Конструкция удлиненного рукава для кабельного канала - RU2319056C2

Чертежи

Показать все 9 чертежа(ей)

Описание

Область техники

Настоящее изобретение относится к рукавам и узлам рукавов для размещения и защиты удлиненных объектов и, в частности, к отрезкам рукавов, которые могут быть протянуты через местные кабельные каналы, чтобы впоследствии облегчить размещение удлиненных объектов в кабельном канале.

Предпосылки создания изобретения

Удлиненные элементы типа пучков проводов или волоконно-оптических кабелей, используемых для телефонных, видео- или компьютерных сетей, часто устанавливаются в защитных трубопроводах, которые могут быть закопаны в землю, протянуты между опорами или размещены в конструкциях здания вместе с другими служебными линиями. Такими каналами могут быть, например, экструдированные полимерные трубы, которые, в основном, обеспечивают постоянную защиту удлиненных объектов от влаги, истирания, ударов и других неблагоприятных внешних воздействий.

Когда кабельный канал установлен на месте, например под землей или в структуре здания, трудно разместить дополнительные кабели в этом канале, чтобы, например, увеличивать емкость сети связи или заменить неисправный кабель.

Если каналы находятся в земле или размещены в стенах здания, они доступны только в отдельных точках, где сеть соединена с узлами связи, или в месте сращивания кабелей. Относительная недоступность кабельного канала часто сводит на нет любую попытку его использования для размещения дополнительных кабелей. Прокладываются новые каналы или существующие рабочие каналы вскрываются и заменяются новыми каналами, увеличивающими производительность линии связи.

Кабельные каналы, через которые проходят жгуты проводов или оптико-волоконные кабели, могут также содержать трубы отопления и каналы кондиционирования воздуха в пределах здания. Такое выполнение канала обеспечивает удобное средство поддержки и распределения линий связи в структуре здания.

Размещение этих линий связи в кабельном канале делается после создания канала, либо при строительстве здания, либо в уже построенном здании, в котором средства связи обновляются или увеличиваются в объеме. Установка линий в уже существующем канале - часто довольно трудная задача, поскольку канал, как правило, не прокладывается по прямой, а следует по кривым конструкции здания. Как правило, линии связи протягиваются через канал со значительным растягивающим усилием.

Кроме того, элементы типа вышеупомянутых линий связи, если они установлены в каналах вентиляции, например каналах кондиционирования воздуха, должны отвечать требованиям противопожарной безопасности стандарта Plenum Rating Standard, установленного лабораторией Underwriters Laboratories. Стандарт Plenum Rating Standard UL1995 устанавливает минимальные требования как по скорости распространения огня, так и по плотности дыма, основанные на технических требованиях, полученных опытным путем, в частности, характеристики горения поверхности строительных материалов и узлов, CAN/ULC-S102, и стандартного метода испытаний характеристик горения строительных материалов на открытом воздухе, UL 723. В соответствии со стандартом на безопасность систем кондиционирования воздуха (Plenum Rating Standard), материал узла подачи кондиционированного воздуха, предназначенного для циркуляции через систему каналов, должен иметь оценку скорости распространения пламени не более 25 и величину задымления не более 50 по вышеуказанным техническим условиям. Строгое соблюдение этих правил обеспечивает надежную противопожарную безопасность, поскольку удлиненные элементы в канале будут сопротивляться горению и задымлению при пожаре, и канал не станет средством распространяющегося пламени и задымления здания.

Изоляция, используемая в электрических проводах, и оболочка оптического волокна, как правило, не отвечают требованиям стандарта Plenum Rating Standard. Это не позволяет разместить такие элементы в каналах кондиционирования воздуха в зданиях.

Существует явная потребность в устройстве и способе для монтажа дополнительных удлиненных изделий типа волоконно-оптических кабелей или жгутов проводов в местах, которые не требуют доступа к каналу, в основном по его длине, и обеспечивают относительно легкую установку дополнительных удлиненных элементов с доступом только на концах кабельного канала.

Кроме того, желательно, чтобы, по меньшей мере, в некоторых областях применения защитный рукав отвечал бы стандарту Plenum Rating Standard, чтобы обеспечить большую защиту удлиненных элементов от пожара с тем, чтобы они могли быть установлены в вентиляционных каналах здания.

Краткое описание изобретения

Изобретение относится к удлиненным рукавам для ввода в них и защиты удлиненных элементов во внешнем кабельном канале. Конструкция рукава включает гибкий рукав, содержащий пару противолежащих слоев эластичных тканых волокон. Противолежащие слои состоят из основных или грунтовых нитей и уточных нитей, одного типа в обоих слоях. Слои имеют общую бесшовную кромку и вторую кромку; при этом слои соединяются вдоль второй кромки чулочным стежком, сформированным путем скручивания последовательных поперечных нитей уточных нитей. Основные нити могут также быть переплетены с петлями уточных нитей, чтобы облегчить закрытие шва. Как правило, основные нити имеют меньший диаметр, чем уточные нити, чтобы не увеличивать объем рукава. Слои имеют равную ширину и могут быть упруго раздвинуты от первого положения, в котором они находятся, при размещении в них множества удлиненных элементов. Слои предпочтительно упруго раздвигаются, чтобы вернуться в первоначальное положение при отсутствии в них удлиненных элементов.

В предпочтительном варианте основные и уточные нити состоят, в основном, из полиэфира. Предпочтительно, чтобы ткань ткалась таким образом, что нити уточных нитей находятся над двумя или несколькими основными нитями. Такой способ известен в ткацком производстве и используется для получения атласного, сатинового и саржевого переплетения.

Альтернативно, чтобы выполнить требования стандарта Plenum, основные и уточные нити могут быть выполнены в виде арамидных волокон, содержащих нити арамида, выбранные из группы, состоящей из нейлона, полифениленэтиленсульфида, поливинилиденфторида и сополимеров этилена и полимера типа хлоротрифтористого этилена.

Чтобы облегчать протаскивание удлиненных элементов через рукав, конструкция дополнительно содержит тянущую ленту, помещенную между противолежащими слоями и проходящую, в основном, по всей длине рукава.

Для облегчения протаскивания рукава через кабельный канал к концу рукава крепится соответствующее приспособление. Это приспособление, в свою очередь, крепится к шнуру для протаскивания рукава через внешний кабельный канал. Предпочтительно, чтобы указанное приспособление было способно прикрепить рукав к множеству других рукавов, когда эти рукава наложены друг на друга, позволяя, таким образом, одновременно протянуть множество рукавов через кабельный канал.

Предпочтительно, чтобы это приспособление содержало бы уплотняющую втулку. Уплотняющая втулка имеет трубку, проходящую через рукав, и фланец, окружающий трубку и прикрепленный к трубке с одного конца.

Фланец находится в зацеплении с одним из противолежащих слоев, образующих рукав. Другой противолежащий слой соединяется с кольцом. Кольцо охватывает фланец. Трубка имеет выступ, лежащий на указанном фланце.

Изобретение также относится к комплекту рукавов, в которых размещаются удлиненные элементы. Комплект содержит множество гибких рукавов, причем каждый рукав имеет боковую стенку, окружающую и определяющую центральное пространство. Противолежащие части боковой стенки каждого рукава упруго прилегают друг к другу и образуют, в основном, плоскую конфигурацию. Противолежащие части боковой стенки могут быть отделены друг от друга, чтобы обеспечить вход удлиненных элементов в центральное пространство. Приспособление, например уплотняющая втулка, проходит через каждую из боковых стенок и служит для наложения рукавов друг на друга.

Изобретение также относится к способу размещения и защиты удлиненных элементов в кабельном канале. Указанный способ содержит следующие стадии:

(A) использование гибкого рукава, содержащего пару противолежащих слоев эластичных тканых волокон, состоящих из основных нитей и уточных нитей, одинаковых для обоих слоев, при этом слои имеют общую бесшовную кромку и вторую кромку, при этом слои соединяются по второй кромке чулочным стежком, сформированным переплетением последовательных поперечных петель уточных нитей, при этом слои имеют равную ширину и упруго смещены из первого положения, в котором они прилегают друг к другу, в положение разделения слоев и образования полости, в которой можно разместить множество удлиненных элементов; разделенные слои возвращаются в первое положение при отсутствии удлиненных элементов; между слоями размещена тянущая лента, которая проходит по длине вдоль рукава;

(B) присоединение крепежного приспособления к концу рукава;

(C) протаскивание шнура через кабельный канал;

(D) прикрепление одного конца шнура к указанному крепежному приспособлению;

(Е) протаскивание рукава через кабельный канал с помощью указанного шнура;

(F) разрезание рукава, чтобы удалить крепежное приспособление;

(G) прикрепление удлиненного элемента к одному концу тянущей ленты; и

(Н) протаскивание удлиненного элемента через рукав, используя тянущую ленту.

Краткое описание чертежей

Фигура 1 - перспективное изображение конструкции рукава согласно изобретению;

фигура 2 - покомпонентное изображение в увеличенном масштабе части конструкции рукава в месте, отмеченном кругом 2 на фигуре 1;

фигура 3 - перспективное изображение множества рукавов в кабельном канале;

фигуры 4-6 - перспективные изображения различных вариантов конструкции рукава согласно изобретению;

фигуры 7-9 - перспективные изображения комплектов рукавов согласно изобретению; и

фигура 10 - поперечный разрез по линии 10-10 фигуры 7.

Подробное описание предпочтительных вариантов

На фигуре 1 показана конструкция удлиненного рукава 10 согласно изобретению. Конструкция 10 включает гибкий рукав 12, состоящий из противолежащих слоев 14 и 16 из эластичных тканых нитей 18. Нити 18 состоят из основной нити 20 и уточной нити 22, одинаковыми для обоих слоев 14 и 16.

Противолежащие слои 14 и 16 имеют общую бесшовную кромку 24 и соединены друг с другом по второй кромке 26, как это показано на фигуре 2, переплетением последовательных петель уточных нитей 22 друг с другом. В некоторых случаях, в зависимости от способа изготовления, используются основные нити 23 для облегчения закрытия второй кромки 26. Основные нити 23 проходят вдоль кромки и делают петли вокруг пар петель уточных нитей 22. Предпочтительно, как показано на фигуре 1, чтобы противолежащие слои 14 и 16 имели бы одинаковую ширину и содержали части боковой стенки 28 и 30, окружающие и определяющие центральное пространство 32. Противолежащие слои 14 и 16, в основном, плоские и прилегают друг к другу. Это позволяет им легко пройти через кабельный канал 31, как показано на фигуре 3. Как также показано на этой фигуре, противолежащие слои 14 и 16 упруго расширяются и отходят друг от друга, создавая пространство, в которое входит множество удлиненных элементов 34 типа волоконно-оптических кабелей или жгутов проводов, которые могут быть размещены в центральном пространстве 32. Предпочтительно, чтобы противолежащие слои 14 и 16 были бы раздвинуты упруго, чтобы вернуться, в основном, к плоской конфигурации при отсутствии в рукаве удлиненных элементов 34.

В одном предпочтительном варианте обе основная и уточная нити 20 и 22 состоят, в основном, из полиэфира и переплетены, используя способ "плавания" основной или уточной нити на поверхности тканых слоев. Считаются, что основная нить "плавает", когда она поочередно не переплетена с каждой поперечной нитью, но перескакивает через две или несколько поперечных нитей прежде, чем они будут переплетены. Ткание с использованием "плавающих" или лансированных нитей включает саржевое, атласное и сатиновое переплетение. В саржевом и атласном переплетении основная пряжа плавает по уточным пряжам, тогда как в сатиновом переплетении уточные нити плавают по основным нитям. Сатиновые переплетения отличаются более длительным "плаванием", чем саржа. В целом, переплетение саржи, атласа и сатина является положительным фактором, поскольку оно обеспечивает прочную ткань, которая сопротивляется износу и создает гладкую поверхность с низким трением. Лансированные нити предпочтительно располагаются на внутренней поверхности рукавов. Это облегчает протаскивание удлиненных элементов 34 через центральное пространство 32, когда такие элементы устанавливаются в конструкции рукава. Плоская конфигурация 10 рукава также имеет то преимущество, что, когда рукав протягивается через кабельный канал, он имеет меньший объем, позволяя рукаву 12 легче пройти через переполненные каналы и острые углы по сравнению с рукавом, обычно смещенным в открытую конфигурацию.

В конкретном варианте, где используется полиэфир, основные и уточные нити в одном из упомянутых выше переплетений, где основные нити - моноволокно, имеют диаметр около 0,25 мм, уточные нити - также моноволокно, имеющие диаметр около 0,20 мм, и рукав 12 имеет плотность переплетения 20-35 бердо на дюйм на 20-35 уточных прокидок на дюйм.

В конкретном варианте, в котором используется полиэфир, основные и уточные нити в одном из упомянутых выше переплетений: основные нити - моноволокна, имеющие диаметр приблизительно 0,25 мм; уточные нити - также моноволокна, имеющие диаметр приблизительно 0,20 мм, и рукав 12 имеет плотность переплетения от 20-35 бердо на дюйм и 20-35 уточных прокидок на дюйм.

Альтернативно основные и уточные нити 20 и 22 могут содержать такие материалы, как нейлон, полипропилен и другие полимеры. Чтобы выполнить требования стандарта Plenum Rating Standard, разрешающие установку рукава 10 в вентиляционных каналах здания, волокна, имеющие значительную стойкость к нагреву, не должны выделять дыма при случайном возгорании кабеля.

В конструкции рукава 10, отвечающей стандарту Plenum, основные нити 20 - предпочтительно моноволокна, содержащие полифениленсульфид. Если требуется более высокая прочность, то основные нити 20 могут содержать арамидные моноволокна, такие как "Кевлар" в чистом виде или в сочетании с моноволокнами из полифениленсульфида. Моноволокна предпочтительней, поскольку они обеспечивают более высокую осевую жесткость рукава и, таким образом, уменьшают возможность его растягивания под воздействием растягивающих усилий.

В огнестойких рукавах уточные нити 22 предпочтительно содержат многофениленсульфид, либо в виде моноволокна, либо многоволоконные нити. При использовании основных нитей 20 из многофениленсульфида или арамидных волокон, как описано выше, ожидается, что такая комбинация позволит получить негалогенизированный рукав, который отвечает требованиям стандарта Plenum. Галогенизированные материалы типа фторированных полимеров были эффективны в прошлом для достижения желательных характеристик, отвечающих стандарту Plenum, однако такие составы имеют существенный недостаток, заключающийся в том, что они выделяют вредные газы при горении.

В другом варианте уточные нити 22 содержат огнестойкие арамиды типа NOMEXO, объединенные с основными нитями 20 из полифениленсульфида. Альтернативно галогенизированные составы типа поливинилиденфторида (KYNARO) и сополимеров этилена и хлоротрифтористого этилена (HALA) могут быть использованы для уточных нитей 22. Многоволоконные нити предпочтительно в качестве уточных нитей 20, поскольку они более гибки и обеспечивают, в основном, лучшее покрытие с меньшим размером промежутков в структуре рукава 10.

Как показано на фигуре 1, комплект рукавов 10 также включает тянущую ленту 36, вставленную в центральное пространство 32 между противолежащими слоями 14 и 16. Тянущая лента 36 проходит по длине рукава 10 и облегчает ввод удлиненных элементов. После того, как рукав помещен в канал, удлиненный элемент крепится к одному концу тянущей ленты 36, и другой конец пропущен через рукав, при этом удлиненный элемент заменяет тянущую ленту в рукаве 10. Предпочтительно, чтобы тянущая лента 36 имела бы плоский профиль поперечного сечения, чтобы уменьшить размер промежутка рукава 10.

Тянущая лента 36 может быть тканой, плетеной или изготовлена иным путем из волокон высокой прочности типа арамидных волокон, которые будут противостоять существенным растягивающим усилиям при протягивании кабеля или другого компонента через рукав.

Когда в одном канале размещено несколько рукавов 10, используемых для защиты линии связи, желательно быстро отличить один рукав от другого. Это важно, например, когда нужно однозначно определить, какая тянущая лента крепится к удлиненному элементу, и протянуть нужный элемент через рукав. Идентификация рукавов осуществляется, используя трассовую нить 38, вплетенную в виде основной нити по всей длине рукава 10. Трассовая нить 38 имеет цвет, который контрастирует с цветами основной и уточной нитей 20 и 22 и, таким образом, обеспечивает цветную кодировку рукавов 10, различая один рукав от другого просто по цвету трассовой нити 38 с обоих концов рукава 10.

Может также оказаться желательным обнаружить присутствие или отсутствие рукава 10, когда он находится в кабельном канале и визуально не виден. Например, может возникнуть необходимость проверки целостности рукава. В этом случае может быть использована детекторная нить 40, которая вплетается в рукав 10 по длине основной нити 30. Детекторная нить 40 содержит электрический провод, который позволяет проверить целостность рукава 10 индуктивным или радиочастотным способом. Это особенно важно для каналов, которые проходят под землей, поскольку средство обнаружения, например, электромагнитные волны, легко проходит через землю между детекторной нитью 40 и контрольной аппаратурой, например радиоприемником, чтобы обеспечить немедленный признак присутствия или отсутствия рукава 10.

Если по удлиненным элементам, расположенным в центральном пространстве 32, проходят электрические токи, может оказаться желательным экранировать эти элементы от электромагнитных помех (ЭМП). Сами эти элементы могут быть источником ЭМП и оказывать вредный эффект на другие носители электрического тока, в каковом случае желательно их изолировать. Как показано на фигуре 4, рукав 10 может служить как экран/изолятор ЭМП путем использования токопроводящего слоя 42, в основном, окружающего центральное пространство 32. Токопроводящий слой 42 может содержать слой металлической фольги 44 (предпочтительно алюминиевой) или, как показано на фигуре 5, может содержать множество переплетенных проводников 46. Проводники 46 могут быть переплетены с основными и уточными нитями 20 и 22 или выполнены в виде отдельного слоя, прикрепленного к рукаву 10. Проводники 46 могут, например, содержать выбранные основные и уточные нити, покрытые проводником типа серебра или меди, и находиться в электрическом контакте, в основном, по длине и ширине рукава 10. После заземления токопроводящего слоя 42 он будет служить как экран или изолятор элементов в рукавах 10, экранируя их от электромагнитных помех.

Может оказаться желательным раздуть рукав 10 сжатым газом или другой средой. Раздутый рукав может, например, облегчать его протаскивание через кабельный канал. Чтобы раздуть рукав 10, можно, как показано на фигуре 6, покрыть рукав 12 гибким полимерным покрытием 45, которое герметизирует сформированные промежутки при создании рукава 10. На рукав 12 могут быть также нанесены другие покрытия 47, например, на основе цинковых составов, чтобы предотвратить гниение, плесень и другой вид разложения.

Как показано на фигуре 1, рукав включает часть элемента крепления 48. Элемент крепления 48 может быть выполнен в различных вариантах и служит для скрепления множества рукавов 12 друг с другом с наложением одного рукава на другой, чтобы сформировать комплект, как показано на фигурах 7-9. Как показано на фигуре 7, элемент крепления 48 может также обеспечить положение, при котором шнур 49 может быть использован для протаскивания одного или нескольких рукавов 10 через кабельный канал.

Как показано на фигурах 1 и 7, в предпочтительном варианте рукава 10 элемент крепления 48 содержит втулку 50, расположенную на одном конце рукава 12. Как показано на чертеже, в поперечном сечении втулка 50 (см. фигуру 10) содержит трубку 52, которая проходит через один или несколько рукавов 12. К одному концу трубки 52 крепится фланец 54. Фланец 54 обеспечивает плотный контакт поверхности 56 с противоположным слоем 14 одного из рукавов 12, что необходимо для крепления втулки в рукаве. Втулка также содержит кольцо 58, в которое входит трубка 52, причем это кольцо прилегает к фланцу 54. Кольцо 58 обеспечивает контакт поверхности 60 с другим противоположным слоем 16, либо того же самого рукава 12, либо другого рукава 12, в контакте с указанной втулкой, чтобы обеспечить удержание втулки в рукаве или комплекте рукавов. Кольцо 58 удерживается кромкой 62, сформированной загибанием края трубки наружу в процессе механической обработки.

Втулка 50 может быть использована либо на одиночном рукаве 10, как показано на фигуре 1, либо в комплекте рукавов 64, как показано на фигуре 10, чтобы создать пакет рукавов, наложенных друг на друга. Втулка 50 позволяет создать одиночную или многослойную структуру рукавов 10, которые должны быть протянуты через кабельный канал. После того, как рукава 10 размещены в канале, втулка 50 удаляется, предпочтительно отделяя рукав или пакет рукавов от втулки.

На фигуре 8 показан другой элемент крепления 48 в виде швов 66, которые прошиты или прострочены через противолежащие слои 14 и 16 множества рукавов 12, чтобы скрепить их друг с другом для одновременного протаскивания всего комплекта через кабельный канал. Швы 66 обеспечивают надежный контакт между рукавами 10, а также стык для шнура 68 (показан пунктиром), охватывающего петлей лежащие друг на друге рукава для их протаскивания их через кабельный канал.

На фигуре 9 показан другой элемент крепления 48 в виде хрупких штырей 70 и поперечин 72. Штыри 70 проходят через противолежащие слои 14 и 16 многослойной структуры рукавов 10, соединяя их друг с другом. Поперечины 72 расположены на обоих концах штырей 70 и скрепляют края наложенных друг на друга рукавов 10 при их протягивании через кабельный канал. Штыри и поперечины имеют достаточную прочность, чтобы скреплять рукава в процессе их протаскивания через кабельный канал, но достаточную хрупкость, чтобы освободить рукава под воздействием усилия растяжения, когда удлиненный элемент протаскивается через одно из центральных пространств 32 любого из рукавов 12.

Предпочтительно штыри и поперечины выполнены из полимера типа нейлона, полипропилена или полиэтилена. Хрупкость элемента может быть достигнута либо в штыре, либо в поперечине и может быть осуществлена, например, путем сужения поперечного сечения или делая надрезы, которые будут действовать как точки инициирования разлома при воздействии на них растягивающего усилия.

Изобретение также относится к способу расположения удлиненных элементов в кабельном канале, используя конструкцию рукава 10 согласно изобретению. В способе согласно изобретению используется конструкция 10 или комплект рукавов. Крепежное приспособление, например втулка 50, установлено на конце рукава или комплекта рукавов. Через кабельный канал пропускается шнур, и один конец шнура крепится к рукаву или комплекту рукавов, используя крепежное приспособление, смонтировавшее на его конце. Затем рукав или комплект протаскиваются через кабельный канал, используя шнур. После завершения протаскивания крепежное приспособление отсоединяется от рукава или комплекта рукавов. Удлиненный элемент, который будет помещен в канал, крепится к одному концу тянущей ленты в центральном пространстве одного из рукавов, и удлиненный элемент пропускается через рукав, используя тянущую ленту.

Рукава и комплекты рукавов согласно изобретению, когда они используется для размещения в них удлиненных элементов в кабельном канале, обеспечивают несколько преимуществ. Из-за своей плоской конфигурации рукава и комплекты рукавов легко проходят через кабельный канал, даже через кабельный канал, уже заполненный другими кабелями, линиями связи и т.д. Таким образом, рукава согласно изобретению могут быть использованы для расширения уже существующей сети или для создания новой сети. Рукава предотвращают спутывание и скрутку удлиненных элементов, заключая их в оболочку предопределенного размера, чтобы обеспечить максимальное использование ограниченного места, имеющегося в кабельном канале, и обеспечивая большую плотность упаковки. Рукава имеют гладкую износостойкую поверхность с минимальным трением для протаскивания через них удлиненных элементов благодаря тканой основе, в которой используется лансированная нить, как это делается в саржевом и атласном переплетении. Это уменьшает трение между рукавом и удлиненным элементом при протягивании и позволяет применить продолжительное протаскивание с меньшим усилием натяжения, что снижает шансы обрыва тянущей ленты или удлиненного элемента.

Реферат

Изобретение относится к области электротехники. Техничеким результатом является расширение эксплуатационных возможностей. Заявленная конструкция включает гибкий рукав, сотканный из основных и уточных нитей, которые создают противолежащие слои. Слои имеют общую бесшовную кромку и соединены по второй кромке чулочной вязкой, образованной переплетением последовательных поперечных петель уточной нити, общей для обоих слоев. Слои имеют одинаковую ширину и упруго отведены друг от друга для создания между ними центрального пространства, в котором размещаются удлиненные элементы. Между противолежащими слоями размещена тянущая лента для протаскивания удлиненных элементов через центральное пространство рукава, когда конструкция рукава находится в кабельном канале. Несколько рукавов могут быть соединены вместе в пакет с помощью крепежного приспособления, которое позволяет протаскивать через кабельный канал несколько рукавов одновременно. 4 н. и 66 з.п. ф-лы, 10 ил.

Формула