Кабельный ввод

 

Использование: изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при прокладке кабелей через стены сооружений атомных электрических станций. Сущность: кабельный ввод состоит из цилиндрического корпуса 1. к торцам которого приварены фланцы 2 и 3 с коническими резьбовыми отверстиями 4 под установку герметизирующих узлов. Каждый герметизирующий узел кабельного ввода содержит втулку 5 с проходящими сквозь нее жилами 6 кабеля 7, имеющими участки 8 со снятой изоляцией. Внутри втулки 5, вдоль ее оси. расположен конусный уплотнительный стержень 11, один конец которого через упор 12 связан с укрепленным на заглушке 9 сильфонным компенсирующим элементом 13. Для герметичной установки втулки 5 в отверстии 4 в кабельном вводе предусмотрена уплотнительная гильза 19. Эта гильза имеет общие конические резьбовые соединения со втулкой 5 по своему внутреннему диаметру и с поверхностью отверстия 4 в торцовых фланцах 2 и 3 по внешнему. Эффект использования изобретения состоит в повышении надежности и упрощении ремонта 2 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 01 В 17/26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1 )

) о

jC) (Ql

IQ

С3

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4713489/07 (22) 03.07.89 (46) 07,09.92. Бюл. ¹ 33 (71) Харьковский центр научно-технического творчества молодежи "Практика" (72) А.И,Юдин, А.И.Осецкий. А.Б.Сатаев и

П.С. Бадзым (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1104592, кл, Н 01 В 17/26, 1984.

Авторское свидетельство СССР № 1352578, кл. Н 02 G 3/22. 1987. (54) КАБЕЛЬНЫЙ ВВОД (57) Использование: изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при прокладке кабелей через стены сооружений атомных электрических станций, Сущность; кабельный ввод состоит из цилиндрического корпуса 1, к торцам которого приварены фланцы 2 и 3 с коническими

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при прокладке кабелей через стены сооружений атомных электрических станций.

Известен, например, кабельный ввод, содержащий полый корпус с установленным в нем герметизирующим узлом, выполненным в виде втулки с отверстиями, через.которые проходят жилы кабеля. залитые герметизирующим полимерным материалом.

Недостатком данной конструкции является невысокая надежность ввода. При больших перепадах температуры, которые неизбежно возникают в условиях эксплуатации атомных электростанций, происходит усадка и отслоение полимера от ограничивающих его стенок втулки и от жип кабеля.

Это приводит к потере герметичности вво. Ж, „ ll 760560 А1 резьбовыми отверстиями 4 под установку герметизирующих узлов. Каждый герметизирующий узел кабельного ввода содержит втулку 5 с проходящими сквозь нее жилами

6 кабеля 7, имеющими участки 8 со снятой изоляцией. Внутри втулки 5, вдоль ее оси. расположен конуcíûé уппотнительный стержень 11, один конец которого через упор 12 связан с укрепленным на заглушке

9 сильфонным компенсирующим элементом

1", Для герметичной установки втулки 5 в отверстии 4 в кабел ном вводе предусмотрена уппотнительная гильза 19. Эта гильза имеет общие конические резьбовые соединения со втулкой 5 по своему внутреннему диаметру и с поверхностью отверстия 4 в торцовых фланцах 2 и 3 по внешнему, Эффект использования изобретения состоит в повышении надежности и упрощении ремонта. 2 ип. да: Кроме того, замена кабельного ввода данной конструкции весьма трудоемка, так как требует вмешательства в конструкцию самой проходки, Наиболее близким по своей технической сути является кабельный ввод, содержащий цилиндрический корпус и торцовые фланцы, в отверстиях которых установлены герметизирующие узлы, выполненные в виде заполненных герметизирующим материалом конусообразных втулок с проходящими через них жилами кабеля и уплотнительных гильз, имеющих конусные резьбовые соединения с втулками и с торцовыми фланцами. Втулка в этом устройстве представляет собой массивное тело с отверстиями для размещения отдельных жил кабеля. Отверстия могут быть выполнены двухступенчатыми, причем диаметр одной ступени соответствует диаметру

1760560 изоляции проводов кабеля, а диаметр другой ступени, расположенной на периферийных участках втулки, больше диаметра изоляции проводов кабеля.

Недостатком данной конструкции является невысокая надежность кабельного ввода, так как при полимеризации герметизирующего материала возникают зазоры между стенками отверстий во втулке и герметизирующим наполнителем вследствие его естественной усадки. Кроме того, в процессе функционирования такого кабельного ввода в условиях повышенных температур и радиации происходит дополимеризация материала и другие изменения его структуры вплоть до растрескивания, Эти процессы приводят к дополнительным нарушениям герметичности ввода, исключить которые в процессе эксплуатации его конструкция не позволяет. К недостаткам этого кабельного ввода следует также отнести сложность его замены при выходе из строя.

Такая замена связана с необходимостью нарушения контакта между герметизирующим материалом в области распорного кольца и манжет и внутренней поверхностью отверстия в торцовом фланце. Вместе с тем, для обеспечения герметичности ввода этот контакт должен быть достаточно надежным. В результате замена известного кабельного ввода достаточно трудоемка. а его надежность низкая.

Цель изобретения — повышение надежности.

Поставленная цель достигается тем. что кабельный ввод, содержащий согласно предлагаемого изобретения цилиндрический корпус и торцовые флан цы, в отверстиях которых установлены герметизирующие узлы, выполненные в виде заполненных герметизирующим материалом втулок с проходящими через них жилами кабеля и уплотнительных гильз, имеющих конусные резьбовые соединения с втулками и с торцовыми фланцами, снабжен установленным в каждом гермети-. зирующем узле, связанным со втулкой сильфонным компенсирующим элементом и расположенным внутри нее конусным уплотнительным стержнем, установленным с возможностью перемещения вдоль оси втулки, На фиг.1 изображена принципиальная схема кабельного ввода; на фиг.2 — узел уплотнительного стержня.

Кабельный ввод содержит цилиндрический корпус 1 и приваренные к нему торцовые фланцы 2 и 3, в конических резьбовых отверстиях А которых установлены герметизирующие узлы. Каждый герметизирующий узел выполнен в виде конусообразной втулки 5 с проходящими через них жилами 6 кабеля 7, имеющими участки 8 со снятой изоляцией. На своей внутренней поверхности втулка 5 каждого герметизирующего узла имеет цилиндрическую резьбу, по которой в нее с двух сторон ввернуты заглушки 9 и 10 с

5 отверстиями под отдельные жилы 6 кабеля

7. Внутри втулки 5 расположен конусный уплотнительHûé стержень 11, установленный с возможностью перемещения вдоль оси этой втулки 5, приЧем один конец стер10 жня 11 через упор 12 связан с закрепленным на заглушке 9 сильфонным компенсирующим элементом 13, а другой

его конец выступает из втулки 5 через центральное отверстие в заглушке 10, упираясь

15 в связанный с этой заглушкой колпачок 14.

Этот конец имеет кроме того резьбовой участок 15 для размещения на нем, в отсутствие колпачка 14, опорной пружины 16 и гайки 17, Все свободные внутренние поло20 сти втулки 5 заполнены адгезивным герметизирующим материалом 18.

Для герметичной установки втулки 5 s резьбовом отверстии 4 в кабельном вводе предусмотрена уплотнительная гильза 19.

25 имеющая общие конические резьбовые соединения со втулкой 5 по своему внутреннему диаметру и с поверхностью отверстия 4 в торцовых фланцах 2 и 3 по внешнему.

Принцип сборки кабельного ввода и ра30 боты его герметизирующего узла следующие.

Сборка кабельного ввода осуществляется поэтапно, Предварительно разделенные, имеющие один или несколько участков со

35 снятой изоляцией жилы б кабеля 7 пропускают через отверстия заглушки 9, после чего эту заглушку в сборе с упором 12, сильфонным компенсирующим элементом 13 и конусным уплотнительным стержнем 11 ус40 танавливают во втулку 5 так, чтобы имеющиеся на жилах 6 участки 8 со снятой изоляцией находились посередине между торцами втулки 5. Затем жилы 6 кабеля 7 пропускают через отверстия заглушки 10, 45 которую устанавливают на противоположном торце втулки 5 с меньшим внешним диаметром. На эту заглушку накручивают до упора колпачок 14. При этом он вдавливает внутрь втулки 5 контактирующий с ним ко50 нец уплотнительного стержня 11, растягивая тем самым компенсирующий сильфонный элемент 13. В этом положении через специальные технологические отверстия в заглушке 10 производят заполнение

55 втулки 5 герметиэирующим материалом 18.

После заполнения всех свободных полостей внутри втулки 5 герметизирующим материалом 18 технологические отверстия закрывают резьбовыми пробками и этот материал подвергается полимеризации.

1760560

В процессе полимеризации с помощью колпачка 14 производят программированное перемещение уплотнительного стержня 11 в направлении заглушки 10, Это достигается периодическим откручиванием колпачка 14, приводящим к сжатию предварительно растянутого сильфонного компенсирующего элемента 13.

В результате сжатия сильфонного компенсирующего элемента 13 уменьшается

его внутренний объем и излишек герметизирующего материала выдавливается внутрь втулки 5, Кроме того, происходящее при этом перемещение уплотнительного стержня 11 в направлении заглушки 10 приводит к увеличению средней площади поперечного сечения его участка, находящегося между торцами втулки 5, то есть к созданию внутри втулки избыточного давления Л P. Механизм развития этого давления схематически показан на фиг.2. Если обозначить площади поперечных сечений конусного уплотнительного стержня 11 в плоскостях А и

В через SA и Яв соответственно, то его средняя площадь на участке АВ внутри втулки 5 равна = (SA + SB)/2.

При смещении стержня 11 на величину

hX в направлении Х относительно корпуса втулки 5 это значение возрастает на величину

Ж-- <бдв> ЛХщ а (1) где <г1дв> — средний диаметр конусного уплотнительного стержня на участке AB. tg

a — конусность уплотнительного стержня.

В результате объем V, занимаемый уплотнительным стержнем внутри втулки 5, соответственно возрастает на величину

Ьч= дзЛХ (2).

При неизменном суммарном объеме герметизирующего материала это приводит к повышению давления внутри втулки на

Ч (3) где х — объем, сжимаемость герметика. à Vp — его начальный объем.

Естественно, что в случае уменьшения суммарного объема герметизирующего материала вследствие его полимеризации данный эффект приводит к компенсации этого уменьшения, сохраняя тем самым герметичность ввода.

Этот же эффект можно использовать для поддержания герметичности кабельного ввода в процессе его эксплуатации, для этого после окончания процесса полимеризации и установки втулки 5 в торцовой фланец с помощью уплотнительной гильзы 19, которая за счет конусной резьбы обеспечивает герметичное уплотнение кабельного

50 ввода как по внешней поверхности втулки 5, так и по внутренней поверхности резьбового отверстия 4, колпачок 14 заменяют опорной пружиной 16 и гайкой 17. 3а счет накручивания гайки 17 на уплотнительный стержень 11 создаются усилия F, перемещающие этот стержень в направлении Х (фиг,2), то есть к заглушке 10 (фиг.1). Эти усилия поддерживаются в определенном интервале смещений Л Х вблизи заданного значения с помощью пружины 16, опирающейся на заглушку 10. Поэтому до тех пор, пока герметизирующий материал обладает необходимыми упругими свойствами, любые нарушения герметичности ввода за счет усадки герметика или его микрорастрескивания будут устраняться зэ счет перемещения конусного уплотнительного стержня 11 под действием усилий f.

Подготовленную таким образом втулку

5 с кабелем 7 устанаваливают во фланец 2 и одновременно по часовой стрелке вкручивают уплотнительную гильзу 19, посредством накручивания ее конусной резьбы на конусную резьбу 4 втулки 5.

При этом в случае несовпадающего шага резьбы на этих трех резьбовых деталях за счет угла конусности, дост.бегающего 2О возможен некоторый проворот в пределах

360 ...720 втулки 5 вокруг собственной оси.

Поскольку в заявляемой конструкции кабель по всей своей длинен не закреплен, т.е. находится в укладочных трубах. внутренний диаметр которых на несколько миллиметров больше внешнего диаметра кабеля, а длина кабеля достаточно велика (больше 1 м), этот проворот легко компенсируется за счет скручивающих упру их деформаций кабеля. Для минимизации этих деформаций целесообразно выполнять коническую резьбу на деталях 2,5 и 19 с одинаковым шагом.

В этом случае проворот втулки 5 при ее уплотнении во фланце 2 находится в пределах 30 ...90P, обеспечивая тем самым практическое исключение вращения кабеля 7 и его жил 8.

В условиях эксплуагации собранного ввода для поддержания определенного значения силы F необходимо лишь периодически подтягивать гайку 17 в процессе технических обслуживаний кабельного ввода, В тех же случаях, когда с помощью такой операции не удается восстановить герметичность ввода, проводят его замену

В рамках предлагаемой конструкции она проводится с помощью уплотнительной гильзы 19. Эти гильзы выворачивают из противоположных отверстий во фланцах 2 и 3, после чего кабель 7 легко извлекается из

1760560 проходки вместе с находящимися на нем втулками 5. Установка нового комплекта производится в обратном порядке без какого-либо вмешательства в конструкцию проходки.

Таким образом, преимуществами предлагаемой конструкции кабельного ввода по сравнению с прототипом является то, что она обеспечивает более высокую герметичность в течение более длительного срока эксплуатации (утечки не фиксируются при давлении 10 кГс/см ) и значительно упро2 щает процедуру его ремонта, включающего замену герметизирующих узлов.

Перечисленные преимущества резко повышают межремонтный ресурс предлагаемого кабельного ввода и удобства по обслуживанию и ремонту проходок для контрольных кабелей на АЭС.

Использование предлагаемого кабельного ввода в атомной энергетике позволит снизить допустимый уровень утечек радионуклидов в окружающую среду через защитную оболочку и тем самым улучшить экологическую обстановку в зоне АЭС.

5 Формула изобретения

Кабельный ввод, содержащий цилиндрический корпус с торцовыми фланцами, в отверстиях которых установлены герметизирующие узлы, выполненные в виде запол10 ненных герметизирующим материалом конусообразных втулок с проходящими через них жилами кабеля и уплотнительных гильз, имеющих конусные резьбовые соединения с втулками и с торцовыми фланцами, 15 отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, снабжен установленным ы м в каждом герметизирующем узле, связанным со втулкой сильфонным компенсирующим элементов и расположенным

20 внутри нее конусным уплотнительным стержнем, установленным с возможностью перемещения вдоль оси втулки, 1760560

А

0„/

Составитель А.Осецкий

Редактор М.Стрельникова Техред М,Моргентал Корректор С,Юско

Заказ 3189 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101