CZ83896A3

CZ83896A3 - Method of removing moisture from hollow guide elements and apparatus for making the same

Info

Publication number: CZ83896A3
Application number: CZ96838A
Authority: CZ
Inventors: Willem Griffioen
Original assignee: Nederland Ptt
Priority date: 1995-03-24
Filing date: 1996-03-20
Publication date: 1996-11-13
Also published as: DK0734109T3; DE69602790D1; US6176022B1; EP0734109A1; NL1002363A1; NL1002363C2; ATE181183T1; US6115937A; EP0734109B1; ES2134555T3; DE69602790T2

Description

Oblast techniky

Vynález se týká systémů dutých vodicích členů používaných u kabelových vodičů. Zvláště se týká metody odstraňování a/nebo odhalování vlhkosti, která pronikla do dutých vodicích členů systému, který je obsahuje. Dále se týká systému dutých vodicích členů pro kabelové prvky a způsobu odstraňování vlhkosti podle tohoto vynálezu.

Dosavadní stav techniky

Není obvyklé pokládat kabely, zvláště pak kabely se skleněnými vlákny, přímo do země, ale obvykle se nejprve položí do země trubkovitá ochrana, zde nazývaná kabelová průchodka, zkráceně průchodka, a potom se do této průchodky instaluje kabel se skleněnými vlákny, Kabelová průchodka má dvě hlavní funkce, slouží jako vodicí člen pro vedení kabelu v době jeho instalace, a jako ochranný člen již instalovaného kabelu, který kabel chrání proti vnějším vlivům. Kopání strouhy do země, pro následné položení průchodky, je nákladnou záležitostí. Proto se dává přednost tomu, aby průchodka, která již byla jednou uložena v zemi, vyhovovala pro další možné položení nového kabelu, nebo pro položení přídavného nebo náhradního kabelu, a to s dlouhodobým výhledem. Kabelová průchodka může sestávat z trubky, z které by se dal již jednou vložený kabel odstranit a nahradit novým kabelem. Kromě toho, kabelová průchodka s poměrně velkým průměrem, jak je uvedeno v odkazu (1), může obsahovat několik kabelových průchodek o menším průměru, zde nazývaných subprůchodek. Tato subprůchodka je vložena do velké prvotní průchodky, ve které je již uložen svazek menších druhotných průchodek, rovněž nazývaných subprůchodkami. Později může být do subprůchodky kdykoliv vložen kabel, jestliže to situace bude vyžadovat. Taková subprůchodka poskytuje kabelům nejen další ochranu, ale rovněž zjednodušuje jejich směrováni. Kromě toho, použitím subprůchodky se mohou podle volby odstraňovat kabely a nahrazovat je novými. Tato technika se může uplatnit nejen u kompletních kabelů, ale dá se použít jak u elektrických kabelů, tak i u kabelů s optickými vlákny, jsou-li vybaveny tažnými prvky a různými ochrannými plášti proti vnějším účinkům okolí. Jek je to uvedeno v odkazu (2), tato technika se použila na úrovni jádra kabelu, kde je jádro vloženo do subprůchodky, která obsahuje jen málo jader, například jader z měděných drátů nebo skleněných vláken.

V odkazu (3) se uvádí druh techniky, který kromě jiného používá svazek subprůchodek, který se skládá z tělesa pláště kabelu s množstvím trubkovitých dutin, do kterých se mohou vkládat, pokud se vyskytne taková potřeba, vláknité prvky pomocí techniky vhánění vzduchu.

Jednotlivé průchodky kabelu, ve skutečnosti kombinace primárních a sekundárních průchodek pro každý vložený kabel, tvoří ve skutečnosti dvojitý plášť okolo kabelu, což poskytuje (dvojí) ochranu proti negativním vlivům prostředí, například proti pronikání vlhkosti. Proto mohou mít kabely jednoduchou konstrukci, jestliže dvojitý plášť splňuje určité podmínky. Kabely nemusí mít (kovový) plášť proti vlhku, jestliže vlhkost nemůže z venku do sekundární průchodky pronikat, což má za následek, že se může realizovat kabel mnohem lehčí a levnější a menší co do velikosti. Pro vedení proudu se často používají průchodky kabelu, v nichž jsou uloženy kabely s optickými vlákny, kdy tyto průchodky! jsou často vyrobeny ze syntetického materiálu, například z HDPE. Vlivem difúze jsou však tyto materiály pro vodu propustné. Znamená to, že i když není v průchodce trhlina, může se voda akumulovat uvnitř průchodky, což může funkci kabelu bez patřičné ochrany nepříznivě ovlivnit. Z hlediska výroby a nákladů, je velkou výhodou, jestliže existuje možnost použit takovou syntetickou průchodku, bez ohledu na vnitřní a vnější průměr a bez modifikace, jak pro primární, tak i pro sekundární průchodku a prakticky i pro kabely bez pláště proti vlhkosti.

Dále se uvádí, například v odkazu (4) a (5), zvláště pro kabel s optickými vlákny, možnost stlačování dutých prostorů mezi optickými vlákny ležícími uvnitř pláště kabelu, a to po celé délce, pomocí stlačeného vzduchu, aby se tím zabránilo pronikání vlhkosti přes plášť kabelu. Tato možnost se může uplatnit u trhlinky, která má jen malé rozměry. Vlhkost, která prosakuje vlivem difúze, se nedá zastavit tímto způsobem, jelikož při difúzi hnací síla nepůsobí při celkovém tlaku převládajícím v dutých prostorech, ale spíše při parciálním tlaku přítomných vodních par.

Varianta této použité techniky je uvedena v odkazu (6), kde trubička Al s optickými vlákny kompozitního visutého kabelu s optickými vlákny je nejprve vháněna pomocí stlačeného vzduchu (suchý dusík) přes otevřený konec do vzduchotěsného spojovacího boxu. Následně je druhý konec rovněž těsně uzavřen. Dusík zůstává ve spojovacím boxu a v trubičce pod tlakem, což má za následek, že se zabráni, při poklesu okolní teploty, vytváření zmrzlých kapek . V odkazu (7) je uveden způsob vhánění dusíku, pod vysokým tlakem, přes volný prostor mezi vodivým jádrem uvnitř pláště podzemního kabelu, z jednoho konce kabelu ke druhému konci.Výsledkem je, že vnitřní části kabelu jsou suché, čímž se brání vytváření elektrochemických stromečkovitých struktur v syntetické izolaci pláště kabelu.

Podstata vynálezu

Cílem tohoto vynálezu je poskytnout technické prostředky a způsob, pomocí kterého může systém prodloužených dutých vodicích členů, který může mít prvky podobné kabelům, které nemají speciální ochranný plášť proti vlhkosti, být proti pronikající vlhkosti chráněn. V tomto případě je možné využít skutečnosti, že vlhkost, která je obsažena v prostoru uzavřeném pláštěm a dostala se tam v důsledku difúze, může být odstraněna přivedením proudu vzduchu, nebo lépe plynu s relativně nízkou vlhkostí, do zmíněného prostoru, kdy tento proud může nadbytečnou vlhkost odstranit. Udržováním tohoto proudu, se může vlhkost v tomto prostoru udržovat na nízké úrovni, jmenovitě pod bodem nasycení plynu vlhkostí, je-li plyn v prostoru přítomný, což znamená, že se nemohou vytvářet kapky vody a tím ani menší louže. V zásadě se tento způsob odstraňování vlhkosti a udržení stavu bez vlhkosti dá použít u jednotlivých prodloužených dutých vodicích členů, například u průchodky kabelu. Nevýhodou je , že u většiny aplikací mají. průchodky kabelu na obou oba koncích otvory, kterými je umožněn přístup vlhkosti k vnitřním částem jednotlivých dutých vodicích členů, které jsou od sebe dosti vzdálené. Při větší vzdálenosti těchto otvorů se musí použít speciální opatření, jednak pro zavedení proudu plynu do prvního otvoru a jednak pro sběr tohoto plynu u druhého otvoru. Sběr vytékajícího plynu je primárně požadován, jestliže druhý otvor vodícího členu ústí do budovy nebo místnosti, zvláště pak, jedná-li se o speciální plyn, která není běžnou součástí okolního vzduchu. Kromě toho existují vládní pokyny, které zakazují volné vyústění trubek do budov. V případě, že se používá druhý dutý vodicí člen, a to bývá obvyklý případ (při aplikováni techniky subprůchodek, která byla již popsána), může se tento druhý člen použít jako vratný kanál pro plyn tekoucí z prvního vodícího členu, přičemž se druhý člen zároveň udržuje v suchém stavu. Tento vynález poskytuje způsob podle nároku 1 a systém prodloužených dutých vodicích členů podle nároku 7. Přednost se dává tomu, aby byl plyn veden zpětně pomocí jednoho dutého vodícího členu.

V případě, že zmíněný jeden dutý vodicí člen obsahuje zbývající duté vodicí členy, je plyn veden nad vnějším pláštěm zbývajících dutých vodicích členů, které jsou současně rovněž chráněny proti pronikání vlhkostí. U provedení, kterému se dává přednost, je plyn proudící ven, veden přes prostředky zjišťující vlhkost, které dokáží okamžitě zjistit jakékoliv proniknutí vlhkosti trhlinou.

Vynález rovněž poskytuje speciální spojovací prostředky, podle nároku 14 a 15, které se mohou použít u prodloužených dutých vodicích členů pro prvky podobné kabelům podle tohoto vynálezu.

ODKAZY:

1) H.S.L. HXJ a R.T. Miyahara, Subprůchodky jako řešení pro narůstající potíže v Honolulu”, Telephony, 7.dubna 1980, str. 32-34 a 133.

2) DE-A-3045388.

3) EP-A-0186753.

4) JP-A-57034504 (data vydání 820224)

5) H.Nassar a U.Oestreich, Návrh a kvalifikace kabelů s drážkovaným jádrem chráněným páskou, se stlačeným plynem a blokací proti vodě”, Intern.Wire & Cable Symp. Proč.1991, str. 16-23.

6) JP-A-63121003 (data vydání 880525).

7) US-A-4,545,133

Všechny odkazy jsou zahrnuty v pat.přihlášce.

Přehled obrázků na výkrese

Vynález bude dále vysvětlen pomocí popisu příkladů u jednotlivých provedení s odkazy na výkresy, na kterých:

obr.l schematicky znázorňuje princip odstraňování vlhkosti, na kterém je tento vynález založen, obr.2 schematicky znázorňuje první příklad provedení vynálezu, obr.3 znázorňuje druhý příklad provedení tohoto vynálezu, obr.4 znázorňuje příčný řez průchodkou příkladu provedení na obr.3, obr.5 znázorňuje část spojovacího členu připojeného na konci průchodky znázorněné na obr.3, obr.6 znázorňuje část průchozího spojovacího členu připojeného na konci průchodky znázorněné na obr.3, obr.7 znázorňuje podélný řez průchodkou s rozvětvením, které je použito na průchodce u provedení znázorněném na obr.3, obr.8 znázorňuje variantu řešení znázorněného na obr.6.

Příklady provedení vynálezu

V rámci tohoto vynálezu se pod názvem kabelová průchodka, zkráceně průchodka, rozumí prodloužený dutý vodicí člen, který obsahuje dutý prostor ve tvaru kanálku a kde tento dutý prostor je v podélném směru uzavřen do pláště ve tvaru trubky, přičemž v tomto dutém prostoru je, nebo může být, uložen prvek podobný kabelu, a to v podélném směru. Plášt ve tvaru trubky prodlouženého vodícího členu, vytváří ochranný plášt prvku podobnému kabelu, který je v něm uložen a který slouží jako ochrana proti vnějším vlivům působícím na kabelovou průchodku. Prvkem podobným kabelu, dále zkráceně jen kabel, se rozumí jakýkoliv kabel nebo drát, který má alespoň jedno elektrické jádro nebo optické vlákno. Kabelová průchodka může mít v podstatě jakýkoliv tvar příčného řezu, například kruhový, čtvercový, lichoběžníkový, trojúhelníkový, uzavřený U-tvar atd.

Jediným požadavkem je, aby minimální vnitřní průměr kabelové průchodky byl podstatně větší než maximální vnější průměr kabelu, který má být du průchodky vložen, a to z důvodu možnosti dopravovat do průchodky plyn, který by dále proudil nad vnějším pláštěm vloženého kabelu. U příkladu provedení, který bude popsán níže, je z důvodu zjednodušení uveden kruhový příčný řez, který se v praxi vyskytuje nejčastěji. Kromě toho, průchodka s menším příčným průřezem může být vložena do průchodky s větším průřezem. Jeden z těchto příkladu provedení používá tento způsob.

Tento vynález se dá použít u průchodek a systému průchodek u kabelů obklopených různým prostředím, mohou být například zakopány v zemi, pod úrovní hladiny vody či nikoliv, u visutých kabelů nebo kabelů uvnitř budov.

Princip na kterém je založen způsob odstraňování vlhkosti, je velmi jednoduchou formou schematicky znázorněn na obr.l. Průchodka 1 je u prvního konce průchodky la uzavřena prvním otvorem 11 v prvním spojovacím členu 2 a je uzavřena u druhého konce druhým otvorem (není znázorněno) ve druhém spojovacím členu 3.· Do průchodky 1 je vložen kabel 4 jehož konce 4a a 4b vyčnívají do spojovacího členu 2 a 3.· Spojovací členy 2 a 3 mají.spojovací trubičky 5 a 6, pro připojení přívodu plynu a odvodu plynu (není znázorněno). Spojovací členy 2 a 3. jsou realizovány identicky, přitom na obr. je znázorněn spojovací člen 2 v otevřeném stavu a člen 2 v uzavřeném stavu. Oba spojovací členy mají tvar krabice a sestávají ze dvou částí, dna 2a nebo 3a a horní části 2b nebo 3b. Dno 2a a horní část 2b spojovacího členu 2 mají první vybrání 7a a 7b, do kterého těsně zapadá (plynotěsně) první konec průchodky la a druhé vybrání 8a a 8b do kterého stejně těsně zapadá konec kabelu 4a, jestliže je horní část 2b je připevněna ke dnu 2a a vytváří se tak uzavřený spojovací člen 2. V uzavřeném stavu vytváří dno 2a a horní část 2b dutý prostor 9, který je zde nazvaný komůrka, který je prostřednictvím prvního otvoru 11 otevřen do dutého prostoru průchodky 1 , přičemž z otvoru konce průchodky la vyčnívá konec kabelu 4a. Spojovací trubička 5 prochází stěnou spojovacího členu 2 do komůrky 9. bez ohledu na spojovací trubičky 5 a 6, které jsou na obrázku namontovány do dna 2a a 3a, mohou být obě části naprosto stejné. Aby se z průchodky 1 odstranila vlhkost, která do průchodky proniká a pronikla, je nad vloženým kabelem 4 udržován stálý proud plynu, který může zmíněnou vlhkost přivést k výstupu z průchodky. Udržováním rozdílu tlaku mezi vstupním otvorem 12 spojovacího členu 5 a výstupním otvorem 13 spojovací trubičky 6, začíná plyn proudit (šipky G) průchodkou 1 nad kabelem 4=

Z tohoto důvodu je je ke spojovací trubičce 5 připojeno plynové výtlačné čerpadlo (není znázorněno), které při konstantním tlaku, který je vyšší jak okolní tlak, pumpuje přes spojovací trubičku 5 plyn s relativně nízkou vlhkostí do komůrky 9 spojovacího členu 2 (v uzavřeném stavu) a přes první otvor 11 konce průchodky la do průchodky 1 (šipka A). Plyn dále prochází průchodkou 1. nad kabelem 4 7. konce průchodky la k druhému konci lb a přes spojovací člen 3 do spojovací trubičky 6 a ven. Jako médium se používá suchý nebo vysušovaný vzduch, který je schopný sebou brát relativně velké množství vlhkosti. Tímto způsobem se může průchodka kabelu, do které prosakuje vlhkost, udržovat v suchém stavu. Plyn vycházející přes výstupní otvor. 13 spojovací trubičky 6 (šipka B) se může shromažďovat a vést přes zařízení zjišťující zaznamenávající hodnoty vlhkosti (není znázorněno). Při náhlém zvýšení vlhkosti, což může indikovat netěsnost v průchodce, se může začít s vyšetřováním stavu průchodky. Omezení principu odstraňování vlhkosti v její nejjednodušší formě spočívá v tom, že u mnoha aplikací kabelových průchodek, jsou jejích dva konce od sebe příliš vzdáleny, a tak i tlakové čerpadlo a záznamové zařízení se musí od sebe umístit na velkou vzdálenost. Toto omezení se může odstranit tím, že použijeme alespoň dvě kabelové průchodky, jejichž odpovídající konce leží ve vzájemné bezprostřední blízkosti. V tomto případě, jsou spojovací členy, pomocí kterých jsou dva konce průchodek u sebe, uzavřeny pomocí spojovacích trubiček nebo společných propojovacích členů, takže tok plynu procházející přes jednu průchodku, prochází druhou průchodkou v opačném směru. Příklad provedení s možností zpětného průchodu je schematicky znázorněn na obr.2, pro systém pro N průchodek kabelu 20, jejichž první konce průchodek 21 s druhými otvory 25 jsou uzavřeny společným propojovacím členem 26 , zde nazývaným zkráceně propojovací člen 26. V každé N průchodce kabelu může být umístěn kabel 27. Spojovací člen 23 má dvě komůrky, první komůrku 28a a druhou komůrku 28b.

V první komůrce 28a jsou otevřeny první konce průchodek 21 u K množství ( K > 1. na obrázku se K=2) průchodek z množství

N, zatímco první konce zbylých průchodek L (=N-K, L > 1, na obrázku je L=l) se otevírají do druhé komůrky 28b. První konce 27a kabelů které jsou uloženy v K průchodkách a v L průchodkách, vedou přes první komůrku 28a a přes druhou komůrku 28b mimo spojovací člen 23.· Spojovací člen má první spojovací trubičku 29, která je otevřena do první komůrky 28a a druhou spojovací trubičku 30., která je otevřena do druhé komůrky 28b. Propojovací člen 26 má komůrku 31. do které se otevírají druhé konce průchodky 24 z N počtu průchodek, a přes který vedou druhé konce 27b kabelů 27 směrem ven z propojovacího členu 26.. Spojovací člen 23 a propojovací člen 26 mohou mít stejný tvar (krabice), jako spojovací členy 2 a 3 z obr.l, mají rovněž dno a horní část s vybráním pro těsné umístění (plynotěsné) příslušných konců průchodek a kabelů. V systému N průchodek z obr.2, se plynulý tok plynu udržuje rozdílem tlaku mezi první komůrkou 28a a druhou komůrkou 28b spojovacího členu 23. Realizuje se to připojením výtlačného plynového čerpadla (není znázorněno) k spojovací trubičce 29, kde čerpadlo pumpuje plyn přes vstupní otvor 32. (směr šipky A) spojovací trubičku 29 do první komůrky 28a spojovacího členu 23. Tok plynu začíná proudit (směr šipky G), a je rozdělován do K průchodek, přes zmíněné průchodky nad kabelem 27, který je zde uložen,ve směru propojovacího členu 26 druhými otvory konců kabelů 24 L průchodek 27. přes L průchodky ve směru spojovacího členu 23 přes první otvory 22 prvních konců kabelů 21 L průchodek, přes druhou komůrku 28b spojovacího členu 23 a přes spojovací trubičku 30 směrem ven.

V systému průchodek na obr.2, je v každé průchodce umístěn kabel 27. To však není nutné. V praxi se často používá jedna nebo více záložník průchodek, do kterých se kabel vkládá jen v případě budoucí potřeby. Pokud nejsou všechny průchodky osazeny kabelem, je zpětná doprava plynu realizována přes ještě prázdné záložní průchodky.

Možnost zpětného toku plynu je vždy možná, použije-li se více kabelových průchodek s menším poloměrem, nazýváme je subprůchodky. Tato možnost je znázorněna u druhého provedení příkladu, které je popsáno s odkazem na obr.3 a dálších, včetně obr.7. Na těchto výkresech znázorňuje obr.3 systém průchodek obsahující průchodku 41 jejíž první konec průchodky 41a je uzavřen spojovacím členem 42 a druhý konec průchodky 41b je uzavřen propojovacím členem 43.. Spojovací člen 42 má tvar krabice a skládá se ze dna 42a a horní části 42b. Propojovací člen 43 má rovněž tvar krabice se dnem 43a a horní části 43b. V průchodce 41 je mezi konci průchodky 41a a 41b vložena spojka 44 ve tvaru Y. Pomocí této spojky se průchodka 45 větví z průchodky 41. Průchodka 45 je uzavřena propojovacím členem 46. Tento člen má rovněž tvar krabice se dnem 46a a horní části 46b. Na obr.4 je znázorněn řez podél čáry IV-IV, který ukazuje, že průchodka 41 obsahuje více subprůchodek 47. Na obrázku je jich vidět šest. Jedna ze subprůchodek se vychyluje z průchodky 41 přes spojku Y 44., a pokračuje v průchodce 45 (viz obr.6 a 7). Každá subprůchodka 47 má kabel 48. Dno 42a spojovacího členu 42 má první spojovací trubičku 49 a druhou spojovací trubičku 50. U tohoto druhého příkladu provedení mají spojovací člen 42 a propojovací člen 43 a 46 stejný tvar krabice, jako spojovací (propojovací) členy z příkladu provedení na obr.l a 2. Skládají se rovněž ze dna a horní části, mají rovněž vybrání pro těsné uložení (plynotěsné) průchodek a konců kabelů. Na obr.5 je znázorněno dno 42a spojovacího členu42 spojeného s koncem průchodky 41a průchodky 41. Zmíněné dno 42a má první komůrku 51 a druhou komůrku 52, oddělené od sebe příčkou 53.. Konec průchodky 41a je otevřen do druhé komůrky 51, takže tato komůrka pomocí prvního otvoru 54 konce průchodky 41a je spojená otevřeným koncem s dutým prostorem průchodky 41. První spojovací trubička 49 je otevřená do první komůrky 51. a druhá spojovací trubička 50 do druhé komůrky 52 . Konec subprůchodky 47a každé subprůchodky 4 7 uložené v průchodce 41 probíhá přes druhou komůrku 52 a otevírá se do první komůrky 51. Příčka 53 je společná pro každá konec subprůchodky 47a a má vybrání 55 pro těsné uložení (plynotěsné) konců subprůchodek. Přes otvor 56 každého konce subprůchodky 47a, je první komůrka 51 spojena s dutým prostorem každé subprůchodky 47. Konec kabelu 48a kabelu 48 . který je uložen v každé subprůchodce 47 prochází první komůrkou 51 a dále prochází přes vybrání 57, kde je těsně uložen (plynotěsné) konec kabelu 48a a dále vychází ven ze dna 42a spojovacího členu 42.. Na obr. 5, je podle příkladu znázorněn jen jeden konec subprůchodky 47a a šest vybrání 55 pro konce subprůchodek 47a a šest vybrání 57 pro konce kabelu 48a. Na obr.6 je znázorněno dno 46a propojovacího členu 46 spojeného s průchodkou 45, která je větví průchodky 41. Propojovací člen 46 má komůrku 58 do které je otevřen konec kabelu 45a průchodky 45 a konec subprůchodky 47b subprůchodky 47 uložené v průchodce 45. Konec průchodky 45a průchodky 45 má otvor 59 a konec subprůchodky 47b má otvor 60., takže dutý prostor subprůchodky 47 je vlivem otvoru 59, komůrky 58. a otvoru 60., spojen s dutým prostorem průchodky 45. Konec kabelu 48c kabelu 48, který je uložen v subprůchodce 47, která je uložena v průchodce 45, probíhá přes komůrku 58 a pokračuje přes vybrání 61, kde je těsně (plynotěsné) uložen konec kabelu 48c, a ven ze dna 46a. Propojovací člen 43 se může realizovat stejným způsobem jako propojovací člen 46., i když propojovací člen má počet vybrání 61 (šest na obr.) pro těsné uložení stejný s počtem konců kabelů 48b, jako subprůchodky 47 se svými konci 47b. otevřenými do komůrky 58.

Propojovací člen 43 se může realizovat podobně jako spojovací člen 4_2, to znamená se dvěma komůrkami 51 a 52, které jsou navzájem propojené. Otevřené spojení mezi komůrkami se může realizovat buďto přímým spojením přes spojovací trubičku 49 nebo 50, nebo vynecháním spojovacích trubiček 49 a 50 a vytvořením dalšího otvoru v přepážce, nebo vynecháním celém přepážky. Na obr.7 je v podélném řezu znázorněna spojka 44 ve tvaru Y, která spojuje plynotěsné první část průchodky 41c průchodky 41 s druhou částí průchodky 41d průchodky 41 a druhý konec 45b průchodky 45. Spojka ve tvaru Y je taková spojka, která umožňuje, že duté prostory konců průchodky 41c a 41d a průchodky 45 mají navzájem otevřené propojení. Subprůchodka 41' se ze svazku subprůchodek 47, které jsou součástí průchodky 41c, vychyluje a pokračuje přes průchodku 45 ve směru k propojovacímu členu 46 . zatímco zbývající subprůchodky 47 ve svazku pokračují dále do druhé části průchodky 41d průchodky . Na obr.7 nejsou znázorněny žádné kabely.

V systému průchodek, znázorněném na obr 3 až 7, je plynulý tok plynu udržován rozdílem tlaku mezi první komůrkou 51 a druhou komůrkou 52 spojovacího členu 42. Lze toho dosáhnout připojením výtlačného plynového čerpadla (není zobrazené) ke spojovací trubičce, které pumpuje plyn (směr šipky A) cestou přes spojovací trubičku 49 do první komůrky 51 spojovacího členu 42.· Plyn tak začne protékat a je rozdělován mezi (šest) subprůchodky 47 které jsou otevřeny do první komůrky 51, přes subprůchodky 47 (směr šipky G) a nad kabely 4_8, pokud jsou zde uloženy, směrem k propojovacím členům 43 a 46., z příslušných konců 47b do komůrek příslušných propojovacích členů a cestou komůrek zpět do konců průchodek (41b a 45a), přes průchodky 41 a 45 (nyní vně přes subprůchodky, viz šipka G_, na obr.4), zpět ve směru spojovacího členu 42 a cestou druhé komůrky 52 a spojovací trubičkou 50 (směr šipky B) směrem ven.

Systém průchodek na obr 3 je systémem s větvením pomocí spojky tvaru Y. Aplikace vynálezu se neomezuje pouze na tento fakt. Systém průchodek může zahrnovat různé druhy větvení postupně pro každou subprůchodku 47 uloženou v průchodce 41. Ve větvení může pokračovat více než jedna subprůchodka 47 průchodky 45. Kromě toho může větvení průchodky 45 se může rovněž větvit cestou spojky Y. V závislosti na aplikaci, se mohou různá větvení systému větvení průchodky lišit v rozměrech (to je délce a průměru) a tím i v odporech proudění. Za účelem dosažení rovnovážného rozdělování toku plynu mezi různé větve systému průchodky, je nutné odpor proudění různě dimenzovat. Dává se přednost stanovování rozměrů u zpětného toku v každém propojovacím členu, např. v propojovacím členu 43 a 46. Na obr.8 je znázorněn propojovací člen 46 z obr.6 s otvorem 59 konce průchodky 45a průchodky 45 okolo konce subprůchodky 47b. který je zalepen zátkou 62. zhotovenou z pryže, která má správně dimenzovaný otvor 63. Průtokový otvor 63 je umístěn nad koncem subprůchodky 47b tak, že se voda, která se do průchodky 45 nebo 41 dostala vlivem prosakování, akumuluje v dutém prostoru průchodky 45 a nemůže přímo téci do komůrky propojovacího členu a přes tento člen do subprůchodky, která je v průchodce uložena. I když hladina vody přesáhne přes otvor 63, i tehdy při vhodném dimenzování tohoto otvoru může mít plyn, který prochází tímto otvorem takovou rychlost, že se zabrání vodě proudit v opačném směru.

Zátky, které mají otvor o správném rozměru, se mohou rovněž použít u druhého otvoru 25 u zbývajících L průchodek, které jsou otevřeny do komůrky 31 propojovacího členu 26 v systému průchodech z obr.2.

U příkladu provedení, které bylo popsáno, se používají spojovací (propojovací) členy, které mají tvar krabice se dvěma částmi a které obklopují konce průchodek a kabelů, které ze členů vystupují. V podstatě je rovněž možné použít jeden kus (našroubovaný) spojovacího členu, přes který by vedly konce kabelů. Tomuto spojovacímu členu se dává přednost u konců průchodek, ze kterých vychází pouze jeden kabel, a to ne příliš daleko.

Následující úvahy mohou být základem pro stanovení velikosti nutného toku plynu, který by udržel daný systém, při pronikání vlhkosti vlivem difúze, dostatečně suchý. Následující dva příklady budou objasněny matematicky. První příklad odpovídá příkladu provedení na obr.3. V této souvislosti se bude uvažovat s nejhorší možnou situací při 20°C. Obecně řečeno, vnější teplota bude nižší, pokud bude systém průchodky zakopán do země a do průchodky se dostane méně vlhkosti vlivem difúze. Nebude se brát v úvahu přiklad, kdy by se se vlivem větších trhlin zvětšil přítok vody. V těchto příkladech se předpokládá, že požadovaný tok vzduchu uvnitř průchodek musí udržovat relativní vlhkost (RH - Relative Humidity) pod 70%, přitom vzduch vstupující do průchodky má počáteční RH 50%. Hodnota RH 50% znamená, že za studeného počasí se může vzduch získat přímo z okolí, zatímco při horkém počasí se vzduch získaný z okolí musí nejprve sušit.

Běžně jsou kabelové průchodky zhotoveny z trubek z polyetylénu s vysokou hustotou (HDPE -High Density Polyethylen). Obvyklý požadavek na hodnotu penetrační konstanty P_H2o vody, rovněž se nazývá konstanta prostupnosti vody, je

P < 10^-4 gm^-1h.^-1bar^-1. Pro tok vody J , která za jednotku času pronikne přes stěnu válcovité trubice HDPE o délce L a o vnitřním průměru D a vnějším průměru D_q ( rovněž se uvádí zkráceně φ D_o/D_± mm trubky o délce L) je

J = 2 7TL {ln (D /D )}^_1P p (1) kde p^ je rozdíl tlaku mezi tlakem vodní páry vně a uvnitř válcovité trubice. Pro 50% rozdíl RH mezi okolím trubice a RH uvnitř trubice (vně u vody je to 100% a uvnitř 50% při které je vzduch vháněn), ze vzorce (1) vychází tok vlhka pronikající do trubice v množství menším jako 0,035 g/h na km, pro trubici o φ 32/36 mm a menším než 0,025 g/h na km pro trubici o φ 16/12 mm a φ 8/6 mm.

Průchod vzduchu takovou trubicí je je laminární, takže v případě tlakového gradientu dp/dx v podélném směru trubky, lze objem proudění vzduchu vyjádřit rovnicí _ ttD_í ⁴(128 )-¹ dp/dx, kde je dynamická viskozita vzduchu a má hodnotu = 1,8 x 10“⁵Pas.

Příklad 1

Jestliže je průchodka na obr.l trubkou o φ 36/26 mm a délce L = 30, pronikne dovnitř 1,05 g vody za hodinu. Jeden litr vzduchu nasycený na hodnotu 100% při 20°C obsahuje 0,023 litrů vodní páry. Jeden mol vodní páry má hmotnost 18 g a zaujímá objem 22,4 litrů při 20°C. Jeden litr vzduchu 100% nasyceného proto obsahuje 0,0135 g vody. Přes spojovací trubičku se dodá 5,50% nasycený vzduch, zatímco RH vzduchu proudícího ven ze spojovací trubice nesmí přesáhnout hodnotu 70%. Tímto způsobem je na litr vzduchu je hodnota absorbovaného maximálního množství vody 0,0037 g. Aby se v trubce udržela vlhkost pod hodnotou 70%, vyžaduje se proud vzduchu 284 1/h, což odpovídá 7,9 x 10~^s m³/sec. Takový proud se může udržet rozdílem tlaku o hodnotě 0,04 bar, čehož se dá dosáhnout pomocí jednoduchého kompresoru.

Přiklad 2

V systému průchodky z obr.3, je průchodkou 41 trubka o φ 32/26 mm a délce L = 40 mm. Průchodka větvení 45 je trubkou o φ 16/12 mm, začínající 5 m od spojovacího členu 42 a mí délku L₂ = 5m. V průchodce 41 je šest subprůchodek 47 , jedna z nich se vychyluje do propojovacího členu 46. Subprůchodky 47 jsou trubičky o φ 8/6 mm. Do spojovacího členu 42 . do první komůrky 51 a k otvorům 56 konců 47c subprůchodky, se současně přivádí proud vzduchu (viz obr.5), který proudí z propojovacích členů 43 a 46 přes průchodky 41 a 45 podél vnějších stěn subprůchodek 47. které jsou uloženy v průchodkách 41 a 45. Pro výpočet množství které proniklo do systému, se předpokládá v tom nejhorším případě, že v průchodkách 41 a 45 je vrstva vody. Pokles tlaku u zpětného proudu v průchodkách 41 a 45 bude obecně mnohem menší, než pokles tlaku proudění vzduchu v subprůchodkách. Vzhledem k velké délce, se dostane do každé z pěti subprůchodek, které pokračují v průchodce 41. směrem k propojovacímu členu 43., více vody, než do subprůchodky, která se vychýlila do větve průchodky 45.. Kapacita kompresoru se musí přizpůsobit pro delší subprůchodky. V trubičce o φ 8/6 mm a délce L =40m , pronikne dovnitř 0,001 g vody za hodinu. Aby se vnitřek trubičky udržel pod hodnotou RH 70%, vyžaduje se proud vzduchu 0,27 1/h (7,5 x 104.-8m³/sec) . Požadovaný rozdíl tlaku je 2,9 x 10~⁷ bar. Délka subprůchodky vychylující se do průchodky 45 je pouze 10 m, a v případě takového rozdílu tlaku, bude v subprůchodce průchod vzduchu čtyřikrát vyšší, zatímco vzhledem k menší délce se požaduje průchod čtyřikrát menší. Proud vzduchu vychýlenou subprůchodkou by mohl tedy být 16 x menší než u ostatních subprůchodek. Diferenciace v rozdělování proudu vzduchu je zajištěna použitím různých proudových odporů v systému. Může se to realizovat, jak již bylo naznačeno, vhodným dimenzováním průchodu vzduchu v propojovacích členech. Příkladem je průchozí otvor 63 v zátce 62 v konci průchodky 45a větvící se průchodky 45 , znázorněné na obr.8. Dříve stanovený tlak 2,9 χ 10“⁷ bar a celkový proud vzduchu 2,4 1/h ( t.j. 5 x 0,27 1/h pro pět subprůchodek, plus 4 x 0,27 1/h pro kratší vychylující se subprůchodku), je tak nízký, že použití odporu proudění na konci průchodky 45a u propojovacího členu 46, není nutné. Tohoto tlaku a celkového proudu vzduchu se dá dosáhnout pomocí jednoduchého kompresoru.

Konečně je třeba poznamenat, že dva nebo i více systémů průchodek typu, který byl popsán s odkazem na obr.3 až 8, je možné propojit tak, že postačí udržovat jenom jeden proud plynu nebo vzduchu. Za tímto účelem je u dřívějšího systému konec průchodky (např. 43b nebo 45a) , místo propojovacího členu (typu 43 nebo 46) požit spojovací člen (typu 42), který je dále spojen se spojovacím členem dalšího systému průchodky. Spojení těchto dvou spojovacích členů je realizováno párovým spojem, to je spojovacími trubičkami 49 a 50, a to tak, že první komůrky 51 spojovacích členů jsou navzájem spojené a otevřené a druhé komůrky 52 spojovacích členů jsou rovněž navzájem spojené a otevřené. Výhodou takového spojení je skutečnost, že se může použít pouze jeden kompresor.

Claims

PATENTOVÉ

1. Způsob odstraňování vlhkosti ze systému prodloužených dutých vodicích členů pro prvky podobné kabelům, kde systém obsahuje N > 2 dutých vodicích členů, přičemž každý člen má první otvor a druhý otvor avyznačující se tím, že proud plynu je v dutých vodicích členech udržován dodávkou plynu do systému přes první otvory K počtu dutých vodicích členů (1 < K < N-l), kde proud plynu je ze systému vypuzován přes první otvory L počtu zbývajících dutých vodicích členů (1 < L < N - K), kdy plyn proudí věn přes druhé otvory K počtu dutých řídicích členů a zásobuje L počet zbývajících dutých vodicích členů přes druhé otvory L počtu zbývajících dutých vodicích členů.
2. Způsob podle nároku 1,vyznačující se tím, že plyn je do systému dodáván přes první otvory K = N - 1 dutých vodicích členů.
3. Způsob podle nároku 2,vyznačující se tím, že že plyn proudící ven přes druhé otvory N-l dutých vodicích členů, je veden přes vnější stěny (plášť) N-l dutých vodicích členů, které jsou uloženy v N-tém dutém vodicím členu.
4. Způsob podle jednoho z nároků 1, 2 nebo 3, vyznačující se tím, že vytékající proud plynu je veden podél detekčních prostředků vlhkosti, kde se monitoruje vlhkost proudu plynu.
5. Způsob podle jednoho z nároků 1 až 4, vyznačuj ící se t í m, že jako dodávaný plyn je používán vzduch.
6. Způsob podle nároku 5,vyznačující se tím, že vzduch je před dodávkou vysoušen.
7. Systém prodloužených dutých vodicích členu pro prvky podobné kabelům mají první otvor a druhý otvor, a dále vyznačující se tím, že rovněž zahrnuje:

vstupní spojovací člen pro dodávku proudu plynu do K počtu dutých vodicích členů (1 < K < N - 1) přes první otvory, kde vstupní spojovací člen je plynotěsné připojen k prvnímu otvoru zmíněného počtu K dutých vodicích členů ( 1 < K < N - 1), kde tento vstupní spojovací člen má dále . vstupní otvor dodávky plynu a plynotěsné vstupní otvory pro prvky podobné kabelům, které jsou uloženy v jednom nebo více z K počtu dutých vodicích členů.

výstupní spojovací člen sloužící pro odvod proudu plynu přes první otvory L počtu zbývajících dutých vodicích členů (1 < L < N - K), kde tento výstupní spojovací člen je plynotěsné spojen s prvními otvory zmíněného L počtu zbývajících dutých vodicích členů, kde tento výstupní spojovací člen má výstupní otvor plynu a plynotěsné vstupní otvory pro prvky podobné kabelům, které jsou uloženy v jednom nebo více L počtu dutých vodicích členů, jeden nebo dva propojovací členy pro plynotěsné propojení přes druhé otvory K počtu dutých vodicích členů a druhé otvory L počtu dutých vodicích členů, kde každý propojovací člen má plynotěsné propojení mezi druhými otvory alespoň jednoho z L počtu dutých vodicích členů a plynotěsnými vstupními otvory pro prvky podobné kabelům, které jsou uloženy v jednom nebo více dutých vodicích členech, pro které příslušný propojovací člen poskytuje plynotěsné propojení.
8. Systém podle nároku 7,vyznačující se tím, že je den nebo více druhých otvorů L počtu zbývajících dutých vodicích členů je uzavřeno zátkou s otvorem pro průchod plynu, která má předem definovaný odpor proudění.
9. Systém podle nároku 7 nebo 8,vyznačující se tím, že K = N-l a že počet K = N-l dutých vodicích členů je umístěn v rámci N-tého dutého vodícího členu..
10.Systém podle nároku 9,vyznačující se tím, že N-tý dutý vodicí člen se větví a zahrnuje hlavní část a větev, která má další druhý otvor do kterého se větev o počtu nejméně N-l dutých vodicích členů, zde nazývaných výrazem vychylující se duté vodicí členy, vychyluje z hlavní části a vede do dalšího druhého otvoru větve N-tého dutého vodícího členu, a dále se vyznačuje tím, že druhý otvor větve je propojen pomocí jednoho z propojovacích členů.
11.Systém podle nároku 9 nebo 10, vyznačující se tím, že vstupní spojovací člen a výstupní spojovací člen máji společnou skříň, s první komůrkou a druhou komůrkou, které jsou od sebe plynotěsně odděleny, kde první otvory N-l dutých vodicích členů mají otevřené spojení s první komůrkou a první otvor N-tého dutého vodícího členu má otevřené spojení s druhou komůrkou, kde má dále vstupní otvor pro přívod plynu a výstupní otvor pro odvod plynu do různých komůrek.
12.Systém podle jednoho z nároků 7 až 11, vyznačující se tím, že systém má prostředky pro dodávku plynu, které jsou připojené ke vstupnímu otvoru plynu vstupního spojovacího členu pro přívod plynu pod tlakem, který je vyšší než okolní tlak.
13.Systém podle nároku 12, vyznačující se tím, že systém má prostředky na zjištění vlhkosti, který je připojený k výstupnímu otvoru plynu výstupního spojovacího členu.
14.Spojovací člen pro systém prodloužených dutých vodicích členů pro prvky podobné kabelům, vyznačující se tím, že má skříň s vnější stěnou, která ohraničuje první a druhou komůrku, které jsou uvnitř skříně od sebe plynotěsné odděleny příčkou, kde vnější stěna má:

první spojovací otvor pro plynotěsné spojení konce prvního dutého vodícího členu s první komůrkou a pro spojení vstupního konce dalších dutých vodicích členů umístěných v prvním dutém vodicím členu, přes vstupní otvory v přepážce, s druhou komůrkou,

Další vstupní otvory z druhé komůrky ven ze skříně pro plynotěsné prvky podobné kabelům , které jsou uloženy v jednom nebo více dutých vodicích členech a další dva spojovací otvory otevřené do různých komůrek, z nichž jeden spojovací otvor je vhodný pro připojení prostředků dodávky plynu, a druhý pro připojení prostředků pro odvod plynu.
15.Propojovací člen pro systém dutých vodicích členů pro prvky podobné kabelu podle jednoho z nároků 9 až 13, vyznačující se tím, že skříň má vnější stěnu, která ohraničuje komůrku, kde vnější stěna má:

spojovací otvor pro plynotěsné spojení konce prvního vodícího členu s komůrkou a vstupních konců dalších dutých členů umístěných v prvním dutém vodicím členu s komůrkou a vstupní otvory plynu z komůrky do vnějšího prostoru skříně, pro plynotěsné uložení prvků podobných kabelu, které jsou uloženy v jednom nebo více dutých vodicích členech.

—ρν <& j