ПРОХОДКА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОММУНИКАЦИЙ Российский патент 2003 года по МПК H02G3/22 H01B17/26 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для обеспечения герметичного пропуска проводников (проводов, кабелей, жгутов) электрических коммуникаций с возможностью их замены через герметичную перегородку, отделяющую зону обслуживания от зоны с ионизирующим излучением, на атомных станциях, испытательных стендах и других аналогичных объектах.

Известно устройство кабельного ввода, работающего в жидких и газообразных средах и представляющего собой конструкцию, обеспечивающую герметичность кабеля в полимерной оболочке относительно перегородки с помощью цилиндрического сальникового уплотнителя, поджимаемого резьбовой втулкой (см. патент России 2138089, Н 01 В 17/26).

Недостатком этой конструкции является использование в качестве изолятора проводника полимерного материала, не стойкого в условиях ионизирующего излучения.

Известно также устройство для герметичного пропуска кабелей через перекрытия герметичных помещений атомных электростанций (см. патент России 2077100, Н 01 В 17/26), в котором кабели организованы в модули, пропущенные сквозь цилиндрический корпус проходки и герметично по концам соединенные с его торцами.

Наиболее близким техническим решением к заявленному является токоввод электрических коммуникаций в герметичную зону, содержащий цилиндрический корпус с герметично заделанными в его торцы с помощью керамических герметичных изоляторов электрическими проводниками (заявка 2000105395/09(005633) от 06.03.2000 г., Н 01 В 17/26). В данной конструкции соединение изоляторов выполнено пайкой или сваркой, что является недостатком при необходимости произвести замену электрических проводников в проходке.

Задача, на выполнение которой направлено заявляемое изобретение, - повышение надежности, компактности, эксплуатационных удобств и снижение трудоемкости изготовления проходки электрических коммуникаций, а также монтажа ее на объекте.

Технический результат - обеспечение герметичного крепления модулей в корпусе проходки с возможностью их замены.

Этот результат достигается тем, что крепление модулей выполнено с помощью установленных в торцы корпуса проходки зажимной резьбовой втулки сальникового уплотнения, зажимной гайки и разрезного резьбового кольца с коническими торцами, взаимодействующего с коническими поверхностями внутреннего упора зажимной гайки и зажимной резьбовой втулки, а на торцах зажимной резьбовой втулки и зажимной гайки выполнены пазы, причем указанные пазы целесообразно выполнить трапециевидными.

На фиг.1 приведена конструктивная схема предложенного устройства.

На фиг.2 показаны трапециевидные пазы зажимных элементов (вид А).

На фиг. 3 приведены в увеличенном масштабе (узел Б) элементы крепления проходки.

Проходка 1, установленная в герметичную перегородку 2, содержит цилиндрический корпус 3 с закрепленными в его торцах сменными модулями, образованными электрическими проводниками 4, по концам электрически изолированными и герметично заделанными (с помощью герметичных керамических или стеклянных изоляторов 5) в трубчатые наконечники 6, в свою очередь герметично с помощью сальникового уплотнения (содержащего прокладку 7 и зажимную резьбовую втулку 8) установленные в торцы корпуса 3. Крепление модулей выполнено с использованием зажимной резьбовой втулки 8, а также с помощью зажимной гайки 9 и разрезного кольца 10 с коническими торцами, взаимодействующего с коническими поверхностями внутреннего упора зажимной гайки 9 и зажимной резьбовой втулки 8. На торцах зажимной резьбовой втулки и зажимной гайки выполнены трапециевидные пазы (см. вид А).

Герметичные изоляторы 5 могут быть выполнены по известным конструктивным канонам, например, в виде широко применяемых в электротехнике герметичных вилок со стеклянной изоляцией, входящих в состав электрических соединителей, или с использованием герметичных керамических изоляторов, поэтому на фиг.1 герметичные изоляторы 5 показаны условно, причем их конструкция может содержать элементы термокомпенсации или другие особенности, являющиеся инженерными решениями и которые в настоящей заявке не рассматриваются.

Предложенное устройство работает следующим образом. Передача тока из одной зоны объекта в другую осуществляется с помощью образуемых модули электрических проводников 4, а герметичность их по отношению к трубчатым наконечникам 6 обеспечивается герметичными изоляторами 5. Герметичность модулей относительно корпуса 3 сохраняется с помощью сальникового уплотнения.

Неподвижность модулей относительно корпуса 3 обеспечивается закрепленным на резьбовом участке трубчатого наконечника 6 кольцом 10, зажатым между ввернутой в торец корпуса 3 втулкой 8 и внутренним упором зажимной гайки 9, в свою очередь жестко через резьбу втулки 8 связанных с корпусом 3.

Замена модулей производится неразрушающим способом и состоит в последовательном отворачивании гаек 9, колец 10 и втулок 8 с обеих сторон проходки, извлечении модуля из своих гнезд и замене его новым.

Повышение надежности проходки обеспечивается тем, что описанная конструкция позволяет применить прокладки 7 сальника из уникальных по свойствам термостойких материалов на основе упругих графитовых волокон, упругость и плотность которых сохраняется до 900^oС, т.е. проходка не теряет герметичность в аварийных условиях вплоть до пожара на объекте. Но для сохранения герметичности, т.е. для сохранения газового подпора внутри проходки, предохраняющего зону обслуживания от попадания в нее среды из зоны с ионизирующим излучением, последняя, заполненная нейтральным газом под давлением в начале эксплуатации, должна сохранять давление газа до конца своего ресурса (40 - 50 лет).

Для этого необходима полная взаимная неподвижность элементов (прокладки 7, втулки 8 и трубчатого наконечника 6 относительно торца корпуса 3), образующих сальниковое уплотнение, как при его монтаже, так и при внешних воздействиях - механических или связанных с неравномерным распределением температуры по проходке.

Эта неподвижность обеспечивается тем, что, несмотря на разброс положения трубчатого наконечника 6 относительно торца корпуса 3 после деформирования прокладки 7, сдавленной втулкой 8, их взаимное положение фиксируется после наворачивания на трубчатый наконечник 6 разрезного кольца 10 до упора во втулку 8.

В результате взаимодействия конусного торца кольца 10 и конической поверхности втулки 8 с учетом разреза на кольце 10 последнее, деформируясь, обжимает резьбу трубчатого наконечника 6, выбирая зазор в резьбовой паре и тем самым жестко фиксируя трубчатый наконечник 6 относительно торца корпуса 3 после установки и затягивания гайки 9. Контровка гайки 9 осуществляется взаимодействием конусных поверхностей разрезного кольца 10 и внутреннего упора гайки 9.

Увеличению надежности служат трапециевидные пазы втулок 8 и гаек 9, используемые при затягивании (отворачивании) указанных деталей. Трапециевидные пазы при приложении механического момента не позволяют инструменту "сорваться" и повредить близко расположенные элементы модулей, особенно хрупкие стеклянные или керамические изоляторы 5.

Компактность проходки характеризуется количеством размещенных в ней электрических проводников и при модульном принципе построения конструкции зависит от конфигурации элементов крепления и герметизации модулей, а также от многофункциональности каждого из них, влияющей на количество используемых деталей и, соответственно, на размеры сборки.

Из фиг. 1 видно, что эти элементы увеличивают расстояние между модулями минимально, только на удвоенную с небольшим толщину прокладки 7, без которой модуль известными способами невозможно создать заменяемым.

Многофункциональностью обладают втулка 8 (сдавливает прокладку 7, служит упором для кольца 10 и "инструментом" для ликвидации зазора в резьбе между кольцом 10 и трубчатым наконечником 6, а также является "болтом" для наворачивания на нее гайки 9), кольцо 10 (служит фиксатором наконечника 6 по отношению к фланцу корпуса 3 и элементом контровки гайки 9), гайка 9 (является упором кольца 10 и способствует, благодаря конусу на внутреннем упоре, увеличению степени обжатия кольца 10 вокруг трубчатого наконечника 6).

Благодаря многофункциональности указанных деталей продольные размеры мест герметизации и крепления модулей минимальны. Обеспечению компактности служит использование пазов во втулке 8 и гайке 9 на их торцевых элементах, которые, в отличие, например, от традиционного шестигранника под ключ, не увеличивают диаметр указанных деталей. Компактности конструкции способствует конусная форма кольца 10, резьба на котором выполнена по основанию конуса, что определяет равнопрочность конструкции и ее минимальные габариты.

Повышение эксплуатационных удобств связано с конструктивным решением по монтажу и замене модулей, благодаря которому возможно применение одного инструмента как при завертывании, так и при отворачивании втулок 8 и гаек 9 (посадочные места под инструмент выполнены одинаковыми).

Использование: герметичный пропуск электрических коммуникаций в отделенную стеной зону с ионизирующим излучением. Сущность: предлагаемое устройство содержит цилиндрический корпус с закрепленными в его торцах сменными модулями, образованными электрическими проводниками, по концам электрически изолированными и герметично заделанными в трубчатые наконечники, которые герметично заделаны относительно корпуса проходки с помощью сальникового уплотнения, содержащего зажимную резьбовую втулку. Крепление модулей выполнено с помощью установленных в торцы корпуса проходки зажимной резьбовой втулки сальникового уплотнения, зажимной гайки и разрезного резьбового кольца с коническими торцами, взаимодействующего с коническими поверхностями внутреннего упора зажимной гайки и зажимной резьбовой втулки. В торцах зажимной втулки и зажимной гайки выполнены трапециевидные пазы. Такое выполнение устройства обеспечивает повышение надежности, компактности, эксплуатационных удобств, снижение трудоемкости изготовления проходки электрических коммуникаций и монтажа ее на объекте. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Проходка электрических коммуникаций проводников (кабелей) в отделенную герметичной перегородкой зону с ионизирующим излучением, содержащая цилиндрический корпус с закрепленными в его торцах сменными модулями, образованными электрическими проводниками, по концам электрически изолированными и герметично заделанными в трубчатые наконечники, герметично закрепленные в торцах корпуса с использованием сальникового уплотнения с зажимной резьбовой втулкой, отличающаяся тем, что крепление модулей выполнено с помощью установленных в торцы корпуса проходки зажимной резьбовой втулки сальникового уплотнения, зажимной гайки и разрезного резьбового кольца с коническими торцами, взаимодействующего с коническими поверхностями внутреннего упора зажимной гайки и зажимной резьбовой втулки, а в торцах зажимной втулки и зажимной гайки выполнены пазы. 2. Проходка по п. 1, отличающаяся тем, что пазы в торцах зажимной резьбовой втулки и зажимной гайки выполнены трапециевидными.