NO310170B1 - Omgivelsestetning - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en omgivelsestetning for substrater, såsom kabler eller rør, særlig inne i en kanal eller ledning, eller et skjøthylster. Dette kan være gjort for å hindre vann, gass eller annen forurensning i å passere langs en kanal inn i et mannhull etc, eller for å beskytte en kabelskjøt mot omgivelsene. Oppfinnelsen vil primært blir beskrevet i forbindelse med en kanaltetning (hvilket uttrykk omfatter "gjennom-føringer"), men oppfinnelsen er også anvendelig på andre tetningstilfeller, deriblant skjøthylstre, rørbeskyttelse og beskyttelseshylser etc.

Grunnen til at en tetning (i stedet for en klebebinding uten noen vesentlig tykkelse) kan være påkrevd, er en ulikhet i størrelse eller form mellom det substrat som skal tettes, og en annen gjenstand, såsom et hus, i hvilket substratet Ugger. For eksempel kan en kanal være fra flere millimeter til flere centimeter større enn den kabel eller annet substrat som den fører, en oval kabel kan Ugge inne i en sirkulær kanal, eUer den monterte størrelse av et skjøthylsterhus kan være større enn de skjøtede kabler i huset. Også når en forgrening mellom to eller flere kabler skal forsegles, vil det vanligvis være nødvendig å omforme deres kombinerte konkave tverrsnitt til en konveks form som kan omsluttes av f. eks. en stiv omvikling eller et annet hylster, eller av halvskaU eller en dimensjonsmessig gjenvinnbar (vanUgvis varmekrympbar) hylse.

Slike tetninger har vanUgvis vært dannet ved anvendelse av et tilpasningsbart tetningselement, for eksempel en O-ring, eUer anvendelse av en masse av tetningsmiddel eller et varmsmelte-klebemiddel. Selv om disse tetninger vanligvis virker på tilfredsstillende måte, oppstår det iblant problemer. For eksempel har tUpasningsbare tetningselementer på grunn av sin natur en lav modul, og særlig der hvor de benyttes til å fylle store hulrom, kan de ha en tendens til å krype over lengre tidsperioder. Også lekkasjebaner kan oppstå dersom det ikke har vært mutig å innføre tilstrekkelig varme i varmsmelteklebemiddelet til å smelte dette. Det er for eksempel vanskeUg å innføre varme i en kanal.

Vanskeligheter kan også oppstå på grunn av de materialer som kreves for kanaler og kabler, hvilke kan være uforerdige. Kabler er ofte fremstilt av polyetylen eller bly, og kanaler av polyvinylklorid, stål eller sement som kan være skitten eller smuldrende og vanskelig å holde ren.

En alminnelig benyttet kanaltetning, som er vist og beskrevet i GB 1 594 937 (Raychem), omfatter en hul legemsdel som på sin indre og/eller ytre overflate er forsynt med et antall innbyrdes atskilte flenser, idet hver flens strekker seg bort fra og rundt den nevnte overflate, og i det minste et parti av flensen på avstand fra den nevnte overflate er deformerbar, men bare ved en høy temperatur, og i det minste en del av den eller de nevnte overflater og/eller overflaten av flensene har et tetningsmiddel på denne.

EP 0 179 657 (Raychem) viser en kanaltetaing, særlig for tetning rundt fire kabler og som inneholder en fjær som, når den opereres, radialt utvider den del at kanaltetningen som skal tette mot kanalen. Kablene er tettet ved hjelp av varmkrym-pingsutløp av kanaltetningen. Fjæren opereres etter oppvarming av den del av kanaltetningen i hvilken den Ugger. Oppvarming kan mykne materialet i tetningen og aktivere et klebemiddel.

EP 0 152 696 (Raychem) viser en sammenstiUing eller montasje for tetning av en åpning (såsom åpningen meUom en kanal og en kabel som kanalen fører), og som omfatter en fleksibel innhylling som er egnet til å vikles på seg selv for innføring i åpningen, idet innhyllingen har en åpning for opptakelse av et utvidbart eller ekspanderende fyUmateriale, for eksempel et herdbart skum, for utvidelse av innhyUingen, en beholder som inneholder det utvidbare fyUmateriale, og en anordning som er egnet til å forbinde beholderen med innhyllingen for å lede fyllmaterialet inn i denne for å bevirke utvidelse av innhyllingen, hvilken sammenstiUing er kjennetegnet ved at et klebemiddel eller tetningsmiddel er beliggende på eller knyttet til i det minste en del av innhyUingens ytre overflate.

Andre patentskrifter som viser hule innhyllinger for tetning, omfatter følgende: EP 0 100 228 (Raychem) viser en metode for forming av en tetning mellom minst én langstrakt gjenstand og en overflate som omgir gjenstanden eller hver gjenstand, hvilken metode omfatter: (a) anbringelse mellom gjenstanden og overflaten av en fleksibel innhylling som inneholder en huUomsfyllende sammensetning som er i stand til å gjennomgå en endring fra en tilstand med lavere viskositet til en tilstand med høyere viskositet,

(b) deformasjon av i det minste en del av innhyllingen for dermed å bringe den hulromsfyllende sairimensetning til å tilpasse seg til gjenstanden og til overflaten, og

(c) frembringelse av den nevnte endring fra lavere til høyere viskositet.

EP 0 210 807 (Raychem) viser en dobbeltvegget artikkel hvor to artikler kan benyttes den ene rundt den andre for å danne en kanaltetning i form av et rør som har et lite volum av en fylling av en friksjonsreduserende væske (fortrinnsvis med høyt kokepunkt og lavt damptrykk) eller et fast stoff mellom sine to vegger. Artikkelen er i stand til å rulle over et substrat ved forskyvning mellom sine to vegger, for å tilveiebringe omgivelsesbeskyttelse eller elektrisk beskyttelse.

GB 2 006 890 (Kraftwerk Union) viser en tetning omfattende en beholder som er dannet av en plate av fjærende plast og er delvis fylt av en væske som er anordnet mellom et beskyttelsesrør i en vegg og et isolasjonslag rundt et rør. Beholderen har stort sett toroideform og tillater røret å bevege seg aksialt og radialt mens det opprettholdes en tetning mellom isolasjonslaget og røret.

US 3 038 732 (Scott og Bond) viser en oppblåsbar tetningshylse for tetning av et rørlednings-foringsrør, hvilken omfatter en hul, fjærende anordning med en oppblåst form for å passe til den indre overflate av foringsrøret og for å kontakte den ytre overflate av røret i rørledningen, en anordning for innføring av et fluid i den hule, fjærende anordning for å oppblåse denne, og et antall i vinkel anbrakte, forholdsvis massive avstandsholderanordninger som er dannet i ett med den hule, fjærende anordning og på tvers av denne for å sentrere og understøtte røret inne i foringsrøret, idet hver av avstandsholderanordningene har en gjennomgående passasje for å tilveiebringe væskekommunikasjon i det hule indre av den hule, fjærende anordning.

US 2 816 575 (Stokes) viser en inmetning for legging av et rør og som benytter oppblåste tetningsringer.

US 3 339 Oll (Ewers Jr. et al.) viser et pneumatisk forseglet kabelskjøthylster omfattende et i lengderetningen oppsplittet, forseglbart, sylindrisk hylster som har en anordning inne i og nær sine lengdeender for å holde på plass og atskille to endeveggfelter, idet hvert endeveggfelt omfatter to halvsirkulære skivepartier med avrundede ytterkanter og innerkanter omfattende innrettede utskjæringer langs disse,

slik at kabler kan gå inn i hylsteret gjennom de innrettede utskjæringer, og

oppblåsbare temingsanordninger som er avgrenset mellom hvert av de to felter av endeveggene og har åpninger innrettet med feltåpningene, idet de oppblåsbare anordninger er ekspanderbare, når de er avgrenset på denne måte, mot slike kabler som er ført gjennom endeveggåpningene, hvilket kabelskjøthylster er kjennetegnet ved at

de nevnte endevegger kan fjernes fra de nevnte anordninger for å holde på plass disse, og

de halvsirkulære skivepartier er dreibart festet til hverandre med sine utskjæringer presentert sammen for å danne åpningene i de nevnte felter,

slik at de halvsirkulære skivepartier dreibart kan åpnes fra hverandre for plassering rundt de nevnte ledninger.

En oppblåsbar paknm<g>sanorariing for innføring mellom sammenpassende overflater av muffe- og tappendene av en rørskjøt er vist i GB 1 077 314 (Woodward Iron Company).

En hulvegget hylse i hvilken fluid skal innsprøytes for varmeisolasjon av kanaler, er vist i GB 1 421 960 (Commissariat å 1'Energie Atomique).

Et oppblåsbart lukkeelement som har et tetningsmateriale for dette, og som benyttes for tetning av kabler, er vist i GB 2 028 601 (Raychem).

US 907 136 viser en pakning for rørskjøter hvor pakningen er dannet ved folding av en vevnad med åpne masker og påføring av lim, etc.

Fra GB 2 151 723 A er det kjent et fleksibelt, hult tetningselement som kan utvides for å tette et mellomrom mellom f.eks. en kabel og en kabelkanal. Tetningselementet omfatter et hull direkte gjennom elementets vegg, gjennom hvilket et rør kan innføres for innsprøyting av et oppskumbart trykkmedium i elementet.

Fra US 3 410 300 er det videre kjent en ventilanordning for innføring av et fluid i en beholder gjennom en åpning i beholderveggen, og for å hindre at fluidet slipper ut av beholderen gjennom åpningen. Ventilanordningen omfatter en tetningsskive som ved hjelp av et trykkfølsomt klebemiddel er festet til beholderens innervegg under åpningen, og en strimmel med et dobbeltbøyd endeparri som er innført gjennom åpningen mellom beholderveggen og det tilgrensende parti av tetningsskiven, idet strimmelens motsatte endeparri stikker ut av åpningen. Når beholderen skal blåses opp, føres et lite rør inn gjennom åpningen og gjennom passasjen mellom det dobbeltbøyde endeparri og beholderveggen. Etter oppblåsingen trekkes røret ut, og også strimmelen trekkes ut, idet undersiden av det dobbeltbøyde endeparri løsnes fra klebemiddelet på tetningsskiven. Ved uttrekkingen av strimmelen fastklebes det tidligere dekkede parti av tetningsskiven mot det tilgrensende parti av beholderveggen, på grunn av det indre trykk i beholderen. Dermed tettes åpningen automatisk ved uttrekkingen av røret.

Slik som angitt i patentskriftet, dreier det seg her om en tetning som er beregnet for billig tetning av fluidbeholdere. Denne tetning ville være uegnet for anvendelse som omgivelsestetning for kabler eller rør, idet slike tetninger må tåle ugunstige omgivelsesforhold i lange tidsperioder som vanUgvis kan sammenliknes med levetiden til kablene eller rørene som skal tettes, dvs. typisk 10 til 20 år.

Selv om mange av de artikler som er vist og beskrevet i ovennevnte skrifter, er i stand til å tilveiebringe tilfredsstillende omgivelsestetninger for kabler eller rør, gjenstår en del problemer. For eksempel kan anvendelsen av herdende eller på annen måte størknende materialer hindre eller vanskeUggjøre senere fjerning av artikkelen, og enkel gasstrykksetting av en tetning vil vanligvis bety at artikkelen har kort levetid på grunn av lekkasjer eller gassdiffusjon. Videre kreves det kostbare, tungvinte, korroderbare metallventiler som stikker ut av artiklene og er lette å skade.

Man har nå tenkt ut en kanaltetning eller et skjøthylster eller annet tetningselement som i visse utførelser kan unngå disse og andre problemer, og som kan fungere ved enkel lufttrykkoppblåsing av en innhyUing i rommet mellom for eksempel en kanal og en kabel som kanalen fører.

Et overraskende resultat er at man har vært i stand til å bevare et vesentlig trykk i ekstremt lange perioder. Prøving har antydet perioder på minst 5 år og lenger uten behov for uhensiktsmessige ventiler ifølge den kjente teknikk.

Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer således et fleksibelt, hult tetningselement for bruk ved omgivelsestetning av et rør eller en kabel inne i en kanal eller av en kabelskjøt inne i et skjøthylster, hvor elementet kan oppblåses for å tette et mellomrom mellom røret eller kabelen og kanalen eller skjøthyIsteret, idet elementet omfatter et hull direkte gjennom en vegg eller mellom vegger av dette, gjennom hvilket hull en sonde kan innføres for å innføre trykkmedium i elementet, hvilket element er kjennetegnet ved at det omfatter en indre klaff og et tetningsmateriale omfattende en mastiks eller en gel ved hjelp av hvilken hullet automatisk tettes ved uttrekking av sonden, idet tetningsmaterialet er anordnet mellom klaffen og veggen.

Tetningselementet kan leveres med sonden innført gjennom hullet. Videre kan innføring av sonden være en del av tetningselementets fremstillingsprosess.

Slike hule tetningselementer ble utsatt for krevende mekanisk prøving og temperatur- og trykkprøving, og vellykkede resultater ble oppnådd. Spesielt ble tet-ningselementene oppblåst til 50 kPa og testet for lekkasjer i 15 minutter for å måle total styrke, og for et trykk på 2,8 bar for langtidsprøving. Helium ble benyttet for oppblåsing, og en avansert heliumgassdetektor ble benyttet for å overvåke eventuelle lekkasjer. Man var i stand til å frembringe et automatisk tettende system hvor passasje av helium gjennom det hull som ble benyttet for trykksetting, ikke var større enn det bakgrunnsnivå som er et resultat av ren diffusjon gjennom veggene på avstand fra hullet. Passende veggmaterialer (omtalt nedenfor) kan velges slik at ikke noe helium er detekterbart. Den nøyaktige beskaffenhet av materialene og utformingen av tetningselementet kan velges avhengig av den tilsiktede anvendelse. Det overraskende resultat er imidlertid at et hull direkte gjennom en vegg av elementet, eller mellom veggene av en overlapps-sammenføyning etc., automatisk kan tettes uten behov for kostbare ventiler og alle de ulemper disse medfører. Det antas at oppblåsbare artikler ikke tidligere er blitt benyttet for omgivelsestetning (særlig innen kabeltilbehørsteknikken), hvor levetider på mange år er nødvendig uten behov for periodisk gjentatt oppblåsing.

Selv om den nøyaktige utforrning av det foreliggende tetningselement kan velges i overensstemmelse med den tilsiktede anvendelse av produktet, foretrekkes konstruksjoner som omfatter ett eller flere av følgende trekk: For det første kan den indre klaff være anordnet tvers over hullet i eller mellom elementets vegger. Klaffen kan tette som reaksjon på trykk inne i elementet. Klaffen omfatter fortrinnsvis en fleksibel polymerplate som er festet til en vegg av elementet, slik at sonden kan passere gjennom hullet og forskyve klaffen, idet sonden fortrinnsvis passerer mellom klaffen og veggen i hovedsaken i veggens plan (f.eks. i en vinkel på mindre enn 45° med dette plan). Tetningsmaterialet, omfattende en gel eller en mastiks, vil være anordnet mellom klaffen og veggen, for eksempel som et belegg på klaffen. Klaffen kan være bundet eller sveiset til veggen langs to linjer som er atskilt med et lite mellomrom (f.eks. 5-20 mm), slik at sonden kan innføres gjennom hullet i veggen og mellom veggen og klaffen i hovedsaken langs aksen til den kanal som er dannet mellom de to binde- eller sveiselinjer.

Den andre konstruksjon er særlig hensiktsmessig der hvor hullet befinner seg mellom overlappende vegger av en overlappsskjøt. (Overlappsskjøten kan oppstå ved forming av elementet ved å forme et rør av en materialplate.) Hullet, som strekker seg over bredden av overlappsskjøten, kan avta i tverrsnitts størrelse i retning mot tet-riingselementets utside. Hullet kan derfor ha traktform eller flattrykt traktform. Tetningsmaterialet kan være anordnet inne i dette traktformede eller på annen måte formede hull, slik at tetningsmaterialet ved indre trykk drives til å blokkere hullet. Størrelsen av hullet og de fysiske egenskaper til og mengden av tetningsmaterialet kan velges slik at materialet ikke kryper ut av hullet i uakseptabel grad.

Tetningsmaterialet omfatter som nevnt en mastiks eller en gel. Mastikser kan foretrekkes på grunn av deres gode adhesjon til tetningselementets vegg. En tetning kan derfor være igjen selv ved tap av noe eller hele det indre trykk som presser klaffen mot veggen. Mastikser har imidlertid høy, vanligvis 100 %, kompresjonsherding, og der hvor det er sannsynlig at det er et problem, kan mastiksen erstattes av eller suppleres med en gel. For eksempel dersom det er sannsynlig at sonden vil etterlate en kanal i mastiksen ved uttrekking, kan en gel være anordnet som et supplerende lag mellom mastiksen og veggen, fortrinnsvis med mindre overflateareal enn (og derfor totalt omgitt av) mastiksen. En gel kan være dannet ved oljeekstensjon av et polymermateriale. Poly-mermaterialet kan være tverrbundet. Det foretrekkes at gelen har en hardhet ved romtemperatur, som bestemt ved benyttelse av en Stevens-Volland strukturanalysator, på mer enn 45 g, særlig større enn 50 g, og spesielt større enn 60 g. Den har fortrinnsvis en spenningsrelaksasjon på mindre enn 12 %, særlig mindre enn 10 % og spesielt mindre enn 8 %. Bruddforlengelsen, også ved romtemperatur, er fortrinnsvis større enn 60 %, særlig større enn 1000%, spesielt større enn 1400%, slik som bestemt ifølge ASTM D638. Strekkmodul ved 100 % strekk eller formendring er fortrinnsvis minst 1,8, og mer foretrukket minst 2,2 MPa. Vanligvis vil kompresjonsherding være mindre enn 35 %, særlig mindre enn 25 %. Foretrukne geler fremstilles ved utfylling med oljeblokk-kopolymerer med harde blokker og gurnmiaktige blokker. Eksempler omfatter triblokk-kopolymerer av styrenetylen-butylstyren-typen (såsom de som er kjent under Shell-varemerket Kraton, f.eks. Gl650, 1651 og 1652). Mengden av blokk-kopolymer kan være f.eks. fra 5-35 % av den totale vekt av gelen, idet foretrukne mengder er 6-15 %, særlig 8-12 %. Mengden av kopolymer, og dens molekylvekt kan varieres for å gi de ønskede fysiske egenskaper, såsom hardhet.

De konstruksjoner som er beskrevet ovenfor, vil finne spesiell anvendelse for omgivelsesbeskyttelse av forsynmgsleohinger, såsom rør og kabler, særlig telekommunikasjonskabler. Spesielt kan de benyttes for forming av kanaltetninger eller skjøthylstre. Når det dreier seg om kanaltetninger, vil tetningselementet tette det ringformede mellomrom mellom kabelen og kanalen, og tjene til å hindre forurensninger, særlig i vann, i å passere langs kanalen, for eksempel inn i et mannhull eller en bygning eller et annet område som skal holdes tørt eller rent.

Når en mastiks benyttes som tetningsmateriale, kan et løsgjøringslag være ønskelig for at kanaltetningen skal kunne håndteres lettvint, særlig slik at den kan innføres lettvint i kanalen. En tynn, fleksibel polymerfilm kan være anordnet på den utadvendende overflate, for eksempel over et mastikslag. En slik film kan tillate mastiksen å deformeres for å fylle hulrom og dermed eliminere lekkasjebaner, den kan redusere klebrighet slik at installasjon lettes, og den kan ha en meget høy friksjonskoeffisient, særlig overfor plastmaterialer, såsom polyvinylklorid og polyetylen, typiske materialer av hvilke kabler og kanaler er fremstilt. Foretrukne filmer omfatter lineær polyetylen med lav tetthet, såsom den som er kjent som "fasthengingsfilm" ("eling film"). Den overflate av tetningselementet som vil vende mot kanalen, kan være dekket av en slik film i større grad (og eventuelt fullstendig) slik at det tilveiebringes større friksjon mot kanalen enn mot kabelen. Filmen kan være forsynt med åpninger som tillater en viss direkte kontakt mellom tetningsmateriale og første eller andre overflater. Filmen kan være anordnet mellom to lag av mastiks eller et annet tetningsmateriale, for å forsyne det kombinerte laminat med styrke. I dette tilfelle tillater åpninger i filmen de to lag å binde seg til hverandre direkte.

Ved bruk kan det være en tendens til at et tetningsmateriale på tetningselementet skal bli forskjøvet, for eksempel ved trykk inne i kanalen. Forskyvning kan begrenses ved hjelp av en sådan anordning som en strimmel av skum på en overflate av tetningselementet som kan virke for eksempel som en demning.

Oppblåsing av tetningselementet utføres ved å feste en sonde til en kilde for overtrykksdannende fluid og (dersom den ikke er levert på plass) å innføre sonden gjennom hullet i veggen eller mellom vegger av tetningselementet. Det overtrykksdannende fluid er fortrinnsvis kompressibelt, idet luft eller nitrogen eller en annen inert gass foretrekkes. Dersom det benyttes en væske, såsom vann, vil det vanligvis være nødven-dig at tetningselementet er strekkbart for at en trykkreserve skal være tilveiebrakt for å kompensere for bevegelse av elementet. Dersom temingselementet er strekkbart, er det sannsynlig at det vil være utsatt for kryping eller herding. Det foretrekkes at det har minimal strekking, og at en gass benyttes for oppblåsing.

Sonden vil, når den innføres, tilveiebringe en bane forbi den indre tetningsklaff eller det indre tetningsmateriale, slik at fluidet tillates å oppblåse tetningselementet. Tetningselementet vil, idet det er fleksibelt, deformeres til tettende inngrep med de deler mellom hvilke elementet skal tette, for eksempel ved fylling av et ringrom mellom en kabel og en kanal i hvilken kabelen Ugger. En tetning kan dannes på tross av mangel på konsentrisitet mellom kanal og kabel, og på tross av ovale eller andre tungvinte tveiTsnittsformer på kabelen og/eller kanalen. Nåi- det ønskede indre trykk er oppnådd, kan sonden ganske enkelt trekkes ut, slik at det indre trykk automatisk tillates å lukke hullet. På overraskende måte kan høye indre trykk oppnås, og en tetning som vil vare i mange år, kan dannes på denne måte. Sonden holdes fortrinnsvis i stilling før og/eller under oppblåsing ganske enkelt ved friksjon og/eller ved hjelp av svak adhesjon, slik at den tillates å trekkes lettvint fri. Det finnes fortrinnsvis ingen mekanisk låsing. Sonden er derfor fortrinnsvis i hovedsaken sylindrisk, i det minste ved den ende som går inn i tetningselementet. Sonden kan bestå av metall eller et plastmateriale og kan ha en lav friksjonskoeffisient med klaffen, veggen og/eller et eventuelt tetningsmateriale mellom disse for å lette fjerning.

Det er ønskelig at oppblåsing ikke skjer altfor raskt, da selve tetningselementet, og et eventuelt tetningsmateriale som dette bærer, må deformeres på riktig måte til tettende inngrep med kabel og kanal. En håndpumpe (såsom en sykkelpumpe), en elektrisk pumpe, en trykksatt gassylinder eller en annen passende overtrykksdannelsesanordning kan benyttes. Kraftigere pumper kan det være ønskelig å benytte sammen med en trykkreduksjonsventil.

Tetriingsmaterialet eller klaffen kan leveres på stedet (eller på annen måte) ved hjelp av en sonde, og spesielt ved hjelp av den sonde som benyttes for overtrykksdannelse. En slik sonde kan ved sin ende ha en klaff i en sammenslått eller sammenfoldet konfigurasjon, for eksempel ganske lik en lukket paraply. I denne form kan den innføres gjennom hullet i tetningselementet, og ved uttrekking av sonden foldes klaffen ut (for eksempel på samme måte som ved åpning av en paraply) og blir anbrakt på en indre overflate av elementets vegg.

I én utførelse bærer en sonde ved sin ende en plugg som kan presses gjennom hullet i veggen og som holdes på plass i tetningselementet ved uttrekking av sonden, eventuelt på den måte som er beskrevet ovenfor. I sin vegg har sonden et hull for tilførsel av luft etc., idet dette hull befinner seg en kort avstand fra den ende som bærer pluggen. Når sonden er fullstendig innført i tetningselementet, leverer hullet i sonden luft inn i tetningselementet. Når tilstrekkelig trykk er oppnådd, trekkes sonden ut og forårsaker at overtrykksluften slipper ut til omgivelsene, idet hullet nå ligger utenfor tetningselementet. Ytterligere uttrekking fjerner sonden fullstendig, idet pluggen blir igjen for å tette hullet i veggen.

Tetningselementet ifølge oppfinnelsen kan også utgjøre en kanaltetning for tetning av et mellomrom mellom en kanal og et substrat som bæres av kanalen, hvor tetningen omfatter en hul, oppblåsbar, gassgjennomtrengehg innhylling som er dannet ved (a) bretting av en i hovedsaken flat plate, fortrinnsvis en eneste plate,

for å danne én eller flere overlappsskjøter, og

(b) sarrimenbinding og/eller samrnensveising av tilstøtende lag ved de

nevnte skjøter.

Det kan være ønskelig at ingen av de dannede skjøter utsettes for avskrelling når innhyllingen oppblåses, i det minste når den befinner seg i kanalen. Dette kan oppnås dersom trykket på hver side av en skjøt er utbalansert, og slike skjøter vil vanligvis være utsatt for forskyvning. Deres bredde er fortrinnsvis minst 2 cm, og mer foretrukket minst 4 cm, hvilket tilveiebringer en lang lekkasjebane med meget liten tverrsnittsstørrelse. Som et resultat kan tap av indre trykk fra det indre av innhyllingen forventes å være meget lite.

Man har imidlertid funnet at sveising, særlig "bilderamme"-varmsveising på fabrikken, kan frembringe skjøter som selv ved senere avskrelling er tilstrekkelig sterke.

For å lette brettingen, og for å redusere faren for lekkasjebaner som kan oppstå dersom en brett ikke er skarp, foretrekkes det at et maksimum på to tykkelser av platen brettes ved hver brett.

Innhylhngen vikles eller anbringes på annen måte rundt en kabel inne i en kanal (for eksempel ved å la den gli inn i kanalen), og oppblåses deretter med hvilket som helst passende medium, såsom luft eller en annen gass. Innhyllingen endrer form slik at den fyller rommet mellom kanalen og kabelen. Forrnendringen er fortrinnsvis uten vesentlig strekking, f.eks. mindre enn 6 %, spesielt mindre enn 4 % i lengde, og mindre enn 12 %, spesielt mindre enn 9 % i bredde. En eventuell strekking opptrer fortrinnsvis i løpet av noen få dager etter installasjon, uten noen senere kryping. Innhylhngen vil vanligvis omfatte en eneste tykkelse på den ene side, og to eller flere tykkelser på den motsatte side (for eksempel ved en overlappsskjøt). Den eneste tykkelse, som vil være den mest fleksible, kan på nyttig måte vende mot kabelen, da den vil bli tvunget til å tilpasse seg til en mindre diameter og den vil krumme seg eller på annen måte tilpasse seg mer lettvint. Den motsatte side kan vende mot kanalen.

Deformasjonen av innhyllingen kan være et resultat av damptrykket som utøves av en væske med høyt damptrykk inne i innhyllingen. Tetningens levetid kan være enda større når det benyttes en slik væske, da tap av dens damp ikke vil resultere i noen trykkreduksjon så lenge det er igjen noe væske.

Installasjon av kanaltetningen trenger ikke, og vil vanligvis ikke, innebære oppvarming. Dette kan være fordelaktig, ikke bare fordi et tungvint fremgangsmåtetrinn unngås, men også fordi senere tilbakekrymping ved avkjøling unngås. Det faktum at størkning av et tetningsmateriale kan unngås, og vanligvis vil bli unngått, betyr at tetningen kan være mer tolerant overfor bevegelse under brukstiden, og kan også bety at holdbarhet før bruk ikke er noe problem. Således unngås forskjellige problemer som påtreffes med tidligere kjente kanaltetninger.

Det foretrekkes at fluidet er i kontakt med tetningselementets vegg, selv om dette ikke er nødvendig og bevegelse av veggen kan forårsakes ved hjelp av mekaniske midler som direkte forbinder veggen og en annen gjenstand mot hvilken fluidtrykket virker.

Den bevegelige vegg vil vanligvis fortrinnsvis være fleksibel, og således i stand til å tilpasse seg til substrater av forskjellige størrelser og/eller med uregelmessig eller ubekvem form. Den kan omfatte minst tre lag, for eksempel ett som tjener til å holde på plass fluidet, ett for å tilveiebringe mekanisk styrke, for eksempel strekkstyrke mot indre trykk, rivestyrke eller gjennomhullingsmotstand, og ett lag som tjener til å danne en tetning mot substratet ved å ta hensyn til små uregelmessigheter i substratets overflate. For dette formål kan veggen omfatte et første lag av metall (eller metallisert plastmateriale eller metallbelagt plastmateriale), med hvilket fluidet eventuelt er i kontakt, og et andre forsterkende lag, såsom polyetylen med høy tetthet, sammen med et tredje lag, i direkte eller indirekte flate-mot-flate-forbindelse med det første lag, og anbrakt mellom det første lag og substratet. Det tredje lag som er omtalt ovenfor, kan omfatte et deformerbart materiale, såsom en gummi eller en annen elastomer eller et skum. Andre materialer kan benyttes som dette tredje lag, for eksempel tetningsmate-rialer, såsom tetningsmasser, for eksempel som omtalt ovenfor. For mange anvendelser foretrekkes det at ingen permanent adhesjon forekommer mellom tetningselementet og kanalen og kabelen. Generelt foretrekkes det at det andre lag har en Shore-hardhet på fra 35 til 85, mer foretrukket 40-80, og mest foretrukket 45-75. De forskjellige funksjoner som er omtalt ovenfor, kan imidlertid tilveiebringes ved hjelp av færre lag, hvor ett lag har to eller flere funksjoner.

Veggen kan omfatte for eksempel et laminat av en metallfilm og et lag av plastmateriale på hver side. Slike plastlag kan tillate veggen å være varmsveiset til seg selv for å danne innhyllingen. En klaffsveis eller klaffbinding, som vil være under påvirkning av forskyvning i stedet for avskrelling når artikkelen oppblåses, strekker seg fortrinnsvis langs tetningselementets lengde der hvor tetningselementet er i hovedsaken sylindrisk. Enkle skjøter som vil være under avskrelling, kan da dannes ved varmstansing for å lukke elementets ender.

Ytterligere lag kan være tilveiebrakt for mekanisk styrke, såsom orienterte, for eksempel biaksialt orienterte lag, eller to lag av uniaksialt orientert polyetylen med høy tetthet, såsom det som er kjent under varemerket "Valeron". En mulig struktur er som følger, idet dimensjonen bare er foretrukket:

"Rayofix" er en terpolymer omfattende etylen-butylakrylat, akrylsyre og etylengrupper.

Disse strukturer kan varieres, for eksempel ved å utelate mylaren eller ved å benytte et annet materiale i stedet for denne. Videre kan hvert lag være forsynt med et belegg for å fremme binding eller sveising, for eksempel kan en polyuretan være påført, og passende tykkelse svarer til 3,7 g/m . Kopolymeren må tillate varmbmding eller varmsveising, og kan omfatte et varmsmelteklebemiddel, såsom ett som er basert på etylenvinylacetat. Større tykkelse av kopolymeren (for eksempel opptil 200 um) kan benyttes ved binde/sveise-linjer for bedre fylling for å dekke uregelmessigheter. I tillegg eller alternativt kan det benyttes et polyamidbasert klebemiddel. Strukturen har fortrinnsvis en bruddforlengelse på minst 10%, fortrinnsvis minst 20%. Denne struktur kan benyttes i en innhylling, for eksempel en som omfatter en polymer, såsom en elastomer, såsom gummi, eventuelt forsterket for eksempel med nylon. Alternativt kan den være laminert til en sådan polymer, eller den kan benyttes alene. Tilleggsmaterialet kan redusere kryping.

Vanligvis er det bare nødvendig at tettende kontakt mellom kanalveggen og kabelen eller et annet substrat forekommer langs en linje som skjærer over enhver mulig lekkasjebane, selv om et kontaktareal med vesentlig bredde kan være foretrukket. Det kan derfor være tilstrekkelig at et tetningselement hai" en tynn suimmel av gummi, eller et annet lag, såsom gel eller mastiks som er omtalt ovenfor, som strekker seg over bare en del av dets overflate.

Tetningselementet omfatter fortrinnsvis en i hovedsaken flat (hvilket uttrykk omfatter flattrykkbar, da artikkelen kan være herdet i en krum eller liknende form), fleksibel innhylling som kan være viklet rundt et langstrakt substrat, såsom en kabel, for å danne en ring som kan deformeres ved hjelp av indre trykk for å øke dens radiale tykkelse. På denne måte kan et ringformet mellomrom mellom en kanal og en kabel som den bærer, tettes.

Tetningselementet kan inneholde en materialplate som gir det stivhet eller form, og/eller som virker som et løsgjøringslag som hindrer at dets motstående overflater kleber til hverandre, for eksempel under varmbinding eller varmsveising av kanter under formingen av elementet.

Man har oppnådd overraskende suksess ved tetning av forskjellige former for substrat ved benyttelse av et tetningselement i form av en flat innhylling som er dannet ganske enkelt ved sammenbinding eller sammensveising rundt sine kanter av én eller flere opprinnelig flate, rektangulære materialplater på den beskrevne måte. For noen formål kan det ikke desto mindre være ønskelig å tilveiebringe en hul artikkel som har en utadvendende, konveks overflate for tettende inngrep med en innvendig overflate av en kanal etc. i hvilken artikkelen er anbrakt. En sådan hul artikkel kan alternativt eller i tillegg ha en utadvendende, konkav overflate for tettende inngrep med en kabel eller et annet substrat rundt hvilket artikkelen er anbrakt. Slike buede overflater, som kan redusere lekkasjebaner ved unngåelse av rynker og tillate benyttelse av lave innvendige trykk, kan oppnås ved termoforming av en flat overflate, eller være dannet fira begynnelsen ved støping. Ikke desto mindre kan den plate av hvilken innhyllingen er dannet, betraktes som i hovedsaken flat, da den ikke er i form av et rør som ganske enkelt har sine ender bundet lukket sammen.

Artikkelen er fortrinnsvis av såkalt "omviklings"-konstruksjon ("wrap-around" design), et uttrykk som er velkjent innen kabelutstyrsteknikken og som betyr at det har evne til å installeres rundt en kabel uten tilgang til dens ender. (Det kan henvises til GB 1 155 470 som viser en omviklingshylse.)

Der hvor det skal benyttes en væske med høyt damptrykk, vil denne bli valgt i overensstemmelse med det spesielle substrat som skal tettes, og den omgivelse i hvilken den skal benyttes. Vanligvis er væsken fortrinnsvis ikke-toksisk, ikke-brennbar, ikke-korroderende overfor substratet og den artikkel som inneholder væsken og heller ikke har noen skadelig innvirkning på noen komponent av miljøet som nå synes å være i fare. De mest vesentlige egenskaper ved væsken er dens kokepunkt og dens damptrykk over et område av temperaturer. Det foretrekkes at dens kokepunkt ved atmosfæretrykk er mindre enn 10°C, mer foretrukket mindre enn 0°C, spesielt mindre enn -5°C, selv om det for noen anvendelser kan være opp til f.eks. 15°C. Dens damptrykk ved 0°C er fortrinnsvis minst 0,25, mer foretrukket rninst 0,5, og spesielt minst 0,7 bar manometertrykk. Det foretrekkes også at damptrykket ikke overskrider 5 bar manometertrykk, særlig 4 bar, og spesielt 3 bar ved 25°C, mer foretrukket ved 20°C. Slike egenskaper kan oppnås, og oppnås fortrinnsvis, med en eneste væske og dens damp, selv om blandinger av forskjellige komponenter innbefattet væsker og gasser, såsom luft, kan benyttes. En blanding av en væske med høyt damptrykk og en væske med lavt damptrykk kan benyttes for å oppnå et ønsket trykk. Blandinger kan imidlertid variere i sammensetning med tiden, da én komponent fordamper med preferanse, med mindre en passende azeotrop blanding finnes. Passende væsker omfatter fluorkarboner som markedsføres under ICI-varemerket "Arcton", såsom "Arcton 134A", eventuelt med "Arcton 114". "Arcton 134A" erCH2FCF3, og "Arcton 114" er CHF2CHF2.

Oppfinnelsen er ytterligere illustrert på de ledsagende tegninger, der fig. 1 viser en kanalterning ved bruk, fig. 2A og 2B viser forming av et tetningselement ifølge oppfinnelsen, fig. 3 illustrerer en "in line"- eller rekkeprosess for fremstilling av et tetningselement som vist på fig. 2, fig. 4A, 4B og 4C viser forming av en andre utførelse av et tetningselement, fig. 5 illustrerer en rekkeprosess for fremstilling av et tetningselement som vist på fig. 4, fig. 6 viser forskjellige lag av et tetningselement, fig. 7A, 7B og 7C viser anvendelse av en sonde med et tetningselement, fig. 8 og 9 viser måter for installasjon av en tetningsklaff og en plugg i et tetningselement, fig. 10 viser tetningsmateriale som benyttes sammen med et tetningselement, og fig. 1 IA, 1 IB, 11C og 1 ID viser tetning av en forgrenet kabelskjøt ved benyttelse av tetningselementet.

På fig. 1 er et tetningselement 1 vist som en kanaltetning, idet det tetter et ringformet mellomrom mellom en kabel 2 og en kanal 3. Tetningselementet 1 har fleksible, og fortrinnsvis i hovedsaken ikke strekkbare, vegger 4 mellom hvilke et overtrykksdannende fluid, såsom luft, er innført. En ytre overflate av veggene 4 kan være forsynt med et tetningsmateriale 6, såsom en mastiks, for å fylle uregelmessigheter i kanalens overflate.

Fig. 2A viser en måte på hvilken et tetningselement 1 kan fremstilles.

Et ark- eller platemateriale 7, fortrinnsvis et laminat, forsynes med et hull 8 gjennom hvilket en sonde senere vil bli innført for å blåse opp tetningselementet. Hullet 8 dekkes av en lapp eller klaff 9, idet et tetningsmateriale 10 eventuelt er anordnet mellom platen og klaffen 9. Deretter formes platen 7 til et rør, og en overlappsskjøt 11 formes ved sveising eller veo^efting. I det neste trinn anbringes en sonde 12 for senere overtrykksdannelse langs overflaten av platen 7 og inn i hullet 8. Produktet kan således leveres med en slik sonde på plass. Alternativt kan sonden leveres separat. I dette tilfelle kan det være ønskelig at en eller annen anordning benyttes ved fremstillingen for å hindre at en fremtidig bane for sonden skal bli blokkert, eller i det minste for å tilveiebringe en indikasjon med hensyn til hvor sonden senere skal innføres, da hullet 8 vanUgvis ikke vil være synlig.

Etter innføring av sonden 12 dannes endetetninger 13, igjen ved sveising eUer vedhefting, valgfritt med bretting. Det etterfølgende trinn innebærer påføring av indre tetningsmateriale 6 meUom skum eUer andre demninger 14 som hindrer forskyvning av dette under drift. Det ytre tetningsmateriale 15 er blitt pårørt i det siste trinn. Et slikt lag kan være dekket av en fasthengingsfilm eUer et annet passende, meget tynt og meget fleksibelt lag. Det kan tjene til å redusere klebrighet, og øke friksjon. De ytre og indre, ekstra lag kan reverseres (særlig ved anvendelse av en traktutforming som er forklart i forbindelse med fig. 4 nedenfor).

Fig. 2B viser anbringelse av en sonde 12 i hovedsaken parallelt med overflaten av platen 7.

Denne sekvens av hendelser er vist utført "på rekke" (langs en produksjonsstrelaiing) på fig. 3. Arket eller platen 7 leveres der fra en rull 16. En stanse 17, eller en annen anordning, danner hullet 8, og klaffen 9 og tetningsmaterialet 10 tilføres fra ruller og varm-stemples på plass. En rull 18 frembringer den langsgående overlappsskjøt 11. Stanser eller stempler 19 frembringer periodisk tverrgående varm-sveiser 13 som definerer endene av individuelle tetningselementer. Indre tetningsmateriale 6 og skumdemninger 14 leveres fra ruller, og en kutter 20 fraskiller de endelige, individuelle tetningselementer 1. Disse pakkes deretter som vist ved 21.

Fig. 4A viser en liknende fremstillingsteknikk som den som er vist på fig. 2A, bortsett fra at sonden passerer mellom to vegger av overlappsskjøten 11, i stedet for gjennom et hull 8 gjennom en eneste vegg. Et traktformet hull 22 strekker seg gjennom overlappsskjøten 11 og inneholder et tetningsmateriale 10. Fig. 4B og 4C viser i tverrsnitt den måte på hvilken sonden 12 passerer gjennom tetningsmaterialet 10 i over-lappsskjøten mellom vegger 4. Trykk 23 inne i tetningselementet virker mot veggene 4 som hviler mot kanalen 3 og sikrer en god tetning. Vanligvis kan det være ønskelig at hullet 8 er anbrakt slik at innvendig trykk som virker på klaffen (enten det er en separat klaff som på fig. 2A, eller en vegg av en overlappsskjøt som på fig. 4A), presser klaffen mot kabelen eller kanalen.

Rekkeprosessen som er vist på fig. 5, svarer til fremgangsmåten på fig. 4A. En formet valse eller rull 24 kan benyttes til å varmsveise eller hefrforankre overlapps-kantene til hverandre på en måte som etterlater periodiske, traktformede hull mellom disse.

Tetningselementet 1 på fig. 6 er vist i delvis omviklet form. Henvisningstallene svarer til de som er benyttet ovenfor. I tillegg er et lag av tetningsmateriale 6, såsom mastiks, anbrakt på det som vil være en innadvendende overflate som danner kontakt med en kabel.

Fig. 7A, 7B og 7C viser innføring og uttrekking av en sonde 12. Sonden er blitt trukket ut ved ren trekking, idet ingen utskruing etc. er nødvendig da den tidligere ble holdt på plass ved ren friksjon eller svak adhesjon. Det er overraskende at tilfredsstillende oppblåsing og senere tetning kan oppnås uten en skrue- eller bajonettfor-bindelse eller annen mekanisk forbindelse mellom sonde og vegg. På fig. 7C har indre trykk presset noe tetningsmateriale 10 gjennom hullet 8, slik at det sikres en perfekt tetning. Ytterligere lag kan benyttes over toppen av artikkelen som vist, for eksempel en mastiks eller et annet tetningsmateriale, valgfritt dekket av en tynn, fleksibel film. Gjentatt innføring av en sonde for deflatering og/eller for ytterligere overtrykksdannelse kan være mulig i noen utførelser. Dette vil vanligvis avhenge av hvorvidt hullet er synlig og tilgjengelig i det installerte produkt.

På fig. 8 er en lapp eller klaff innført i et tetningselement, fortrinnsvis etter dettes fremstilling, ved hjelp av en sonde 12, fortrinnsvis den sonde som benyttes for oppblåsing og fortrinnsvis også som del av oppblåsingsoperasjonen. En klaff medbringes av sonden 12, idet klaffen er i en sammenfoldet form som vist ved 27. Når sonden trekkes svakt ut, som vist i den sentrale del av figuren, begynner klaffen 28 å utvide seg. Ved full uttrekking av sonden er klaffen 29 fullstendig utvidet. Prosessen kan være analog med åpningen av en paraply.

Den overtrykksdannende gass kan ses å forlate sonden ved 30.

Et alternativ til den paraplyliknende klaff på fig. 8 er en pluggliknende klaff på fig. 9. Pluggen medbringes på enden av sonden 12, og en åpning 31 for utstrømning av luft er anordnet over denne. Når sonden er fullstendig innført gjennom hullet 8, som vist i den venstre del av figuren, ligger åpningen 31 inne i tetningselementet. Deretter uttrekkes sonden, idet den i begynnelsen dirigerer luft utenfor tetningselementet (den sentrale del av figuren), og etterlater til slutt pluggen for å blokkere hullet (høyre del av figuren).

En sammensatt temingsmateiralstrimmel er vist på fig. 10A, 10B og 10C. En slik strimmel kan være anordnet på en ytre overflate av tetningselementet, særlig i en retning som vil være stort sett periferisk når tetningselementet er viklet rundt en kabel. Tetnmgsstrimmelen omfatter en mastiks eller en gel 6 mellom skum eller andre dermiinger 14, og et tynt, fleksibelt lag 15 av fasthengingsfilm eller annet passende materiale. Laget 15 kan ha gjennomgående perforeringer 32 og kan strekke seg mellom to lag av mastiks, og over en ytre overflate av skumdemningene som vist på fig. 10B og 10C.

Fig. 1 IA, 1 IB, 11C og 1 ID viser tetningselementet benyttet til å forsegle et utløp fra et kabelskjøthylster 33 som rommer en forgrenet kabelskjøt. Fig. 1 IA viser to kabler 34 som forlater et hus 35. Et tverrsnitt nær enden av huset er vist på fig. 11B og 11C. På fig. 1 IB er det ene tetningselement 1 blitt viklet rundt de to kabler, og er vist før oppblåsing. På fig. 11C er det benyttet to tetningselementer 1, ett rundt hver kabel. Vnkningen av oppblåsing av et tetningselement er vist på fig. 1 ID. Tetningselementet kan ses å tette rommet mellom huset 35 og kablene 34, og hindrer således forurensninger i å komme inn i skjøthylsteret. (Overlappende lag av tetningselementet er vist svakt atskilt med henblikk på klarhet.) Huset 35 på fig. 11D er av omviklingstypen, idet et lukke er vist ved 36.

Claims (6)

1. Fleksibelt, hult tetningselement for bruk ved omgivelsestetning av et rør eller en kabel (2) inne i en kanal (3) eller av en kabelskjøt inne i et skjøthylster, hvor elementet kan oppblåses for å tette et mellomrom mellom røret eller kabelen (2) og kanalen (3) eller skjøthylsteret, idet elementet omfatter et hull (8) direkte gjennom en vegg (4) eller mellom vegger av dette, gjennom hvilket hull en sonde (12) kan innføres for å innføre trykkmedium i elementet, karakterisert ved at det omfatter en indre klaff (9) og et tetningsmateriale omfattende en mastiks eller en gel (10) ved hjelp av hvilken hullet (8) automatisk tettes ved uttrekking av sonden, idet tetningsmaterialet (10) er anordnet mellom klaffen og veggen.

2. Tetningselement ifølge krav l,karakterisert ved at klaffen (9) omfatter en fleksibel polymerplate som er festet til en vegg av elementet (1) slik at sonden (12) kan passere mellom klaffen og veggen i hovedsaken i veggens plan.

3. Tetningselement ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at det omfatter et temingsmateriale (6) på en ytre overflate av dette.

4. Tetningselement ifølge ett av de foregående krav, karakterisert v e d at dets vegger er i hovedsaken ikke-strekkbare under installasjons- og driftsforhold.

5. Tetningselement ifølge krav 3,karakterisert ved at tetningsmaterialet på en utadvendende overflate av dette har en tynn, fleksibel polymerfilm som tillater tetningsmaterialet å deformeres, og som har lav klebrighet og høy friksjonskoeffisient.

6. Tetningselement ifølge ett av de foregående krav, karakterisert v e d at det er i form av en langstrakt innhylling som kan vikles rundt en kabel.