定在灌注室120中。

图9A-9B示出了根据本公开示例性实施例的另一个电气配件300，尤其是密封配件。电气配件300包括主体302，该主体302限定了具有上部开口303和下部开口305的内腔。电气配件300包括至少一个侧开口，该侧开口可以用螺纹塞304封闭。电气配件300包括刷屏障320，该刷屏障320紧靠在内腔的第一部分和第二部分之间的支座311上。在示例性实施例中，刷屏障320通过刷屏障320和电气配件300的内表面之间的摩擦、插头304提供的夹紧力或两者的组合而固定到位。

电缆340伸入到电气配件300中。电缆340具有多个导体342，例如用于传输功率或电信号的导电元件和/或用于承载光以传输光信号的光纤。

如图9B所示，电气配件300中可填充液体化合物350，该化合物被刷屏障320阻止进入到内腔的下部。刷屏障320接收并至少部分包围电缆340的导体342，同时保持足够的屏障，以防止密封化合物穿过。

图10是根据本公开的示例性实施例的另一个电气配件400的剖面图，该电气配件400适合于接收电缆和/或多个导体。电气配件400包括入口部件402、中间螺母404、可压缩后螺母夹405、后螺母406、灌注室408和接地弹簧415。刷屏障420通过替代的止动元件固定在灌注室408中，抵靠着支座。在本实施例中，使用可膨胀锁环410。锁环410可在直径上被压缩以允许其被放置在灌注室408中，然后在直径上膨胀以与灌注室408的内径接合。

图11A至11B示出了根据本公开示例性实施例的电气配件500的另一实施例，该电气配件500适于接收电缆540。在本实施例中，电缆540具有导电(例如，金属)内层544和非导电(例如，塑料)外层546。在示例性实施例中，内层544由钢组成，外层546由聚氯乙烯(PVC)组成。内层544至少部分地延伸穿过刷屏障520。刷屏障520可以用例如索环510等止动元件固定在灌注室508中。

刷屏障520防止密封化合物(例如，液体环氧树脂)在电气配件500内固化之前穿过刷屏障520。在本实施例中，刷屏障520还将电缆540接地。刷屏障520具有金属刷毛，金属刷毛接触电缆540的内层544并将电缆540接地，而不需要接地弹簧。

图12示出了根据本公开示例性实施例的电气配件600的另一个实施例，图13示出了屏障620的另一个实施例。与之前的实施例一样，电气配件600可以包括入口部件602、中间螺母604、可压缩后螺母夹605和后螺母606。灌注室608可以滑动地接合在入口部件602内。屏障620可以通过索环112或本文所述的其他方式固定在灌注室608中。在本实施例中，屏障620是圆形元件，包括至少一层材料，多个薄片622穿过该层。如图12所示，屏障620可以是两层材料，提供两倍数量的可向上或向下弯曲的元件。在优选实施例中，该材料为毛毡纤维材料。在另一个实施例中，材料为硅橡胶。薄片622形成多个饼状或楔形部分624(例如，6-10个部分)，其向上或向下弯曲以形成允许导体延伸穿过屏障620的中心开口。在一些实施例中，屏障620可以具有与先前实施例中一样的半刚性外圈或边缘。

屏障620的尺寸可以设置成适合各种电气配件。屏障620尤其适用于较小直径，但不限于此。举例来说，屏障620的外径可约为0.5-0.696英寸，薄片区域的直径约为0.348-0.48英寸，厚度约为0.094英寸。上面讨论的刷屏障120/220/320/420通常可以容纳更大的尺寸，例如直径约为0.770至至少约3.889英寸，厚度约为0.094至至少约0.156英寸。

如全部附图所示，相似的附图标记表示相似或相应的部件。虽然本公开示例性实施例已在上文中描述和说明，但应理解，这些是本公开的示例性实施例，不应被视为限制。可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下进行添加、删除、替换和其他修改。因此，本公开不应解释为受前述描述的限制。

Claims

1.一种电气配件，包括：

主体，其具有用于接收多个导体的内腔；

孔，其位于所述内腔的第一部分和所述内腔的第二部分之间的内腔中；和

刷屏障，其位于所述孔中或邻近所述孔，所述刷屏障包括外缘和附接到所述外缘并从所述外缘向内延伸的多个刷毛，所述刷毛能通过所述导体移位。

2.根据权利要求1所述的电气配件，其中所述刷毛具有远端，所述远端在所述刷障壁中限定了中心开口，所述导体至少部分穿过所述中心开口。

3.根据权利要求1所述的电气配件，还包括：

密封化合物，其位于与所述刷屏障相邻的所述内腔的第一部分内，所述密封化合物至少部分地被所述刷屏障阻止传播到所述内腔的第二部分中。

4.根据权利要求1所述的电气配件，其中所述孔包括支座，其中所述刷屏障抵靠在所述支座上。

5.根据权利要求4所述的电气配件，还包括接合在所述内腔中并将所述刷屏障固定抵靠在所述支座上的止动元件。

6.根据权利要求5所述的电气配件，其中所述止动元件与所述内腔的内表面螺纹啮合。

7.根据权利要求5所述的电气配件，其中止动元件是锁环或橡胶索环中的一个。

8.根据权利要求1所述的电气配件，其中所述刷屏障的外缘是包括间隙的非连续边缘。

9.根据权利要求1所述的电气配件，其中所述刷屏障的外缘具有螺旋形状。

10.根据权利要求1所述的电气配件，其中所述刷屏障通过所述外缘和所述内腔的内表面之间的摩擦至少部分固定抵靠在所述内腔中。

11.根据权利要求1所述的电气配件，其中所述主体包括入口部件和能滑动地接合在所述入口部件内的灌注室，其中所述灌注室的内部至少限定了所述内腔的一部分。

12.根据权利要求11所述的电气配件，其中在所述灌注室中限定的所述内腔的第二部分是锥形的，使得所述内腔的第二部分的内径沿所述内腔的第二部分的长度而变小。

13.根据权利要求1所述的电气配件，其中所述刷屏障的外缘由黄铜、镀锌钢、不锈钢或聚合物中的至少一种组成。

14.根据权利要求1所述的电气配件，其中所述刷屏障的刷毛由合成纤维、天然纤维或金属中的一种组成。

15.一种电气配件，包括：

主体，其具有用于接收多个导体的内腔；

屏障，其位于所述孔中或邻近所述孔，所述屏障包括外边缘和从所述外边缘向内延伸的多个可弯曲元件；

其中所述屏障是以下中的一个：包括多个薄片的毛毡纤维屏障，所述多个可弯曲元件是由所述薄片限定的楔形部分；或在外边缘处包括外缘的刷屏障，所述多个元件是附着到所述外缘并从所述外缘向内延伸的刷毛。

16.根据权利要求15所述的电气配件，其中所述孔包括支座，其中所述屏障抵靠在所述支座上。

17.根据权利要求16所述的电气配件，还包括接合在所述内腔中并将所述屏障固定抵靠在所述支座上的止动元件。

18.一种组装电气配件的方法，包括以下步骤：

提供包括外边缘和从所述外边缘向内延伸的多个可弯曲元件的屏障；

将所述屏障放置在所述电气配件的内腔的第一部分和所述内腔的第二部分之间的内腔中；

将至少一个导体放置在所述内腔的第二部分中，所述至少一个导体的远端部分延伸穿过所述屏障并进入到所述内腔的第一部分中；和

用密封化合物填充所述内腔的第一部分，使得所述屏障基本上防止所述密封化合物泄漏到所述内腔的第二部分中。

19.根据权利要求18所述的方法，其中所述屏障是包括多个薄片的毛毡纤维屏障，所述多个元件是由所述薄片限定的楔形部分。

20.根据权利要求18所述的方法，其中所述屏障是在外边缘处包括外缘的刷屏障，所述多个元件是附着到所述外缘上并从所述外缘向内延伸的刷毛。

21.根据权利要求20所述的方法，其中所述刷屏障的刷毛由金属组成，其中将至少一个导体放置在所述内腔的第二部分中的步骤包括将所述至少一个导体的一部分放置为与所述刷毛接触，以提供接地路径。

22.根据权利要求18所述的方法，其中将所述屏障放置在内腔中的步骤包括将所述屏障放置为抵靠在所述内腔中的支座上。

23.根据权利要求18所述的方法，其中所述屏障包括第一侧和第二侧，所述第二侧与所述支座相邻，所述方法还包括将所述内腔中的止动元件固定抵靠在所述屏障的第一侧的步骤。

24.根据权利要求23所述的方法，其中所述止动元件与所述内腔的内表面螺纹啮合。

25.根据权利要求23所述的方法，其中所述止动元件是橡胶索环。