УСТРОЙСТВО ПОДВЕСА КАБЕЛЯ
CABLE HANGING UNIT

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к устройству подвеса кабеля. Более точно, устройству подвеса кабеля, приспособленному для снижения воздействий механической перегрузки в системе подвеса кабеля.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Один из распространенных способов прокладки кабеля, например кабелей для электроэнергии, по местности состоит в том, чтобы подвешивать их между опорами. Кабели, такие как воздушные кабели с несущим тросом, кабели, усиленные спирально навитыми армировками, линии электропередачи и т.п., обычно крепятся к опорам с помощью устройств подвеса.
Одна из проблем при этой компоновке состоит в том, что она уязвима, например, для падающих деревьев. Это могло бы сильно повредить компоновку и, как следствие повреждения, могло бы вызывать перерывы в функционировании кабельной системы. Ремонт системы и перерывы, например, в электроснабжении могут быть весьма затратными.
Один из признаков компоновки подвеса кабеля состоит в том, что она должна быть устойчивой к разным условиям, которые могут воздействовать на систему, например к погоде и падающей авиатехнике. Сильный ветер или снегопад могут заставлять деревья падать на компоновку и вызывать механические перегрузки. Компоновка подвеса кабеля также должна легко монтироваться или ремонтироваться в короткий период времени и быть рентабельной. Желательно иметь в распоряжении компоновку подвеса кабеля, которая будет устранять необходимость в ремонте, а когда ремонт обязателен, делать ремонт экономически эффективным, с минимальным использованием инструментов и запчастей.
Один из способов для решения проблемы с падающими деревьями состоит в том, чтобы делать шире трассы, где висит кабель, вырубая все деревья возле них. Если вообще возможно, это является очень затратным и не решает проблему, если самолет обрушивается на компоновку.
Заявка на выдачу патента Франции под № 2798783 описывает устройство подвеса кабеля, которое будет отсоединять кабель, когда он подвергается механической перегрузке. Это заставляет кабель падать на землю. Для ремонта необходимо иметь усовершенствованные инструменты для поднятия кабеля вновь на опору. Это может быть затратным. К тому же, могло бы быть так, что функционирование кабельной компоновки должно прекращаться, если кабель является лежащим на земле, например, по соображениям безопасности. Также очень критично иметь в распоряжении надлежащую конфигурацию устройства подвеса кабеля, с тем чтобы кабель отсоединялся в надлежащий момент.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение решает задачу, как сохранить кабельную компоновку в рабочем состоянии или по меньшей мере сделать повреждение как можно меньшим после механических перегрузок разного типа.
Задача решается способами и устройствами, которые позволяют закрепленному кабелю иметь возможность скользить по средству крепления кабеля, используемому для фиксации кабеля, например на опоре.
Более точно, задача решается способами и устройствами, в которых средство крепления и контактный материал средства крепления скомпонованы так, что кабель может скользить по средству крепления, когда он подвергается механическим перегрузкам.
Согласно изобретению, задача решается устройствами и способами согласно формуле изобретения, дополнительные варианты осуществления представлены в зависимых пунктах формулы изобретения.
Одно из главных преимуществ изобретения состоит в том, что кабель может принимать большую механическую нагрузку, прежде чем что-нибудь сломается и кабель упадет на землю. Кабель может подвергаться более тяжелым механическим усилиям, чем при других решениях, прежде чем он выводится из работы.
Другое преимущество состоит в том, что давление, действующее на кабель, снижается, так что оно не будет постоянно деформировать кабель.
Еще одно преимущество состоит в том, что действие устройства подвеса кабеля не является очень сильно зависящим от формы и материала закрепленного кабеля.
Еще одно преимущество состоит в том, что, даже если кабелю или устройствам подвеса кабеля необходим какой-то ремонт или регулировка, им некритично быть быстрыми, система по-прежнему будет работать без какого бы то ни было риска опасности для окружения.
Еще одно преимущество состоит в том, что содержание и техническое обслуживание системы является простым и экономически эффективным.
Изобретение далее будет описано более подробно с помощью предпочтительных вариантов осуществления со ссылкой на приложенные чертежами.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1a и 1b иллюстрируют первый вариант осуществления устройства подвеса кабеля;
Фиг.2 иллюстрирует второй вариант осуществления устройства подвеса кабеля, содержащего два средства крепления кабеля;
Фиг.3a и 3b иллюстрируют средство крепления кабеля;
Фиг.4 иллюстрирует части средства крепления кабеля;
Фиг.5 иллюстрирует части контактного материала в средстве крепления кабеля.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Фиг.1a и 1b иллюстрируют первый вариант осуществления устройства CSD подвеса кабеля, содержащего средство CSM крепления кабеля и средство CSDF закрепления устройства подвеса кабеля. CSD, например, могло бы устанавливаться на опоре, и кабель CE мог бы крепиться в средстве CSM крепления.
CSM содержит первую часть CSMF и вторую часть CSMS, пригодные для крепления кабеля CE между ними, когда сводятся вместе в замкнутое состояние. Они могут сжиматься, например, болтами, шарнирами, пружинами или подобными компоновками. В этом случае, четыре болта SSB удерживают CSMF и CSMS в близком контакте друг с другом. CSMF и CSDF объединены в этом варианте осуществления.
CSM содержит контактную поверхность CS. Кабель крепится, будучи в соприкосновении с контактной поверхностью CS, содержащей контактный материал SCM.
Средством CSDF закрепления подвеса кабеля в этом конкретном варианте осуществления является отверстие в верхней части для подвешивания CSD на крюк, например, на опоре. CSD может качаться вокруг крюка.
Конечно, возможны другие типы средства закрепления. Например, оно могло бы фиксироваться установленным на опору или интегрированным в опору.
Однако является преимуществом, если устройства подвеса кабеля или по меньшей мере CSM имеют возможность для качания. Это будет уменьшать изгибающую силу на кабеле, например, когда падает дерево. Контактные поверхности CS между CSM и закрепленным кабелем CE способны автоматически позиционироваться лучше по линии, прослеживаемой кабелем вблизи опоры. Как результат, меньшие изгибные напряжения будут прикладываться к кабелю и может оптимально использоваться контактная поверхность CS. Это имеет следствием низкое среднее значение механических напряжений и растяжений в кабеле, поскольку постоянно используется вся из упомянутой поверхности.
Средство CSM крепления кабеля также могло бы профилироваться так, чтобы контактная поверхность CS по существу прослеживала линию закрепленного кабеля CE. Это могла бы быть прямая линия или искривление линии вблизи опоры.
CSM сконфигурировано так, что кабель, закрепленный в CSM, может скользить по нему, если он подвергается механической перегрузке, например, если дерево падает на кабель между двумя опорами. Это имеет результат, что система может принимать более тяжелую нагрузку, прежде чем что-нибудь ломается. Более того, если смонтированный кабель скользит по CSM, угол между кабелем CE и опорой будет уменьшаться, и воздействие на систему будет меньшим.
Закрепленный кабель будет скользить на контактном материале SCM, когда подвергается механической перегрузке. SCM поэтому должно предоставлять кабелю возможность скользить по нему. Коэффициент трения между закрепленным кабелем и контактной поверхностью CS, SCM мог бы быть в диапазоне 0,1-0,6, предпочтительно в диапазоне 0,2-0,4.
Является преимуществом, если SCM упруг настолько, что CS могла бы адаптироваться к форме кабеля. Это будет сохранять давление на кабель CE на по существу постоянном уровне. Другое преимущество состоит в том, что давление, действующее на кабель, снижается, так что оно не будет постоянно деформировать кабель. Более того, CS могла бы менять свою форму, когда кабель скользит по ней. Это является дополнительным преимуществом, если кабель не круглый и не симметричный.
SCM предпочтительно должен быть мягче, чем материал, используемый для закрепленного кабеля, например термоэластопласты (TPE), термопластичный каучук, резина, стирен-бутадиен-стирен (SBS), стирен-этилен-бутилен-стирен (SEBS), этилен-винилацетат (EVA), этилен-бутилацетат (EBA), силомер, силодин, нитрил-бутадиеновый каучук (NBR), стирен-бутадиеновый каучук SBR или силикон. Модуль упругости материала SCM предпочтительно должен быть в диапазоне 40-500 МПа. Закрепленный кабель предпочтительно должен иметь модуль упругости в диапазоне 170-1200 МПа в полимерном материале.
Фиг.5 иллюстрирует поверхностный контактный материал SCM. Является преимуществом, если SCM вспенен или подобен вспененному, например, благодаря содержанию встроенных полостей BIC. Посредством использования BIC будет возможно сделать более жестким сам материал. Более жесткий материал облегчает присоединение SCM к CSM, CSMF и CSMS прочным образом. Более мягкий материал будет легко деформироваться, когда закрепленный кабель подвергается усилию. BIC также обладают преимуществом, что их размер и форма могут адаптироваться к разным частям SCM. Например, могло бы не быть никаких BIC там, где материал присоединяется к CSM, и, в силу этого, делать точки крепления более прочными. BIC также являются более легкими и дешевыми для изготовления, чем вспененный материал. Вспененный или подобный вспененному материал также делает материал приспосабливаемым к разным типам кабеля. Сила проскальзывания между материалом и скользящим кабелем является очень мало зависящей от размера и формы кабеля.
Если кабель был подвергнут механической перегрузке и он изменил свое положение в средстве CSM крепления, помещать его обратно, вновь в правильное положение, является легкой операцией. CSM может раскрываться, и кабель мог бы вставляться в правильное положение. После помещения кабеля CE на его место кабель CE может крепиться замыканием CSM. Кабелю никогда не требуется высвобождаться из устройства подвеса.
ВАРИАНТ 2 ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Фиг.2 иллюстрирует устройство CSD подвеса кабеля, содержащее два средства CSM1, CSM2 крепления кабеля. CSD, например, могло бы устанавливаться на опоре, и кабель мог бы крепиться в двух средствах CSM1 и CSM2 крепления. В этом конкретном варианте осуществления, есть два средства крепления кабеля, CSM1 и CSM2, но было бы возможным иметь только одно или более чем два. На фиг.2, проиллюстрированы первые части CSMF1, CSMF2 у CSM1 и CSM2. Вторые части у CSM1 и CSM2, CSMS1 и CSMS2, которые были видны в подробной иллюстрации по фиг.3, не проиллюстрированы на фиг.2.
Чтобы облегчить вставку кабеля на место, CSM1 и CSM2 могут поворачиваться вокруг болта B1, B2. Это проиллюстрировано на фиг.2, где CSM1, CSMF1 свисают в обратном направлении по сравнению с CSM2, CSMF2. Когда кабель вставляется в CSD, два средства крепления кабеля имеют положение CSM1 на фиг.1, свисающее перевернутым образом. После того как кабель установлен на месте, CSM1 и CSM2 поворачиваются, и вторая часть CSMS1, CSMS2, как было видно на фиг.3a и 3b, средства крепления кабеля присоединяется, и кабель крепится крепежным нарезным болтом SSB1, SSB2. Конечно, есть несколько возможностей облегчить вставку кабеля в CSD. Это является только одним примером.
Устройство подвеса кабеля имеет средство CSDF закрепления, в этом случае, отверстие в верхней части для подвешивания CSD на крюк, например, на опоре. CSD может качаться вокруг крюка. Конечно, возможны другие типы средства закрепления. Например, оно могло бы фиксироваться установленным на опору или интегрированным в опору.
В этом конкретном варианте осуществления с двумя средствами крепления кабеля, каждое из CSM1 и CSM2 шарнирно установлены на CSD вокруг болта B1, B2.
Фиг.2 также иллюстрирует поворотную опору RCS кабеля, которая образует часть функции кабельной каретки в устройстве подвеса. Это обладает действием облегчения вставки кабеля в CSD. Она имеет вид ролика или колеса, центрированного на болте RSB, имеющем расширенные торцевые области, которые дают кабелю возможность центрироваться в устройстве подвеса при протягивании кабеля в и из упомянутого устройства в дополнение к поддерживающей кабель функции. Можно отодвигать поворотную опору RCS от кабеля после протягивания кабеля в или из упомянутого устройства CSD подвеса, так что кабель способен покоиться на средстве CSM1, CSM2 крепления кабеля. Поворотная опора RCS отодвигается от кабеля ослаблением болта RSB и позволяет болту скользить по прорези ST2.
Фиг.3a, 3b подробно иллюстрируют средство CSM1, CSM2 крепления кабеля. Это является одним из примеров, и, конечно, допустимы другие возможности. На фиг.3a проиллюстрирован закрепленный кабель CE. Для того чтобы дать кабелю возможность крепиться в устройстве подвеса и легко вставлять его и вынимать из CSM1 и CSM2, CSM1 и CSM2 состоят из первой части CSMF1, CSMF2 и второй части CSMS1, CSMS2. Они соединены шарнирно и могут крепиться друг к другу крепежным нарезным болтом SSB1, SSB2. Вторая часть CSMS1, CSMS2 может присоединяться к первой части CSMF1, CSMF2 в разных местах. В этом варианте осуществления, предусмотрены разные прорези ST1 для присоединения штифта PT, также см. фиг.4. Это дает возможность приспосабливать CSM1 и CSM2 к разным видам кабелей, особенно, если они имеют разные размеры. Конечно, возможны все разновидности средства крепления, несколько болтов с или без подвесок, одна или несколько частей в разных материалах и т.п., пока есть контактная поверхность CS, которая удерживает кабель на месте. Кабель крепится, будучи в соприкосновении с контактной поверхностью CS, содержащей контактный материал SCM.
Фиг.4 иллюстрирует первую часть средства CSMF1, CSMF2 крепления кабеля без контактной поверхности CS и контактного материала SCM. CSMF1 шарнирно установлена в CSD вокруг болта B1, B2. B1 и B2 проходят через CSM1, CSM2 благодаря отверстию ST3, фиг.3b и 4.
Кроме того что CSM1 и CSM2 установлены шарнирным образом, они также установлены подвижным образом. Отверстие ST3, фиг.3b и 4, выполнено подобно прорези, и болт B1, B2 устанавливается так, что CSM1 и CSM2 могут перемещаться, скользя в прорези ST3.
В результате поворотного подвеса CSM1 и CSM2 две контактные поверхности CS между CSM1, CSM2 и закрепленным кабелем CE способны автоматически располагаться по линии, отслеживаемой кабелем в упомянутом устройстве. Это могла бы быть прямая линия или искривление линии вблизи опоры, например, если дерево падает на кабель и заставляет кабель прогибаться. Как результат, никакие дополнительные изгибные напряжения не будут прикладываться к кабелю, а контактная поверхность CS может оптимально использоваться. Это имеет следствием низкое среднее значение механических напряжений и растяжений в кабеле, поскольку постоянно используется вся из упомянутой поверхности. Если CSD установлено на крюке и, в силу этого, может раскачиваться вокруг него, как в этом конкретном варианте осуществления, могло бы быть возможным иметь только одно из CSM1, CSM2, шарнирно установленное в CSD, и по-прежнему иметь результат, что два средства CSM1, CSM2 крепления и, в силу этого, контактные поверхности располагаются в линию с закрепленным кабелем CE.
Кабель, закрепленный в CSM1 и CSM2, может скользить, если он подвергается механической перегрузке. Это имеет результат, что система может принимать более тяжелую нагрузку, прежде чем что-нибудь ломается. Если установленный кабель скользит по CSM1 и CSM2, например, если дерево падает на кабель между двумя опорами, угол между кабелем CE и опорой также будет уменьшаться и усилие на систему будет меньшим. Если CSM1 и CSM2 установлены на шарнирном соединении, как в этом варианте осуществления, система может принимать даже еще более тяжелую нагрузку, прежде чем что-нибудь разрушается.
В этом конкретном варианте осуществления, CSM1 и CSM2 также установлены подвижным образом. CSM1 и CSM2 должны нажиматься к или от друг друга, когда крепится кабель. Если закрепленный кабель CE подвергается усилию, одно из средств CSM1, CSM2 крепления кабеля будет перемещаться в прорези ST3, прежде чем оно достигает конечной точки, и кабель начнет скользить по поверхности CS. Это означает, что кабель будет начинать скользить в одном из средств крепления кабеля до того, как он начинает скользить в другом. В результате начальное усилие является меньшим, чем если бы CSM1, CSM2 были зафиксированы, и, тем самым, уменьшается максимальная сила в системе, когда кабель подвергается механической перегрузке.
Еще одно решение для достижения того же самого результата состоит в том, что, например, CSM1 зафиксировано относительно CSD, а CSM2 может скользить в прорези ST2 в двух направлениях. В результате кабель будет скользить в средстве CSM1 крепления кабеля, прежде чем он скользит по другому средству крепления кабеля. Могло бы быть возможным конфигурировать оба средства крепления кабеля разными для создания разных сил трения и, тем самым, даже еще большего снижения начального усилия.
Фиг.5 иллюстрирует поверхностный контактный материал SCM. Контактная поверхность CS сделана из контактного материала SCM, интегрированного в средство CSM1, CSM2 крепления кабеля. SCM по фиг.5 будет умещаться в первой части средства CSMF1, CSMF2 крепления кабеля по фиг.4. Соответствующий SCM будет умещаться во второй части CSMS средства CSM1, CSM2 крепления кабеля.
Закрепленный кабель будет скользить в SCM, когда подвергается механической перегрузке, тем самым снижая повреждение в системе. SCM, поэтому, должно предоставлять кабелю возможность скользить по нему. Коэффициент трения между закрепленным кабелем CE и контактной поверхностью CS, SCM мог бы быть в диапазоне 0,1-0,6, предпочтительно в диапазоне 0,2-0,4.
Является преимуществом, если SCM эластичен настолько, что CS могла бы адаптироваться к форме кабеля. Это будет сохранять давление на кабель CE на по существу постоянном уровне. Другое преимущество состоит в том, что давление, действующее на кабель, снижается, так что оно не будет постоянно деформировать кабель. Более того, CS могла бы менять свою форму, когда кабель скользит по ней. Это является дополнительным преимуществом, если кабель не круглый и не симметричный.
SCM предпочтительно должен быть мягче, чем материал, используемый для закрепленного кабеля, например TPE, термопластичный каучук, резина, SBS, SEBS, EVA, EBA, силомер, силодин, NBR, SBR или силикон. Модуль упругости материала SCM предпочтительно должен быть в диапазоне 40-500 МПа. Закрепленный кабель предпочтительно должен иметь модуль упругости в диапазоне 170-1200 МПа в полимерном материале.
SCM должен быть вспененным или подобным вспененному, например, благодаря содержанию встроенных полостей BIC. Посредством использования BIC будет возможно сделать жестче сам материал. Более жесткий материал дает возможность легче присоединять SCM к CSM1, CSM2, CSMF1, CSMF2, CSMS1, CSMS2 прочным образом. Более мягкий материал будет легко деформироваться, когда закрепленный кабель подвергается усилию. BIC также обладают преимуществом, что их размер и форма могут адаптироваться к разным частям SCM. Например, могло бы не быть никаких BIC там, где материал присоединяется к CSM, и, в силу этого, делать точки крепления более прочными. BIC также являются более легкими и дешевыми для изготовления, чем вспененный материал. Вспененный или подобный вспененному материал также делает материал приспосабливаемым к разным типам кабеля. Сила проскальзывания между материалом и скользящим кабелем очень мало зависима от размера и формы кабеля.
Форма материала SCM будет меняться после подвергания нажиму. Чтобы сохранить силу крепления в первой CSMF1, CSMF2 и второй CSMS1, CSMS2 частях у CSM1, CSM2 на по существу стабильном уровне спиральная пружина SG установлена вокруг крепежного резьбового болта SSB1, SSB2. Когда SCM меняет свою форму, пружина будет расширяться и прижимать первую SCMF и вторую часть SCMS друг к другу. Конечно, возможны другие решения с разными видами пружин, например с использованием торсионных пружин. Пружина SG могла бы конфигурироваться так, что давление на закрепленный кабель находится на надлежащем уровне. В таком случае, не будет необходимости в регулировании момента, с которым затягивается болт SSB.
Если кабель был подвергнут механической перегрузке и он изменил свое положение в средстве CSM1, CSM2 крепления, помещать его обратно, вновь в правильное положение, является легкой операцией. CSM1, CSM2 может раскрываться, и кабель мог бы помещаться в правильное положение. Если необходимо, поворотная опора RCS кабеля могла бы использоваться посредством временной ее установки в верхнее положение, так что устройство может использоваться в качестве кабельной каретки. После помещения кабеля CE на его место, кабель CE может крепиться замыканием CSM1, CSM2. Кабелю никогда не требуется высвобождаться из устройства подвеса.
Конечно, изобретение не ограничено вышеописанными и показанными на чертежах вариантами осуществления, но может модифицироваться в пределах объема прилагаемой формулы изобретения.