CN1217093A - 密封孔的密封装置 - Google Patents

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Abstract

密封一个或多个延伸件穿过物体上的孔的密封装置,其包括:(a)至少两个挤压件;(b)至少两个密封孔的密封件,使用时至少密封件之一的一部分位于至少两个该挤压件之间;(c)使用时压紧装置通过移动挤压件使之互相靠近以挤压密封件。密封装置这样设置:每个延伸件在至少两个密封件之间延伸,密封件在横向于延伸件延伸方向上互相紧挨着,当密封件受压紧装置压力时,其相互之间形成密封接触,并与每个延伸件密封接触。

Description

密封孔的密封装置
本发明涉及密封穿过一个或多个延伸件物体上的孔的密封装置。例如，延伸件可为光缆或电缆，光导纤维(包括“坚固的”光导纤维例如连接光缆)，或电导线。本密封装置也可与硬管、软管或管状物一起使用。本发明还涉及装有一个或多个光导纤维或电导线接头的密闭容器，该容器在其壁上有至少一个这样的密封装置。本发明还涉及密封物体上孔的密封方法。
美国专利第4267401号公开了一种电缆管道用密封塞，该密封塞有一塞芯，它由至少一个可径向膨胀的密封件构成，以密封电缆管道并允许电缆或类似物体穿过。直到需要一条或几条电缆时密封塞的通孔由销形可卸除的插塞封闭，设置保持装置以固定插塞就位。该密封塞包括使密封件与电缆管道壁产生密封接触的纵向压紧装置。每个通孔经槽可向相应密封件的周边敞开，以便允许电缆的侧向插入。
本发明的发明者现已研制出一种具有更简单结构的新型密封装置，该密封装置易于安装，至少具有与US4267401的密封塞同样好的密封性能。并具有比US4267401的密封塞更好的密封性能。本发明的新型密封装置也可以比US4267401的密封塞更好地用于密封更多数量的延伸件。
根据本发明的第一个方面，本发明提供一种可密封一个或多个延伸件穿过的物体上的孔的密封装置，它包括：(a)至少两个挤压件；(b)至少两个密封孔的密封件，在使用状态，至少其中之一的密封件的至少一部分位于至少两个该挤压件之间；(c)压紧装置，在使用状态它通过移动该挤压件使之互相靠近以挤压密封件；
因此，该密封装置这样设置：一个或每个延伸件在至少两个该密封件之间延伸，密封件在横向于延伸件延伸的方向上互相邻接定位。当密封件受到压紧装置的压力时，密封件相互之间形成密封接触，并与一个或每个延伸件密封接触。
两个或多个密封件分别优选地是单独分离元件；在使用时它们被结合在一起。可是，在某些实施例中密封件(或至少两个密封件)可以连接在一起(包括连接成为一个整体)。例如，一个或多个腹板或其它连接件可以连接密封件。
可用于本发明密封装置的一些延伸件种类的实例如上述。例如，此密封装置可用作管道密封装置(即用于管道的阻塞和密封管道的内部)。该密封装置也可用作壁(例如隔板)上的绝缘孔圈或所谓的“直连件”。例如，此密封装置可用作小轿车或其它车辆上的直连件(其也可用在船舶，飞机等等之上)。例如，一种特殊用途可以作为小轿车或其它车辆的发动机室与客厢之间隔板上的直连件。可是，本申请人预期该密封装置的最初应用是在装有光导纤维或电线接头或类似物的密闭容器中。例如，该容器可以是接线盒或其它密闭匣，例如所谓的“电缆盒”。例如，该容器可装有一个或多个光导纤维束。
根据本发明的第二个方向，本发明提供装有一个或多个光导纤维或电导线接头的密闭容器，该容器在其壁上有至少一个根据本发明第一方向的密封装置。使用时，容器可装有预装的密封装置，但最好装有作为一个或多个独立元件的密封装置以便使用时被组装。孔可以是安装时容器上已有的或可以是安装时才加工出的。例如，容器壁上可以有一个或多个可除去部分，其可被除去(例如，通过切削)以提供所需孔。
因为延伸件在至少两个密封件之间延伸，密封件在横向于延伸件延伸的方向上互相邻接定位，当密封件受到加紧装置挤压时，密封件相互之间形成密封接触，并与延伸件密封接触，所以本密封装置有避免必须使用销形塞或其它塞(例如US4267401的密封塞所需的)的优点。而本发明密封装置由于有新颖，有创造性的结构，对于差不多任何数目的延伸件，范围从零(即无延伸件)至适于每个具体密封装置的最大数目的延伸件，通常只通过挤压密封件，即借助于压紧装置使挤压件互相靠近，可获得紧密密封。这样，不管一个孔有零个或一个，两个，三个，四个等(直至所需最大数目)延伸件穿过，通常可以用这种简单方式密封。本发明特别优选的密封装置可容纳的最大数目延伸件为24个。例如，该密封装置可容纳最多24条光导纤维(特别是“坚固的”光导纤维，例如连接光缆)。其它密封装置当然可以容纳不同的最大数目延伸件(例如6,8,10,12,20,30,40,48)。
本发明优选的实施例，密封件包括：(ⅰ)至少一个外密封件，它在使用状态位于孔的内缘，以形成与物体的密封接触；(ⅱ)至少一个内密封件，它在使用状态横向地(径向)位于外密封件之内。
一个或每个外密封件或外密封件组最好是大体圆环形或椭圆环形。一个或每个内密封件或内密封件组最好有大体圆形或椭圆形外周缘。密封装置优选地有单个环形外密封件(例如，一个O形环圈)和一个或两个盘形或环形的内密封件(例如，可有至少两个半圆形内密封件)。例如，可有单个内密封件，或者另外有至少两个(最好只有两个)内密封件，每个内密封件方便地装在相应的挤压件上。在有两个或多个内密封件的实施例中，内密封件最好使用时纵向地(相对延伸)互相紧挨着，并(沿纵向)具有单个较大的内密封件的结合效果。
当密封件不受力且为未变形状态时，外密封件的内径至少与内密封件的外径相等，但外密封件的内径不得大于内密封件的外径5mm，最好不大于3mm。
一个或每个外密封件的外周缘最好有至少一个环槽或其它定位装置，以将外密封件装在孔中。例如，环槽横截面通常可以是U形或V形。
密封装置的至少一个，最好每一个，挤压件上最好有一个或多个开口，使用时，使延伸件穿过开口。优选地包括一个或多个开口槽，使用时可将延伸件插入槽中，一个或每个槽选择地朝挤压件外周缘开口并自该外周缘延伸。有利的是，至少其中之一的挤压件，优选地是每个挤压件还包括保持件，保持件可装在挤压件外周缘以封住开口槽，从而夹持一个或多个插入槽中的延伸件。本发明这一特定方向被认为在其权利要求中是新颖的和有创造性的。
根据本发明的第三个方向，本发明提供可密封一个或多个延伸件穿过的物体上的孔的密封装置，它包括：(a)至少两个挤压件，至少其中之一的挤压件有一个或多个开口槽，使用时延伸件可插入其中，一个或每个槽朝挤压件外周缘开口并自该外周缘延伸；(b)至少一个密封孔的密封件，使用时至少密封件的一部分位于至少两个该挤压件之间；(c)压紧装置，使用时，压紧装置通过移动该挤压件使之互相靠近来挤压密封件；(d)至少一个保持件，它装在一个该挤压件的外周缘，挤压件有一个或多个开口槽，保持件封住开口槽，从而夹持一个或多个插入槽中的延伸件。
该密封装置最好包括至少两个挤压件，每个增压件有这样的开口槽。密封装置优选地也包括至少两个保持件，每个保持件可装在相应挤压件的外周缘。
本发明第一和第三方面的优选实施例中，每个挤压件有大体圆形外周缘，每个保持件最好有大体圆形内周缘。每个保持件最好有一个开口，使用时，至少一个该延伸件可通过开口，以便将延伸件插入挤压件的一个该开口槽中，保持件装在挤压件上，保持件最好可相对挤压件移动，例如滑动，以使开口可以顺序地与多个该开口槽中的每一个邻接定位，因而允许依次插入多个延伸件。这样有如下优点：每个延伸件可以被顺序地插入并保持在相应的开口槽中。因而基本上防止了在密封装置的安装期间延伸件从其正确的开口槽中偶然地移出。
每个保持件最好为大体环形。保持件最好是个开口环。
每个保持件上的开口宽度优选地不大于挤压件上的开口槽宽度。保持件最好是挠弹性件，从而使每个保持件上的开口可被打开(最好可用手打开)以便一个延伸件穿过(或有助于穿过)开口并进入挤压件的一个开口槽中。开口最好是倾斜的，以便于一个延伸件穿过开口时，弹性开口可打开。在一些实施例中，保持件可以弹簧加载，例如弹性地偏压到挤压件。
每个保持件优选地装在其相应挤压件上，保持件位于挤压件外周缘的至少一个环槽中和/或在挤压件外周缘的至少一个凸缘上。每个保持件通过作为安装保持件的挤压件的周向增大，协助挤压至少一个密封件，优选地挤压至少一个外密封件。这样可有对外密封件提供均匀压力的优点。
根据本发明的第四个方向，本发明提供一种使用根据有关本发明第一和第三方向的优选实施例的密封装置密封物体上的孔的方法(一个或多个延伸件穿过该孔)：(a)将一个或每个延伸件插入至少一个，最好是每一个挤压件的相应开口槽中；(b)将密封件插入孔中；和(c)通过压紧装置移动挤压件互相靠近，挤压挤压件之间的密封件。
步骤(b)可以在步骤(a)之前完成，但步骤(a)最好在步骤(b)之前完成，步骤(b)在步骤c之前完成。
步骤(a)的最好还包括通过装在每个挤压件外周缘的保持件保持每个延伸件在挤压件的相应槽中。步骤(a)最好包括使保持件的开口邻接挤压件的开口槽定位，使一个或每个延伸件通过开口并插入开口槽中，使保持件相对于挤压件移动，例如滑动，以使其开口偏离开口槽。多个延伸件最好插入每个挤压件并保持在每个挤压件中，该方法还包括顺序地对每个延伸件重复步骤(a)。
根据本发明密封装置的压紧装置最好包括至少一个连接件，该连接件位于挤压件之间并使挤压件互相联接。压紧装置优选地包括单个中心轴向连接件。该连接件最好是螺纹件(例如螺栓)，可与螺纹紧固件(例如螺母，特别是蝶形螺母或类似物)螺纹连接。可是，任一种不同类型的压紧装置可被使用，它们包括钩扣配合装置和“螺旋锁紧”装置。压紧装置可包括弹性件(例如一个或多个弹簧或类似物)以对密封件施加偏置压力。
根据本发明密封装置的密封件可由各种不同的密封材料中的任一种或几种制成。优先选用橡胶，包括天然橡胶或人造橡胶，例如EPDM橡胶或硅橡胶。一种特别优选的密封材料是聚合泡沫橡胶(开孔或闭孔)，特别是硅泡沫材料(如硅泡沫橡胶)。此外，密封件可用一种凝胶密封材料制成。例如，一个或每个密封件可包括凝胶和另一种材料，例如合成橡胶制成。例如，凝胶包括硅胶，尿素胶，尿脘胶，热熔塑胶或任何合适的凝胶或胶质密封材料。通常，凝胶实质上是不可压缩的，当放其在压力下时(例如，在本发明密封装置的挤压件之间)，其通常会流动并与周围形状相符，形成与其它表面的密封接触。优选的凝胶包括油质聚合物。例如，聚合物可包括合成橡胶，或有相对硬成分和相对弹胶性成分的嵌段共聚物。此种共聚物的实例包括苯乙烯-丁二烯或苯乙烯-异戊二烯二元或三元共聚物，如国际专利申请WO88/00603号所公开的(此专利申请的全部公开内容与本文结合作为参考)。可是，最好，凝胶的聚合物包括一种或多种苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物。例如，用在优选凝胶中的补充剂油可以是碳氢化合物油(烃油)，如石蜡族或环烷质油或聚丙烯油，或它们的混合物。凝胶也可以包含添加剂，如水分清除剂(例如氯化苯酰)，抗氧化剂，颜料和/或杀菌剂。
密封件的密封材料或材料最好有不大于40的肖式硬度(回跳硬度)，如回跳硬度范围从5至40，最好为10至30，如15。此外，密封材料的压缩变形不大于50％比较好，不大于40％更好，最好不大于35％，如25％。此压缩变形最好根据IS0815标准测量，即经22个小时70℃下50％压缩应变并经30分钟恢复时间后测量。
挤压件和保持件优选地用一种或多种塑料材料制成，如聚丙烯，聚酰胺(尼龙)，聚碳酸酯，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS)或类似物质。此外，它们可用一种或多种金属如铝或钢制成。
现在参见附图，通过实例描述本发明，其中：
图1表示本发明一种密封装置的主要零件；
图2表示本发明另一密封装置的挤压件和保持件；
图3表示本发明两种密封装置的装配方法；
图4表示本发明优选密封装置的密封件、挤压件和保持件；
图5为一组4个视图，它们表示在孔中装配图4中密封装置；
图6为本发明另一密封装置的剖视图；
图7表示为图6中密封装置管件之一四个视图。
图1a至图1d所示为本发明一种密封装置的主要零件。图1a所示为外密封件1的横截面，外密封件1有环形密封，其外圆周上有环槽3。图1b所示为内密封件5的横截面，内密封件5为盘形，其上有轴向通孔7，用于安装细长连接件(图中未画出)。图1c所示为挤压件9的横截面图和端视图。挤压件9为盘形片，其上有多个开口槽11(24个槽，如图所示)，每个槽均朝挤压件9的外周缘开口并自该外周缘延伸。挤压件9也有轴向通孔10，用来安装细长连接件(图中未画出)。
如图1c的横截面图所示，槽11的封闭端不与挤压件的端面垂直，而是倾斜一个角度，(11°，如图所示)。这种结构有助于围绕延伸件(未画出)密封，因为其有使延伸件径向向内靠向内密封件5的作用。此作用用图1d中的虚线表示。
图1d所示为用图1a,1b及1c中的零件装配成的密封组件(用两个挤压件9)，但为了清楚起见，穿过挤压件9之孔10和内密封件5之孔7的延伸连接件未画出。装配此密封装置时，已将外密封件1嵌入壁13上一个孔的周边，这样，孔内缘的壁13就位于外密封件1的环槽3中。内密封件5位于环形外密封件1之内并夹在两个挤压件9之间。使用时，通过一延伸件轴向的压紧装置使两个挤压件靠近，将两个密封件1,5压在两个挤压件9之间。
图2a所示挤压件9与图1中所示的挤压件9相似，只是图2a中的挤压件在其外圆周上有个环槽15。如图2b所示，环槽15用于安装保持件17。挤压件9和环槽15通常是圆形，而保持件17有大体圆形的开口环，其内径至少与环槽15的底部直径大致相同。
保持件17有个开口19，其宽度至少与挤压件9之开口槽11的宽度大致相同。使用时，若保持件17位于挤压件9的环槽15中，就可将一个或多个延伸件插入挤压件的开口槽11中并靠保持件使其固定：先使保持件在环槽15中绕挤压件滑动(转动)直至开口19与开口槽11的开口端对正，然后使延伸件侧着穿过开口19并将其插入开口槽11中，最后滑动(转动)保持件使开口19不再与开口槽11对中。此操作根据需要可重复多次(即取决于需要将多少个延伸件固定在开口槽11中)。
图3a和3b表示本发明两种稍有差异的密封装置在一个物体之壁13的一个孔中安装的方法。在两个图中，环形外密封件1位于孔的内缘，两个挤压件9即将分别装到孔的两侧。在图3a中，单个内密封件5预装在其中一个挤压件的内侧表面上，而在图3b中，有两个内密封件5，两个均分别装在相应挤压件的内侧表面上，将挤压件联接到一起时，就使两个内密封件均处于外密封件1内。在图3b中，连接件未画出，但在图3a中细长件21就是连接件，细长件21装在其中一个挤压件上或与其中一个挤压件整体成形，细长件21有端部23，它可与件25互锁，件25位于另一个挤压件的外侧。
在图3a和3b中，外密封件1和内密封件5有可以相配合的锥面27，这些相配合的锥面在挤压件互相靠近压紧时，有助于迫使内外密封件密封接触。这样密封件的作用就如同楔子。图3a中所示外密封件1的内缘只向一侧倾斜，以便与单个内密封件5相配合，而图3b中所示的外密封件1的内缘向两侧倾斜，以便与两个内密封件5分别相配合。
图3b示意表示延伸件29穿过孔。例如，延伸件可以是个“坚固的”光导纤维(即光导纤维装在坚固的外套中)例如挠性接头或连接光缆。由图可见延伸件29穿过内密封件5和外密封件1。当两个挤压件9互相靠近压紧密封件时，内外密封件互相密封接触，延伸件29穿过其间。密封件上的孔需用塞或销塞住。
图4表示本发明优选的密封装置的装有保持件17的两个挤压件9及内外密封件5和1。图5a至图5d表示此种密封装置如何装在孔中。
在图5a中，外密封件1已经嵌入孔中，延伸件29(坚固的光导纤维)已插入其中之一的挤压件9的开口槽11中并穿过该孔。内密封件5装在以细长轴向的螺纹联接件21形式的压紧装置上。图5b表示延伸件29位于孔另一侧的另一个挤压件9的开口槽11中。在图5c中，两个挤压件即将被连接到一起，以向夹在其间的密封件加压。图5d表示装在孔中的密封装置与24个穿过孔及密封装置的延伸件。图4和图5中所示的密封件为硅泡沫橡胶制成。
图6是本发明另一种密封装置的横截面图。在此种密封装置中，压紧装置包括两个外壳件：主管形件31和管端件33。主管形件31可装在待密封的孔中。主管形件31的端部35最好固定在孔中，这样主管形件的其余部分即可伸出孔外。管端件33通过卡口式接头37相对于主管形件31可移动，和可固定。将管端件33固定在主管形件上，迫使两个盘形挤压件9互相靠近，从而使密封件1、5受挤压。
图7表示图6中密封装置的管端件33的四个视图。此管端件铰接在39上，以便其可以打开(所以它可“抱合”)。可通过互锁件41和43使此管端件闭合。

Claims (26)

1．密封穿过一个或多个延伸件的物体上的孔的密封装置，其包括：
(a)至少两个挤压件；
(b)至少两个密封孔用的密封件，使用时，至少一个密封件的至
少一部分位于至少两个该挤压件之间；
(c)通过移动该挤压件使之互相靠近来挤压使用的密封件的压
紧装置；
在使用状态，此密封装置这样设置，一个或每个延伸件在至少两个该密封件之间延伸，该密封件在横向于延伸件延伸的方向上互相邻近地就位，当密封件受到压紧装置挤压时，密封件相互之间形成密封接触，并与一个或每个延伸件密封接触。
2．按权利要求1的密封装置，其中，该密封件包括：(ⅰ)使用时，至少一个外密封件，它在使用状态位于孔的内缘以形成与物体的密封接触；(ⅱ)至少一个内密封件，它在使用状态横向地位于外密封件之内。
3．按权利要求2的密封装置，其中，一个或每个外密封件或外密封件组上是大体圆环形或椭圆环形。
4．按权利要求2或3的密封装置，其中，一个或每个内密封件或内密封件组有大体圆形或椭圆形外缘。
5．按从属于权利要求3的权利要求4的密封装置，其中，外密封件的内径在密封件不受力且未变形状态至少与内密封件的外径相等，但外密封件的内径不大于内密封件的外径5mm。
6．按上述任一权利要求的密封装置，其中，一个或每个外密封件在其外周边上有至少一个环槽，以将外密封件装在孔中。
7．按上述任一权利要求的密封装置，其中，有至少两个内密封件，每个内密封件固定在相应的挤压件上。
8．按上述任一权利要求的密封装置，其中，至少一个挤压件上有在使用状态延伸件穿过延伸的一个或多个开口。
9．按权利要求8的密封装置，其中，该一个或多个开口包括在使用状态延伸件插入其中的一个或多个开口槽，每个槽朝挤压件外周缘开口并自挤压件外周缘延伸。
10．按权利要求9的密封装置，其中，至少一个上述挤压件还包括保持件，该保持件可装在挤压件外周缘以封住上述开口槽，从而夹持一个或多个插入槽中的延伸件。
11．密封一个或多个延伸件穿过的物体上的孔的密封装置，包括：(a)至少两个挤压件，至少其中之一的挤压件有在使用状态延伸件插入其中的一个或多个开口槽，每个槽朝挤压件外周缘开口并自该外周缘延伸；(b)至少一个密封孔的密封件，该密封件的至少一部分在使用状态位于至少两个上述挤压件之间；(c)通过移动该挤压件使之相互靠近来挤压使用的密封件的压紧装置；(d)至少一个保持件，它装在有一个或多个开口槽的该挤压件外周缘，以便保持件封住开口槽并夹持一个或多个插入槽中的延伸件。
12．按权利要求10或11的密封装置，其中，每个挤压件有大体圆形外周缘，每个保持件有大体圆形内周缘。
13．按权利要求12的密封装置，其中，每个保持件可滑动地装到其相应的挤压件上，以便保持件围绕挤压件的至少部分外周缘滑动。
14．按权利要求13的密封装置，其中，每个保持件有一个开口，使用时，至少一个该延伸件可通过该开口，以便将延伸件插入装有保持件的挤压件的该开口槽中，保持件可相对挤压件滑动，以使开口顺序地与多个开口槽中的每一个邻接定位，因而允许顺序地多次插入延伸件。
15．按权利要求12至14的任一权利要求的密封装置，其中，每一个保持件为大体环形。
16．按权利要求10至15的任一权利要求的密封装置，其中，每一个保持件装在其相应挤压件上，保持件定位在挤压件外周缘的至少一个环槽中和/或定位在挤压件外周缘的至少一个凸缘上。
17．按权利要求10至16的任一权利要求的密封装置，其中，每一个保持件通过安装保持件的挤压件的周向增大，协助挤压至少一个密封件，优选地挤压至少一个外密封件。
18．按上述任一权利要求的密封装置，其中，压紧装置包括至少一个连接件，该连接件位于挤压件之间并使挤压件互相联接。
19．按权利要求18的密封装置，其中，压紧装置包括单个中心轴向连接件。
20．按权利要求1至17的任一权利要求的密封装置，其中，压紧装置包括至少两个外壳件，在使用状态至少部分地围绕着密封装置，两外壳件可相对移动和固定，以便挤压件互相靠近并使密封件受挤压。
21．按权利要求20的密封装置，其中，外壳可通过在外壳件上螺丝螺纹互相连接或通过卡口式接头相对移动和固定。
22．装有一个或多个光导纤维或电导线接头的密闭容器，装在壁上的此容器在其壁上包括至少一个根据上述任一权利要求的密封装置。
23．使用权利要求9至17的任一权利要求的密封装置密封穿过一个或多个延伸件的物体上的孔的方法包括：(a)将一个或每个延伸件插入至少一个挤压件的相应开口槽中；(b)将密封件插入孔中；和(c)通过压紧装置使挤压件互相靠近，使挤压件之间的密封件受压。
24．根据权利要求23的方法，使用权利要求10至17的任一权利要求的密封装置，步骤(a)还包括通过装在每个挤压件外周缘的该保持件将一个或每个延伸件保持在该挤压件的相应槽中。
25．根据权利要求24的方法，使用权利要求14的密封装置，步骤(a)还包括使保持件的开口邻接挤压件定位，将每个延伸件通过该开口插入开口槽中并使保持件相对于增压件滑动以使其开口偏离开口槽。
26．按权利要求25的方法，其中，多个延伸件插入每个挤压件并保持在每个挤压件中，该方法还包括顺序地为每个延伸件重复步骤(a)。
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