CN1251223A

CN1251223A - 可复原的物件

Info

Publication number: CN1251223A
Application number: CN98803525A
Authority: CN
Inventors: D·约恩斯; P·R·温菲尔德; J·特林格尔; G·甘斯比勒; S·M·莱温顿; P·科斯蒂甘
Original assignee: Raychem Ltd
Current assignee: Raychem Ltd
Priority date: 1997-03-19
Filing date: 1998-03-18
Publication date: 2000-04-19
Also published as: BR9808375A; PL335510A1; AU6510598A; WO1998042058A1; CA2283439A1; TR199902227T2; EP0968557A1; US6337440B1; CZ323799A3; HUP0002181A2; GB9705692D0; HUP0002181A3; JP2001516555A

Abstract

一种可复原的物件,包括内弹性管状件(120),它通过与外膨胀装置(122)接合使其处于横向膨胀状态。其中内部件(120)的外表面设置有许多沿表面延伸的槽,而膨胀装置(122)放入槽中,从而形成了所述的张紧接合。另外,张紧接合设置成可用机械方法削弱,在膨胀装置(122)的分子结构性能上无大的变化,因此可使内管状件(122)复原到非膨胀状态。

Description

可复原的物件

本发明涉及密封细长基体的可复原的物件及其方法。例如基体可包括电力电缆或通讯电缆，尤其是电缆连接。电缆连接可包括二个或多个电缆之间的接头，或位于连接到电气设备(如配电装置或变压器)上的终端盒或高压套管上的电缆终端。终端可包括连接装置(如弯头)。

本发明将参照二个电力电缆之间的串联式连接做进一步描述，但应当懂得，这只是一个实例，并不限于此。

二个电力电缆(一个或二个为聚合绝缘电缆或纸绝缘电缆)之间的接头需放在带有电绝缘层的保护装置中。多年来，为达到此目的采用了热缩技术，热缩产品可从Raychem公司和其他公司获得。然而，也可采用不需要加热的技术。推进式套管和弯头也是有效的，但与热缩产品不同，由于它们需要大的设备进行安装，因此在布局上受到严格限制。其它所谓的冷施压法需要管状弹性套管，以便径向膨胀并安装到刚性膨胀件上，其内径大于要密封的电缆接头的最大外径。作为后者的实例(如US-A-3515798所述)是从3M公司获得的PST套管。此套管具有一内膨胀件，膨胀件是由刚性柔软材料制成的连续窄带以刚性闭合的螺旋线形式组成，从而形成了相邻的相互连接的带卷。该膨胀套管安装到电缆接头上，然后将螺旋窄带松开，因此，可使膨胀的弹性绝缘保护套收缩从而套在接头上。然而，要使膨胀窄带沿着延伸的电缆螺旋松开，尤其是如果在电缆沟或检查孔的有限空间内工作时，这是很困难的。冷施压法的另一个实例在US-A-3824331(AMP公司)中进行了描述，其中弹性管状保护套由一块易于取出的外支撑件支成膨胀状态，保护套的每一端都包在支撑件的外侧上。保护套和支撑件通过工字钢形的隔离带安装到纵向开缝的大直径的内套管上。当电缆接头定位时，隔离带沿纵向从开缝处取出，从而使内管受到挤压，然后将其从保护套中自由抽出。此时保护套端部不再包盖住相邻的电缆部位，并移去外支撑件。还将意识到这种布置需要内、外膨胀件，并且每个膨胀件必须能卸下。EP-B-0 530952(3M公司)揭示了保护套组装件，其中，弹性管靠内支撑芯体保持在膨胀状态。芯体是易碎的，因此，弹性管产生的作用力使芯体破碎，从而使弹性管在基体上收缩。破损芯体的碎片留在弹性管内，因此必须尽可能的小，以便容纳在其中。

采用上述这些结构，膨胀件均放置在与基体电缆接触的套管的内部。因此，套管不宜于采用凝胶、树脂或粘结剂类型的内涂层。此问题已由US-A-4410009(Sigmaform公司)中所述的可复原的套管组装件得到了解决，在该专利中内弹性管通过外部硬管保持在径向膨胀状态，外管环绕并固定到内弹性管的外表面上。外管是用刚性的热固化粘结的聚氨基甲酸(乙)酯制成，因此，外管具有足够的粘性将内管保持膨胀状态，但受外力作用时，它将从内管上剥落下来。US-A-4070746(Raychem公司)揭示了可复原的管状物件，其中弹性套管通过粘结其上的外部约束件使其处于径向膨胀状态。其约束力很大，在正常的存放情况下，足以使套管处于膨胀状态，而这种约束件易于被削弱粘性的溶剂腐蚀，从而使弹性套管摆脱此约束力，并复原到原始状态。US-A-4233731(Raychem公司)揭示了包括空心弹性件的尺寸可复原的物件，其中空心弹性件膨胀到尺寸不稳定的状态，此状态可由一保持器保持，此保持器位于离开复原轨迹的空心件的分开的二部分之间。保持件由在加热和/或化学处理(例如受到溶剂作用时进行化学裂变)时变弱或形状易改变的材料制成。在一实施例中，易熔材料的一楔块放入到铜铍合金的对开管周边上的裂缝中。在另一实施例中，由工程塑料制成的管状部件的外表面具有楔形突起部分，聚碳酸酯的窄带插入二突起部分之间，以保持膨胀状态。EP-A 0590469(Kabelmetal公司)揭示了可复原的弹性管状物件，通过以一定的图形螺旋设置在膨胀管的外表面上的热塑加强件使其处于膨胀状态。

本发明的目的就是提供一可复原的物件及其制造方法，其中物件通过有利的外膨胀装置处于膨胀状态，而不与里面的诸如凝胶、粘结或树脂层相干涉，所述层施加于内部，可作为内部涂层或可设置在要包封的基体周围。

因此，本发明提供了一包括内弹性管状件的可复原的物件，弹性管状件通过与外膨胀装置接合使其处于横向膨胀状态，其中内部件的外表面设置有许多沿表面延伸的槽，而膨胀装置放入槽中，从而形成了所述的张紧接合，另外，张紧接合设置成可用机械方法削弱，在膨胀装置的分子结构性能上无大的变化，因此可使内管状件复原到非膨胀状态。

张紧接合的机械削弱由膨胀装置的形状变化来实现。

本发明的物件设置成通过机械削弱得到复原，而不需采用热处理或化学处理(包括使用溶剂)，具有在基体上简化安装的优点。

膨胀装置最好包括多个窄带，以便放置在相应的槽中形成紧密配合。每个窄带包括一些沿纵向具有一定间隔的膨胀件，它们大体可沿长度方向以不连续的方式填充凹槽，并且每个窄带的膨胀件彼此连接在一起。膨胀件可与二者之间的连接条构成一整体，并可由模数高的聚合材料制成。另外，由连续的底层构成的连接条可由弹性层形成，并且，不连续的膨胀件可由模数高的材料制成。此外，每个窄带最好沿长度方向可基本充满槽，例如沿此方向具有基本均匀的断面。

在膨胀装置包括多个窄带的实施例中，物件可包括一个或多个(最好是二个)支撑件(例如以环的形式)，以便保持基本为环形断面结构的管状件(最好通过膨胀带)。每个支撑件最好沿径向向内放在膨胀带和/或管状件上。每个支撑件可放在靠近管状件的端部，最好是管状件的外部。

膨胀装置的每个窄带包括二部分，使得：(a)当二部分彼此连接时，可维持膨胀装置的完整性，(b)当二部分之一从与槽接合的另一部分中取出时，该另一部分可改变形状，从而有利于削弱张紧接合。内部件的形状改变可由转动来实现。

在一实施例中，膨胀装置可包括许多由模数高的材料制成的窄带，它们与内部件的齿形外表面的相应槽相接合，每个窄带嵌在保持润滑剂的模数低的外罩内。膨胀装置的释放可由从外罩一端到另一端开缝来实现，因此，润滑剂可促使内部件的恢复力将窄带推出槽。开缝可由带有与相应膨胀窄带相接合的向内凸起的切削表面的环形圈来实现。

在另一实施例中，膨胀装置可由绕着内部件的整个圆周延伸的层而构成，并粘结其上以延伸到凹槽顶部以上。在此膨胀结构中，该层可折入凹槽中，也可向外翻，例如从物件的一端逐渐到另一端，以便铰接成使物件复原的结构。

弹性内部件的外表面上的槽最好成齿形结构。

内部件的外表面上的凹槽(例如纵向槽)最好是凹形的，以提高膨胀装置的保持性。

将会意识到，凹槽的形状必须保证在存放和运输过程中，使内部件处于膨胀状态，当物件放在基体上时，不需要过大的力，最好用人工即可松开。内部件和膨胀装置之间的接面形状取决于以下因素：(i)内管状件和膨胀装置的材料，尤其是相对硬度；(ii)在膨胀的管状件内部的趋使其复原的力，它本身将取决于材质、部件的膨胀率以及其厚度。因此，例如，由膨胀率高、模数较高的材料制成的厚壁内部件由于其恢复力很大，因而需要膨胀装置提供相当大的机械联锁。

内部件最好是由聚合材料，尤其是弹性材料制成。

内管状件的一端或二端最好具有斜的(尤其是带倒角)的内表面。这有助于防止环绕基体(如电缆)的管状件在复原时其端部插入到基体中。

内部件可作为电力电缆接头、终端或类似部分的包覆件，并且可由导电材料制成，例如形成接头的导电连续断面，和/或电屏。内管状件的内表面上具有一层或多层材料，例如可用共挤出的方式形成。例如电绝缘层和/或导电应力分级聚合层可与内部件的内部共同挤出形成。该附加层与内部件具有不同的机械性能，如更有弹性，因而提高了与基体(如电缆接头)的一致性。最里面还可以有一导电层，例如只沿其他层的长度方向延伸，以提供法拉第筒。里面的凝胶、树脂或粘结层可增加与基体的一致性和密封性，如排除了空气和/或水份。而且可以设想，该密封层可与基体分离。

根据本发明的另一方面，还提供了一种基体，例如根据本发明所述的可复原物件密封的电缆接头、终端或弯头。

膨胀装置可以是具有流动性的材料(如砂子或其他粒状材料)，并通过聚合材料或其他适宜材料包装定位。这种流动性材料为可硬化材料(如烧石灰、水泥、可硬化环氧树脂系列或其他热凝材料)，它们需要或不需要包装。

然而，无论如何膨胀装置是否是流动性的，理想的是将本发明的物件密封在外罩内，以便在存放或运输过程中提高膨胀装置的保持性。

膨胀装置可以是泡沫材料，最好是高密度的泡沫材料，它可制成带的形式，以与内部件的外表面上的槽相配合，或在现场制成泡沫状，以填充膨胀的凹槽。

膨胀装置可由沿横向具有很好的耐压性的材料制成，尤其是制成窄带状，同时沿内部件的纵向呈现更好的柔性或脆性，因此便于控制其取出，进而控制内部件的复原。已经发现卡纸板是适宜的材料，例如材料包括约0.9mm厚的复合的牛皮纸。木板、纤维板或灰泥板也是适宜的材料。在后一种情况下，灰泥板包括夹在卡纸板之间的一层9mm厚的灰泥，并发现整个厚度约为10mm是合适的。此膨胀装置比较便宜，而且可生物降解。然而，还可以设想，本发明的物件的膨胀装置可以由最好可生物降解的聚合材料制成。

膨胀装置可模压在内管状部件的外表面上。

本发明进一步提供了包括电气元件的细长基体，例如根据本发明所述的可复原物件密封的电缆接头、终端或弯头，其中膨胀装置可从内部件的一端到另一端剥离下来。

参照附图作为实例将对本发明的每个实施例的可复原物件进行描述，其中：

图1是可复原物件的一实施例的等角投影图；

图2是图1中的物件的端面图；

图3是作为串联式电力电缆接头部分的图1和图2物件的等角投影图；

图4和图5是可复原物件的另一实施例的局部端面图；

图6是膨胀窄带的另一实施例的部分等角投影图。

图1和图2表示可复原的物件，其中内弹性件120具有纵向齿形外表面，十二个齿形槽每一个由膨胀窄带122填充。每个窄带122包括通常空心的矩形外部124，其具有可折叠的或削弱的内壁126，内壁由内部刚性管128沿其长度方向保持。当十二个刚性管128沿纵向抽出时，膨胀了的物件120的径向复原趋向于使其圆周减小，从而使横向力作用在膨胀部分124的侧壁上。这些力使得削弱的内壁126向内折，膨胀部分124从齿形槽中弹出，因此，弹性件120向非膨胀时的直径复原，当与基体(未示出)完全接触时即完全复原。

图3表示根据上述实施例，在串联式的电力电缆接头上处于复原状态的物件140。物件140包括齿形导电的弹性件142和最里面的聚合绝缘材料层144。每个电缆都有聚合外套146，折回的接地屏蔽线148，以及主要绝缘材料150。在物件140复原之前，绕着电缆线(未示出)接头的区域被密封在应力控制材料层152中，并且由于物件140的复原使其受压而与下面的部件相一致，因而将空气从接头处排出。尽管没有示出，但将会理解到可将保护外套与接头上(如图3所示)，因而包围物件140，并密封到每个电缆外套146上。在屏蔽线148之间通过导电层142可使电连续通过接头。保护外套采用英国专利申请No.9626364.5中公开的那种，所有内容在此将作为参考内容引用。

图4示出可复原物件的另一实施例的局部端面图，其中处于弹性内部件外表面相邻凸台82之间的槽80由两部分组合的细长膨胀窄带84填充。窄带84的中间支撑部分86一般呈H形，其中较窄的中间桥接部分形成铰接。膨胀窄带84的另一部分是一对侧边带88，其作用是作侧边带与中间部分86的摩擦界面小于中间部分86与凸台82的摩擦界面。

图5示出图4所示物件的另一种改型，其中间部分90为外角进行了倒角处理的中空矩形，而且侧边带92为楔形，以便与齿形内部件的槽的侧壁形状相一致，并时增强膨胀部分90的保持性。

在另一实施例中，通过采用侧膨胀块(如侧边带88或92)可减少摩擦，也可在内部件的槽或膨胀部分84，90的侧面喷涂低摩擦材料或使用润滑脂减少摩擦。

参照图6，用挤出法制造的聚合膨胀窄带90包括二部分，设置成与膨胀的齿形内部件的槽接合的一般呈H形的部分92，以及外扣盖94。当移去保持的外盖94时，部件92的H形使窄带90起铰链作用。因此，从一端到另一端剥去外盖94会使内弹性件(如图1的部件)圆周复原，从而使压力施加在部分的内支杆上，然后绕其桥接件折合，因此促使部件92离开槽。

在另一种结构中，如图6所示的二部分组成的膨胀窄带的外部分(即扣盖部分94)，可沿长度方向，沿内部分92的上部的V形轴向开槽。如前所述通过抬起外部分，从而取出内部分，并改变其形状，进而从内弹性件的槽中弹出。

Claims

1.一种可复原的物件，包括内弹性管状件，它通过与外膨胀装置接合使其处于横向膨胀状态，其中内部件的外表面设置有许多沿表面延伸的槽，而膨胀装置放入槽中，从而形成了所述的张紧接合，另外，张紧接合设置成可用机械方法削弱，在膨胀装置的分子结构性能上无大的变化，因此可使内管状件复原到非膨胀状态。

2.根据权利要求1中所述的物件，其中张紧接合的机械削弱由膨胀装置的形状变化来实现。

3.根据权利要求1或2中所述的物件，其中膨胀装置包括多个窄带，以便放置在相应的槽中形成紧密配合。

4.根据权利要求3中所述的物件，其中每个窄带沿长度方向的所有处可基本充满槽。

5.根据权利要求4中所述的物件，其中每个窄带包括二部分，使得(a)当二部分彼此连接时，可维持膨胀装置的完整性，(b)当二部分之一与跟槽接合的另一部分分出时，该另一部分可改变形状，从而有利于削弱张紧接合。

6.根据权利要求5中所述的物件，其中内部件的形状改变可由转动来实现。

7.根据权利要求5或6中所述的物件，其中一部分包括一个用于所述另一部分的联锁盖。

8.根据权利要求5至7中的任何一项所述的物件，其中窄带的所述两部分相互为一个整体。

9.根据权利要求5至8中的任何一项所述的物件，其中该两部分铰接在一起。

10.根据权利要求的3至8中的任何一项所述的物件，其中窄带的破坏可使所述的张紧接合削弱。

11.根据权利要求5或6中所述的物件，其中所述的一个部分插入至该另一部分中，从而防止出现削弱。

12.根据上述权利要求中的任何一项所述的物件，其中内部件的外表面上的槽成齿形结构。

13.根据上述权利要求中的任何一项所述的物件，其中槽是凹形的，以提高膨胀装置的保持性。

14.根据上述权利要求中的任何一项所述的物件，其中释放部件的安排方式使其基本同时削弱槽中的膨胀装置。

15.根据上述权利要求中的任何一项所述的物件，其中膨胀装置包括多个窄带和释放部件，窄带放置在相应的槽中形成紧密配合，且窄带至少在端部是空心的，而释放部件与窄带相连，以便通过改变后者的形状而从槽中取出。

16.根据上述权利要求中的任何一项所述的物件，其中多个槽沿物件纵向延伸，且最好是彼此平行的。

17.根据上述权利要求中的任何一项所述的物件，其中膨胀装置包括：

(a)颗粒材料；或(b)可硬化材料；或(c)高密度的泡沫材料；或(d)致密的纤维材料。

如果需要，所述材料可保持在外罩中。

18.根据上述权利要求中的任何一项所述的物件，其中膨胀装置包括稳定的，最好是生物降解的材料。

19.根据权利要求18中所述的物件，其中膨胀材料是聚合材料。

20.根据上述权利要求中的任何一项所述的物件，其中内管状件是导电的。

21.根据上述权利要求中的任何一项所述的物件，其中内管状件是由聚合材料，最好是弹性材料制成。

22.根据上述权利要求中的任何一项所述的物件，包括一个其上安装有所述内管状件的辅助的径向向内弹性管状结构，最好两者形成一整体。

23.根据权利要求22中所述的物件，其中辅助的管状结构至少包括一管状件，其弹性比内弹性管状件更大。

24.根据权利要求22或23中所述的物件，其中辅助的管状结构包括电绝缘管状件和/或导电应力控制管状件。

25.根据权利要求22至24中的任何一项所述的物件，其中辅助管状件由聚合材料制成。

26.根据权利要求22至25中的任何一项所述的物件，包括最里面的导电层，其沿径向位于辅助管状结构的内部，且最好只放在物件的纵向中心区域内，以提供法拉第筒。

27.根据上述权利要求中的任何一项所述的物件，其基本上为直圆柱结构。

28.一种基本上参照附图进行的如上描述的可复原物件。

29.一种包括电缆接头、终端或弯头可由根据上述权利要求中的任何一项所述的可复原物件密封的电气元件。