CN1251379C - 壳罩的密封件和包含该密封件的壳罩 - Google Patents

Abstract

一种具有可穿过一条以上细长物件(26、27)的开孔的保护壳罩(11)，其密封元件(17)包括一本体，该本体具有若干轴向延伸，径向突出的肋(18-22)，在沿圆周相邻的肋对之间界定一些安置一条或多条细长物件(26、27)的位置，该本体包括一些由弹性材料和密封胶材料制成的在纵向上相邻的部分(23、24、25)。

Description

壳罩的密封件和包含该密封件的壳罩

本发明总的涉及一种壳罩的密封件，尤其涉及一种用以密封可穿过一根以上细长物件的壳罩孔的密封件。本发明还涉及包含这种密封件的壳罩和构成这种密封件的密封部件。

本发明作为一种用于保护细长物件，如管道、导管或缆线之间的接头的壳罩的密封件特别实用。如本说明书中所使用的那样，术语“缆线”应理解为，它不仅指电缆，而且也可指光纤束。当需要在细长物件，如管道、导管或缆线之间进行对接或分支连接时，比之于该物件本身来说在这些细长物件结合的接头或连接处通常都是不太结实和不太能抵挡环境因素的损坏的。因此，如果不防止这些环境因素的作用，这些细长物件之间的接头就会随时间而逐渐受到损害。

在远程通信或电力传输系统中，经常需要进行拼接以便将一些缆线对接起来或作分支。这些缆线和拼接点可以安放在建筑物内或建筑物外的地上、地下、管道内或其它环境中，但是无论安放何处，都总有遭受环境因素，如湿气、灰尘侵害的危险。此外，地下设施还要遭受压力，具体说是静水压力的作用，而地上的设施又会经受一天当中温度变化和其它影响，如象振动、碰撞或其它扰动力的危害。

为了能对缆线或细长物件的接头提供环境保护，人们已熟知了各种保护措施。已发现使用密封壳罩的方法是特别有价值的，因为这样的壳罩是一些封闭的容器，它具有用来封装该缆线接头或拼接点的壳罩和至少一个可穿过一根或一些缆线的在该壳罩壁上的孔。自然，为了防止外部因素的污染，在该壳罩和任一穿过它的缆线之间必须形成一可靠的密封。

在某些情形中，该开孔必须大到足以容纳几条缆线，但在实际上却经常使用较少数的，少于全额定数的缆线。这些情况特别难于形成良好密封，因为这不仅是缆线束的尺寸而且其横截面的形状都将随所用的缆线实际数目而变化。

本申请人的国际专利申请WO97,45904描述了这样的一种密封结构和一个构成一缆线保护罩的壳套，其中穿过开孔的缆线和该开孔之间的空间可用处于一弹簧或其它弹力器件施加的压力作用下的凝胶所充满。但是，这种装置特别适合用于下述的情形：在该壳罩的每个开孔中通过一单条缆线，因而用来与缆线表面接触的凝胶体能基本上成形为大体与该缆线的表面匹配的形状。这种方法很起作用且很有效，但却不能立即应用于通过开孔的各缆线数目不能预先确定的壳罩中，由于生产经济效益方面的理由，为此，生产一种能适应各种缆线配置的标准组合式的壳罩是合适的。

本申请人的国际专利申请PCT/GB99/01898讨论了一种适应一个开孔通过很多缆线的情形的尝试。这是由下述方法来实现的：提供一具有很多通道芯体或柱塞体和一形状基本上与该开孔的形状匹配相关密封材料元件，该密封材料元件这样装配在该开孔中，使得当一缆线装进该密封材料元件的一个通道中时，该密封材料就会被这样变形和压缩，使得在该缆线和该开孔之间形成密封。

本发明基本旨在解决同一问题，但却提供了另一解决方法，用这种方法可在开孔和不确定数目的缆线之类的细长物件之间快速、经济地实现良好密封。

本申请人的美国专利5,776,277公开了一种密封装置，它包括一些柔软的肋，在使用时这些肋至少部分延展到每个基体的周边附近，以便在细长的基体和壳罩之间提供一密封堵塞。泡沫胶堵塞虽可使肋沿该装置本体的任何移动减至最小，但却没有密封作用。虽然这种已知装置满意地发挥了作用，但却发现它的密封能力还可继续加以改善。

因而，按照本发明的一个方面，具有可通过一个以上细长物件的开孔的保护壳罩的密封元件包括一本体，该本体具有很多沿轴向伸展并径向突出的肋，在周边上两两相邻的肋之间构成一些用来安置一条或多条上述细长物件的位置，按照本发明其特征在于该本体在纵向上包括一些由弹性材料和密封胶构成的相邻部分。

在使用本发明的上述密封元件时，可将缆线之类的细长元件放入这些在周边上两两相邻的肋之间的位置中与该密封胶接触。如下面将要详细描述的那样，那时还可将另一密封胶元件缠绕在该密封元件的上述密封胶部分上，并将整个组合件装入保护壳罩的开孔中。这就提供了一种便利的方法，用这种方法就可使上述细长元件或缆线彼此分开固定，这是有利于使该密封胶的密封压力能很好地在它们之间传递。可以使密封元件的单一形状和尺寸用于各种开孔大小，能适应各种缆线大小以及不确定的缆线数目。

在本发明的一优选实施例中，上述肋都具有两个基本平行的相反的面，其弹性和密封材料部分彼此基本上是齐平的。当然，该元件的密封材料部分具有与该弹性部分不同的形状将是可以的，尤其是径向凸起更可以是这样，以至当将一细长元件装入两相邻肋之间的一个位置中时该密封材料部分需要变形。

最好是该肋基本上是平整的，尽管凸的或凹的弯曲的肋在某些场合下也可使用。

同样如果该肋的两个相反的面沿径向向外汇聚也是适宜的。这样的汇聚最好成只有几度的锐角。

该本体的密封材料部分最好是一种凝胶，以及，例如，从我们早先的国际专利WO97/45904知道的一些合适凝胶材料。

该密封本体的弹性部分可以是天然的或合成的弹性材料。一优选实施例就是由5个上述径向突出的肋构成的，而且该一个或多个弹性部分和一个或多个密封材料部分的材料两者都是可被切割工具切割的。

本发明还包括一组合件用来在通过一根或多根细长物件的开孔和该细长物件本身之间形成密封，它包括一以本体形式出现的密封元件，它具有很多轴向延伸径向突出的肋，在四周两两相邻的肋之间构成了一些安置一根或多根上述细长元件的位置，该本体包括一些由弹性材料和密封材料构成的在纵向上相邻的部分；至少一个用来将该细长物件保持在相应的两个肋之间位置上的保持器或紧固带；以及一细长的带状密封材料，该带状密封材料在与由密封材料构成的本体部分相应的位置处被用来缠绕在该细长物件上。

该组合件还可包括一细长的，基本上刚性的增强构件，它可放置在细长元件的旁边，或放置在的两相邻肋之间的空位中处于完全密封状态。在缆线数比通常提供的肋之间的最小位置数少的情形中，这样的增强构件是具有特殊意义的。那时将这种增强构件安放在空位中，在将该细长元件结合在一起的过程中充当该保持件可以与之作用的反作用件来将这些细长元件保持在上述这些肋之间的位置中。

最好是用来形成密封的组合件还包括一些保持器或紧固带，用来在与密封本体各端轴向间隔的位置处包捆上述细长元件。

而且，该组合件还可包括一种胶带，用来包绕该密封材料带，并将它保持在上述细长元件和密封元件本体周围的适当位置上。

在一切实可行的实施例中，还提供有至少一个抗张保持器，可将它这样装配，使得它沿圆周包绕该细长元件和该密封元件的弹性部分，其作用是将该细长元件和该密封元件固定在一起，借此将轴向负荷从一个传递给另一个。这样的抗张保持器有时也叫做轴向拉带，一些合适的例子在后面将会详细介绍。一个这样的合适抗张保持器包括一可延展的材料带，它具有这样的表面构造，使得当它处在上述细长物体的圆周周围时，能紧扣该密封元件的上述弹性部分。

本发明还包括一种用于在开孔和穿过该开孔的很多细长元件之间形成密封的方法，该方法包括该细长元件与密封元件的装配步骤，该密封元件包括一具有很多轴向延伸，径向突出的肋，在圆周相邻肋对之间界定一些安置一条或多条细长构件的位置，该本体又包括一些由弹性材料和密封材料构成的纵向上相邻的部分，每根细长元件都安置在该密封元件的相应的两相邻细长肋之间的位置中，并在其中延伸，用一保持器包绕该细长元件，以便将它们保持在上述部位的适当位置，将每根肋的在径向伸出该细长元件之外的那部分切割掉，并使沿圆周包绕该组合件的细长密封胶带与该本体的密封胶部分轴向对齐，以形成外廓尺寸不小于待密封开孔的外廓尺寸的环绕密封胶带。

能够提供一通用的密封元件是很有意义的，它具有一给定的肋数目，这数目可大于始终要求的。这样本发明的方法就包括通过去掉一个或多个肋来制备该密封元件，以便提供与细长物件数目相适应的位置数来将缆线安装这些位置中。

这样，例如，如果该密封元件具有5条肋，因而在周围相邻的肋对之间就构成了5个位置，而又只需要安装3条缆线时，则就可在根部或邻近根部处去掉2条肋以便提供3个缆线位置。

在某些情形中，在每个位置都安置一缆线并不是适当的，例如，如果只是要使用两根缆线时就是这样，因为将一密封元件的肋裁减成少于3条在某些情形中是作不到的。在这些情形中就可以提供一辅助元件来安放在不需要细长件的位置中，将该固定件包绕其上就可将该细长件保持在上述位置的适当部位。

另外，在至少一部分肋中的一个在两端设有轴向延伸的保持体，用来将该细长物件保持在相应的位置中。这允许该密封元件对于该细长元件来说有一更好的确定位置，即使在只使用一个肋而将其它的肋切掉后也是如此。

现在参考附图将通过例子来更详细地描述本发明的各种实施例，其中：

图1是将其中可实现缆线的拼接并具有一开孔的壳罩的一部分切开的透视图，本发明的密封件就是在这开孔中形成的。

图2是构成本发明的一实施例的密封元件的透视图；

图2a是另一实施例部件的示意透视图；

图3是表示将一些肋从图2所示的密封元件上分离下来的透视图；

图4是图示出利用图2的密封元件构成密封组合件的一步骤的透视图；

图5是图示出按照本发明形成一密封件工艺方法的另一步骤的透视图；

图6是按照本发明生产密封组合件的另一步骤的透视图；

图7是按照本发明生产密封组合件的另一步骤的透视图；

图8是加工完成的密封组合件的透视图；

图9是本发明的密封元件的另一实施例的透视图；

图10a-d是表示从图9所示的密封元件上将一些肋分离下来的透视图；

图11a-d是表示与图10a-d所示的分离相关的各种配置的顶视图。

现在来参看附图，图1图示出一可使用本发明的密封结构的一种壳罩。这种保护壳罩就是一缆线接点的保护套，一般标示为11，它是由两个分离的大体是半圆筒的部分12a，12b构成，而且这两部分可在直径平面上合拢以便形成封闭的壳罩。在图1中仅只画出了该壳罩的一端，该端具有端壁13a，13b，其上分别做有半圆形凹口14a，14b，当两个半拉壳罩12a，12b装配在一起时，这两凹口就形成一可通过拼接于该保护套11中的一条或多条缆线的开孔14。

具有相应的半圆凹口的第二壁15a，15b形成与该端壁13a，13b隔开一距离的第二隔板，并由它构成一凹穴16。

如上所述，可以从每个开孔14中伸出多条缆线，在不同的情形中，缆线的精确数目经常是不同的。

图2图示出一密封元件，一般表示为17，它构成本发明的一实施例，而且想用它来构成密封结构的基础，在使用时，该密封元件将占据由半圆凹口14a，14b构成的开孔和在该隔板15中形成的相应开孔，同时，该密封元件还将占据该凹穴16的至少一部分。该密封元件17是具有一本体的细长件，从该本体伸出一些径向突出、轴向延伸的肋，分别标示为肋18、19、20、21、和22。在本实施例中，备置有5条这样的肋，但应知道，在其它的实施例中却可以备置不同数目的肋。在图2所示的实施例中，密封元件17从头到尾都具有恒定的横截面，但其构成材料却不是恒定的，它包括在一些由不同材料制作的纵向上相邻的各个部段23、24、25。端部23、25是用弹性材料制作的，其典型材料为橡胶(虽然合成橡胶也可供选择地使用)，而中间部分24则是由已知类型的密封凝胶制成，如在上面提及的本申请人的国际专利申请WO97/45904中所论述的那些凝胶制成。在一些另外的实施例中，其中间部分24具有比端部23和25更大的横截面和/或更厚的肋，如图2a所示。

在周围相邻的两肋构成一通常的V-形区，它确定了一个用来安放拟密封在开孔中的一或多条缆线的位置，这些缆线就由这开孔从壳罩，如图1所示的壳罩11中伸出。如果需要对少于5条缆线提供密封，则可用切割的方法从该密封元件17上切掉适当数目的肋，如图3所示，该图表示出将肋18和21从本体上切割下来而剩下三个缆线位置的情形。

应该提及，可很经济地生产密封元件17，例如用挤压加工的方法，在挤压过程中不同材料构成的部段23、24、25可彼此结合在一起。另外，分开粘接的方法也是可取的，它将允许凝胶部分24具有与弹性部分23、25不同的外形，尤其是允许具有与在两相邻肋之间提供垫片或衬垫相关的外形，如图2a的例子所示。在图2a中画出了肋22和21，其凝胶部分24具有这样的形状，使得所包含的肋21、22两相邻表面之间的夹角在凝胶部分24比在弹性材料部分23、25的大，因而当将缆线安置在两相邻的肋之间形成的位置时该凝胶就会变形从而与缆线接触就会更加紧密。

从图4和图5中可以看见，如果在开孔中要密封的缆线少于三条，则就可将一个辅助的增强件28安放进该多余的位置中。在图4中画出了安置在肋19和22之间和肋19和20之间的两条缆线26和27，而将增强件28安放在肋20和22之间的位置中。然后借助两个保持器或紧固带29、30将密封件17保持在适当的位置上，该紧固带在与密封件17纵向间隔位置上处在这些缆线和增强件的周围，使得当将该紧固带如图5所示拉紧时，该缆线26、27和该增强件28都被紧张地拉入在相邻肋的各相应对之间的夹角中，因而该密封元件就被紧紧地固定在这些肋之间。

然后，将伸出在该缆线26、27和该增强件28之外的这些肋的径向突出部分用切割的方法将这些多余的部分去掉，如图5所示，紧接着，如图6所示，该组合件的总直径可用卷尺31测量确定，如图7所示，凝胶带32的长度足以绕该凝胶部分24好几次，紧密地缠绕在缆线26、27和该增强件28上。在该凝胶带的两侧都装配有相应的抗张保持器33、34，它们是由切割成一定长度的成形元件构成，如图6所示其长度可按卷尺测量来决定，使它们能环绕相应的弹性部分23或25一次。该抗张保持器33、34牢固地套在，包括弹性部分23或25、缆线26、27、以及增强件28的组合件上。然后可将胶带形式的另一保持带(未画出)贴在该抗张保持器33、34上以便将它们固定在适当位置并保持张力。

整个的组合件示于图8之中。然后将这组合件放置在如图1所示的保护套的部件12b中，凝胶带32安放在凹槽16中，而将两个抗张保持器33、34放置在凹槽14b和在轴向上对准的隔板15中的相应凹口10a，10b，凝胶带32与凹穴16的边缘接触，因而当两个半拉壳罩12a，12b装配在一起后，就可在该开孔的整个周边附近形成可靠的密封，从而就可防止环境因素侵入保护壳罩11内部。

本发明的密封元件的另一实施例示于图9之中。在这实施例中，每部分23，24，25在肋22的端部都有一保持体4。也就是，肋22在它的径向远端和在每个部分23、24、25的中部都变宽，以至形成保持体4。在所示的实施例中，该保持体4具有一基本上是圆柱的外形。而且，中间部分24突出在外侧部分23、25之外，具有较厚的肋和较大的保持体。

应注意，在图9所示的实施例中，所有的这些部分23、24、和25都设置有保持体4。尽管这配置可提供一种备用的保持和密封功能，但只是将一个或两个部分，例如仅只部分23和25设有保持体的情形也是可以设想的。

如图10a结合图11a所示，在要安装5条缆线或缆线组(一般来说，为细长物件)26、27时，所有的5个肋都被用上。在此情况下，存在于一个肋尖端的保持体40将有助于将两条缆线26、27保持在适当位置上。保持体(40)的直径至少是肋(18-22)厚度的两倍。

如果是安装4或3条缆线26、27时，就可将一个或两个肋切掉以便提供更加均匀的缆线分布，分别如图10b与11b和图10c和11c所示。在这种情形可以将设有保持体40的肋22切掉。也可按需要将该肋去短。

在仅要安装两条缆线26、27的情形中，除了具有保持体的一个外，所有的肋都可去掉。这样，就剩下在两端都具有保持体40的单个肋22。如图10d和11d所示，该保持体40就用来保持缆线26、27和更好地将缆线组合和经修改所得的部分23、24和25装入任一保护壳罩端口(未画出)或其它的开孔中。

如图10a所示的一非密封部分可以作为缆线分隔器分别出售。代之5条肋的是，还可提供不同数目的肋，例如，4、6、或7条肋。

本发明的密封元件和使用它的相应方法提供了一个普用的和适应性强的密封系统，可用它来将不同数目的缆线安装在单个开孔中，同时还提供了与缆线数目无关的可靠密封，这种密封可快速、简便的进行而且具有高度的可靠性。

业内人士都应明白，本发明并不限于所给出的这些实施例，很多增加和改进都是可能的，而这些增加和改进并不背离本发明的范围。

Claims (22)

1.一种壳罩(11)的密封元件(17)，该壳罩具有一可穿过一条以上细长物件(26，27)的开孔(14)，该密封元件包括一具有若干轴向延伸而径向突出的肋(18-22)的本体，在圆周相邻两肋之间界定一些安置一条或多条细长物件(26、27)的位置，其特征在于，该本体包括一些由弹性材料和密封胶制成的纵向相邻的部分(23、24、25)。

2.按照权利要求1所述的密封元件，其特征在于：所说肋(18-22)都具有基本平行的两个相反面，其两弹性端部基本上是彼此齐平的。

3.按照权利要求1或2所述的密封元件，其特征在于：所说肋(18-22)都具有基本上是平整的两个相反面。

4.按照权利要求1所述的密封元件，其特征在于：所说肋(18-22)的两相反面沿径向向外汇聚。

5.按照前述权利要求1所述的密封元件，其特征在于：该本体的密封胶部分(24)由凝胶构成。

6.按照前述权利要求1所述的密封元件，其特征在于：该本体的弹性部分(23)由天然或合成橡胶构成。

7.按照前述权利要求1所述的密封元件，其特征在于：它具有5条所说的径向突出的肋(18-22)。

8.按照前述权利要求1所述的密封元件，其特征在于：该弹性部分(23、25)和该密封部分(24)两者的材料可用切割工具切断。

9.按照前述权利要求1所述的密封元件，其特征在于：所说部分(23、24、25)中的至少一部分的一些肋(18-22)中的一条设有轴向延伸的保持体(40)，用来将细长物件(26，27，28)保持在它们的相应部位中。

10.按照权利要求9所述的密封元件，其特征在于：所说的这些保持体(40)的直径至少是该肋(18-22)厚度的两倍。

11.按照权利要求9或10所述的密封元件，其特征在于：所说的这些保持体(40)的形状基本上为圆柱形。

12.一种可在其中穿过一条或多条细长物件(26、27、28)的开孔(14)和这些物件本身之间构成密封的组合件，包括按权利要求1所述的一密封元件；至少一个保持器或紧固带(29、30)，用来将上述细长物件保持在相应两肋(18-22)之间的适当位置；以及一细长密封胶带(32)，在与由密封胶构成的本体部分(24)的轴向部位相应的轴向位置上缠绕在上述细长物件(26、27、28)的周围。

13.按照权利要求12所述的组合件，其特征在于：一刚性的细长增强构件(28)，在完全密封状态中它可安置在一细长物件(26、27)的旁边，或安置在两相邻肋之间的空位中。

14.按照权利要求12或13所述的组合件，其特征在于：所述保持器或紧固带(29、30)，在与密封元件本体(17)各端轴向间隔的位置处包捆上述细长物件(26、27、28)。

15.按照权利要求12或13所述的组合件，其特征在于：还包含一胶带，用来包捆该密封胶带(32)，并将它保持在上述细长元件和密封元件本体(17)周边的适当位置上。

16.按照权利要求12或13所述的组合件，其特征在于：它还包括至少一个抗张保持器(33、34)，可将它装配成沿圆周包绕上述细长物件(26、27、28)和该密封元件(17)的弹性部分(23、25)，以便将它们固定在一起，从而将轴向负荷从一个传递给另一个。

17.按照权利要求16所述的组合件，其特征在于：该抗张保持器(33、34)包括一根由可延展材料制成的带子，它具有这样的表面形态，使得当它处在上述细长物件的圆周周围时，可紧扣该密封元件(17)的上述弹性部分(23、25)。

18.一种用以在开孔(14)和通过该开孔的细长物件(26、27、28)之间形成密封的方法，它包括下述步骤：将上述细长物件与按权利要求1所述的密封元件(17)组装在一起，将每条细长物件安置在该密封元件的两相邻肋(18-22)之间的相应位置上，并在其中一起延伸；用保持器(29、30)绕紧该细长物件(26、27、28)，以将其固定在上述位置的适当部位上，将每条肋在径向伸出该细长物件之外的那部分切去，并使沿圆周包绕该组合件的细长密封胶带(32)与该本体的密封胶部分(24)轴向对合，以形成外廓尺寸不小于待密封开孔(14)的外廓尺寸的环绕密封胶带。

19.按照权利要求18所述的形成密封的方法，其特征在于：该密封元件(17)用去除一条或多条肋(18-22)来制备，其中，去除一条或多条肋可以提供与欲被安置在一些位置上的细长物件(26、27、28)的数目相适应的许多位置。

20.按照权利要求18或19所述的形成密封的方法，其特征在于：还提供一个要安置在不要求有细长物件的位置中的辅助构件(28)，保持器包绕其上，将上述细长物件保持在上述位置的适当部位上。

21.按照权利要求18或19所述的形成密封的方法，其特征在于：将另一抗张保持器(33、34)沿圆周包围在细长物件(26、27)和密封元件(17)的组合件上，使其与所说密封元件本体的弹性部分轴向对齐。

22.一种壳罩(11)，它具有一个穿过若干细长物件(26、27)的开孔(14)，该细长物件利用如权利要求1所述的密封元件(17)被密封在该开孔中。

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