专利名称：用于光纤电缆的内管道引导管组件的制作方法
技术领域：
本发明主要涉及下述类型的筒形导管——其可用于地下或建筑物内电缆(例如光纤电缆、同轴电缆或类似物)的外罩。更具体地，本发明涉及可以插入这种导管中将该导管划分成分离的区域的分隔装置。具体而言，本发明涉及柔性细长分隔装置，以将其插入已经就位的导管中，该导管中可以已设有至少一根置于其中的电缆，并且其中可能有转弯、弯曲或类似情况。
背景技术：
光纤通信电缆之类的电缆通常在地下铺设很长距离，甚至可能延伸许多英里。将电缆埋在地下以使电缆及其相应支撑设施不会堆积在地上是本领域已知的。而且，将电缆安置在地下可以更有效地保护其免受气候和其它潜在的破坏性环境的损害。
建筑或地基、网络中也安装有电缆。这种电缆可以具有范围很宽的结构，从抗张强度高的多芯电缆到抗张强度很低的单芯电缆。安装通信电缆的主要方法有两种。首先，以可使用牵拉线、牵拉带或牵拉绳将电缆拉到导管内，或者其次，可以使用风力如压缩空气将电缆吹入导管。拉线的断裂强度通常为400至6,000磅，并且通常是机织或编结的。由于玻璃易碎的特性，安装过程中使施加于通信电缆的力最小是非常重要的。
将电缆置于导管中以更充分地保护地面或建筑物内的电缆也是电缆领域中已知的。通常铺设于地面或建筑结构内的导管通常由很长的聚氯乙烯管或类似材料形成。然后将绳索吹过导管，而绳索连接在通信电缆的一端。拉动绳索，带动电缆穿过导管。就位于导管内时，电缆便受到保护不受气候、水和类似因素可能造成的损害。
已经发现，某些啮齿动物有时会咬穿地下电缆。因此，许多使用的地下电缆直径为2英寸或更大，这足够防止多数啮齿动物造成的损害。尽管这种导管为通信电缆提供了优异保护，在这种导管中还有许多未利用的空间或“死区”。随着出现直径可能仅半英寸或更小的光纤电缆，普通导管中的死区更多。
当导管就位于地下或建筑物内时，随后可能需要在相同位置放置第二根通信电缆。因此，从成本和时间的角度考虑，理想的是利用现有导管中的死区而并非铺设一段新导管。然而，已经发现在已经套有一根电缆的导管中再插入一根电缆是非常困难的。当绳索吹入已经套有电缆的导管中时，或者使另一根电缆“蛇行”穿过导管时，它们常常会被第一根电缆妨碍，使人们不可能插入第二根电缆。
已经提出在导管中插入分隔物将导管分成分离的区域，从而使人们更容易插入另一根电缆。这样一来遇到的问题在于当导管长距离铺设或者是铺设在建筑物内时总是会在其中产生拐角、弯曲和起伏。
因此，需要有将导管分离或分隔成分离的区域的装置。该装置必须能够插入到已经就位的导管中，所述的已就位的导管中可以有急转弯。还需要有更好地利用导管内空间的分隔装置。需要提供可一次安装的内导管组件，其使得人们日后可以根据需要以最低的花费和人力让电缆从其中拉过。另外，需要提供保护其中所套电缆的独立引导管，为将来安装的电缆提供预定的开放通道。此外，需要有可以在建筑物内使用的分隔装置，所述分隔装置在便于铺设电缆及提高维护安装性能的同时，还满足必需的建筑规范耐火要求。
发明内容
本发明包括设置成在管道内容纳电缆的柔性内导管引导管组件。该内导管组件包括多根引导管，每根引导管设置成容纳至少一根电缆，其中引导管被放置并束在防护性纺织品套筒中。每根引导管可以包含用于将电缆拉入引导管内的装置，这种牵拉装置可以包括牵拉线、牵拉带、或其它任何适用于将电缆安装在引导管内的装置。本发明的另一主要特征涉及形成内导管引导管组件的材料、以及内导管组件的制造和使用方法。
参考附图，根据下列描述使本发明更清楚，其中图1是导管中的内导管引导管组件的一个实施方式的透视图；图2是导管中的内导管引导管组件的一个实施方式的横剖视图；图3是牵拉入管道中的内导管引导管组件的一个实施方式的侧剖视图。
具体实施例方式
参考附图，图1和2显示了内导管引导管组件10，其包括多根束在纺织品套筒14中的引导管12。内导管结构10位于管道或导管16内，每根引导管12包括将电缆牵拉入引导管中的牵引线18或其它牵引装置。在另外可选的实施方式中，可以使用风力将电缆吹入引导管，从而避免了对牵拉线的需求。每根引导管为电缆20提供了专用通道。
在优选的实施方式中，结合抗张强度小于100磅、直径小(通常小于15毫米)的电缆的安装使用引导管12。尽管可以使用任何合适的材料(包括聚酯、聚四氟乙烯、PEEK、聚偏氟乙烯或其任意组合)制成，引导管12通常由压纺聚合物如尼龙制成。此处阐述引导管12的几个实施例实施例1.4×6尼龙管
2.4×6尼龙管
3.3.3×5尼龙管
4.3.3×5尼龙管
纺织品套筒14用于保护引导管12束免受磨损、摩擦和拉力。在优选的实施方式中，纺织品套筒14是机织制品，其由低摩擦人造纤维如聚酯、尼龙、聚四氟乙烯、聚芳酰胺、PEEK(聚醚醚酮)或聚偏氟乙烯制成。纺织品套筒14至少延伸至长度与引导管12相同。可以制造过程中围绕引导管12来织造或形成纺织品套筒14，或者可以在制成之后将引导管12插入道纺织品套筒14中。
在优选的实施方式中，在制造过程中围绕引导管12束而织造纺织品套筒14，但是预计也可以在其制造后的独立步骤中将引导管12插入到纺织品套筒14中。任选地，纺织品套筒14具有耐火性，特别是当组件用于建筑物或其它结构内部时。如下文所述，可以通过选择耐火材料或施加耐火涂层使纺织品套筒14具有耐火性。另外可选地，纺织品套筒14可以由增强的复合材料制成，例如玻璃纤维增强的环氧或聚酯复合材料、树脂浸渍的织造纺织品复合材料或有机/无机混合复合材料。
织物材料优选为柔软、柔韧的，使得纺织品套筒14可以在不发生阻塞或生成过多热的情况下被牵拉穿过导管。因此，在一个实施方式中，织物为100％的平织尼龙纱线，其经纬双向上均为520旦的单丝，以38.5的经纬纱支数织造，制成时经纬纱支数为40×40。织物重量优选为6.0 oz.yd.。应当理解到，单丝旦数可以在200-1000旦的范围内变化，而且可以根据需要对经纱和纬纱进行适当变动。如上文所述，优选的纱线为520旦的尼龙6单丝，但是也可以使用其它纱线如520旦的聚酯，只要它具有所需的特性。尽管高韧度纤维和纱线是构成纺织品套筒14的优选材料，也可以使用其它合适的材料。在一个优选的具体实施方式
中，纺织品套筒14是由经向聚酯纱线和纬向尼龙纱线制成的机织织物。
套筒可以用多种方式制造。在一个实施方式中，可以将两个或多个织物条带互相紧贴着叠起，沿两边纵向侧缝合或粘合，形成套筒和其中的通道。另外可选地，可以将单个织物条带大致从中间纵向折叠，并沿自由边缘粘合。可以通过缝合、超声密封、粘合密封、针织、编织或其它可以使用的方法将这些实施方式中的自由边缘连接在一起。在另一个实施方式中，可以简单地将纱线针织、编织或以其它形式形成无缝管。可以将平整的织物条带围绕引导管12束卷成螺旋结构。在此还可预计到纺织品套筒14的其它结构。
在优选的实施方式中，引导管12中所用牵拉线18的断裂强度为50磅或更低，以防止安装过程中电缆因暴露于过高的张力而受损。在一个实施方式中，牵拉线18被制成表面积最小，例如由加捻纱、编织或圆形单丝制成，以降低电缆安装过程中的摩擦力。
在本发明另一个实施方式中，纺织品套筒14和引导管12由耐火材料制成，特别是用于建筑物和其它结构中时。建筑规范要求结构部件具有一定水平的耐火性，并且对发烟量水平有限制，因此用于该用途的任何柔性内导管均需满足该规范。耐火柔性内导管分隔装置可以安装在建筑内，具体地，安装在HVAC系统、垂直和水平通风管道或公用空间(如电梯、电缆托盘、EMT管道系统等)内。多数建筑物安装并不要求电缆或内导管的长度很长，通常，牵拉长度小于1000英尺。安装这些短程的电缆和内导管时，通常不需要润滑剂。此外，应当理解到，内导管引导管组件可以在不安装在管道或管道系统内的情况下用于该应用。
为了提供耐火性纺织品套筒14，在一个实施方式中可以使用玻璃纤维纱线制造本文所述的织物。在一个优选的实施方式中，玻璃纱线在1800码/lb至22,500码/lb的范围之内，纤维被织成平织结构。玻璃纤维纱线可以涂有PVC或某种其它的适用材料，其包括，例如，硅氧烷、丙烯腈系纤维、聚乙烯或其它聚烯烃。玻璃纤维织物可以涂有粘合剂，或者在织物形成之前对单独的纱线进行涂层。涂层用于对易碎的玻璃纱线进行保护，以增加织物的稳定性，或者为织物提供必要的刚性以便使腔体偏向开放结构。另外可选地，可以使用多组分复合纱线，其具有用三聚氰胺树脂包裹、然后用耐火聚酯包裹的玻璃芯。这种另外可选的多组分复合纱线可以视为皮芯(core-sheath)型纱线。
在另一可选实施方式中，可以通过使用其它类型的材料(包括芳族聚酰胺纤维、三聚氰胺纤维、聚偏氟乙烯(PVDF)纤维或氧化铝-氧化硼-二氧化硅(Alumina-Boria-Silica)(陶瓷)纤维)使柔性内导管结构具有耐火性。
另一种使柔性内导管结构具有耐火性的方法包括挤压原料聚合物(如聚酯和尼龙)中具有阻燃添加剂的纱线。相同方法也可用于挤压引导管12。这种挤压方法中可以使用的可能添加剂包括膨胀化合物(其包括氢氧化铝、氧化镁、硼酸镁)；其它含硼化合物(如硼酸锌)、磷酸铵；形成残渣的含碳材料(包括季戊四醇、醇酸树脂或多元醇)；含氮化合物(包括三聚氰胺和双氰胺)、氧化锑；卤代有机物(如十溴二苯醚)；含磷化合物(如磷酸铵；其它磷酸盐和有机磷酸酯)。这些阻燃材料通常相互结合使用，例如卤代烃系统和氧化锑(如DechloranePlus)。
另一种使柔性内导管结构具有阻燃性的方法是用阻燃涂层对纺织品套筒14和/或引导管12进行处理。这种涂层可以使用的可能阻燃剂包括上文所列举的那些，可以包括或不包括粘合剂体系。
一种特别有效的制造耐火纺织品套筒14或引导管结构的方法是将尼龙6树脂与约6wt％至8wt％的氰尿酸三聚氰胺添加剂一起挤压。因此，该纺织品套筒14的实施例的结构包括优选地以30×35结构平织、经纬双向上均为520旦具6.75％氰尿酸三聚氰胺的尼龙6的织物。应当理解到，添加剂可以包括2wt％至12wt％、优选为4wt％至10wt％、更优选为6wt％至8wt％的挤压纱线或引导管。
应当理解到，也可以使用上述的任何方法或材料使牵拉带具有耐火性。
使用时，可以将带有引导管12的纺织品套筒14的一端固定在沿管道长度延长的牵拉线18或牵拉带上，如图3所示。在远处一端向牵拉线18施加拉力，使纺织品套筒14和引导管12被拽过导管。纺织品套筒14承受了牵拉作用的大部分力，直接施加在引导管12上的力仅仅是套筒和管之间的摩擦力。由于纺织品套筒14应当能够承受这种拉力，因而其在纵向上应当具有足够的抗张强度，使得能够在纺织品套筒14不出现机械故障的情况下进行成功的安装。纺织品套筒14在纵向上的断裂强度优选为大于600磅。这种设置使得引导管12和最终的多根电缆以更快的速度、更小的摩擦力和更小的电缆本身受损的可能性插入到刚性或半刚性导管中。此外，由于纺织品套筒14承受了将组件拉过导管所需的大部分力，所以电缆(特别是光纤电缆)不需要制造成结合有大量强度元件。纺织品套筒14还提供耐磨性和切削抗性。
尽管已相当详细地公开和说明了优选的实施方式，所附权利要求的精神和范围不应局限于本文所含的对优选实施例的说明。例如，尽管本文就光纤电缆对内导管引导管组件进行了更详细的说明，应该认识到，任何类型的电缆均可以在该组件内使用。除非特别注明，起相同、等同或类似目的作用的替换特征或不见可以替代本说明中所公开的所有特征。因此，除非另外特别注明，所公开的每一个特征仅仅是等同或类似特征的总的系列的一个实施例。
权利要求
1.一种内导管引导管组件，其包括至少一根引导管；和置于所述引导管周围的纺织品套筒，使得所述的引导管与所述的纺织品套筒呈可滑动关系。
2.根据权利要求1所述的内导管引导管，其中所述的纺织品套筒是机织制品。
3.根据权利要求2所述的内导管引导管组件，其中所述的纺织品套筒由选自玻璃、芳族聚酰胺、PVDF、三聚氰胺、陶瓷、聚氯乙烯、聚苯硫醚、聚酯、尼龙、聚四氟乙烯、PEEK和聚偏氟乙烯、矿物纤维、玄武岩、碳、或其任意组合的材料制成。
4.根据权利要求1所述的内导管引导管组件，其中所述的纺织品套筒由单丝纤维制成。
5.根据权利要求1所述的内导管引导管组件，其中所述的纺织品套筒在纵向上的断裂强度大于600磅。
6.根据权利要求1所述的内导管引导管组件，其中所述的纺织品套筒由选自聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯或PEEK的耐火材料制成。
7.根据权利要求1所述的内导管引导管组件，其中所述纺织品套筒的长度至少与所述的引导管相同。
8.根据权利要求1所述的内导管引导管组件，其中在单个纺织品套筒中置有多根引导管。
9.根据权利要求1所述的内导管引导管组件，其中所述的纺织品套筒为复合材料。
10.根据权利要求1所述的内导管引导管组件，其中所述的引导管由选自聚酯、尼龙、聚四氟乙烯、PEEK和聚偏氟乙烯、或其任意组合的材料制成。
11.根据权利要求1所述的内导管引导管组件，其中所述的纺织品套筒涂有选自聚氯乙烯、硅氧烷、丙烯酸树脂、聚乙烯或其它聚烯烃、及其任意组合的材料。
12.根据权利要求1所述的内导管引导管组件，其中所述的引导管涂有选自聚氯乙烯、硅氧烷、丙烯酸树脂、聚乙烯或其它聚烯烃、及其任意组合的材料。
13.根据权利要求1所述的内导管引导管组件，其中所述的纺织品套筒由含阻燃添加剂的合成材料制成。
14.根据权利要求13所述的内导管引导管组件，其中所述的阻燃添加剂选自氢氧化铝、氧化镁、硼酸镁、硼酸锌、磷酸铵、季戊四醇、醇酸树脂、多元醇、三聚氰胺、氰尿酸三聚氰胺、双氰胺、氧化锑、卤代有机物、十溴二苯醚、磷酸铵、有机磷酸酯、及其任意组合。
15.根据权利要求1所述的内导管引导管组件，其中所述的引导管由含阻燃添加剂的合成材料制成。
16.根据权利要求15所述的内导管引导管组件，其中所述的阻燃添加剂选自氢氧化铝、氧化镁、硼酸镁、硼酸锌、磷酸铵、季戊四醇、醇酸树脂、多元醇、三聚氰胺、氰尿酸三聚氰胺、双氰胺、氧化锑、卤代有机物、十溴二苯醚、磷酸铵、有机磷酸酯、及其任意组合。
17.根据权利要求1所述的内导管引导管组件，其中所述的纺织品套筒由包括多组分纤维的织物制成。
18.根据权利要求17所述的内导管引导管组件，其中所述的多组分纤维为皮芯型纤维。
19.根据权利要求18所述的内导管引导管组件，其中所述的多组分纤维包括用三聚氰胺层包裹的玻璃芯。
20.根据权利要求19所述的内导管引导管组件，其中所述的多组分纤维进一步包括耐火聚酯层。
21.根据权利要求1所述的内导管引导管组件，其中所述的纺织品套筒是径向上为聚酯纱线、纬向上为尼龙纱线的机织织物。
22.根据权利要求1所述的内导管引导管组件，其中所述的引导管含有用于在其中安装电缆的装置。
23.根据权利要求27所述的内导管引导管组件，其中所述的用于在其中安装电缆的装置包括选自牵拉带、牵拉线、加捻单丝纱线、编织纱线、横剖面大致为圆形的单丝纱线、或其任意组合的结构。
24.一种用于将内导管引导管组件插入到导管中的方法，所述的方法包括以下步骤提供至少一根引导管；提供围绕所述引导管的纺织品套筒，使得所述的引导管以可滑动的关系放置在所述的纺织品套筒中；和向所述的纺织品套筒施加力以插入到管道中，其中所述的纺织品套筒带着所述的引导管与其一起进入并通过所述的导管。
25.根据权利要求30所述的用于将内导管引导管组件插入到导管中的方法，其中所述的向所述的纺织品套筒施加力的步骤包括牵拉所述的纺织品套筒通过所述导管。
26.根据权利要求30所述的用于将内导管引导管组件插入到导管中的方法，其中所述的向所述的纺织品套筒施加力的步骤包括将所述的纺织品套筒吹过所述的导管。
27.根据权利要求30所述的用于将内导管引导管组件插入到导管中的方法，其中所述的纺织品套筒由选自玻璃、芳族聚酰胺、PVDF、三聚氰胺、陶瓷、聚氯乙烯、聚苯硫醚、聚酯、尼龙、聚四氟乙烯、PEEK和聚偏氟乙烯、矿物纤维、玄武岩、碳、或其任意组合的材料制成。
28.根据权利要求30所述的用于将内导管引导管组件插入到导管中的方法，其中所述的纺织品套筒由单丝纤维制成。
29.根据权利要求30所述的用于将内导管引导管组件插入到导管中的方法，其中所述的纺织品套筒是机织制品。
30.根据权利要求30所述的用于将内导管引导管组件插入到导管中的方法，其中所述纺织品套筒的长度至少与所述的引导管相同。
31.根据权利要求30所述的用于将内导管引导管组件插入到导管中的方法，其中所述的纺织品套筒在纵向上的断裂强度大于600磅。
32.根据权利要求30所述的用于将内导管引导管组件插入到导管中的方法，其中在所述的纺织品套筒中置有多根引导管。
全文摘要
本发明提供设置成在管道内容纳电缆的柔性内导管引导管组件。该内导管组件包括多根引导管，每根引导管设置成容纳至少一根电缆，其中引导管被放置并束在防护性纺织品套筒中。每根引导管可以包含用于将电缆拉入引导管内的装置，这种牵拉装置可以包括牵拉线、牵拉带、或其它任何适用于将电缆安装在引导管内的装置。本发明的另一主要特征涉及形成内导管引导管组件的材料、以及内导管组件的制造和使用方法。
文档编号E21C29/16GK1981111SQ200580006946
公开日2007年6月13日 申请日期2005年3月3日 优先权日2004年3月3日
发明者D·D·莫里斯 申请人:美利肯公司