ИЗДЕЛИЕ ХОЛОДНОЙ УСАДКИ И СПОСОБ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИЗДЕЛИЯ ХОЛОДНОЙ УСАДКИ
COLD SHRINKAGE ITEM AND METHOD OF USING COLD SHRINKAGE ITEM

Область применения
Настоящая патентная заявка подается как продолжение более ранней заявки под названием «Изделие холодной усадки и способ использования изделия холодной усадки» №11/609 181, поданной 11 декабря 2006 г.
Уровень техники
Изделия холодной усадки представляют собой продукты, традиционно применяемые для герметизации или иного типа защиты элементов оборудования, таких как кабели или места их соединения. Некоторые воплощения применяемых изделий холодной усадки работают таким образом, что до использования материал изделия удерживается в растянутом или распрямленном состоянии на удерживающей сердцевине, например, в виде удаляемой ленты. При использовании изделия удерживающая сердцевина или лента разматывается или удаляется, так что она больше не удерживает усадочный материал, в результате чего усадочный материал уменьшается в диаметре и плотно садится на внешнюю поверхность компонента оборудования.
Сущность изобретения
В настоящем изобретении предлагается изделие, включающее защитную сердцевину, имеющую по меньшей мере два концевых участка, множество удерживающих сердцевин, и по меньшей мере один элемент холодной усадки, удерживаемый в растянутом состоянии поверх по меньшей мере части защитной сердцевины и по меньшей мере части каждой из удерживающих сердцевин. Один конец каждой из удерживающих сердцевин связан с соответствующим концевым участком защитной сердцевины.
Краткое описание чертежей
Фиг.1. Аксонометрический вид изделия в соответствии с настоящим изобретением до его установки.
Фиг.2. Сечение изделия, изображенного на фиг.1.
Фиг.3. Аксонометрический вид воплощения изделия в соответствии с настоящим изобретением после его установки.
Фиг.4. Сечение изделия, изображенного на фиг.3, после его установки.
Фиг.5. Сечение изделия, изображенного на фиг.3, в соответствии с другим воплощением настоящего изобретения.
Фиг.6. Сечение изделия, изображенного на фиг.3, в соответствии с еще одним воплощением настоящего изобретения.
Фиг.7. Аксонометрический вид одного из воплощений изделия в соответствии с настоящим изобретением до его установки.
Фиг.8. Сечение изделия, изображенного на фиг.7.
Фиг.9. Аксонометрический вид изделия, изображенного на фиг.7, после его установки.
Фиг.10. Сечение изделия, изображенного на фиг.9.
Фиг.11. Сечение еще одного из воплощений изделия в соответствии с настоящим изобретением до его использования.
Фиг.12. Сечение изделия, изображенного на фиг.11, после его установки.
Фиг.13. Сечение еще одного из воплощений изделия в соответствии с настоящим изобретением до его установки.
Фиг.14. Сечение еще одного из воплощений изделия в соответствии с настоящим изобретением после его установки.
Фиг.15. Сечение еще одного из воплощений изделия в соответствии с настоящим изобретением после его установки.
Фиг.16. Сечение еще одного из воплощений изделия в соответствии с настоящим изобретением после его использования.
Фиг.17. Сечение изделия во время его установки в соответствии с воплощением настоящего изобретения, в котором используется герметик.
Фиг.18. Сечение изделия, изображенного на фиг.17, после его установки с использованием герметика.
Фиг.19. Аксонометрический вид еще одного из воплощений изделия в соответствии с настоящим изобретением до его установки.
Фиг.20. Сечение изделия, изображенного на рис.19.
Фиг.21. Аксонометрический вид изделия, изображенного на фиг.19-20, после его установки.
Фиг.22. Сечение изделия, изображенного на рис.21.
Фиг.23. Сечение одного из воплощений изделия в соответствии с настоящим изобретением во время его установки с использованием герметика.
Фиг.24. Сечение изделия, изображенного на рис.23, после его установки с использованием герметика.
Фиг.25А. Вид сбоку сборки, включающей защитную сердцевину и две удерживающих сердцевины, каждая из которых готова к вставке в один из концевых участков защитной сердцевины в соответствии с одним из воплощений настоящего изобретения.
Фиг.25В. Вид сбоку сборки, изображенной на фиг.25А, с удерживающими сердцевинами, вставленными в соответствующие участки защитной сердцевины в соответствии с одним из воплощений настоящего изобретения.
Фиг.26. Сечение защитной сердцевины и двух удерживающих сердцевин, изображенных на фиг.25А.
Фиг.27. Сечение другого воплощения концевого участка защитной сердцевины.
Фиг.28А и 28В. Вид сбоку и аксонометрический вид еще одного воплощения концевого участка защитной сердцевины.
Фиг.29А. Вид сбоку еще одного воплощения концевого участка защитной сердцевины.
Фиг.29В. Вид сбоку концевого участка защитной сердцевины, изображенного на фиг.29А, в растянутом состоянии.
Фиг.30А. Аксонометрический вид сборки, включающей защитную сердцевину и две удерживающие сердцевины, вставленные в защитную сердцевину в соответствии с одним из воплощений настоящего изобретения.
Фиг.30В. Аксонометрический вид изделия с изображением усадочного материала, расположенного поверх сборки, изображенной на фиг.30А.
Фиг.30С. Аксонометрический вид усадочного материала, изображенного на фиг.30В, сжавшегося поверх одного из концевых участков защитной сердцевины в соответствии с одним из воплощений настоящего изобретения.
Фиг.30D. Аксонометрический вид усадочного материала, изображенного на фиг.30В, сжавшегося поверх двух находящихся напротив друг друга концевых участков защитной сердцевины, и компонента оборудования, вставленного в защитную сердцевину в соответствии с одним из воплощений настоящего изобретения.
Фиг.31. Вид сбоку изделия, включающего защитную сердцевину и множество удерживающих сердцевин в соответствии с еще одним из воплощений настоящего изобретения.
Подробное описание изобретения
В соответствии с настоящим изобретением предлагается изделие, включающее защитную сердцевину, удерживающую сердцевину и материал холодной усадки, удерживаемый в растянутом состоянии поверх удерживающей сердцевины до удаления удерживающей сердцевины.
Удерживающая сердцевина, защитная сердцевина и материал холодной усадки - каждый из этих элементов представляет собой пустое изнутри тело в форме трубки. Так, например, удерживающая сердцевина, защитная сердцевина и материал холодной усадки предпочтительно могут иметь форму трубки круглого сечения, но они могут иметь и форму трубок другого сечения. Такие альтернативные виды трубок могут включать, но не ограничиваться ими, трубки треугольного сечения, трубки прямоугольного сечения, трубки пятиугольного сечения, шестигранные трубки, восьмигранные трубки и трубки иной формы, как будет понятно сведущим в данной области техники.
На фиг.1-6 показаны примеры воплощений изделия 20. Изделие 20 может, например, включать защитную сердцевину 30, имеющую два концевых участка. Защитная сердцевина 30 может быть сделана из полимеров, пластмасс, металлов и других подходящих материалов, способных обеспечить защиту компонента 60 оборудования. Защитная сердцевина 30 является в целом прочной, упругой и долговечной, устойчивой к воздействию внешних сил и факторов и способной защитить компонент 60 оборудования, расположенный внутри защитной сердцевины 30. Так, например, компонент 60 оборудования может меть острые края или иные следы деформации (например, в результате обжима), и при его помещении в защитную сердцевину 30 защитная сердцевина 30 должна быть достаточно прочной, чтобы острые края или иные следы деформации компонента 60 оборудования (например, возникшие в результате обжима) не привели к поломке или иному виду разрушения структуры материала холодной усадки 50 и/или защитной сердцевины 30. Защитная сердцевина 30 способна также противостоять внешним факторам окружающей среды и иным механическим воздействиям, которым она может подвергаться. Защитная сердцевина 30 может иметь характеристики, удовлетворяющие требованиям стандарта UL486D по результатам испытания по способу D, известному сведущим в данной области производства как тест на падение. Защитная сердцевина 30 может также иметь иные преимущества в плане защиты компонента оборудования 60, известные сведущим в данной области производства и подтверждаемые при помощи других тестов.
Воплощения настоящего изобретения могут включать, например, несколько удерживающих сердцевин 40. Каждая из удерживающих сердцевин 40 может быть расположена практически рядом с каждым из концевых участков защитной сердцевины 30. Например, защитная сердцевина, показанная на фиг.1-6, имеет первый концевой участок и второй концевой участок. Первая удерживающая сердцевина 40 может быть расположена практически рядом с первым концевым участком защитной сердцевины 30. Вторая удерживающая сердцевина 40 может быть расположена практически рядом со вторым концевым участком защитной сердцевины 30. Каждая из удерживающих сердцевин 40 предназначена для удержания материала 50 холодной усадки по меньшей мере до тех пор, пока удерживающая сердцевина 40 не удалена из материала 50 холодной усадки.
Удерживающая сердцевина 40 может иметь различные форму и размеры для удобства работы с ней и, как правило, обладает некоторой степенью пластичности и гибкости, то есть она не должна быть слишком жесткой в использовании. Воплощения удерживающей сердцевины 40 могут быть, например, изготовлены из полимеров, пластмасс, металлов или прочих подходящих материалов, способных удерживать материал 50 холодной усадки в растянутом состоянии.
Удерживающая сердцевина 40 может включать, например, удаляемую удерживающую сердцевину, например цилиндрическую удерживающую сердцевину, представляющую собой свернутую в спираль ленту. Цилиндрическая удаляемая удерживающая сердцевина изготавливается путем формирования пластмассовой спиральной ленты. Удерживающий элемент цилиндрической формы может быть также сформирован иным способом, в котором внешняя поверхность пустотелого цилиндра разделяется, перфорируется, нарезается иным способом, или в ней делаются канавки. В некоторых воплощениях примыкающие друг к другу части спирали по линии разреза могут быть временно скреплены между собой. В любом случае удерживающая сердцевина должна обладать достаточной механической прочностью для удержания материала 50 холодной усадки в растянутом состоянии. Удаляемая удерживающая сердцевина 40, которая включает свернутую в виде спирали ленту, может быть постепенно размотана путем отделения каждого витка спирали от последующего за счет наличия в сердцевине спиральной канавки, если потянуть за один из концов ленты. Для облегчения операции по извлечению или удалению удерживающей сердцевины 40 из материала 50 холодной усадки один из концевых участков удаляемой удерживающей сердцевины 40 может включать хвост 45, достаточно длинный, чтобы за него можно было потянуть для извлечения или удаления удерживающей сердцевины 40. В некоторых воплощениях изделия хвост 45 может начинаться на одном конце удерживающей сердцевины, проходить внутри удаляемой удерживающей сердцевины и выступать наружу с другого конца цилиндрической удерживающей сердцевины.
В качестве альтернативы удерживающая сердцевина 40 может также включать, например, удаляемый путем выдвижения из материала холодной усадки цилиндрический удерживающий элемент, который является единым и неделимым элементом. Примеры выдвигаемой удерживающей сердцевины 40 могут включать сплошную сердцевину, изготовленную из такого материала, как пластмасса, которая может также включать дополнительный слой из такого материала, как милар или ему подобный, позволяющий удерживающей сердцевине продольно двигаться вдоль изделия при ее удалении из материала 50 холодной усадки.
В качестве альтернативы удерживающая сердцевина 40 может быть также разрушаемой, например, путем разламывания и не удаляемой из материала 50 холодной усадки. В данном случае при установке изделия оператор разрушает удерживающую сердцевину, ломая ее отдельные части, в результате чего удерживающая сердцевина уменьшается в диаметре, как это будет понятно сведущим в данной области техники. Разрушаемые сердцевины могут быть изготовлены, например, из таких материалов, как сетка определенного рисунка, залитая в мастику, и при сильном сжатии такой сетки оператором ее структура может разрушаться, в результате чего такая сердцевина уменьшается в диаметре.
Воплощения изобретения могут включать, например, по меньшей мере один элемент 50 материала холодной усадки, удерживаемый в растянутом состоянии поверх по меньшей мере части защитной сердцевины 30 и по меньшей мере части каждой из удерживающих сердцевин 40. Таким образом, внешние поверхности защитной сердцевины 30 и каждой из удерживающих сердцевин 40 соприкасаются с внутренней поверхностью материала 50 холодной усадки.
Сведущим в данной области техники будет понятно, что материал 50 холодной усадки может представлять собой любой материал трубчатой формы, который может быть удержан в растянутом состоянии удерживающим элементом, и который уменьшается в диаметре при удалении из него удерживающего элемента. Так, например, материал 50 холодной усадки может быть изготовлен из резины, термопластического эластомера или иного подходящего материала, обладающего определенными свойствами холодной усадки (например, растяжимость более 100% и постоянная усадка менее 30%), как это будет понятно сведущим в данной области техники. Примеры подходящих материалов типа резины включают (но не ограничиваются ими): силиконовую резину, EPDM (этилен-пропилен-диеновый сополимер), резины типа IR, SBR, CR, HR, NBR, гидрогенизованный NBR, акриловую резину, этилен-акриловую резину, резиновые материалы с фтороэластомерными наполнителями и резиновые материалы с эпихлоргидриновыми наполнителями. Примеры подходящих термопластических эластомеров включают (не ограничиваясь ими): пластмассы, олефиновые термопластические эластомеры, стирольные термопластические эластомеры, например SBS (стирол-будадиеновые блочные сополимеры) и SEBS (стирол-этилен-бутилен-стирольные сополимеры). Для улучшения свойств материала 50 холодной усадки в него могут быть введены различные добавки, активные агенты и/или наполнители, например красители, вещества, замедляющие возгорание, смазки, заполнители, вещества, облегчающие его обработку, размягчающие агенты, антистатики, вещества, способствующие образованию поперечных связей, в необходимых количествах. Воплощения материала холодной усадки 50 могут обладать требуемыми характеристиками в отношении прочности на разрыв, термостойкости, устойчивости против воздействия жидкостей и газов, прозрачности и прочих факторов, как это будет понятно сведущим в данной области техники.
Материал 50 холодной усадки в ненапряженном состоянии до изготовления изделия предпочтительно должен иметь внутренний диаметр, меньший, чем внешний диаметр защитной сердцевины 30 и удерживающей сердцевины 40, а также меньший или практический равный диаметру по меньшей мере той части компонента 60 оборудования, на который предполагается его установка, как будет понятно сведущим в данной области техники.
Так, например, как показано на фиг.1-6, материал 50 холодной усадки может представлять собой единый целый элемент, окружающий всю внешнюю поверхность защитной сердцевины 30 и часть внешней поверхности каждой из удерживающих сердцевин 40. Применение единого целого элемента холодной усадки может быть целесообразным в тех приложениях, где защитная сердцевина 30 имеет сравнительно небольшую длину.
Как показано на фиг.7-10, материал 50 холодной усадки может представлять собой ряд отдельных элементов холодной усадки. В таком воплощении каждый из элементов холодной усадки может окружать концевой участок защитной сердцевины 30 и участок находящейся рядом с ним удерживающей сердцевины 40. В данном случае, хотя концевые участки защитной сердцевины 30 и покрыты (окружены) соответствующими элементами холодной усадки, центральная часть защитной сердцевины 30 может быть свободна от материала 50 холодной усадки. Данное воплощение (представленное на фиг.7-10) может быть особенно целесообразным в тех приложениях, когда защитная сердцевина 30 является достаточно длинной.
Возможны также воплощения, в которых по меньшей мере по одну сторону защитной сердцевины материал 50 холодной усадки может иметь форму в виде множества трубок, как, например, показано на фиг.11-12.
Кроме того, в некоторых воплощениях материал 50 холодной усадки может быть стянут на участок удерживающей сердцевины 40, за счет чего обеспечивается больше места для растяжения материала 50 холодной усадки при операции по его установке. Примеры воплощений материала холодной усадки, который может быть стянут на участок удерживающей сердцевины, включены в патент США 6911596.
Еще в одном типе воплощений изобретения, изображенном на фиг.13-16, защитная сердцевина может быть гофрированной, что дает изделию ряд дополнительных преимуществ, связанных со свойствами гофрированных материалов. Защитная сердцевина может также быть гибкой в различной степени, что обеспечивает ее применение в различных приложениях, таких как, например, герметизация разветвлений во вторичных распределительных цепях, соединений шин, соединений кабелей с шинами, концевых участков кабелей, соединений цоколей, и прочих приложениях с уникальной геометрией компонента оборудования, заключаемого в изделие.
Удерживающие сердцевины 40, защитная сердцевина 30 и материал 50 холодной усадки могут в совокупности представлять одну деталь - изделие 20 трубчатой формы, налагаемую на компонент 60 оборудования путем продевания данного компонента через изделие. После того как удерживающие сердцевины 40 извлечены или удалены из материала холодной усадки, имеющего трубчатую форму, защитная сердцевина 30 и материал 50 холодной усадки могут в совокупности образовывать одну деталь, обеспечивающую защиту и/или герметизацию компонента 60 оборудования, заключенного в трубчатые части изделия 20.
В ходе операции по установке изделия удерживающие сердцевины 40, защитная сердцевина 30 и материал 50 холодной усадки могут быть в совокупности установлены на компонент 60 оборудования так, что после извлечения или удаления удерживающей сердцевины 40 из материала 50 холодной усадки последний плотно садится на участок компонента 60 оборудования.
В частности, как показано, например, на фиг.1-4, компонент 60 оборудования может быть продет через трубчатые части материала 50 холодной усадки, удерживающей сердцевины 40 и защитной сердцевины 30. Одна из удерживающих сердцевин 40 по одну сторону защитной сердцевины 30 может быть удалена из материала 50 холодной усадки, в результате чего материал 50 холодной усадки уменьшается в размерах и фиксируется на компоненте 60 электрооборудования, как понятно сведущим в данной области техники. Вторая удерживающая сердцевина, находящаяся по другую сторону защитной сердцевины 30, также может быть удалена из материала 50 холодной усадки, в результате чего материал 50 холодной усадки уменьшается в размерах и фиксируется на компоненте 60 электрооборудования, как понятно сведущим в данной области техники. После того как из материала 50 холодной усадки удалены все удерживающие сердцевины 40, неудаляемая защитная сердцевина 30 остается внутри материала 50 холодной усадки. Процесс удаления из материала 50 холодной усадки проводится со всеми удерживающими сердцевинами 40, пока все они не будут удалены и каждый элемент материала 50 холодной усадки не уменьшится в размере и не сядет плотно на соответствующую часть компонента 60 электрооборудования. Каждая из удерживающих сердцевин 40 может быть, например, удалена таким образом, что никакая из удерживающих сердцевин не будет проходить через какую-либо часть защитной сердцевины 30.
После операции удаления или извлечения удерживающей сердцевины 40 из материала холодной усадки защитная сердцевина 30 может по существу оставаться внутри материала холодной усадки, плотно севшего на компонент 60 оборудования, таким образом формируя неудаляемую (неудаленную) защитную сердцевину 30. За счет этого неудаляемая (неудаленная) защитная сердцевина 30 может оставаться в контакте по меньшей мере с частью материала холодной усадки трубчатой формы, защищая части компонента 60 электрооборудования, заключенные в изделие 20.
Примеры компонентов 60 электрооборудования, которые могут быть заключены в трубчатые участки изделия 20, включают (но не ограничиваются ими):
кабели и провода электроустановок, волоконно-оптические кабели систем телекоммуникаций, тросы, трубы, разветвленные кабели, барьерные башмаки, места сращивания проводов, соединения трубопроводов, места разветвлений во вторичных распределительных цепях, соединения шин, соединения кабелей с шинами, соединения цоколей, трехжильные кабели, коаксиальные кабели, коаксиальные соединители, гайки, болты, компоненты систем орошения, соединения типа штырь-втулка и прочие виды оборудования 60, которые могут требовать герметизации при помощи изделий холодной усадки и/или защиты при помощи защитной сердцевины.
В некоторых приложениях после удаления первой удерживающей сердцевиной 40 и до удаления последней удерживающей сердцевины 40 свободное пространство между внутренним диаметром защитной сердцевины 30 и компонентом оборудования 60 оператор может заполнять герметиком 70. Заполнение герметиком 70 не является обязательной чертой изобретения, а скорее дополнительной возможностью, которая может быть использована при необходимости. Как показано на примере воплощений, изображенных на фиг.17, 18, перед удалением последней удерживающей сердцевины 40 между удерживающей сердцевиной 40 и компонентом оборудования 60 может иметься достаточно места для нанесения герметика 70, который заполнит пространство между защитной сердцевиной 30 и компонентом оборудования 60. Предпочтительно, чтобы под действием сил гравитации герметик 70 заполнил все пустые места и вытесненный им воздух вышел из внутренней части изделия 20 через открытый участок между последней удерживающей сердцевиной 40 и компонентом 60 оборудования. Когда пространство между защитной сердцевиной 30 и компонентом 60 будет практически заполнено герметиком 70, последняя удерживающая сердцевина 40 может быть удалена из материала 50 холодной усадки, в результате чего материал 50 холодной усадки уменьшается в размерах и закрепляется вокруг компонента 60 оборудования, а герметик 70 оказывается заключенным внутри изделия 20.
Воплощения, представленные на фиг.17, 18 и предусматривающие использование герметика, могут быть различными. Так, например, в качестве герметика 70 могут использоваться отвердевающие составы или системы или же смазки или гели, не требующие отвердевания.
Примеры отвердевающих составов или отвердевающих систем могут включать термоотверждаемые герметики, герметики, отверждающиеся под действием излучения, воды, и прочие типы отверждаемых герметиков. Термоотверждаемые герметики могут включать составы на основе смол, таких как эпоксидная смола, полиуретан, полиэфирная, акрилатная или прочие виды смол, обладающие достаточной твердостью после отверждения. Прочие типы отверждаемых составов могут включать различные виды отверждающихся гелей, которые находятся в жидком состоянии при нанесении, а их отвердевание происходит спустя некоторое время после ввода геля во внутренние части изделия. Отверждаищиеся составы в виде гелей при отвердевании переходят из жидкого состояния в полутвердое резинообразное, и за счет их использования пользователем может быть сделано гидрофобное уплотнение. Кроме того, некоторые отверждаемые составы могут обеспечивать защиту от влаги, что может давать дополнительные преимущества в некоторых приложениях.
В качестве альтернативы герметик 70 может также представлять собой гелевый состав, не требующий отвердевания. Так, например, герметик 70 может быть предварительно изготовленным гидрофобным гелевым уплотнителем на основе мягкой резины с масляным заполнителем. Примеры гидрофобных гелевых уплотнителей на основе мягкой резины с масляным заполнителем могут включать по меньшей мере полимер и масляный компонент, то есть представлять собой полимерные гидрофобные гелевые уплотнители на основе резины с масляным заполнителем. Примеры подходящих полимеров включают заполненные маслом силиконы, полиуретаны, полиэфиры, полиэпоксидные полимеры, полиакрилаты, полиолефины, полисилоксаны, полибутадиены (включая полиизопрены) и гидрогенизованные полибутадиены и полиизопрены, а также сополимеры, включая блочные сополимеры и сополимеры с ответвлениями.
В качестве еще одной альтернативы герметик 70 может представлять собой состав на основе смазок, не требующий отвердевания. Смазывающие составы могут, например, включать, загуститель, взаимодействующий по меньшей мере с частью масляных компонентов. Смазывающие составы могут обладать такими свойствами, как низкая температура сдвига и более сильная адгезия, чем когезия. Загуститель может, например, включать, композицию из органических полимеров. Композиция из органических полимеров может включать такие полимеры, как, например, полиуретаны, полиэфиры, полиэпоксидные полимеры, полиакрилаты, полиолефины, полисилоксаны, полибутадиены (включая полиизопрены) и гидрогенизованные полибутадиены и полиизопрены, а также блочные сополимеры. Блочные сополимеры могут состоять из блоков таких полимеров, как, например, перечисленные выше полимеры и поли(моноалкениларены), включая полистирол. Эти блочные сополимеры могут, в частности, включать, полимеры состава стирол, этилен-бутилен (SEB); стирол, этилен-пропилен (SEP); стирол, этилен-бутилен; стирол (SEBS); стирол, этилен-пропилен, стирол (SEPS), полимеры типа стирол-резина; двухблочные полимеры, полимеры с ответвлениями, блочные сополимеры звездообразной конфигурации, а также блочные сополимеры с негомогенным составом блоков. В качестве альтернативы загуститель может, например, включать неорганическую зольную композицию. Неорганическая зольная композиция может, например, включать глинозем, кремнезем или глину. В качестве еще одной альтернативы загуститель может, например, включать мыльную композицию. Мыльная композиция может, например, включать, мыла на основе комплексов металлов, мыла на основе комплексов алюминия, мыла на основе комплексов лития или мыла на основе комплексов кальция. Загуститель может также включать другие типы смазок, воскообразные составы (включая полиэтилен- и полипропилен-содержащие воскообразные составы) или вязкоэластичные гидрофобные полимерные композиции, по меньшей мере частью которых является масло.
На фиг.19-22 представлено еще одно воплощение изделия 120, в котором защитная сердцевина 130, удерживающая сердцевина 140 и материал 150 холодной усадки могут быть изготовлены из тех же материалов и иметь те же характеристики, что и соответствующие компоненты воплощений, представленных выше. Воплощения, представленные на фиг.19-22, могут включать закрытый конец или иные элементы для защиты конца кабеля.
Изделие 120 может, например, включать защитную сердцевину 130, имеющую два концевых участка. Изделие 120 может, например, включать, удерживающую сердцевину 140, расположенную практически рядом с первым концевым участком защитной сердцевины 130.
Воплощения изобретения могут также включать материал 150 холодной усадки, удерживаемый в растянутом состоянии поверх защитной сердцевины 130 и части удерживающей сердцевины 140. Как показано на фиг.19-22, материал 150 холодной усадки может окружать первый концевой участок защитной сердцевины 130 и часть удерживающей сердцевины 140, определяя таким образом открытый конец изделия 120. Кроме того, материал 150 холодной усадки может окружать и закрывать второй концевой участок защитной сердцевины 130, определяя таким образом закрытый конец изделия 120. В таком случае материал 150 холодной усадки должен иметь подходящую форму, так чтобы, взаимодействуя с защитной сердцевиной, он обеспечивал плотное закрытие второго концевого участка защитной сердцевины 130.
При установке изделия удерживающие сердцевины 140, защитная сердцевина 130 и материал 150 холодной усадки располагаются на компоненте оборудования 160 таким образом, что после удаления или извлечения удерживающей сердцевины 140 из материала 150 холодной усадки последний плотно садится на участке компонента 160 оборудования.
В частности, как показано на фиг.19-22, компонент 160 оборудования через открытый конец изделия 120 может быть заведен в трубчатые части материала 150 холодной усадки, удерживающей сердцевины 140 и защитной сердцевины 130. Удерживающая сердцевина 140 через открытый конец изделия 120 может быть удалена из материала 150 холодной усадки, в результате чего материал 150 холодной усадки уменьшается в размерах и плотно садится вокруг компонента 160 оборудования, как будет понятно сведущим в данной области техники. При этом защитная сердцевина 130 может оставаться внутри материала 150 холодной усадки даже после извлечения из последнего удерживающих сердцевин 140. Каждая из удерживающих сердцевин 140 может, например, удаляться таким образом, что удерживающая сердцевина 140 не проходит ни через какой участок защитной сердцевины 130.
После операции по удалению или извлечению удерживающей сердцевины 140 из материала холодной усадки защитная сердцевина может оставаться внутри материала холодной усадки, уменьшившегося в размерах и плотно севшего вокруг компонента 160 оборудования, образуя таким образом неудаляемую (неудаленную) защитную сердцевину 130. В результате этого неудаляемая (неудаленная) защитная сердцевина 130 может оставаться в контакте по меньшей мере с частью трубчатой части материала холодной усадки и обеспечивать защиту частей компонента 160 оборудования, заключенных в изделие 120.
Примеры компонентов 160 оборудования, которые могут заключаться в трубчатые части изделия 120, изображенного на фиг.19-22, включают, не ограничиваясь ими: соединительные устройства, концы кабелей, проушины, скрутки и прочие.
Дополнительно перед удалением удерживающей сердцевины 140 с открытого конца изделия 120 оператор может заполнять свободное пространство между внутренней поверхностью защитной сердцевины 130 и компонентом 160 оборудования герметиком 170. Состав и/или характеристики герметиков, описанных выше, применительны и к данного типа воплощениям. Такие воплощения показаны на фиг.23, 24, из которых видно, что перед удалением удерживающей сердцевины с открытого конца изделия 120 между удерживающей сердцевиной 140 и компонентом 160 оборудования может иметься достаточно места для введения герметика 170, который заполнит пространство между защитной сердцевиной 130 и компонентом 160 оборудования. Предпочтительно, чтобы под действием сил гравитации герметик 170 заполнил все пустые места и вытесненный им воздух вышел из внутренней части изделия 120 через открытый участок между удерживающей сердцевиной 140 и компонентом 160 оборудования на открытом конце изделия 120. Когда пространство между защитной сердцевиной 130 и компонентом 160 оборудования будет практически заполнено герметиком 170, удерживающая сердцевина 140 на открытом конце изделия 120 может быть удалена из материала 150 холодной усадки, в результате чего материал 150 холодной усадки уменьшается в размерах и садится вокруг компонента 160 оборудования, а герметик 170 оказывается заключенным внутри изделия 120.
Все воплощения изделия могут обладать теми или иными важными преимуществами. Так, например, защитная сердцевина может обладать механической прочностью, упругостью и износостойкостью, усиливая защиту компонента оборудования, заключенного внутри защитной сердцевины изделия. Защитная сердцевина, как правило, должна быть устойчива против продольного или поперечного разрыва или растрескивания, что иногда имело место с изделиями холодной усадки предыдущих поколений, когда острые края компонента оборудования (возникшие, например, вследствие обжима или иной деформации) помещались вовнутрь изделия холодной усадки. Таким образом, дополнительная защита материала холодной усадки, обеспечиваемая защитной сердцевиной, существенно препятствует продольному или поперечному разрыву или растрескиванию материала холодной усадки. Защитная сердцевина может также существенно противостоять воздействию внешних природных факторов или механических сил. В этой связи воплощения изделия могут, например, выдерживать испытание на падение с высоты по стандарту UL486D, приложение D. Кроме того, воплощения изделия в соответствии с настоящим изобретением могут быть более легкими в установке по сравнению с существующими сегодня изделиями холодной усадки.
Кроме того, наличие защитной сердцевины может, например, препятствовать нежелательному зацеплению удаляемой удерживающей сердцевины за часть компонента оборудования при ее удалении. Такое зацепление («застревание») иногда имело место в изделиях холодной усадки предыдущих поколений в результате разматывания спиральной ленты удаляемой сердцевины, непрерывной по всей длине изделия, с одного его конца до другого его конца при ее удалении из изделия.
Различные типы воплощений изделия могут использоваться в различных отраслях промышленности и для различных приложений. Так, например, воплощения изобретения могут использоваться в электротехнической отрасли для защиты кабелей и иных компонентов оборудования, области телекоммуникаций для защиты оптиковолоконных линий и прочих компонентов оборудования, в автомобильной промышленности, оросительных сетях горнодобывающей промышленности, жилищно-коммунальном хозяйстве, электроэнергетике, строительстве и прочих отраслях, в которых может быть полезной дополнительная защита компонентов оборудования за счет использования защитной сердцевины и материала холодной усадки. Воплощения изделия могут также применяться для восстановления защитного покрытия кабеля или набора кабелей, оконцевания кабеля или набора кабелей, соединений заземляющих или антенных проводов, промышленных разъемов типа штырь-втулка. Примеры приложений, в которых могут использоваться воплощения изобретения, включают также, но не ограничиваются ими: ответвления проводов и труб, места нанесения защитных покрытий из смол, барьерные устройства, скрутки тросов в шахтах, уплотнения мест стыков трубопроводов, устройства гидроизоляции, защитные устройства для концов труб и кабелей, телефонные станции, в частности устройства заземления, защиты и соединения проводов, электрические щитки, изоляцию различных компонентов оборудования, включая проушины и болты, соединения цоколей, оросительные системы, системы освещения, например системы освещения аэропортов и улиц, а также многие другие.
На фиг.25-31 представлены прочие воплощения изобретения, предназначенные для защиты мест соединения электрических проводов и включающие защитную сердцевину и множество удерживающих сердцевин, связанных с соответствующими концевыми участками защитной сердцевины. Материал холодной усадки растянут поверх по меньшей мере части защитной сердцевины и по меньшей мере части каждой из удерживающих сердцевин. Удерживающие сердцевины по отдельности удаляются из защитной сердцевины, в результате чего материал холодной усадки уменьшается в размерах (то есть дает усадку в размере примерно 150-250%), а именно от большего диаметра защитной сердцевины до меньшего диаметра, например диаметра провода, продетого через защитную сердцевину.
На фиг.25А представлен вид в разобранном виде сборки 200 как части изделия для защиты соединений электрических проводов. Сборка 200 включает защитную сердцевину 230, имеющую первый концевой участок 232 и второй концевой участок 234, первую удерживающую сердцевину 240, вставляемую в первый концевой участок 232, и вторую удерживающую сердцевину 242, вставляемую во второй концевой участок 234. В одном из воплощений такая сборка является частью изделия, применяемого для соединения электрических проводов и включающего материал 250 холодной усадки (см. фиг.30В). Защитная сердцевина 230 закрывает соединенные провода или разъемы, установленные на концах соединяемых проводников. В одном из воплощений защитная сердцевина 230 является полой цилиндрической, сформированной из полужесткой или жесткой пластмассы; в некоторых воплощениях она может быть также гофрированной, сформированной из электрически непроводящих материалов.
В одном из воплощений удерживающая сердцевина 240 представляет собой намотанную по спирали ленту и имеет первый конец 251, находящийся напротив второго конца 252, а также хвост 253, предназначенный для размотки спирали, формирующей удерживающую сердцевину 240, с конца 251 до конца 252. Размер первого конца 251 таков, что он может быть вставлен в первый концевой участок 232 защитной сердцевины 230. Удерживающая сердцевина 242 представляет собой намотанную по спирали ленту и имеет первый конец 261, находящийся напротив второго конца 262, а также хвост 263, предназначенный для размотки спирали, формирующей удерживающую сердцевину 242, с конца 261 до конца 262. Размер первого конца 261 таков, что он может быть вставлен в первый концевой участок 234 защитной сердцевины 230.
Фиг.25В представляет собой вид сбоку сборки 200 в собранном виде. Первая удерживающая сердцевина 240 вставлена в первый концевой участок 232, а вторая удерживающая сердцевина 242 вставлена во второй концевой участок 234 защитной сердцевины 230. В одном из воплощений удерживающие сердцевины 240 и 242 заходят в удерживающую сердцевину 230 с натягом. В одном из воплощений каждая из удерживающих сердцевин 240 и 242 заходит вовнутрь соответствующих концевых участков 232 и 234 защитной сердцевины на глубину примерно от 0.25 до примерно 0.75 дюйма. Защитные сердцевины 240 и 242 являются постепенно удаляемыми (путем размотки ленты) из защитной сердцевины 230, как будет описано ниже.
На фиг.26 представлено сечение защитной сердцевины 230 и удерживающих сердцевин 240 и 242 перед их вставкой в защитную сердцевину 230. Защитная сердцевина 230 имеет внутренний диаметр ID1 и внешний диаметр OD1, первая удерживающая сердцевина 240 имеет внутренний диаметр ID2 и внешний диаметр OD2, а вторая удерживающая сердцевина 242 имеет внутренний диаметр ID3 и внешний диаметр OD3.
В одном из воплощений внутренний диаметр ID2 в сущности равняется внутреннему диаметру ID3, и оба они меньше, чем внутренний диаметр ID1 защитной сердцевины 230. В другом воплощении изобретения внутренний диаметр ID2 отличается от внутреннего диаметра ID3, и оба они меньше, чем внутренний диаметр ID1 защитной сердцевины 230. В одном из воплощений оба внутренних диаметра ID2 и ID3 в сущности равны внутреннему диаметру ID1 защитной сердцевины 230, хотя соответствующие внешние диаметры OD2 и OD3 не обязательно должны совпадать между собой.
В одном из воплощений внешний диаметр OD2 и внешний диаметр OD3 удерживающих сердцевин 240 и 242 соответственно таковы по отношению к внутреннему диаметру ID1, что последний обеспечивает их более или менее плотную посадку вовнутрь защитной сердцевины 230. В одном из воплощений защитная сердцевина 230 имеет на внутренней поверхности в области концевого участка 232 кольцевой упор 236. Упор предназначен для того, чтобы удерживающую сердцевину 240 можно было вставить вовнутрь защитной сердцевины 230 на глубину не более чем примерно 0.75 дюйма.
На фиг.27 представлено сечение концевого участка 272 защитной сердцевины 230 в соответствии с другим воплощением изобретения. В данном воплощении защитная сердцевина 230 имеет основную часть 231 сердцевины, смежную с дополнительной частью 233, и при этом основная часть 231 имеет основной внутренний диаметр ID1, а дополнительная часть 233 имеет второй внутренний диаметр 274, больший, чем основной внутренний диаметр ID1. Дополнительная часть 233 образует раструб по отношению к основной части 231, и ее внутренний диаметр рассчитан на прием конца 251 удерживающей сердцевины 240.
В одном из воплощений внешний диаметр OD1 защитной сердцевины 230 в сущности равняется внешнему диаметру OD2 удерживающей сердцевины 240, а внутренний диаметр ID1 в сущности равен внутреннему диаметру ID2, так что внутренние поверхности указанных частей располагаются «в линию», когда удерживающая сердцевина 240 вставляется в защитную сердцевину 230. Внутренний диаметр 274 таков, что в раструб, образованный дополнительной частью защитной сердцевины, заходит внешняя поверхность удерживающей сердцевины 240, имеющей внешний диаметр OD2, при соединении данных частей между собой.
На фиг.28А представлен вид сбоку, а на фиг.28В - аксонометрический вид концевого участка 282 защитной сердцевины 230 в соответствии с другим воплощением изобретения. В данном воплощении концевой участок 282 имеет надрезы 285, предназначенные для расширения защитной сердцевины 230 от внутреннего диаметра ID1 до большего внутреннего диаметра 284. Концевой участок 282 включает множество гибких сегментов, разделенных надрезами 285, и данные сегменты концевого участка 282 предназначены для плавной деформации защитной сердцевины 230 с изменением ее внутреннего диаметра до диаметра 284. За счет этого обеспечивается расширение концевого участка 282 защитной сердцевины 230 и ее посадка на концевой участок 251 удерживающей сердцевины 240.
На фиг.29А и 29В представлены виды сбоку концевого участка 292 защитной сердцевины 232 в соответствии с другим воплощением изобретения. В данном воплощении защитная сердцевина 230 имеет корпус 237 сердцевины и множество ребер 239, и указанные ребра 239 предназначены для гибкой деформации концевого участка 292 и его расширения от первого внутреннего диаметра ID1 до большего внутреннего диаметра 294.
Так, например, в одном из воплощений ребра 239 придают корпусу 237 сердцевины растяжимость или большую эластичность, так что концевой участок 292 защитной сердцевины 230 может упруго деформироваться, растягиваясь до большего внутреннего диаметра 294, размер которого таков, чтобы в него могли войти концы 251 и 261 удерживающих сердцевин 240 и 242 соответственно.
На фиг.30А представлен аксонометрический вид сборки 200 с удерживающими сердцевинами 240 и 242, вставленными в защитную сердцевину 230. В одном из воплощений изобретения на стыке удерживающей сердцевины 240 и защитной сердцевины 230, а также на стыке удерживающей сердцевины 242 и защитной сердцевины 230 возможно нанесение герметизирующей мастики 255. В целях ясности описания сборка 200 показана без материала 250 холодной усадки (фиг.30В), что позволяет видеть, как удерживающие сердцевины 240 и 242 вставляются в защитную сердцевину 230.
На фиг.30В представлен аксонометрический вид изделия 220 с материалом 250 холодной усадки, расположенным вокруг сборки 200 (изображенной на фиг.30А). Усадочный материал 250 закрывает по меньшей мере частично удерживающие сердцевины 240 и 242 и целиком защитную сердцевину 230. В одном из воплощений оператор удаляет удерживающую сердцевину 240 из защитной сердцевины 230, потянув за хвост 253 (фиг.25В), в результате чего сердцевина 240 разматывается и ее конец 251 постепенно убирается из защитной сердцевины 230. Подобным образом, потянув за хвост 263, оператор удаляет из защитной сердцевины 230 удерживающую сердцевину 242, пока последняя не размотается полностью из защитной сердцевины 230, что позволяет усадочному материалу 250 уменьшится в размерах и сесть на защитную сердцевину 230 (а также на проводник, продетый через защитную сердцевину 230).
На фиг.30С представлен аксонометрический вид изделия в состоянии, когда усадочный материал 250, показанный на фиг.30В, сжался на одном из концевых участков 234 (фиг.25А) защитной сердцевины 230. В области удерживающей сердцевины 240 усадочный материал 250 еще находится в растянутом состоянии. Удерживающая сердцевина 242 (фиг.30В) удалена из защитной сердцевины 230 (фиг.30А), и усадочный материал 250 сжался вокруг компонента 260 оборудования. Компоненты оборудования могут включать электрические кабели и провода низковольтных устройств (например, находящиеся под напряжением менее 5 кВ), соединители, концы кабелей, проушины, соединения шин и прочие, как было описано выше.
На фиг.30D представлен аксонометрический вид изделия в состоянии, когда усадочный материал 250 сжался и сел на компоненте 260 оборудования на обоих концах защитной сердцевины 230 (фиг.30А). Возвращаясь к фиг.26, отметим, что в одном из воплощений удерживающие сердцевины имеют внешние диаметры OD2 и OD3, меньшие, чем внешний диаметр OD1 защитной сердцевины 230, что обеспечивает поэтапное уменьшение размера усадочного материала от большого внешнего диаметра OD1 защитной сердцевины 230 до малых внешних размеров компонента 260 оборудования. За счет этого усадочный материал совершает постепенную усадку от сравнительно большого размера, соответствующего внешнему диаметру OD1 защитной сердцевины 230, до сравнительно малого размера, соответствующего внешнему диаметру компонента 260 оборудования, и в итоге общий диапазон усадки составляет более 300%. Дело в том, что локальная и единовременная усадка усадочного материала предпочтительно должна составлять от 200 до 300%, то есть находиться в диапазоне эластичной усадки. Выход за пределы диапазона эластичной усадки нежелателен, так как могут возникнуть проблемы с установкой изделия, например, на компоненты оборудования малого диаметра, что иногда и случалось при использовании изделий холодной усадки предыдущих поколений.
Поэтому материал 250 холодной усадки, применяемый со сборкой 200, должен иметь конфигурацию или конструкцию, обеспечивающую поэтапную (контролируемую) его усадку, в сумме превышающую 300%, чтобы обеспечить хорошую его посадку как на защитную сердцевину 230, имеющую относительно большой диаметр, так и на компонент 260 оборудования, имеющий сравнительно малый диаметр.
В одном из воплощений усадочный материал 250 имеет конструкцию, обеспечивающую его контролируемую усадку примерно на 150-200% от внешнего диаметра OD1 защитной сердцевины 230 до внешнего диаметра OD2 удерживающей сердцевины 240. После удаления удерживающей сердцевины 240 усадочный материал 250 садится (сжимается) примерно на 150-250% от внешнего диаметра OD2 удерживающей сердцевины 240 до внешнего диаметра компонента 260 оборудования. В данном воплощении происходит множество этапов контролируемого сжатия усадочного материала 250, каждый раз примерно на 200% (то есть в пределах диапазона эластичности), что обеспечивает плотную посадку усадочного материала 250 вокруг защитной сердцевины 230, имеющей внешний диаметр OD1, и компонента 260 оборудования, имеющего меньший внешний диаметр.
Подобно воплощениям, описанным выше, перед удалением удерживающей сердцевины 240 оператор может заполнять свободное пространство между внутренним диаметром ID1 защитной сердцевины 230 и компонентом 260 оборудования герметиком (не показан, но аналогичен герметику 170, изображенному на фиг.23, 24). Как также было описано выше, после удаления удерживающей сердцевины 240 защитная сердцевина 230 остается внутри материала 250 холодной усадки, и материал 250 холодной усадки сжимается вокруг компонента 260 оборудования, образуя неудаляемую защитную оболочку.
На фиг.31 представлен вид сбоку изделия 300 в соответствии с другим воплощением изобретения, включающего защитную сердцевину 230 и множество удерживающих сердцевин и 240, 242, 302 и 304. Для ясности иллюстрации материал 250 холодной усадки (см. фиг.30В) не показан. Удерживающая сердцевина 240 вставляется в защитную сердцевину 230, а удерживающая сердцевина 302 вставляется в удерживающую сердцевину 240 так, что хвост 253 удерживающей сердцевины 240 и хвост 306 удерживающей сердцевины 302 выступают из удерживающей сердцевины 302 для раздельного разматывания удерживающих сердцевин 240 и 302. Подобным образом удерживающая сердцевина 242 вставляется в защитную сердцевину 230, а удерживающая сердцевина 304 вставляется в удерживающую сердцевину 242 так, что их хвосты 253 и 308 соответственно выступают из удерживающей сердцевины 304 для удаления удерживающих сердцевин 242 и 304 из защитной сердцевины 230. В одном из воплощений удерживающие сердцевины садятся внутрь удерживающих сердцевин 240 и 242 с натягом.
Данное воплощение изделия 300 предназначено для кольцевого окружения компонента оборудования (см. поз.260 на фиг.30С), такого как провод, проводник или соединение проводов, и материал холодной усадки (см. поз.250 на фиг.30В) сжимается вокруг части компонента оборудования после удаления удерживающих сердцевин 240, 242 или 302 из защитной сердцевины 230. В одном из воплощений после удаления удерживающих сердцевин 240 и 302 материал 250 холодной усадки садится примерно на 150-250% на стыке защитной сердцевины 230 и предыдущего положения удерживающей сердцевины 240 на компоненте оборудования, и в дополнение к этому материал 250 холодной усадки садится примерно на 150-250% в месте стыка удерживающей сердцевины 240 и удерживающей сердцевины 302 (до их удаления). В итоге материал 250 холодной усадки сжимается (дает усадку) в диапазоне примерно 300-500%, от внешнего диаметра защитной сердцевины 230 до внешнего диаметра компонента оборудования, и при этом ни в какой части изделия 300 локальная усадка не превышает 300%.
Описанные выше воплощения изделия позволяют быстро выполнять защитное покрытие мест соединений электрических проводов низкого напряжения, удовлетворяющее требованиям стандарта (UL486D, приложение D - испытание на падение с высоты), а также они более просты в установке по сравнению с существующими изделиями холодной усадки.
Несмотря на то что вышеприведенные описания воплощений изделия содержат множество конкретных деталей, приводимых в иллюстративных целях, сведущим в данной области техники будет понятно, что возможны многочисленные изменения, модификации и замены вышеупомянутых деталей без отхода от идеи и назначения изобретения. В этом смысле приведенное выше подробное описание воплощений изобретения не подразумевает наложения на него каких-либо ограничений. Так, например, ссылки на такие термины, как установлен, подключен, прикреплен, соединен, сцеплен и т.д., следует рассматривать в более широком смысле, то есть как установка, подключение, прикрепление, соединение, сцепление и т.д., достигаемые прямо, косвенно, и/или выполнения за единое целое. Полное назначение изобретения определяется лишь формулой и ее юридическими эквивалентами.