ГЕРМЕТИЧНЫЙ КАБЕЛЬНЫЙ ВВОД Российский патент 2013 года по МПК H01B17/26 

Область и уровень техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к области электротехники, включающей в себя судовые электротехнические установки, электрические связи систем, установок и устройств с помощью электрических соединителей, сальников, кабельных вводов. Конкретно предложение относится к герметичным кабельным вводам электрических проводников в электрооборудование глубоководных аппаратов.

Герметичные соединители и вводы в электротехнике надводных и особенно подводных судов это широко применяемая техника. Усложняются задачи герметизации. Требуется гарантировать надежную работу электрических проводников электрического оборудования, применяемость материалов. Технологии их получения и применения стремительно развиваются, повышается уровень развития техники герметичных соединений и вводов.

Известны гермовводы по ОСТВ5.8707-85 «Гермовводы. Конструкция, размеры и технические требования». Стандарт распространяется на гермовводы, работающие в водной среде при гидростатическом давлении от 0 до 6,0 МПа. Стандарт несколько устарел, его требования ниже современных потребностей. Нужны гермовводы, работающие в водной среде в более широком диапазоне гидростатических давлений до 20,0 МПа и выше.

Известен герметичный кабельный ввод по патенту RU №2224312 (аналог). Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для ввода кабелей в судовые корпусные конструкции и пожароопасные помещения для обеспечения герметичности кабельного ввода при пожаре внутри помещений и судовых отсеков. Герметичный кабельный ввод содержит корпус с кольцевым выступом в отверстии для прохода кабеля, уплотнительный элемент, шайбу и нажимной элемент. Кабельный ввод содержит огнестойкий материал, способный изменять свою форму под действием давления, расположенный в отверстии корпуса вокруг кабеля и заключенный между внутренней и внешней конусными шайбами. Огнестойкий материал находится под давлением пружины, расположенной между кольцевым выступом отверстия корпуса и внутренней конусной шайбой, которая поджата нажимной гайкой. В качестве огнестойкого материала, способного изменять свою форму под действием давления, в кабельном вводе могут быть использованы сферические кварцевые гранулы с гладкой поверхностью. Недостатки такого решения заключаются в исключении возможности расплавления и выгорания кабеля в зоне его уплотнения, сохранения герметичности кабельного ввода при пожаре, что важно для противопожарных кабельных вводов и является недостатком для глубоководных вводов из-за избыточных неоправданных затрат.

Известно решение по заявке №JP 20080049384 20080229 (аналог) заявитель SUKEGAWAELEC+. Решение обеспечивает устойчивость к непопаданию влаги внутрь рукава. Представляется, что такое решение может не обеспечить необходимой глубины погружения глубоководного аппарата на несколько километров.

Известны герметичные вводы по патентам RU 2259608 от 27.11.2003 г. и №2291507 от 01.08.2005 г (прототип). Изобретения относятся к герметичным вводам электрических проводников в герметичные помещения или объемы на атомных электростанциях или других объектах. Сущность изобретения состоит в том, что в герметичном кабельном вводе, содержащем металлический цилиндрический корпус с присоединными к его торцам фланцами методом электродуговой сварки, концы кабелей заделаны изоляторами из оксидной керамики с напылением на изоляторы в места пайки титана и присоединения изоляторов к металлической оболочке кабеля методом активной пайки системой AgCuTi в вакуумной печи.

Основные их недостатки определяются необходимостью выполнять высокотехнологичные сложные технологические приемы сварки и пайки в условиях несерийного судостроительного производства, что делает избыточно сложным технологический процесс герметизации ввода.

Перечисленные недостатки прототипа и аналогов устранены в предлагаемом техническом решении герметичного кабельного ввода.

Герметичный кабельный ввод, содержащий металлический цилиндрический корпус с отверстиями для электрических проводников, отличающийся тем, что он снабжен токопроводящими контактными стержнями и фиксирующими их гайками, изолирующими втулками и центрующими втулками, каждая из центрующих втулок вварена в одно из отверстий металлического цилиндрического корпуса, в отверстие каждой центрующей втулки введена изолирующая втулка, в отверстие которой введен и запрессован токопроводящий контактный стержень, свободное пространство отверстия между каждым токопроводящим стержнем и металлическим цилиндрическим корпусом заполнено изолирующим компаундом, а запрессованные в изолирующей втулке токопроводящие стержни зафиксированы в отверстиях металлического цилиндрического корпуса гайками, фиксирующими стержни в корпусе.

В предлагаемом техническом решении сформулированы основные отличительные признаки герметичного соединителя.

Признаки

«он снабжен токопроводящими контактными стержнями и фиксирующими их гайками, изолирующими втулками и центрующими втулками, …» обеспечивают возможность герметизации контактного соединения при вводе кабеля через границу между схемами электроустановки глубоководного аппарата и схем за его пределами. Комплект перечисленных конструктивно простых стержней, втулок и гаек, которыми снабжен герметичный ввод (при выполнении предписанных простых требований к сборке гермоввода) обеспечивает его герметичность.

Признаки

«каждая из центрующих втулок вварена в одно из отверстий металлического цилиндрического корпуса, в отверстие каждой центрующей втулки введена изолирующая втулка, в отверстие которой введен и запрессован токопроводящий контактный стержень, …» обеспечивают при тщательной реализации предложенных конструктивных решений возможность получить надежное герметичное контактное электрическое соединение на любых глубинах применения герметичного ввода. Герметичность обеспечена герметичным ввариванием центрующей втулки в отверстие металлического корпуса, введение и герметичную запрессовку контактного стержня в изолирующую втулку.

Признаки

«свободное пространство отверстия между каждым токопроводящим стержнем и металлическим цилиндрическим корпусом заполнено изолирующим компаундом, а запрессованные в изолирующей втулке токопроводящие стержни зафиксированы в отверстиях металлического цилиндрического корпуса гайками, …»

обеспечивают дополнительную герметизацию за счет заполнения изолирующим компаундом свободного пространства отверстия корпуса между каждым токопроводящим стержнем и металлом цилиндрического корпуса. При этом основная герметизация обеспечена запрессовкой стержней в изолирующей втулке, в которой токопроводящие стержни после запрессовки зафиксированы в отверстиях металлического цилиндрического корпуса гайками, фиксирующими стержни в корпусе. На основе использования стандартных для судостроения материалов, технологических приемов и применения оригинальных простых изделий без специальных дорогостоящих инструментов и тонких технологий предложен герметичный кабельный ввод.

Поэтому предложенный герметичный кабельный ввод соответствует критерию «новизна», так как имеет отличительные признаки от прототипа, новые конструктивные элементы, новые связи между элементами и новые использованные материалы. Приведенные свойства не совпадают со свойствами, являющимися отличительными признаками в известных технических решениях, и не являются суммой их свойств, что позволяет считать заявляемое решение соответствующим критерию «существенные отличия».

Описание конструкции герметичного кабельного ввода.

На фигуре представлен чертеж герметичного кабельного ввода.

Герметичный кабельный ввод содержит металлический цилиндрический корпус 1 с отверстиями 2 для электрических проводников. Он снабжен токопроводящими контактными стержнями 3 и фиксирующими их гайками 4, изолирующими втулками 5 и центрующими втулками 6.

Каждая из центрующих втулок 6 вварена в одно из отверстий 2 металлического цилиндрического корпуса 1. В отверстие 2 каждой центрующей втулки 6 введена изолирующая втулка 5, в отверстие которой введен и запрессован токопроводящий контактный стержень 3. Свободное пространство 7 отверстия 2 между каждым токопроводящим стержнем 3 и металлическим цилиндрическим корпусом 1 заполнено изолирующим компаундом 8. Токопроводящие стержни 3 зафиксированы в отверстиях 2 металлического цилиндрического корпуса 1 гайками 4 с шайбами 9.

Основу гарантий герметизации обеспечивают конструктивные решения основных узлов, введенных в конструкцию герметичного ввода, технологические приемы их сборки. Герметичность ввода обеспечивает запрессовка контактных стержней 3 в изолирующие втулки 5. Эта операция проводится поджатием гайки 4 и ее фиксацией. Дополнительная герметизация выполняется за счет заполнения изолирующим компаундом 8 свободного пространства 7 отверстия 2 корпуса 1 между каждым токопроводящим стержнем 3 и металлическим цилиндрическим корпусом 1. Гарантия герметизации определяется совокупностью конструкций деталей, их материалов и аккуратности при выполнении сборки. Многократные испытания подтверждают гарантированно сть результатов герметичности вводов при кажущейся простоте предложенного решения.

Таким образом, решены вопросы электрического изолирования стержней 3 друг от друга, от корпуса, от окружающей среды. Технология герметичной установки корпуса 1 герметичного кабельного ввода в корпус подводного аппарата многократно и постоянно применяется и не требует улучшения.

Изобретение относится к герметичным кабельным вводам электрических проводников в электрооборудование глубоководных аппаратов. Кабельный ввод содержит металлический цилиндрический корпус с отверстиями для электрических проводников, снабжен токопроводящими контактными стержнями и фиксирующими их гайками, изолирующими втулками и центрующими втулками. Каждая из центрующих втулок вварена в одно из отверстий металлического цилиндрического корпуса. В отверстие каждой центрующей втулки введена изолирующая втулка, в отверстие которой введен и запрессован токопроводящий контактный стержень. Свободное пространство отверстия между каждым токопроводящим стержнем и металлическим цилиндрическим корпусом заполнено изолирующим компаундом. Изобретение повышает эффективность герметизации кабельного ввода. 1 ил.

Герметичный кабельный ввод, содержащий металлический цилиндрический корпус с отверстиями для электрических проводников, отличающийся тем, что он снабжен токопроводящими контактными стержнями и фиксирующими их гайками, изолирующими втулками и центрующими втулками, каждая из центрующих втулок вварена в одно из отверстий металлического цилиндрического корпуса, в отверстие каждой центрующей втулки введена изолирующая втулка, в отверстие которой введен и запрессован токопроводящий контактный стержень, свободное пространство отверстия между каждым токопроводящим стержнем и металлическим цилиндрическим корпусом заполнено изолирующим компаундом, а запрессованные в изолирующей втулке токопроводящие стержни зафиксированы в отверстиях металлического цилиндрического корпуса гайками, фиксирующими стержни в металлическом цилиндрическом корпусе.