Кабельный ввод



Кабельный ввод
Кабельный ввод

 


Владельцы патента RU 2607465:

Акционерное общество "Пермский завод "Машиностроитель" (RU)

Изобретение относится к электротехнике, в частности к кабельным вводам, работающим в жидких и газообразных средах, где требуются герметичность и надежность конструкции. Кабельный ввод содержит кабель (1) в полимерной оболочке, на котором размещен металлический корпус. Корпус выполнен разъемным и состоит из двух частей (2,3) с внутренними гладкой (4) и резьбовой (5) цилиндрическими поверхностями. Части корпуса соединены по резьбе с образованием кольцевой замкнутой полости, в которой между распорными кольцами размещен с возможностью поджатая уплотнитель, выполненный из сырой каландрованной резины. Со стороны наружных торцов корпуса размещены зажимные узлы стопорения. Изобретение обеспечивает повышение надежности и герметичности конструкции кабельного ввода при работе в условиях высокого давления, технологичность в изготовлении. 1 ил.

 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к кабельным вводам, работающим в жидких и газообразных средах, где требуются герметичность и надежность конструкции.

Характерной особенностью использования таких устройств является работа на границе раздела сред при высоком давлении, требующем надежности крепления кабеля, обеспечения герметичности, необходимости обслуживания - ремонта и замены составных частей конструкции в условиях эксплуатации.

Известно техническое решение, которое относится к электротехнике, а именно к сальниковым и зажимным устройствам, и может быть использовано в высокотемпературных и пожароопасных условиях работы. Кабельный ввод содержит корпус и расположенные в нем уплотнительную шайбу, зажимной узел, предотвращающий кабель от смещения и выдергивания, нажимную гайку и ограничительную шайбу. Для повышения надежности путем повышения герметичности и пожарозащищенности зажимной узел выполнен в виде цанги, в гайке образована кольцевая проточка, в которой установлено термопожарозащитное уплотнение, выполненное из материала, расширяющегося при воздействии высокой температуры, например из базальтового волокна или камня (патент РФ №1830163, МПК H02G 3/22).

Известное техническое решение не обеспечит герметичность при использовании его в пневмогидроиспытательных устойствах в условиях работы с высоким давлением. Выполнение уплотнительной шайбы из термопожарозащитного материала, расширяющегося при воздействии высокой температуры, например базальтового волокна или камня, в силу своих свойств не обеспечит достаточной герметичности при высоких давлениях. Кроме того, для фиксации кабеля от осевого перемещения и выдергивания в конструкции использованы выступы цангового зажима, сжимающие оболочку кабеля, при этом не исключено образование кольцевых пережимов и повреждений поверхности кабеля, что приводит к снижению надежности конструкции. Оболочка кабеля выполнена из поливинилхлорида или полиэтилена, относящихся к хладотекучим материалам, поэтому контактное давление цанги зажимного узла со временем ослабевает, что приводит к нарушению герметичности и снижению усилия удержания кабеля. Конструкция кабельного ввода неремонтопригодна вследствие оплавления оболочки кабеля под воздействием высоких температур и контактного давления цанг, а также изменения структуры уплотнительной шайбы из термопожарозащитного материала, расширяющегося под воздействием высокой температуры.

Ближайшим по решаемым задачам и достигаемым техническим результатам к заявленному техническому решению в качестве изобретения явилось техническое решение на кабельный ввод, описанное в патенте РФ на изобретение №2208856, МПК7 H01B 17/26.

Известный кабельный ввод содержит кабель в полимерной оболочке, металлический корпус, состоящий из фланца, резьбовой и гладкой толстостенных цилиндрических частей, и тонкостенную втулку из пластичного металла, а также трубчатый полимерный уплотнитель, обжатый по наружной поверхности тонкостенной втулкой с образованием кольцевых канавок трапецеидального сечения. Один торец трубчатого уплотнителя упирается в буртик толстостенной цилиндрической части корпуса, а второй свободен и выступает за длину тонкостенной втулки. Длина гладкой толстостенной цилиндрической части корпуса составляет 1,5 диаметра кабеля, а тонкостенная втулка из пластичного металла механически развязана и электрически изолирована от корпуса. Трубчатый полимерный уплотнитель выполнен из двух частей, при этом внутренний диаметр части, упирающийся торцом в буртик фланца, равен наружному диаметру гладкой толстостенной цилиндрической части корпуса, а внутренний диаметр части уплотнителя, имеющей свободный торец, равен наружному диаметру полимерной оболочки кабеля

Общими существенными признаками для прототипа и заявленного изобретения являются:

- кабель в полимерной оболочке;

- корпус с фланцем, резьбовой и гладкой толстостенными цилиндрическими поверхностями, размещенный на кабеле;

- уплотнитель, размещенный на кабеле.

Недостатками известного кабельного ввода являются:

- нарушение герметичности ввода.

Герметичность кабеля в известной конструкции обеспечивается трубчатым полимерным уплотнителем, надетым на кабель и обжатым по наружной поверхности тонкостенной втулкой из пластичного металла с помощью матрицы и пуансона с образованием кольцевых канавок трапецеидального поперечного сечения. В результате такого способа герметизации могут образоваться места негерметичности ввода, обусловленные дефектами полимерной оболочки кабеля (наружная поверхность полимерной оболочки кабеля, как правило, имеет низкую конструктивную жесткость, риски, забоины);

- ненадежность конструкции и ограниченные технологические возможности.

Вследствие того, что уплотнитель обжат по наружной поверхности тонкостенной втулкой из пластичного металла и имеет свободный торец, при эксплуатации ввода под воздействием рабочих давлений и температур возможно удлинение уплотнителя, при этом первоначально заданное усилие сжатия уплотнителя тонкостенной втулкой из пластичного металла ослабевает, что со временем приводит к снижению прочности и герметичности конструкции.

Кроме того, при избыточном давлении возможен вырыв кабеля из корпуса ввода, так как в конструкции не предусмотрены элементы фиксации кабеля в корпусе и уплотнителе.

Выполнение внутренней поверхности корпуса и части уплотнителя со свободным торцом гладкой и диаметром, равным наружному диаметру полимерной оболочки кабеля, может привести в процессе испытаний при высоком давлении или длительном хранении к смещению или вырыву кабеля из кабельного ввода;

- нетехнологичность в изготовлении.

Для изготовления конструкции кабельного ввода требуется специальная технологическая оснастка - матрица и пуансон с формообразующими поверхностями по размерам и формам кольцевых канавок трапецеидального сечения, выполняемых в процессе обжимки тонкостенной втулкой из пластичного металла на наружной поверхности уплотнителя;

- сложность ремонта.

В процессе эксплуатации при необходимости замены трубчатого полимерного уплотнителя требуется замена тонкостенной втулки из пластичного металла и наличие приспособления для обжимки (матрицы и пуансона).

Задачами настоящего изобретения являются повышение надежности и герметичности конструкции кабельного ввода при работе в условиях высокого давления, технологичность в изготовлении, расширение технологических возможностей и обеспечение ремонтопригодности конструкции ввода.

При решении поставленных задач достигаются следующие технические результаты:

- повышение герметичности.

Достигается за счет выполнения уплотнителя из сырой каландрованной резины и размещения его с поджатием между двумя уплотнительными кольцами в замкнутой полости, образованной при сборке корпуса.

Сырая резина за счет своей текучести проникает во все микропоры полимерной оболочки кабеля, образуя дополнительные механические связи, обеспечивает герметичность соединения за счет адгезии;

- повышение надежности конструкции.

Повышение надежности конструкции достигается за счет того, что наружные торцы корпуса с двух сторон поджаты зажимными узлами стопорения, в совокупности, образующими "клиновой замок", фиксирующий кабель в корпусе и во входном отверстии испытательного устройства.

Кроме того, выполнение уплотнителя из сырой резины за счет адгезии с поверхностью полимерной оболочки кабеля обеспечивает образование новых механических связей, повышая прочность соединения;

- расширение технологических возможностей.

Кабельный ввод может использоваться при высоких давлениях на границе раздела сред с сохранением герметичности конструкции. Это достигается за счет зажимных узлов стопорения, образующих "клиновой замок", фиксирующий кабель в корпусе и во входном отверстии испытательного устройства.

Выполнение уплотнителя из сырой резины увеличивает эффективность герметизации, что позволяет использовать кабельный ввод при работе в различных средах с широким диапазоном физико-химических свойств;

- повышение технологичности в изготовлении.

Обеспечивается за счет выполнения конструкции кабельного ввода разборной, состоящей из простых деталей. Выполнение уплотнителя из сырой каландрованной резины упрощает процесс нанесения его на поверхность полимерной оболочки кабеля.

Процесс нанесения уплотнителя на поверхность полимерной оболочки кабеля заключается в намотке на поверхность кабеля каландрованной сырой резины;

- ремонтопригодность.

Металлический корпус выполнен разъемным, что позволяет обеспечить доступ к уплотнителю и осуществить быструю его замену.

Ремонт несложен. Устранение утечки или ремонт заключается в поджатии уплотнителя - создании первоначального осевого напряжения или, при необходимости, разборке корпуса для замены уплотнителя, выполненного из сырой каландрованной резины, без нарушения целостности деталей кабельного ввода.

Решение поставленных задач и достижение указанных технических результатов обеспечиваются тем, что в кабельном вводе, содержащем кабель в полимерной оболочке, на котором размещены металлический корпус, выполненный с резьбовыми и гладкими цилиндрическими поверхностями, уплотнитель, корпус выполнен разъемным, уплотнитель выполнен из сырой каландрованной резины и размещен с возможностью поджатая между распорными кольцами в кольцевой замкнутой полости, образованной при сборке корпуса, причем на кабеле со стороны наружных торцов корпуса размещены зажимные узлы, в совокупности образующие "клиновой замок", фиксирующий кабель в корпусе и во входном отверстии испытательного устройства.

Таким образом, заявляемая совокупность и взаимосвязь существенных признаков находится в причинно-следственной связи с достигаемыми техническими результатами, является новой, так как имеет существенные отличительные от прототипа признаки и позволяет получить новые вышеуказанные технические результаты по сравнению с прототипом и другими близкими по технической сущности аналогами. Заявляемое техническое решение соответствует критериям изобретения «Новизна», «Изобретательский уровень» и «Промышленная применимость».

На рисунке представлен общий вид кабельного ввода.

Кабельный ввод содержит кабель 1 в полимерной оболочке, на котором размещен металлический корпус. Корпус выполнен разъемным и состоит из двух частей 2 и 3 с внутренними гладкой 4 и резьбовой 5 цилиндрическими поверхностями. Части 2 и 3 корпуса соединены по резьбе 5 с образованием кольцевой замкнутой полости, в которой между распорными кольцами 6 и 7 размещен с возможностью поджатия уплотнитель 8, выполненный из сырой каландрованной резины. Со стороны наружных торцов корпуса размещены зажимные узлы стопорения. Узел стопорения со стороны части 2 корпуса выполнен в виде клинового зажима, состоящего из цанги 9 и упорного кольца 10, а со стороны части 3 - выполнен в виде клинового вкладыша 11, поджатого гайкой 12 через упорное кольцо 13. Узлы стопорения в совокупности образуют "клиновой замок", обеспечивающий надежную фиксацию кабеля 1 в рабочем отверстии испытательного устройства 14, а корпуса ввода - от перемещений относительно кабеля 1. На наружной цилиндрической поверхности части 2 корпуса выполнена резьба 15 для ввода и фиксации корпуса в отверстии испытательного устройства 14.

Сборку кабельного ввода осуществляют в следующей последовательности.

На кабель 1 между распорными кольцами 6 и 7 наносят витками слой сырой каландрованной резины 8. Затем на кабеле 1 с двух сторон уплотнителя 8 собирают по резьбе 5 части 2 и 3 корпуса с образованием замкнутой кольцевой полости, охватывающей уплотнитель 8 с распорными кольцами 6 и 7, при этом распорные кольца 6 и 7 поджимают уплотнитель 8 в полости корпуса. Уплотнитель 8 из сырой резины, поджатый между распорными кольцами 6 и 7, за счет адгезии с поверхностью полимерной оболочки кабеля, образует новые механические связи, обеспечивая прочность и герметичность соединения. Со стороны внешнего торца части 2 корпуса устанавливают зажимной узел, состоящий из цанги 9 и упорного кольца 10. Со стороны внешнего торца части 3 корпуса устанавливают зажимной узел, состоящий из клинового вкладыша 11 и упорного кольца 13, которые поджимают гайкой 12, обеспечивая фиксацию корпуса на кабеле 1. Собранную конструкцию со стороны части 2 корпуса по резьбе 15 ввинчивают в рабочее отверстие испытательного устройства 14, заклинивая кабель 1 и корпус посредством цанги 9 и кольца 10 в устройстве 14. Зажимные узлы, образующие в совокупности «клиновой замок», и уплотнитель 8 из сырой каландрованной резины обеспечивают высокую степень герметичности и надежности конструкции.

Конструкция ввода позволяет осуществлять в условиях эксплуатации, при необходимости, регулировку усилия поджатая уплотнителя 8 уплотнительными кольцами 6 и 7 до первоначального осевого напряжения без разборки корпуса, ремонт и замену ее составных частей без нарушения целостности деталей кабельного ввода.

Предложенная конструкция кабельного ввода по сравнению с прототипом имеет более широкие технологические возможности, надежна в работе, в том числе в средах высокого давления, проста по конструкции, технологична в изготовлении, ремонтопригодна.

Конструкция ввода промышленно освоена и подтвердила решение поставленных задач с достижением вышеуказанных технических результатов.

Кабельный ввод, содержащий кабель в полимерной оболочке, на котором размещен металлический корпус, выполненный с резьбовыми и гладкими цилиндрическими поверхностями, уплотнитель, отличающийся тем, что корпус выполнен разъемным, уплотнитель выполнен из сырой каландрованной резины и размещен с возможностью поджатая между распорными кольцами в кольцевой замкнутой полости, образованной при сборке корпуса, причем на кабеле со стороны наружных торцов корпуса размещены зажимные узлы в совокупности образующие "клиновой замок", фиксирующий кабель в корпусе и во входном отверстии испытательного устройства.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к проходному изолятору для баков электрических трансформаторов, распределительных шкафов и др. Изолятор состоит из центрального соединительного стержня (10), установленного вдоль продольной оси (10у), из втулки (20), расположенной соосно вокруг центрального соединительного стержня (10) и содержащей цилиндрический кожух (21), расположенный в радиальном направлении с промежутком (D-21) относительно центрального соединительного стержня (10) и содержащий внутреннюю поверхность (22), из датчика (30) электрического и/или магнитного поля, расположенного в зоне внутренней поверхности (22) цилиндрического кожуха (21) втулки (20), и из несущего корпуса (40), выполненного из диэлектрического материала с возможностью установки и размещения в нем центрального соединительного стержня (10), втулки (20) и датчика (30) электрического и/или магнитного поля, при этом на центральном соединительном стержне установлен по меньшей мере один экранирующий элемент (161, 162/261, 262/361, 362).

Изобретение относится к электрическим изоляторам, предназначенным для использования в конструкциях генераторов высокого напряжения, в ускорителях заряженных частиц и в других вакуумных высоковольтных установках.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к высоковольтной импульсной технике, и может быть использовано при проектировании высоковольтных секционированных изоляторов для вакуумных камер.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к изготовлению секционированных проходных изоляторов. В способе определения оптимального числа секций в проходном высоковольтном вакуумном изоляторе, выполненном в виде чередующихся кольцевых, дисковых или цилиндрических элементов из изоляционного материала и прокладок из проводящего материала заданной толщины b, предварительно снимают зависимость пробивного напряжения по поверхности элемента из изоляционного материала, помещенного в вакуум, от толщины d указанного элемента, строят график снятой зависимости, аппроксимируют построенный график степенной функцией вида U=kdα, определяют коэффициенты k и α в упомянутой зависимости, используя экспериментальные данные, полученные при снятии зависимости пробивного напряжения по поверхности элемента из изоляционного материала от его толщины, затем рассчитывают оптимальную толщину и количество секций по определенным зависимостям.

Проходной элемент для прохода функционального элемента через отверстие электрически изолированным образом, при этом проходной элемент пригоден для использования в условиях окружающей среды с температурами выше 260°С и/или давлением выше 289,6 МПа (42000 фунтов/дюйм2), при этом проходной элемент включает в себя опорный корпус, по меньшей мере, с одним отверстием для прохода, в котором расположен, по меньшей мере, один функциональный элемент в электрически изолирующем фиксирующем материале; электрически изолирующий материал электрически изолирует функциональный элемент от опорного корпуса, при этом электрически изолирующий материал содержит стекло или стеклокерамику с удельным объемным сопротивлением более 1,0·1010 Ом.см при температуре 350°C.

Изобретение относится к изготовлению секционированных проходных изоляторов. В способе определения оптимального числа секций N секционированного изолятора заданной высоты H, выполненного в виде чередующихся кольцевых, дисковых или цилиндрических элементов из изоляционного материала и прокладок из проводящего материала заданной толщины b, предварительно снимают зависимость пробивного напряжения U по поверхности диэлектрика, помещенного в вакуум, от толщины диэлектрика d, аналитическое описание которой представляют в виде степенной функции U=kdα, и, используя полученные при снятии зависимости пробивного напряжения по поверхности диэлектрика от его толщины экспериментальные данные, определяют коэффициенты k и α в упомянутой функции.

Изобретение относится к электроэнергетическим устройствам и может быть использовано для передачи электрической энергии посредством кабелей, проводов, жгутов различных конструкций в герметичных системах.

Изобретение относится области электротехники, а именно к конструкции кабельного ввода, использующегося в ракетной технике при строительстве специальных фортификационных сооружений и предназначенного для обеспечения связи в диапазоне частот от 0,5 до 10 ГГц.

Изобретение относится к герметичным кабельным вводам электрических проводников в электрооборудовании глубоководных аппаратов, при изготовлении объектов аэрокосмической техники, для ввода электрической энергии в герметичные помещения, например, в атомных электростанциях, для этого кабельный ввод содержит металлический цилиндрический корпус, который выполнен единой конструкцией с внутренней упорной пластиной, в которой имеются отверстия для электрических проводников, а токопроводящие контакты между собой и корпусом изолируются путем заполнения полимерным компаундом.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электрическим изоляторам, предназначенным для использования в конструкциях генераторов высокого напряжения, в ускорителях заряженных частиц и в других вакуумных высоковольтных установках.

Изобретение относится к узлам высоковольтного ввода. Узел высоковольтного ввода (1) включает изоляционную втулку (20), которая выполнена из высокопрочного глиноземистого фарфора и предназначена для того, чтобы окружать проводник (10), фланец (30), расположенный на внешней поверхности изолирующей трубки, и полосу полупроводниковой глазури (22,23), расположенную на внешней поверхности изоляционной втулки, удаленную от конца изоляционной втулки. Изобретение обеспечивает повышение сопротивления коронному разряду. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 6 ил., 2 табл.

Предложенная конструкция и способ изготовления герметичного ввода используются в ракетной техники при строительстве специальных фортификационных сооружений, подвергающихся воздействию внешних нагрузок, включая поражающие факторы ядерных взрывов. Герметичный ввод содержит полый корпус с соединителями по торцам, электрические провода, фиксирующий элемент оснащен в передней части полого корпуса силовой диафрагмой с отверстиями для проводов с жаростойкой изоляцией, имеющей конусное сопряжение с полым корпусом и фиксацию стопорным кольцом. В задней части полого корпуса установлен металлокерамический модуль, состоящий из обечайки, токовводов и керамического изолятора, размещенного во внутренней проточке обечайки. Изобретение обеспечивает создание герметичного ввода, способного противостоять сверхвысоким нагрузкам от поражающих факторов. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх