ES2303587T3 - Pieza de insercion para un conducto resistente al fuego para cable de fibra optica. - Google Patents
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Abstract
Un aparato que comprende: una estructura (10) de conducto interior flexible configurada para contener un cable (150), comprendiendo dicha estructura un material flexible agregado de tal manera que define al menos un canal longitudinal (121, 123, 125), siendo elástica dicha estructura de tal modo que dicha estructura sea compresible y rebotable de manera sustancialmente total hasta una configuración abierta autoestable; en donde cada canal de dicha estructura está configurado de tal manera que el cable pueda ser posicionado a su través en relación deslizable respecto de dicho canal; caracterizado porque dicho material flexible es resistente al fuego y comprende 1a) un material sintético que contiene un aditivo retardador de la llama, o 1b) un tejido textil hecho de fibras de componentes múltiples, incluyendo un componente que es resistente a la llama, o 1c) un tejido textil fabricado de hilos seleccionados del grupo que consta de: vidrio, aramida, PVDF, melamina, cerámica, cloruro de polivinilo, sulfuro de polifenileno y fibras minerales, incluyendo basalto, vidrio, carbono.
Description
Pieza de inserción para un conducto resistente
al fuego para cable de fibra óptica.
La presente invención se refiere en general a un
aparato que comprende una estructura de conducto interior flexible
según el preámbulo de la reivindicación 1 que podría emplearse para
el alojamiento de cables subterráneos, cables aéreos, cables
intredificios, tales como cables de fibras óptica, cables coaxiales,
o similar. La invención se refiere además a un método para fabricar
una estructura de conducto interior flexible resistente al fuego.
Por ejemplo, la presente invención es aplicable a un dispositivo de
tabicado resistente al fuego, que puede insertarse en un conducto
de esta clase de tal modo que el conducto sea dividido en áreas
separadas. Alternativamente, la presente invención es aplicable a
un dispositivo de tabicado alargado que es resistente al fuego y
flexible, de tal modo que pueda ser insertado dentro de un conducto
que ya está en su sitio, el cual ya puede tener al menos un cable
colocado en él, y el cual puede tener curvas, codos o similares en
él.
A menudo se dispone bajo tierra un cable en
grandes longitudes, tal como un cable de comunicación de fibra
óptica, e incluso éste se puede extender a lo largo de muchos
kilómetros. Se conoce en la técnica enterrar el cable en el suelo
de modo que el área por encima del suelo no resulta perturbada por
el cable y sus aparatos de soporte respectivos. Además, al
posicionar el cable bajo tierra, éste está más protegido frente al
clima y otras circunstancias potencialmente dañinas.
Asimismo, se conoce en la técnica del cable
colocar el cable dentro de un conducto con la finalidad de proteger
más completamente el cable dentro del terreno. El conducto está
formado a menudo por tramos de entubado de cloruro de polivinilo o
similar, que se coloca en el suelo. A continuación, se insufla una
cuerda a través del conducto y, a su vez, la cuerda se fija a uno
de los cables de comunicación. Al tirar de la cuerda, el cable es
arrastrado a través del conducto. Una vez que está en su sitio
dentro del conducto, el cable está protegido frente a daños que
puedan ser provocados por el clima, el agua y similares.
Se ha averiguado que ciertos roedores
mordisquearán de tiempo en tiempo un conducto subterráneo. De ahí
que, se emplee conducto subterráneo que tiene un diámetro de 5,08
cm (dos pulgadas) o más, el cual es lo suficientemente grande como
para impedir daños de la mayoría de roedores. Aunque tal conducto
proporciona una protección excelente a un cable de comunicación,
también existe mucho espacio inutilizado o "muerto" dentro de
un conducto de esta clase. Con la llegada de cables de fibra
óptica, que pueden tener un diámetro de sólo 1,27 cm (media pulgada)
o menos, existe incluso más espacio muerto dentro de un conducto
medio.
Cuando un conducto está en su sitio, puede
desearse subsiguientemente tender un segundo cable de
comunicaciones en la misma localización. En ese caso, sería
deseable desde un punto de vista de coste y tiempo hacer uso del
espacio muerto dentro de un conducto existente, en vez de colocar un
nuevo tramo de conducto. Sin embargo, se ha averiguado que es
difícil insertar meramente un segundo cable dentro de un conducto
que ya contiene un primer cable. Cuando se insufla una cuerda
dentro de un conducto que ya contiene un cable, o se hace
"serpentear" a un segundo cable a través del conducto, éstos
se ven frecuentemente estorbados por el primer cable, haciendo
imposible insertar el segundo cable.
Se ha sugerido proporcionar un tabique que se
inserte dentro de un conducto con la finalidad de separar el
conducto en secciones discretas, haciendo así más fácil la inserción
del segundo cable. Se ha encontrado un problema debido a que cuando
el conducto esté colocado en largas distancias, tendrán lugar
invariablemente ondulaciones en el mismo. Asimismo, a menudo se
encontrarán curvas planeadas, tales como pasos inferiores o
similares, haciendo difícil, si no imposible, la colocación de
tabiques conocidos en el conducto.
Por tanto, existe la necesidad de un dispositivo
para separar o dividir un conducto, tal como un conducto de cable
de comunicación subterráneo, en secciones discretas. El dispositivo
debe ser capaz de ser insertado dentro de un conducto que ya está
en su sitio, que puede ondular a lo largo de muchos kilómetros, y
que puede tener curvas pronunciadas en él. Asimismo, existe la
necesidad de un dispositivo de tabicado que proporcionar un uso
mejorado del espacio dentro de un conducto. La invención aborda la
necesidad existente de un dispositivo de tabicado que puede usarse
dentro de edificios, y que podría satisfacer requisitos necesarios
del código de edificación relativos a la resistencia al fuego, al
tiempo que facilita la colocación de cables y mantiene las
prestaciones de la instalación.
La publicación de la solicitud de patente
europea número EP 1087488 describe un aparato con una estructura de
conducto interior flexible, según el preámbulo de la reivindicación
1 siguiente, que está configurado para contener un cable dentro de
un conducto, aunque no describe que la estructura es resistente al
fuego.
La presente invención, en un aspecto,
proporciona un aparato que comprende una estructura de conducto
interior flexible configurada para contener un cable, comprendiendo
dicha estructura un material flexible agregado de tal manera que
define al menos un canal longitudinal, siendo elástica dicha
estructura de tal modo que dicha estructura es compresible y
rebotable de manera sustancialmente completa hasta una configuración
abierta autoestable; donde cada canal de dicha estructura está
configurado de tal manera que el cable puede ser posicionado a su
través en relación deslizable respecto de dicho canal; caracterizado
porque dicho material flexible es resistente al fuego y comprende
1a) un material sintético que contiene un aditivo retardador de la
llama, o 1b) un tejido textil hecho de fibras de componentes
múltiples, incluyendo un componente que es resistente a la llama, o
1c) un tejido textil fabricado de hilos seleccionados del grupo que
consta de: vidrio, aramida, PVDF, melamina, cerámica, cloruro de
polivinilo, sulfuro de polipropileno y fibras minerales, incluyendo
basalto, vidrio, carbono.
La presente invención, en otro aspecto,
proporciona un método para fabricar una estructura de conducto
interior flexible resistente al fuego, comprendiendo dicho método
los pasos de: proporcionar a un extrusor un polímero sintético y un
aditivo resistente al fuego; extruir dicho polímero sintético y
dicho aditivo para formar hilos flexibles; y usar dichos hilos
flexibles para formar una estructura que defina al menos un canal
longitudinal configurado para alojar un cable, siendo elástica
dicha estructura de tal modo que dicha estructura es compresible y
rebotable de manera sustancialmente completa hasta una configuración
abierta autoestable; y de tal manera que un cable puede ser
posicionado a su través en relación deslizable respecto de dicho
canal.
La estructura de conducto interior puede incluir
un par de capas adyacentes en forma de tira de material flexible
que están unidas a lo largo de sus bordes longitudinales para
definir un canal a través del cual el cable puede extenderse
longitudinalmente a través de la estructura de conducto interior
entre las capas. Las capas adyacentes pueden tener anchuras
diferentes entre sus bordes longitudinales, con lo que la capa más
ancha se abomba hacia fuera de la capa más estrecha para impartir
una configuración abierta al canal.
Se consideran variantes opcionales del material
a partir del cual se forma la estructura de conducto interior.
Tales variantes incluyen la estructura del material, tal como una
estructura tejida, y propiedades tales como punto de fusión,
resistencia a la tracción, alargamiento, coeficiente de fricción y
resistencia al rizado.
Con el fin de que la invención pueda
comprenderse más fácilmente, se describirán ahora realizaciones
ejemplares, con referencia a los dibujos, en los que:
La figura 1 es una vista isométrica de un
aparato de inserto de conducto que comprende una primera realización
de la presente invención;
La figura 2 es una vista en sección transversal
del aparato de la figura 1;
La figura 3 es una vista anisométrica que
muestra el aparato de la figura 1 dentro de un conducto;
La figura 4 es una vista en sección transversal
de un aparato que comprende una segunda realización de la
invención;
La figura 5 es una vista parcial de un cable de
fibra óptica;
La figura 6 es una vista esquemática de una tira
de material de capa de conducto interior construida según una
realización de la invención;
La figura 7 muestra esquemáticamente el aparato
de la figura 4 en un dispositivo de prueba; y
La figura 8 es una vista esquemática de otra
tira de material de capa de conducto interior construida según una
realización de la invención.
Haciendo referencia ahora a los dibujos, el
número de referencia 10 representa un inserto, que puede denominarse
conducto interior, que se ha de insertar dentro de un conducto 12
de cable de fibra óptica. Según se muestra en la figura 3, se
muestra en un conducto 12 un único conducto interior 10, pero debe
entenderse que pueden insertarse dentro de un conducto 12 múltiples
conductos interiores como el conducto interior 10 dependiendo del
diámetro del conducto 12. Por ejemplo, se contempla que tres de
tales conductos interiores puedan insertarse en un conducto con un
diámetro de 10,16 cm (4 pulgadas) proporcionando nueve canales para
la inserción de cables de fibra óptica.
Cada conducto interior 10 define una pluralidad
de canales 141 que están formados por capas interconectadas de
tejido 16, 18, 20 y 22, etc. En la primer realización de la
invención cada conducto interior 10 tiene tres canales 14 formados
por las capas antes apuntadas 16, 18, 20 y 22 que se interconectan
en sus porciones opuestas de borde lateral longitudinal haciendo
que las porciones 25 de borde de la capa inferior 16 se solapen con
las porciones de borde de las otras capas y, mediante una costura 24
u otro método adecuado tal como soldadura ultrasónica, conectando
conjuntamente las capas 16, 18, 20 y 22.
El material de tejido es preferiblemente blando
y plegable, permitiendo que el conducto interior 10 sea arrastrado
a través del conducto 12 sin rozar ni generar demasiado calor y
también que sea suficientemente diverso para que el cable de un
canal 14 no haga contacto con el cable del siguiente canal adyacente
14. Con este fin, las capas 16, 18, 20 y 22 de la primera
realización son tejidos de nilón de ligamento tafetán al 100%,
teniendo un monofilamento de denier 520 tanto en la dirección de
urdimbre como en la de trama tejido con una cuenta de pasadas y de
cabos de 30 pasadas y 35 cabos, aunque la cuenta de pasadas y de
cabos puede caer dentro de un rango preferido de 25 a 35 pasadas y
de 30 a 40 cabos. Además, esta realización también incluye un
aditivo de cianurato de melamina extruido dentro de los hilos para
dar resistencia al fuego. El tejido tiene un peso de 176,31 gr por
metro cuadrado (5,2 onzas por yarda cuadrada). Se entiende que el
denier de monofilamento puede variar de 200-1.000
denier y la pasada y el cabo podrían perfectamente alterarse para
proporcionar la cobertura deseada para impedir el contacto de los
cables de fibra óptica.
Según se indicó anteriormente, un hilo preferido
es un monofilamento de nilón 6 de denier 520, pero otro hilo, tal
como un poliéster de denier 520, puede usarse en la medida en que
tenga las características deseadas.
El conducto interior 10 se construye
preferiblemente de la siguiente manera. Las capas de tejido 16, 18,
20 y 22 se tejen inicialmente en formas anchas largas y se cortan a
lo largo de la dirección de urdimbre en tiras, siendo la tira
central 20 la más estrecha, siendo más anchas las siguientes tiras
adyacentes 18 y 22, y siendo la tira 16 la más ancha de modo que
cuando las tiras 16-22 se emparejen y se unan en sus
porciones de borde longitudinal, se formarán los canales 14 debido
al abombamiento de las tiras más anchas 16, 18 y 22. Después de
haber cortado las tiras 16, 18, 20 y 22 éstas se colocan entre cada
una de las tiras adyacentes. A continuación, las porciones opuestas
de borde lateral longitudinal 25 de la tira inferior 16 se pliegan
sobre las de las otras tiras y se cosen para formar el conducto
interior 10 mostrado en la figura 1.
El conducto interior 10 puede fabricarse en
tramos largos para inserción en conductos previamente instalados
12, o puede instalarse en espacios de recintos abiertos, espacios
abiertos verticales u horizontales dentro de un edificio tal como
pozos de ascensor, espacios de utilidades, y bandejas de cables
eléctricos, etc. Cada capa 16-22 se conforma como
un tramo correspondientemente largo hilvanando o uniendo
conjuntamente de otra manera tiras sucesivas del material de tejido
extremo con extremo. Unas líneas de tracción 26, que son
preferiblemente cintas tejidas de plástico o aramida o cuerdas de
plástico, son unidas a los cables de fibra óptica (no mostrados) en
un extremo y arrastradas a través de los canales 14 agarrando y
tirando de las líneas 26 en el otro extremo. Las líneas de tracción
26 se colocan preferiblemente sobre las capas 16, 18 y 20 antes de
que las capas 16-22 sean solapadas y unidas en sus
porciones de borde longitudinales.
Según se muestra, por ejemplo, en la figura 3,
un único conducto interior 10 es insertado dentro de un conducto 12
que tiene un diámetro interior de 10,16 cm (4''). La capa de tejido
en forma de tira 20 tiene una anchura de 7,62 cm (3''), las capas
18 y 22 tienen una anchura de 10,16 cm (4''), y la capa 16 tiene una
anchura de 15,24 (6''). Por tanto, la anchura de la capa más
estrecha es menor que el diámetro interior del conducto 12. Esto
ayuda a minimizar el acoplamiento por fricción del conducto interior
10 con el conducto 12 cuando el conducto interior 10 está siendo
arrastrado a través del conducto 12.
El conducto interior antes descrito se fabrica
fácilmente y proporciona una estructura que permite arrastrar
cables de fibra óptica sin rozar ni acumular calor excesivo debido a
la fricción y que no permite contacto o pérdidas por alternancia
entre cables de fibra óptica adyacentes en otros canales del
inserto.
Se muestra en la figura 4 una estructura 10 de
conducto interior flexible que comprende una segunda realización de
la invención. Al igual que la estructura 10 del conducto interior de
la primera realización, la estructura 100 de conducto interior de
la segunda realización comprende unas capas en forma de tira de
material tejido flexible 102, 104, 106 y 108 que están unidas a lo
largo de sus porciones de borde longitudinales 110, 112, 114 y 116,
respectivamente, mediante un hilvanado 118. Cada par de capas
adyacentes define un canal de cable respectivo 121, 123 o 125. Las
capas de cada par tiene anchuras diferentes entre sus bordes
longitudinales de tal manera que la capa más ancha del par se
abomba hacia fuera de la capa más estrecha. Esto genera
configuraciones abiertas de los canales 121, 123 o 125.
Al igual que en el conducto interior 10, las
configuraciones abiertas de los canales 121, 123 y 125 del conducto
interior 100 facilitan la inserción longitudinal de cables a través
de los canales 121, 123 y 125 mediante el uso de unas líneas de
tracción respectivas 131, 133 y 135. Esto es debido a que la
separación entre las capas 102-108 ayuda a impedir
que sean arrastradas junto con los cables, y así ayuda a evitar la
congestión del conducto interior 100 dentro del conducto bajo la
influencia del cable y las líneas de tracción
131-135 que se mueven longitudinalmente a través de
los canales 121, 123 y 125.
Según se describió anteriormente, la sección
transversal del conducto interior 10 está definida por tiras
separadas de material de tejido que están interconectadas en sus
porciones de borde longitudinal para definir las capas superpuestas
16, 18, 20 y 22. Según se muestra en la figura 4, las capas
superpuestas 102, 104, 106 y 108 del conducto interior 100 también
están interconectadas en sus porciones de borde longitudinales,
pero están definidas por secciones plegadas de una sola tira 140 de
material de tejido. Podrían usarse dos, tres, cuatro (figura 2) o
más tiras para definir capas superpuestas. Cada tira es una de una
pluralidad de tiras sucesivas que están unidas conjuntamente
extremo con extremo para dar al conducto interior una longitud que
puede extenderse, por ejemplo, de 4,83 a 6,44 kilómetros (tres a
cuatro millas).
La figura 5 es una vista parcial esquemática de
un cable de fibra óptica 150 que se ha de instalar en un conducto
interior que no es resistente al fuego. El cable 150 incluye una
funda 152 de plástico que contiene un mazo de fibras ópticas 154.
Preferiblemente, cada capa del conducto interior que recibe el cable
150 está formada por un material plástico flexible que se
especifica con referencia a la funda 152 de plástico para que tenga
una temperatura de fusión no inferior, y muy preferiblemente
superior, a la temperatura de fusión del material de enfundado de
plástico. Esto ayuda a garantizar que la fricción por deslizamiento
no provocará que el cable 150 queme completamente el conducto
interior cuando se esté tirando longitudinalmente del cable 150 a
través del conducto interior. Según esta característica, las capas
de conducto interior están formadas preferiblemente por nilón 6
para que tengan una temperatura de fusión de aproximadamente
220ºC.
\newpage
La resistencia a la quemadura completa por el
cable también puede especificarse con referencia a una prueba de
corte del conducto de línea de tracción sustancialmente similar a la
prueba conocida como la prueba de corte de conducto de línea de
tracción de Bellcore. Según esta característica, el material de capa
de conducto interior se especifica preferiblemente de tal manera
que una cuerda de polipropileno con un diámetro de 0,635 cm (0,25
pulgadas) no quemará completamente una muestra de prueba de la
estructura del conducto interior cuando sea arrastrada a través de
la muestra de prueba a 30,48 metros por minuto (100 pies por minuto)
y con una tensión de 2001,73 newtons (450 libras) durante al menos
90 segundos.
El material de capa del conducto interior puede
especificarse adicionalmente con referencia al material del cual
están formadas las líneas de tracción. Según esta característica, el
material de capa y el material de línea de tracción tienen
preferiblemente valores respectivos de porcentaje de alargamiento
que son sustancialmente iguales para una carga de tracción dada. Si
el alargamiento del conducto interior difiere sustancialmente del
de una línea de tracción, una de estas estructuras puede retrasarse
con respecto a la otra cuando son arrastradas conjuntamente a
través de un conducto en el que se han de instalar conjuntamente.
Los porcentajes de alargamiento del material de capa y del material
de línea de tracción son preferiblemente no superiores a
aproximadamente un 75 por ciento a una carga de tracción pico, es
decir, justo antes de un fallo por tracción, y están
preferiblemente dentro del rango de aproximadamente un 15% a
aproximadamente un 60%. Un rango más preferido se extiende desde
aproximadamente un 25% hasta aproximadamente un 40%. Por ejemplo, el
nilón 6 es un material preferido y tiene un alargamiento de
aproximadamente un 40 por ciento a una carga de tracción pico. El
poliéster es otro material preferido y tiene un alargamiento de
aproximadamente un 25% a una carga de tracción pico.
Otras características alternativas se refieren a
la resistencia a la tracción del material de capa del conducto
interior. Cada capa tiene preferiblemente una resistencia a la
tracción longitudinal de al menos unos 21,89 newtons por centímetro
de anchura (12,5 libras por pulgadas de anchura). La resistencia a
la tracción longitudinal de cada capa puede estar dentro del rango
de aproximadamente 21,89 hasta aproximadamente 525,39 newtons por
centímetro de anchura (aproximadamente 12,5 hasta aproximadamente
300 libras por pulgada de anchura), y más preferiblemente está
dentro del rango de aproximadamente 87,57 hasta aproximadamente
487,83 newtons por centímetro de anchura (aproximadamente 50 libras
hasta aproximadamente 250 libras por pulgada de anchura). Sin
embargo, la resistencia a la tracción longitudinal de cada capa
está dentro muy preferiblemente del rango de aproximadamente 175,13
hasta aproximadamente 350,26 newtons por centímetro de anchura
(aproximadamente 100 libras hasta aproximadamente de 200 libras por
pulgada de anchura). En un ejemplo no concordante con la invención,
cada capa 102, 104, 106 y 108 del conducto interior 100 puede estar
formada por una tela tejida que tenga hilos de urdimbre y de trama
formados por nilón 6, con una resistencia a la tracción longitudinal
de aproximadamente 262,7 newtons por centímetro de anchura
(aproximadamente 150 libras por pulgada de anchura).
Las capas interconectadas deben proporcionar
conjuntamente la estructura de conducto interior, en su totalidad,
con una resistencia a la tracción longitudinal de al menos unos
400,32 newtons (unas 90 libras), pero puede proporcionar una
resistencia a la tracción longitudinal dentro del rango de
aproximadamente 222,40 a aproximadamente 22.240 newtons
(aproximadamente 50 libras hasta aproximadamente 5.000 libras). Un
rango más preferido abarca desde 556 hasta 20.016 newtons
(aproximadamente 125 hasta aproximadamente 4.500 libras), y es muy
preferible un rango de aproximadamente 5.560 hasta aproximadamente
17.792 newtons (aproximadamente 1.250 hasta aproximadamente 4.000
libras).
Pueden describirse características adicionales
con referencia a la figura 6. Específicamente, la figura 6 es una
vista esquemática de una tira 160 de material de tela tejida de
conducto interior. La tira tiene unos hilos de urdimbre 162 que se
extienden a lo largo de su longitud y tiene unos hilos de trama 164
que se extienden a través de su anchura. Los hilos de trama 164 son
flexibles, pero tienen un grado de rigidez o una resistencia al
rizado que ayuda a las capas más anchas del conducto interior a
retener su condición abombada respecto de las capas más estrechas
adyacentes, según se muestra, por ejemplo, en la figura 4, sin
rizarse o arrugarse hacia dentro en dirección a las capas más
estrechas adyacentes. Un rizado o arrugado de esta clase tiene menos
importancia en la dirección longitudinal de las capas. Por tanto,
los hilos de urdimbre 162 de la figura 6 pueden tener una
resistencia al rizado que sea menor que la resistencia al rizado de
los hilos de trama 164. Tal es el caso de la realización preferida
de la tira 160 en la que los hilos de urdimbre 162 están formados
por poliéster, que tiene una primera resistencia al rizado, y los
hilos de trama 164 están formados por nilón 6, que tiene una
segunda resistencia mayor al rizado. El poliéster se usa
preferiblemente para los hilos de urdimbre 162 para minimizar el
diferencial de alargamiento respecto de las líneas de tracción, que
también están formadas preferiblemente por poliéster.
La resistencia al rizado puede expresarse en
términos del ángulo de recuperación del rizado. El ángulo de
recuperación del rizado es una medida del grado en el cual una
muestra del material retorna a una condición plana no plegada
después de haber sido plegada una vez en 180 grados alrededor de una
línea de plegado según el método 66 AATCC. Por ejemplo, un material
particular de capa de conducto interior construido según una
realización de la invención tiene hilos de urdimbre de poliéster
termofijado e hilos de trama de nilón 6. Se halló que ese material
tiene un ángulo de recuperación del rizado de 70 grados en la
dirección de urdimbre y de 135 grados en la dirección de trama. Se
averiguó que un material similar, que carece de resistencia a la
llama, con poliéster crudo en vez de poliéster termofijado tiene un
ángulo de recuperación del rizado de 50 grados en la dirección de
urdimbre y de 125 grados en la dirección de trama. Se halló que un
material conteniendo hilos de poliéster termofijado en las
direcciones tanto de urdimbre como de trama tiene un ángulo de
recuperación del rizado de 90 grados en la dirección de urdimbre y
de 75 grados en la dirección de trama. Se ha averiguado que un
material similar, que carece de resistencia a la llama, conteniendo
únicamente hilos de nilón en crudo en las direcciones tanto de
urdimbre como de trama tiene un ángulo de recuperación del rizado de
130 grados en la dirección de urdimbre y de 120 grados en la
dirección de trama.
El material de capa de conducto interior debe
ser lo suficientemente rígido para resistir el aplastamiento contra
sí mismo o el apelotonamiento bajo la influencia de las líneas de
tracción y los cables, pero asimismo debe ser lo suficientemente
flexible para tirar fácilmente de él a través de curvas y
ondulaciones del conducto en el cual está instalado. El
procedimiento de prueba INDA IST90.3 es un método para determinar la
rigidez del material de capa del conducto interior. En este
procedimiento, se tiende sobre una superficie ranurada una muestra
de prueba de un material flexible. Se usa a continuación una
cuchilla para forzar el material a través de la ranura. Los
resultados se expresan en términos de fuerza aplicada. Una tira de
material de capa de conducto interior que se extiende
longitudinalmente a través de la ranura será forzada a combarse a
lo largo de una línea de pliegue que se extiende transversalmente.
Tal tira tendrá preferiblemente unos resultados en la prueba de
rigidez dentro del rango de aproximadamente 950 hasta
aproximadamente 1.750 gramos. Una tira de material de capa de
conducto interior que se extiende transversalmente a través de la
ranura será forzada a plegarse alrededor de una línea de pliegue
que se extiende longitudinalmente, y tendrá preferiblemente unos
resultados en la prueba de rigidez dentro del rango de
aproximadamente 150 hasta aproximadamente 750 gramos. La tira de
material de capa de conducto interior tendrá así una menor rigidez a
través de su anchura. El grado correspondientemente mayor de
flexibilidad a través de su anchura ayuda a evitar el arrugamiento
y ayuda así a las capas de más anchas del conducto interior a
retener su condición abombada con relación a las capas adyacentes
más estrechas, según se describió anteriormente con referencia a la
figura 4. Por ejemplo, la tira 160 (figura 6) de material de tela
tejida de conducto interior, que carece de resistencia a la llama,
tiene hilos 160 de trama que están formados por nilón 6. Se ha
hallado que tales hilos tienen unos resultados en la prueba de
rigidez dentro del rango de aproximadamente 350 hasta
aproximadamente 550 gramos. Los hilos 162 de urdimbre están
formados por poliéster. Se ha averiguado que tales hilos tienen unos
resultados en la prueba de rigidez dentro del rango de
aproximadamente 1.250 hasta aproximadamente 1.450 gramos.
El coeficiente de fricción también puede
especificarse para el material de capa de conducto interior. Según
esta característica, el material de capa de conducto interior tiene
un coeficiente estático de fricción en seco, basado en un
polietileno de alta densidad en el material con una línea
longitudinal de acción, dentro del rango de aproximadamente 0,010
hasta aproximadamente 0,500. Este rango abarca más preferiblemente
desde aproximadamente 0,025 hasta aproximadamente 0,250, y
preferiblemente desde aproximadamente 0,035 hasta aproximadamente
0,100. Por ejemplo, se halló que una capa tejida de conducto
interior, que carece de resistencia a la llama, con hilos de
urdimbre de poliéster e hilos de trama de nilón 6, tiene un
coeficiente estático de fricción en seco, basado en un polietileno
de alta densidad en el material con una línea longitudinal de
acción, de 0,064. Un material similar con hilos de urdimbre de
poliéster termofijado tenía un coeficiente de fricción
correspondiente de 0,073. Un material con hilos de poliéster
termofijado en las direcciones tanto de urdimbre como de trama
tenía un coeficiente de fricción correspondiente de 0,090, y un
material, que carecía de resistencia a la llama, con un hilo crudo
de nilón 6 en las direcciones tanto de urdimbre como de trama tenía
un coeficiente de fricción correspondiente de 0,067. Estos
coeficientes de fricción diferían para líneas de acción dirigidas
transversalmente en los cuatros materiales anteriores y fueron,
respectivamente, de 0,085, 0,088, 0,110 y 0,110. Se halló que los
coeficientes de fricción dinámicos o deslizantes para estos
materiales, basados de nuevo en polietileno de alta densidad en el
material con una línea longitudinal de acción, eran de 0,063, 0,56,
0,058 y 0,049, respectivamente. Las contrapartes transversales de
estos valores dinámicos fueron 0,064, 0,067, 0,078 y 0,075,
respectivamente. Aunque estos valores probados del coeficiente de
fricción deslizante son los más preferidos, se contemplan rangos
más amplios, tales como el rango desde aproximadamente 0,0050 hasta
aproximadamente 0,1250, así como un rango intermedio desde
aproximadamente 0,0075 hasta aproximadamente 0,0625, y una rango
más estrecho de aproximadamente 0,0100 hasta aproximadamente
0,0250.
Variantes adicionales se refieren a las
configuraciones abiertas de los canales en las estructuras de
conducto interior. Preferiblemente, además de las anchuras
diferentes de las capas adyacentes, una propiedad del material de
las capas puede contribuir a las configuraciones abiertas de los
canales definidos por las capas y entre éstas. Esta propiedad del
material de las capas es una elasticidad similar a la de un resorte
que permite que la estructura de conducto interior mantenga un
estado autoestable, tal como, por ejemplo, el estado en el que se
muestra en la figura 7 la estructura de conducto interior 100.
Cuando el conducto interior 100 es totalmente aplanado contra la
superficie 200 por un actuador 202 bajo la influencia de una fuerza
de prueba aplicada F, dicho conducto rebotará preferiblemente de
manera total o sustancialmente hasta su estado original autoestable
a medida que se alivia la fuerza F tras la retracción del actuador
202. Mediante el término "totalmente aplanado" se quiere decir
que las capas más anchas 104, 106 y 108 son desviadas hacia la capa
más estrecha 102 y contra la misma hasta que la fuerza de prueba
aplicada F alcanza un nivel pico en el cual no tendrá lugar una
compresión adicional sin causar daños al conducto interior 100. Este
estado totalmente aplanado incluirá pliegues entre capas solapadas
de las capas más anchas 104, 106 y 108. El conducto interior 100, o
un conducto interior construido según otra realización de la
invención, no experimentará de la misma manera una próxima
compresión subsiguiente bajo la influencia de una fuerza pico de
prueba aplicada que es menor que aproximadamente un 85 a un 100 por
ciento de la anterior fuerza pico de prueba aplicada. Esto indica el
grado correspondientemente alto bajo el cual el conducto interior
tiende a retener una configuración abierta para el paso de cables a
través de los canales de cable.
\global\parskip0.880000\baselineskip
La figura 8 es una vista similar a la de la
figura 6, que muestra una tira alternativa 200 de material de capa
de conducto anterior construido según una realización de la presente
invención. Al igual que la tira 160 mostrada en la figura 6, la
tira 200 comprende una estructura tejida que tiene hilos 202 de
urdimbre e hilos 204 de trama. La tira 200 comprende además una
barrera 206 que impide que el aire fluya a través de la tira 200
entre los hilos 202 de urdimbre y los hilos 204 de trama. Tales
tiras impermeables permiten insuflar un cable a través de la
estructura de conducto interior sin una pérdida de presión neumática
que de otra manera podría resultar del paso de aire hacia el
exterior a través de las capas.
Podrían usarse tiras impermeables para definir
todas las capas de la estructura de conducto interior, pero más
preferiblemente se usarían para definir las capas más exteriores de
la estructura de conducto interior. Por ejemplo, podría usarse un
par de tiras como la tira 200 para definir las capas más exteriores
16 y 22 de la estructura 10 de conducto interior descrita
anteriormente. Podría usarse una sola tira como la tira 200 para
definir todas las capas 102-108 de la estructura de
conducto interior 100 antes descrita. En la realización mostrada en
la figura 8, la barrera 206 es una capa delgada de material de
plástico que es unida a los hilos 202 y 204 en un proceso de
termolaminado. Si se incluye una barrera de aire de plástico como la
capa 206 en la estructura de conducto interior en un lugar
orientado hacia el interior de un canal de cable, ésta es formada
preferiblemente por un material de plástico que tenga una
temperatura de fusión que no sea menor que la temperatura de fusión
del material de enfundamiento de plástico del cable que se ha de
insuflar a través del canal.
El dispositivo de tabicado flexible es fabricado
de materiales resistentes al fuego, particularmente para uso en
edificios y otras estructuras. Los códigos de edificación requieren
ciertos niveles de resistencia al fuego y niveles límite de
generación de humo para componentes estructurales, por lo que
cualquier conducto interior flexible usado para tales finalidades
requeriría cumplir tales códigos. Un dispositivo de tabicado de
conducto interior resistente al fuego puede instalarse dentro de
edificios, y particularmente dentro de sistemas HVAC, pozos
abiertos verticales y horizontales o espacios de servicios, tales
como pozos de ascensor, bandejas de cables eléctricos, sistemas de
conducto EMT, etc. La mayoría de las instalaciones en edificios no
requieren longitudes extensas de cable o de conducto interior, y
usualmente se arrastran éstos a través de menos de 364,54 metros
(1.000 pies). Para instalaciones con estas cortas longitudes de
cable y conductos interiores, no se requieren en general
lubricantes. Además, debe entenderse que el conducto interior puede
usarse para tales aplicaciones sin ser instalado dentro de un
sistema de tubería o conductos.
Con el fin de proporcionar un dispositivo de
conducto interior flexible resistente al fuego, puede fabricarse la
estructura antes descrita en una realización usando tejido fabricado
a partir de hilos de fibra de vidrio. En una realización preferida,
los hilos de vidrio están en el rango de 3.628,57 metros/kg hasta
4.535,75 metros/kg (1.800 yardas/libra hasta 22.500 yardas/libra),
y las fibras se tejen en una estructura de ligamento tafetán. Los
hilos de fibra de vidrio pueden revestirse con PVC o algún otro
material aceptable, incluyendo, a modo de ejemplo, silicona,
acrílicos, polietileno u otras olefinas. El tejido de fibra de
vidrio puede revestirse con aglutinante, o se pueden revestir los
hilos individuales antes de la formación del tejido. El
revestimiento puede usarse para proporcionar protección a los hilos
de vidrio frágil, para añadir estabilidad al tejido, o para
proporcionar la rigidez necesaria al tejido que permita que las
cámaras sean solicitadas hacia una configuración abierta.
Alternativamente, puede usarse un hilo multicomponente, que tenga un
núcleo de vidrio, envuelto con melamina y posteriormente envuelto
con un poliéster resistente al fuego. Se considera que este hilo de
multicomponentes alternativo es un hilo del tipo de funda de
núcleo-funda.
En otra realización alternativa, puede darse
resistencia a la llama a la estructura de conducto interior flexible
usando otros tipos de materiales, incluyendo fibras de aramida,
fibras de melamina, fibras de fluoruro de polivinilideno o fibras
(cerámicas) de alúmina - boria - sílice.
Aún otro método para dar resistencia a la llama
a una estructura de conducto interior flexible incluye extruir hilo
con un aditivito retardador de la llama en el polímero base, tal
como poliéster y nilón. Aditivos potenciales que pueden usarse en
tal extrusión comprenden compuestos intumescentes que incluyen
trihidrato de alúmina, óxidos de magnesio, boratos de magnesio;
otros compuestos que contienen boro tales como borato de zinc,
fosfato de amonio; materiales carbonáceos formadores de residuos
que incluyen pentaeritrital, resinas alquídicas, o polioles;
compuestos que contienen nitrógeno, incluyendo melamina y
diciandiamida, óxidos de antimonio; materiales orgánicos
halogenados, tales como óxido de decabromodifenilo; compuestos que
contienen fósforo tales como fosfatos de amonio; otras sales de
fosfato y fosfatos orgánicos. Estos retardadores de la llama se
usan comúnmente en combinación de unos con otros tal como un sistema
de hidrocarbono halogenado con óxido de antimonio (tal como
Dechlorane Plus®).
Aún otro método para dar efecto retardador de la
llama a una estructura de conducto interior flexible es tratar el
material con un revestimiento retardador de la llama. Retardadores
de llama posibles que puedan usarse para un revestimiento de esta
clase incluyen la lista expuesta anteriormente, con o sin un sistema
aglutinante.
Un método particularmente efectivo para producir
una estructura de conducto interior flexible resistente al fuego
consiste en extruir resina de nilón 6 con un aditivo de cianurato
de melamina a razón de aproximadamente con un 6% a un 8% en peso.
De esta manera, la estructura de esta realización puede incluir un
tejido que tenga nilón 6 de denier 520 con un 6,75% de cianurato de
melamina en las direcciones tanto de urdimbre como de trama, en un
ligamento tafetán con preferiblemente una construcción de 30 x 35.
Debe entenderse que el aditivo puede constituir de un 2% a un 12%
en peso del hilo extruido, preferiblemente de un 4% a un 10% y más
preferiblemente de un 6% a un 8%.
Ha de comprenderse que también pueden hacerse
resistentes al fuego las cintas de tracción usando cualquiera de
los métodos o materiales expuestos anteriormente.
La invención se ha explicado con referencia a
realizaciones preferidas. Los expertos en la materia percibirán
mejoras, cambios y modificaciones. Se pretende que tales mejoras,
cambios y modificaciones estén dentro del alcance de las
reivindicaciones.
Claims (22)
1. Un aparato que comprende:
una estructura (10) de conducto interior
flexible configurada para contener un cable (150), comprendiendo
dicha estructura un material flexible agregado de tal manera que
define al menos un canal longitudinal (121, 123, 125), siendo
elástica dicha estructura de tal modo que dicha estructura sea
compresible y rebotable de manera sustancialmente total hasta una
configuración abierta autoestable;
en donde cada canal de dicha estructura está
configurado de tal manera que el cable pueda ser posicionado a su
través en relación deslizable respecto de dicho canal;
caracterizado porque dicho material flexible es resistente
al fuego y comprende
1a) un material sintético que contiene un
aditivo retardador de la llama, o
1b) un tejido textil hecho de fibras de
componentes múltiples, incluyendo un componente que es resistente a
la llama, o
1c) un tejido textil fabricado de hilos
seleccionados del grupo que consta de: vidrio, aramida, PVDF,
melamina, cerámica, cloruro de polivinilo, sulfuro de polifenileno
y fibras minerales, incluyendo basalto, vidrio, carbono.
2. El aparato según la reivindicación 1, en el
que dicho material sintético se selecciona del grupo que consta de
nilón, poliéster, poliolefinas, polipropileno y cualquier
combinación de los mismos.
3. El aparato según cualquiera de las
reivindicaciones 1 o 2, en el que dicho aditivo retardador de la
llama es cianurato de melamina y constituye de un 6% a un 8% en
peso de dicho material sintético.
4. El aparato según la reivindicación 1 a 3, en
el que dicho material flexible está fabricado de hilos que tienen
un rango de denier de 200 denier hasta 1.000 denier.
5. El aparato según cualquier reivindicación
precedente, en el que dicho material sintético se ha tejido en un
ligamento tafetán.
6. El aparato según la reivindicación 5, en el
que dicho ligamento tafetán es una construcción de 30 x 35.
7. El aparato según la reivindicación 4, en el
que dicho hilo es un monofilamento.
8. El aparato según cualquier reivindicación
precedente, en el que dicho material textil flexible define una
pluralidad de canales longitudinales.
9. El aparato según la reivindicación 1, en el
que dichas fibras de componentes múltiples son del tipo de
núcleo-funda.
10. El aparato según la reivindicación 1, en el
que dichas fibras de componentes múltiples incluyen un núcleo de
vidrio envuelto con una capa de melamina.
11. El aparato según la reivindicación 9, en el
que dichas fibras de componentes múltiples incluyen además una capa
de poliéster resistente al fuego.
12. El aparato según la reivindicación 1, en el
que dicho tejido está revestido con un material seleccionado del
grupo que consta de: cloruro de polivinilo, silicona, acrílicos,
polietileno u otras olefinas y cualquier combinación de los
mismos.
13. El aparato según la reivindicación 1, en el
que dichos hilos de fibra están en el rango de 40 a 2.500
denier.
14. El aparato según la reivindicación 1, en el
que dicha estructura de tejido se elige del grupo que consta de:
tela tejida, tejido tricotado, cambray verjurado, tela no tejida o
cualquier combinación de los mismos.
15. El aparato según cualquiera de las
reivindicaciones 1 y 12 a 14, en el que dicho material flexible
define una pluralidad de canales longitudinales.
16. Un método para fabricar una estructura (10)
de conducto interior flexible resistente al fuego, comprendiendo
dicho método las etapas de:
proporcionar a un extrusor un polímero sintético
y un aditivo resistente al fuego;
extruir dicho polímero sintético y dicho aditivo
para formar hilos flexibles (162, 164); y
usar dichos hilos flexibles para formar una
estructura que defina al menos un canal longitudinal (121, 123,
125) configurado para alojar un cable (150), siendo elástica dicha
estructura de tal modo que dicha estructura sea compresible y
rebotable de manera sustancialmente total hasta una configuración
abierta autoestable, y de tal manera que pueda posicionarse un
cable a su través en relación deslizable respecto de dicho
canal.
17. El método según la reivindicación 16, en el
que dicho polímero sintético se selecciona del grupo que consta de:
nilón, poliéster, poliolefinas, polipropileno y cualquier
combinación de los mismos.
18. El método según la reivindicación 16 o 17,
en el que dicho aditivo se selecciona del grupo que consta de:
trihidrato de alúmina, óxidos de magnesio, boratos de magnesio,
borato de zinc, fosfato de amonio, pentaeritrital, resinas de
alquídicas, o polioles, melamina, cianurato de melamina,
diciandiamida, óxidos de antimonio, materiales orgánicos
halogenados, óxido de decabromodifenilo, fosfatos de amonio y
fosfatos orgánicos y cualquier combinación de los mismos.
19. El método según la reivindicación 16, en el
que el paso de usar dichos hilos flexibles para formar dicha
estructura incluye el paso de tejer dichos hilos en forma de una
tela y unir dichos hilos unos con otros de tal manera que se forme
dicha estructura.
20. El método según cualquiera de las
reivindicaciones 16 a 19, en el que dicho paso de tejer da como
resultado un tejido de ligamento tafetán.
21. El método según la reivindicación 18, en el
que dicho aditivo es cianurato de melamina y constituye
aproximadamente de un 6% a un 8% del peso de dicha fibra
extruida.
22. El método según cualquiera de las
reivindicaciones 16 a 21, en el que dichos hilos flexibles se
seleccionan del grupo que consta de hilos monofilamento, hilos
multifilamento, hilos de componentes múltiples o cualquier
combinación de los mismos.
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