FI68933C - Foerfarande foer att foersluta en skarv mellan tvao eller flere kablar eller roer samt vaermeregenererbart foerslutningselement foer utfoerande av foerfarandet - Google Patents

Description

ΓΒ1 KUULUTUSJULKAISU * p Q * τ B 11 UTLÄGGNINGSSKRIFT 00^53

• c (45) ; ;^ 1 + u 1;~J

(51) Kv.lk//lncCL* H 02 G 15/18 SUOMI FINLAND (21) Patenttihikemus — Patentansöknlng 79 29**6 (22) HakemispSivä — Ansöknlngsdag 21.09.79

iFO

' * (23) Alkupäivä— Giltighetsdag 23.09.75 (41) Tullut julkiseksi — Blivit offentlig 21 09 79

Patentti· ja rekisterihallitus Nähtäväksipanon ja kuul.julkaisun pvm.— 07 8ζ

Patent- oeh registerstyrelsen ' ' Ansökan utlagd och utl.skrlften publicerad -5 · ' ·°5 (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus— Begärd prloritet 27.09.7** 04.08.75 USA(US) 509837, 601344 (71) Raychem Corporation, 300 Constitution Drive, Menlo Park, California 94025, USA(US) (72) David August Horsma, Palo Alto, California, Stephen Hunter Diaz, Los Altos, California, USA(US) (7**) Berggren Oy Ab (54) Menetelmä kahden tai useamman kaapelin tai putken välisen liitoksen tiivistämiseksi sekä lämmössä palautuva su 1kuelementti menetelmän suorittamista varten - Förfarande för att försluta en skarv mellan tvä eller flere kablar eller rör samt värmeregenererbart förslutnings-element för utförande av förfarandet (62) Jakamalla erotettu hakemuksesta 752666 (patentti 64482) -Avdelad frän ansökan 752666 (patent 64482) Tämä keksintö koskee patenttivaatimuksen 1 johdannon mukaista menetelmää kahden tai useamman kaapelin tai putken välisen liitoksen tiivistämiseksi lämmössä palautuvalla sulkuelementillä.

On olemassa monia sovellutuksia, joissa on toivottavaa saada aikaan tiivistävä, eristävä tai suojaava kapselointi- tai sulkukappale pitkille esineille, kuten kaapeleille tai putkille. Tällainen kapselointi on erityisen tärkeä, kun putkia tai kaapeleita liitetään yhteen tai jatketaan, erityisesti kun kyseessä on liitos, johon liittyy useita putkia tai kaapeleita. Monissa tapauksissa pitkien esineiden päät (jäljempänä käytetään nimitystä kaapelit, vaikka keksintö on luonnollisesti käyttökelpoinen putkien, kaapeleiden, johtojen, kanavien yms. pitkien alustojen erityisesti niiden välisten liitosten sulkemiseen tai kapselointiin) eivät yleensä helposti salli putkimaisen tiivistyskappaleen sijoittamista ympärilleen. Tämän haitan voittamiseksi on kehitetty sulkukappaleita, jotka sopivat kiedottaviksi pitkien esineiden ympärille. Katso esim. amerikkalaiset patentit 3 379 218, 3 **55 336 tai 3 770 556. Nämä nk. "ympäri kiedottavat" 2 68933 sulkijat voidaan asettaa pitkän kappaleen ympärille ilman, että päästään käsiksi sen vapaaseen päähän. On kaikesta huolimatta olemassa merkittävää tarvetta umpiolle, josta jäljempänä käytetään nimitystä "jatkosmuhvi" ja joka sopii sähkökaapeliliitosten tai -jatkosten sulkemiseen ja joka saa aikaan tehokkaan ympäristösuojän erityisesti jatkokselle, johon liittyy enemmän kuin kaksi sisääntulevaa kaapelinpäätä ja/tai jatkoksille, jotka ovat erikokoisten kaapelien välillä, mutta jotka voidaan asettaa paikoilleen pääsemättä käsiksi kaapelin vapaaseen päähän.

Tämä keksintö kohdistuu myös menetelmän soveltamiseksi tarkoitettuun lämmössä palautuvaan sulkuelementtiin, joka voi eri toteutusmuodoissa sulkea sisäänsä useita erikokoisia, so. ulkohalkaisijaltaan erilaisia kaapeleita, joka elementti voidaan poistaa ja joissakin toteutusmuodoissa levittää uudelleen jatkoksen päälle ja joka ei vaadi luoksepää-syä kaapelin vapaaseen päähän. Kyseessä olevaa rakennetta ei kutsuta "ympäri kiedottavaksi", sillä se kapseloi jatkoksen jonkin verran eri tavalla kuin edellä mainitut "ympäri kiedottavat" kuoret. Vaihtoehtoisissa toteutusmuodoissa tämän keksinnön mukaisessa sulkuelementissä käytetään joko "simpukan kuorta" tai erillisen pohjalevyn ja kapseli-kappaleen muodostamaa rakennetta.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, mikä ilmenee ohe sesta patenttivaatimuksesta 1. Menetelmän suorittamiseen tarvittavalle sulkuelementille on tunnusomaista se mikä ilmenee oheisesta patenttivaatimuksesta 3. Elimet, joilla sulkuelementin osat pidetään yhdessä voivat käsittää esim. puristimen tai kiristimen, joka voi olla joustava.

Eräässä toteutusmuodossa tämä keksintö esittää sulkuelementtinä jatkos-muhvia, joka palautuu ja kapseloi kaapeli- tai muun jatkoksen, kun se saatetaan ulkoisen lämmönlähteen, esim propaanipolttimen tai kuumail-mapuhaltimen vaikutuksen alaiseksi.

Moniin jatkosmuhveihin tarkoitettuihin sovellutuksiin liittyy käyttö paikan päällä, jossa jatkos on suhteellisen luoksepääsemätön tai mahdollisesti vaarallisessa ympäristössä ja suurta varovaisuutta on noudatettava jatkosmuhvin asennuksessa.

Esimerkiksi liitettäessä ilmapuhelinkaapeleita tai kaivoksissa tai muissa paikoissa, jotka saattavat sisältää palavia kaasuja, avoimen 3 63933 liekkipolttimen käyttö palauttamiseen on usein ei vain vaarallista, vaan joskus jopa kiellettyä. Tällaisissa olosuhteissa ympäri kiedottava kuori, so. jatkosmuhvi, joka ei vaadi ulkoisen lämmön, erityisesti liekin käyttöä, olisi erityisen edullinen.

Tämän vuoksi suositeltavassa toteutusmuodossa tämän keksinnön jatkos -muhvissa on sisäänrakennettu lämmityslaite, so. jatkosmuhvi sisältää itsenäisen sähkövastuslämmityselementin, joka sopivaan ulkoiseen sähköteholähteeseen yhdistettynä kykenee synnyttämään riittävästi lämpöä saadakseen jatkosmuhvin palautumaan ja kapseloimaan jatkoksen.

Tämä lämmössä palautuva jatkosmuhvi ei vaadi ulkoista lämmitysläh-dettä, vaan sen sijaan voidaan saada palautumaan yksinkertaisesti yhdistämällä se sähköteholähteeseen olipa se sitten akku tai verkkovirta, esim. 12 tai 24 voltin akku tai 115 voltin tai muu sopiva vaihto-virtalähde, ja joka yhdistettynä tällaiseen teholähteeseen palautuu ja voi myös aktivoida liiman tai tiivisteen sen sisäpinnalla.

Muodostettaessa materiaaleja, jotka sisältävät itsenäisen lämmitys-elementin käytettäväksi tämän keksinnön jatkosmuhveissa järjestelyt ja seokset, joilla aikaansaadaan yhtenäinen lämmitys, ovat tärkeitä. Lisäksi niihin sovellutuksiin, joissa lämmityselementin on saatava aikaan liiman tai tiivisteen lämpöaktivointi samoin kuin elementin palautuminen lämmössä, suhteellisen korkeat lämpötilat luokkaa 120-200°C on saavutettava, mutta myös huolellisesti säädettävä. Jos saavutetaan lämpötilat, jotka ovat yläpuolella sen, mitä tarvitaan jatkosmuhvin lämmöllä palauttamiseen ja liiman aktivointiin, saattaa seurauksena olla pysyvä vaurio tiivistyselementille, so. jatkosmuhvil-le ja/tai tiivistettävälle kappaleelle, esim. alustana olevalle kaapelille, joka vaurio ei usein tule ilmi tarkasteltaessa visuaalisesti palautunutta jatkosmuhvia ja siihen välittömästi liittyviä kaapelin alueita.

Termostaatteja ja/tai muita lämmönsäätölaitteita voidaan käyttää palautuvan ja palautuneen elementin lämpötilan säätämiseen. Mutta moniin sovellutuksiin tämä tekee mitättömäksi ajatuksen käyttää itseensä sisältyvää, so. itselämmittävää kuorisysteemiä siinä mielessä, että on käytettävä kalliita, herkkiä ja/tai kömpelöitä ulkoisia lämpötilan säätölaitteita paikoissa, jotka ovat joskus itse asiassa luoksepääsemättorniä. Sitä paitsi säätölaitteen aistima lämpötila on vain sen välittömässä ympäristössä, kun taas muhvin muut alueet il 63933 voivat olla huomattavasti alemmissa tai korkeammissa lämpötiloissa.

Viime vuosina uusi lähestymistapa sähkölämmityslaitteissa on ollut käyttää itsesäätäviä lämmityssysteemejä, joissa käytetään hyväksi muovimateriaaleja, joilla on sähkövastuksen positiiviset lämpötila-kerroinominaisuudet (joista jäljempänä käytetään nimitystä PTC-omi-naisuudet tai -materiaalit). Tällaiset materiaalit sisältävät yleensä kiteisiä kestomuoveja, joissa on johtavaa hiukkasmaista täyteainetta.

Niiden alan aikaisempien PTC-materiaalien haitat, jotka on tarkoitettu sellaisiin esineisiin, kuten tämän keksinnön jatkosmuhviin, voidaan suuressa määrin voittaa käyttämällä rakenteita, jotka ovat sitä tyyppiä, jota on selostettu patentissa n:o 65.522 (pat.hak.n:o 752667). On kuitenkin huomattava, että vaikka alan aikaisemmat PTC-materiaalit eivät ole suositeltavia, ne sopivat käytettäväksi tämän keksinnön jatkosmuhvissa monissa olosuhteissa.

Puhelinkaapeleiden käytön ja toiminnan aikana, erityisesti kun yksittäiset johtimet on kiedottu paperipohjaisella eristysaineella, vaaditaan, että vesi on suljettava pois, sillä jos langan eristeen kosteuspitoisuus kasvaa yli suhteellisen alhaisen kriittisen tason, langan sähköiset ominaisuudet huononevat mahdottomiksi hyväksyä. Tästä syystä on tapana kaapeleita jatkettaessa asettaa kokoonpanoon juuri ennen sen sulkemista pieni kuivausaineen (tavallisesti piihappogeeliä) paperipussi, jossa on riittävästi kuivausainetta pitämään jatkoksen sisäkosteus hyvin alhaisella tasolla jatkoksen eliniän ajan olipa ulkokosteus mikä tahansa. Tyypillisessä tapauksessa saatetaan käyttää n. 50 g piihappogeeliä. Kuten odottaa saattaa kuivausaine usein unohdetaan tai vaikkei unohdettaisikaan pussit (jotka tavallisesti on suljettu tiiviisti varastointia varten) jätetään toisinaan sulke-mattomiksi pitkiksi ajoiksi ennen paikalleen asettamista tai äärimmäisessä tapauksessa jopa pudotetaan veteen tai kosteaan multaan ja asettaan siitä huolimatta paikalleen. Tämän keksinnön suositeltava toteutusmuoto tarjoaa lievennyksen tähän ongelmaan.

Liiallinen kosteus johtaa ei-hyväksyttävään paperieristeisen kaapelin ominaisuustason laskuun. 30 %:n suhteellisessa kosteudessa (R.H.) ja 15°C:ssa puhelinkaapelissa usein käytetyn tyyppisten paperieristeis-ten kerrattujen lankojen eristysvastus laskee ei-hyväksyttävälle 5 68933 tasolle n. 0,5 gigaohm/km. Alle 50 %:n suhteellisessa kosteudessa ominaisuudet ovat hyväksyttäviä. Olemme havainneet, että kosteutta jatkosmuhvin sisäpuolella ei tarvitse pitää mahdollisimman alhaisella tasolla, vaan tulisi yksinkertaisesti pitää alle 30 $:ssa aina, kun se on mahdollista. Odottamattomia ja hämmästyttäviä etuja saadaan kapseloimalla kuivausaine säiliöön, jonka vesihöyryn läpäisyominai-suudet on huolellisesti sovitettu itse jatkosmuhvin ominaisuuksiin siten, että suhteellinen kosteus sanotun jatkosmuhvin sisällä voidaan kaikissa normaalisti kysymykseen tulevissa olosuhteissa pitää pienempänä kuin 30 % olipa suhteellinen kosteus ulkopuolella mikä tahansa, kuten seuraava selvitys osoittaa.

Kun ulkopuolella R.H. on 100 % ja sisäpuolella 0 JS, jos tämän keksinnön tyypillinen jatkosmuhvin vesihöyryn läpäisevyys (MVT) on 100 /Ug/h 15°C:ssa, kuivausaineen säiliön MVT-arvon on oltava >100 ^ug/h 30 %:n R.H.-arvolla tai ^ 333 /Ug/h 100 % :n R.H.-arvolla. Näin ollen jos kuivausaineen säiliön MVT-arvo on 500 /ug/h, vaatimus on tyydytetty.

Oletetaan, että säiliö vetää n. 100 g kuivausainetta, kuten piihappo-geeliä, joka kykenee absorboimaan n. 50 g vettä. Varastointiolosuhteissa, joissa on 100 j£:n suhteellinen kosteus ja ilman muita suojaa-via kerroksia näin pakattu kuivausaine menettää puolet absorptioka-pasiteetistaan n. kuudessa vuodessa. Näin ollen tämän tyyppinen säiliö, joka on pysyvästi sijoitettu jatkosmuhvin sisälle, ei kärsi huomattavaa tehon menetystä, vaikka jatkosmuhvi poistetaan suoja-kääreestään varastoinnin ja monien kuukausien ajaksi ennen kuin se käytetään.

Tämän keksinnön tiettyjen itselämmittävien jatkosmuhvien erityisen hyödyllinen piirre on mahdollisuus niiden uudelleen avattavuuteen. Muhvi voidaan avata uudelleen pelkästään yhdistämällä asennettu jatkosmuhvi sähköisesti sähköteholähteeseen, odottamalla muutamia minuutteja liiman pehmenemistä, poistamalla sähkökoskettimet ja sivu- ja päätysuljinkappaleet (jos ne on jätetty päälle) ja erottamalla ylempi ja alempi jatkosmuhvien puolisko toisistaan. Haluttaessa tarpeellisten yksityisille jatkoksille tehtyjen muutosten tai minkä tahansa komponentin vaihdon jälkeen koko jatkosmuhvi voidaan asentaa uudelleen 6 68933 aikaisemmalla tavalla ja lyhyt uudelleenliittämisaika sähköiseen teholähteeseen johtaa liimasidosten uudelleenmuodostumiseen rakenteelliselta yhtenäisyydeltään huonontumattoman kokoonpanon aikaansaamiseksi. Tämä uudelleenavattavuuden helppous merkitsee, että jollei kaikkia kaapelilaskoksia tarvita ensimmäisessä asennuksessa, voidaan käyttää tulppaa tai tulppia, jotka on sovitettu pitämään ylimääräisiä laskoksia venytetyssä tilassa ensimmäisen asennuksen aikana. Myöhemmässä uudelleenavauksessa uusia kaapeleita voidaan lisätä milloin tahansa ja kaikki lisätyt komponentit tiivistää yhtä tehokkaasti kuin mikä tahansa alkuperäisistä komponenteista. Ei-itselämmittävien jatkosmuhvien uudelleenavaus voidaan myös suorittaa käyttäen ulkoista lämpölähdettä liiman sulatukseen.

Tämä keksintö käsittää menetelmän liitoksen tiivistämiseksi elementillä ja tarjoaa käytettäväksi lämmössä palautuvan elementin, esim. jatkosmuhvin, jossa mieluummin on itseensä sisältyvä lämmityslaite, johon lämmityslaitteeseen liittyy materiaali, jolla on positiivinen vastuksen lämpötilakerroin (PTC) lämmöntuotannon säätelemiseksi turvautumatta ulkoisiin lämpötilan säätölaitteisiin. Elementti on siten muotoiltu, että se voidaan asettaa jatkoksen ympärille ja sitten saada palautumaan lämmön avulla ja tiivistämään jatkoksen. Sanonta "itseensä sisältyvä lämmityslaite" tai "itselämmittävä" merkitsee, että jatkosmuhviin, jolla on tämä piirre, liittyy sähkövastuslämmi-tinyksikkö, joka liitettynä sopivaan sähköteholähteeseen, esim. akkuun tai vaihtovirtalähteeseen, kehittää riittävästi lämpöä kutistaakseen jatkosmuhvin kutistuvan osan ja aktivoidakseen (esim. sulattamalla) jatkosmuhvissa mahdollisesti olevan liiman. Tämä keksintö tarjoaa myös käytettäväksi jatkosmuhvin, jolla ei ole itselämmittävää piirrettä (so. siihen ei liity sähkövastuselementtiä) ja jolla kutistuminen ja liiman aktivointi toteutetaan käyttäen ulkoista lämmityslähdettä.

Tämä keksintö tarjoaa näin ollen menetelmän liitoksen tiivistämiseksi ja lämmössä palautuvan elementin menetelmän suorittamiseksi, joka elementti voidaan asettaa sen palautuessa sillä peitettävän ja tiivistettävän johtoliitoksen ympärille elementin sisältäessä vaihtoehtoisesti länmityslaitteen, joka on liitettävissä sähköteholähteeseen ja saatettavissa sen avulla jännitteelliseksi, laitteen edullisesti sisältäessä materiaalia, joka on muodostettu sähköisesti johtavasta polymeeriseoksesta, joka kykenee sopivaan sähkölähteeseen liitettynä lämmittämään elementin lämpötilaan, joka riittää aiheuttamaan sen palautumisen.

7 6 S 9 3 3

Johtavan polymeeriseoksen materiaalilla on edullisesti positiivinen vastuksen lämpötilakerroin ja edullisesti materiaali on muotoiltu siten, että sen pituus ja leveys ovat suuria verrattuna sen paksuuteen ja on mieluummin kerroksen tai kalvon muodossa, ja elektrodit on sijoitettu siten, että virta kulkee materiaalin paksuuden läpi, so. kun kyseessä on kerros tai kalvo, sen yhdeltä pinnalta toiselle.

On edullista, että elementin lämmössä palautuvat osat sisältävät polymeerimateriaalia, jota on dimensionaalisesti muutettu lämpö-stabiilista muodosta tai muodostaa dimensionaalisesti lämmössä epästabiilin rakenteen, joka kykenee palautumaan stabiiliin muotoon tai sitä kohti lämpöä käytettäessä.

Mieluummin ainakin osa materiaalista, joka muodostaa lämmityslaitteen, muodostaa myös dimensionaalisesti lämmössä epästabiilin osan elementistä.

On luonnolliesti todettu, että kulloinenkin lämmityslaite ja seoksen ja elektrodien ominaisuudet valitaan kulloisessakin tapauksessa pitäen mielessä käyttäjän saatavissa olevan sähköteholäh-teen luonteen.

Seos on edullisesti kiteistä polymeerimateriaalia ja siihen on edullisesti dispergoitu hiilihiukkasia, erityisesti nokea. Poly-meeriseos on edullisesti silloitettu kemiallisesti tai säteiiyttä-mällä ja polymeeri, johtavat hiukkaset ja niiden määrä valitaan lopullisen käytön ja käytettävissä olevan teholähteen huomioonottaen.

Elementin pinnan niillä osilla, jotka ovat peitettävää alustaa kohti ja niillä osilla, jotka koskettavat toisiaan, kun elementti asetetaan alustan päälle, on edullisesti pinnallaan lämmöllä 8 68933 aktivoitava tiiviste- tai liima-ainekerros, joka aktivoituu mieluummin suunnilleen elementin palautumislämpötilassa. Toisiinsa kiinnittyvät osat on mieluummin varustettu välineillä niiden pitämiseksi kytkettyinä toisiinsa palautumisen aikana. Elementin keskiosa voidaan varustaa lämpöstabiililla upotteella, joka määrittelee jatkosta ympäröivän matriisin, kun taas päätyosat muotoillaan palau-*. umaan erikseen jokaisen kaapelin jne. ympärille, jotka yhtyvät j atkoksessa.

On edullista, että lämmitys laite on itsesäätävä ja sisältää ensimmäisen kerroksen johtavaa polymeerimateriaalia, jolla on positiivinen vastuksen lämpötilakerroin ja joka on pinta pintaa vasten kosketuksessa vähintään kerroksen yhden pinnan kanssa, toisen kerroksen johtavaa polymeerimateriaalia, jolla on oleellisesti muuttumaton vastus ainakin elementin palautumislämpötilaan saakka oleellisesti muuttumattoman tehon antamiseksi tietyllä jännitteellä, ja vähintään yksi pari elektrodeja siten sijoitettuina, että niiden välillä kulkeva virta kulkee ainakin osittain wattiluvultaan muuttumattoman materiaalin läpi ja ensimmäisen kerroksen yhdeltä pinnalta toiselle.

On suositeltavaa, että wattiluvultaan muuttumaton kerros on pinta pintaa vasten kosketuksessa ensimmäisen kerroksen kanssa ja elektrodit ovat molemmat kosketuksessa wattiluvultaan muuttumattoman kerroksen kanssa.

Elementti sisältää mieluummin eristävän kerroksen, joka voi myös olla lämmössä palautuva.

Joissakin tapauksissa keksinnön mukaisesti koottu elementti voidaan palauttaa ulkoisella lämpölaitteella ja näissä tapauksissa johtavat kerrokset ja elektrodit voidaan luonnollisesti jättää pois.

Valinnainen itseensä sisältyvä lämmityslaite koostuu edullisesti polymeeristä, johon on dispergoitu sähköä johtavaa täyteainetta sen saattamiseksi kykeneväksi johtamaan virtaa annetulla jännitteellä (esim. akusta saatavalla 12 tai 24 voltilla) samalla, kun sillä on riittävä vastus sen toimintalämpötilassa niin, että sen lämmöntuotanto kykenee

II

9 68933 saamaan suhteellisen paksun lämmössä palautuvien materiaalien osan, jonka paksuus on joidenkin millien luokkaa, lämpenemään sen palautu-mislämpötilaan ja palautumaan kapseloitavan jatkoksen ympärille. Lisäksi on edullista, että lämmityslaite kykenee antamaan riittävän lämmöntuotannon aktivoidakseen korkean lämpötilan kestomuovi- tai kerta-muoviliiman tai -tiivisteen.

Kun PTC-materiaali on rakenteen muodossa, jolla on kaksi verrattain suurta dimensiota ja yksi verrattain pieni dimensio, esim. kerroksena, kuten kalvona, virran kulkua pitkin pientä dimensiota on suositeltava tasaisemman lämpenemisen vuoksi. Kun virran kulku on pitkin PTC-kerroksen tasoa, saattaa seurauksena olla paikallinen lämpeneminen pitkin tiettyjä johtavia teitä, mikä aiheuttaa epätasaisen lämmöntuotannon. Tämä voi puolestaan aiheuttaa vielä suuremman ongelman tehden koko lämmityslaitteen käyttökelvottomaksi suurimmaksi osaksi sen läm-mitysjaksoa. Jos paikallinen lämpeneminen aiheuttaa sen, että materiaali saavuttaa T -pisteen pitkin viivaa, joka on kohtisuorassa virran-tietä vastaan, se estää virran kulun tien poikki saaden itse asiassa aikaan lämmityslaitteen sulkeutumisen, kunnes näin muodostuneen "kuuman viivan" lämpötila laskee alle T -pisteen. Toisin sanoen "kuuma viiva"

O

kerroksen poikki päätyelektrodien välillä sulkee tehokkaasti lämmityslaitteen, vaikka vain kerroksen pieni pinta-ala on saavuttanut T -pisteen. Tämä tekee lämmittimen niin tehottomaksi, että sillä osoittautuu olevan hyvin alhainen lämmityskapasiteetti. Kuuman viivan muodostumisongelma voidaan minimoida sijoittamalla PTC-materiaali elektrodien välille tavalla, joka minimoi niiden johtavien teiden pituuden, joiden läpi kuuman viivan muodostumista voi tapahtua. Maksimi hyötysuhteen saamiseksi minimi virtatiellä» kerroksen pituuden ja paksuuden välinen suhde on minimoitava. Tämä saavutetaan esimerkiksi kalvolla, jossa elektrodit kerrostavat väliinsä PTC-materiaalin. Kuitenkin johtuen lyhyestä virtatiestä ja joidenkin sovellutusten vaatimasta rajoitetusta pinnasta, tällaiselle rakenteelle riittämätön lämpeneminen voi tapahtua alhaisemmilla tehontuotannoilla. Tämän parantamiseksi materiaali, joka; antaa vakiowat ti luvun tai Joule- lämpötuo-tannon tietyllä jännitteellä, so. materiaali, jolla ei ole PTC-omi-naisuuksia, on edullista laminoida PTC-kerroksen kanssa siten, että laminaatilla on hyvä lämmityshyötysuhde ja on silti itsesäätävä ilman kuuman viivan muodostumista. Mitä tulee perusteellisempaan selostukseen eduista syöttää virtaa kerroksen läpi verrattuna syöttöön pitkin sen pituutta ja valmistaa kerrostettu yhdistelmärakenne, katso patenttia nro 65.522.

68933 10

Sopivat PTC-seokset, joita on suositeltavaa käyttää tässä keksinnössä käytettävinä kerroksina, sisältävät kestomuovisten ja elastomeeristen materiaalien sekoituksia, joihin on dispergoitu johtavia materiaaleja. Kuten patenttimäärityksessä korostetaan tällaisilla sekoituksilla on jyrkkä vastuksen nousu suunnilleen kestomuovisen komponentin sulamispisteessä, vastuksen jatkaessa nousuaan lämpötilan mukana sen jälkeen. Johtuen lisääntyneestä varmuusvarasta, jonka vastuksen lisäkasvut ovat antaneet sulamispisteen yläpuolella, tällaiset lämmittimet voidaan rakentaa säätämään ("kytkemään irti") lämpötiloissa, jotka ovat teoreettisen T -pisteen yläpuolella ja omaamaan vastukset, jotka ovat selvästi T -pisteen vastuksen yläpuolella, mutta silti välttämään termisen kar- o kaamisen ja/tai palamisen vaaran, jota sattuu, kun alan aikaisempia 'f'TC-s^r'ksia käytetään tällaisissa rakenteissa. Tällaiset lämmittimet, erityisesti kun vastuksen kasvu lämpötilan mukana T -pisteen yläpuo-lella on erittäin jyrkkä, ovat hyvin "vaativasti epäherkkiä", so. PTC-materiaalin toimintalämpötila vaihtelee hyvin vähän lämpökuorraan mukana. Ne voidaan myös rakentaa kehittämään erittäin suuria tehoja T -pisteeseen saakka, kun ne liitetään sähköisesti teholähteeseen. Johtuen niiden erinomaisesta lämpötilasäädöstä niitä voidaan käyttää aktivoimaan liimoja ja saamaan lämmössä palautuvat laitteet, kuten tämän keksinnön laitteet palautumaan alustojen, kuten kestomuovisten puhelinkaapelivaippojen ympärille pienentyneellä alustan sulamis- tai vääntymisriskillä, vaikka ne jätettäisiin kytketyiksi huomattavan pitkiksi ajanjaksoiksi.

On huomattava, että monia erilaisia sulkukeinoja mukaanluettuna yllä selostettu liima, voidaan käyttää jatkosmuhville. Sulkukeinon tulee olla sellainen, että se kestää lämpöpalautusvoimat palautumislämpöti-lassa, jonka esimerkkien suhteen,katso amerikkalaiset patentit 3 379 218 ja 3 455 336.

Tässä keksinnössä käytettäväksi tarjotut jatkoksen kapselointimenetel-mä ja laitteet eroavat oleellisesti alan aikaisemmista laitteista ja menetelmistä ja täten niillä voitetaan jossain määrin tai muutoin vältetään jotkut niistä puutteista, jotka viimeksimainituille ovat luonteenomaisia. Esimerkiksi eräässä keksinnön suositeltavista toteutusmuodoista lämmössä palautuvat poimut alustan, esim. kaapelien ympärille asetettuina kietovat alustan sisäänsä siten, että vastakkaiset lämmössä palautuvat pinnat eivät tule kosketukseen toistensa kanssa, vaan puristuvat vasten esimerkiksi pitkiä sormia muodostavien harjojen •ή 68933 vastakkaisia pintoja, jotka harjat ovat lämmössä palautumattoman perusosan yhteensopivilla pinnoilla. Kuoren tai jatkosmuhvin muodostaminen lämmössä kutistuvan ja lämpöstabiilin osan yhdistelmästä kuten tietyissä suositeltavissa toteutusmuodoissa siten, että osien ne alueet jotka rajoittuvat toisiinsa määritellen kaapelijatkoksen sisältävän matriisin, eivät itse ole lämmössä kutistuvia, on toinen merkittävä poikkeama aikaisemmasta käytännöstä, kuten ilmenee seuraavasta yksityiskohtaisemmasta selostuksesta.

Jos kauan on ymmärretty,että kun lämmössä palautuva kappale kiedotaan tai kääritään alustan ympärille ja kutistetaan alueelle, jolla lämmössä palautuva kappale saatetaan yhteen kuoriosan kanssa ja kiinnitetään siihen, se muodostaa heikon alueen sekä mekaanisesti että ympäristön vaikutuksen kestoltaan esimerkiksi veden tunkeutumista vastaan. Yllä mainitussa amerikkalaisessa patentissa kuvataan tapoja ratkaista tämä ongelma käyttäen rakennetta, jossa on limittäin peittävä kaistale lämmössä palautuvan osan toisiinsa rajoittuvien reunojen alla ja joka on kiinnitetty päällä olevaan kerrokseen liimalla pitkän vuototien aikaansaamiseksi. Kuitenkin tämä ratkaisu on epäonnistunut, ellei alusta saa aikaan lujaa perustusta, jota vasten lämmössä palautuva sulkuker-ros voi puristaa kaistaletta liiman saamiseksi virtaamaan ja kostuttamaan toisiaan vastaavat pinnat. Kun tähän tekijään lisätään vaikeus rakentaa moniaukkoista jatkosmuhvia, jossa on toisiaan limittäin peittävät lämmössä palautuvat alueet, voidaan havaita, että amerikkalaisen patentin 3 455 336 mukaisesti rakennettu elementti, vaikka se on erittäin hyödyllinen useimmissa tapauksissa, ei ratkaise kaikkia ongelmia, jotka tämä keksintö ratkaisee.

Nämä ongelmat ratkaistaan hämmästyttävän yksinkertaisella ja erittäin tehokkaalla tavalla tämän keksinnön suositeltavalla lähestymistavalla. Väliin tulevan harjan tai sormen valinnainen käyttö lämmössä palautumattomassa perusosassa yhdessä kiristimien ja laippojen kanssa lämmössä palautuvassa osassa, jotka laipat voidaan käyttää tarkasti, koska lämmössä palautuva osa näillä alueilla sisältää lämmössä palautumattomia segmenttejä, helpottaa tämän erittäin toivottavan tuloksen saavuttamista-

Keksintöä kuvataan nyt yksityiskohtaisemmin vain esimerkin vuoksi viitaten liitteenä oleviin piirroksiin, joissa: 12 68933

Kuva 1 on perspektiivikuvanto lämmössä palautuvan elementin so. jatkos-muhvin ensimmäisestä toteutusmuodosta, joka on koottu tämän keksinnön mukaisesti ja johon on sijoitettu ja jossa on liitetty yhteen useita dimensioiltaan erilaisia kaapeleita; kuva 2 on päätykuvanto kuvan 1 elementistä ennen sen venyttämistä lämmössä epästabiiliin, so. lämmössä palautuvaan muotoonsa; kuva 3 on päätykuvanto tästä elementistä sen lämmössä epästabiiliin muotoon venyttämisen jälkeen; kuva 4 on päätykuvanto tästä elementistä sen jälkeen,kun se on saatu lämmössä palautumaan kaapelien ympärille; kuva 5 on otettu pitkin kuvan 3 viivaa 5~5» joka esittää yksityiskohtaisemmin elementin kerrostettua rakennetta; kuva 6 on perspektiivikuvanto elementistä ennen kaapelin sisäänpanoa; kuva 7 on perspektiivikuvanto tämän keksinnön mukaisesti kootun elementin vaihtoehtoisesta toteutusulkomuodosta.

On huomattava, että lukuunottamatta kuvaa 5 ja kuvan 6 kaavamaista säh-kövirtapiiriä, kuvat 1-7 kuvaavat jatkosmuhvia sisältyypä siihen sitten itselämmittävä laite tai ei. Kuva 5 esittää kerrostettua rakennetta, joka on esimerkkinä toteutusmuodosta, jossa jatkosmuhvi sisältää itse-lämmittävän laitteen. Kuvat 8-11 esittävät tämän keksinnön mukaisesti kootun jatkosmuhvin toisen suositeltavan toteutusmuodon rakennetta.

Kuva 8 on poikkileikkaus jatkosmuhvin toisen pään läpi; kuva 9 on perspektiivikuvanto yhdestä poikkileikatusta päästä rakenteen yksityiskohtien esittämiseksi; kuva 10 on perspektiivikuvanto' jatkos.rouhvista lämmössä palautumattoman perusosan alta; kuva 11 on pituusleikkaus jatkosmuhvin läpi, joka esittää sisämat- riisin yksityiskohtia; kuvat 12-19 esittävät yksityiskohtia tämän keksinnön mukaisesti kootun jatkosmuhvin kolmannen suositeltavan muoaon suositeltavasta valmistusmenetelmästä.

Kuva 12 esittää suositeltavien pnuoselektrodien muodostamista; kuva 13 esittää elektrodien sijoittamista avokiskojen päälle ja niiden kiinnittämistä viimemainittuihin; kuva 14 esittää muottiin ennen laminointia sijoitetun lämmössä palautuvan kappaleen aihion eri kerroksia (auki leikattuna ymmärtämisen helpottamiseksi ); kuva 15 esittää aihiota, jota parhaillaan muotoillaan lämmössä palautuvan osan perusmuotoon; 13 62933 kuva l6 esittää lämmössä palautuvaa osaa sen lämpöstabiilissa muodossa silloituksen jälkeen; kuva 17 esittää lämmössä palautuvan osan päätyihin ja sivuille tarkoitettujen vahvikelaippojan rakennetta; kuva 18 esittää laippojen asettamista lämmössä palautuvan osan päälle, joka on sijoitettu muottiin ennen venytystä; kuva 19 esittää lämmössä palautuvaa osaa venytysvaiheen lopussa; kuva 20 esittää jatkosmuhvin ylempiä alaosia perspektiivikuvantona sisäpuolen lisäyksityiskohtien esittämiseksi; kuva 21 esittää erityisen suositeltavaa toteutusmuotoa sen jälkeen, kun se on asennettu kaapelijatkoksen ympärille.

Viitaten nyt piirroksiin kuva 1 esittää lämmössä palautuvaa sulkulaitetta, joka on valmistettu tämän keksinnön mukaisesti ja joka on sovitettu vastaanottamaan useita kaapeleita ja jossa on laajennettu keskiosa kaapelien välisen jatkoksen mahduttamiseksi sen sisään. Tällainen ulkomuoto sopii erityisesti matalajännitteisille puhelinkaapeleille joiden kyseessä ollen useita kaapeleita on liitettävä nopeasti ja tehokkaasti mahdollisimman pienin kustannuksin.

Kuvassa 1 esitetty laite voi olla kokonaan tehty lämmössä palautuvasta materiaalista, johon mieluimmin on kerrostettu itselämmittävä seos kuvassa 5 esitetyllä tavalla, jota selostetaan yksityiskobtaiseimiin jäljempänä. Vaihtoehtoisesti vain se osa jatkosmuhvin kummastakin päästä, joka sisältää poimut, so. jatkosmuhvin se osa, joka on sen päiden ja katkoviivojen 18 välissä, voidaan tehdä lämmössä palautuvaksi keskiosan ollessa lämmössä palautumaton. Lämmössä palautuvan materiaalin kerros tai kerrokset silloitetaan esimerkiksi säteilyttämällä niiden saattamiseksi lämmössä palautuviksi. Kerroksen 10 sisältävä lämmössä palautuva osa sijoitetaan stabiiliin, venyttämättömään tilaansa poi-muineen 11, kuten kuvassa 2 esitetään. Venyttämättömät poimut voivat luonnollisesti olla missä tahansa muodossa mukaanluettuna kaapelin yleismuoto edellyttäen, että materiaalia on riittävästi ylimäärin venyttämisen sallimiseksi. Poimut venytetään tunnetulla tekniikalla suurempaan dimensioon kuin tiivistettävien kaapelien halkaisija, kuten kuvassa 3 esitetään. Materiaali on riittävän joustavaa ja taipuisaa, jotta kaapeli voidaan painaa poimussa olevaan aukkoon. Kuten kuvista 3 ja 4 parhaiten nähdään aukot voivat olla dimensioltaan vaihtelevia riippuen sisään pantavan kaapelin koosta, vaikka tulee pitää mielessä, että yksi aukkokoko voi palautua laajan kaapelikokoalueen päälle tii- w 68933 vistäen ne. Lämmössä palautuva osa 10 sovitetaan yhteen jatkosmuhvin pohjaosan 12 kanssa, joka ei ole lämmössä palautuva, vaikka kuten esimerkiksi kuvassa 7 esitetään, se voi olla lämmössä palautuva joissakin toteutusmuodoissa. Pohjaosa 12 voi toimia pysyvänä kaapelijatkoksen pidäkkeenä antaen jäykkyyttä systeemille. Vaihtoehtoisesti osilla 10 ja 12 voi olla yhteinen sarana toisessa reunassa 14 (kuva 4) ja sulkulaite vastakkaisessa reunassa 6. Vaihtoehtoisesti kun osat 10 i ja 12 muodostetaan samasta materiaalista, ne voivat olla yhtenäisiä reunassa 14 käyttäen suljinta reunassa 6, tai osat 10 ja 12 voivat olla erillisiä osia, jotka ovat erillään molemmista reunoista 14 ja 6, jossa tapauksessa lämmössä kutistuva osa 10 yksinkertaisesti nostetaan irti osasta 12 kaapelien sisäänpanoa varten. Haluttaessa osissa 10 ja 12 voi olla vahvistusnauhat upotettuna niihin pitkin niiden pituus-akselia, mieluimmin reunojen 14 ja 16 vieressä. Nämä nauhat voivat toimia myös kokoomakiskoina.

Suljettaessa kaapelijatkoksia tämän keksinnön menetelmän mukaisesti osat 10 ja 12 erotetaan toisistaan ja kaapelit 20, 22 ja 24 sijoitetaan niiden sisään. Viitaten tarkemmin kuviin 2, 3 ja 6, joissa osat 10 ja 12 eivät ole yhtenäisiä eivätkä saranoituja, käytetään puristuslai-tetta, esimerkiksi saranoituja kiristimiä 52 ja 54, jotka kiristetään pultin 56 ja siipimutterin 58 avulla. Kiristimet voivat toimia pitäen osat 10 ja 12 yhdessä laajennuksen aikana (kuva 2) sekä kaapelien sisäänpanon ja niiden päälle tapahtuvan palautumisen (kuva 4) aikana. Vaikka nämä kiristimet voisivat muodoetaa pysyvän osan asennuksesta, ne on suositeltavaa poistaa asennuksen jälkeen ja käyttää liimaa, esimerkiksi sitä, jota on kuvattu amerikkalaisessa patentissa 3 770 556 sulkemaan reunat pysyvästi.

Myös päissä sopiva välimatka kaapeleiden välillä varmistetaan sopivammin kiristyslaitteella. Kuten kuvasta 6 parhaiten nähdään, tämä voi olla laattaerotin 62, jossa on aukot poimujen 11 (kuva 2) vastaanottamiseksi, joka levy sulkee tiiviisti osat 10 ja 12 kiristimillä 64 ja 66 laajentamis- ja tiivistystoimenpiteiden aikana.

Lujuuden lisäämiseksi ja systeemin edelleen suojaamiseksi ja tarvittaessa vesihöyryn läpäisysuojauksen tai radiotaajuussuojauksen aikaansaamiseksi itse kaapelijatkos voidaan valinnaisesti kapseloida jäykkään astiaan, jonka kotelo, jonka ääriviivat on määritelty katkoviivoilla 18 ja 18a, on sijoitettu lämmössä palautuvan osan keskiosan alle, 15 63933 jota on yleisesti merkitty numerolla 26 kuvassa 1. Kun keskiosa 26 on lämmössä palautuva, se noudattaa astian muotoa, joka on sopivasti voitu valmistaa mistä tahansa jäykästä materiaalista metallit tai valu-muovit mukaanluettuna. Päätyaukot 19, 21 ja 23 on sovitettu vastaanottamaan yksityiset kaapelit, joilla on vaihtelevat dimensiot. Lämmössä palautuvan osan toinen pää sisältää yleensä dimensioiltaan samanlaiset aukot liitettävien kaapelien vastaanottamiseksi, vaikka kaikki aukot on voitu sijoittaa samalle puolelle.

Kun jäykkää astiaa käytetään jatkoksen peittämiseen, tiivistäminen keskiosasta lämmössä palautuvalla osalla ei ehkä ole tarpeen. Tämän vuoksi, kuten edellä mainittiin tämän keksinnön artikkelin lämmössä palautuva osa voidaan rajoittaa päätyalueisiin niin,että se tiivistää yksityiset sisääntulevat kaapelit astiaan saakka. Tässä tapauksessa keskiosa 26 voi olla palautumatonta materiaalia tai jos se on palautuvaa, sitä ei tarvitse saattaa palautumaan. Vaihtoehtoisesti materiaalin ei tarvitse ulottua astian poikki niin, että astian annetaan jäädä paljaaksi, tai vain erityskerroksen, esimerkiksi kerrosten 30 tai 31 kuvassa 5, tarvitsee ulottua astian yli muiden kerrosten rajoittuessa päihin.

Viitaten nyt tarkemmin kuvaan 5 lämmössä palautuva kotelo sisältää mieluimmin itsekuumenevan laminaatin, johon on upotettu elektrodit, jotka ovat liitettävissä sopivaan teholähteeseen. Sopivaa laminaattia kuvataan täydellisemmin patentissa nro 65.522.

Lyhyesti sanoen laminaatti koostuu ulommasta eristyskerroksesta 30, joka on lämmössä palautuva. Kerros 34 sisältää polymeerin tai poly-meeriseoksen, esimerkiksi erittäin kiteisen polyolefiinin ja etyleeni-propyleenikumin seoksen, johon on dispergoitu johtavaa nokea. Kerros 34 on mieluimmin sijoitettu kerrosten 32 ja 36 väliin, jotka myös voivat olla polymeeriseoksia, joihin on dispergoitu nokea ja jotka kerrokset mieluimmin tuottavat muuttumattomat wattitehot tietyllä jännitteellä laajalla lämpötila-alueella eivätkä osoita merkittäviä vastuksen positiivisen lämpötilakertoimen ominaisuuksia. Eristävä sisäkerros 31 voi myös olla mukana. Kerrokset 31, 32, 34 ja 36 ovat mieluimmin myös lämmössä palautuvia. Sisäkerros voi edullisesti sisältää liimakerrok-sen (ei näkyvissä) vapaalla pinnallaan liittyäkseen ja tiivistyäkseen kaapelia vasten.

Wattiluvultaan muuttumattomiin kerroksiin 32 ja 36 on upotettu elektro-dihilat 38 ja 40, jotka kyetään yhdistämään sopivaan teholähteeseen, 16 68933 esimerkiksi akkuun, kuten kuvassa 6 kaavamaisesti esitetään. Tämä rakenne saa virran kulkemaan PTC-kerroksen 34 läpi elektrodilta J>& elektrodille 40. Suositeltava elektrodirakenteen ja -konfiguraation tyyppi kuvataan täydellisemmin alla.

Viitaten nyt tarkemmin kuvaan 7 siinä esitetään tämän keksinnön vaihtoehtoinen konfiguraatio. Tällainen konfiguraatio voidaan muodostaa ja venyttää yhdestä ainoasta materiaalilevystä, joka yleensä on kuvan 5 kerrostettu konfiguraatio. Kun kaapelit on työnnetty sisään aikaisemmin kuvatulla tavalla aukkojen 44, 46 ja 48 läpi, laite suljetaan saattamalla levyn vastakkaiset reunat 50 yhteen sopivalla sulkulaitteella 51. Tällainen laite voidaan luonnollisesti saattaa sopimaan erilaisille kaapelihalkaisijoille ja muodoille esitetyllä tavalla.Se voi olla "simpukan kuori"-rakenne jossa on sulkulaite kohdassa 50 ja itse-saranointi kohdassa 47·

Keksinnön erityisen suositeltavaa toteutusmuotoa kuvataan poikkileikkauksena. kuvassa 8. Se sisältää ylä- ja alaosat 96 ja 80. Yläosa 96 sisältää jatkoskotelon ulkokuoren 67, joka on kiinnitetty lujasti lämmittimeen, joka koostuu wattiluvultaan muuttumattoman materiaalin uiko- ja sisäkerroksista 68 ja 70 ja PTC-materiaalia olevasta ydinker-roksesta 69. Sisemmän wattiluvultaan muuttumattoman kerroksen 70 sisäpinnalle on kiinnitetty liimakerros 71. Lämmittimen PTC-ydin 69, on yhdistetty wattiluvultaan muuttumattomiin ulkokerroksiin 68 ja 70, jotka ovat seoksia, joiden kestomuovisilla polymeeriaineosilla, mikäli sellaisia on, on alemmat sulamispisteet kuin pTC-seoksen kestomuovisel-la polymeerikomponentilla. Wattiluvultaan muuttumattomat kerrokset, mikäli ne sisältävät kestomuovisia polymeerejä, voidaan tehdä lämmössä palautuviksi ja mieluimmin lisäulkokuori 68, joka koostuu lämmössä palautuvan polymeeriseoksen kerroksesta, jonka palautumislämpötila on pienempi kuin PTC-seoksen kestomuovisen komponentin sulamispiste, liitetään myös mukaan. Lisäkerros 71 sulateliimaa tai mastiksia voidaan myös liittää mukaan, sulateliiman, sitä käytettäessä, sulamispisteen ollessa samanlainen kuin lämmössä palautuvalla osalla ja aktivoitumislämpötilan alempi kuin PTC-seoksen kestomuovikomponentin sulamispiste. Tällaisen toteutusmuodon on havaittu olevan erityisen edullinen, kun alusta on lämpöherkkä, so. kun se lämmitettynä sulamispisteensä yläpuolelle, vääntyy tai valuu.

Kuten kuvassa 9 yksityiskohtaisemmin esitetään wattiluvultaan muuttumattomiin kerroksiin on upotettu taipuisia ja mukautuvia elektrodeja li 17 6 S 9 3 3 72, jotka voidaan edullisesti muodostaa punotuista langoista. Jokainen lämmössä kutistuva päätylaskos sisältää kuusi elektrodia 72, kolmen ollessa liitetty yhteen liitettäväksi yhteen päätteeseen ja kolme muuta toiseen, vastapäätä toisiaan vastaan pareittain ja kulkien kohtisuoraan kotelon pituusakselia vastaan. Napaisuudeltaan ensimmäiset elektrodit yhdistetään (esim. hitsaamalla, juottamalla tai liimaamalla johtavalla liimalla leikkausalueelta) kokoomaelektrodeihin 73 ja 73a ja napaisuudeltaan toiset elektrodit kokoomaelektrodeihin 79 ja 7^a, jotka kulkevat pitkin kotelon molempia pitkiä sivuja. Elektrodit 73, 73a, 7^ ja 79a on voitu valmistaa lankapuncksesta tai ohuesta metalli-nauhasta, joka va'l-innaisesti on rei'itetty. Elektrodin 73 keskiosaan toisella puolella ja elektrodin 7A>a keskiosaan toisella puolella on kiinnitetty kaistaleet 75 ja 76, jotka on sovitettu liitettäväksi helposti sähköiseen teholähteeseen. Primäärisen lämmössä kutistuvan kerroksen päälle (kts. myös kuvaa 8) pitkin molempia sivuja ja lämmössä palautuvien päätylaskosrakenteiden väliin on kiinnitetty (liimaamalla tai muulla tavoin tartuttamalla) vahvistuslaipat 77, 78 ja 79, jotka on valmistettu mistä tahansa jäykästä materiaalista. Erityisen sopivia materiaaleja ovat metallit ja teknilliset kestomuovit, esimerkiksi polykarbonaatit, akryylinitriilibutadieenistyreeni- tai SAN-hartsit ja täytetyt polymeerit, esimerkiksi polyamidit tai polyolefii-nit. Erityisen suositeltava on lasitäytteinen polyamidi (nylon). Alaosassa 80, joka ei ole lämmössä palautuva, on mieluummin ulkonevat rivat 8l paremman jäykkyyden saavuttamiseksi ja valinnaisesti sisäisc·, rivat 82, jotka vastaavat ja on sovitettu liittymään lämmössä palautuvien laskosten avoimiin puoliin, kuten kuvassa 10 myös esitetään. Jatkoskotelo voidaan asentaa saattamalla ylä- ja alaosat yhteen ja kiinnittämällä ne jousipidäkkeillä 83, 89 ja 85, jotka on sopivasti valmistettu samanlaisista materiaaleista kuin laipat 77, 78 ja 79· Kääntyen nyt kuvan 11 puoleen siinä esitetään leikkaus pitkin kotelon pituusakselia. Keskiontelo 86 toimii sisällyttäen itseensä yksityiset kaapeleista tulevat jatketut langat. Valinnaisesti ja edullisesti siinä on läsnä pieni säiliö 95 (täytetty kuivausaineella), jonka seinämät sallivat veden diffuusion lävitseen nopeudella, joka on suurempi kuin diffuusionopeus sisäonteloon, kuten edellä yksityiskohtaisemmin selostettiin. Kotelo on voitu varustaa venttiilillä onteloon 86 pääsyn sallimiseksi, mikä. tekee mahdolliseksi asennetun jatkoskotelon painetestauksen.

Suositeltavaa jatkoskotelon valmistusmenetelmää kuvataan, viitaten eri- 18 6 8 9 3 3 tyisesti kuvien δ-ll toteutusmuotoihin, kuvien 12-21 avulla.

Elektrodimateriaali, mieluummin metallinen punos, joka voi olla esimerkiksi muodostettu kuudestatoista johtimesta, joista jokainen koostuu neljästä 38 AWG-luvun (halkaisija n. 0,010 cm) tinatusta kuparilan-kasäikeestä, jotka on punottu mahdollisimman suurella punoskulmalla (suuren mukautumisasteen saavuttamiseksi), muodostetaan ohuen johtavan tai ei-johtavan kestomuoviputken ympärille. Erinomaiset tulokset on saavutettu 75°’-n punoskulmalla ulkohalkaisijaltaan 6,25 mm:n ja seinä-mänpaksuudeltaan 0,25 mmm putken ympärille, joka on samaa seosta kuin wattiluvultaan “muuttumaton materiaali. Punottu putki kuumennetaan kestomuovisen putken sulamispisteeseen tai sen yläpuolelle ja litistetään välttäen huolellisesti venyttämästä punosta. Nämä vaiheet esitetään kuvassa 12.

Prosessin seuraava vaihe on elektrodi kokoomaelektrodisysteemin rakentaminen, joka käsittää vaiheet, joissa kiinnitetään liuska 75 sivu-elektrodiin 73a, mitä seuraa päätyelektrodin 72 kiinnittäminen. Sopivia kiinnitysmenetelmiä ovat pistehitsaus, juottaminen ja liimaaminen. Kun elektrodi koostuu lankapunoksesta johtavan ytimen ympärillä, joka on samaa materiaalia kuin wattiluvultaan muuttumaton kerros, on havaittu, että erinomaiset tulokset saavutetaan kuumasidonnalla käyttäen johtavaa kestomuovista ydintä elektrodien sitomiseen yhteen. Elektrodien kiinnittämistä toinen toisiinsa peruskonfiguraation muodostamiseksi helpotetaan käyttämällä matriisia, kuten kuvassa ±4 esitetään. Materiaali, jota käytetään päätyelektrodeihin, voi edellä mainitun litistetyn punoksen lisäksi olla neulottuja tai kudottuja tai galvanoituja metallilankoja, johtavia kuituja tai metallilla päällystettyjä polymeerikuituja tai polymeerikuituja, jotka sisältävät johtavia hiukkasia ja joita on käsitelty siten, että ne on saatu erittäin johtaviksi kuidun suunnassa.

Kaikissa näissä toteutusmuodoissa on suositeltavaa, että saatu elektrodi on erittäin venyvä ja mukautuva niin, että se ei tarjoa mitään merkittävää vastusta jatkoskotelon lämmössä palautuvien osien laajenemiselle tai palautumiselle, mitä tapahtuu jatkoskotelon valmistuksen ja käyttöön asennuksen aikana.

Samanlaisia materiaaleja voidaan käyttää sivu- tai kokoomaelektrodei-hin. Koska näideh elektrodien ei tarvitse läpikäydä mitään merkittä- li 19 6 8933 vää muodonmuutosta valmistuksen ja asennuksen aikana, ne voidaan lisäksi muodostaa sellaisista suhteellisen venymättömistä ja nukautu-mattomista materiaaleista kuten litteistä metalli- tai muuten erittäin johtavista nauhoista, jotka mieluummin on rei'itetty, ja yksi- tai monisäikeisistä langoista.

Jatkosmuhviin tarkoitetun aihion rakenne esitetään kuvissa 13 ja 1^. Lämmittimen eri kerrokset, jotka on valmistettu esimerkiksi suulakepu-ristuksella, yhteissuulakepuristuksella tai kuurnalta] ant eroinnilla , on vaivatonta asentaa matriisikehyksessä. Erityisesti kuvatussa toteutusmuodossa pinta-kerros 67 asetetaan kehykseen ja sen jälkeen peräk-» käin wattiluvultaan muuttumaton kerros 6Sa, ensimmäinen elektrodien 73/73a sarja (suikaleen 76 osoittaessa oikealle, kuten piirroksessa esitetään), toinen wattiluvultaan muuttumaton kerros 68b, PTC-säätö-kerros 69, toinen wattiluvultaan muuttumaton kerros 70a, toinen elektrodien 7^/7^a sarja (suikaleen 76 osoittaessa vasemmalle) ja viimeisen wattiluvultaan muuttumaton kerros 70b asetetaan päälle. Koko rakenne kerrostetaan suojaavien polytetrafluorietyleenikerrosten 97 väliin ja laminoidaan yhteen kuumentamalla paineessa. Matriisia käytetään pitämään eri kerrokset ja elektrodit kiinteässä suhteessa toisiinsa lami-noinnin aikana käyttäen minimipainetta. Laminoinnin ja polytetrafluori-etyleenikerrosten poiston jälkeen kokoonpantu jatkosmuhviaihio on susoi-teltavaa kerrostaa vaahtokumilevyjen 100 väliin ja lämpökäsitel1ä esimerkiksi n. l85°C:ssa riittävä ajanjakso minimi puristuspaineella, jotta sallittaisiin osakerrosten laukaista jännityksensä perusteellisesti. Riippuen kyseessä olevista materiaaleista lämpökäsittelyajat, jopa vain kahdesta minuutista yli yhteen tuntiin ovat sopivia, 5_15 minuutin ollessa suositeltava aika. Aihio poistetaan sen ollessa vielä käsittelylämpötilassa ja mukautetaan koirasmuotille kuten kuvassa 15 käyttäen painetta nuolten osoittamalla tavalla kuvassa 16 esitetyn venyttämättömän jatkosmuhvikonfiguraation 87 muodostamiseksi. Tässä toimenpiteessä kuten edelläkin on huolellisesti varmistettava, ettei lämmitintä venytetä muodostamistoimenpiteen aikana. Haluttaessa·. voi laippojen 77, 78 ja 79 yläpinnalla olla useita harjoja, mieluummin kiilanmuotoisia, jotka harjat toimivat suunnaten puristusvoimat, jotka on saatu aikaan kiristimillä 83 ja 85.

Perusjatkosmuhvia 87 säteilytetään sitten ionisoivalla säteilyllä käyttäen alaan perehtyneiden hyvin tuntemaa tekniikkaa tasaisen sä-teilytyksen varmistamiseksi. Sopivia ionisoivia säteilyjä ovat gamma- -° 68933 säteet, röntgensäteet ja kiihdytetyt elektronit. Tarvittavan annoksen tulee olla riittävä varmistamaan konfiguraation koossapysyvyys kaik- . kien sen polymeeristen aineosien kiteiden sulamispisteen yläpuolella, mutta ei riittävän suuri vaikuttaakseen haitallisesti venymiskuyttäy-tymiseen venytystoimenpiteen aikana sen muodostamiseksi lämmössä palautuvaan konfiguraatioon. Sopivan säteilytysannoksen on havaittu olevan 2-50 megarad, 5-20 megaradin ollessa suositeltava.

Aihio, jota säteilytyksen jälkeen voidaan pitää "lämpöstabiilina" konfiguraationa, muotoillaan sitten "lämmössä palautuvaksi" konfiguraa-tioksi 88 toimenpidesarjassa, joka esitetään kuvissa 17-19 · Kun kappale 87 on esilämmitetty sen lämmittämiseksi suunnilleen sen kiteisten polymeeriaineosien sulamispisteeseen, muodostetut aihiot asetetaan matriisiin 39 kuvassa 18 esitetyllä tavalla. Vahvistuslaipat 77, 78 ja 79, joiden kosketuspinnat on päällystetty liimalla 90 kuvassa 17 , esitetyllä tavalla, asetetaan muodostetun aihion 87 sivuille ja päihin. Pääty laippaan 78 (ja vastaavaan laippaan jatkosmuhvin toisessa päässä) on tehty pitkä "katkaisu"-suikale 91, jossa on asetusreiät 92 sen asentamiseksi matriisiin 89 kuten kuvissa 17 ja 18 esitetään. Kaikissa laipoissa on alaskäännetyt huulet 9$ niiden ulkoreunoilla, joiden tarkoituksena on pitää sisällään ja suojata lämmittimen reunoja mekaaniselta vauriolta. Sivulaipoissa 77 ja 79 on pieni olka 99 keskellä ulkoreunaa, joka ympäröi elektrodisuikaleita 75 ja 76 ja on mitoitettu ottamaan vastaan standardi'"pikakatkaisu"-liittimen, kooltaan 6,3 x 0,8 mm, jollaisia toimitaa Arc-Less Company.

Paine suunnataan sivu- ja päätylaippoihin ja jatkosmuhvin laskokset ja keskiontelo muodostetaan sopivalla venytyslaitteella. Tällainen venytystekniikka on alalla aikaisemmin hyvin tunnettu ja se käsittää karavenytyksen ja pneumaattisen tai tyhjämuovauksen. Tässä toimenpiteessä on huolellisesti vältettävä laskosten pituussuuntaista puristamista, kun käytetään karaa. Sopiva tapa minimoida tällainen puristus on käyttää säteen suunnassa laajenevaa tai kehämäisesti segmentoitua holkkiosaa karan ja laskoksen välissä, joka toimii purkaen las-koksista pituussuuntaiset sisääntyöntövoimat, jotka kara saa aikaan. Vaihtoehtoisesti voidaan käyttää pituussuuntaan pakotetun elastomeeri-sen putken pneumaattista tai hydraulista laajentamista. Jatkosmuhvin keskiontelo on suositeltavaa muodostaa penumaattisesti. Laajennettu aihio jäähdytetään sitten sen ollessa pakon alaisena, kuten kuvassa 19 poistetaan matriisista ja liimakerros 93 kiinnitetään pintoihin, jotka 21 63933 tulevat alaosaa vasten ja laskosten sisäpintoja vasten. Liimakerros voidaan kiinnittää myös osan 80 liitospinnalle. Tässä vaiheessa kui-vausaineella täytetty säiliö 95 voidaan haluttaessa kiinnittää keskion-telon 9^ sisäpinnalle kuvassa 20 esitetyllä tavalla, joka on kuva valmiista lämmössä palautuvasta yläosasta 96, josta laskosten ja keski-ontelon suhde voidaan nähdä. Vaihtoehtoisesti kuivausaine voidaan kiinnittää pohjalevyyn kuten kuvassa 11 on esitetty.

Käytössä sen jälkeen kun jatkokset ovat valmistuneet ja ne on yhdistetty jatkosmuhviin, valmis jatkosmuhvi kootaan yllä kuvatulla tavalla saattamalla ylä- jä alaosat 96 ja 80 yhteen ja kiristämällä sivupu-ristimilla 83 ja 85 ja päätypuristimilla 8½ ja 84b. Lämmitin yhdistetään sitten sähköisesti teholähteeseen.

Johtuen elektrodien sijoittelusta jatkosmuhvin yläosaan ja wattiluvul-taan muuttumattoman ja PTC-kerroksen suhteellisista vastuksista, kun lämmitin yhdistetään teholähteeseen, esimerkiksi 12 tai 24 voltin lyijyhappoakkuun, lämpeneminen palautumisen jaVtai liiman aktivoinnin aikaansaamiseksi tapahtuu pääasiassa laskoksissa ja laippa-alueilla. Näin ollen keskiontelo ei kehitä tarpeeksi tehoa lämmetäkseen merkittävässä määrin.

Kuten edellä on mainittu, lämmityskerroksissa käytetyt seokset voidaan valita jatkosmuhvin erittäin nopean lämpenemisen aikaansaamiseksi. Esimerkiksi käyttäen yllä mainitun tyyppisiä suositeltavia FTC-seoksia, on havaittu, että lämmitin laskosalueella kuumenee tyypillisesti II5-120°C:een alle yhdessä minuutissa. Saavuttaessaan tämän lämpötilan laskosalueet alkavat palautua. Noin kahdessa minuutissa laskosaiueet ovat kutistuneet alustan, esim. kaapelin ympärille ja vielä kahdeksan-kolmentoista minuutin kuluttua liimakerrokset on perusteellisesti aktivoitu ja ne ovat kostuttaneet ja tiivistäneet kaapelivaipan ja lämmössä palautumattoman pohjaosan. Näin ollen tyypillisissä tapauksissa lämmitin yhdistetään sopivasti teholähteeseen n.10-15 minuutiksi, jona aikana kokoonpano voidaan turvallisesti jättää vaille huomiota, mikä tekee asentajalle mahdolliseksi jatkaa muita toimenpiteitä. Alaan perehtyneet havaitsevat, että aika, jonka lämmitin on tehollinen, vaihtelee liiman lämpötilavaatimusten, lämpökuorman ja muiden tekijöiden mukaan. Yllättäen on havaittu, että vaadittu aika on suhteellisen tunnoton ympäristön· lämpötilalle. Uskotaan, että tämä saattaa johtua erittäin terävästä PTC-kerroksen katkaisulämpötilasta, jonka tämän keksinnön erityisen edullinen rakenneyhdistelmä tekee mahdolliseksi.

' 22 6 8 9 3 3

Sopivan ajanjakson kuluttua sähköinen teholähde poistetaan ja jatkos-muhvin annetaan jäähtyä ympäristön lämpötiloihin. Tällöin sivu- ja päätypuristimet voidaan poistaa tai jättää paikalleen aikaansaamaan haluttaessa mekaanisen lisäsuojauksen.

Tämän keksinnön rakenneosien yhdistelmän erityisen edullinen tulos on se, että koska lämmitin kykenee itse pitämään itsensä erittäin rajoitetulla lämpötila-alueella olipa ympäristön lämpökuorma mikä tahansa silloinkin, kun tämä lämpötila-alue on hyvin lähellä yleisesti käytetyn' kestomuovisen kaapelivaipan tai yksityisten johdineristeiden materiaalien sulamispisteitä, jatkosmuhvi voidaan jättää liitetyksi sähköisesti teholähteeseen pitkiksi ajoiksi (esim. useiksi tunneiksi) sen jälkeen, kun liitos on tehty ja vahingot puhelinlangoille- tai kaapeleille voidaan välttää.

Uudelleenavaamisen helpottamiseksi tuote voidaan varustaa pidätys-laitteella palautuvan osan täydellisen-palautumisen estämiseksi, kun asennettua osaa kuumennetaan uudelleen sen ja mahdollisen liiman pen-mittämiseksi. Pidätyslaite voi koostua jäykistä, esim. metallilielis-tä, jotka ovat niiden osien alla, joiden on määrä ympäröidä kaapeJia. Viitaten kuvaan 9 kieli, jolla on sama leveys kuin tasomaisella osalla 78 kaapelien sisäänmenoaukkojen välissä, on sijoitettu tasomaisen osan pinnalle yhden osan ulottuessa akselin suunnassa siitä ylöspäin. Samanlaisia kieliä voidaan sijoittaa ulommille tasomaisille pinnoille 77 ja 79 ja kaikki akselin suuntaan ulottuvat osat liittää yhteen sopivasti muotoilluilla liitosrenkailla kokonaisuuden muodostavan pi-dätyslaitteen aikaansaamiseksi. Tämä laite voidaan haluttaessa jättää paikalleen käytön ajaksi.

Claims (19)

23 6 89 3 3

1. Menetelmä kahden tai useamman kaapelin tai putken välisen liitoksen tiivistämiseksi lämmössä palautuvalla sulkuelementillä (10, 96), jolloin kaapelien tai putkien päät viedään elementin sisään tämän päästä ja elementin pää lämmitetään niin, että se palautuu ja tiivistyy kaapelin tai putken ympäri, tunnettu siitä, että kaksi tai useampia kaapeleita tai putkia sijoitetaan sulkuelementin yhteen päähän1 (19, 21, 23; 44, 46, 48) sekä pidetään sulkuelementin pään vastakkaiset osat yhdessä kaapelien tai putkien välissä lämmössä palautumisen aikana.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että osat pidetään yhdessä kiristimellä tai puristimella (64, 66, 84).

3. Lämmössä palautuva sulkuelementti (10, 96) kahden tai useamman kaapelin tai putken välisen liitoksen tiivistämiseksi, jolloin elementin päät, joiden läpi kaapelit tai putket ulottuvat, ovat lämmössä palautuvia sekä tiivistettäviä kaapelien tai putkien ympäri, tunnettu siitä, että pää on muotoiltu (19, 21, 23; 44, 46, 48) kahden tai useamman kaapelin tai putken vastaanottamiseksi sekä varustettu elimillä (64, 66, 84) kahden vastakkaisen osan pitämiseksi yhdessä kaapelien tai putkien välissä lämmössä palautumisen aikana.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen elementti, tunnettu siitä, että elementissä on lämmityslaite, johon sisältyy materiaali, joka on muodostettu sähköä johtavasta polymeeriseoksesta, jolla on positiivinen vastuksen lämpötilakerroin.

5. Minkä tahansa patenttivaatimuksista 3-4 mukainen elementti, tunnettu siitä, että ainakin elementin palautuva osa (10) tai osat koostuvat polymeerimateriaalista, joka on dimensionaalisesti muutettu lämpöstabiilista muodosta lämmössä epästabiiliin muotoon, joka kykenee palautumaan lämpöstabiiliin muotoonsa tai sitä kohti lämpöä käytettäessä, josta polymeerimateriaalista ainakin osa muodostaa myös ainakin osan lämmityslaitteen johtavan polymeeriseok-sen (32, 34, 36) materiaalista. 2I> 68933

6. Minkä tahansa patenttivaatimuksista 3-5 mukainen elementti, tunnettu siitä, että johtava polymeeriseos (32, 34, 36) koostuu polymeeristä, johon on dispergoitu johtavia hiilihiukkasia.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen elementti, tunnettu siitä, että hiili on nokea.

8. Minkä tahansa patenttivaatimuksista 3-7 mukainen elementti, tunnettu siitä, että ainakin osa siitä, ainakin silloin kun se on paikallaan peittämässä ja tiivistämässä alustaansa, on putkimaista.

9. Minkä tahansa patenttivaatimuksista 3-8 mukainen elementti, tunnettu siitä, että siinä on, ainakin sillä pinnalla, joka tulee peitettävää alustaa (12) vasten, päällyste, joka on lämmössä aktivoituvaa liimaa tai tiivistysainetta.

10. Minkä tahansa patenttivaatimuksista 3-9 mukainen elementti, tunnettu siitä, että sen ensimmäinen ja toinen vastakkainen reuna-alue (14, 16) on sovitettu saatettavaksi yhteen yleisesti ottaen putkimaisen laitteen muodostamiseksi ja että siinä on laitteet (51, 52, 54) alueiden yhdistämiseksi ja niiden pitämiseksi yhdessä palautumisen aikana.

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen elementti, tunnettu siitä, että reuna-alueilla (14, l6) on lämmössä aktivoitua tiiviste-ainetta tai liimaa niiden toisiinsa liittyvillä pinnoilla.

12. Patenttivaatimuksen 3 mukainen elementti, tunnettu siitä, että siinä on keskiosa jatkoksen kapseloimiseksi ja vähintään elementin toinen pää on sovitettu palautumaan ja tiivistymään kaikkien kaapeleiden päälle erikseen.

13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen elementti, tunnettu siitä, että keskiosaan on sijoitettu jäykkä, dimensionaalisesti stabiili säiliöosa (18, l8a) jatkoksen ympäröimiseksi elementin palautuvan keskiosan mukautuessa palautuessaan osan ulkomuotoon.

14. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 4 tai 5-13 mukainen elementti, II 25 689 33 tunnettu siitä, että lämmityslaite on itsesäätävä ja että se käsittää ensimmäisen kerroksen johtavaa polymeerimateriaalia (3*0* jolla on positiivinen vastuksen lämpötilakerroin ja pinta pintaa vasten kosketuksessa ainakin kerroksen yhden pinnan kanssa toisen kerroksen johtavaa polymeerimateriaalia (32, 36), jolla on oleellisesti muuttumaton vastus ainakin elementin palautumislämpö-tilaan saakka antaen oleellisesti muuttumattoman tehon tietyllä jännitteellä, ja jossa on ainakin pari elektrodeja siten sijoitettuna, että niiden välillä kulkeva virta kulkee ainakin osittain wattiluvul-taan muuttumattoman materiaalin läpi ja ensimmäisen kerroksen pinnalta toiselle.

15· Patenttivaatimuksen 14 mukainen elementti, tunnettu siitä, että wattiluvultaan muuttumaton kerros (32, 36) on sijoitettu pinta pintaa vasten kosketukseen ensimmäisen kerroksen molempien pintojen kanssa ja että elektrodit (38, 40) ovat kaikki kosketuksessa wattiluvultaan muuttumattoman kerroksen kanssa.

16. Minkä tahansa patenttivaatimuksista 3-15 mukainen elementti, tunnettu siitä, että se sisältää myös eristävän polymeeri-seoksen (30, 31).

17- Minkä tahansa patenttivaatimuksista 3-16 mukainen elementti, tunnettu siitä, että lämmityslaite on lämmössä palautuva.

18. Minkä tahansa patenttivaatimuksista 3-17 mukainen elementti, tunnettu siitä, että eristävä polymeerikerros (30) on lämmössä palautuva.

19- Minkä tahansa patenttivaatimuksista 3-18 mukainen elementti, tunnettu siitä, että sen sisäpinnalle on kiinnitetty kuivaus-aineen säiliö, jonka vesihöyryn läpäisevyys on sellainen, että se pitää suhteellisen kosteuden pienempänä kuin 30 % alle ympäristön olosuhteiden, mikä saavutetaan sen jälkeen kun elementti on palautunut alustansa ympärille. 26 6 8 9 3 3