Ущільнювальний елемент

1 Уплотнителыный элемент, выполненный с возможностью спиральной намотки вокруг удлиненного изделия и содержащий полоску уплотняющего материала, отличающийся тем, что он содержит ряд захватывающих элементов, расположенный рядом с полоской уплотняющего материала и проходящий вдоль ее продольного края для прикрепления уплотнительного элемента при использовании посредством захватывающих элементов к удлиненому изделию, вокруг которого он спирально намотан 2 Уплотнительный элемент по п 1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит второй ряд захватывающих элементов, расположенный рядом с полоской уплотняющего материала и проходящий вдоль ее продольного края, противоположного краю, вдоль которого проходит первый ряд захватывающих элементов 3 Уплотнительный элемент по п 1 или 2, отличающийся тем, что он дополнительно содержит несущую полоску, к которой прикреплена полоска уплотняющего матерала и/или ряд, или каждый ряд захватывающих элементов 4 Уплотнительный элемент по п 3, отличающийся тем, что несущая полоска выполнена упруго растяжимой 5 Уплотнительный элемент по п 4, отличающийся тем, что несущая полоска предварительно растянута в продольном и/или поперечном направлении 6 Уплотнительный элемент по пп 3-5, отличающийся тем, что несущая полоска содержит один отрезок полимерного, предпочтительно эластомерного материала 7 Уплотнительный элемент по пп 3-5, отличающийся тем, что несущая полоска содержит тканый или нетканый материал 8 Уплотнительный элемент по пп 3-7, отличающийся тем, что каждый захватывающий элемент ряда независимо прикреплен к несущей полоске 9 Уплотнительный элемент по пп 3-8, отличающийся тем, что каждый захватывающий элемент ряда прикреплен к несущей полоске посредством механического сцепления с ней 10 Уплотнительный элемент по пп 1-9, отличающийся тем, что каждый захватывающий элемент ряда выполнен с обеспечением возможности сцепления захватывающих элементов последовательных витков друг с другом при спиральной намотке уплотнительного элемента вокруг удлиненного изделия для предотвращения случайного смещения витков по отношению друг к другу в осевом направлении удлиненного изделия 11 Уплотнительный элемент по пп 1-10, отличающийся тем, что каждый захватывающий элемент выполнен из жесткого пластика или металла 12 Уплотнительный элемент по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что он дополнительно содержит фиксирующее средство или средства, способствующее при использовании, как минимум, фиксации уплотняющего материала на уплотнительном элементе в осевом направлении по отношению к удлиненному изделию, вокруг которого спирально намотан уплотнительный элемент 13 Уплотнительный элемент по п 12, отличающийся тем, что фиксирующее средство содержит первую фиксирующую полоску, проходящую рядом с продольным краем полоски уплотняющего материала 14 Уплотнительный элемент по п 13, отличающийся тем, что фиксирующее средство дополнительно содержит вторую фиксирующую полоску, проходящую рядом с продольным краем полоски уплотняющего материала, противоположным краю, рядом с которым проходит первая фиксирующая полоска 15 Уплотнительный элемент по п 13 или п 14 с подчинением п 2, отличающийся тем, что первая и/или вторая фиксирующая полоска расположена между полоской уплотняющего материала и рядом захватывающих элементов 16 Уплотнительный элемент по пп 12-15, отличающийся тем, что фиксирующее средство или q Ю 45417 средства выполнено упруго сжимаемым 17 Уплотнительный элемент по п 16, отличающийся тем, что фиксирующее средство или средства содержит эластомерный и/или пенистый полимерный материал 18 Уплотнительный элемент по пп 12-17 с подчинением п 3, отличающийся тем, что фиксирующее средство или средства представляет собой неотъемлемую часть несущей полоски Настоящее изобретение относится к уплотнительному элементу, который может быть спирально намотан вокруг удлиненного изделия (например, телевизионного или электрического кабеля или трубы), например, для образования уплотнения между удлиненным изделием и окружающим его изделием (например, кожухом сростка кабеля или трубопроводом) Изобретение также относится к комплекту деталей для образования покрытия сростка кабеля, которое включает в себя один или более таких уплотнительных элементов В немецком патенте № 4135570 С1 описан уплотнительный поясок для наматывания вокруг кабеля, проходящего в кабелепроводе, с целью создания уплотнения между кабелем и кабелепроводом, в котором, как минимум, внутренняя сторона пояска, обращенная к кабелю, имеет шероховатую поверхность, предпочтительно выполненную из вытянутых фрикционных элементов Фрикционные элементы могут представлять собой мелкозернистый корунд или наждак, либо они могут быть выполнены из металла или пластика и закреплены в материале уплотнительного пояска В международной патентной заявке WO 94/05935 (Raychem) описан уплотнительный элемент, содержащий (а) уплотняющий материал, имеющий конусное проникновение в диапазоне от 1 80 до 400 (10 мм) и критическое удлинение, как минимум, 100%, и (Ь) эластомерный фиксирующий элемент для уплотняющего материала В соответствии с настоящим изобретением, обеспечивается уплотнительный элемент, который может быть спирально намотан вокруг удлиненного изделия, содержащий (a) полоску уплотняющего материала, и (b) ряд захватывающих элементов, расположенный рядом с полоской уплотняющего материала и проходящий вдоль ее продольного края в котором при использовании захватывающие элементы обеспечивают захват уплотнительным элементом удлиненного изделия, вокруг которого он спирально намотан Уплотнительный элемент по данному изобретению имеет то преимущество, что, в связи с тем, что он имеет ряд захватывающих элементов, расположенный рядом с полоской уплотняющего материала и проходящий вдоль продольного края полоски уплотняющего материала, а не вставленные или закрепленные в уплотняющем материале элементы (как это имеет место в уплотнительном пояске по DE 4135570 С1), эффективность уплотнения уплотняющего материала обычно не сни 4 19 Уплотнительный элемент по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что уплотняющий материал содержит гель, мастику и/или адгезив, предпочтительно адгезив, склеивающий при надавливании 20 Уплотнительный элемент по любому из предыдующих пунктов, отличающийся тем, что уплотняющий материал имеет твердость по СтевенсуВолланду от 45 г до 130 г жается за счет захватывающих элементов Уплотнительный элемент, предпочтительно, дополнительно содержит второй ряд захватывающих элементов, расположенный рядом с полоской уплотняющего материала и проходящий вдоль ее продольного края, противоположного краю, вдоль которого проходит упомянутый ряд захватывающих элементов Это создает то преимущество, что Уплотнительный элемент сцепляется с удлиненным изделием, вокруг которого он обмотан, обеими сторонами спирально намотанной полоски уплотняющего материала, что способствует фиксации уплотняющего материала в данном месте удлиненного изделия В предпочтительных вариантах осуществления данного изобретения уплотнительный элемент дополнительно содержит несущую полоску, к которой прикрепляется полоска уплотняющего материала и/или ряд (или ряды) захватывающих элементов Преимущественно, несущая полоска может представлять собой один отрезок полимерного, предпочтительно, эластомерного материала, например, натуральной или синтетической резины Дополнительно, или альтернативно, несущая полоска может содержать множество волокон, нитей, проволоки и т п , в частности, в виде тканого и нетканого материала, выполненного, например, из полиамида, полиолефина, полиэстера, стекла и/или металла Несущая полоска, преимущественно, может быть упруго растяжимой Это может иметь то преимущество, что к уплотняющему материалу может быть приложено сжимающее усилие со стороны несущей полоски, находящейся в растянутом состоянии (т е таком, чтобы оно влекло за собой противодействующее сокращающее усилие) Несущая полоска (и, предпочтительно, также уплотняющий материал совместно с несущей полоской) может, преимущественно, быть предварительно растянута в продольном и/или поперечном направлении Предпочтительно, следствием такого предварительного растяжения является приложение к уплотняющему материалу противодействующего сокращающего (и поэтому сжимающего) усилия При использовании, предварительно растянутый уплотнительный элемент будет обычно стремиться к сокращению, сжимая, тем самым, уплотняющий материал Часто это имеет свои преимущества, поскольку некоторые уплотняющие материалы, например, гели и мастики, обычно действуют наилучшим образом, когда они находятся в сжато м состоя н и и Особенно 45417 средство (средства) содержало одну или более дополнительных деталей уплотнительного элемента Предпочтительно, фиксирующее средство (средства) прикрепляется к несущей полоске (если она присутствует) или представляете ней одно целое Преимущественно, фиксирующее средство может содержать первую фиксирующую полоску, проходящую рядом с продольным краем полоски уплотняющего материала Предпочтительно, фиксирующее средство дополнительно содержит вторую фиксирующую полоску, проходящую рядом с продольным краем полоски уплотняющего метериала, противоположным тому, около которого проходит первая фиксирующая полоска Более Каждый захватывающий элемент из ряда запредпочтительно, чтобы первая и/или вторая фикхватывающих элементов, предпочтительно, незасирующая полоска была расположена между повисимо прикрепляется к несущей полоске (если лоской уплотняющего материала и рядом захваона присутствует) Дополнительно, или альтернатывающих элементов тивно, каждый захватывающий элемент, предпочтительно, присоединяется к несущей полоске пуФиксирующее средство (или каждое из фикситем механического сцепления с ней, например, рующих средств) является упруго сжимаемым, т е при помощи одного или более выступов или друоно выполнено из эластомерного и/или вспененгих деталей на захватывающих элементах или ного полимерного материала Это имеет то пренесущей полоске, сцепляющихся с одним или боимущество, что, когда уплотнительный элемент лее отверстиями или углублениями в несущей намотан вокруг удлиненного изделия и подвергаполоске или захватывающих элементах В одной ется сжимающему усилию (например, когда кожух особенно предпочтительной конструкции имеется сростка кабеля или уплотнительное устройство один или более рядов отверстий или углублений, смыкается вокруг него), фиксирующее средство расположенных вдоль несущей полоски, с котоявляется предпочтительно сжатым, и, вследствие рыми сцепляются захватывающие элементы В своей упругости, предпочтительно, оказывает другой особенно предпочтительной конструкции противодействующее сжимающее усилие на упкаждый захватывающий элемент укреплен (налотняющий материал (который сам по себе являпример, сжат) на одной или более нитей, волокон ется, предпочтительно, в сущности, несжимаеили проволок несущей полоски, например, помым) Некоторые уплотняющие материалы средством простого механического сцепления (особенно гели, как, например, подробно описано ниже) действуют наилучшим образом, находясь Предпочтительно, каждый захватывающий под давлением Однако, такие уплотняющие маэлемент имеет такую форму, что, когда уплотнитериалы могут подвергаться сползанию или ретельный элемент спирально наматывается вокруг лаксации через некоторое время, и/или они могут удлиненного изделия, захватывающие элементы изменяться в объеме вследствие, например, темпоследовательных витков сцепляются друг с друпературных колебаний Преимущество упруго гом и, таким образом, в сущности, предотвращают сжимаемого фиксирующего средства состоит в смещение витков относительно друг друга в осетом, что, если при использовании происходит тавом направлении вдоль удлиненного изделия кое сползание, релаксация, или увеличение или Дополнительно, или альтернативно, захватываюснижение объема уплотняющего материала, фикщие элементы могут быть, в сущности, располосирующее средство, будучи сжатым, будет в ответ жены вдоль уплотнительного элемента, на достаавтоматически либо расширяться вследствие своточном расстоянии от него, так чтобы при ей упругости, либо сокращаться дальше вследстнаматывании уплотнительного элемента захватывие своей сжимаемости (в зависимости от обстоявающие элементы последовательных витков растельств), поддерживая, таким образом, полагались между друг друга Захватывающие определенное давление на уплотняющий матеэлементы, предпочтительно, снабжены зубцами риал или другими захватывающими выступами Каждый предпочтительно, чтобы уплотнительный элемент был, предварительно, растянут в продольном направлении, вследствие чего он стремится сократиться при использовании Каждой попытке сокращения уплотнительного элемента, предпочтительно, в значительной степени препятствует то, что, он заключен в кожухе, трубопроводе и т п Под "предварительно растянутым" элементом понимается элемент, растянутый в то время (или до того), когда его наматывают вокруг удлиненного изделия В некоторых вариантах изобретения несущая полоска может даже быть предварительно растянута до прикрепления к ней уплотняющего материала захватывающий элемент может, преимущественно, быть выполнен, например, из жестких пластиков или металла В особенно предпочтительных вариантах изобретения уплотнительный элемент дополнительно содержит фиксирующее средство, которое при использовании, как минимум, способствует фиксации уплотняющего материала на уплотнительном элементе в осевом направлении по отношению к удлиненному элементу, вокруг которого спирально намотан уплотнительный элемент Фиксирующее средство может содержать захватывающие элементы или может быть их частью Предпочтительно, однако, чтобы фиксирующее Фиксирующее средство (средства), предпочтительно, выполнено из полимерного (например, силиконового, полиолефинового, полиуретанового) пенистого материала и/или эластомерного материала (например, натуральной или синтетической резины) Материал фиксирующего средства предпочтительно имеет остаточную деформацию при сжатии (определяемую в соответствии с ASTM D395 при 70°С) не более 15%, более предпочтительно - не более 10%, и особенно желательно - не более 5% Наиболее предпочтительные варианты изобретения, - т е содержащие полоску уплотняющего материала, ряд захватывающих элементов, 8 45417 тельно - более 55г, например, от 55 до 60г Он, предпочтительно, имеет релаксацию напряжений менее 12%, более предпочтительно - менее 10%, и особенно предпочтительно - менее 8% Критическое удлинение, - также при комнатной температуре, - предпочтительно, более 100%, более предпочтительно - более 600%, еще более предпочтительно - более 1000%, а наиболее предпочтительно - более 1400%, в соответствии с определением по ASTM D638 Модуль растяжения при 100% натяжении составляет, предпочтительно, мак минимум, 1,8МПа, более предпочтительно как минимум, 2,2МПа В общем случае остаточная деформация при сжатии (измеренная в соответствии с ASTM D395 при 70°) составляет, предпочтительно, менее 35%, более предпочтительно - менее 25%, особенно предпочтительно - менее 15% Предпочтительно, гель имеет конусное проникновение'?, измеренное в соответствии с ASTM D217, Уплотняющий материал уплотнительного как минимум, 50 (101мм), более предпочтительно элемента может обычно содержать любой подхо- как минимум, 100 (101мм), еще более предпочдящий уплотняющий материал Один предпочтитительно - как минимум, 200 (101мм), и предпочтельный вид уплотняющего материала содержит тительно - не более 400 (10 1мм), особенно предмастику, наиболее предпочтительно, имеющую почтительно - не более 350 (10 1мм) Полимерная высокую остаточную деформацию при сжатии и композиция геля может, например, содержать минимальные характеристики ползучести Предэластомер или блоксополимер, имеющий относипочтительно, мастика содержит один или более, в тельно твердые блоки и относительно эластомеросновном, некристаллических материалов, наприные блоки Примерами таких сополимеров могут мер, битумных материалов, эластомерных матебыть блоксополимеры стирола и диена, например, риалов и/или термопластичных полимеров Масбутадиен-стирол ьные или изопрен-стирольные тика может включать в себя один или более диблок - или триблоксополимеры, например, танаполнителей или других добавок Примеры маские, как описанные в международной патентной тик, которые обычно могут использоваться в уппубликации WO 88/00603 Предпочтительно, одлотняющем материале по данному изобретению, нако, полимерная композиция содержит один или представлены в патентах США №№ 3243211, более стирол-этилен-пропилен-стирольных блок3297819, 3396460 и 4206786 Полное раскрытие сополимеров, например, таких, какие продает сущности каждого из этих патентов приведено Kuraray of Japan под товарным знаком 'Septon' здесь для сведения Преимущество мастики соЖидкие наполнители, используемые в геле, предстоит в том, что при образовании уплотнения она почтительно, содержат масла Эти масла могут обычно деформируется и способна легко растебыть маслами углеводородов, например, парафикаться, но через некоторое время становится новыми или нафтеновыми маслами, синтетичеобычно твердой и может иметь высокую механискими маслами, например, полибутеновыми или ческую прочность Предпочтительно, мастика полипропеновыми маслами, и их смесями Предимеет температуру размягчения (измеряемую в почтительными маслами являются смеси неаросоответствии с ASTM E28) около 130°С, и при исматических парафинов и масел нафтеновых углепытании на отслаивание вращающимся барабаводородов Гель может содержать добавки, ном при 23°С (в соответствии с QAPK 027), преднапример, такие, как влагопоглотители (например, почтительно, имеет сопротивление отслаиванию бензоилхлорид), антиоксиданты, пигменты и фуноколо 130Н/25мм Предпочтительная мастика гициды имеет сопротивление сдвигу (при испытании по IS004587) более 160Н, а предпочтительно - более Гели предпочтительны, потому что они часто 250Н Мастики, предпочтительные для данного являются прекрасным уплотняющим материалом, изобретения, имеют высокую, как правило, 100частично, вследствие своей способности увлажпроцентную остаточную деформацию при сжатии нять поверхности, с которыми они вступают в контакт, а частично, благодаря своим другим физичеОсобенно предпочтительно, чтобы уплотняюским и химическим свойствам Однако, все или щий материал мог дополнительно или альтернанекоторые из предпочтительных свойств геля мотивно содержать гель Гель может, например, согут присутствовать и в других уплотняющих матедержать силиконовый гель, гель мочевины, риалах, помимо геля Одним из таких предпочтиуретановый гель, термопластиковый гель, или тельных свойств уплотняющего материала любой подходящий гель или гелоидный уплотниявляется то, что он имеет твердость по Стевенсутельный материал Предпочтительные гели соВолланду в диапазоне от 45г до 50г, более преддержат полимерную композицию с масляным напочтительно - от 50г до 70г Другим предпочтиполнителем Предпочтительно, гель имеет тельным свойством уплотняющего материала явтвердость при комнатной температуре в соответляется то, что он имеет конусное проникновение, ствии с определением при помощи анализатора измеряемое в соответствии с ASTM D2171, как структуры Стевенса-Волланда, - более 45г, предминимум, 50 (101мм), более предпочтительно почтительно - более 50г, особенно предпочтификсирующее средство для уплотняющего материала и несущую полоску, - имеют то преимущество, что они сочетают в себе следующие четыре признака уплотнение, захват, фиксация уплотняющего материала и накопление потенциальной энергии (например, посредством упруго сжимаемого фиксирующего средства при его сжатии, или посредством упруго растяжимой несущей полоски при ее растяжении), которая может поддерживать давление на уплотняющий материал Тот факт, что предпочтительные варианты изобретения сочетают все эти признаки в одном издели, (уплотнительный элемент) означает, что дополнительные элементы, которые обычно используются для обеспечения таких признаков, не являются необходимыми, что упрощает конструкцию и установку покрытия сростка кабеля, уплотнения трубопровода и т п 45417 1 как минимум, 100 (10 мм), еще более предпочти1 тельно- как минимум, 200 (10 мм), и предпочти1 тельно, не более 400 (10 мм), особенно не более 1 350(10 мм) Другие уплотняющие материалы, которые могут использоваться, включают в себя полимерные (например, силиконовые) пенистые материалы, эластомерные материалы, например, натуральную или синтетическую резину, адгезивы, особенно адгезивы, склеивающие при надавливании, твердеющие/реакционноспособные уплотняющие материалы или консистентные смазки, например, силиконовую смазку Как указано выше, помимо уплотнительного элемента, изобретение также относится к набору деталей для образования покрытия сростка кабеля Таким образом, в соответствии с третьим аспектом изобретения, оно обеспечивает набор деталей для образования покрытия сростка кабеля, содержащий (а) один (или более) уплотнительный элемент по данному изобретению, и (Ь) кожух для заключения в него сростка кабеля и, предпочтительно, также указанного уплотнительного элемента (или каждого из этих элементов), спирально намотанного вокруг одного (или более) срощенных кабелей Предпочтительно, при использовании, данный (или каждый) уплотнительный элемент наматывают вокруг одного (или более) кабеля и/или помещают между двумя или более кабелями (в последнем случае - для образования ответвления, например), и кожух смыкают вокруг кабеля (кабелей) и уплотняющего элемента (элементов) Преимущественно, при закрытии кожуха и /или одной или более других деталей набора, например, одного или более уплотнительных устройств, может осуществляться сжатие уплотняющего материала и/или фиксирующего средства (если оно присутствует), и/или захват кабеля (кабелей) захватывающими элементами (если они присутствуют) Далее изобретение будет описано со ссылкой на следующие прилагаемые чертежи Фиг 1 представляет собой вид в перспективе одного предпочтительного варианта уплотнительного элемента по данному изобретению, Фиг 2 представляет собой поперечное сечение уплотнительного элемента по Фиг 1, Фиг 3 представляет собой схематическое поперечное сечение части покрытия сростка кабеля, составленного из набора по данному изобретению и установленного вокруг сростка кабеля, Фиг 4 представляет собой вид в перспективе несущей полоски другого предпочтительного варианта уплотнительного элемента по данному изобретению, и Фиг 5 представляет собой вид в перспективе всего уплотнительного элемента, несущая полоска которого представлена на Фиг 4 На Фиг 1 и 2 показан уплотнительный элемент 1 по данному изобретению, содержащий полоску уплотняющего материала 3 (например, гель) 10 и два ряда захватывающих элементов 5, расположенные рядом с полоской уплотняющего материала 3 и проходящие вдоль противоположных продольных краев 7 этой полоски Как полоска уплотняющего материала 3, так и захватывающие элементы 5 прикреплены к несущей полоске 9, содержащей одну полоску эластомерного материала (например, резины) Между полоской уплотняющего материала 3 и каждым рядом захватывающих элементов 5 находится фиксирующее средство в виде фиксирующей полоски 11, которая при' использовании фиксирует не менее, в сущности, фиксировать уплотняющий материал в осевых направлениях Как описано выше, вследствие того, что фиксирующие полоски 11 являются упругими, любое растяжение или сокращение уплотняющего материала 3 будет обычно компенсироваться соответствующим сокращением или растяжением фиксирующих полосок Закрытие кожуха 23 приведет также к захвату кабеля 25 захватывающими элементами 5, вследствие чего уплотнительный элемент будет прикреплен к кабелю, а так как кожух выполнен с возможностью сцепления с уплотнительным элементом, то кабель окажется, таким образом, скрепленным с кожухом На Фиг 4 показан вид в перспективе несущей полоски другого варианта уплотнительного элемента по данному изобретению Эта несущая полоска содержит неплотное переплетение эластомерных волокон 27 с вплетеннными продольными усиливающими элементами 29 Эластомерные волокна предпочтительно выполнены из полибутадиена, а усиливающие элементы предпочтительно содержат полиамид, полипропилен, полиэтилен, полиэстер или стекловолокно, либо металлическую (алюминиевую или медную) проволоку На Фиг 5 показан вид в перспективе всего уплотнительного элемента, несущая полоска которого показана на Фиг 4 Этот уплотнительный элемент содержит полоску уплотняющего материала 3 (например, гель), которую несут на себе некоторые из эластомерных волокон 27 несущей полоски Уплотняющий материал 3 преимущественно может быть экструдирован на эластомерные волокна 27 Вдоль каждого продольного края полоски уплотняющего материала 3 проходит фиксирующая полоска 31, предпочтительно, выполненная из пенополимеров (например, пенополиэтилена) Каждую фиксирующую полоску 31 несут на себе некоторые из эластомерных волокон 27 Рядом с каждой фиксирующей полоской 31, с другой стороны от уплотняющего материала 3, расположен ряд захватывающих элементов 33 Захватывающие элементы 33 установлены (например, путем зажимания) на усиливающих элементах 29 Для дополнительного прикрепления часть 35 каждого захватывающего элемента также входит в канавку 37 в соответствующей фиксирующей полоске 31 45417 ФИГ.1 12 ФИГ.4 27 ФИГ.2 11 IS S ФИГ.5 ФИГ.З 35 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044)456-20- 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71