NO301145B1 - Anordning for å installere et langstrakt element i en rörpassasje - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en anordning med en Coanda-spiral-strømenhet for å installere et langstrakt element i en rørpas-sasje, ifølge kravinnledningen.

Det har konvensjonelt vært vanlig praksis å installere en ledningstråd eller en induksjonstråd gjennom en rørledning eller annen passasje med liten diameter i kontorbygninger, fabrikker og kommunikasjonsanlegg, og forskjellige installasjonsanordninger har vært utviklet. Kjente installasjonsanordninger omfatter for eksempel de som benytter komprimert luft såsom luft, inert gass, inaktiv gass osv, og andre som ikke bruker komprimert gass.. For de førstnevnte anordninger som benytter komprimert gass, er metoden for å tilføre komprimert luft gjennom en rørpassasje og å tvinge en ledningstråd eller induksjonstråd inn i den kjent, som beskrevet i EP 0 457 986. Som et eksempel på den sistnevnte anordning kjenner man fremgangsmåten for å tvinge en ledningstråd eller induksjonstråd inn i en rørpassasje med polyetylenrør ved hjelp av håndkraft.

Ved den førstnevnte fremgangsmåte er imidlertid rørets diameter en viktig restriksjon, og jo mindre diameteren er, desto vanskeligere er det å installere en gjennomgående tråd. Etter hvert som diameteren blir større oppstår det sikkerhetsproblemer på grunn av det økede trykk av komprimert gass. I tilfelle med installasjon over lange avstander eller for et rør som har mange bend eller som er opprullet på en trommel, blir det dessuten ekstremt vanskelig å installere en tråd på grunn av dens kontakt med den innvendige vegg i røret.

På den annen side, ved den fremgangsmåte som ikke benytter komprimert gass, blir en ledende tråd tvunget inn i røret ved håndkraft, og en slik installasjon av tråden er følgelig i mange tilfeller vanskelig. Selv om man kan klare å installere en tråd over en kort avstand, krever det meget arbeid.

I de senere år har det vært et økende antall tilfeller hvor optiske fibrer blir benyttet som ledningstråder. Ved de konvensjonelle installasjonsmetoder er det vanskelig å installere fiberen jevnt uten at den kommer til skade, og med den fremgangsmåte som benytter komprimert gass var det umulig å installere en optisk fiber med påmonterte terminaler. Av denne grunn måtte operatørene gjøre forbindelser mellom endene på optiske fibre ved bruk av mikroskop etter fullføring av den vanskelig instal-lasjonsoperasjon. Slikt arbeid er en stor belastning, også for erfarne operatører.

Oppfinneren av foreliggende oppfinnelse har allerede foreslått en ny installasjonsanordning som overvinner de ovennevnte problemer ved konvensjonelle installasjonsmetoder, og som tillater lett installasjon av tråder, selv gjennom et rør som har mange bend og som strekker seg så langt som 100 m eller mer, eller et rør som er opprullet på en trommel og som har en totallengde på 1 000 m. Dette apparat virker med en spiralstrøm basert på Coanda-effekten.

Et trekk ved en Coanda-spiralstrøm er en stor forskjell i hastighet og tetthet mellom et fluids aksiale strøm og omgivelsene, og at den viser brattere hastighetsfordeling, dvs turbulensgraden er 0,09, som er mindre enn halvparten av 0,2 for turbulent strømning, slik at det dannes et forskjellig forhold fra den turbulente strømning. Den har også det trekk at en syntese av en aksial vektor og en radial vektor resulterer i en spesiell spiralformet luftstrøm.

Ved å gjøre bruk av det faktum at denne spiralformede luftstrøm er en strøm som konvergerer langs rørets akse med strømning i et rør, har man utviklet metoden for å installere en ledningstråd med høy effektivitet og uten skade på tråden, ved bruk av denne spiralformede luftstrøm som har liten turbulens, og som kan kontrollere hard kontakt med den innvendige vegg i røret på grunn av den automatiske vibrasjon av tråden. Dette er oppnådd med anordningen ifølge foreliggende oppfinnelse, slik den er definert med de i kravene anførte trekk.

Figur 1 er en skjematisk tegning av den kjente fremgangsmåte og anordning for installasjon ved en spiralformet luftstrøm.

Som vist på figur 1 er for eksempel en enhet for en Coanda-spiralluftstrøm forbundet gjennom en fleksibel slange 2 med et spesielt rør 1 for installering av en ledningstråd. Til denne Coanda-spiralluftstrømenhet 3 blir komprimert gass tilført i trådinstallasjonsretningen for røret 1 gjennom Coanda-slisser 4, ved bruk av en forsyningsenhet for komprimert gass 5. Under disse forhold blir en spesifisert ledningstråd 7 satt inn i suge-og innføringsporten 6 i Coanda-spiralstrømenheten 3.

Ledningstråden 7 blir automatisk boret med en spiralformet luftstrøm i den fleksible slange 2 og røret 1, slik at installasjonen av tråden skjer med stor hastighet.

Som en kilde for komprimert gass 5 kan man benytte en sylinder med luft, N2 eller annen komprimert gass, eller en luftkompressor. Når en sylinder brukes, er det akseptabelt om sylinderen kan holde tilførselstrykket av komprimert gass til Coanda-spiralstrømenheten 3 på omkring 5-20 kg/cm<2>.

Et typisk eksempel på Coanda-spiralstrømenheten 3 er den hvor en ringformet Coanda-sliss 4, en vinklet overflate i nærheten av denne 9, og et fordelingskammer for komprimert gass 10 er anordnet mellom forbindelsesporten til et rør 8 og suge-og innføringsporten 6 gjennom hvilken en ledningstråd blir innført.

Ved å gjøre vinkelen til den vinklede overflate 9 omkring 5-70°, oppstår det en spiralformet strøm, og en intens vakuum-sugekraft blir generert ved suge- og innføringsporten 6, slik at ledningstråden 7 som skal installeres gjennom røret 1 blir ført med stor hastighet med en Coahda-spiralstrøm.

Den ovennevnte installasjonsmetode og anordning gir ypperlig effektivitet, og tillater trådinstallasjon med høy hastighet.

Senere undersøkelser av oppfinnerne har imidlertid vist at det er ting som kan forbedres i installasjonsmetoden og anordningen som benytter Coanda-spiralstrøm. Mer spesielt, i det ovennevnte installasjonssystem oppstår det en tilbakestrøm av komprimert luft ved suge- og innføringsporten 6 som ikke helt kan unngås, og det oppstår en vibrasjon og svinging av ledningstråden 7. For å sikre en mer stabil installasjon med stor hastighet og over lang avstand, må disse problemer løses.

Den foreliggende oppfinnelse har tatt sikte på å overvinne de ovennevnte problemer, og har det mål å frembringe en ny installasjonsanordning som tillater mer stabil installasjon av tråd med stor hastighet og over stor avstand, og som også tillater installasjon av optiske fibre med stor hastighet og uten å skade fibrene.

For å oppnå den ovennevnte hensikt, frembringer den foreliggende oppfinnelse en installasjonsinnretning basert på en Coanda-spiralstrømenhet som omfatter en rørforbindelsesport, en innføringsport for en ledningstråd eller induksjonstråd, og en Coanda-sliss for tilførsel av komprimert gass for å generere en Coanda-spiralstrøm i en retning langs rørpassasjen, i hvilken en tilførselsenhet for Coanda-spiralstrøm har en mindre innvendig diameter for å levere ledningstråden eller induksjonstråden er anordnet ved innføringsporten for ledningstråden eller induksjonstråden.

Noen utførelser av oppfinnelsen skal i det følgende beskrives gjennom eksempler, og under henvisning til tegningene, der figur 1 viser en konstruksjonstegning for installasjonsmetoden og anordningen som oppfinnerne for den foreliggende oppfinnelse allerede har foreslått, figur 2 viser et tverrsnit-tsriss av Coanda-spiralstrømenheten som benyttes for denne, figur 3 viser et tverrsnitt som illustrerer en utførelse av den foreliggende oppfinnelse, og figur 4 viser et delvis forstørret riss av denne, figur 5 og 6 viser tverrsnitt som indikerer andre utførelser av den foreliggende oppfinnelse, figur 7(a) og 7(b) viser skjematisk tegninger av bevegelsestilstanden til ledningstråden ved den konvensjonelle fremgangsmåte og ved fremgangsmåten ifølge den foreliggende oppfinnelse, og figur 8 viser målte data av matehastigheten for en optisk fiber og mateavstan-den for en utførelse av den foreliggende oppfinnelse.

Den foreliggende oppfinnelse gir en mer stabil trådinstallasjon med høyere effektivitet ved å frembringe en Coanda-strømtilførselsanordning for innføring av en ledningstråd eller induksjonstråd ved suge- og innføringsporten 6 til en Coanda-spiralstrømenhet 3, som indikert på figur 2, og videre fortrinns-vis ved å frembringe en mateanordning eller å konstruere enheten 3 i flere trinn.

Figur 3 indikerer et eksempel på installasjonsanordningen ifølge den foreliggende oppfinnelse.

Som illustrert på figur 3, i installasjonsanordningen ifølge den foreliggende oppfinnelse, er en genereringsanordning for Coanda-spiralstrøm anordnet ved suge- og innføringsporten 6 på enheten 3, som en Coanda-strømanordning 11 med mindre diameter. Komprimert luft blir innført gjennom Coanda-slisser 12 i forsyningsenheten 11 og levert til enheten 3, mens en ledningstråd ble matet ut med en mateanordning 13.

Som illustrert i dette eksempel er det for installasjonsanordningen konstruert en flertrinns enhet ved å forbinde rørforbindelsesporten 8 på en enhet med suge- og innføringsporten 6 på en annen enhet. En konstruksjon med en enkelt enhet kan også benyttes i denne oppfinnelse.

Det er foretrukket at Coanda-strømforsyningsenheten 11 har en mindre diameter enn suge- og innføringsporten 6 på Coanda-spiralstrømenheten 3, for å styre tilbakestrømningen av luft eller annen trykkgass, og å gjøre diameteren til innføringsporten 14 litt større enn ledningstråden 7.

Videre, som vist i større målestokk på figur 4, for en Coanda-strømforsyningsenhet 11 med mindre diameter for suging og innføring av ledningstråden 7, er det mer fordelaktig å anordne en eller flere ringformede spor 15 på enden av innføringsporten 14, på et sted mellom porten 14 og de ringformede Coanda-slisser 12. Slike spor 15 gir mer effektiv styring av tilbakestrømmen av trykkgass på grunn av den såkalte labyrinteffekt.

I alle tilfeller kan forskjellige utforminger og konstruksjoner defineres for en flertrinns Coanda-spiralstrømen-het 3, som vist på figur 5 og 6. Coanda-strømforsyningsenheten 11 kan understøttes på en tettende plate 16 laget av en stiv elastisk gummiplate, eller av jern, rustfritt stål eller annet metall, eller en laminert plate av disse. Et ledningsrør kan brukes mellom Coanda-strømforsyningsenheten 11 og Coanda-spiral-strømenheten 3. En støydempningsanordning kan plasseres ved innføringsporten 14 for å redusere støy som oppstår under en installasjon. Som en mateanordning 13 kan det benyttes et par roterende valser som drives av en motor, og som mater en ledningstråd 7 mens den blir holdt i strekk. På kanten av en av eller begge rullene, kan det anordnes et spor 21. Dette sporet 21 kan bestå av et elastisk materiale. Bruk av en slik mateanordning gjør det mulig å eliminere all vibrasjon og svaiing av ledningstråden 7. En målemekanisme for å måle avstanden av ledningstråden 7 basert på telling av valsenes omdreiningstall kan anordnes på mateinnretningen.

I den foreliggende oppfinnelse kan man, for å installere gjennom et rør på 500 m eller lengre, benytte en delt type Coanda-spiralstrømenhet, som kan anordnes halvveis langs rørpassasjen og benyttes som en forsterker. Denne forsterker sikrer kontinuitet og stabilitet i spiralstrømmen for trådinstal-

lasjonen.

En Coanda-strømforsyningsenhet 11 kan være av en Coanda-ringtype.

I den foreliggende oppfinnelse er det dessuten mulig å anordne, i rørpassasjen i nærheten av en Coanda-spiralstrømenhet, en føler som detekterer bevegelsen til en ledningstråd eller induksjonstråd, og å styre matehastigheten for mateanordningen 13. Hvis det er vibrasjon i ledningstråden 7 eller svaiing av trådens ende, vil dette hindre en stabil installasjon. Følgelig, hvis vibrasjon eller svaining av ledningstråden 7 i en rørpas-sasje 1 som vist på figur 7(a) blir detektert med en optisk fiber, vil den ovennevnte anordning redusere hastigheten til mateanordningen 13, og korrigere slik vibrasjon og svaining, så man oppnår den tilstand som er vist på figur 7(b).

Som beskrevet i detalj, vil den foreliggende oppfinnelse frembringe den følgende effekt av operasjonen, og tillate stabil installasjon av tråder med stor hastighet: a) Total styring av tilbakestrømmen ved Coanda-spiral-strømenheten,

b) å eliminere vibrasjoner i en ledningstråd,

c) å fjerne svaining av trådenden.

Eksempel 1

Ved bruk av en Coanda-spiralstrømenhet 3, bestående av en totrinns enhet som vist på figur 3, hvor diametrene for forbindelsesporten 8 med rørpassasjen 1 var 8 mm, og diameteren på innføringsporten 12 i Coanda-strømforsyningsenheten 11 var 2,3 mm som konstruert på figur 4, ble en optisk fiber med diameter 1,8 mm installert gjennom et 1 000 m langt, 6 mm diameter plastrør (500 m høytetthetspolyetylenrør og 500 m lav-tetthetspolyetylenrør), opprullet på en trommel. Denne optiske fiber veier omkring 2 g/m, og består av en kvartsfiber.

Vinkelen på de ringformede slisser ble satt til 20°, og komprimert luft med et trykk på 9 kg/cm<2> ble innført gjennom de ringformede slisser. Resultatet var at installasjonen av den optiske fiber gjennom et 100 m langs rør ble utført på omkring 50 minutter. Det var ingen tilbakestrømning, fibervibrasjon eller skade på den optiske fiber.

På liknende måte ble det forsøkt å installere en optisk fiber med konvensjonell fremgangsmåte for innføring av komprimert luft, men det viste seg praktisk talt umulig å installere fiberen.

Eksempel 2

På samme måte som i eksempel 1 ble det installert en optisk fiber gjennom et 500 m langt rør. Resultatet var at installasjonen ble gjennomført på 10 minutter.

Det tok 30 til 40 minutter å gjøre det samme med konvensjonell fremgangsmåte for å innføre komprimert luft.

Eksempel 3

På liknende måte som i Eksempel 1, ble hastigheten for en optisk fiber i rør med en lengde på 500 m eller mer målt når fiberen ble installert gjennom et 1200 m langt rør med komprimert luft med trykk på 6 kg/cm<2> og 7 kg/cm<2>. Resultatene ble som vist på figur 8. Dette eksempel viser gjennomføring av en installasjon med meget stor hastighet.

Claims (7)

1. Anordning med en Coanda-spiralstrømenhet (3) for å installere et langstrakt element (7) i en rørpassasje (1), med en forbindelsesdel på rørpassasjen, en innføringsport (14) for det langstrakte element såsom en ledningstråd eller en induksjonstråd, og en Coanda-sliss (12) for tilførsel av komprimert gass for å generere en Coanda-spiral strøm i en retning langs rørpassasje, KARAKTERISERT VED at en andre Coanda-strømfor-syningsenhet (11) med mindre diameter enn innføringsporten (14) for tilførsel av det langstrakte element (7), er anordnet ved innføringsporten (14).

2. Anordning ifølge foregående krav, KARAKTERISERT VED at en mateanordning (13) for det langstrakte element (7) er anordnet utenfor Coanda-strømforsyningsenheten (11).

3. Anordning ifølge foregående krav, KARAKTERISERT VED at en Coanda-strømforsyningsenhet (11) er anordnet ved innfør-ingsporten på enden av et antall Coanda-spiralstrømenheter (3), hvor en forbindelsesport (8) for rørpassasjen på en enhet er forbundet med innføringsporten (6) på en annen enhet.

4. Anordning ifølge foregående krav, KARAKTERISERT VED at et ringformet spor (15) er anordnet nær Coanda-strømfor-syningsenhetens innføringsport (6).

5. Anordning ifølge foregående krav, KARAKTERISERT VED at en støydempningsanordning er anordnet på Coanda-strømforsyn-ingsenhetens innføringsport (6).

6. Anordning ifølge foregående krav, KARAKTERISERT VED at en Coanda-spiralstrømenhet av en delt type er anordnet i det vesentlige halvveis i rørpassasjen.

7. Anordning ifølge foregående krav, KARAKTERISERT VED at en føler for å detektere det langstrakte elements (7) bevegelse er anordnet i rørpassasjen nær en Coanda-spiralstrømen-het, og at en mekanisme er innrettet til å styre mateanordningens (13) matehastighet basert på signal fra føleren.