NL1015895C2

NL1015895C2 - Doorvoerinrichting.

Info

Publication number: NL1015895C2
Application number: NL1015895A
Authority: NL
Inventors: Johannes Alfred Beele
Original assignee: Beele Eng Bv
Priority date: 2000-08-08
Filing date: 2000-08-08
Publication date: 2002-02-12
Also published as: EP1310028A1; WO2002013347A1; US20030201114A1; ES2277944T3; EP1310028B1; US6777616B2; ATE349086T1; DE60125376D1; AU2001294347A1; DE60125376T2; JP2004506399A

Description

DOORVOERINRICHTING

5 De uitvinding heeft betrekking op een doorvoerinrichting voor het onder beveiliging tegen elektromagnetische overspanning en/of interferentie doorvoeren van ten minste een kabel in een opening van een muur, wand, beplating, schot en dergelijke (zoals bijvoorbeeld een 10 schot van een schip). Hieronder zal eenvoudigheidshalve in het vervolg over "muur" worden gesproken, terwijl daaronder ook andere afscheidingen worden begrepen.

Een dergelijke doorvoerinrichting is beschreven in de 15 Nederlandse octrooiaanvrage no. 1011718 ten name van dezelfde Aanvraagster. De hierin beschreven doorvoerinrichting bestaat uit een in een muuropening gemonteerde stalen doorvoerbehuizing, waardoorheen een aantal al dan niet meervoudige kabels zijn gelegd. De 20 kabels worden over een geschikt deel van hun lengte van hun kabelmantel ontdaan om zo ter plaatse in elektrisch geleidend contact te kunnen komen met hun omgeving. De eerdergenoemde lengtedelen van de kabels worden vervolgens ingebed in een elektrisch geleidende 25 vormpasta om elektrische geleiding te realiseren tussen de kabels en de doorvoerbehuizing, waarna de muuropening met een geschikte afdichtingskit wordt dichtgesmeerd. Voordat de vormpasta is aangebracht, wordt om elke kabel eventueel een rubber slangdeel aangebracht, terwijl de 30 resterende ruimte in de muuropening dan met soortgelijke slangdelen wordt opgevuld. Een bezwaar van de in de bovengenoemde Nederlandse octrooiaanvrage beschreven doorvoerinrichting is dat de vormpasta na uitharding in de praktijk soms een relatief hoge elektrische 35 weerstandswaarde, in de orde van grootte van circa 100 tot 1000 Ohm, blijkt te bezitten. Dit betekent met name dat de mate waarin elektriciteit naar aarde via de vormpasta kan wegvloeien aanzienlijk is afgenomen, t 2 hetgeen de beveiliging tegen elektromagnetische overspanning nadelig beïnvloedt. Hetzelfde geldt, mutatis mutandis, terzake van (de beveiliging tegen) elektromagnetische interferentie.

5

Het is het doel van de uitvinding de doorvoerinrichting uit de stand van de techniek te verbeteren in de zin dat een hoogwaardig brandwerende, gas- en vloeistofdichte doorvoerinrichting welke tevens optimaal is beveiligd 10 tegen elektromagnetische overspanning en/of interferentie, wordt voorgesteld.

Hiertoe heeft een doorvoerinrichting van de in de aanhef vermelde soort volgens de uitvinding als bijzonderheid 15 dat de doorvoerinrichting een elektrisch geleidende tape bevat die in bedrijfstoestand met een elektrisch geleidende kabelafscherming van de ten minste ene doorgevoerde kabel in contact staat en deze kabelafscherming elektrisch aardt.

20

Elektrische installaties en machines, waarbij bijvoorbeeld ten behoeve van besturing en registratie veelal hooggevoelige componenten zijn toegepast, kunnen gemakkelijk door diverse uitwendige elektromagnetische 25 velden en pulsen worden gestoord. Deze uitwendige elektromagnetische velden en pulsen kunnen bijvoorbeeld zijn opgewekt door radarinstallaties, onweersbuien, kernexplosies en elektrische apparatuur. Om dergelijke storingen te verminderen, worden in de praktijk vaak 30 staalconstructies, fungerend als kooi van Faraday, rondom een voor elektronische apparatuur bestemde ruimte geplaatst. Elektrische kabels die in een dergelijke afgeschermde ruimte worden ingevoerd, kunnen echter alsnog ongewenste elektromagnetische velden en pulsen 35 tot in de elektronische apparatuur geleiden. Deze geleiding zal in de regel over de elektrisch geleidende afscherming ("braiding") van de betreffende doorgevoerde 3 kabels plaatsvinden.

Volgens de uitvinding nu zullen deze uitwendige ongewenste elektromagnetische velden en pulsen langs de 5 elektrisch geleidende afscherming van een doorgevoerde kabel, via de elektrisch geleidende tape, naar aarde wegvloeien. In het bijzonder is de elektrisch geleidende tape in bedrijfstoestand althans gedeeltelijk om de elektrisch geleidende kabelafscheming gewikkeld.

10

Opgemerkt wordt dat in het kader van de uitvinding onder de term "kabel" ook wordt begrepen een elektrisch geleidende leiding, buis, pijp of dergelijke, bijvoorbeeld een metallische buis of leiding, waarbij de 15 onderhavige tape in bedrijfstoestand daarmee in elektrisch geleidend contact staat.

In een voorkeursuitvoeringsvorm van een doorvoerinrichting overeenkomstig de uitvinding is de 20 elektrisch geleidende tape nabij zijn ene uiteinde om de elektrisch geleidende kabelafscherming gewikkeld en nabij zijn andere uiteinde elektrisch geleidend bevestigd aan een in de opening van de muur aangebrachte elektrisch geleidende (bijvoorbeeld metalen) 25 doorvoerbehuizing. In een andere voorkeursvariant is de aarding van de elektrisch geleidende kabelafscherming middels de elektrisch geleidende tape bewerkstelligd door aan ten minste een open zijde van de muur een elektrisch geleidend materiaal aan te brengen dat in 30 elektrisch geleidend contact met het tape staat. Dit elektrisch geleidende materiaal is althans in hoofdzaak gevormd door verscheidene in de opening aangebrachte, al dan niet samengevouwen stukken van elektrisch geleidend tapemateriaal en/of door verscheidene in de opening 35 aangebrachte elektrisch geleidende huismiddelen oftewel slangdelen die zich bij voorkeur in dezelfde richting uitstrekken als de ten minste ene doorgevoerde kabel.

1 Ω 1 h 4

In een andere voorkeursvariant is dit elektrisch geleidende materiaal de vormpasta met grafiet bekend uit de hierboven genoemde Nederlandse octrooiaanvrage no. 1011718.

5

In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm van een doorvoerinrichting volgens de uitvinding is/zijn de elektrisch geleidende tape en/of de elektrisch geleidende huismiddelen althans in hoofdzaak vervaardigd 10 uit een elektrisch geleidende rubber. Het rubber is in het bijzonder langs chemische weg elektrisch geleidend gemaakt, met name door toevoeging daaraan van koolstof deeltjes, bij voorkeur in de vorm van roet (Engels: “ carbon black" ). In het bij zonder is het rubber EPDM-15 rubber, terwijl de koolstofdeeltjes bij voorkeur hol schaalvormig zijn, in het bijzonder van het type "Ketjenblack EC" 300J of 600JD ™. Deze onder de handelsnaam "Ketjenblack" bekende roetsoorten hebben een unieke morfologie vergeleken met conventionele 20 roetsoorten, hetgeen deze uitzonderlijk geschikt maakt voor de onderhavige elektrisch geleidende toepassing. De afkorting EPDM staat overigens voor

Ethyleen/Propyleen/Dieen/Monomeer. Opgemerkt wordt dat ook andere elastomeren of plastomeren als materiaal voor 25 de tape en de huismiddelen kunnen worden gebruikt.

In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm van een doorvoerinrichting overeenkomstig de uitvinding is de elektrisch geleidende tape gevormd door een metalen 30 tape. Bij voorkeur is de elektrisch geleidende (rubber dan wel metalen) tape flexibel, dat wil zeggen vervormbaar, zodat deze gemakkelijk langs bijvoorbeeld andere doorgevoerde kabels in de doorvoerbehuizing kan worden geleid.

In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm van een doorvoerinrichting volgens de uitvinding bezit de 35 5 elektrisch geleidende tape een contactbreedte van ten minste circa 20 mm, bij voorkeur circa 40 mm. In het laatste geval is veelal sprake van civiele toepassingen (verzwakkingsfactor -30 dB), terwijl bij militaire 5 toepassingen een contactbreedte van meer dan 100 mm (verzwakkingsfactor -60 dB) gebruikt kan worden. Door de onderhavige tape met een dergelijke breedte om de elektrisch geleidende kabelafscherming te wikkelen wordt een optimaal elektrisch geleidend contact bewerkstelligd 10 teneinde elektromagnetische overspanning en/of interferentie te vermijden.

In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm van een doorvoerinrichting overeenkomstig de uitvinding is de 15 resterende ruimte in de opening van de muur althans gedeeltelijk opgevuld met verscheidene brandwerende huismiddelen die zich in dezelfde richting uitstrekken als de ten minste ene doorgevoerde kabel. Eventueel zijn de doorgevoerde kabels ieder daarbij in een der 20 huismiddelen doorgevoerd. De huismiddelen oftewel slangdelen zijn bij voorkeur overlangs gedeeld, opdat deze in het laatste geval om de kabels heen kunnen worden aangebracht, nadat deze door de doorvoerbehuizing zijn getrokken.

25

In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm van een doorvoerinrichting volgens de uitvinding is een warmtebestendig en/of vloeistofafstotend (bij voorkeur expandeerbaar) kitmateriaal afdichtend aan ten minste 30 een open zijde van de opening aangebracht. Dit kitmateriaal verhoogt de gas- en vloeistofdichtheid van de onderhavige doorvoerinrichting.

De uitvinding refereert tevens aan een werkwijze voor 35 het onder beveiliging tegen elektromagnetische overspanning en/of interferentie doorvoeren van ten minste een kabel in een opening van een muur en 1 0 J :·, 6 dergelijke, onder gebruikmaking van een doorvoerinrichting overeenkomstig de uitvinding, met als bijzonderheid dat een elektrisch geleidende tape in bedrijfstoestand met een elektrisch geleidende 5 kabelafscherming van de ten minste ene doorgevoerde kabel in contact wordt gebracht teneinde deze elektrisch te aarden.

De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand 10 van in een tekening weergegeven figuren, waarbij figuren 1 tot en met 8 achtereenvolgens diverse stappen schematisch en in perspectief weergeven teneinde een voorkeursvariant van een hoogwaardig brandwerende, gas-en vloeistofdichte doorvoerinrichting welke tevens 15 optimaal is beveiligd tegen elektromagnetische overspanning en/of interferentie, volgens de uitvinding te verschaffen.

In figuur 1 onderscheidt men een opening 1 in een wand 20 2, waarin een stalen doorvoerbehuizing 3 is gemonteerd.

Door de doorvoerbehuizing 3 zijn ter vereenvoudiging van de tekening slechts een drietal meervoudige kabels 4,5,6 getrokken, die elk over een deel van hun lengte zijn ontdaan van hun kunststof mantel 7, zodat hun elektrisch 25 geleidende kabelafscherming 8 (“braiding") is komen bloot te liggen. Overeenkomstig de uitvinding wordt gebruik gemaakt van een op een wikkelrol 9 gewikkelde tape 10 van EPDM-rubber dat elektrisch geleidend is gemaakt middels chemische toevoeging daaraan van 30 koolstofdeeltjes (bijvoorbeeld roetdeeltjes), teneinde om de elektrisch geleidende kabelafscherming 8 te worden gewikkeld. Het tape 10 heeft een breedte van bij voorkeur 40 mm, zodat een optimaal elektrisch geleidend contact met deze elektrisch geleidende kabelafscherming 35 8 wordt gerealiseerd. De elektrische aarding wordt overigens gewaarborgd door het tape 10 te wikkelen tot voorbij de diameter van de kabels 4,5,6, zoals in figuur t ' 7 1 is getekend en nog nader zal worden toegelicht.

Figuur 2 toont de situatie van figuur 1, met dien verstande dat om iedere kabel 4,5,6 een brandwerend 5 (rubber) slangdeel 11,12,13 is aangebracht en het aanbrengen van het tape 10 is afgerond. Dit laatste is geschiedt door het tape 10 van de wikkelrol 9 af te knippen en het aldus ontstane vrij uiteinde van het tape 10 middels verwarming daarvan aan het reeds gewikkelde 10 deel van het tape 10 te hechten. "Hechting" kan ook worden gerealiseerd door om de gewikkelde tape 10 een bandje of dergelijke te binden. In figuur 3 is de resterende ruimte van de doorvoerbehuizing 3 in de muuropening 1 met brandwerende (rubber) slangdelen 14 15 identiek aan de slangdelen 11,12,13 opgevuld. De slangdelen 14 fungeren derhalve als opvulling. In een der slangdelen 14 is een (al dan niet van elektrisch geleidend materiaal gemaakt) staafvormig element 15 gestoken (figuur 4) teneinde na montage van de 20 onderhavige doorvoerinrichting te gelegener tijd een nieuw te trekken kabel in plaats van het staafvormig element 15 door de doorvoerbehuizing 3 te leggen, waarbij het staafvormig element 15 derhalve dient om de juiste positie voor de nieuw te trekken kabel te 25 bepalen. De slangdelen 11,12,13,14 zijn bekend onder de merknaam "RISE" van dezelfde Aanvraagster.

In figuur 5 zijn aan een open zijde van de muuropening 1 slangdelen 16 van elektrisch geleidend materiaal 30 geplaatst, terwijl het ook mogelijk is om daarnaast of in plaats daarvan samengevouwen stukjes 17 van het tape 10 te gebruiken (figuur 6). Daar de slangdelen 16 van hetzelfde elektrisch geleidende materiaal zijn vervaardigd als het tape 10, namelijk door toevoeging 35 van koolstofdeeltjes elektrisch geleidend gemaakt EPDM-rubber, is de elektrisch geleidende kabelafscherming 8 via het tape 10 en de slangdelen 16 en/of tapestukjes 17 8 elektrisch geaard met de stalen doorvoerbehuizing 3 verbonden. Zoals gezegd, is het tape 10 tot voorbij de kabeldiameter gewikkeld om het elektrisch geleidende contact tussen het tape 10 en de slangdelen 16 te 5 verzekeren. Tenslotte wordt een kitmateriaal 18 bekend onder de merknaam "FIWA" van dezelfde Aanvraagster afdichtend aan die zijde van de muuropening 1 aangebracht (figuur 7). Figuur 8 toont het uiteindelijke resultaat. Uiteraard is het eveneens mogelijk aan beide 10 zijden van de muuropening 1 de slangdelen 16 en/of de tapestukjes 17 en het kitmateriaal 18 te monteren. In het bijzonder door de tape 10 en het kitmateriaal 18 wordt bewerkstelligd dat de opening 1 luchtdicht is afgesloten, zodat de elektrisch geleidende 15 kabelafscherming 8 niet kan corroderen.

De onderhavige doorvoerinrichting gaat derhalve uit van het gebruik van twee typen slangdelen: slangdelen 11,12,13,14 van brandwerend (ongevulcaniseerd) rubber 20 enerzijds (waarvan de slangdelen 11,12,13 om de kabels 4,5 respectievelijk 6 worden gelegd en de slangdelen 14 als opvulling fungeren), alsmede de slangdelen 16 van elektrisch geleidende rubber anderzijds, waarvan het materiaal correspondeert met dat van het tape 10.

25 Uiteraard is het ook mogelijk beide typen van het elektrisch geleidende rubber te vervaardigen. Bovendien is het mogelijk in plaats van of naast de holle slangdelen 14,16 van ongevulcaniseerd rubber, massieve slangdelen 14,16 van gevulcaniseerd rubber te gebruiken.

30 Dergelijke massieve slangdelen vormen dan feitelijk stafmateriaal.

Uit de figuren zal duidelijk worden dat wanneer in de tekst gesproken wordt over opening van de muur of 35 muuropening en dergelijke bij gebruik van een doorvoerbehuizing wordt verstaan opening van de doorvoerbehuizing en doorvoerbehuizingsopening en dergelijke.

t 9

Opgemerkt wordt dat de uitvinding zich niet beperkt tot de in de tekening weergegeven uitvoeringsvorm, doch zich tevens uitstrekt tot andere uitvoeringsvormen vallend binnen de beschermingsomvang van de aangehechte 5 conclusies.

ί V · .„·

Claims

1. Doorvoerinrichting voor het onder beveiliging tegen elektromagnetische overspanning en/of interferentie 5 doorvoeren van ten minste een kabel in een opening van een muur en dergelijke, met het kenmerk dat de doorvoerinrichting een elektrisch geleidende tape bevat die in bedrijfstoestand met een elektrisch geleidende kabelafscherming van de ten minste ene 10 doorgevoerde kabel in contact staat en deze elektrisch aardt.

2. Doorvoerinrichting volgens conclusie 1, waarbij de elektrisch geleidende tape in bedrijfstoestand 15 althans gedeeltelijk om de elektrisch geleidende kabelafscherming is gewikkeld.

3. Doorvoerinrichting volgens conclusie 1 of 2, waarbij de elektrisch geleidende tape nabij zijn 20 ene uiteinde om de elektrisch geleidende kabelafscherming is gewikkeld en nabij zijn andere uiteinde elektrisch geleidend is bevestigd aan een in de opening van de muur aangebrachte elektrisch geleidende doorvoerbehuizing. 25

4. Doorvoerinrichting volgens conclusie 1, 2 of 3, waarbij een elektrisch geleidend materiaal aan ten minste een open zijde van de opening van de muur is aangebracht en in elektrisch geleidend contact met 30 de tape staat.

5. Doorvoerinrichting volgens conclusie 4, waarbij het elektrisch geleidende materiaal althans in hoofdzaak is gevormd door verscheidene in de 35 opening aangebrachte, al dan niet samengevouwen stukken van elektrisch geleidend tapemateriaal. 16.-·.

6. Doorvoerinrichting volgens conclusie 4 of 5, waarbij het elektrisch geleidende materiaal althans in hoofdzaak is gevormd door verscheidene in de opening aangebrachte elektrisch geleidende 5 huismiddelen.

7. Doorvoerinrichting volgens een der voorgaande conclusies 1 tot en met 6, waarbij de elektrisch geleidende tape en/of de elektrisch geleidende 10 huismiddelen althans in hoofdzaak is/zijn vervaardigd uit een elektrisch geleidende rubber .

8. Doorvoerinrichting volgens conclusie 7, waarbij de rubber elektrisch geleidend is gemaakt door 15 toevoeging daaraan van koolstof deeltjes, bij voorkeur in de vorm van roet (Engels: "carbon black").

9. Doorvoerinrichting volgens conclusie 8, waarbij de 20 koolstofdeeltjes hol schaalvormige deeltjes zijn.

10. Doorvoerinrichting volgens 8 of 9, waarbij de koolstofdeeltjes van het type "Ketjenblack EC" 300J of 600JD ™ zijn. 25

11. Doorvoerinrichting volgens een der voorgaande conclusies 7 tot en met 10, waarbij de rubber EPDM-rubber is.

12. Doorvoerinrichting volgens een der voorgaande conclusies 1 tot en met 6, waarbij de elektrisch geleidende tape is gevormd door een metalen tape.

13. Doorvoerinrichting volgens een der voorgaande 35 conclusies 1 tot en met 12, waarbij de elektrisch geleidende tape flexibel is. V»

14. Doorvoerinrichting volgens een der voorgaande conclusies 1 tot en met 13, waarbij de elektrisch geleidende tape een contactbreedte bezit van ten minste circa 20 mm, bij voorkeur circa 40 mm. 5

15. Doorvoerinrichting volgens een der voorgaande conclusies 1 tot en met 14, waarbij de resterende ruimte in de opening van de muur althans gedeeltelijk is opgevuld met verscheidene 10 brandwerende huismiddelen die zich in dezelfde richting uitstrekken als de ten minste ene doorgevoerde kabel.

16. Doorvoerinrichting volgens conclusie 15, waarbij de 15 ten minste ene doorgevoerde kabel in een brandwerend huismiddel is doorgevoerd.

17. Doorvoerinrichting volgens een der voorgaande conclusies 1 tot en met 16, waarbij een 20 warmtebestendig en/of vloeistofafstotend kitmateriaal afdichtend aan ten minste een open zijde van de opening is aangebracht.

18. Werkwijze voor het onder beveiliging tegen 25 elektromagnetische overspanning en/of interferentie doorvoeren van ten minste een kabel in een opening van een muur en dergelijke, onder gebruikmaking van een doorvoerinrichting volgens een der voorgaande conclusies 1 tot en met 17, met het kenmerk dat een 30 elektrisch geleidende tape in bedrijfstoestand met een elektrisch geleidende kabelafscherming van de ten minste ene doorgevoerde kabel in contact wordt gemaakt teneinde deze elektrisch te aarden. 35