КАБЕЛЬНОЕ УПЛОТНЕНИЕ С РЕЗЬБОЙ Российский патент 2012 года по МПК H02G3/06 H02G15/04 

Изобретение относится к кабельному уплотнению с резьбой, содержащему по меньшей мере одну втулку, имеющую резьбу, стопорное кольцо, расположенное снаружи на втулке, прижимную гайку, выполненную с возможностью перемещения на втулке, и уплотнительный элемент, расположенный внутри втулки.

Такие кабельные уплотнения с резьбой предназначены для защиты электрических аппаратов, таких как распределительный щит, распределительная коробка и т.п., от механических воздействий, пыли и влаги, причем кабель прочно и герметично присоединяется к корпусу соответствующего аппарата с помощью кабельного уплотнения с резьбой. Кабель заводится через кабельное уплотнение в корпус, и кабельное уплотнение может выполнять дополнительные функции, например, защиты, изоляции, снятия нагрузки и т.п.

В частности, в потенциально взрывоопасных местах соответствующие корпуса, в которые заводится кабель, имеют искробезопасное и/или взрывобезопасное исполнение. Таким образом, к кабельному уплотнению с резьбой также предъявляются определенные требования. Например, соответствующее уплотнение кабеля внутри кабельного уплотнения с резьбой должно быть искробезопасно и иметь зазор заданного размера. Для этого необходимо проводить соответствующее техническое обслуживание кабельного уплотнения с резьбой в определенное время для проверки, в частности, величин соответствующих зазоров внутри этого устройства с точки зрения обеспечения искробезопаности.

Кроме того, известно, что в зависимости от климатических условий или старения кабеля и, в частности, его изоляции, а также старения соответствующего уплотнительного элемента кабельного уплотнения с резьбой ширина зазоров может изменяться, таким образом влияя на искробезопасность.

Цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы с помощью простой конструкции избежать соответствующих изменений ширины зазоров и, таким образом, улучшить искробезопасность.

Эта цель достигается с помощью признаков, указанных в п.1 формулы изобретения.

Согласно изобретению, между прижимной гайкой и уплотнительным элементом внутри втулки с резьбой расположен нажимной элемент, причем прижимная гайка действует на нажимной элемент в направлении уплотнительного элемента. Этот нажимной элемент предназначен для улучшения контакта уплотнительного элемента с кабелем при возможных изменениях климатических условий и, таким образом, для улучшения герметизации между кабелем и уплотнительным элементом кабельного уплотнения, так что соответствующие размеры зазоров не изменяются при изменении климатических условий и т.п. Это означает, что уплотнительный элемент по существу всегда герметично прижат нажимным элементом.

Предложенное изобретение, таким образом, позволяет увеличить, например, интервалы времени между техническим обслуживанием кабельного уплотнения с резьбой.

Нажимной элемент может быть выполнен в виде пружинного элемента, заданное усилие которого может регулироваться прижимной гайкой, для обеспечения соответствующего усилия нажимного элемента. В зависимости от положения прижимной гайки на втулке с резьбой заданное усилие пружинного элемента изменяется и может, таким образом, регулироваться. Таким образом, также можно увеличить усилие пружинного элемента и повторно отрегулировать его позже.

Примером пружинного элемента является винтовая пружина сжатия, при этом соответствующий упругий элемент может быть образован несколькими винтовыми пружинами сжатия, в частности для подгонки характеристик жесткости.

Втулка в своем внутреннем отверстии может иметь по меньшей мере одно сужение, предназначенное для отклонения уплотнительного элемента радиально внутрь, для простого прижатия уплотнительного элемента к кабелю или его изоляции внутри втулки путем воздействия прижимной гайки и упругого элемента.

Такое сужение может быть выполнено в виде уменьшения в диаметре в виде по меньшей мере одного отклоняющего скоса, проходящего по кругу во внутреннем отверстии радиально внутрь и под углом к прижимной гайке, для обеспечения отклонения нижнего конца уплотнительного элемента. При прижатии уплотнительного элемента в направлении сужения или скоса с помощью прижимной гайки и упругого элемента он отклоняется радиально внутрь и входит в контакт с кабелем, проложенным через кабельное уплотнение с резьбой, и прижимается к нему.

Уплотнительный элемент может иметь различную конструкцию. Для того чтобы уплотнительный элемент имел достаточную длину, в частности, в продольном направлении втулки, он может быть выполнен в виде уплотнительной трубки, имеющей стенки по существу постоянной толщины по всей длине. Постоянная толщина стенки обеспечивает по существу постоянное усилие отклонения уплотнительного элемента радиально внутрь при дальнейшем смещении уплотнительного элемента в продольном направлении. Кроме того, такой уплотнительный элемент проще в изготовлении.

Уплотнительный элемент на верхнем и/или нижнем конце может иметь плоскую поверхность, проходящую радиально внутрь, для улучшения создания контакта между нажимным элементом и уплотнительным элементом. Нажимной элемент опирается на эту плоскую поверхность и может прижимать уплотнительный элемент к сужению или скосу соответственно по всей окружности. Если плоские поверхности выполнены на обоих концах, не имеет значения направление установки уплотнительной трубки во внутреннем отверстии втулки с резьбой.

Для надежного удержания и создания усилия на нажимной элемент на плоской стороне, противоположной уплотнительной трубке, прижимная гайка может иметь специальную окружную удерживающую канавку, выполненную открытой со стороны нажимного элемента. Нажимной элемент вставлен в эту канавку своим концом, противоположным уплотнительной трубке или уплотнительному элементу, соответственно.

Такая канавка может быть выполнена на нижней стороне краевого фланца прижимной гайки, проходящей радиально внутрь.

Фланец может, кроме того, также служить для окаймления соответствующего кабеля, в частности, если он ограничивает отверстие для ввода кабеля в верхнем конце прижимной гайки.

Если кабельное уплотнение с резьбой по меньшей мере частично вставлено в соответствующий корпус электрического аппарата, это установочное положение фиксируется стопорным кольцом. В этом случае стопорное кольцо может быть выполнено как одно целое с втулкой. Таким образом, установочное положение кабельного уплотнения с резьбой определяется тем, как вставляется втулка, только до тех пор, пока стопорное кольцо не войдет в контакт с корпусом аппарата снаружи. Для изменения глубины вставки стопорное кольцо может быть снаружи навинчено на втулку, чтобы его можно было регулировать. Для этого втулка обычно имеет наружную резьбу, которая может, например, также использоваться для навинчивания прижимной гайки.

При наличии соответствующего усилия на прижимной элемент со стороны прижимной гайки, она по меньшей мере в течение некоторого времени будет автоматически удерживать уплотнительный элемент в контакте с внешней поверхностью кабеля. Однако способность повторной регулировки нажимного элемента может быть со временем исчерпана, и дальнейшее прижатие станет невозможным. Для индикации такого случая, если требуется, может использоваться индикаторный элемент, связанный с нажимным элементом. В зависимости от величины усилия нажимного элемента изменяется, например, положение индикаторного элемента и т.п. Таким образом, можно легко определить, с одной стороны, эффективен ли нажимной элемент, и, с другой стороны, может ли он продолжать эффективную работу.

Такой индикаторный элемент может быть выполнен в виде индикаторного штыря, находящегося в контакте с нажимным элементом и расположенного в направлении, противоположном направлению усилия нажимного элемента.

Такой индикаторный штырь может выступать из кабельного уплотнения с резьбой в соответствующем месте или быть виден через окно, например во втулке, и т.п. В одном предпочтительном варианте выполнения индикаторный штырь может удерживаться с возможностью перемещения в отверстии для штыря, открытом сверху в зоне краевого фланца. В зависимости от соответствующего положения индикаторного штыря внутри отверстия для штыря можно судить об эффективности нажимного элемента.

Индикаторный штырь можно изготавливать отдельно от нажимного элемента и, например, прикладывать усилие к нему на одном конце нажимного элемента. При уменьшении усилия нажимного элемента усилие на индикаторный штырь также уменьшается. Индикаторный штырь может также быть выполнен в виде свободного конца винтовой пружины сжатия, загнутого, в частности, в направлении отверстия для штыря. В этом случае индикаторный штырь является одним целым с винтовой пружиной сжатия.

Для прижатия уплотнительного элемента к сужению или скосу по существу всегда с одинаковой силой, а также достижения соответствующей герметизации между уплотнительным элементом и кабелем, проходящим через уплотнение, нажимной элемент может иметь по существу постоянную жесткость. То есть, нажимной элемент, например, в виде винтовой пружины сжатия может прикладывать всегда одинаковое усилие в направлении уплотнительного элемента, даже если последний прижимается ближе к скосу.

Соответствующие части кабельного уплотнения с резьбой могут быть выполнены из разных материалов. Они могут быть выполнены, например, из металла или пластмассы. Также возможны комбинации этих материалов в случае, когда втулка с резьбой, например, выполнена из металла, а прижимная гайка выполнена из пластмассы.

Можно также закрыть соответствующее вводное отверстие в прижимной гайке заглушкой или чем-либо подобным для защиты его от пыли до прокладки кабеля через кабельное уплотнение с резьбой. Кроме того, предложенное кабельное уплотнение с резьбой может содержать защиту от изгиба, средство снятия нагрузки и т.п.

Ниже более подробно описан один вариант выполнения изобретения со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых:

фиг.1 представляет собой вид в аксонометрии варианта выполнения предложенного кабельного уплотнения с резьбой;

фиг.2 представляет собой вид сверху кабельного уплотнения с резьбой, показанного на фиг.1, и

фиг 3 представляет собой разрез по линии III-III на фиг.2.

На фиг.1 показан вид в аксонометрии варианта выполнения предложенного кабельного уплотнения с резьбой. Кабельное уплотнение 1 с резьбой содержит по меньшей мере одну втулку 2 с резьбой, одно стопорное кольцо 3, одну прижимную гайку 4, один уплотнительный элемент 5, показанный на фиг.3, и один нажимной элемент 6. Втулка 2 выполнена с внутренним отверстием 10, имеющим сужение (9) в виде отклоняющего скоса 11, расположенного в продольном направлении приблизительно посередине втулки 2. Скос проходит по окружности под углом к прижимной гайке 4, а на фиг.3 - под углом к стопорному кольцу 3.

В данном варианте выполнения стопорное кольцо 3 выполнено как одно целое с втулкой 2. Резьба, выполненная по меньшей мере в верхней части втулки 2, предназначена для закручивания прижимной гайки 4. Резьба может также быть выполнена по всей длине втулки 2, а в другом варианте выполнения стопорное кольцо 3 может быть с регулировкой навинчено на наружную сторону втулки 2 с помощью этой резьбы.

Соответствующий внешний диаметр втулки 2 по существу постоянный по всей длине. Уплотнительный элемент 5 в виде уплотнительной трубки 13 расположен в отверстии 10 втулки 2. Толщина его стенки 14 по существу постоянна по всей длине 15. Трубка 13 выполнена с плоскими поверхностями 17, 18 на верхнем и нижнем торцах 16, 12. Одна плоская поверхность, как показано на фиг.3, расположена у скоса 11 так, что она прижимается к нему при увеличении усилия со стороны прижимной гайки 4. Другая плоская поверхность 17 предназначена для контакта с нажимным элементом 6. Нажимной элемент 6 выполнен в виде пружинного элемента 7, в частности винтовой пружины 8 сжатия. Пружина 8 вставлена в удерживающую канавку 19 своим верхним концом, противоположным уплотнительной трубке 13. Канавка 19 выполнена на нижней стороне 20 фланца 21, радиально проходящего внутрь. Фланец 21 ограничивает соответствующе вводное отверстие 22 на верхнем конце 23 гайки 4. Это отверстие является продолжением внутреннего отверстия 10 и так же предназначено для размещения не показанного здесь кабеля.

С помощью предложенного кабельного уплотнения с резьбой в корпус электрического аппарата также можно ввести более одного кабеля. Таким электрическим аппаратом является, например, распределительная коробка, распределительный щит и т.п. Эти электрические аппараты могут располагаться в потенциально взрывоопасных местах, поэтому корпус, а также соответствующие кабельные уплотнения с резьбой выполнены во взрывозащищенном исполнении. Это означает, что соответствующая ширина зазоров между уплотнительным элементом и кабелем внутри кабельного уплотнения с резьбой не превышает заданных величин.

Во фланце 21 выполнено отверстие 27 для штыря, как показано на фиг.2, расположенное примерно посередине в радиальном направлении непосредственно над канавкой 19 (см. также фиг.3). На фиг.3 показан разрез, взятый по линии III-III на фиг.2, а на фиг.2 показан вид сверху варианта выполнения кабельного уплотнения с резьбой, показанного на фиг.1. Отверстие 27 предназначено для размещения в нем индикаторного элемента 24 в виде индикаторного штыря 25. Как показано на фиг.1 и фиг.3, штырь 25 расположен так, что он частично выступает вверх из отверстия 27. Нижний конец штыря 25 находится в контакте с нажимным элементом 6 или винтовой пружиной 8 сжатия, образующей этот элемент, как показано на фиг.3.

Элемент 4 может также быть выполнен в виде загнутого свободного конца 28 пружины 8 сжатия, который, как показано на фиг.1 и 3, вставлен в отверстие 27 для штыря снизу и выступает из него на верхней стороне фланца 21.

Ниже кратко описана работа предложенного кабельного уплотнения с резьбой со ссылкой на фиг.1-3.

Обычно сначала втулку с резьбой прикручивают с внешней стороны к не показанному здесь корпусу электрического аппарата, имеющему отверстие, до тех пор, пока в него не упрется стопорное кольцо 3. Перед этим или после в корпус электрического аппарата через кабельное уплотнение заводят соответствующий кабель. После размещения кабеля во втулке 2 к уплотнительному элементу 5 прикладывают усилие посредством навинчивания прижимной гайки 4 над нажимным элементом 6. Уплотнительный элемент 5 перемещается к скосу 11, как показано на фиг.3, и отклоняется радиально внутрь этим скосом, прижимаясь к соответствующей изоляции кабеля. Приложенное усилие в этом случае должно быть таким, чтобы ширина зазоров между уплотнительным элементом 5 и кабелем удовлетворяла соответствующим требованиям по взрывозащите.

Если с течением времени ширина зазоров изменяется, например, из-за климатических изменений и т.п., выполняется автоматическая регулировка с помощью нажимного элемента 6, например в виде винтовой пружины 8 сжатия. Жесткость пружины может, в частности, быть постоянной.

Усилие нажимного элемента прикладывают в рабочем направлении 26, пока нажимной элемент 6 обладает энергией сжатия. При этом штырь 25 выступает из отверстия 27 на некоторую длину или не выступает совсем и таким образом служит индикаторным элементом 24. С помощью этого элемента 24 можно визуально определить, приложено ли нажимное усилие, или необходимо произвести техническое обслуживание.

Изобретение относится к области электротехники, а именно - к кабельному уплотнению с резьбой, содержащему втулку, имеющую резьбу, стопорное кольцо, расположенное снаружи на втулке, прижимную гайку, которая навинчена на втулку, и уплотнительный элемент, расположенный внутри втулки. Технический результат, достигаемый при использовании настоящего изобретения, состоит в обеспечение искробезопасности кабельного уплотнения. Указанный технический результат в предлагаемом кабельном уплотнении с резьбой достигается путем предотвращения изменения ширины его зазоров с помощью простого конструктивного решения, согласно которому между прижимной гайкой и уплотнительным элементом внутри втулки с резьбой расположен нажимной элемент, предназначенный для воздействия на уплотнительный элемент и представляющий собой пружинный элемент, начальное усилие которого может регулироваться указанной прижимной гайкой, при этом с указанным нажимным элементом связан индикаторный элемент. 15 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Кабельное уплотнение (1) с резьбой, содержащее втулку (2), имеющую резьбу, стопорное кольцо (3), расположенное снаружи на втулке (2), прижимную гайку (4), навинченную на втулку (2), и уплотнительный элемент (5), расположенный внутри втулки (2), отличающееся тем, что между прижимной гайкой (4) и уплотнительным элементом (5) внутри втулки (2) расположен нажимной элемент (6), предназначенный для воздействия на уплотнительный элемент (5) и представляющий собой пружинный элемент (7), начальное усилие которого может регулироваться прижимной гайкой (4), и тем, что с нажимным элементом (6) связан индикаторный элемент (24).

2. Кабельное уплотнение по п.1, отличающееся тем, что пружинный элемент (7) представляет собой, по меньшей мере, одну винтовую пружину (8) сжатия.

3. Кабельное уплотнение по п.1, отличающееся тем, что втулка (2) в своем внутреннем отверстии (10) имеет, по меньшей мере, одно сужение (9), предназначенное для отклонения уплотнительного элемента (5) радиально внутрь.

4. Кабельное уплотнение по п.3, отличающееся тем, что указанное сужение (9) выполнено в виде отклоняющего скоса (11), проходящего непрерывно по окружности радиально внутрь и под углом к прижимной гайке (4) и предназначенного для отклонения нижнего конца (12) уплотнительного элемента (5).

5. Кабельное уплотнение по п.1, отличающееся тем, что уплотнительный элемент (5) является уплотнительной трубкой (13), имеющей по существу постоянную толщину (14) стенки вдоль своей длины (15).

6. Кабельное уплотнение по п.5, отличающееся тем, что уплотнительная трубка (13) на верхнем и/или нижнем конце (12, 16) имеет плоскую поверхность (17, 18), проходящую радиально внутрь.

7. Кабельное уплотнение по п.1, отличающееся тем, что прижимная гайка (4) имеет специальную окружную удерживающую канавку (19), выполненную открытой со стороны нажимного элемента (6).

8. Кабельное уплотнение по п.7, отличающееся тем, что удерживающая канавка (19) выполнена на нижней стороне (20) краевого фланца (21) прижимной гайки (4), проходящей радиально внутрь.

9. Кабельное уплотнение по п.8, отличающееся тем, что указанный краевой фланец (21) ограничивает вводное отверстие (22) в верхнем конце (23) прижимной гайки (4).

10. Кабельное уплотнение по п.1, отличающееся тем, что стопорное кольцо (3) выполнено как одно целое с втулкой (2).

11. Кабельное уплотнение по п.1, отличающееся тем, что стопорное кольцо (3) навинчено снаружи на втулку (2) с возможностью регулировки.

12. Кабельное уплотнение по п.1, отличающееся тем, что индикаторный элемент (24) выполнен в виде индикаторного штыря (25), находящегося в контакте с нажимным элементом (6) и проходящего в направлении, противоположном направлению (26) давления нажимного элемента.

13. Кабельное уплотнение по п.12, отличающееся тем, что индикаторный штырь (25) удерживается с возможностью перемещения в отверстии (27) для штыря, открытом сверху в зоне указанного фланца (21).

14. Кабельное уплотнение по п.13, отличающееся тем, что индикаторный штырь (25) образован свободным концом винтовой пружины (8) сжатия, загнутым в частности в направлении отверстия (27) для штыря.

15. Кабельное уплотнение по п.1, отличающееся тем, что нажимной элемент (6) имеет по существу постоянную жесткость.

16. Кабельное уплотнение по п.12 или 13, отличающееся тем, что индикаторный штырь (25) выполнен отдельно от нажимного элемента (6), и последний прикладывает к нему усилие.