КАБЕЛЬНЫЕ ВВОДЫ Российский патент 2018 года по МПК H02G15/04 

Изобретение относится к кабельным вводам. Изобретение может применяться, не исключая других возможных вариантов, к кабельным вводам электрических кабелей. Более конкретно, изобретение относится к кабельным вводам для использования в областях применения с требованием взрывобезопасности.

В индустрии кабельных вводов известно включение уплотнений в кабельные вводы, которые подходят для герметизации кабеля, для предотвращения попадания продуктов взрыва, происходящего внутри взрывобезопасного корпуса, к которому подключен кабельный ввод, в окружающую потенциально взрывоопасную среду вне корпуса.

Диафрагменные уплотнения особенно хорошо подходят для применения в кабельных вводах, где компрессионные уплотнения не подошли бы, например, если рассматриваемый кабель находится в холодном потоке под давлением. Диафрагменные уплотнения также имеют другие преимущества; например, при правильной геометрии уплотнение между кабельным вводом и внутренней изоляцией кабеля может быть фактически усилено давлением от взрыва.

Один из известных типов диафрагменного уплотнения состоит из очень твердого эластомерного материала, который способен обеспечить усилия, которые должны действовать на кабель для герметизации при давлениях взрыва. Этот тип уплотнения позволяет кабелю проходить только в одном направлении, и его сложно установить на кабель без повреждения уплотнения.

Другой известный тип диафрагменного уплотнения состоит из гибкого эластомерного материала (делающего установку кабеля проще), поддерживаемого отдельной неметаллической опорной шайбой (обеспечивающей необходимую поддержку для сопротивления давлению взрыва). Этот тип уплотнения легче установить на кабель без повреждения уплотнения, но применение опорной шайбы увеличивает стоимость производства, и могут возникнуть проблемы, связанные с ошибкой установщика, если шайба будет пропущена или установлена неправильно.

Таким образом, существует потребность в кабельном вводе, имеющем диафрагменное уплотнение, которое способно сопротивляться давлению взрыва, и которое при этом сочетается с относительно простой установкой и, предпочтительно, извлечением кабеля, которое, кроме того, экономично при производстве.

В соответствии с первым аспектом изобретения предоставлен кабельный ввод для электрического кабеля, причем кабельный ввод включает диафрагменное уплотнение, которое может быть расположено внутри ввода, где при эксплуатации электрический кабель проходит через диафрагменное уплотнение, и где для диафрагменного уплотнения обеспечена одна или более выполненных как одно целое опорных частей.

Выполненные как одно целое опорные части могут позволить диафрагменному уплотнению в достаточной степени сопротивляться усилиям взрыва без необходимости в дополнительной опорной шайбе или ей подобного, при этом, все же позволяя относительно просто устанавливать уплотнение на кабель.

Возможно, что опорные части являются деформируемыми для того, чтобы уменьшить усилия, необходимые для того, чтобы вставить кабель через диафрагменное уплотнение. Таким образом, вставка кабеля осуществляется легче, и может быть уменьшена вероятность повреждения кабеля и/или диафрагменного уплотнения при вставке кабеля. Кроме того, деформируемые опорные части могут сделать возможным инверсию диафрагменного уплотнения при вытягивании кабеля в противоположном направлении, если желательно удалить кабель без повреждения оболочки кабеля или диафрагменного уплотнения, что сделает возможным повторную сборку и повторное использование ввода.

Возможно, диафрагменное уплотнение включает внутреннюю стенку уплотнения, которая определяет сквозное отверстие, подходящее для прохождения кабеля, и внешнюю стенку уплотнения, которая может быть расположена во вводе с диафрагмой, расширяющейся между внутренней и внешней стенками уплотнения. Наличие внутренней стенки уплотнения может позволить достичь лучшего уплотнения вокруг кабеля. Внешняя стенка уплотнения может быть удобной для закрепления диафрагменного уплотнения внутри корпуса ввода, например, путем удержания внешней стенки уплотнения в части отверстия для расположения диафрагменного уплотнения в осевом направлении внутри ввода. Внешняя стенка уплотнения и/или часть отверстия могут быть сконфигурированы с возможностью располагать в осевом направлении и удерживать диафрагменное уплотнение в части отверстия. Например, внешняя стенка уплотнения и часть отверстия могут быть обеспечены взаимодействующими структурами, которые сцепляются, чтобы расположить в осевом направлении и удерживать диафрагменное расширение в части отверстия. В одной конфигурации внешняя стенка уплотнения может быть обеспечена одним или более кольцевыми выступами, и часть отверстия может быть обеспечена одним или более кольцевыми углублениями, в которые попадают один или более кольцевых выступов для расположения в осевом направлении и удержания диафрагменного уплотнения в части отверстия. Как вариант, одно или более углублений могут быть обеспечены на внешней стенке диафрагменного уплотнения, и один или более выступов могут быть обеспечены на части отверстия. Могут быть применены другие конфигурации взаимодействующих структур для расположения в осевом положении и удержания диафрагменного уплотнения относительно приемной части корпуса ввода. Одна или более структур на внешней стенке диафрагменного уплотнения могут быть сформированы диафрагменным уплотнением. Одна или более структур на внешней стенке диафрагменного уплотнения могут быть сделаны из такого же или другого материала, что и внутренняя стенка.

Возможно, что внутренняя и внешняя стенки уплотнения являются в целом цилиндрическими и концентрическим образом расположены относительно центральной продольной оси ввода, причем внешняя стенка уплотнения имеет больший диаметр по сравнению с внутренней стенкой уплотнения. Внутренняя стенка уплотнения может быть сдвинута по оси в направлении продольной оси таким образом, чтобы выступать за внешнюю стенку уплотнения с одной стороны уплотнения. Внутренняя стенка уплотнения может быть частично заключена внутри внешней стенки уплотнения, и частично выступать за внешнюю стенку уплотнения.

Возможно, что диафрагма расширяется между внешней стенкой ввода и внутренней стенкой ввода таким образом, что она наклонена относительно продольной оси. Например, диафрагма может формировать форму усеченного конуса. Форма усеченного конуса может улучшать уплотнение кабеля при давлениях взрыва. Форма усеченного конуса может обеспечивать область в виде воронки на стороне введения или входа кабеля диафрагмы, чтобы облегчить введение кабеля при установке. Диафрагма может быть соединена с внешней стенкой уплотнения с одного края стенки уплотнения или в любом месте между краями стенки уплотнения.

Возможно, что диафрагменное уплотнение обеспечено рядом выступающих в пространстве структур, таких как выступы. Структуры могут также уменьшать трение между кабелем и диафрагменным уплотнением в процессе введения кабеля через диафрагменное уплотнение. Таким образом, структуры могут уменьшать область контакта между кабелем и диафрагменным уплотнением. Уменьшение области контакта может помочь избежать повреждения диафрагменного уплотнения и кабеля в процессе установки.

Возможно, что структуры выступают в направлении продольной оси диафрагменного уплотнения. Структуры могут выступать из или примыкать к одному краю диафрагменного уплотнения или примыкать к другому краю. Например, структуры могут быть обеспечены в области в виде воронки диафрагмы и/или в сквозном отверстии внутренней стенки уплотнения.

В одной конфигурации предоставлено множество опорных частей в виде ряда перемычек, расположенных на расстоянии друг от друга по кругу относительно продольной оси на стороне вывода кабеля диафрагмы. Перемычки могут быть расположены в открытой полости, сформированной внутренней и внешней стенками уплотнения и диафрагмой и могут быть прикреплены к внутренней и/или внешней стенке уплотнения и/или к диафрагме. Перемычки выступают в роли опор для диафрагмы и могут обеспечить достаточную прочность для предотвращения инверсии диафрагмы при приложении давлений взрыва. Перемычки также деформируются для облегчения введения кабеля, и, при удалении кабеля, выступы деформируются, чтобы сделать возможной инверсию диафрагмы, когда кабель вытягивают в противоположном направлении для облегчения удаления кабеля. В модификации опорные элементы могут быть сконфигурированы таким образом, чтобы они формировали последовательность перемычек в основном в форме U, расположенных в полости между внутренней стенкой уплотнения и внешней стенкой уплотнения.

Перемычки могут быть изогнутыми или прямыми и могут быть одинаково расположены друг относительно друга по кругу. Если перемычки изогнуты, изгиб могут быть в одном направлении, например, по часовой стрелке или против часовой стрелки. Как вариант, одна или более перемычек могут быть изогнуты в одном направлении, и одна или несколько перемычек могут быть изогнуты в противоположном направлении. Перемычки могут проходить по части или по всей длине в направлении оси внутренней стенки уплотнения или по части или по всей длине в направлении оси внешней стенки уплотнения. Некоторые или все из перемычек могут иметь практически одинаковую толщину стенки. Как вариант, некоторые или все из перемычек могут иметь различающуюся толщину стенки. Путем изменения чего-то одного или более из числа, формы, длины и толщины перемычек можно адаптировать характеристики диафрагмы для того, чтобы она выдерживала различные давления взрыва без инверсии уплотнения.

В другой конфигурации множество опорных частей обеспечено в форме ряда кольцевых выступов, расположенных концентрическим образом вокруг продольной оси на стороне вывода кабеля диафрагмы. Выступы выступают в роли опор для диафрагмы и могут обеспечить необходимую прочность для предотвращения инверсии диафрагмы при приложении давлений взрыва. Выступы могут также позволить диафрагме деформироваться для облегчения введения кабеля, и, при удалении кабеля, могут позволить инверсию диафрагмы при вытягивании кабеля в обратном направлении для облегчения удаления кабеля.

Диафрагменное уплотнение может быть обеспечено кольцом или схожим компонентом, соединенным или сформированным на внешней стенке уплотнения, который обеспечивает путь отвода пламени вместе с внутренней секцией части кабельного ввода, в которую вставляется диафрагма. Кольцо и внутренняя часть могут иметь одинаковую, предпочтительно взаимодополняющую, форму, например, прямую или конусообразную в осевом направлении. Кольцо может быть металлическим, например, из металла или сплава, или неметаллическим, например, из пластика или его композитов.

Диафрагменное уплотнение может быть соединено с частью ввода. Например, диафрагменное уплотнение может быть соединено с частью зажима брони кабеля. В одной конфигурации может быть применено введение для соединения диафрагменного уплотнения с выступающим компонентом зажима брони кабеля. Как вариант, диафрагменное уплотнение может быть соединено с частью корпуса ввода. В одной конфигурации диафрагменное уплотнение вводится в часть отверстия части ввода, например, входной адаптер, и взаимодействующие структуры используются для соединения диафрагменного уплотнения с частью ввода.

В соответствии со вторым аспектом изобретения предоставляется кабельный ввод для электрического кабеля, причем кабельный ввод включает диафрагменное уплотнение, которое может быть расположено внутри ввода, где при эксплуатации кабель проходит через диафрагменное уплотнение, и где диафрагменное уплотнение обеспечено одной или более выполненными как одно целое направляющими структурами на сторону введения кабеля.

Направляющие структуры могут уменьшить область контакта между кабелем и диафрагменным уплотнителем при введении кабеля таким образом, чтобы уменьшить трение и облегчить введение кабеля.

Диафрагменное уплотнение может включать любую из особенностей диафрагменного уплотнения, описанных выше для первого аспекта изобретения.

В соответствии с третьим аспектом изобретения предоставляется кабельный ввод для электрического кабеля, причем кабельный ввод включает уплотнение, которое может быть расположено внутри ввода для герметичного соединения с кабелем, проходящим через ввод при эксплуатации, где уплотнение адаптировано предоставлять путь отвода пламени с внутренней секцией кабельного ввода.

Возможно, что уплотнение обеспечено кольцом или схожим компонентом, который формирует путь отвода пламени с внутренней частью кабельного ввода. Кольцо и внутренняя часть могут иметь одинаковую, предпочтительно взаимодополняющую, форму, например, прямую или конусообразную в осевом направлении. Кольцо может быть металлическим, например, из металла или сплава, и неметаллическим, например, из пластика или его композитов.

Уплотнение может являться диафрагменным уплотнением и может включать любую из особенностей диафрагменного уплотнения, описанных выше для первого или второго аспектов изобретения.

В соответствии с четвертым аспектом изобретения предоставляется кабельный ввод для электрического кабеля, причем кабельный ввод включает уплотнение, которое может быть расположено внутри ввода для герметичного соединения с кабелем, проходящим через ввод при эксплуатации, где уплотнение обеспечено одной или более структурами для расположения уплотнения относительно части ввода, в которую водится уплотнение.

Возможно, что уплотнение вводится в часть отверстия части ввода. Часть отверстия и внешняя стенка уплотнения могут иметь подходящую форму, например, в общем цилиндрическую. Уплотнение может иметь скользящую посадку в части отверстия. Одна или более структур могут быть обеспечены на внешней стенке уплотнения для сцепления с одной или более взаимодействующими структурами в части отверстия, чтобы располагать и удерживать в осевом направлении уплотнение в части отверстия. Таким образом уплотнение соединяется с частью ввода.

В одной конфигурации внешняя стенка уплотнения может быть обеспечена одним или более кольцевыми выступами, и часть отверстия может быть обеспечена одним или более кольцевыми углублениями, в которые один или более выступы помещаются для расположения и удержания уплотнения в осевом направлении в части отверстия. Как вариант, одно или более углубления могут быть обеспечены на внешней стенке уплотнения, и один или более выступов в части отверстия. Другие конфигурации взаимодействующих структур для расположения и удержания в осевом направлении уплотнения относительно приемной части корпуса ввода могут быть применены. Одна или более структур на внешней стенке уплотнения могут быть сформированы как единое целое с диафрагменным уплотнением. Одна или более структур на внешней стенке уплотнения могут быть сделаны из того же или отличного материала, что и внутренняя стенка.

Уплотнение может являться диафрагменным уплотнением и может включать любую из особенностей диафрагменного уплотнения, описанных выше для первого, второго или третьего аспектов изобретения.

В соответствии с пятым аспектом изобретения предоставляется уплотнение для кабельного ввода в соответствии с любым из первого, второго, третьего или четвертого аспектов изобретения.

Уплотнение может включать любую из особенностей уплотнения, описанных выше для первого, второго, третьего или четвертого аспектов изобретения.

В соответствии с шестым аспектом изобретения предоставляется набор частей для сборки кабельного ввода в соответствии с любым из первого, второго, третьего или четвертого аспектов изобретения.

Варианты осуществления изобретения будут далее описаны более подробно только в качестве примера со ссылкой на приложенные чертежи, на которых:

Фиг. 1 является разрезом вида в перспективе кабельного ввода, реализующего изобретение;

Фиг. 2 является видом в перспективе диафрагменного уплотнения с фиг. 1;

Фиг. 3-7 являются видами в перспективе альтернативных диафрагменных уплотнений для применения в кабельном вводе с фиг. 1;

Фиг. 8 и 9 изображают модификацию кабельного ввода с фиг. 1 и 2; и

Фиг. 10-12 изображают модификации диафрагменного уплотнения с фиг. 1 и 2.

На рассматриваемых вначале фиг. 1 и 2 изображен кабельный ввод 100, обеспеченный диафрагменным уплотнением 101 для кабеля (не изображенного), проходящего через ввод.

Как лучше всего изображено на фиг. 2, диафрагменное уплотнение 101 является единым сформированным куском гибкого эластомерного материала, включающим внутреннюю стенку 103 уплотнения, внешнюю стенку 105 уплотнения и диафрагму 107 между ними. Как внутренняя стенка 103, так и внешняя стенка 105 уплотнения имеют в целом цилиндрическую форму и расположены концентрическим образом вокруг центральной продольной оси, которая соосна продольной оси собранного кабельного ввода.

Внешняя стенка 105 уплотнения имеет больший диаметр, чем внутренняя стенка 103 уплотнения, и внутренняя стенка 103 уплотнения сдвинута в осевом направлении таким образом, что она выступает за внешнюю стенку 105 уплотнения со стороны вывода кабеля диафрагменного уплотнения 101 собранного ввода. Внутренняя стенка 103 уплотнения определяет сквозное отверстие 111 для прохождения кабеля и соединена с внешней стенкой 105 уплотнения диафрагмой 107 с одного края диафрагменного уплотнения. В этом варианте осуществления диафрагма 107 выступает из края введения кабеля внешней стенки 105 уплотнения, и внутренняя стенка 103 уплотнения частично заключена внутри внешней стенки 105 уплотнения. Другие конфигурации диафрагмы 107 возможны.

Диафрагма 107 наклонена относительно центральной продольной оси таким образом, что она по существу имеет форму усеченного конуса. Диафрагма 107 формирует область в виде воронки на стороне введения кабеля диафрагменного уплотнения 101, которая облегчает введение кабеля через отверстие 111 при сборке. Диафрагма 107, внутренняя стенка 103 уплотнения и внешняя стенка 105 уплотнения определяют полость 121, расширяющуюся в направлении стороны введения кабеля диафрагменного уплотнения. Полость 121 включает ряд опорных элементов 123.

Каждый опорный элемент 123 сформирован из отдельной перемычки 125, расположенной радиально, предпочтительно с изгибом порядка 80° по длине, от внутренней стенки 103 уплотнения до внешней стенки 105 уплотнения и в направлении оси диафрагмы 107. Перемычки 125 предпочтительно проходят в направлении оси диафрагмы 107 на примерно две трети длины внутренней стенки 103 уплотнения и на всю длину внешней стенки 105 уплотнения. Изгиб и/или длина перемычек 125 может меняться.

Перемычки 125 предпочтительно расположены друг от друга на одинаковом расстоянии по кругу и предпочтительно изогнуты в одном направлении (против часовой стрелки или, напротив, по часовой стрелке относительно внутренней стенки 103 уплотнения, как можно увидеть на фиг. 2). Перемычки 125 предпочтительно имеют практически одинаковую толщину стенок с расширенными частями 127 присоединения на концах, где они присоединяются к внешней стенке 105 уплотнения и внутренней стенке 103 уплотнения. В модификации (не изображенной) толщина стенок может изменяться, например, перемычки могут иметь толщину стенок, которая постепенно сужается от одной стенки уплотнения к другой стенке уплотнения. В другой модификации (не изображена) перемычки могут быть прямыми.

Кабельный ввод 1 изображен на фиг. 1 и включает входной адаптер 133, муфту 135 и колпачковую гайку 137, все сделанные из металла, обычно латуни.

Входной адаптер 133 предпочтительно имеет внешний фланец 139 с краями, приспособленными для работы гаечным ключом или схожим инструментом. С одной стороны от фланца 139 адаптер 133 имеет входную часть 141 для введения в дырку в стенке электрической арматуры или оборудования (не изображено), такого как соединительная коробка. Входная часть 141 предпочтительно имеет внешнюю винтовую резьбу (не изображена) для совмещения с соответствующей резьбой на корпусе (не изображен) для крепления адаптера 133 к стенке корпуса. С другой стороны от фланца 139 адаптер 133 предпочтительно имеет цилиндрическую часть 143, которая ведет к концевой части 145.

Кольцевое водонепроницаемое уплотнение 147 из эластомерного или полимерного материала, такого как неопрен, предпочтительно установлено на цилиндрическую часть 143 с обратной стороны внешней винтовой резьбы (не изображена) на концевой части 145. Муфта 135 имеет внутреннюю винтовую резьбу (не изображена) с одного края для совмещения с внешней винтовой резьбой на концевой части 14 5 для соединения муфты 135 с адаптером 133. Водонепроницаемое уплотнение 135 имеет выступающую в осевом направлении часть, которая имеет посадку с зазором над концевой частью 145, и которая может закрывать внешнюю поверхность муфты 135, чтобы предотвратить попадание влажности внутрь ввода 100 вдоль соединения с винтовой резьбой между адаптером 133 и муфтой 135.

Муфта предпочтительно имеет внешний фланец 149 с краями, приспособленными для работы гаечным ключом или схожим инструментом. Другой конец муфты, удаленный от адаптера 133 имеет внешнюю винтовую резьбу (не изображена) для совмещения с внутренней винтовой резьбой (не изображена) на колпачковой гайке 137 для соединения колпачковой гайки 137 с муфтой 135.

В этом варианте осуществления диафрагменный уплотнитель 101 вставляется в часть отверстия ввода, например, в раззенкованную часть 175 на конце адаптера 133. Ввод 100 может также включать кабельное уплотнение 151, размещенное внутри колпачковой гайки 137, зажим 153. брони кабеля и защитный колпак 157.

Кабельное уплотнение 151 обычно цилиндрическое и примыкает с одного конца к муфте 135. Кабельное уплотнение 151 окружено элементом 159, работающим на сжатие, имеющим множество штифтов 161, проходящих в осевом направлении от опорного кольца 163. Когда колпачковая гайка 137 надета на муфту 135, штифты 161 вынужденно деформируются радиально вниз, заставляя кабельное уплотнение 151 герметизировать внешнюю оболочку кабеля, проходящего через ввод 100. Кабельное уплотнение 151 может быть заменено любым другим подходящим типом кабельного уплотнения, что будет понятно специалистам в данной области техники. В некоторых кабельных вводах возможно, что кабельное уплотнение 151 не требуется, и его можно не использовать.

Зажим 153 брони кабеля включает компонент 165 с выступом и компонент 167 с углублением. Компонент 165 с выступом располагается напротив адаптера 133, чтобы удерживать в осевом направлении диафрагменное уплотнение 107 в раззенкованной части 175. Компонент с углублением 167 располагается напротив внутреннего плеча 169 внутри муфты 135 и вводится в осевом направлении в направлении компонента с выступом, когда муфту 135 вращают относительно адаптера 133 для герметизации ввода. Повреждение уплотнения, связанное с избыточной затяжкой, предотвращается за счет закрепления компонента 165 с выступом на конце входного адаптера 133.

Компонент 165 с выступом имеет коническую пробку 171 с внешней сужающейся поверхностью, а компонент 165 с углублением имеет кольцо 173 с внутренней сужающейся поверхностью. Пробка 171 проходит в осевом направлении внутрь кольца 173, чтобы прижать броню кабеля, проходящую через ввод между внутренней и внешней сужающимися поверхностями, когда муфта 135 вращается относительно адаптера 133 для перемещения компонента 167 с углублением в осевом направлении к компоненту 165 с выступом. Компонент 167 с углублением может быть двухсторонним, чтобы предоставлять одну из двух сужающихся поверхностей для сужающейся поверхности компонента 165 с выступом для присоединения различных типов и/или размеров брони кабеля. Зажим 153 брони кабеля может быть заменен любым другим подходящим типом брони кабеля, что будет знакомо специалистам в данной области техники. В некоторых кабельных вводах возможно, что зажим 153 брони кабеля не требуется, и его можно не использовать.

Защитный колпак 153 сделан из гибкого материала, способного деформироваться в процессе сборки и установки ввода 1 для крепления кабеля к соединительной коробке. Колпак 157 обычно является коническим с фланцем 179 на открытом конце, который расположен напротив конца пробки 171, чтобы временно разместить колпак 157 внутри ввода 100 для применения в целях сборки при введении кабеля через ввод 100.

Колпак 157 принимает обрезанный конец кабеля, который должен пройти через ввод 100, и проходит с кабелем через диафрагменное уплотнение 101, тем самым предотвращая повреждение диафрагменного уплотнения 101 обрезанным концом кабеля. Когда кабель был пропущен через ввод 100, колпак 157 может быть удален с кабеля и утилизирован. Защитный колпак 157 может быть заменен любым другим подходящим способом защиты диафрагменного уплотнения в процессе сборки, что будет знакомо специалистам в данной области техники. В некоторых кабельных вводах возможно, что защитный колпак 157 не требуется, и его можно не использовать.

При эксплуатации кабель готовят путем снятия внешней оболочки или покрытия для того, чтобы обнажить броню кабеля, окружающую внутреннюю оболочку или экран, окружающую один или более проводников. Броня затем зачищается на длину, необходимую для крепления внутри ввода 100. В процессе сборки внутренняя оболочка вводится через диафрагменное уплотнение 101 с защитным колпаком 157, закрывающим конец кабеля для предотвращения повреждения уплотнения кабелем. Кабель направляется к отверстию 111 внутренней стенки 103 уплотнения формой в виде воронки диафрагмы 107, и, когда кабель введен, перемычки 125 деформируются таким образом, что может быть уменьшено необходимое для ввода усилие. В собранном вводе 100 полость 121 открыта со стороны выхода кабеля, а диафрагма 107 и перемычки 125 подвергаются увеличению давления со стороны выхода кабеля, если происходит взрыв в оборудовании, к которому присоединен кабель. При этих условиях перемычки 125 поддерживают и укрепляют диафрагму 107 таким образом, чтобы предотвращать инверсию диафрагменного уплотнения 101 под воздействием разницы давлений вдоль диафрагмы, и увеличенное давление в полости улучшает уплотнение между внутренней стенкой 103 уплотнения и кабелем, и между внешней стенкой 105 уплотнения и входным адаптером 133. Таким образом газы взрыва, которые могут быть потенциально опасными, удерживаются, и предотвращается их попадание в окружающую среду. Также дым или пламя от пожара, которые могут возникнуть из-за взрыва, удерживаются, и предотвращается их утечка.

Фиг. 3-7 отображают ряд альтернативных диафрагменных уплотнений, которые могли бы быть применены в кабельном вводе 100, изображенном на фиг. 1 вместо диафрагменного уплотнения 101, изображенного на фиг. 2.

Диафрагменное уплотнение 201 с фиг. 3 в целом схоже с уплотнением с фиг. 2, и схожие особенности отображены схожими ссылочными номерами в ряду 200. В данном варианте осуществления опорные элементы 223 были модифицированы таким образом, что перемычки 225 выступают в осевом направлении от диафрагмы 207 примерно только на одну шестую длины внутренней стенки 203 уплотнения. В модификации (не изображена) перемычки могут быть прямыми.

Диафрагменное уплотнение 301 с фиг. 4 в целом схоже с предыдущими вариантами осуществления диафрагменного уплотнения, и схожие особенности отображены схожими ссылочными номерами в ряду 300. В данном варианте осуществления опорные элементы 323 были модифицированы таким образом, чтобы перемычки 325 выступали в осевом направлении от диафрагмы 307 на всю длину как внешней стенки 105 уплотнения, так и внутренней стенки 103 уплотнения. Кроме того, отсутствует заметный изгиб в радиальном направлении расположения перемычек 325, т.е. перемычки 325 прямые. В модификации (не изображена) перемычки 325 могут быть изогнутыми.

Диафрагменное уплотнение 401 с фиг. 5 в целом схоже с предыдущими вариантами осуществления диафрагменного уплотнения, и схожие особенности отображены схожими ссылочными номерами в ряду 400. В данном варианте осуществления опорные элементы 423 предоставлены в форме ряда перемычек 481 разделенной U-формы. Каждая перемычка 481 имеет пару разделенных ножек 483, проходящих радиально от внутренней стенки 403 уплотнения, и соединенных в вершине арочным сегментом 485, который соединен с внешней стенкой 405 уплотнения. Перемычки 481 соединены с диафрагмой 407 и выступают в осевом направлении на всю длину внешней стенки 405 уплотнения и примерно на две трети длины внутренней стенки 403 уплотнения, где последняя находится внутри внешней стенки 405 уплотнения. Ножки 483 имеют практически одинаковую толщину стенок с постепенно расширяющимися точками 427 соединения на концах, где они соединяются с внутренней стенкой 403 уплотнения.

Диафрагменное уплотнение 501, изображенное на фиг. 6 в целом схоже с предыдущими вариантами осуществления диафрагменного уплотнения, и схожие особенности отображены схожими ссылочными номерами в ряду 500. В данном варианте осуществления опорные элементы 523 обеспечены в виде ряда разделенных концентрических ребер 587, являющихся одной частью с диафрагмой 507, вместо перемычек из предыдущих вариантов осуществления.

Диафрагменное уплотнение 601, изображенное на фиг. 7 в целом схоже с предыдущими вариантами осуществления диафрагменного уплотнения, и схожие особенности отображены схожими ссылочными номерами в ряду 600. В данном варианте осуществления диафрагменное уплотнение 601 в области в виде воронки диаграммы 607 на стороне ввода кабеля уплотнения и в отверстии 611 внутренней стенки 603 уплотнения обеспечено рядом структур, таких как разделенные выступы 689, которые предпочтительно проходят от одного края диафрагменного уплотнения 601 до другого края. Выступы 689 сужаются при прохождении от внешней стенки 605 уплотнения к внутренней стенке 603 уплотнения из-за формы усеченного конуса диафрагмы 607, и они затем расположены параллельно при продольном расположении относительно внутренней стенки 603 уплотнения из-за цилиндрической формы сквозного отверстия 611. Выступы 689 уменьшают площадь контакта между кабелем и диафрагменным уплотнением 601 и, тем самым, обеспечивают пониженное трение между диафрагменным уплотнением 601 и кабелем при введении кабеля. Это делает возможной более простую установку кабеля, уменьшая вероятность повреждения диафрагменного уплотнения 601 при введении кабеля. В модификации (не изображена) выступы 689 могут быть ограничены областью в виде воронки диафрагмы 607, и их высота может постепенно уменьшаться при приближении к внутренней стенке 603 уплотнения, чтобы обеспечить плавный переход в сквозное отверстие 611. Как вариант, выступы 689 могут быть ограничены отверстием 611 внутренней стенки 603 уплотнения. Будет оценено, что любой из описанных ранее вариантов осуществления диафрагменного уплотнения может быть обеспечен выступами 689 или другими подходящими структурами аналогично изображенному на фиг. 7 и любым вариантам изображенного на фиг. 7.

Фиг. 8 и 9 изображают модификации кабельного ввода с фиг. 1 и 2, в которых схожие ссылочные номера из ряда 700 применяются для указания схожих особенностей. В обеих модификациях диафрагменное уплотнение 701 соединено с компонентом 765 с выступом зажима брони кабеля посредством вставки 791.

Вставка 791 имеет трубчатый корпус 793 с концевой частью 793а, которая принимается в раззенкованную часть 765а компонента 765 с выступом, и удерживается посредством сцепления взаимодействующих структур, таких как внутренний кольцевой выступ 765b в раззенкованной части 765а и внешний кольцевой выступ 793b на концевой части 793а.

Концевая часть 793а вставки 791 может иметь плотную посадку в раззенкованной части 765а, и структуры 765а, 793b могут взаимодействовать путем защелкивания для сопротивления удалению концевой части 793а из раззенкованной части 765а. Вставка 791 может быть сделана из пластмасс, например, путем отливки, и одна или обе структуры 765b, 793b могут иметь небольшие выемки на поверхности, чтобы усилить сцепление структур при введении концевой части 793а в раззенкованную часть 765а.

Любые другие способы удержания концевой части 793а в раззенкованной части 765а могут быть применены. Средства удержания могут позволить отделить вставку 791 от компонента 765 с выступом.

Внешняя стенка 705 уплотнения диафрагменного уплотнения 701 закрывает другую концевую часть 763 с вставки 791, и крепится к концевой части 793 с путем сцепления взаимодействующих структур.

На фиг. 8 концевая часть 793 с вставки 791 имеет кольцевое углубление 793d с коробчатым сечением, и внешняя стенка 705 уплотнения имеет внутренний выступ 705а, который принимается в углубление 793d. Внешняя стенка 705 уплотнения также имеет внутреннюю кромку 705b на вводном конце уплотнения 701, которая расположена в углублении, сформированном между внешним опорным плечом 793е на концевой части 793 с и поверхностью края компонента 765 с выступом.

На фиг. 9 вставка 791 и компонент 765 с выступом определяют кольцевую выемку 797, в которую принимается концевая часть 705 с внешней стенки 705 уплотнения. Выемка 797 имеет входную часть 797а с уменьшенным поперечным сечением, в которую принимается узкая часть 705d внешней стенки 705 уплотнения для того, чтобы зафиксировать и удержать концевую часть 705 с в выемке 797, когда вставка крепится к компоненту 765 с выступом.

На обеих фиг. 8 и 9 диафрагма 707 соединяет внутреннюю стенку 703 уплотнения с внешней стенкой 705 уплотнения между краями внешней стенки 705 уплотнения, чтобы позволить внешней стенке 705 уплотнения разместиться вокруг концевой части 793 с вставки 791. Множество опорных элементов 723 проходят между внутренней и внешней стенками 703, 705 уплотнения с выходной стороны диафрагмы 707, как было описано ранее. Опорные элементы 723 включают перемычки 725, которые проходят в осевом направлении от диафрагмы 707 и являются прямыми, хотя это и не принципиально, перемычки 725 могут быть изогнутыми.

Любое из диафрагменных уплотнений, описанных здесь, может быть соединено с компонентом с выступом зажима брони кабеля с помощью вставки, как описано выше. Диафрагменное уплотнение, вставка и компонент с выступом могут быть предварительно собраны и поставляться как единый компонент для облегчения правильной сборки ввода.

Фиг. 10-12 изображают модификации диафрагменного уплотнения кабельного ввода с фиг. 1 и 2, в которых схожие ссылочные номера в ряду 800 используются для отображения схожих особенностей.

На фиг. 10-12 внешняя стенка 805 диафрагменного уплотнения 801 обеспечена одним или более кольцевыми выступами 899. Один или более кольцевых выступов 899 могут формовать вместе с диафрагменным уплотнением 801, чтобы они были единым целым. На фиг. 10 внешняя стенка 805 обеспечена единственным выступом 899 на одном конце. На фиг. 11 внешняя стенка 805 обеспечена единственным выступом 899 на другом конце. На фиг. 12 внешняя стенка 805 обеспечена выступами 899 на обоих концах, и дополнительный выступ обеспечен между концами. При эксплуатации каждый выступ 899 сцепляется с углублением (не изображено) на внутренней поверхности раззенкованной части 175 во входном адаптере 133 части ввода, изображенной на фиг. 1, чтобы располагать и удерживать в осевом направлении диафрагменное уплотнение 801 в раззенкованной части 175. Таким образом диафрагменное уплотнение 801 соединяется с входным адаптером 133. Входной адаптер 133 и диафрагменное уплотнение 801 могут быть предварительно собраны. Будет ясно, что конфигурация одного или более выступов 899 и углублений можно поменять местами таким образом, чтобы углубления были расположены на внешней стенке 805 диафрагменного уплотнения 801, а выступы были расположены на внутренней поверхности раззенкованной части 175 входного адаптера 133. Также будет понятно, что число и расположение выступов и углублений может отличаться от изображенных на фиг. 10 и 12. Более того, будет понятно, что один или более выступов или углублений могут быть заменены любыми другими подходящими взаимодействующими структурами, сконфигурированными таким образом, чтобы располагать и удерживать диафрагменное уплотнение 801 в осевом направлении относительно входного адаптера 133 (или любой другой части ввода, в которую принимается диафрагменное уплотнение 801 в соответствии с конфигурацией ввода). Также будет понятно, что принцип расположения уплотнения в раззенкованной части с помощью одного или более выступов 899 или других структур на внешней стенке 805 диафрагменных уплотнений, изображенных на фиг. 10-12, может быть применен в любом из вариантов осуществления диафрагменного уплотнения, изображенных на фиг. 3-9. Более того, будет понятно, что принцип расположения уплотнения в раззенкованной части, изображенный на фиг. 10-12, может быть применен в целом в любом кабельном вводе, имеющем уплотнение, принимаемое в часть отверстия части ввода.

В другой модификации (не изображена) любой из вариантов осуществления диафрагменного уплотнения, изображенных на фиг. 1-12, могут быть обеспечены кольцом из металла, сплава или пластмассового материала, присоединенным или отформованным на внешней стенке уплотнения диафрагменного уплотнения, которое проходит по всей или по части длины внешней стенки уплотнения и обеспечивает путь отвода пламени вместе с внутренней секцией входного адаптера (или любой другой частью ввода, в которую оно принимается в соответствии с конфигурацией ввода). Кольцо может быть прямым или сужающимся, при том что внутренняя секция взаимодействующей части ввода имеет ту же форму. Будет понятно, что принцип обеспечения уплотнения кольцом для обеспечения пути отвода пламени вместе с внутренней секцией части ввода может быть применен в целом к любому кабельному вводу, имеющему уплотнение, которое принимается в части ввода. Как будет очевидно из описания предпочтительных вариантов осуществления, в случае взрыва в электрическом оборудовании конфигурация диафрагменного уплотнения такова, что уплотнение между внутренней стенкой уплотнения и кабелем, и уплотнение между внешней стенкой уплотнения и входным адаптером усиливаются за счет увеличения давления внутри полости. Также будет оценено, что диафрагменное уплотнение также предотвращает прохождение дыма и пламени. Кроме того, опорные элементы помогают предотвратить инверсию диафрагменного уплотнения при получающейся разнице давлений, которая существует вдоль диафрагмы, при том что конфигурация опорных элементов, тем не менее, делает инверсию диафрагмы возможной для облегчения удаления кабеля при приложении усилия к кабелю за счет вытягивания кабеля в обратном направлении по стрелке А (фигура 1), когда желательно разобрать ввод по любой причине, например, для осмотра или обслуживания. Таким образом, в целом диафрагменное уплотнение устойчиво к инверсии в случае взрыва, но проведение кабеля через сквозное отверстие в процессе установки кабеля осуществляется относительно просто, как и инверсия диафрагмы, если она необходима для удаления кабеля без повреждения кабеля или диафрагменного уплотнения.

Будет понятно, что изобретение не ограничено вариантами осуществления, описанными выше, и различные модификации и усовершенствования могут быть сделаны, не выходя за рамки различных концепций, описанных здесь. Например, перемычки могут выступать на часть или на всю длину внешней стенки уплотнения и на часть или на всю длину внутренней стенки уплотнения. Перемычки могут быть изогнутыми или прямыми. Перемычки могут быть все одинаковой формы и длины. Как вариант, перемычки могут иметь одинаковую форму, но различные длины. Как вариант, перемычки могут иметь различные формы, но одинаковую длину. Как вариант, перемычки могут иметь различные формы и различные длины. Все сочетания длины и формы перемычек предусмотрены и находятся в рамках объема изобретения. Должно быть очевидно, что, например, диафрагменное уплотнение не обязательно должно находиться во входной части, и может находиться в любом подходящем месте внутри кабельного ввода. Кроме того, диафрагменное уплотнение может являться отдельным компонентом, как здесь отображено, или оно может быть соединено с или включено в описанный входной адаптер или любой другой компонент кабельного ввода. Кольцо, обеспечивающее путь отвода пламени вместе с внутренней секцией ввода, может быть обеспечено в других уплотнениях, и не ограничено диафрагменным уплотнением, описанным здесь.

Хотя изобретение и было описано в отношении кабельного ввода для использования с кабелем с броней, будет понятно, что диафрагменное уплотнение может быть применено для других типов кабельных вводов, и не подразумевается ограничение изобретения каким-либо определенным типом кабельного ввода. Более того, хотя изобретение и было описано в отношении кабельного ввода для применения с электрическими кабелями, будет понятно, что диафрагменное уплотнение может быть использовано в кабельных вводах для других типов кабелей, таких как оптоволоконный кабель, также как и с другими протяженными элементами, включая трубы и трубки, и термин «электрический кабель» используется только для удобства, и его следует толковать как включающий все типы таких протяженных устройств. Любые другие особенности могут быть применены отдельно или в комбинации с любыми другими особенностями, и изобретение охватывает и включает все комбинации и подкомбинации одной или более особенностей, описанных здесь, в любом виде диафрагменного уплотнения, сконструированного для применения в кабельных вводах.

Диафрагменное уплотнение (101) для кабельного ввода имеет концентрические внутреннюю и внешнюю цилиндрические стенки (103) и (105) уплотнения, соединенные с одного конца диафрагмой (107) для формирования полости (121). Полость (121) включает множество опорных перемычек (125), которые проходят между внутренней и внешней стенками (103) и (105) уплотнения. Перемычки (125) обеспечены на выходной стороне уплотнения (101) и деформируются для облегчения введения кабеля через уплотнение (101) с входной стороны уплотнения (101). Перемычки (125) предотвращают инверсию уплотнения (101), когда давление на выходной стороне больше давления на входной стороне, для создания разницы давлений вдоль диафрагмы (107). Изобретение обеспечивает создание диафрагменного уплотнения, способного сопротивляться давлению взрыва и которое при этом сочетается с простой установкой и извлечением кабеля. 20 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Кабельный ввод для электрического кабеля, причем кабельный ввод включает диафрагменное уплотнение, выполненное с возможностью размещения внутри ввода так, что при использовании электрический кабель проходит через диафрагменное уплотнение, при этом диафрагменное уплотнение включает внутреннюю стенку уплотнения, которая определяет сквозное отверстие, подходящее для прохождения кабеля, и внешнюю стенку уплотнения, которая размещена во вводе так, что диафрагма проходит между внутренней и внешней стенками уплотнения, при этом внутренняя и внешняя стенка уплотнения являются по существу цилиндрическими и расположены концентрическим образом вокруг центральной продольной оси ввода, причем внешняя стенка ввода имеет больший диаметр, чем внутренняя стенка ввода, при этом диафрагменное уплотнение обеспечено множеством выполненных как одно целое опорных частей в виде ряда перемычек, расположенных отдельно друг от друга по кругу относительно продольной оси на стороне выхода кабеля диафрагмы или в виде ряда кольцевых выступов, расположенных концентрическим образом вокруг продольной оси на стороне выхода кабеля диафрагмы.

2. Кабельный ввод по п.1, в котором выполненные как одно целое опорные части сконфигурированы таким образом, чтобы диафрагменное уплотнение могло оказывать сопротивление усилиям взрыва.

3. Кабельный ввод по п.1 или 2, в котором опорные части могут деформироваться таким образом, чтобы уменьшать усилия, необходимые для ввода кабеля через диафрагменное уплотнение, и деформируемые опорные части делают возможной инверсию диафрагменного уплотнения путем вытягивания кабеля в обратном направлении.

4. Кабельный ввод по п.1, в котором внутренняя стенка уплотнения сконфигурирована с возможностью герметизировать кабель, а внешняя стенка уплотнения сконфигурирована с возможностью удерживать диафрагменное уплотнение внутри корпуса ввода.

5. Кабельный ввод по п.4, в котором внешняя стенка уплотнения принимается в части отверстия внутри ввода, при этом внешняя стенка уплотнения и часть отверстия обеспечены одной или более взаимодействующими структурами для расположения и удержания в осевом положении диафрагменного уплотнения.

6. Кабельный ввод по п.5, в котором взаимодействующие структуры включают один или более выступов на стенке уплотнения или части отверстия и одно или более углублений на внешней стенке уплотнения или части отверстия.

7. Кабельный ввод по п.1, в котором внутренняя стенка уплотнения смещена в направлении продольной оси таким образом, что она выступает за внешнюю стенку уплотнения с одного конца уплотнения.

8. Кабельный ввод по п.1, в котором диафрагма проходит между внешней стенкой уплотнения и внутренней стенкой уплотнения таким образом, что она наклонена к продольной оси.

9. Кабельный ввод по п.8, в котором диафрагма образует форму усеченного конуса, которая улучшает уплотнение, когда кабель находится под давлением взрыва, и обеспечивает область в виде воронки на стороне входа или ввода кабеля диафрагмы, чтобы облегчить введение кабеля в процессе установки.

10. Кабельный ввод по п.1, в котором диафрагменное уплотнение обеспечено рядом разделенных выступающий структур, которые уменьшают трение между кабелем и диафрагменным уплотнением в процессе введения кабеля через диафрагменное уплотнение.

11. Кабельный ввод по п.10, в котором структуры проходят в направлении продольной оси диафрагменного уплотнения.

12. Кабельный ввод по п.10 или 11, в котором структуры обеспечены в области в виде воронки на стороне входа или ввода кабеля диафрагмы.

13. Кабельный ввод по п.10 или 11, в котором внутренняя стенка уплотнения обеспечивает сквозное отверстие и направляющие структуры обеспечены в сквозном отверстии.

14. Кабельный ввод по п.1, в котором перемычки расположены в открытой полости, сформированной внутренней и внешней стенками уплотнения диафрагмы, и перемычки присоединены к внутренней стенке уплотнения и/или внешней стенке уплотнения и/или диафрагме.

15. Кабельный ввод по п.1, в котором перемычки выступают в роли оснований для диафрагмы для предотвращения инверсии диафрагмы при приложении давлений взрыва, и перемычки деформируются, чтобы облегчить введение кабеля, и, при удалении кабеля, перемычки деформируются таким образом, чтобы позволить инверсию диафрагмы, когда кабель вытягивается в обратном направлении, чтобы облегчить удаление кабеля.

16. Кабельный ввод по п.1, в котором перемычки изогнуты, или прямые, или имеют U-форму.

17. Кабельный ввод по п.16, в котором перемычки изогнуты в одном направлении или одна или более перемычек изогнуты в одном направлении, а одна или более перемычек изогнуты в противоположном направлении.

18. Кабельный ввод по п.1, в котором перемычки проходят вдоль части или по всей длине в осевом направлении внутренней стенки уплотнения и вдоль части или по всей длине в осевом направлении внешней стенки уплотнения.

19. Кабельный ввод по п.1, в котором некоторые или все перемычки имеют практически одинаковую толщину стенок или некоторые или все перемычки имеют различную толщину стенки.

20. Кабельный ввод по п.1, в котором диафрагменное уплотнение обеспечено компонентом, например металлическим или неметаллическим кольцом, прикрепленным или отформованном на внешней стенке уплотнения, который обеспечивает путь отвода пламени вместе с внутренней секцией части кабельного ввода, в которую принимается диафрагменное уплотнение.

21. Кабельный ввод по п.20, в котором компонент и внутренняя секция имеют одинаковую форму, например они являются прямыми или сужающимися в осевом направлении.