NO20171464A1 - System og fremgangsmåte for fastgjøring av ledninger - Google Patents

Abstract

System for fastgjøring av én eller flere ledninger (5), hvor systemet omfatter et klammer (10, 40A, 40B, 30, 60) innrettet til å festes til et underlag (70), og ett eller flere fleksible utfyllingselement (1). Det fleksible utfyllingselementet (1) er innrettet til å fylle ut et parti av et hulrom tildannet mellom en ledning (5) og klammeret (10, 40A, 40B, 30, 60), mellom flere ledninger (5) og/eller mellom én eller flere ledninger (5) og underlaget (70). Det fleksible utfyllingselementet (1) er videre innrettet til å påføre ledningen (5) en kraftkomponent (F) i ledningens (5) radielle retning når det fleksible utfyllingselementet (1) påføres en elastisk deformasjon når klammeret (10, 40A, 40B, 30, 60) er i en virksom stilling.

Description

SYSTEM OG FREMGANGSMÅTE FOR FASTGJØRING AV LEDNINGER

Oppfinnelsen vedrører et system for fastgjøring av én eller flere ledninger mot aksiell bevegelse/strekk, nærmere bestemt et system omfattende et fleksibelt element innrettet for å utøve en radiell kraft mot en ledning og et kabelklammer. Oppfinnelsen vedrører også en framgangsmåte for fastgjøring av èn eller flere ledninger i et klammer.

Bakgrunn for oppfinnelsen

Ledninger og kabler innrettet for strøm og fluid fastgjøres gjerne ved bruk av ulike typer kabelklammer, kabelklaver og kabelskinner.

I det etterfølgende benyttes betegnelsen ledning som fellesbetegnelse for ledninger og kabler forsynt med et rørformet løp eller en kjerne. Betegnelsen klammer benyttes som fellesbetegnelse for kabelklammer og kabelklaver. Skinne benyttes som betegnelse på en kabelskinne, en brakett eller en annen anordning innrettet for fastgjøring av en ledning eller et klammer.

Klammeret kan helt eller delvis omslutte ledningen. Klammeret kan være delbart og anbringes fra en uvirksom stilling og til en virksom stilling. I den uvirksomme stilingen er ledningen ikke fastgjort. I den virksomme stillingen er ledningen fastgjort i selve klammeret eller klamret fast til et underlag, eksempelvis en skinne. Klammeret kan fastgjøres til underlaget ved hjelp av en skrueforbindelse eller annen kjent metode.

Den aksielle lengden på klammeret kan variere. Klammeret er gjerne tildannet av plast eller metall, hvor et klammer av metall gjerne er forsynt med en flate av gummi eller plast innrettet for å tilveiebringe en friksjonsflate mellom ledningen og klammeret. Gummi og plast er dessuten isolerende mot kortslutning.

En strømførende ledning av kjent teknikk kan omfatte en strømførende kjerne av metall omsluttet av et isolerende materiale, for eksempel plast eller gummi. Det er kjent innen faget at en strømførende ledning kan utvikle varme og at metall utvider seg ved tilføring av varme. Den strømførende ledningen kan derigjennom få en viss variasjon i sin diameter og lengde, avhengig av spenningen og strømstyrken i ledningen. En ledning med en stor diameter og en stor strømmengde endres mer enn en liten ledning med en liten strømmengde. En varierende effektføring i et strømførende led ningselement er typisk for installasjoner i en vindturbin og i et kraftverk. Påfølgende variasjon i ledningselementets diameter kan ha en løsgjørende effekt på et klemt ledningsgelement. Tilsvarende løsgjørende effekt kan opptre for ledninger inneholdende et varmt fluid, eksempelvis hydraulikkolje.

Det er kjent innen faget at friksjonen mellom ledningen og klammeret kan bli redusert når det utvikles varme i ledningen. I noen tilfeller kan varmeutviklingen bli så høy at den utvendige flaten på ledningens isolerende materiale blir plastisk og glatt slik at ledningen kan gli i klammeret. Tilsvarende vil en varierende diameter tildannet av en varierende effektføring bidra til å redusere friksjonen. Problemet er størst for ledninger med en stor diameter som er anordnet vertikalt, for eksempel i en vindturbin eller i et kraftverk, hvor det vertikale partiet av ledningen kan veie flere hundre kilo. En strømførende ledning som glir, er potensielt svært farlig og kan i ytterste konsekvens medføre skade på både installasjoner og personell. Dette gjelder spesielt hvis ledningen fører en høyspent strøm.

Mens tjukke ledninger anordnes enkeltvis for sikre tilstrekkelig fastgjøring, kan tynne ledninger anordnes i en flerhet. Et klammer ifølge kjent teknikk kan typisk omfatte 3 ledninger i såkalt trefoil, 4 ledninger i fase 0 (TNC) formasjon eller 6 ledninger i 2 x trefoil, der de 4 eller 6 ledningene er anordnet parvis i høyden. En slik parvis anordning gir imidlertid begrenset kontaktflate mellom ledningselementene og kabelklammeret, hvilket øker faren for at ledningen kan gli. Innen faget foretrekkes det derfor å anordne maksimalt 3 ledninger i ett klammer i en trefoil, som beskrevet. For bedre plassutnyttelse er det imidlertid ønskelig med et klammer som omfatter 4 eller 6 parvis anordnede ledninger, og hvor de 4 eller 6 parvis anordnede ledningene har en fastgjøring som er minst like god som for 3 ledninger lagt i en trefoil.

På en rund singelledning vil et sirkulært klammer ha best holdeeffekt, men slike klammer medfører investering i verktøy og stiller store krav til passform. På samme måte vil klammer som skal holde flere ledninger vanskeliggjøre en tett omslutning av ledningene slik at de blir holdt i posisjon ved strekk i ledningen.

Kjent teknikk

Ledninger kan fastgjøres enkeltvis til en konstruksjon eller i en kabelbane. Små ledninger stripses gjerne fast mens det for store ledninger gjerne brukes ulike typer klammer.

Patentskrift NO 333025 beskriver en anordning for fastgjøring av en ledning, hvor ledningen stripses fast inne i et flerkantet profil.

Patentskrift NO 317144 beskriver en anordning ved et klammer for klamring av en eller flere langstrakte gjenstander hvor klammeret omfatter en bærende sammenstilling som er innrettet til å kunne forbindes til et underlag.

Patentskrift NO 20032124 beskriver en kabelbane/armaturskinne bestående av et oppad åpent, langstrakt trauliknende legeme omfattende et hullsystem i form av hullrekker eller perforeringer, i hvilket legeme det kan anbringes kabler, rør eller lignende som kan fastspennes til legemet ved hjelp av rørklammere eller lignende.

Oppfinnelsen har til formål å avhjelpe eller å redusere i det minste én av ulempene ved kjent teknikk, eller i det minste å skaffe til veie et nyttig alternativ til kjent teknikk.

Formålet oppnås ved trekkene som er angitt i nedenstående beskrivelse og i de etterfølgende patentkravene.

Oppfinnelsen er definert av de selvstendige patentkravene. De uselvstendige kravene definerer fordelaktige utførelser av oppfinnelsen.

Generell beskrivelse av oppfinnelsen

I et første aspekt vedrører oppfinnelsen et system for fastgjøring av én eller flere ledninger, hvor systemet omfatter et klammer innrettet til å festes til et underlag, og ett eller flere fleksible utfyllingselement. Det fleksible utfyllingselementet er innrettet til å fylle ut et parti av et hulrom tildannet mellom en ledning og klammeret, mellom flere ledninger og/eller mellom én eller ledninger og underlaget. Det fleksible utfyllingselementet er videre innrettet til å påføre ledningen en kraftkomponent i ledningens radielle retning når det fleksible utfyllingselementet påføres en elastisk deformasjon når klammeret er i en virksom stilling.

Det fleksible utfyllingselementet vil i det etterfølgende bli omtalt som et utfyllingselement. Underlaget kan være skinne innrettet for skrubar fastgjøring av ett eller flere klammer. Klammeret kan være helt eller delvis omsluttende. Ved bruk av et delvis omsluttende klammer, eksempelvis et U-klammer, kan ledningen ligge an mot underlaget. Ved bruk at et omsluttende klammer, kan et parti av klammeret være anordnet mellom ledningen og underlaget.

Når en ledning med et sirkulært tverrsnitt anordnes i et flerkantet kabelklammer, tildannes hulrom mellom ledningen og klammeret. Tilsvarende tildannes det hulrom mellom ledninger som anordnes parvis eller triangulært. Hulrommenes størrelse og antall avhenger av antall ledninger, hvordan ledningene er anordnet, tverrsnittet på ledningene og formen på klammeret.

For eksempel vil en ledning anordnet i et i firkantet eller kvadratisk klammer tildanne fire hulrom, ett i hvert hjørne av klammeret. For å øke kontaktflaten mellom ledningen og klammeret, og derigjennom øke friksjonen, er det kjent å bruke klammer med mer enn fire flater og/eller med en krum flate.

Fire ledninger med likt tverrsnitt anordnet kvadratisk i et kvadratisk kabelklammer tildanner ett hulrom i senter av de fire ledningene og åtte hulrum mellom ledningene og klammeret.

Tre ledninger med likt tverrsnitt anordnet triangulært (trefoil) i et trekantet klammer, tildanner ett hulrom i senter av de tre ledningene og seks hulrom mellom ledningene og klammeret. Det sentrerte hulrommet i en triangulær anordning er mindre enn det sentrerte hulrommet i en kvadratisk anordning når ledningenes diameter er lik.

Når tverrsnittet på en ledning endres, endres også flatetrykket mellom ledningen og klammeret og/eller underlaget. Derfor et det viktig at klammeret er tilpasset ledningen slik at klammeret utøver en klemkraft mot ledningen. Et klammer i metall har begrenset elastisitet, og en korrekt klemkraft kan derfor være vanskelig å oppnå. Oppfinnelsen løser dette problemet ved at utfyllingselementet plasseres mellom flere ledninger og/eller mellom minst én ledning og klammeret, slik at utfyllingselementet fungerer som en innvendig fjær som utøver en kraft mot ledningene.

Ved å anordne utfyllingselementet i ett eller flere av nevnte hulrom, slik oppfinnelsen beskriver, tilveiebringes et ekstra, og i det vesentlige et konstant forspenn mellom ledningene og klammeret. Dette forspennet er innrettet for å tilveiebringe økt friksjon mellom ledningene og mellom ledningene og klammeret. Når en ledning utvides, vil utfyllingselementet presses sammen perpendikulært på utfyllingselementets senterakse. Når en ledning krymper, vil utfyllingselementet utvides perpendikulært i forhold til utfyllingselementets senterakse.

Utfyllingselementet er fordelaktig tildannet av et elastisk materiale som opprettholder sin elastisitet ved varierende temperaturer. Materialet kan videre være olje- og kjemikaliebestandig, brannhemmende og værbestandig. Eksempler på et slikt materiale er etylen-propylen-gummi, kjent som EPDM, Neopren eller Nitril.

Oppfinnelsen er anvendbar på ulike typer installasjoner som gjerne er svært komplekse og hvor det er strenge sikkerhetskrav. Installasjonene kan være faste, mobile, landbaserte eller offshore. Aktuelle installasjoner er i en vindturbin, i et kraftverk, på et produksjonsanlegg for hydrokarboner eller på et fartøy. Oppfinnelsen begrenser ikke materialvalget, men utfyllingselementet er fordelaktig tildannet av et materiale som oppfyller sikkerhetskravene der utfyllingselementet skal benyttes.

Utfyllingselementet kan ha et sirkulært tverrsnitt. Et sirkulært tverrsnitt har den fordelen at det gir en jevnt radiell kraftretning perpendikulært på senteraksen. Oppfinnelsen setter ingen begrensinger på tverrsnittets form, men utfyllingselementet bør ha et tverrsnitt som tilveiebringer en flerrettet elastisk deformasjon og kraft.

Klammeret kan være mangekantet.

Utfyllingselementet kan benyttes uavhengig av kammerets tverrsnitt, forutsatt at det i kammerets tverrsnitt er tildannet et hulrom. Et U-formet klammer kan for eksempel omslutte ledningen 180 grader og tildanne to hulrom mot underlaget, hvor det kan anordnet et utfyllingselement. Utfyllingselementet kan tildannes i ulike dimensjoner for derigjennom å kunne benyttes i hulrom med ulik størrelse og form.

I et andre aspekt vedrører oppfinnelsen mer spesifikt en framgangsmåte for fastgjøring av én eller flere ledninger i et klammer, der framgangsmåten omfatter trinnene:

- å tilveiebringe et klammer i henhold til krav 1;

- å anordne minst én ledning i klammeret;

- å anordne minst ett utfyllingselement i minst ett hulrom i klammeret; og

- å anordne klammeret til en virksom stilling slik at klammeret derigjennom påfører utfyllingselementet en elastisk deformasjon.

Utførelseseksempler

I det etterfølgende beskrives eksempler på foretrukne utførelsesformer som er anskueliggjort på medfølgende tegninger, hvor:

Fig.1 viser i perspektiv et første utførelseseksempel av oppfinnelsen, omfattende et klammer i en uvirksom stilling, én ledning og utfyllingselementer;

Fig.2 viser klammeret i figur 1 i en virksom stilling; og hvor utfyllingselementene er påført en elastisk deformasjon.

Fig.3 viser i større målestokk et utsnitt av figur 1;

Fig.4 viser et utsnitt av figur 2;

Fig.5 viser et enderiss av figur 3,

Fig.6 viser et enderiss av figur 4;

Fig.7 viser i en mindre målestokk og i perspektiv en sammenstilling av et andre, et tredje, et fjerde og et femte utførelseseksempel av oppfinnelsen;

Fig.8 viser i større målestokk et enderiss av figur 7;

Fig.9 viser i større målestokk et enderiss av det andre utførelseseksempelet, omfattende et kvadratisk klammer, fire ledninger med en stor diameter og ett utfyllingselement;

Fig.10 et enderiss av det tredje utførelseseksempelet, omfattende et kvadratisk klammer, fire ledninger med en liten diameter og ett utfyllingselement;

Fig.11 et enderiss av det fjerde utførelseseksempelet, omfattende et triangulært klammer, tre ledninger og ett utfyllingselement; og

Fig.12 et enderiss av det femte utførelseseksempelet, omfattende et rektangulært klammer, seks ledninger og to utfyllingselement.

Figur 1 og 2 viser perspektiv et første utførelseseksempel av oppfinnelsen, omfattende et delbart klammer 10 med en øvre halvdel 101 og en nedre halvdel 102, én ledning 5 og fire utfyllingselement 1. Utfyllingselementene 1 er anordnet i hulrommene som er tildannet av ledningen 5 og klammerets 10 øvre og nedre halvdel 101, 102.

Figur 1 viser klammeret 10 i en uvirksom stilling. De fire utfyllingselementene 1 er ubelastet og innehar sin opprinnelige form. Derigjennom er utfyllingselementene 1 med på å holde den øvre delen 101 og den nedre delen 102 atskilt.

Figur 2 viser klammeret 10 i en virksom stilling. Den øvre og nedre halvdelen 101, 102 holdes sammen ved hjelp av skruer (ikke vist) eller på annen i og for seg kjent måte. De fire utfyllingselementene 1 er presset sammen og påført en elastisk deformasjon. Deformasjonen gjør at utfyllingselementene 1 utøver en radiell kraft F (se figur 6) mot ledningen 5 og klammeret 10. Hvis ledningens 5 tverrsnitt økes som følge av varmeutvikling, vil utfyllingselementene 1 presses ytterligere sammen. Hvis ledningens 5 tverrsnitt reduseres som følge av avkjøling, vil utfyllingselementenes 1 elastiske deformasjon reduseres. Utfyllingselementets 1 materialegenskaper tilveiebringer i det vesentlige en konstant kraft F mot omgivelsene når utfyllingselementet 1 er elastisk deformert.

Figur 3 viser i større målestokk et utsnitt av figur 1.

Figur 4, viser et utsnitt av figur 2.

Figur 5 viser et enderiss av figur 3.

Figur 6 viser et enderiss av figur 4. Når utfyllingselementet 1 utsettes for en elastisk deformasjon, tildannes det i utfyllingselementet 1 en kraftkomponent F som virker mot ledningen 5 og den tilliggende klammerhalvdelen 102.

Figur 7 viser i en mindre målestokk og i perspektiv en sammenstilling av et andre, et tredje, et fjerde og et femte utførelseseksempel av oppfinnelsen.

Det andre utførelseseksempelet omfatter et kvadratisk klammer 40A, fire ledninger 5 og ett utfyllingselement 1.

Det tredje utførelseseksempelet omfatter et kvadratisk klammer 40B, fire ledninger 5 og ett utfyllingselement 1.

Det fjerde utførelseseksempelet omfatter et triangulært klammer 30, tre ledninger 5 og ett utfyllingselement 1.

Det femte utførelseseksempelet omfatter et rektangulært klammer 60, seks ledninger 5 og to utfyllingselement 1.

De fire klammerne, 40A, 40B, 30, 60 er anordnet side ved side og skrudd fast til en skinne 70. Klammer 40A og 40B er identiske, men ledningene 5 anordnet i klammer 40B har mindre diameter enn ledningene 5 anordnet i klammer 40A.

Utfyllingselementet 1 er vist med ulike diametre og omfatter et parti 1A og et parti 1B. Partiet 1A er utenfor klammerne 40A, 40B, 30, 60 og innehar derigjennom sin opprinnelige form. Partiet 1B er omsluttet av klammerne 40A, 40B, 30, 60 og derigjennom påført en elastisk deformasjon som gir utfyllingselementet 1 en utadrettet kraftkomponent perpendikulært på utfyllingselementets 1 senterakse og i det vesentlige radielt på tilliggende ledninger 5.

Figur 8 viser i større målestokk et enderiss av figur 7.

Figur 9 viser i større målestokk et enderiss av det andre utførelseseksempelet, omfattende et kvadratisk klammer 40A, fire ledninger 5 som er kvadratisk anordnet og ett utfyllingselement 1 anordnet i hulrommet mellom de fire ledningene 5.

Figur 10 viser et enderiss av det tredje utførelseseksempelet, omfattende et kvadratisk klammer 40B, fire ledninger 5 og ett utfyllingselement 1. Figur 10 viser prinsipielt det samme som figur 9, med den forskjell at diameteren på ledningene 5 er mindre og diameteren på utfyllingselement 1 er større.

Figur 11 viser et enderiss av det fjerde utførelseseksempelet, omfattende et triangulært klammer 30, tre ledninger 5 og ett utfyllingselement 1 anordnet mellom de tre ledningene 5.

Figur 12 viser et enderiss av det femte utførelseseksempelet, omfattende et rektangulært klammer 60, seks ledninger 5 parvis anordnet i tre høyder og to utfyllingselement 2 anordnet mellom ledningene 5. Figur 12 viser hvordan oppfinnelsen muliggjør en mer kompakt og plassbesparende installasjon av en flerhet ledninger 5, ved at ledningene 5 kan anordnes parvis i høyden.

Det bør bemerkes at alle de ovennevnte utførelsesformene illustrerer oppfinnelsen, men begrenser den ikke, og fagpersoner på området vil kunne utforme mange alternative utførelsesformer uten å avvike fra omfanget av de vedlagte kravene. I kravene skal referansenumre i parentes ikke sees som begrensende.

Bruken av verbet "å omfatte" og dets ulike former ekskluderer ikke tilstedeværelsen av elementer eller trinn som ikke er nevnt i kravene. De ubestemte artiklene "en", "ei" eller "et" foran et element ekskluderer ikke tilstedeværelsen av flere slike elementer.

Det faktumet at enkelte trekk er anført i innbyrdes forskjellige avhengige krav, indikerer ikke at en kombinasjon av disse trekkene ikke med fordel kan brukes.

Claims (4)

Patentkrav

1. System for fastgjøring av én eller flere ledninger (5), hvor systemet omfatter et klammer (10, 40A, 40B, 30, 60) innrettet til å festes til et underlag (70), og ett eller flere fleksible utfyllingselement (1), k a r a k t e r i s e r t v e d at

- det fleksible utfyllingselementet (1) er innrettet til å fylle ut et parti av et hulrom tildannet mellom en ledning (5) og klammeret (10, 40A, 40B, 30, 60), mellom flere ledninger (5) og/eller mellom én eller flere ledning og underlaget (70);

- det fleksible utfyllingselementet (1) er innrettet til å påføre ledningen (5) en kraftkomponent (F) i ledningens (5) radielle retning når det fleksible utfyllingselementet (1) påføres en elastisk deformasjon når klammeret (10, 40A, 40B, 30, 60) er i en virksom stilling.

2. Anordning i henhold til hvilket som helst av de foregående krav, hvor det fleksible utfyllingselementet (1) er tildannet av et elastisk materiale som opprettholder sin elastisitet ved varierende temperaturer.

3. Anordning i henhold til hvilket som helst av de foregående krav, hvor kabelklammeret (10, 40A, 40B, 30, 60) er flerkantet.

4. Framgangsmåte for fastgjøring av én eller flere ledninger (5) i et klammer (10, 40A, 40B, 30, 60), k a r a k t e r i s e r t v e d at framgangsmåten omfatter trinnene: - å tilveiebringe et klammer (10, 40A, 40B, 30, 60) i henhold til krav 1;

- å anordne minst én ledning (5) i klammeret (10, 40A, 40B, 30, 60);

- å anordne det fleksible utfyllingselementet (1) i et parti av et hulrom tildannet mellom en ledning (5) og klammeret (10, 40A, 40B, 30, 60), mellom flere ledninger (5) og/eller mellom én eller flere ledninger og underlaget (70);

- å anbringe klammeret (10, 40A, 40B, 30, 60) til en virksom stilling for derigjennom å påføre det fleksible utfyllingselementet (1) en elastisk deformasjon innrettet til å utøve en kraftkomponent (F) i ledningens (5) radielle retning