CZ153196A3 - Sealing device - Google Patents

Description

OblcistL i.Ry

Vynález se týká těsnicího zařízení pro utěsnění nastavovaného předmětu, zvláště se týká těsnicího zařízení vhodného pro použití jako koncová nebo čelní stěna, která může být použita v kombinaci s objímkou, se kterou může vytvořit uzavírací sestavu pro uzavření nastavovaného předmětu, například spoje mezi telekomunikačními kabely.

Dosavadní stav techniky

Vynález je popsán především pro těsnicí zařízeni používané pro utěsnění kolem nastavovaných předmětů, například kabelů nebo spojů mezi nimi. Je samozřejmě možné je použít i u jiných nastavovaných předmětů, jakými mohou být různá potrubí a spoje mezi nimi.

Často je nutné vytvořit těsnění kolem kabelů nebo jiných nastavovaných předmětů například proto, aby se zabránilo vlhkosti a jiným kontaminantům v přístupu k části nastavovaného předmětu. Zvláště je nutné zajistit izolaci a utěsnění kabelů a telekomunikačních kabelů vůči okolním podmínkám. Často je nutné spojovat kabely (vytvářet styčnice), a to buďto jejich konce, nebo vytvářet spoje pro větvení kabelů. Takové spoje se mohou chránit pomocí styčnicové skříně.

Známé styčnicové skříně mohou obsahovat vnější člen, který obklopuje styčnici a alespoň jedno koncové těsnicí zařízení, přes které se kabel dostane do styčnicové skříně. Těsnicí zařízení musí zajistit dobré těsnění okolo kabelu a dobré těsnění do styčnicové skříně. Od styčnicové skříně se očekává, že bude mít životnost srovnatelnou s životností spojovaného kabelu, řekněme dvacet roků. Požadavek na vysokou úroveň utěsnění pro takovou časovou délku vůči okolním a mechanickým vlivům, znamená pro konstrukci zařízení velká omezení.

Mezinárodní patentová přihláška W090/05401 (Raychem) uvádí uzavírací sestavu pro nastavovaný předmět. Provedení, kterému se dává přednost, W090/05401 popisuje uzavírací sestavu,-která obsahuje dvě čelní desky, oddělené od sebe uvnitř vnější objímky, kde každá deska má alespoň jeden otvor, kterým by mohl procházet nastavovaný předmět. Těsnicí materiál je umístěn mezi deskami, přičemž obě desky jsou vůči sobě pohyblivé, aby mohly těsnicí materiál stlačit, a tím dosáhnout maximálního kontaktu mezi těsnicím materiálem a za (a) vnější objímkou a za (b) nastavovaným předmětem. Po umístění uzavírací sestavy kolem nastavovaného předmětu, u uspořádání W090/05401, se veškerý pohyb potřebný ke stlačení těsnicího materiálu získá pohybem čelní desky, přes kterou nastavovaný předmět prochází.

Je žádoucí, aby desky nastavovanému předmětu, který jimi prochází, umožnily jisté snížení napětí (vlivem deformace).

Může se toho dosáhnout vhodnou konstrukcí desky, která umožní co nejpevnější sevření kabelu nebo jiného nastavovaného předmětu, takže síly působící na nastavovaný předmět jsou čelními deskami omezeny, a to lépe než jak je tomu u jiných konektorů, které spojují jednotlivé vodiče kabelu. Přestože sestava podle W090/05401 je při vytváření těsnění kolem nastavovaných předmětů velmi úspěšná, vyžaduje relativní pohyb mezi jednou nebo více čelními deskami a nastavovaným předmětem, který jimi prochází, přičemž tento pohyb může být nekompatibilní s konstrukcí desky, a to s její úlohou optimálního sevření nastavovaného předmětu.

Podstata vynálezu

Zkonstruovali jsme nové zařízení pro vytvoření těsnění kolem nastavovaného předmětu, které zahrnuje těsnicí desku, přes kterou může předmět procházet, ale nevyžaduje relativní pohyb mezi deskou a nastavovaným předmětem. Vynález poskytuje konstruktérovi větší volnost při poskytování různých vlastností těsnicí desce, například možnosti uvolnit napětí u nastavovaného předmětu, který touto deskou prochází.

První aspekt tohoto vynálezu poskytuje zařízení pro vytvoření těsnění okolo nastavovaného předmětu, které zahrnuje:

a) těsnicí desku s otvorem, kterým muže zmíněný předmět procházet a komůrku, která je ve styku se zmíněným otvorem,

b) tlačnou desku, která je umístěna uvnitř a je vůči komůrce pohyblivá,

c) těsnicí materiál umístěný uvnitř komůrky tak, že když nastavovaný předmět prochází přes otvor v těsnicí desce, je těsnící materiál umístěn mezi tlačnou deskou a nastavovaným předmětem, kde se tlaková deska může pohybovat směrem k nastavovanému předmětu v příčném směru tak, aby se těsnicí materiál dostal do styku s předmětem.

Použití tlačné desky působící v komůrce, se kterou je ve styku a obklopuje alespoň část obvodu otvoru, je novostí bez ohledu na směr pohybu této tlačné desky.

Druhý aspekt tohoto vynálezu poskytuje zařízení pro vytvoření těsnění okolo nastavovaného předmětu, a které zahrnuje:

a) těsnicí desku s otvorem, kterým může předmět procházet a komůrku, která je ve styku se zmíněným otvorem, a která obklopuje alespoň část obvodu zmíněného otvoru,

b) tlačnou desku umístěnou uvnitř komůrky, a která je vůči ní pohyblivá,

c) těsnicí materiál umístěný uvnitř komůrky tak, že když nastavovaný předmět prochází přes otvor v těsnicí desce, je těsnící materiál umístěn mezi tlačnou deskou a nastavovaným předmětem, kde se tlaková deska může pohybovat a tím donutit těsnicí materiál předmět kontaktovat a utěsnit ho.

Třetí aspekt tohoto vynálezu poskytuje zařízení pro vytvoření těsnění okolo nastavovaného předmětu-, které zahrnuje:

a) první a druhý těsnicí prvek, kdy každý prvek má alespoň jeden štěrbinový otvor, který definuje dráhu pohybu nastavovaného předmětu přes těsnicí zařízení,

b) těsnicí materiál mezi těsnicími prvky,

c) prostředky stlačování těsnicího materiálu, které by stlačovaly materiál bez toho, že by se těsnicí prvky relativně pohybovaly vůči nastavovanému předmětu.

První a druhý těsnicí prvek zařízení podle třetího aspektu tohoto vynálezu společně zahrnují těsnicí desku. Těsnicí materiál mezi těsnicími prvky se nachází v komůrce, která je umístěna mezi těsnicími prvky.

Těsnicí zařízení podle každého aspektu tohoto vynálezu je vhodné pro vytvoření čelní desky uzavírací sestavy a obsahuje objímku a jednu nebo dvě zmíněné čelní desky.

Jiný aspekt tohoto vynálezu poskytuje uzavírací sestavu zahrnující objímku a čelní desku, nebo raději dvě čelní desky, a to podle prvního, druhého a třetího aspektu tohoto vynálezu. Čelní deska je při použití utěsněna mezi konci objímky.

U provedení, kterému se dává přednost, těsnicí deska zahrnuje dvě nebo více částí oddělitelné podle čáry, která dělí otvor. Těsnicí prvek může obsahovat například dvě poloviny misky se sdruženými plochými povrchy, kdy každá polovina má kanálek. Když jsou povrchy umístěny tak, aby jejich okraje byly přesně ohraničeny, kanálky spolupracují tak, že tvoří průchod pro příjem nastavovaného předmětu. Každá polovina misky může například obsahovat desku, která má polokruhový průřez.

Důležitou výhodou při použiti rozdělené těsnicí desky je to, že do zařízení se dá znovu vstupovat. Výraz znovu vstupovat znamená to, že uzávěr se může znovu otevřít, aby umožnil přístup nastavovaného předmětu obecně bez destrukce nebo odstranění celé sestavy. U současné aplikace, u které je těsnicí deska rozdělena na jednotlivé části, je možné oddělit a znovu umístit části desky, a to opakovaně, jestliže je žádoucí odstranit nebo nahradit nastavovaný předmět uvnitř těsnicí desky.

Konfigurace těsnicí desky a komůrky je taková, že pohybuje-li se tlaková deska proti nastavovanému předmětu, sledují okraje tlačné desky vnitřní stěny komůrky. Znamená to, že všechen těsnicí materiál je tlačen proti nastavovanému předmětu bez toho, že by materiál unikal nebo vystupoval okolo okrajů tlačné destičky do části komůrky, ze které se tlaková destička pohybuje. Výsledkem je to, že pohyb tlačné destičky nejprve tlačí na těsnicí materiál, a tím ho přivádí do styku s nastavovaným předmětem, a potom tento těsnicí materiál dále stlačuje. Zvláště je to výhodné, jestliže těsnicím materiálem je gel. Složení těsnicího materiálu, kterému se dává přednost, bude později popsáno podrobně.

Tlaková deska je obvykle ovládána ručně z vnějšku zařízení. Zařízení je uzpůsobeno tak, aby umožňovalo vnější ovládání. Zařízení může zahrnovat průchod z komůrky směrem ven ze zařízení a ovládací páka může procházet od tlačné desky přes průchod ven ze zařízení, kde se může ovládat ručně tak, aby se vytvořil potřebný pohyb tlačné desky.

Zařízení má obvykle pružný člen, který je pružně umístěn tak aby s předpětím tlačil tlačnou desku proti těsnicímu materiálu. Týká se to každého členu, například ovládací páky, která slouží k ručnímu ovládání pohybu tlačné desky. Pružný člen s předpětím je výhodný tím, že poskytuje stálý tlak na těsnicí prostředky, a to po celou dobu životnosti zařízení. Pružným členem, může být pružina a pod.

U provedení podle třetího aspektu, kterému se dává přednost, mohou těsnicí prostředky, mezi kterými je udržován těsnicí materiál, být například vyrobeny z tuhých výlisků plastického materiálu. Těsnicí zařízení může mít rozpěrky, které udržují těsnicí prvky v pevně stanovené vzdálenosti od sebe, a které rovněž zvyšují tuhost pomocí kombinace těsnicích prvků, což by nebylo možné, jestliže by se těsnicí-prvky mohly volně vůči sobě pohybovat.

Stlačování těsnicího materiálu bude mít obvykle za následek pouhé přemisťování materiálu do těsnicího kontaktu s nastavovaným předmětem a zapojením dalších komponent zařízení, například objímky a skříně do činnosti. Těsnicí materiál by mohl být udržován pod tlakem pomocí některých pružných prostředků s předpětím, které jsou spojeny s prostředky stlačování těsnicího materiálu. Objem těsnicího materiálu by se mohl zmenšit a pokud je stlačitelný v pravém smyslu slova, mohl by sám poskytovat pružné předpětí.

Prostředky stlačování těsnicího materiálu podle třetího aspektu tohoto vynálezu mohou být realizovány jednou nebo více tlačnými deskami, jak to již bylo popsáno vzhledem k prvnímu a druhému aspektu. Tlačné desky mohou klouzat uvnitř objímky vytvořené v (nebo ve spojení s) těsnicím prvku. Alternativně se dá použít, jako prostředek stlačováni těsnicího materiálu, membrána, která je v (nebo ve styku s) těsnicím prvku, která je nucena se pohybovat a stlačovat těsnicí materiál.

Další alternativou může být šnek nebo jiný prvek, který by se pohyboval v prostoru mezi těsnicími prvky a stlačoval těsnicí materiál.

Jestliže se použije kluzná tlačná deska nebo membrána, požaduje se použití zvláštního prostředku, který by tlačnou deskou nebo membránou pohyboval, aby se tím dosáhlo stlačování těsnicího materiálu. Tímto prostředkem může být šnek namontovaný na hřídel se závitem, nebo to může být pružný prostředek s předpětím, například spirálová pružina nebo jiná kombinace prostředků. Prostředky stlačování těsnicího materiálu by měly, v případě potřeby, umožnit uvolnění tlaku na materiál.

Část prostředků pro stlačování těsnicího materiálu, která je v kontaktu s tímto materiálem (to je tlačná deska nebo membrána), by mohla mít kruhový tvar, ale mou se použít i jiné tvary (například eliptické) jestliže je žádoucí maximalizovat plochu, která je v kontaktu s těsnicím materiálem, ale zřetel se musí brát i na maximální prostor pro otvory, kterými nastavovaný předmět prochází.

Je rovněž možné kombinovat zařízení podle tohoto vynálezu se zařízením uvedeným v W090/05401. Zde zařízení pro stlačováni těsnicího materiálu využívá pohybu celého těsnicího prvku s následným stlačování podle tohoto vynálezu. Přednost se dává tomu, aby pohyb těsnicího prvku podél nastavovaného předmětu neexistoval. Umožňuje to navrhnout těsnicí prvek tak, aby poskytoval maximální svíraci a těsnicí efekt, těsnicí materiál by se neměl vystavovat namáhání ve střihu v oblasti, kde je těsnění důležitější. Získání tlačného těsnění napomáhá i to, je-li těsnicí zařízení používáno v situaci, kdy kolem tohoto zařízené existuje tlakový rozdíl, než v situaci, kdy se používají tlakové kabelové systémy.

Tam kde je těsnicí deska zhotovena ze dvou nebo více částí, potom jedna nebo několik částí, nejlépe však všechny, mohou zahrnovat komůrku, tlačnou desku a gel. Správná konstrukce, která by se dala použít, a která by zajistila optimální utěsnění nastavovaného předmětu procházejícího otvorem v desce,je pro odborníky v oboru zřejmá.

U provedení, kterému se dává přednost, zahrnuje zařízení tohoto vynálezu dva nebo více soustředných kroužků, umístěných během užívání uvnitř otvoru v těsnicí desce, přičemž kroužky se dají nezávisle na sobě odstranit, aby se otvor v těsnicí desce dal přizpůsobit různým velikostem nastavovaného předmětu. Výraz kroužek zde znamená použití jakékoliv uzavřené smyčky, která nemusí mít kruhový tvar. Skutečný tvar kroužku bude záviset na tvaru nastavovaného předmětu, který bude otvorem procházet. Tam, kde těsnicí deska zahrnuje dvě nebo více částí navzájem oddělitelných (dává se tomu přednost) podél čáry (nebo čar), která rozděluje otvor, jsou oblouky kroužků v odpovídajících částech rovněž rozděleny podél zmíněné čáry (čar). Například u půlek misek, které mají v příčném řezu s

polokruhový tvar, se použijí kroužky, které mají v příčném řezu tvar polokruhu. Kroužky jsou obvykle spojovány na pero a drážku na povrchu přilehl-ýeh okrajů, aby se udržovaly v soustředné poloze, a přitom se daly od sebe oddělit a přizpůsobit se předmětům s různým průměrem. Použití takových kroužků není nic nového a je popsáno například v US-A-121507.

Modifikaci systému s kroužky se nicméně dává přednost. U této modifikace má každý kroužek pružnou chlopeň, která je oddělena od chlopně sousedního kroužku, a která vystupuje k jedné straně sestavených kroužků. V sestavené poloze, jsou kroužky umístěny tak, že chlopně vystupují do komůrky uvnitř těsnicí desky, je-li zařízení nainstalováno a těsnicí materiál je tlačen směrem k vloženému nastavovanému předmětu, způsobuje pohyb těsnicího materiálu to, že je každá chlopeň přitlačována přes sousední chlopeň a přes každou mezeru mezi kroužky.

Zároveň je chlopeň na nejvnitřnějším kroužku tlačena proti nastavovanému předmětu. Takto se realizuje těsnění přes každou mezeru mezi nastavovaným předmětem a nejvnitřnějším kroužkem.

Dá se takto spolehlivě utěsnit každá mezera až do 0,5 mm. Takto modifikované uspořádáním kroužků je samo o sobě novostí.

Stejně tak jiný aspekt tohoto vynálezu uvádí dva nebo více soustředných kroužků těsnicího materiálu, u kterých je vnější povrch upevněn (odnímateině) na vnitřní povrch sousedního kroužku, kde každý prstenec má chlopeň oddělenou od chlopně sousedního kroužku, kde tato chlopeň vybíhá z jednoho společného povrchu soustředných kroužků směrem ven z plochy kroužků, a kdy tlak vyvolaný na zmíněný společný povrch kroužků tlačí každou chlopeň proti sousední chlopni směrem ke společnému povrchu kroužků.

Chlopně vybíhající z kroužků se obvykle ohýbají do tvaru u nebo η, a tím zajišťují optimální těsnění. Volný konec každé chlopně na jedné straně u nebo n je delší než druhý konec (přímo spojený k hlavnímu tělesu každého kroužku) chlopně. Toto uspořádání optimalizuje těsnění.

Pro těsnicí kroužky je vhodný jakýkoliv těsnicí materiál, jak je to popsáno v US-A-5124057. Jedním z vhodných materiálu je pryž.

Pokud se použijí těsnicí kroužky, potom jsou umístěny uvnitř otvoru v těsnicí desce. Vyčnívají za povrch těsnicí desky a zařízení dále obsahuje svorky schopné rozmístění okolo vyčnívajících částí kroužků tak, aby zajistily uvolnění deformací předmětů, které kroužky prochází. Používájí-li se kroužky čelní desky v kombinaci s objímkou, mohou kroužky vyčnívat směrem do nebo ven z objímky, nebo oběma směry.

V závislosti na konstrukci, pružnosti a požadovaném uvolnění deformací, se mohou kroužky pohybovat na krátkou vzdálenost v příčném směru vůči vloženému nastavovanému předmětu do zařízení (t.j. v radiálním směru v případě válcovitého nastavovaného předmětu, například v případě trubky nebo kabelu). Kroužek se může pohybovat v rozmezí 2-6mm, v průměru okolo 4 mm.

Těsnicí materiál je podle tohoto vynálezu umístěn mezi tlačnou desku a nastavovaný předmět, procházející zařízením. Jistou výhodou je, nachází-li se na tlačné desce.

Jak již bylo dříve řečeno, používá se těsnicí zařízení podle tohoto vynálezu v kombinaci s objímkou, se kterou tvoří uzavírací zařízení, tj. uzavírací styčnici. Zařízeni podle vynálezu poskytuje objímce čelní desku. Vynález poskytuje čelní desce, kterou prochází nastavovaný předmět, těsnicí prostředek, Tam kde se používá objímka v kombinaci s čelní deskou, požaduje se přítomnost těsnění mezi objímkou a čelní deskou. Během činnosti je čelní deska umístěna uvnitř konců objímky, pročež se rovněž požaduje těsnění mezi vnitřním povrchem konce objímky a vnějším povrchem čelní desky (povrch definuje tloušťku čelní desky). Aby se dosáhlo takového utěsněni, má těsnicí zařízení podle tohoto vynálezu jednu nebo více drážek, a to na povrchu, který definuje jeho tloušťku. Těsnicí kroužek, například O-kroužek nebo těsnicí konopný prstenec, se umístí do zmíněných drážek, kde tvoří těsnění mezi čelní deskou a objímkou. Objímka může být utěsněna na jednom konci tak, že se použije jenom jedno těsnicí zařízení, přes které kabel vchází do styčnice a rovněž z ní vychází.

Forma kabelové styčnice, které se dává přednost, zahrnuje vnější objímku, opatřenou na každém konci těsnicím zařízením. Těsnicí zařízení na každém konci objímky mohou být spojena dohromady jednou nebo více spojovacími tyčemi, čímž se vytváří výsledná styčnice s axiální tažnou sílou.

Podle tohoto vynálezu se mohou použít různé formy objímek s těsnicím zařízením, například obalené objímky, které se instalují po instalaci těsnicího zařízení na nastavovaný předmět. Vhodné objímky jsou uvedeny například v W090/05401.

Pro usnadnění přístupu do styčnice se dává přednost tomu, aby byla objímka rozměrově stabilní, to znamená aby se rozměr teplem neměnil.

Vynález byl popsán u jednoho nastavovaného předmětu procházejícího přes těsnicí desku. Odborníkovi bude zřejmé, jakým způsobem přizpůsobit větší počet otvorů v těsnicí desce, tlačnou desku a komůrku, a jakým způsobem utěsnit více jak jeden nastavovaný předmět.

Je možné mezi tlačnou deskou a nastavovaným předmětem použít každý vhodný těsnicí materiál. Používá se materiál, který má prodloužení nejméně 100% a hodnotu trvalého přetvoření tlakem při 70°C menší jak 30%. Přednost se dává materiálu, který má dynamický akumulační (paměťový) modul (dynamic storage modulus) při 23°C a 1 Hz menší než 107 dynes/cm². Těsnicí materiál má tvrdost podle Stevens-Vollenda (t.j. měřeno v Stevens-Volledovém strukturním analyzátoru) větší jak 45g, lépe větší než 60g a konečné prodloužení (ASTM D638) větší než 60%, lépe větší než 100%.

Přednost se dává materiálu, který se vrací do původního tvaru, jestliže se odstraní působící tlak. Usnadňuje to odstraněni těsnicího zařízeni, což může být nutné pro získání přístupu k nastavovanému předmětu. Přístup bude nutné získat například ke kabelové styčnici z důvodu její opravy, nebo výměny, případně při reorganizaci vodičů styčnice.

Přednost se rovněž dává tomu, aby těsnicí materiál měl kohezní pevnost (soudržnost) větší, než je přilnavost k nastavovanému materiálu a/nebo k těsnicím prvkům a prostředkům stlačujícím těsnicí materiál. Zvláště vhodným materiálem je gel. Gelem se rozumí směs polymeru, která za přítomnosti tekutiny zvětšuje objem a má kuželovou penetrační hodnotu (měřeno pomocí modifikované verze ASTM D2 17, která bude dále popsána), v rozmezí od 300 do 400 (I o-l mm), maximální prodloužení (měřeno pomocí ASTM D412) větší než 100%, s pružnou deformací do prodloužení nejméně 100%. Směs může obsahovat trojrozměrnou křížově spojenou molekulární sestavu, nebo se může pouze chovat, jakoby takovou molekulární sestavu obsahovala (geloidy).

Může se použít směs gelů nebo geloidů, která obsahuje blokový kopolymer s relativně tvrdými bloky a vzorky relativně elastomerních bloků ( t.j. hydrogenované pryžové bloky) takových kopolymerů včetně styren-dienových bloků kopolymerů (radiálních nebo lineárních), například styren-butadien nebo styren-isoprenový di-blok nebo tri-blok kopolymerů nebo styren-etylén-butylén-styren tri-blok kopolymerů.

Všechny znaky gelových materiálu, kterým se dává přednost, popsané ve WO-A-90/05401, mohou být užitečné i pro tento vynález. Úplné znění WO-A-90/04401 je zde uvedeno pro porovnání.

Přehled obrázků na výkrese

Provedení vynálezu budou dále popsána pomocí příkladů s odvoláním na přiložené výkresy, kde obr.l znázorňuje uzavírací sestavu styčnice podle dosavadního stavu techniky, obr.2 znázorňuje perspektivní pohled na částečně odříznutou polovinu misky těsnicího zařízení podle tohoto vynálezu, obr.3 znázorňuje perspektivní pohled na neodříznuté těsnicí zařízení z obr.2 s přidanými těsnicími prvky, obr.4 znázorňuje těsnicí zařízení z obr.2 a 3, instalované kolem kabelu jako čelní deska v uzavírací styčnicové soustavě, obr.5 znázorňuje volitelný těsnicí prvek určený pro uložení a utěsnění kabelu o různých průměrech a vstupujících do těsnicího zařízení z obr.1-4, obr.6a a 6b schematicky znázorňují představitele dvou tvarů těsnicího zařízení, kterým se dává přednost, podle tohoto vynálezu, obr.7 znázorňuje těsnicí zařízení podle tohoto vynálezu, uspořádané jako řadová uzavírací styčnice, t.j. oddělené od sebe a spojené navzájem pomocí dvou prodloužených spojovacích členů, obr.8 znázorňuje polovinu těsnicího zařízení podle tohoto vynálezu, obr.9a a 9b znázorňují dva pohledy na polovinu další provedení těsnicího zařízení podle tohoto zařízení, obr.10 znázorňuje jiný pohled na polovinu těsnicího zařízení, zobrazeného na obr.8, obr.11 znázorňuje příčný řez sestavou uzávěru kabelové styčnice podle tohoto vynálezu, obr.12 znázorňuje jedno z těsnicích zařízení uzávěru, zobrazeného na obr.11, v příčném řezu podél čáry A-A, obr.13 znázorňuje těsnicí zařízení z obr.12, v příčném řezu podle čáry B-B, obr.14 znázorňuje perspektivní pohled, na těsnicí prvek (částečně odříznutý) dalšího provedení těsnicího zařízení podle tohoto vynálezu (podle třetího aspektu vynálezu), obr.15 znázorňuje perspektivní, pohled na částečně rozloženou polovinu těsnicího zařízení, které se podobá zařízení z obr.14, obr.16 znázorňuje perspektivní pohled na těsnicí zařízení, které je podobné zařízení z obr.14 a 15, obr.17 znázorňuje perspektivní pohled na dvě těsnicí zařízení (podobná zařízením z obr.14-16) se spojovacími tyčemi, ale bez těsnicího materiálu, kolem kterého by se dala upevnit objímka, čímž by se vytvořila styčnice.

Pi?i.]c 13.dy ~ρΓονθό.θΠ2. \^r/nálszu

S odvoláním na výkresy, obr.l znázorňuje uzavírací sestavu podle dosavadního stavu techniky, obklopující styčnici 1 mezi vstupujícími a vystupujícími kabely 3. Uzavírací sestava má objímku 5 a čelní desky 7. Každá čelní deska 7 zahrnuje těsnicí materiál 9, vytvářející sendvič mezi deskami Xi. Každý pár desek 11 zahrnuje otvor nebo otvory, kterými mohou kabely procházet, Desky 11 se mohou pohybovat směrem k sobě, nejlépe axiálně vůči kabelu nebo kabelům. Tento pohyb se může realizovat pomocí matice a šroubu 13 a 15. Výsledkem pohybu desek je stlačování těsnicího materiálu 9 v příčném směru, což vede k tomu že materiál je deformován radiálně směrem ven proti objímce a nebo směrem dovnitř proti kabelu nebo kabelům. Provedení podle dosavadního stavu techniky rovněž zahrnuje další těsnicí vrstvu 16, která těsně přiléhá ke kabelu. Deformace těsnicího materiálu 9 se může přenášet přes těsnicí materiál 16 na kabel. Použije se pružný prvek 17 (volitelně na jednom nebo více šroubů 13) na udržení těsnicího materiálu 9 a/nebo 16 pod tlakem.

Na obr.2 až 5 jsou znázorněna provedení, podle tohoto vynálezu, která se mohou použít namísto čelní desky 7 zobrazené podle dosavadního stavu techniky na obr.l. Zařízení podle tohoto vynálezu je pokrokovější při porovnání s dosavadním stavem techniky v tom, že chceme-li dosáhnout utěsnění kabelů, není nutné pohybovat deskami, kterými prochází kabely, relativně vůči kabelům.

Obr.2 znázorňuje perspektivní pohled na polovinu misky (částečně odříznutou) těsnicího zařízení podle tohoto vynálezu, kde každá polovina misky těsnicího zařízení podle tohoto vynálezu je deskou 21, která má v příčném řezu polokruhový tvar a má na plochém povrchu kanál 23., který je určen pro příjem kabelu. Těsnicí deska 21 má komůrku, která je ve spojení s kanálem 23.. Uvnitř komůrky 25 je umístěna tlaková deska 27 a rukojeť 29, která je připojena k tlačné desce 27 a vystupuje z komůrky 25, aby oddělila část 31 v těsnicí desce, umožňuje to, že se tlaková deska 27 dá ovládat mimo těsnicí desku 21 přes rukojeť 29. Mezi tlačnou deskou 27 a kanálem 23 je umístěn gelový materiál 33 . Gel 33 je umístěn na tlačné desce

27. Zařízení rovněž obsahuje soustředné těsnicí kroužky 35, které obklopují otvor 23 ústící do komůrky. Tyto soustředné kroužky 35 se dají nezávisle na sobě odstranit, aby se přizpůsobila velikosti těchto kroužků různým průměrům vstupujících kabelů.

Tlaková deska 27 a komůrka 25 jsou vytvořeny tak, že když se tlaková deska 27 pohybuje pomocí rukojeti 29, okraje tlačné desky sledují stěny komůrky 25. čímž je gelový materiál tlačen směrem ke vkládanému předmětu v kanálu 23. Během provozu polovina misky, tak jak je to znázorněno na obr.2, lícuje s odpovídající druhou polovinou kolem nastavovaného předmětu před tím, než se tlaková deska 27 dá do pohybu.

Aby se mohla tlaková deska správně nainstalovat do těsnicí desky, měla by se tlaková deska 27 umístit do komůrky 25 před umístěním polovin misek těsnicí desky okolo nastavovaného předmětu.

Podobně se musí soustředné kroužky 35 upevnit okolo kabelů ještě před tím, než se kolem nich uloží poloviny misek.

Soustředné kroužky 35 vyčnívají na jedné straně těsnicí desky tak, jak je to znázorněno referenčními čísly 37. Umožňuje to, že se mohou kolem vyčnívajících částí 37 soustředných kroužků umístit svorky uvolňující napětí (nejsou znázorněny).

Tlaková deska 27 může mít pružinu (na rukojeti 29), která vyvolává tlak na gel 33 i po ukončení instalace. Zajišťuje to trvalé stlačení gelu po dobu životnosti těsnicího zařízení.

Obr.3 znázorňuje polovinu misky těsnicí desky z obr.2, která není v tomto případě odříznuta. Obr.3 rovněž znázorňuje další podobu gelu 41 na lícujících plochých površích polovin misek desky 21 a drážky 43, které vybíhají okolo polokruhových zakřivených površích poloviny misky těsnicí desky 21. V drážkách 43 mohou být vloženy těsnicí O-kroužky, a podobně, které vytváří těsnění mezi čelní deskou 21 a objímkou používanou v kombinaci s čelní deskou 21. se kterou vytváří uzavírací sestavu styčnice.

Na obr.4 je znázorněna těsnicí deska z obr.2 a 3 smontovaná dohromady s objímkou v podobné konfiguraci jako na obr. 1, v souvislosti s popisem dosavadního stavu techniky. Jak lze vidět, je gel 33 stlačen tak, že je v těsném styku s kabelem 3, který vstupuje do uzavírací soustavy styčnice. Svorka uvolňující napětí 45 je na tomto obrázku umístěna kolem vyčnívající části 37 soustředných těsnicích kroužků 35. Jak je to znázorněno na obr.4, svorka je umístěna na vnější straně uzavírací sestavy styčnice. Mohla by být kromě toho umístěna uvnitř, což znamená na povrchu těsnicí desky, který je orientován směrem dovnitř.

Na obr.5 je znázorněn příčný řez třetího provedení soustředných kroužků 35, které jsou použity u těsnicího zařízení podle tohoto -vynálezu. Každý těsnicí kroužek 35 má chlopeň 47, která vybíhá k jedné straně soustředných kroužků. Každá chlopeň vybíhá ze společného povrchu 49 soustředných kroužků ve směru od roviny kroužků. Chlopeň vybíhá ve tvaru, který se podobá písmenu n. Koncová část chlopně n je delší, než bližší konec 53 chlopně 47.. Každý konec (ocas) 51 přesahuje přes chlopeň sousedního kroužku. U tohoto vynálezu jsou jsou kroužky uspořádána obvodově, takže chlopně 47 vybíhají do komůrky 25 těsnicí desky. Výsledkem je to, že když se tlaková deska 27 pohybuje směrem ke kabelu, působí gel na chlopně 17 a tlačí jejich konce proti sousední chlopni a proti společnému povrchu 49 soustředných kroužků. Tím se vytvoří dobré těsnění po celém společném povrchu soustředných kroužků. Proto zde neexistuje možnost prosakování mezi sousedními soustřednými kroužky.

Konec 47' nejvnitřnějšího soustředného kroužku rovněž těsní kabel vložený do zařízení. Pohyb gelu způsobuje, že konec chlopně těsní každou mezeru mezi nejvnitřnějším kroužkem a kabelem. Tato konstrukce umožňuje utěsnit každou mezeru D (obr.5) mezi kabelem a nejvnitřnějším kroužkem, a to do velikosti mezery 0,5 mm.

Obr.6a a 6b schematicky znázorňují mechanismus tlačné desky ve vztahu k dvěma různým uspořádáním materiálu. U obou uspořádání obsahuje těsnicí materiál gel a tlačná deska zahrnuje tlačnou část 1053 namontovanou na hřídel 1055, který prochází mezi dvěma kusy těsnicího zařízení. Válcová pružina 1057 je umístěna na hřídeli 1055 a tlačí tlačnou část 1053 na těsnicí materiál 1061 a kabely 1059. Na obr.6a je těsnicí materiál 1061 (gel) umístěn na tlačném povrchu tlačné desky (povrch obrácený ke kabelu), přičemž je zde i další těsnicí materiál 1063 (gel, který je stejný jak gel 1061. i když to tak nutně nemusí být), který je umístěný okolo každého kabelu 1059. Tento těsnicí materiál 1063 zahrnuje pruh pásky, nejlépe gelové, která je navinuta kolem svého případného kabelu před tím, než se kabel vloží do těsnicího zařízení. Na obr.6b je znázorněno alternativní uspořádání, u kterého má téměř celý těsnicí materiál 1063 v dutině tvar pásků nebo pruhů, nejlépe z gelu, které jsou omotány okolo kabelů.

Obr.7 znázorňuje dvě těsnicí zařízení podle tohoto vynálezu, uspořádané v řadě jako uzavírací kabelová styčnice, to znamená umístěná od sebe a v řadě, ale spojená navzájem dvěma prodlouženými spojovacími prvky 103 ve tvaru tyčí, které se táhnou mezi těmito spojovacími prvky na jejich obvodech. Každé těsnicí zařízení 101 je duté a zahrnuje první a druhou čelní desku, které jsou navzájem odděleny a obvodové stěny 107 umístěné mezi čelními deskami. Stěna 107 uzavírá prostor mezi koncovými deskami, a vytváří tím dutinu nebo komůrku 109, ve které se při používání udržuje těsnicí materiál (gel, není znázorněn). Každé těsnicí zařízení 101 má dva kabelové vstupní otvory, které tímto zařízením prochází.

Každé těsnicí zařízení 101 má kanálky 1011 umístěné v první a druhé čelní desce 105. ve kterých se nachází svírací prvek (není znázorněn). Těsnicí zařízení znázorněné na levé straně 101 zobrazuje přerušovanou čárou dva z těchto kanálků, a rovněž zobrazuje šipky, které ukazují směr ve kterém se svírací prvky pohybují, aby sevřely kabel, směr pohybu je přitom kolmý vůči kabelu. Každý kanálek 1011 má relativně širokou část 1013, aby se tam vešla svírací část svíracího členu. Úzká část 1015 je uzpůsobená k uložení hřídele se závitem svíracího prvku. Úzká část 1015 kanálku vybíhá k obvodu těsnicího zařízení tak, že se s hřídelem může otáčet a zašroubovávat ho z vnější strany zařízení dále do těsnicího zařízení, a tím tlačit svírací část svíracího prvku proti kabelu probíhajícího těsnicím zářízením.Každé těsnicí zařízení 101 zahrnuje dvě hlavní části (poloviční kusy), které jsou oddělitelné v rovině, která je v jedné rovině s kabely, které prochází zařízením. Obě poloviny jsou sešroubovány v bodech 1017. Na obr.8 až 10 jsou zobrazeny různé pohledy na dva různé, avšak podobné kusy těsnicího zařízení: obr.8 a 10 znázorňuje dva pohledy na jednu z forem těsnicího zařízení a obr.9a a 9b znázorňuje dva pohledy na jinou formu těsnicího zařízení, kterému se dává přednost. Každá polovina je sešroubována s odpovídající polovinou přes otvor 1017. Čelní desky 105, obvodové stěny 107, dutiny 109 a kanálky 1011 (a úzké části 1015) jsou zde znázorněny. Obvod každé poloviny má polokruhový kanálek nebo drážku 1919 (tvoří u smontovaného těsnicího zařízení kruhový kanálek nebo drážku) do kterého se vloží těsnicí O-kroužek. O-kroužek ( který může být zhotoven s pružného materiálu, např. z pryže), vytváří těsnění mezi těsnicím zařízením a pouzdrem styčnicového uzávěru. Každá polovina má okénka ( mezery) 1021. která spojují dutinu 109 a kanálek 1019, přes který z dutiny proniká těsnicí materiál. Tato okénka mají dvojí funkci: 1) umožňují těsnicímu materiálu vytvářet těsnění, které blokuje podélný průchod tekutiny (vlhkost nebo plyn) mezi lícujícími čely 1023 každé poloviny ; 2) umožňují styk těsnicího materiálu s 0-kroužkem, čímž tvoří dobré těsnění v každém tzv. trojitém bodu, což znamená tam, kde podélné těsnění těsnicího zařízení (poskytované těsnicím materiálem v okénku) se setkává s obvodovým těsněním těsnicího zařízení ( O-kroužek).

Poloviny těsnicího zařízení na obr.S až 10 jsou-znázorněny bez příslušných tlačných desek, které se pohybují směrem ke kabelům a tlačí těsnicí materiál (není znázorněn) proti kabelům. Jsou však znázorněny průchody 1025, spojující dutinu každého zařízení s vnějškem těsnicího zařízení. V každém průchodu je uložen hřídel se závitem, spojený s tlačnou deskou za účelem přibližování tlačné desky ke kabelům.

Dutina těsnicího zařízení z obr.9b má oblast 1027 střídajících se hran (hřebenů) a drážek těsně přiléhajících k jedné z čelních desek. Hrany a drážky prodlužují délku dráhy, podél které by prosáklá vlhkost mezi tělesem těsnicího zařízení a těsnicím materiálem musela postupovat přes těsnicí zařízení do styčnicové uzávěry. Poskytují tím zvláštní bariéru proti pronikání vlhkosti.

Obr.11 znázorňuje v příčném řezu smontovanou řadovou styčnicovou uzávěru podle tohoto vynálezu. Uzávěra zahrnuje dvě těsnicí zařízení 101, každé umístěné na jednom konci válcovitého pouzdra 1029. Spojovací tyče 103 vedou mezi dvěma těsnicími zařízeními a spojují je. U tohoto provedení má každé těsnicí zařízení šrouby 1031. které spojují dvě poloviny každého těsnicího zařízení. Páry svíracích prvků 1033 jsou umístěny v čelních deskách každého těsnicího zařízení a mezi svíracími prvky každého páru se do vstupního otvoru kabelu vinou pružné pruhy 1034. Každé těsnicí zařízení rovněž zahrnuje tlačnou desku 1035, která je umístěna v jeho střední dutině. Každá tlačná deska má pružný člen ve formě válcovité pružiny 1051, namontované na hřídeli 1047, která vytváří předpětí tlačné desky proti těsnicímu materiálu. Pouzdro 1029 je uzavřené a má podélný otvor opatřený podélným těsněním 1037. které je v dotyku s 0-kroužkem 1039 umístěným okolo těsnicího zařízení. Pouzdro je uzavřeno pomocí uzavíracího prvku 1040, který má kanálky ve tvaru klínu, které jsou posouvány po klínovítých kolejničkách (nejsou zobrazeny) na vnější straně pouzdra. Může se samozřejmě použít jakýkoliv vhodný způsob uzavření pouzdra.

Na obr.12 je znázorněno jedno z těsnicích zařízení styčnicové uzávěry z obr.11, a to v příčném řezu A-A. Příčný řez znázorňuje svírací prvek 1033 těsnicího zařízení, který je pohyblivě uložen v kanálcích 1011. Každý svírací prvek 1033 má obloukovitý svírací povrch 1041 opatřený svíracími výstupky 1043 .

Na obr.13 je znázorněno těsnicí zařízení z obr.12 v příčném řezu B-B. tento příčný řez znázorňuje tlačnou desku 1035, která zahrnuje dvě tlačné části 1045 namontované na hřídeli 1047, která prochází mezi dvěma polovinami těsnicího zařízení. Utahováním matice 1049 na hřídeli 1047 se obě tlačné části k sobě přibližují a následně i ke kabelům procházejícím do uzávěry. Hřídel 1047 má válcovou pružinu 1051. která vytváří předpětí na tlačných částech 1045, a to ve směru proti sobě.

Těsnicí zařízení na obr.14 zahrnuje vnější těsnicí prvek 201 a vnitřní těsnicí prvek 202. Těsnicí prvek 201 má otvory 203. které se kryjí s odpovídajícími otvory v těsnicím prvku 2.

Směrem ven vyčnívající objímka 205 na těsnicím prvku 201 obsahuje píst nebo membránu 206. Píst je držen v objímce 205 víčkem 207, které má matici 208. Víčko 207 je po obvodě opatřeno závitem, jak je lépe vidět na obr.15. Válcová cívka nebo jiná pružina 209 je držena mezi pístem 206 a víčkem 207 a vyvolává pružinové zatížení. Síla vyvolána pružinou na píst se může nastavovat šroubováním víčka dovnitř nebo ven z objímky pomocí matice 208 a klíče. Pružina, která obvykle obsahuje kov, vyvolává trvalé předpětí a tlačí na těsnicí materiál, čímž po celou dobu životnosti nahrazuje jiné tlačné zařízení.

Na obr.14 je možné vidět oddělovací válce 2010 umístěné mezi těsnicími prvky 201 a 202. kde tyto válce drží těsnicí prvky v předem stanovené vzdálenosti od sebe a zároveň zpevňují celé těsnicí zařízení. Na obr.15 je znázorněn gel nebo jiný těsnicí materiál mezi těsnicí prvkem 201 a 202. Těsnicí materiál je tvarován tak, aby poskytoval otvory pro kabely, které odpovídají otvorům 203 a 204 v těsnicích prvcích 202 a 203. Na obr.15 je znázorněno poněkud odlišné těsnicí zařízení než na obr.14, ve kterém není objímka 205 integrální s vnějším těsnicím prvkem 201, ale zapadá do otvoru uvnitř těsnicího prvku 201.

Těsnicí zařízení může být zhotoveno přinejmenším ze dvou částí, kdy každá část obsahuje těsnicí prvek 201, těsnicí prvek 202 a těsnicí materiál 2011. Tento těsnicí materiál může být umístěn kolem kabelů procházejících otvory 203 a 204, které jsou smontovány šrouby 2012.

Otvory 203 a 204 mohou být přizpůsobeny pro použití u kabelů s různou velikostí, pomocí vyměnitelných vložek uvnitř otvorů, kde tyto vložky podpírají kabely a drží těsnicí materiál.

Kolem kabelů je možné umístit pár těsnicího zařízení na každé straně styčnice, kde těsnicí zařízení jsou držena pohromadě pomocí odstranitelných spojovacích tyčí.

Je-li to nutné, může se vnitřní rozměr objímky nastavit vůči vnějšímu rozměru těsnicího prvku pomocí O-kroužku, nebo pomocí jiného vhodného těsnicího prvku.

Gelový těsnicí materiál mezi vnitřním a vnějším těsnicím prvkem je potom stlačován zašroubováním víčka 207. čímž se stlačuje pružina 209. a tím je píst 206 zatlačován do těsnicího materiálu 2011. Těsnicí materiál se rozmísti tak, že tvoří těsné těsnění okolo kabelů, které prochází otvory v těsnicím zařízení a rovněž utěsňuje objímku (není znázorněna), která kabel obklopuje.

Claims (14)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Zařízení pro vytvoření těsnění kolem nastavovaného předmětu zahrnuje:

   a) těsnicí desku, která má otvor, kterým může procházet předmět, dále zahrnuje komůrku, která je spojena se zmíněným otvorem,

   b) tlačnou desku umístěnou uvnitř a pohyblivou vůči komůrce,

   c) těsnicí materiál umístěný uvnitř komůrky tak, že prochází-li nastavovaný předmět otvorem v těsnicí desce, těsnicí materiál se nachází mezi tlačnou deskou a nastavovaným předmětem, přičemž s tlačnou deskou se může pohybovat směrem k předmětu, a to ve směru příčném vůči předmětu, přičemž se těsnicí materiál dostává do těsnicího styku s předmětem.
2. 2. Zařízení podle nároku 1,vyznačující se tím, že komůrka obklopuje alespoň část obvodu otvoru.
3. 3. Zařízení pro vytvoření těsnění kolem nastavovaného předmětu zahrnuje:

   a) těsnicí desku s otvorem, kterým prochází předmět, která dále zahrnuje komůrku, která je spojená se zmíněným otvorem a obklopuje alespoň část obvodu otvoru,

   b) tlačnou desku umístěnou uvnitř a relativně pohyblivou vůči komůrce,

   c) těsnicí materiál umístěný uvnitř komůrky tak, že prochází-li nastavovaný předmět otvorem v těsnicí desce, těsnicí materiál se nachází mezi tlačnou deskou a nastavovaným předmětem, kdy se s tlačnou deskou může pohybovat, přičemž těsnicí materiál se dostává do těsnicího kontaktu s předmětem.
4. 4. Zařízení podle nároku 3,vyznačující se tím, že tlačná deska se pohybuje směrem k předmětu, a to v příčném směru, a tlačí těsnicí materiál do těsnicího kontaktu s předmětem.
5. 5. Zařízení podle kteréhokoliv předchozího nároku, vyznačující se tím, že těsnicí deska má dvě nebo více částí, oddělitelných podle čáry, která dělí otvor.
6. 6. Zařízení podle kteréhokoliv předchozího nároku,, vyznačující se tím, že konfigurace těsnicí desky a komůrky je taková, že pohybuje-li se deska směrem k nastavovanému předmětu, okraje desky sledují vnitřní stěny komůrky.
7. 7. Zařízení podle kteréhokoliv předchozího nároku, vyznačující se tím, že tlačná deska se dá ovládat ručně, a to z vnějšku zařízení.
8. 8. Zařízení podle kteréhokoliv předchozího nároku, vyznačující se tím, že zahrnuje pružný člen, pružně umístěný tak, že vytváří předpětí a tlačí tlačnou desku proti těsnicímu materiálu.
9. 9. Zařízení podle kteréhokoliv předchozího nároku, vyznačující se tím, že zahrnuje dva nebo více soustředné těsnicí kroužky, umístěné uvnitř otvoru v těsnicí desce, přičemž kroužky jsou navzájem zaměnitelné tak, že upravují otvor v těsnicí desce pro různé rozměry nastavovaného předmětu.
10. 10.Zářízení podle nároku 9,vyznačující se tím, že těsnicí kroužky vyčnívají za povrch těsnicí desky, přičemž zařízení dále zahrnuje svírací prostředky, které se mohou umístit kolem vyčnívajících částí kroužků tak, aby se uvolnilo napětí (z deformace) u předmětů procházejících přes kroužky.
11. 11. Zářízení podle kteréhokoliv předchozího nároku, vyznačující se tím, že je vhodné pro vytvoření čelní desky uzavírací sestavy, která zahrnuje objímku a jednu nebo dvě zmíněné čelní desky.
12. 12. Uzavírací sestava zahrnuje objímku a jednu nebo více čelních desek podle nároku 11.
13. 13. Dva nebo více soustředných kroužků těsnicího materiálu, kde vnější povrch jednoho kroužku je odnímatelně upevněn k nejvnitřnějšímu povrchu sousedního kroužku, a kde každý kroužek má chlopeň, která je oddělena od chlopní sousedních kroužků a vystupuje ze společného povrchu soustředných kroužků směrem ven z roviny kroužků, kdy vyvolaný tlak směrem ke společnému povrchu tlačí každou chlopeň proti sousední chlopni, a to směrem ke společnému povrchu kroužků.
14. 14. Zářízení pro vytvoření těsnění kolem nastavovaného předmětu zahrnuje:

    a) první a druhý těsnicí prvek, kdy těsnicí prvek má alespoŇ jeden otvor definující dráhu nastavovaného předmětu, při jeho pohybu těsnicím zařízením,

    b) těsnicí materiál mezi těsnicími prvky

    c) prostředky pro stlačování těsnicího materiálu, přičemž tyto prostředky mohou působit bez toho, že by se těsnicí prvek vůči nastavovanému předmětu pohyboval.