ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ГЕРМОВВОД Российский патент 1998 года по МПК H01B17/26 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для ввода проводов в сосуды высокого давления.

Известен электроввод в сосуды высокого давления, содержащий корпус с коническим отверстием, в котором расположен уплотнительный элемент в виде усеченного конуса с выполненным в нем отверстием для прохода проводов, и, по меньшей мере, один фиксирующий элемент, выполненный в виде стержня с винтовой канавкой на поверхности, расположенный в радиальном отверстии уплотнительного элемента, сообщающемся с отверстием для прохода проводов со стороны меньшего основания усеченного конуса [1].

Однако такое устройство является достаточно сложным, т.к. в его состав входят различные сборочные единицы, использующие винтовые соединения, что делает это достаточно трудоемким в изготовлении.

Известен многопроводной электроввод, содержащий корпус со сквозным ступенчатым отверстием для проводов, втулку, расположенную в отверстии большей ступени, имеющую коническое отверстие для размещения проводов, ограничительный элемент в форме диска с закругленными кромками, расположенный в отверстии средней ступени и перекрывающий отверстие втулки и меньшей ступени корпуса, при этом провода огибают диск, а все зазоры заполнены герметиком [2].

Недостатком конструкции является вероятность разрушения как электроизоляции проводников, так и самих проводников и перемыкания их металлическим диском при воздействии на электроввод высокого давления из-за высоких силовых воздействий на детали устройства.

Известен многопроводный электроввод, содержащий корпус со сквозным заполненным герметизирующим материалом центральным ступенчатым отверстием, в большей ступени которого расположена шайба, а под ней ограничитель смещения проводов, состоящий из втулки с кольцевыми выступами на наружной поверхности и стакана, обращенного дном в сторону высокого давления и снабженного проточками на открытом торце, через которые, так же как и через пазы на торце шайбы и внутреннюю полость втулки, проходят провода [3].

Недостатком этого устройства является высокая технологическая сложность, обусловленная использованием внутренних деталей усложненной конструкции для снижения механических напряжений в направлении зоны с пониженным давлением.

Прототипом заявляемого изобретения выбран ( обладающий наиболее простой конструкцией) электрический гермоввод, содержащий корпус с конусообразным отверстием, переходящим ступенчато в цилиндрический канал, вкладыш с индивидуальными отверстиями для проводов, заглубленный в отверстие, и уплотнитель, размещенный в оставшейся части конического отверстия, выполненный в виде послойно расположенных гранул из изоляционного материала, при этом слои пропитаны герметизирующим материалом, а провода расположены между слоями [4].

Недостатком этого устройства является пониженная технологичность, вызванная сложностью распределения и фиксации проводников в уплотнительном материале и невозможностью их упорядоченного размещения.

Общим недостатком всех вышеперечисленных устройств является обязательность введения герметизирующего материала последовательно несколькими технологическими приемами. В результате возникает неоднородность общей герметизирующей массы, сокращается количество материалов, пригодных к применению по времени их полимеризации, что в итоге снижает возможность обеспечения высокой механической устойчивости устройств к высоким давлениям.

При создании изобретения решалась задача создания электрического гермоввода, обладающего надежностью в широком диапазоне давлений и пониженной трудоемкостью в изготовлении.

Настоящая задача решается тем, что в электрическим гермовводе, содержащем корпус с конусообразным отверстием, переходящим ступенчато в цилиндрический канал, вкладыш с индивидуальными отверстиями для проводов, заглубленный в отверстие, и уплотнитель, размещенный в оставшейся части конусообразного отверстия, согласно изобретению, на торце корпуса, охватывающем широкую часть конусообразного отверстия в радиальных плоскостях, соответствующих расположению отверстий во вкладыше, выполнены радиальные пазы для размещения проводов с фиксированием, а в качестве уплотнителя использован однородный самоотверждающий компаунд. Такая конструкция позволяет простым приемом обеспечить упорядоченное размещение проводов и облегчить введение уплотнительного материала в открытую часть корпуса, в том числе использованием единого технологического приема литья под давлением. Кроме того, для повышения механической устойчивости устройства к высоким давлениям вкладыш с отверстием выполняют из металла.

В качестве уплотнителя может быть использован поликарбонат, введенный под давлением, например с помощью литьевой машины.

Кроме того, в стенке полости с уплотнителем выполнены кольцеобразные углубления.

На фиг. 1 показан разрез общего вида заявляемого электрического гермоввода; на фиг. 2 - вид сверху фиг. 1 без уплотнителя.

Гермоввод содержит металлический корпус 1, на оси которого выполнено сквозное конусообразное отверстие 2, переходящее ступенчато в цилиндрический канал 3. Большее основание корпуса обращено в сторону повышенного давления. На меньшем основании 4 конусообразного отверстия установлен вкладыш 5, который может быть выполнен из металла. Во вкладыше 5 выполнены индивидуальные отверстия 6 для электрических проводов 7. На торце 8 корпуса 1 пазы 9 выполнены в радиальных плоскостях, соответствующих расположению отверстий 6 во вкладыше 4. В эти пазы уложены концы проводов 7, вводимые в зону повышенного давления. Оголенные выводы изолированы от корпуса электроизоляционными трубками 10, которые уложены в цилиндрические расточки, выполненные под пазами и имеющие диаметр, превышающий ширину паза. Таким образом осуществляется механическая фиксация проводников. Электроизоляционные трубки 11 изолируют провода от металлического вкладыша 5 и корпуса 1. Свободная полость конусообразного отверстия 2 заполнена уплотнителем 12. В стенке конусообразного отверстия 2 могут быть выполнены одно или более кольцевых углублений 13.

При сборке электроввода вначале пропускают проводники 7 в электроизоляционных трубках 11 через отверстия вкладыша 5. Затем вкладыш 5 с проводами устанавливают на основание 4, выводя электроизолированные проводники через канал 3 и разворачивая вкладыш 5 таким образом, чтобы его отверстия 6 и соответствующие им пазы 9 оказались в одинаковых радиальных плоскостях. Провода 7 укладывают в пазы 9 и фиксируют их электроизоляционными трубками 10, обеспечивая таким образом их упорядоченное расположение. Далее производится единая технологическая операция - заполнения конической полости с проводниками самоотверждающим герметизирующим материалом, например эпоксидной смолой, поликарбонатом, поликарбонатом с цементом и др.

Конструкция гермоввода позволяет осуществить заполнение полости поликарбонатом с помощью литьевой машины под давлением с использованием насадки с узким отверстием, надеваемой на широкое отверстие конусообразного отверстия 2.

Давление, действующее на уплотнитель 12 со стороны большего отверстия и пазов 9, подвергает его сжатию и стремится выдавить его вместе с проводниками 7 в осевое отверстие корпуса 1. При этом направление воздействия давления благодаря упорядоченному расположению проводов 7 исключает их деформацию и смещение. Наличие металлической шайбы 4 с малыми отверстиями 6 препятствует выдавливанию уплотнителя 12. Надежность устройства дополнительно возрастает за счет применения качественного уплотнителя, введенного одним технологическим приемом под давлением и заполняющего однородно все микрозазоры полости 2. Выполнение во внутренней стенке полости с проводами кольцевых углублений 13 увеличивает герметичность уплотнителя 13 в полости отверстия 2. Дополнительно возникающий при воздействии давления эффект самоуплотнения оказывает дополнительный вклад в повышение герметичности раздела сред с разными давлениями.

Таким образом, предлагаемая конструкция электроввода выгодно отличается от известных простотой конструкции, технологичностью в изготовлении и надежна в работе при высоких давлениях.

При испытаниях заявляемого гермоввода с десятью проводами толщиной до 0,6 мм и с уплотнителем в виде поликарбоната, введенного с помощью литьевой машины, гермоввод выдерживал давление до 10000 кГс/см².

Электрический гермоввод используется в электротехнике и предназначен для ввода проводов в сосуды высокого давления. Гермоввод содержит корпус 1 с конусообразным отверстием 2, которое ступенчато переходит в цилиндрический канал 3. На меньшем основании 4 отверстия установлен вкладыш 5, который может быть выполнен из металла с индивидуальными отверстиями 6 для проводов 7, которые с фиксированием уложены в пазы, выполненные на торце корпуса 1, охватывающем широкую часть конусообразного отверстия 2. Всю свободную полость конусообразного отверстия 2 заполняет уплотнитель 12 в виде однородного самоотвердеющего компаунда. В качестве уплотнителя предпочтительно использовать поликарбонат, введенный под давлением одним технологическим приемом. Гермоввод обладает надежностью в широком диапазоне давлений и пониженной трудоемкостью в изготовлении. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Электрический гермоввод, содержащий корпус с конусообразным отверстием, переходящим ступенчато в цилиндрический канал, вкладыш с индивидуальными отверстиями для проводов, заглубленный в отверстие, и уплотнитель, размещенный в оставшейся части конусообразного отверстия, отличающийся тем, что на торце корпуса, охватывающем широкую часть конусообразного отверстия в радиальных плоскостях, соответствующих размещению индивидуальных отверстий во вкладыше, выполнены пазы для размещения с фиксированием проводов, а в качестве уплотнителя использован однородный самотвердеющий компаунд. 2. Гермоввод по п. 1, отличающийся тем, что вкладыш выполнен из металла. 3. Гермоввод по п. 1, отличающийся тем, что в качестве уплотнителя использован поликарбонат, введенный под давлением одним технологическим приемом. 4. Гермоввод по п. 1, отличающийся тем, что в стенке конусообразного отверстия выполнено кольцеобразно углубление.