KR20240052936A

KR20240052936A - 케이블 그랜드용 적응형 시일

Info

Publication number: KR20240052936A
Application number: KR1020247005495A
Authority: KR
Inventors: 로렌스 머레이 로너건
Original assignee: 허브벨 인코포레이티드
Priority date: 2021-08-30
Filing date: 2022-08-25
Publication date: 2024-04-23
Also published as: US20230069558A1; CA3208381A1; AU2022338887A1; CN117063363A; WO2023034105A1

Abstract

케이블 그랜드(cable gland)용 적응형 시일(adaptive seal)로서, 원위면을 규정하는 압축 부분, 및 근위면을 규정하는 삽입 부분을 포함하는 바디 ― 압축 부분은 삽입 부분의 외경보다 더 큰 외경을 가짐 ―, 근위면에 있는 복수의 삽입 애퍼처들, 원위면으로부터 연장되는 복수의 튜브들 ― 각 튜브는 폐쇄 단부를 갖고, 각 단부는 바디의 원위 단부로부터 폐쇄 단부까지 직경이 적어도 부분적으로 테이퍼짐 ―, 및 복수의 채널들 ― 각 채널은 바디의 삽입 애퍼처들 중 하나와 튜브들 각각의 폐쇄 단부들 중 하나 사이에 규정됨 ― 을 포함하며, 바디와 복수의 튜브들은 탄성 재료의 단일편으로 일체로 형성된 것인, 적응형 시일.

Description

케이블 그랜드용 적응형 시일

본 개시는 케이블 그랜드(cable gland)에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 케이블 그랜드에 사용하기 위한 적응형 다이어프램 시일(adaptive diaphragm seal)에 관한 것이다.

케이블 그랜드 어셈블리는 특히 위험한 환경에서 벽이나 격벽의 개구를 통과하는 케이블이나 도관 주위를 시일하는 데 통상적으로 사용된다. 예를 들어, 케이블 그랜드 어셈블리는 전기 장비를 수용하는 정션 박스와 같은 인클로저에 들어간 케이블 주위를 시일하는 데 사용될 수 있다. 케이블 그랜드는 유체가 인클로저에 들어가거나 인클로저에서 빠져나오는 것을 방지하고, 정션 블록 내에서 발생하는 임의의 폭발을 격납하기 위한 방염 경로를 제공한다.

케이블 그랜드는 일반적으로 케이블 전도체나 코어 주위에 방염 시일을 제공하기 위해 그랜드 어셈블리를 통해 연장되는 케이블을 둘러싸는 시일 배열체를 채용한다. 통상적인 시일 배열체는 그랜드 어셈블리의 두 부분이 함께 나사 결합될 때 포팅 챔버(potting chamber) 내에서 케이블과 체결되고 그 주위를 시일하도록 내측으로 가압되는 시일링 화합물이다. 시일링 화합물은 작업하기가 어렵고 공극을 갖는 불완전한 시일을 초래할 수 있다. 시일링 화합물은 또한, 예를 들어, 24 시간까지, 경화하는 시간을 필요로 하여, 설치 완료를 상당히 지연시킨다. 또 다른 솔루션은 케이블 커넥터의 게이지에 특유한 고가의 공구로 홀(hole)을 개별적으로 펀칭해야 하는 고체 실리콘 시일이다.

다른 두 가지 공지된 솔루션은 다이어프램 그랜드와 압축 그랜드이다. 다이어프램 그랜드에서, 다이어프램 시일 그랜드는 케이블의 내측 시스 상에 방염 배리어를 형성한다. 전도체들 사이의 케이블에서의 공동은 화염 전달을 방지하기 위해 유효하게 채워져야 한다. 배리어는 플라스틱 케이지에 의해 밑에서 지지되어야 하는 가요성 고무막으로 형성된다. 이들은 함께, 특히 연질 재료로 만들어질 수 있는 케이블의 내측 시스에 과도한 손상을 일으키지 않고 화염의 힘을 견딘다. 그러나, 이 그랜드가 기능을 발휘하기 위해서는 여러 컴포넌트들이 필요하다. 압축 시일이 케이블의 내측 시스에 맞닿아 이에 작용하는 엔트리와 미들넛의 힘에 의해 압축된다. 단일 컴포넌트이지만, 과도하게 압축될 수 있어 케이블에 손상을 줄 수 있다는 단점이 있다.

개선된 시일 배열체 및 이를 채용하는 케이블 그랜드이 요구된다. 본 발명은 종래 기술의 이러한 문제점들 및 다른 문제점들을 해결한다.

본 개시의 목적은 화합물이 경화하기를 기다릴 필요 없이 즉각적인 장벽을 제공하는 시일 배열체를 제공하는 것이다. 또 다른 목적은 풀 프루프(fool-proof)이고 공극이나 부적절한 전도체 이격의 위험을 피하는 시일 배열체를 제공하는 것이다.

본 개시에 따른 하나의 예시적인 실시예들에서, 케이블 그랜드용 적응형 시일로서, 근위면 및 원위면을 갖는 바디, 바디의 근위면에 있는 삽입 애퍼처(insertion aperture), 바디와 일체로 형성되고 바디의 원위면으로부터 연장되는 튜브 ― 튜브는 원위 단부를 가짐 ―, 및 바디의 삽입 애퍼처와 튜브의 원위 단부 사이에 규정된 채널 ― 채널은 삽입 애퍼처에서의 근위 내경 및 원위 단부에서의 원위 내경을 가지며, 근위 내경은 원위 내경보다 더 큼 ― 을 포함하는, 적응형 시일이 제공된다.

일부 실시예들에서, 튜브의 원위 단부는 폐쇄되며, 원위 단부는 원위 단부를 절단하거나 천공함으로써 개방되도록 구성된다.

적응형 시일은 바디의 근위면에 있는 제2 삽입 애퍼처, 바디와 일체로 형성되고 바디의 원위면으로부터 연장되는 제2 튜브 ― 제2 튜브는 제2 원위 단부를 가짐 ―, 및 제2 삽입 애퍼처와 제2 원위 단부 사이에 규정된 제2 채널을 더 포함한다.

일부 실시예들에서, 바디는 원위면을 규정하는 압축 부분, 및 근위면을 규정하는 삽입 부분을 포함하며, 압축 부분은 삽입 부분의 외경보다 더 큰 외경을 갖는다. 일부 실시예들에서, 적응형 시일은 튜브 및 제2 튜브 각각을 수용하도록 구성되는 홀(hole)들을 포함하는 리테이너(retainer)를 더 포함한다. 일부 실시예들에서, 튜브는 바디의 원위면으로부터 원위 단부까지 직경이 적어도 부분적으로 테이퍼(taper)진다.

케이블 그랜드용 적응형 시일로서, 원위면을 규정하는 압축 부분, 및 근위면을 규정하는 삽입 부분을 포함하는 바디 ― 압축 부분은 삽입 부분의 외경보다 더 큰 외경을 가짐 ―, 근위면에 있는 복수의 삽입 애퍼처들, 원위면으로부터 연장되는 복수의 튜브들 ― 각 튜브는 폐쇄 단부를 갖고, 각 튜브는 바디의 원위 단부로부터 폐쇄 단부까지 직경이 적어도 부분적으로 테이퍼짐 ―, 및 복수의 채널들 ― 각 채널은 바디의 삽입 애퍼처들 중 하나와 튜브들 각각의 폐쇄 단부들 중 하나 사이에 규정됨 ― 을 포함하며, 바디와 복수의 튜브들은 탄성 재료의 단일편으로 일체로 형성된 것인, 적응형 시일이 또한 제공된다. 일부 실시예들에서, 폐쇄 단부들 각각은 각각의 폐쇄 단부를 절단하거나 천공함으로써 개방되도록 구성된다.

엔트리 컴포넌트(entry component), 엔트리 컴포넌트에 나사식으로 체결되는 백넛(backnut), 및 엔트리 컴포넌트 내에 적어도 부분적으로 있는 시일(seal) ― 시일은 근위면 및 원위면을 갖는 바디, 바디의 근위면에 있는 삽입 애퍼처, 바디의 원위면으로부터 연장되고 폐쇄 단부를 갖는 튜브, 및 바디의 삽입 애퍼처와 튜브의 폐쇄 단부 사이에 규정된 채널을 포함함 ― 을 포함하는, 케이블 그랜드가 또한 제공된다. 케이블 그랜드는 스피것(spigot) 및 미들넛(middlenut)을 더 포함한다.

일부 실시예들에서, 채널은 삽입 애퍼처에서의 근위 내경 및 폐쇄 단부에서의 원위 내경을 가지며, 근위 내경은 원위 내경보다 더 크다.

일부 실시예들에서, 시일의 바디는 원위면을 규정하는 압축 부분, 및 근위면을 규정하는 삽입 부분을 포함하며, 압축 부분은 삽입 부분의 외경보다 더 큰 외경을 갖는다.

일부 실시예들에서, 시일은 복수의 삽입 애퍼처들 및 복수의 튜브들을 포함한다. 바디와 복수의 튜브들은 탄성 재료의 단일편으로 일체로 형성된다.

케이블 글랜드를 시일하는 방법으로서, 원위면을 규정하는 압축 부분, 및 근위면을 규정하는 삽입 부분, 근위면에 있는 복수의 삽입 애퍼처들, 원위면으로부터 연장되는 복수의 튜브들 ― 각 튜브는 폐쇄 단부를 가짐 ―, 및 복수의 채널들 ― 각 채널은 바디의 삽입 애퍼처들 중 하나와 튜브들 각각의 폐쇄 단부들 중 하나 사이에 규정됨 ― 을 포함하는 바디를 포함하는 적응형 시일을 제공하는 단계를 포함하는, 방법이 또한 제공된다. 본 방법은 튜브들 중 적어도 하나를 선택적으로 개방하는 단계, 삽입 애퍼처들 중 하나를 통해, 바디를 통해, 그리고 튜브의 개방된 단부 밖으로 전도체를 삽입하는 단계를 더 포함한다. 본 방법은 케이블 그랜드에 시일을 위치시키는 단계 및 케이블 그랜드를 폐쇄하는 단계를 더 포함한다. 일부 실시예들에서, 케이블 그랜드의 스피것이 압축 부분에 압력을 가하고, 시일을 케이블 그랜드에 유지시킨다.

다중 적응형 시일은 어떠한 케이블과도 사용될 수 있으나, 전도체들 간의 화염 전파(flame propagation)를 방지할 수 있는 능력이 없는 케이블들(예를 들어, 때때로 유효하게 채워지지 않은 케이블(not effectively filled cable)들이라 지칭됨) 및/또는 화염 전파 내성이 불확실한 케이블들에 특히 유용하다.

단일 적응형 시일은 전도체들 간의 화염 전파를 방지할 수 있는 능력이 있는 케이블들(예를 들어, 때때로 유효하게 채워진 케이블들이라 지칭됨) 및/또는 개별 전도체들 간의 시일이 필요하거나 요구되지 않는 어떠한 케이블들에도 유용하다.

본 개시와 이에 따른 많은 장점들이 다음의 첨부된 도면들과 관련하여 고려될 때 하기의 상세한 설명을 참조하면 보다 잘 이해되므로 쉽게 보다 완전하게 이해될 것이다:
도 1은 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 케이블 그랜드의 등각도이다;
도 2는 도 1에 도시된 케이블 그랜드의 측면도이다;
도 3은 도 1에 도시된 케이블 그랜드의 분해도이다;
도 4는 도 1에 도시된 케이블 그랜드의 시일의 등각도이다;
도 5a는 도 4에 도시된 시일의 측면도이다;
도 5b는 도 4에 도시된 시일의 또 다른 측면도이다;
도 6은 도 1에 도시된 케이블 그랜드의 측단면도이다;
도 7a는 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 케이블 그랜드의 등각도이다;
도 7b는 도 7a에 도시된 케이블 그랜드의 측단면도이다;
도 8a는 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 케이블 그랜드의 등각도이다;
도 8b는 도 8a에 도시된 케이블 그랜드의 측단면도이다;
도 9a는 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 케이블 그랜드의 등각도이다;
도 9b는 도 9a에 도시된 케이블 그랜드의 측단면도이다;
도 10a는 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 케이블 그랜드의 등각도이다;
도 10b는 도 10a에 도시된 케이블 그랜드의 측단면도이다;
도 11a는 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 케이블 그랜드의 등각도이다;
도 11b는 도 11a에 도시된 케이블 그랜드의 분해도이다;
도 11c는 도 11a에 도시된 케이블 그랜드의 측단면도이다;
도 12a는 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 케이블 그랜드의 등각도이다;
도 12b는 도 12a에 도시된 케이블 그랜드의 측단면도이다;
도 12c는 도 12a에 도시된 케이블 그랜드의 시일의 등각도이다;
도 13a는 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 케이블 그랜드의 등각도이다;
도 13b는 도 13a에 도시된 케이블 그랜드의 측단면도이다;
도 13c는 도 13a에 도시된 케이블 그랜드의 시일의 등각도이다;
도 14a는 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 케이블 그랜드의 등각도이다;
도 14b는 도 14a에 도시된 케이블 그랜드의 분해도이다; 그리고
도 14c는 도 14a에 도시된 케이블 그랜드의 시일의 분해도이다.

본 개시는 본 개시의 일부를 형성하는 첨부 도면들과 관련하여 취해지는 본 개시의 하기의 상세한 설명을 참조하면 보다 쉽게 이해될 수 있다. 본 개시는 본 명세서에서 설명 및/또는 제시되는 특정 디바이스들, 방법들, 조건들, 또는 파라미터들에 제한되지 않는다는 것과, 본 명세서에서 사용되는 용어는 특정 실시예들을 단지 예로서 설명하기 위한 것일 뿐 청구되는 개시를 제한하려는 것이 아니라는 것을 이해해야 한다.

또한, 본 명세서에서 첨부된 청구범위를 포함하여 사용될 때, 단수형들은 복수형들을 포함하고, 문맥상 명확하게 다르게 서술하지 않는 한, 특정 수치의 언급은 적어도 그 특정 값을 포함한다. 본 명세서에서 범위는 "약" 또는 "대략" 한 특정 값에서 그리고/또는 "약" 또는 "대략" 또 다른 특정 값까지로서 표현될 수 있다. 이와 같은 범위가 표현될 때, 또 다른 실시예는 한 특정 값에서 그리고/또는 다른 특정 값까지를 포함한다. 유사하게, 값들이 선행사 "약"을 사용하여 근사치들로서 표현될 때, 특정 값이 또 다른 실시예를 형성하는 것으로 이해될 것이다. 또한, 예를 들어, 수평, 수직, 상단, 상측, 하측, 하단, 좌측 및 우측과 같은 모든 공간적 언급은 단지 예시를 위한 것일 뿐 본 개시의 범위 내에서 달라질 수 있는 것으로 이해된다.

도 1 내지 도 3은 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 케이블 그랜드(100)의 등각도, 측면도, 및 분해도를 각각 도시한다. 케이블 그랜드(100)는 엔트리(110)(또는 엔트리 컴포넌트) 및 백넛(120)을 포함한다. 백넛(120)은 엔트리(110)에 나사식으로 연결된다. 일부 실시예들에서, 엔트리(110) 및 백넛(120)은 황동과 같은 금속으로 만들어진다. 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 적응형 시일(140)이 엔트리(110) 내에 탈착가능하게 위치된다. 케이블 그랜드(100)는 스피것(130)을 더 포함할 수 있다. 백넛(120)의 회전은 스피것(130)을 시일(140)에 맞닿아 체결하여 시일(140)을 엔트리(110) 및/또는 케이블 그랜드(100) 내에 유지시킨다.

도 4는 시일(140)의 등각도이다. 시일(140)은 근위면(143) 및 원위면(145)을 갖는 바디(142)를 포함한다. 본 예시적인 실시예에서, 바디(142)는 압축 부분(144) 및 삽입 부분(146)에 의해 정의된다. 바디(142)는 바람직하게는 원통형이다. 삽입 부분(146)은 근위면(143)에 하나 또는 복수의 애퍼처(150)를 포함한다. 압축 부분(144)은 삽입 부분(146)의 외경보다 더 큰 외경을 가질 수 있다. 직경의 차이는 압축 부분(144)과 삽입 부분(146) 사이에 단차를 조성하여 압축면(147)을 규정한다. 스피것(130)은 삽입 부분(146)을 적어도 부분적으로 둘러싸고, 압축 부분(144)의 압축면(147)에 맞닿아 체결된다.

시일(140)은 바디(142)의 원위면(145)으로부터 돌출된 하나 또는 복수의 튜브(160) 또는 다이어프램을 더 포함한다. 바디(142)와 튜브들(160)은 실리콘과 같은 탄성 재료로 만들어지는 단일편으로 일체로 형성된다. 각 애퍼처(150)는 대응하는 튜브(160)를 갖는다. 아래에서 더 상세히 설명될 바와 같이, 각 튜브(160)는 적어도 부분적으로 중공이어서 각 애퍼처(150)로부터 튜브(160)의 원위 단부로 연장되는 채널을 규정한다. 케이블의 전도체들(또는 코어들)이 각 애퍼처(150)를 통해, 각 튜브(160) 내로, 그리고 각 튜브(160)를 통해 삽입된다. 튜브들(160)은 다양한 전도체 크기들을 수용할 수 있다. 일부 실시예들에서, 튜브들(160)은 1.5-4.0 mm의 직경들을 갖는 전도체들을 수용한다. 다른 실시예들에서, 튜브들(160)은 4.0 mm 내지 6.0 mm 이상의 직경들을 갖는 전도체들을 수용한다.

도 5a 및 도 5b는 도 4에 도시된 시일(140)의 측면도들이다. 튜브들(160)은 근위 단부(160a)에서 원위 단부(160b)까지 직경이 적어도 부분적으로 테이퍼질 수 있다. 예시적인 실시예에서, 튜브들(160)은 원위면(145)에 인접한 테이퍼 부분 및 일정한 또는 거의 일정한 직경을 갖는 원위부를 포함한다. 예시적인 실시예에서, 튜브들(160)의 원위 단부들(160b)은 초기에 사용할 때까지 폐쇄된다. 전도체들은 애퍼처들(150)을 통해 튜브들(160)의 전부, 또는 단지 일부 내로 선택적으로 도입되고, 튜브들(160)의 전부, 또는 단지 일부를 통해 연장될 수 있다.

일부 실시예들에서, 튜브(160)는 전도체를 관통시킴으로써, 즉 바디(142) 및 튜브(160)를 통해 애퍼처(150) 내로 전도체를 삽입하여 폐쇄된 원위 단부(160b)를 관통시킴으로써, 개방될 수 있다. 이와 같은 일부 실시예들에서, 튜브(160)는 원위 단부(160b)에서보다는 채널 내에 있는 천공가능한 폐쇄부를 가질 수 있다. 폐쇄부를 관통시키는 것은 보다 큰 게이지의 전도체들에 가장 적합할 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.

바람직한 실시예에서, 도 5b에 도시된 바와 같이, 튜브(160)는 튜브(160)를 따라 미리 결정된 위치, 이를테면 위치(161) 또는 위치(163)에서 절단될 수 있다. 튜브(160)가 보다 큰 직경을 갖는 위치(161)에서 절단하는 것은 보다 큰 게이지의 케이블들에 적합할 수 있는 한편, 튜브(160)가 보다 작은 직경을 갖는 위치(163)에서 절단하는 것은 보다 좁은 게이지의 케이블들에 적합할 수 있다. 절단 위치들(161 및 163)은 단지 예시적일 뿐이다. 일부 실시예들에서, 튜브(160)는 그 길이를 따라 임의의 요구되는 위치에서 절단될 수 있다. 일부 실시예들에서, 튜브들(160)은 다양한 게이지들의 전도체들에 대한 제안된 절단 위치들을 식별하는 그 외면 상의 표시들을 포함할 수 있다.

도 6은 시일(140)을 포함하는 케이블 그랜드(100)의 측면도이다. 예시된 바와 같이, 채널들은 각 애퍼처(150)로부터 각 대응하는 튜브(160)까지 연장되는 시일(140)을 통해 규정된다. 예시적인 실시예에서, 각 채널은 바디(142)를 적어도 부분적으로 통해 연장되는 일정한 직경을 갖는 제1 부분(162)을 갖는다. 다른 실시예들에서, 제1 부분(162)은 그 길이를 따라 직경이 테이퍼질 수 있다. 원위면(145)에서 또는 그 너머에서, 테이퍼 부분(164)을 갖는 채널들에는 원위 부분(166)이 이어진다.

채널들은 특정 게이지 또는 최대 게이지의 전도체를 수용하도록 크기가 정해질 수 있다. 시일(140)의 압축 부분(144)은 선택적으로 압축될 수 있고, 차례로, 설치 동안 반경 방향 내측으로 선택적으로 변위될 수 있다. 일부 실시예들에서, 케이블 그랜드(100)는 예를 들어, 케이블 그랜드(100) 외부의 마커들에 따라, 고정된 정도로 폐쇄된다(그리고 시일(140)이 압축된다). 일부 실시예들에서, 보다 큰 채널들 및 튜브들은 추가 압축으로 보다 좁은 게이지의 전도체들을 수용할 수 있다. 그러나, 압축 시일들과 달리, 튜브들(160)은 압축과 무관하게 전도체들 주위를 시일하므로, 시일을 형성하기 위해 일반적으로 특정 압축이 필요하지는 않다.

본 개시에 따른 케이블 그랜드들은 상이한 용도들에 적합하도록 상이한 크기들, 형상들, 및 구성들을 가질 수 있다. 또한, 본 개시에 따른 시일들은 임의의 수의 튜브들 및 채널들 및 상이한 직경들의 튜브들 및 채널들을 포함할 수 있다. 도 1 내지 도 6에 도시된 실시예는 열 아홉(19) 개의 튜브들(160)을 포함한다. 이 실시예는 열 아홉(19) 개의 전도체들을 수용할 수 있지만, 모든 튜브들(160)이 반드시 사용될 필요는 없다. 임의의 미사용 튜브들(160)은 절단되지 않고 폐쇄된 상태로 남아 있을 수 있다. 튜브(160)가 절단되지 않을 때 시일이 유지된다. 또한, 미사용 채널들은 압축 부분(144)의 압축 동안 적어도 부분적으로 폐쇄될 수 있다.

도 7a 및 도 7b는 각각, 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 케이블 그랜드(200)의 등각도 및 측단면도이다. 케이블 그랜드(200)는 엔트리(210) 및 백넛(220)을 포함한다. 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 적응형 시일(240)이 엔트리(210) 내에 탈착가능하게 위치된다. 케이블 그랜드(200)는 스피것(230)을 더 포함힌다. 이 예시적인 실시예에서, 시일(240)은 열 두(12) 개의 대응하는 애퍼처들(250)을 갖는 열 두(12) 개의 튜브들(260)을 포함한다.

도 8a 및 도 8b는 각각, 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 케이블 그랜드(300)의 등각도 및 측단면도이다. 케이블 그랜드(300)는 엔트리(310) 및 백넛(320)을 포함한다. 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 적응형 시일(340)이 엔트리(310) 내에 탈착가능하게 위치된다. 케이블 그랜드(300)는 스피것(330)을 더 포함힌다. 이 예시적인 실시예에서, 시일(340)은 다섯(5) 개의 대응하는 애퍼처들(350)을 갖는 다섯(5) 개의 튜브들(360)을 포함한다.

도 9a 및 도 9b는 각각, 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 케이블 그랜드(400)의 등각도 및 측단면도이다. 케이블 그랜드(400)는 엔트리(410) 및 백넛(420)을 포함한다. 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 적응형 시일(440)이 엔트리(410) 내에 탈착가능하게 위치된다. 케이블 그랜드(400)는 스피것(430)을 더 포함힌다. 이 예시적인 실시예에서, 시일(440)은 일곱(7) 개의 대응하는 애퍼처들(450)을 갖는 일곱(7) 개의 튜브들(460)을 포함한다.

도 10a 및 도 10b는 각각, 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 케이블 그랜드(500)의 등각도 및 측단면도이다. 케이블 그랜드(500)는 엔트리(510) 및 백넛(520)을 포함한다. 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 적응형 시일(540)이 엔트리(510) 내에 탈착가능하게 위치된다. 케이블 그랜드(500)는 스피것(530)을 더 포함힌다. 이 예시적인 실시예에서, 시일(540)은 열(10) 개의 대응하는 애퍼처들(550)을 갖는 열(10) 개의 튜브들(560)을 포함한다.

도 11a는 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 케이블 그랜드(600)의 등각도이다. 당업자라면 이해할 바와 같이, 케이블 그랜드(600)는 시스 케이블(sheathed cable)들에 적합할 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 시스 케이블용 케이블 그랜드의 예는 미국 특허 제6,812,406호에 개시되어 있으며, 이의 내용은 본 명세서에 참조로 포함된다. 케이블 그랜드(600)는 엔트리(610), 미들넛(618), 및 백넛(620)을 포함한다. 케이블 그랜드(600)는 복수의 전도체들(614)을 갖는 케이블(612)을 수용하는 것으로 도시되어 있다.

도 11b는 케이블(612)을 갖는 케이블 그랜드(600)의 분해도이다. 케이블 그랜드(600)는 본 개시에 따른 시일(640), 및 시일(640)에 맞닿은 체결을 위한 스피것(630)을 포함한다. 시일(640)은 다중 적응형 시일, 즉 다수의 전도체들을 수용하기 위한 것이다. 미들넛(618)과 백넛(620) 사이에는 백넛 시일(622) 및 백넛 클램프(624)가 제공될 수 있다. 케이블(612)은 시스(sheathing)(615)(예를 들어, 케이블 아머(armor) 또는 브레이드(braid))을 가질 수 있다. 아머 클램프(616)는 시스(615)를 위한 앵커를 제공한다. 시일(640)은 케이블(612)의 전도체들(614)을 수용하기 위한 복수의 튜브들(660)을 포함한다.

케이블(612)은 케이블 그랜드(600)를 통해 백넛(620)로부터 엔트리(610)까지(또는 그 반대로) 연장된다. 설치 동안, 케이블(612)은 전도체들(614)을 드러내기 위해 스플라이싱된다. 시일(640)의 튜브들(660)의 일부 또는 전부가 설치자에 의해(예를 들어, 절단에 의해) 선택적으로 개방되고, 전도체들(614)은 시일(640)을 통해 공급된다. 튜브들(660)은 전도체들(614)의 게이지들에 따라 그 길이들을 따라 동일하거나 상이한 위치들에서 절단될 수 있다. 그런 다음, 케이블 그랜드(600)는 엔트리(610), 미들넛(618), 및 백넛(620)을 체결함으로써 폐쇄된다. 미들넛(618)은 아머 클램프(616) 및 스피것(630)을 통해 적응형 시일(640) 상에 압축력을 부여한다. 그러면, 케이블(612)은 곧바로 에너지를 공급받을 수 있다.

도 11c는 케이블 그랜드(600)의 측단면도를 도시한다. 전도체들(614)은 시일(640)을 통해 그리고 엔트리(610) 밖으로 연장된다. 시일(640)은 스피것(630)에 의해 압축될 수 있다. 전도체들(614)의 게이지 및/또는 미사용 튜브들(660)의 개수(만약 있다면)에 따라, 시일(640)은 적절한 시일을 보장하기 위해 더 압축되거나 덜 압축될 수 있다(또는 전혀 압축되지 않을 수 있다). 튜브들(660)은 엔트리(610)의 내면에, 바람직하게는 그 사이에 공간을 두고, 인접할 수 있다. 전도체들(614)의 압축을 피하기 위한 공간이 요구될 수 있다. 그러나, 공간은 튜브(660)가 압력 하에서 붕괴되거나 뒤집힐 수 없도록 충분히 작은 것이 바람직하다.

도 1 내지 도 11c에 도시된 케이블 그랜드는 각각 다수의 전도체들을 시일의 개별 튜브들에 수용하는 다중 적응형 시일을 포함한다. 다중 적응형 시일은 어떠한 케이블과도 사용될 수 있으나, 전도체들 간의 화염 전파(flame propagation)를 방지할 수 있는 능력이 없는 케이블들(예를 들어, 때때로 유효하게 채워지지 않은 케이블(not effectively filled cable)들이라 지칭됨) 및/또는 화염 전파 내성이 불확실한 케이블들에 특히 유용하다. 다른 실시예들에서, 적응형 시일은 케이블의 내측 시스 주위를 시일하는 단일 적응형 시일일 수 있다. 단일 적응형 시일은 전도체들 간의 화염 전파를 방지할 수 있는 능력이 있는 케이블들(예를 들어, 때때로 유효하게 채워진 케이블들이라 지칭됨) 및/또는 개별 전도체들 간의 시일이 필요하거나 요구되지 않는 어떠한 케이블들에도 유용하다. 당업자라면 전도체들 간의 효율적인 충전/베딩으로 케이블이 제조될 때 (개별 전도체들 주위를 시일하는 것 비해) 케이블 자체 주위를 시일하는 것이 충분할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 도 12a 내지 도 13c는 본 개시의 예시적인 실시예들에 따른 이와 같은 시일들의 예들을 예시한다.

도 12a는 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 케이블 그랜드(700)의 등각도이다. 당업자라면 이해할 바와 같이, 케이블 그랜드(700)는 시스 케이블(sheathed cable)들에 적합할 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 케이블 그랜드(700)는 엔트리(710), 미들넛(718), 및 백넛(720)을 포함한다. 케이블 그랜드(700)는 복수의 전도체들(714)을 갖는 케이블(712)을 갖는 것으로 도시되어 있다.

도 12b는 케이블 그랜드(700)의 측단면도를 도시한다. 케이블 그랜드(700)는 본 개시에 따른 시일(740), 및 시일(740)에 맞닿아 체결되는 스피것(730)을 포함한다. 도 12c에 도시된 바와 같이, 시일(740)은 실리콘과 같은 탄성 재료의 단일편으로 함께 형성되는 압축 부분(744)과 튜브(760)를 포함한다. 도 12b에 도시된 바와 같이, 미들넛(718)과 백넛(720) 사이에는 백넛 시일(722) 및 백넛 클램프(724)가 제공될 수 있다. 케이블(712)은 시스(sheathing)(715)(예를 들어, 케이블 아머(armor) 또는 브레이드(braid))을 가질 수 있다. 아머 클램프(716)는 시스(715)를 위한 앵커를 제공한다. 이 예시적인 실시예에서, 시일(740)은 단일 적응형 시일, 즉 단일 케이블 또는 전도체 주위를 체결하기 위한 시일이다.

케이블(712)은 케이블 그랜드(700)를 통해 백넛(720)로부터 엔트리(710)까지(또는 그 반대로) 연장된다. 본 예시적인 실시예에서, 시일(740)은 다양한 케이블 크기들을 수용하도록 적응되는 원위 개구를 갖는 튜브(760)로 제조될 수 있거나, 또는 튜브(760)는 설치자에 의해 선택적으로 절단되는 폐쇄된 원위 단부를 가질 수 있다. 케이블(712)은 시일(740)을 통해 공급된다. 그런 다음, 케이블 그랜드(700)는 엔트리(710), 미들넛(718), 및 백넛(720)을 체결함으로써 폐쇄된다.

미들넛(718)은 아머 클램프(716) 및 스피것(730)을 통해 적응형 시일(740) 상에 압축력을 부여한다. 그러면, 케이블(712)은 곧바로 에너지를 공급받을 수 있다. 적응형 시일(740)은 예를 들어, 테스트 동안 또는 케이블 그랜드(700)가 장착된 인클로저의 폭발의 경우에, 튜브(760)가 스스로 뒤집히는 것을 방지하기 위해 필요 이상으로 압축될 필요가 없다. 일부 실시예들에서, 케이블 그랜드(700)는 다양한 케이블 크기들에 필요한 압축을 달성하기 위해 케이블 그랜드(700)를 얼마나 조여야 하는지를 나타내는 복수의 마커들을 외부(예를 들어, 엔트리(710)의 외부)에 포함한다.

도 13a는 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 케이블 그랜드(800)의 등각도이다. 당업자라면 이해할 바와 같이, 케이블 그랜드(800)는 시스 케이블(sheathed cable)들에 적합할 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 케이블 그랜드(800)는 엔트리(810), 미들넛(818), 및 백넛(820)을 포함한다. 케이블 그랜드(800)는 복수의 전도체들(814)을 갖는 케이블(812)을 갖는 것으로 도시되어 있다.

도 13b는 케이블 그랜드(800)의 측단면도를 도시한다. 케이블 그랜드(800)는 본 개시에 따른 시일(840), 및 시일(840)에 맞닿아 체결되는 스피것(830)을 포함한다. 도 13c에 도시된 바와 같이, 시일(840)은 실리콘과 같은 탄성 재료의 단일편으로 함께 형성되는 압축 부분(844)과 튜브(860)를 포함한다. 도 13b에 도시된 바와 같이, 미들넛(818)과 백넛(820) 사이에는 백넛 시일(822) 및 백넛 클램프(824)가 제공될 수 있다. 케이블(812)은 시스(sheathing)(815)(예를 들어, 케이블 아머(armor) 또는 브레이드(braid))을 가질 수 있다. 아머 클램프(816)는 시스(815)를 위한 앵커를 제공한다. 이 예시적인 실시예에서, 시일(840)은 단일 적응형 시일, 즉 단일 케이블 또는 전도체 주위를 체결하기 위한 시일이다.

케이블(812)은 케이블 그랜드(800)를 통해 백넛(820)로부터 엔트리(810)까지 연장된다. 이전 실시예에서와 같이, 시일(840)은 다양한 케이블 크기들을 수용하도록 적응되는 원위 개구를 갖는 튜브(860)로 제조될 수 있거나, 또는 튜브(860)는 설치자에 의해 선택적으로 절단되는 폐쇄된 원위 단부를 가질 수 있다. 케이블(812)은 시일(840)을 통해 공급된다. 그런 다음, 케이블 그랜드(800)는 엔트리(810), 미들넛(818), 및 백넛(820)을 체결함으로써 폐쇄된다.

미들넛(818)은 아머 클램프(816) 및 스피것(830)을 통해 적응형 시일(840) 상에 압축력을 부여한다. 그러면, 케이블(812)은 곧바로 에너지를 공급받을 수 있다. 이전 실시예와 같이, 적응형 시일(840)은 튜브(860)가 스스로 뒤집히는 것을 방지하기 위해 필요 이상으로 압축될 필요가 없다. 또한, 케이블 그랜드(800)을 얼마나 조여야 할지를 나타내기 위한 마커들이 케이블 그랜드(800)의 외부에 제공될 수 있다.

도 14a는 본 개시의 또 다른 예시적인 실시예에 따른 케이블 그랜드(900)의 등각도이다. 케이블 그랜드(900)는 엔트리(910) 및 백넛(920)을 포함한다. 백넛(920)은 엔트리(910)에 나사식으로 연결된다. 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 적응형 시일(940)이 엔트리(910) 내에 탈착가능하게 위치된다. 케이블 그랜드(900)는 스피것(930)을 더 포함할 수 있다.

도 14b 및 도 14c는 각각 케이블 그랜드(900) 및 시일(940)의 분해도들이다. 시일(940)은 복수의 애퍼처들(950)을 갖는 바디(942)를 포함한다. 시일(940)은 복수의 튜브들(960)을 더 포함한다. 바디(942)와 튜브들(960)은 실리콘과 같은 탄성 재료로 만들어지는 단일편으로 일체로 형성된다. 각 애퍼처(950)는 대응하는 튜브(960)를 갖는다. 본 예시적인 실시예에서, 시일(940)은 선택사항인 리테이너(970)와 체결되어 튜브들(960)에 추가의 구조적 지지를 제공한다. 리테이너(970)는 튜브들(960)을 수용하는 복수의 애퍼처들(972)(홀들)을 포함한다. 바디(942)와 리테이너(970)는 함께 협력하여 압축 부분을 형성한다. 백넛(920)의 회전은 스피것(930)을 리테이너(970)에 맞닿아 체결하여 압축에 의해 시일(940)을 엔트리(910) 및/또는 케이블 그랜드(100) 내에 유지시킨다.

전술된 실시예들과 같이, 튜브들(960)은 다양한 크기들의 전도체들을 수용하도록 선택적으로 절단되거나 천공될 수 있다. 일부 적용예들에서, 튜브(960)는 대형 전도체를 수용하기 위해 그 베이스가 완전히 절단될 수 있다. 이 적용예에서, 리테이너(970)의 대응하는 애퍼처(972)는 전도체와 시일을 형성할 수 있다.

본 개시에 따른 시일은 일반적으로 케이블 그랜드의 엔트리 내에 그리고 엔트리와 미들넛 또는 백넛 사이에 있는 것으로 제시되고 설명되어 있지만, 이러한 배열들은 예시적일 뿐이다. 본 개시에 따른 시일들은 케이블 그랜드 내의 다른 곳에 위치될 수 있거나, 상이한 유형의 케이블 그랜드들 또는 피팅들에 사용될 수도 있거나, 또는 대안적으로, 케이블 그랜드 또는 피팅의 단부에 (예를 들어, 나사식으로) 연결되는 어댑터 하우징 내에 수용될 수 있다. 이와 같은 어댑터 하우징은 본 명세서에서 설명된 실시예들 중 임의의 실시예와 사용될 수 있다. 예를 들어, 나중에 부정확한 시일의 유형인 것, 또는 그 외 부적절한 것, 손상된 것, 또는 부적절하게 설치된 것으로 결정되는 케이블 그랜드에 제1 시일이 사용된다면, 케이블 그랜드 전체를 교체하기보다는 제2 시일을 갖는 어댑터 하우징이 추가될 수 있다. 이는 예를 들어, 설치자가 다중 적응형 시일이 필요할 때(예를 들어, 케이블이 "유효하게 채워지지 않은 경우") 부주의로 단일 적응형 시일을 사용한다면 발생할 수 있다.

본 개시는 또한 종래 기술의 단점들을 극복하는 본 명세서에서 개시된 적응형 시일들을 사용하여 케이블 그랜드를 시일하는 방법을 제공한다. 케이블 그랜드를 시일하는 방법은 바디를 포함하는 적응형 시일을 제공하는 단계를 포함한다. 바디는 원위면을 규정하는 압축 부분, 및 근위면을 규정하는 삽입 부분, 근위면에 있는 복수의 삽입 애퍼처들, 원위면으로부터 연장되는 복수의 튜브들 ― 각 튜브는 폐쇄 단부를 가짐 ―, 및 복수의 채널들 ― 각 채널은 바디의 삽입 애퍼처들 중 하나와 튜브들 각각의 폐쇄 단부들 중 하나 사이에 규정됨 ― 을 포함할 수 있다. 본 방법은 튜브들 중 적어도 하나를 선택적으로 개방하는 단계, 삽입 애퍼처들 중 하나를 통해, 바디를 통해, 그리고 튜브의 개방된 단부 밖으로 전도체를 삽입하는 단계를 더 포함한다. 본 방법은 튜브 중 둘 이상, 또는 전부를 개방하는 단계를 더 포함할 수 있다. 본 방법은 케이블 그랜드에 시일을 위치시키는 단계 및 케이블 그랜드를 폐쇄하는 단계를 더 포함한다. 일부 실시예들에서, 케이블 그랜드의 스피것이 압축 부분에 압력을 가하고, 시일을 케이블 그랜드에 유지시킨다.

도면들 전체에 걸쳐서 도시된 바와 같이, 동일한 참조 번호들은 동일한 또는 대응하는 부분들을 나타낸다. 이상에서는 본 개시의 예시적인 실시예들이 설명되고 예시되었지만, 이는 본 개시의 예시적인 것에 불과할 뿐, 본 개시를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 개시의 사상 또는 범위로부터 벗어나지 않으면서 추가, 삭제, 치환, 및 다른 변경이 가능하다. 따라서, 본 개시는 전술한 설명에 의해 제한되는 것으로 간주되어서는 안 된다.

100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900: 케이블 그랜드
110, 210, 310, 410, 510, 610, 710, 810, 910: 엔트리
120, 220, 320, 420, 520, 620, 720, 820, 920: 백넛
130, 230, 330, 430, 530, 630, 730, 830, 930: 스피것
140, 240, 340, 440, 540, 640, 740, 840, 940: 시일
150, 250, 350, 450, 550, 950: 애퍼처
160, 260, 360, 460, 560, 660, 760, 860, 960: 튜브

Claims

케이블 그랜드(cable gland)용 적응형 시일(adaptive seal)로서,
근위면 및 원위면을 갖는 바디;
상기 바디의 상기 근위면에 있는 삽입 애퍼처(insertion aperture);
상기 바디와 일체로 형성되고 상기 바디의 상기 원위면으로부터 연장되는 튜브 ― 상기 튜브는 원위 단부를 가짐 ―; 및
상기 바디의 상기 삽입 애퍼처와 상기 튜브의 상기 원위 단부 사이에 규정된 채널 ― 상기 채널은 상기 삽입 애퍼처에서의 근위 내경 및 상기 원위 단부에서의 원위 내경을 가지며, 상기 근위 내경은 상기 원위 내경보다 더 큼 ― 을 포함하는, 적응형 시일.
제1항에 있어서, 상기 튜브의 상기 원위 단부는 폐쇄되어 있는 것인, 적응형 시일.
제1항에 있어서, 상기 원위 단부는 상기 원위 단부를 절단하거나 천공함으로써 개방되도록 구성되는 것인, 적응형 시일.
제1항에 있어서,
상기 바디의 상기 근위면에 있는 제2 삽입 애퍼처;
상기 바디와 일체로 형성되고 상기 바디의 상기 원위면으로부터 연장되는 제2 튜브 ― 상기 제2 튜브는 제2 원위 단부를 가짐 ―; 및
상기 제2 삽입 애퍼처와 상기 제2 원위 단부 사이에 규정된 제2 채널을 더 포함하는, 적응형 시일.
제4항에 있어서, 상기 바디는 상기 원위면을 규정하는 압축 부분, 및 상기 근위면을 규정하는 삽입 부분을 포함하며, 상기 압축 부분은 상기 삽입 부분의 외경보다 더 큰 외경을 갖는 것인, 적응형 시일.
제4항에 있어서, 상기 튜브 및 상기 제2 튜브 각각을 수용하도록 구성되는 홀들(holes)을 포함하는 리테이너(retainer)를 더 포함하는, 적응형 시일.
제1항에 있어서, 상기 튜브는 상기 바디의 상기 원위면으로부터 상기 원위 단부까지 직경이 적어도 부분적으로 테이퍼(taper)지는 것인, 적응형 시일.
제1항에 있어서, 상기 바디는 원통형인 것인, 적응형 시일.
제8항에 있어서, 상기 튜브의 외부는 상기 바디의 원통형 외면으로부터 반경방향 내측으로 위치되는 것인, 적응형 시일.
케이블 그랜드용 적응형 시일로서,
원위면을 규정하는 압축 부분, 및 근위면을 규정하는 삽입 부분을 포함하는 바디 ― 상기 압축 부분은 상기 삽입 부분의 외경보다 더 큰 외경을 가짐 ―;
상기 근위면에 있는 복수의 삽입 애퍼처들;
상기 원위면으로부터 연장되는 복수의 튜브들 ― 각 튜브는 폐쇄 단부를 갖고, 각 튜브는 상기 바디의 상기 원위 단부로부터 상기 폐쇄 단부까지 직경이 적어도 부분적으로 테이퍼짐 ―; 및
복수의 채널들 ― 각 채널은 상기 바디의 상기 삽입 애퍼처들 중 하나와 상기 튜브들 각각의 상기 폐쇄 단부들 중 하나 사이에 규정됨 ― 을 포함하며,
상기 바디와 상기 복수의 튜브들은 탄성 재료의 단일편으로 일체로 형성된 것인, 적응형 시일.
제10항에 있어서, 상기 폐쇄 단부들 각각은 각각의 상기 폐쇄 단부를 절단하거나 천공함으로써 개방되도록 구성되는 것인, 적응형 시일.
제10항에 있어서, 상기 바디는 원통형인 것인, 적응형 시일.
케이블 그랜드로서,
엔트리 컴포넌트(entry component);
상기 엔트리 컴포넌트에 나사식으로 체결되는 백넛(backnut); 및
상기 엔트리 컴포넌트 내에 적어도 부분적으로 있는 시일(seal) ― 상기 시일은 근위면 및 원위면을 갖는 바디, 상기 바디의 상기 근위면에 있는 삽입 애퍼처, 상기 바디의 상기 원위면으로부터 연장되고 폐쇄 단부를 갖는 튜브, 및 상기 바디의 상기 삽입 애퍼처와 상기 튜브의 상기 폐쇄 단부 사이에 규정된 채널을 포함함 ― 을 포함하는, 케이블 그랜드.
제13항에 있어서, 상기 채널은 상기 삽입 애퍼처에서의 근위 내경 및 상기 폐쇄 단부에서의 원위 내경을 가지며, 상기 근위 내경은 상기 원위 내경보다 더 큰 것인, 케이블 그랜드.
제13항에 있어서, 상기 시일의 바디는 상기 원위면을 규정하는 압축 부분, 및 상기 근위면을 규정하는 삽입 부분을 포함하며, 상기 압축 부분은 상기 삽입 부분의 외경보다 더 큰 외경을 갖는 것인, 케이블 그랜드.
제13항에 있어서, 상기 시일은 복수의 상기 삽입 애퍼처들 및 복수의 상기 튜브들을 포함하는 것인, 케이블 그랜드.
제16항에 있어서, 상기 바디와 상기 복수의 튜브들은 탄성 재료의 단일편으로 일체로 형성된 것인, 케이블 그랜드.
제13항에 있어서, 상기 폐쇄 단부는 상기 폐쇄 단부를 절단하거나 천공함으로써 개방되도록 구성되는 것인, 케이블 그랜드.
제18항에 있어서, 상기 폐쇄 단부가 개방된 후, 상기 케이블 그랜드는 상기 백넛을 통해 케이블을 수용하도록 구성되며, 상기 케이블의 전도체가 상기 삽입 애퍼처 내로, 상기 채널을 통해, 그리고 상기 튜브를 통해 연장되는 것인, 케이블 그랜드.
제13항에 있어서, 스피것(spigot) 및 미들넛(middlenut)을 더 포함하는, 케이블 그랜드.