PL171635B1 - Uszczelka, zwlaszcza do uszczelniania opraw zlaczy kabli swiatlowodowych PL - Google Patents

Abstract

1. Uszczelka, zwlaszcza do uszczelnia- nia opraw zlaczy kabli swiatlowodowych, wy- posazona w pierscieniow a uszczelke o przekroju okraglym oraz w material uszczel- niajacy o nastepujacych wlasnosciach wy- trzymalosciowych: twardosc Rockwella od 80 do 400 mm"1 i wydluzenie wzgledne, odpowiadajace wytrzymalosci doraznej, wy- noszace powyzej 100%, znamienna tym, ze sklad sie z elementu utrzymujacego w postaci dwóch wspólsrodkowych i korzystnie pola- czonych ze soba uszczelek pierscieniowych (12 i 13) o przekroju okraglym, wykonanego z elastomeru oraz z wypelniajacego prze- strzen miedzy uszczelkami (12 i 13) tego elementu utrzymujacego - materialu uszczel- niajacego (15), zawierajacego zel Fig. 2A PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest uszczelka, zwłaszcza do uszczelniania opraw złączy kabli światłowodowych, wyposażona w pierścieniową uszczelkę o przekroju okrągłym oraz w materiał uszczelniający o następujących własnościach wytrzymałościowych: twardość Rockwella od 80 do 400 mm¹ i wydłużenie względne, odpowiadające wytrzymałości doraźnej, wynoszące powyżej 100%.

Elementy uszczelniające są zwykle składnikiem wyposażenia montera instalacji kablowych. Stosuje się je w celu zabezpieczenia przed przedostawaniem się wody oraz zanieczyszczeń do wnętrza opraw złączy kablowych, a niekiedy również do utrzymania podwyższonego lub obniżonego ciśnienia wewnątrz oprawy. Celem wykonania złącza kabli zdejmuje się ich koszulki, odsłaniając przewody, a następnie po wykonaniu złączy umieszcza się je wewnątrz szczelnej oprawy, która musi zapewniać odpowiednią szczelność złącza, niezaleznie od różnorodnych warunków eksploatacyjnych.

Konstrukcja oprawy złączy kabli światłowodowych znana z europejskiego opisu patentowego nr EP 0159857 składa się z wydrążonej podstawy zaopatrzonej w dwa, umieszczone blisko siebie, otwory, w których osadzane są kable światłowodowe oraz z zamykającej ją pokrywy w postaci kopuły. Wewnątrz podstawy znajduje się obwód włókien szklanych, biegnących obwodowo od jednego do drugiego otworu. Podstawa oprawy jest ponadto zaopatrzona w elementy łączące złącza włókien szklanych, które umieszczone są w jednej płaszczyźnie magazynowania. Podstawa i korzystnie kopułowa pokrywa są ze sobą połączone mechanicznym zaciskiem i zaopatrzone w element uszczelniający, najczęściej w uszczelkę pierścieniową o przekroju okrągłym.

Uszczelki tego typu są dobrze znane. Pozwalają one na łatwe powtórne uszczelnienie, wytrzymują stosunkowo duże ciśnienie i nie kruszą się podczas ściskania. Jednak w przypadku, gdy siły, którym są poddawane, a tym samym powodowane nimi odkształcenia są zbyt duże, uszczelnienie staje się nieskuteczne. Inną niedogodnościąuszczelek pierścieniowych o przekroju okrągłym jest niezbędne dokładne oczyszczenie uszczelnianych powierzchni, które ponadto muszą być wolne od rys. zalewek itp. nierówności. Ponadto zmiany wymiarów uszczelki, będące wynikiem zmian ciśnienia, temperatury lub przeciążeń mechanicznych, jak również występowanie niskich temperatur, powodujących utratę sprężystości materiału - także powodują nieskuteczność uszczelnienia.

Z europejskiego opisu patentowego nr EP 0229102 znana jest uszczelka do kabli w postaci płytki z otworami, w których są osadzone odizolowane końcówki kabli. Uszczelka ta jest wykonana z materiału stanowiącego żel polimerowy, który charakteryzują następujące własności wytrzymałościowe: twardość Rockwella, mierzona zagłębieniem stożka: 30 do 400 mm'¹ oraz wydłużenie względne odpowiadające wytrzymałości doraźnej 25 do 850%. Cechą znamienną tej uszczelki są wąskie szczeliny łączące obrzeże otworów z obrzeżem płytki i umożliwiające prawidłowe otoczenie powierzchni umieszczonego w otworze kabla przez materiał uszczelki

Tego typu uszczelki nie nadają się jednak do uszczelniania podstawy i pokrywy opraw złącz kabli światłowodowych, których uszczelniane powierzchnie mają postać płaskich pierścieni.

Celem wynalazku jest opracowanie konstrukcji uszczelki przystosowanej do uszczelniania opraw złącz kabli światłowodowych, eliminującej wady stosowanych dotychczas do tego celu pierścieniowych uszczelek o przekroju okrągłym, a w szczególności zapewniającej skuteczne uszczelnienie nawet przy występowaniu bardzo znacznych sił ściskających, a także eliminującej konieczność szlifowania i dokładnego czyszczenia uszczelnianych powierzchni.

Cel ten realizuje uszczelka, zwłaszcza do uszczelniania opraw złącz kabli światłowodowych według wynalazku, złożona z elementu utrzymującego w postaci dwóch współśrodkowych i korzystnie połączonych ze sobą uszczelek pierścieniowych o przekroju okrągłym, wykonanego z elastomeru oraz z wypełniającego przestrzeń między uszczelkami tego elementu utrzymującego - materiału uszczelniającego zawierającego żel.

Szczególnie korzystne warunki uszczelnienia uzyskuje się wtedy, gdy materiał uszczelniający ma następujące własności wytrzymałościowe: twardość Rockwella od 120 do 200 mm^J oraz wydłużenie względne, odpowiadające wytrzymałości doraźnej, wynoszące powyżej 200%, najkorzystniej zaś około 400%.

Element utrzymujący uszczelki według wynalazku jest wykonany z elastomeru o twardości Showa wynoszącej od 40 do 70 mm'1

W szczególnie korzystnym rozwiązaniu element utrzymujący uszczelki składa się z dwóch współosiowych pierścieniowych uszczelek połączonych, stanowiącym z nimi jedną całość, przęsełkiem, przy czym materiał uszczelniający wypełnia przestrzeń między tymi uszczelkami po obu stronach przęsełka.

Korzystnie przynajmniej jedna z pierścieniowych uszczelek jej elementu utrzymującego ma przekrój pierścieniowy wypełniony wewnątrz powietrzem.

W celu zwiększenia przyczepności materiału uszczelniającego powierzchnia zewnętrzna elementu utrzymującego w obszarze styku z materiałem uszczelniającym jest korzystnie żłobkowana.

Doświadczenie wykazało, że stosowanie uszczelki według wynalazku do uszczelniania opraw złącz kabli światłowodowych zapewnia całkowitą szczelność wnętrza oprawy. Przyczyną tego jest zdolność elementu utrzymującego, wykonanego z elastomeru, do magazynowania energii potencjalnej, będącej wynikiem oddziaływania sił ściskających na ten element. Nieoczekiwanie okazało się przy tym, ze nagromadzona w elemencie utrzymującym i będąca wynikiem jego deformacji energia potencjalna pracy utrzymuje w stanie naprężonym materiał uszczelniający, całkowicie uniemożliwiając powstawanie jakichkolwiek przecieków.

Wynalazek jest przykładowo wyjaśniony na rysunku, na którym: fig. 1 przedstawia znaną oprawę złączy kabli światłowodowych; fig. 2A - uszczelkę według wynalazku, fig. 2B - uszczelkę

171 635 osadzoną między podstawą i pokrywą oprawy; fig. 3 - inną wersję uszczelki osadzoną między podstawą i pokrywą, połączonymi pierścieniowym zaciskiem.

Figura 1 pizedsiawia znaną oprawę ziączy kabli światłowodowych złożoną z podstawy 1 i pokrywy 2 w postaci kopuły. Podstawa 1 stanowi korzystnie wyprawkę z polietylenu lub polipropylenu z wypełnieniem włóknem szklanym. W miejscu przeznaczonym na przejście kabli podstawa jest zaopatrzona w przelotne rurki 3, przy czym tylko niektóre z nich mogą być wykorzystane do przetknięcia kabli, inne zaś są czasowo zamknięte korkami 4. Kopułowa pokrywa 2 jest wytwarzana z tworzywa sztucznego przez wydmuchiwanie i zawiera wewnątrz wykładzinę z folii metalowej, zabezpieczającą wnętrze oprawy przed wilgocią. Z podstawą 1 jest połączony wspornik 7 z przymocowanymi do niego za pomocą zawias 9 piętrowo ułożonymi korytkami 5. Każde korytko 5 jest zaopatrzone w elementy 6 dla umieszczenia w nich rurek ze złączami kabli.

Zawiasowe osadzenie korytek 5 pozwala na odsłonięcie złącz w celu ich przeglądu lub naprawy. Korytka 5 są ponadto korzystnie zaopatrzone w elementy do blokowania ich we właściwym położeniu oraz w żebra 10, zapewniające odpowiedni odstęp między kolejnymi korytkami

Figura 2A przedstawia uszczelkę 11 według wynalazku przed montażem. Uszczelka ta składa się z elementu utrzymującego 12,13,14 oraz z wypełniającego go materiału uszczelniaj ącego 15. Element utrzymujący złożony jest z dwóch współosiowych uszczelek pierścieniowych o przekroju okrągłym 12 i 13, korzystnie połączonych ze sobą za pomocą, stanowiącego z nim jedną całość, pierścieniowego płaskiego przęsełka 14.

Element utrzymujący jest wykonany korzystnie z elastomeru, stanowiącego na przykład kauczuk naturalny, kauczuk silikonowy, kauczuk nitrylowy, kauczuk EPDM lub kauczuk neoprenowy. Materiał, z którego jest wykonany winien mieć twardość Showa w granicach od 3θ do 80, korzystnie od 40 do 7θ, a najkorzystniej od 50 do 60.

Materiał uszczelniający 15 wypełnia przestrzeń między uszczelkami pierścieniowymi 12 i 13, zarówno nad jak i pod przęsełkiem 14 i wystaje wypukło z obu stron ponad górną powierzchnię uszczelek 12 i 13.

Materiałem uszczelniającym 15 jest korzystnie zel, który w temperaturze pokojowej wykazuje prawie płynną sprężystość dostosowując się do kształtu uszczelnianej powierzchni. Żele mają budowę o wiązaniu poprzecznym zapewniającą im sprężystość, wytrzymałość i ogólną stabilność kształtu. Dla żelu silikonowego lub poliuretanowego budowa o wiązaniu poprzecznym jest skutkiem poprzecznych wiązań chemicznych, natomiast dla żelu na bazie kopolimerów blokowych jest ona wynikiem tworzenia się rejonów krystalizacji. W każdym przypadku żel ma strukturę trójwymiarowej siatki polimerowej wypełnioną olejami.

Szczególnie dogodny dla wypełnienia uszczelki jest materiał uszczelniający, stanowiący żel o strukturze trójwymiarowej siatki polimerowej, mający następujące własności wytrzymałościowe: twardość Rockwella od 80 do 400 mm'¹, korzystnie od 120 do 200 mm'¹ oraz wydłużenie względne, odpowiadające wytrzymałości doraźnej, wynoszące powyżej 100%, korzystnie 200%, a najkorzystniej około 400%.

Materiał uszczelniający 15 powinien być wstępnie podgrzany w celu uformowania swej trójwymiarowej struktury przed zetknięciem się z uszczelnianą powierzchnią. Umożliwia to wstępne ukształtowanie uszczelki, która ma postać przedstawioną na fig. 2A i może być w tej postaci magazynowana lub bezpośrednio użyta do uszczelnienia.

Figura 2B przedstawia uszczelkę 11 według wynalazku umieszczoną między uszczelnianymi płaskimi, czołowymi powierzchniami podstawy 1 i pokrywy 2 oprawy złączy kabli światłowodowych. W wyniku dociśnięcia pokrywy 2 do podstawy 1 następuje ściśnięcie zarówno elementu utrzymującego 12, 13, 14, jak i materiału uszczelniającego 15, przy czym pierścieniowe uszczelki 12 i 13 elementu utrzymującego uniemożliwiają przemieszczenie się materiału uszczelniającego 15 w kierunku promieniowym, natomiast energia potencjalna sił ściskających zostaje przynajmniej częściowo zmagazynowana: w zdeformowanych (spłaszczonych i rozsuniętych) uszczelkach 12 i 13 oraz przęsełku 14, dzięki czemu materiał uszczelniający utrzymywany jest w stanie naprężonym, co całkowicie uniemożliwia powstawanie przecieków. W celu zwiększenia wartości energii potencjalnej zmagazynowanej w wyniku ściśnięcia w elemencie utrzymującym 12, 13, 14, zastosowano przedstawioną na fig. 3 uszczelkę 16 o przekroju pierścieniowym, której wnętrze wypełnione jest powietrzem. Dzięki temu element ten staje się pneumatycznie spiężysty, a energia spiężonego powietrza zwiększa wartość zmagazynowanej w nim energii potencjalnej przyczyniając się do wzrostu stanu naprężenia w materiale uszczelniającym 15, a tym samym do wzrostu szczelności połączenia.

Na fig. 3 uwidoczniony jest również obwodowy zacisk pierścieniowy 17. składający się z dwóch połączonych ze sobą zawiasowo połówek, obejmujących swymi stożkowymi powierzchniami wewnętrznymi pierścieniowe występy na obwodzie podstawy 1 i pokrywy 2 i ściskających je ze sobą.

W celu zwiększenia przyczepności materiału uszczelniającego 15 do powierzchni elementu utrzymującego 12, 13, 14 powierzchnia zewnętrzna tego elementu, zwłaszcza w obszarze styku z materiałem uszczelniającym, jest korzystnie żłobkowana.

Dlautworzeniauszczelnieniapotrzebny jest niewielki docisk uszczelnianych powierzchni, lecz gdy uszczelnienie to zostanie już utworzone to na powierzchnie te mogą być wywierane zarówno bardzo duże siły ściskające, jak i mogą nastąpić wzajemne przemieszczenia się ich nie powodując tym uszkodzenia uszczelki. Uszczelka według wynalazku dopuszcza również niewielkie nieregularności kształtu pokrywy i podstawy, a także samej uszczelki, zaś przed montażem uszczelniane powierzchnie nie muszą być nawet dokładnie oczyszczone. Materiał uszczelniający 15, stanowiący zel, korzystnie zwilża uszczelniane powierzchnie, zaś zastosowanie elementu utrzymującego eliminuje zbyt duże wzajemne przesunięcia podstawy i pokrywy, a także pełzanie zelu, bowiem moduł sprężystości uszczelek pierścieniowych z elastomeru jest znacznie większy od modułu sprężystości żelu.

Fig. 2A

Fig.2B

171 635

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł

Claims (6)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Uszczelka, zwłaszcza do uszczelniania opraw złączy kabli światłowodowych, wyposażona w pierścieniową uszczelkę o przekroju okrągłym oraz w materiał uszczelniający o następujących własnościach wytrzymałościowych: twardość Rockwella od 80 do 400 mm¹ i wydłużenie względne, odpowiadające wytrzymałości doraźnej, wynoszące powyżej 100%, znamienna tym, że skład się z elementu utrzymującego w postaci dwóch współśrodkowych i korzystnie połączonych ze sobą uszczelek pierścieniowych (12 i 13) o przekroju okrągłym, wykonanego z elastomeru oraz z wypełniającego przestrzeń między uszczelkami (12 i 13) tego elementu utrzymującego - materiału uszczelniającego (15), zawierającego żel.
2. 2. Uszczelka według zastrz. 1, znamienna tym, że materiał uszczelniający (15) ma korzystnie następujące własności wytrzymałościowe: twardość Rockwella od 120 do 200 mm¹ oraz wydłużenie względne, odpowiadające wytrzymałości doraźnej, wynoszące powyżej 200%, najkorzystniej zaś około 400%.
3. 3. Uszczelka według zastrz. 1, znamienna tym, że element utrzymujący jest wykonany z elastomeru o twardości Showa wynoszącej od 40 do 70 mm1
4. 4. Uszczelka według zastrz. 1, znamienna tym, że jej element utrzymujący składa się z dwóch współosiowych pierścieniowych uszczelek (12 i 13) połączonych, stanowiącym z nimi jedną całość, przęsełkiem (14), przy czym materiał uszczelniający (15) wypełnia przestrzeń między tymi uszczelkami (12 i 13) po obu stronach przęsełka (14).
5. 5. Uszczelka według zastrz. 4, znamienna tym, że przynajmniej jedna z pierścieniowych uszczelek (12, 13) jej elementu utrzymującego ma przekrój pierścieniowy (16) wypełniony wewnątrz powietrzem.
6. 6. Uszczelka według zastrz. 4, znamienna tym, że powierzchnia zewnętrzna elementu utrzymującego w obszarze styku z materiałem uszczelniającym (15) jest korzystnie żłobkowana.