Пожаростойкая проходка для кабелей и трубопроводов

 

Использование в качестве герметичных вводов электрических кабелей и трубопроводов во многих областях техники, где требуется высокая надежность, особенно в условиях пожара. Сущность изобретения: объем изоляционного материала, обладающего способностью расширять свой объем, ограничен и загерметизирован, кроме того, обеспечена очень малая теплопередача через проходку. С внешней стороны каждого фланца расположены прижимы с углублениями, образующими полости. В последних размещены уплотнительные элементы в виде пластичного изоляционного температуростойкого материала, перекрывающего зазоры вдоль кабеля. Фланцы соединены с корпусом через температуростойкую прокладку. 13 з. п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к машиностроению, например электротехнике и электроэнергетике, а также к судостроению, например к подводным лодкам, и может быть использовано в качестве герметичных вводов электрических кабелей или трубопроводов в закрытых помещениях или объемах, например, для проходки через стенки отсеков подводных лодок, или в других областях техники, где требуется высокая надежность от разгерметизации оболочки, пронизанной кабелями и трубопроводами, при возможных высокотемпературных и пожароопасных условиях работы (угольная, химическая промышленность, атомная энергетика и т. д. ).

Известна пожаростойкая проходящая втулка кабелепровода.

Недостатками известного устройства являются: недостаточная температуростойкость и огнестойкость; недостаточная надежность; недостаточная теплоизоляция; ограниченные эксплуатационные возможности.

Целью изобретения является: повышение долговечности и надежности, расширение эксплуатационных возможностей.

На фиг. 1 изображено устройство, продольный разрез; на фиг. 2 изображено устройство с теплопоглощающим прижимом; на фиг. 3 изображено устройство с теплопоглощающей поперечной перегородкой внутреннего объема проходки; на фиг. 4 - вид по стрелке А на фиг. 2; на фиг. 5 - блок; на фиг. 6 - блок, выполненный из двух частей; на фиг. 7 - ступенчатое соединение блоков.

Пожаростойкая проходка кабелей, трубопроводов содержит корпус надежно и герметично соединенный с перегородкой или являющийся частью перегородки 2, которая разделяет два объемных пространства, например, отсеки подводной лодки. Корпус 1 может быть выполнен как закладная труба, приваренная к металлической облицовке перегородки 2 или обе позиции 1 и 2 могут быть выполнены из изоляционного термостойкого материала, внутренний объем проходки, через которую пропущены к кабели 3, ограничен с двух сторон фланцем 4, герметично соединенными с корпусом 1 через прокладку 5 из изоляционного термостойкого материала резьбовым соединением. Герметичность внутреннего объема проходки заполнен изоляционным высокотемпературным негорючим веществом, обладающим способностью увеличивать объем при высоких температурах 6 (вермикулит, перлит или их смесь с другими минералами) - поддерживается в зазорах между кабелями 3, которые расположены в отверстиях фланцев 4 за счет уплотнительного элемента 7. Последняя представляет собой пластичный температуростойкий изоляционный материал, обладающий способность затекать в щели (фосфатный или органосиликатный или кремнийорганический заливочный компаунд или герметик).

Длительная максимальная рабочая температура указанных компаундов и герметиков от 700 до 850^оС. Заливочные пасты (компаунды) легко шприцуются под давлением, затекают в зазоры 1-2 мм, давая малую усадку в процессе отверждения.

Предлагается также в качестве уплотнительного элемента 7 применение других веществ (замазок, герметиков), имеющих консистентное состояние при рабочих и средних температурах (от 20 до 250^оС) и способных при этих температурах уплотнять под давлением зазоры, и переходящих в твердые монолиты только при высоких температурах ( от 350^оС и выше).

С целью обеспечения герметичности или получения плотной торцевой перегородки с заполнителем всех зазоров вдоль кабелей на участке фланца уплотнительный элемент 7 установлен в уплотняющей полости, образованной в углублениях фланца 4 прижима 8, обращенных друг к другу. Прижим 8 с фланцем 4 резьбовым соединением 9 и имеет возможность обеспечивать окна прохода кабелей 3 во фланце 4 за счет сдавливания и сжатия уплотнительного элемента 7 в замкнутом пространстве.

Ограниченность пространства обеспечивается тем, что внутренний объем проходки заполнен веpмикулитом, а снаружи уплотнительный элемент 7 перегорожен ограничителем 10 в виде жесткой стенки. В качестве ограничителя может использоваться состав компаунда холодного отверждения, например, на основе эпоксидной смолы, гипса и т. д. При этом поверхность кабелей 3 обрабатывается составом, препятствующим образованию неподвижного соединения ограничителя 10 с кабелями 3.

В качестве ограничителя (температуростойкого негорючего вещества могут быть использованы блоки 11 с прорезью 12 для надевания на кабели 3 при монтаже, причем материал блока или части блока позволяет отгибаться стыкам блока при монтаже фиг. 3, фиг. 4 и фиг. 5.

Возможно выполнение блока 11 из двух разъемных частей 13 фиг. 6 из минерального негорючего сырья: каолин, гипс, асбест и т. д. , при этом окно прижима или фланца (по п. 16 формулы) имеет упор 14 для удержания блоков при повышении давления изнутри проходки. Упор 14 выполнен в виде отбортовки по периметру прижима и в виде решетки, полосы которой расположены между горизонтальными и вертикальными рядами кабелей 3. Кроме того, сами блоки или полублоки для удержания друг друга могут выполняться ступенчатыми, для удобства монтажа и ремонта полосы решеток выполняются съемными.

Кабели в отверстиях блоков имеют возможность перемещения, чтобы не мешать при затяжке болтов прижима. В готовых блоках это достигается посадкой, обеспечивающей зазор между отверстием и кабелем.

Фланец с отверстием корпуса имеет соединение по конусу.

На фиг. 2 отверстие корпуса 1 разделено поперечной стенкой 15 из температуростойкого изоляционного материала, например, керамики. В сечении по наружному контуру стенка 15 имеет форму двутавра.

Две части внутреннего объема проходки заполнены составом с расширяющимся веществом 6 россыпью, при этом для досыпки вещества используется заглушаемое отверстие во фланце 4 или в корпусе 1 (на фиг. не показано). Возможно заполнение внутреннего объема спрессованным веществом или упакованным в гибкие оболочки из негорючего материала - стеклоткани.

Прижим 8 соединен резьбовым соединением 9 с перегородкой 1 и конусным сопряжением 16 с полостью фланца, где сжимается ограничитель 7. При этом фланец 4 тем же усилием поджат к корпусу 1. Но между развитой поверхностью прижима 8 и фланцем 4, а также прижима 8 и корпусом 1, обеспечен зазор 17 в несколько миллиметров для уменьшения теплопроводности. В прижиме 8 выполнена полость, в которой установлено вещество 18, обладающее к эндотермической реакции при высоких температурах окружающей среды, например, каолин КН-73. На случай выделения газов при эндотермической реакции в прижиме 8 со стороны фланца 4 выполнено отверстие с конусной пробкой (на фиг. не показано). Остальное соответствует техническим решениям фиг. 1.

Устройство работает следующим образом.

В случае резкого повышения температуры вермикулит 6 при температурах 160-200^оС незначительно, а при 700-1100^оС в 20-25 раз увеличивает свой объем. Все свободное пространство, в том числе подгораемая оболочка кабелей, заполняется изолятором под давлением, что препятствует проходу огня через проходку. Уплотняющий элемент 7 и стенка из гипсовых блоков 11 обеспечивает наряду с вермикулитом не только защиту от огня проходки смежного отсека корабля, но и герметичность при перепаде давления между стенками, который может возникнуть при пожаре. Кроме того, материал, обладающий способностью эндометрической реакции, значительно снизит передачу температуры с обгораемого конца проходки на другой конец. Снижению температура способствует также и воздушный зазор 17.

Уплотнительный элемент, обладая способностью отвердевать при высоких температурах, обеспечивает герметичность проходки при одновременном воздействии как высоких температур, так и повышенного давления, в том числе от расширения изоляционного материала.

Устройство позволяет повысить пожаростойкость за счет обеспечения замкнутого обмена, в котором происходит расширение вермикулита; применения вещества в прижиме в стенке или во фланце, которое обладает способность к эндотермической реакции, применения в корпусе, фланце, стенке, прижиме изоляционного вещества вместо металла, что снизит теплопередачу; наличия воздушного зазора между прижимом и проходкой, увеличения площади прижима. Устройство позволяет также повысить герметичность за счет: наличия расширяющегося вещества в ограниченном объеме; наличие уплотненного вещества элемента между кабелями; сжатия уплотнительного элемента; возможности "текучести" уплотнительного элемента; высокой температуростойкости уплотнительного элемента; отвердевания уплотнительного элемента при высоких температурах, наличия ограничителя - стенки закрепленных блоков, выполненных из негорючего термостойкого материала. (56) Патент Великобритании N 2203900, кл. H 02 G 3/22, 1988.

Формула изобретения

1. ПОЖАРОСТОЙКАЯ ПРОХОДКА ДЛЯ КАБЕЛЕЙ И ТРУБОПРОВОДОВ, содержащая корпус, закладную трубу или перегородку из температуростойкого негорючего материала, в отверстии которой установлены проходящие кабели и внутренний объем которой ограничен с двух сторон фланцами с отверстием для прохода кабелей и заполнен изоляционным высокотемпературным веществом, обладающим способностью увеличивать объем при высоких температурах, отличающаяся тем, что снабжена расположенными с внешней стороны каждого фланца прижимами с углублениями, образующими с углублениями фланцев полости, в каждой из которых размещен уплотнительный элемент в виде пластичного изоляционного температуростойкого материала, перекрывающего продольные зазоры вдоль кабеля, фланцы соединены с корпусом через температуростойкую прокладку, при этом в качестве температуростойкого негорючего материала используют вермикулит, перлит или их смесь с другими материалами.

2. Проходка по п. 1, отличающаяся тем, что снабжена расположенными в прижимах ограничителями, при этом кабели установлены в последних с возможностью скольжения.

3. Проходка по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что ограничители выполнены из температуростойкого негорючего материала.

4. Проходка по пп. 1 - 3, отличающаяся тем, что ограничители выполнены в виде блоков, перегораживающих окно прижима, каждый блок выполнен с продольным отверстием для кабелей и продольным разрезом для монтажа кабеля, при этом по меньшей мере стык выполнен упругим.

5. Проходка по пп. 1 - 4, отличающаяся тем, что блок выполнен из разъемных частей.

6. Проходка по пп. 1 - 5, отличающаяся тем, что блоки имеют однотипные наружные размеры по горизонтальным и вертикальным рядам.

7. Проходка по пп. 1 - 6, отличающаяся тем, что окно прижима имеет по периметру упор для осевого удержания блоков в виде отбортовки и решетку, полосы которой расположены между горизонтальными и вертикальными рядами кабелей, при этом блоки в продольном сечении выполнены ступенчатыми.

8. Проходка по п. 7, отличающаяся тем, что полосы решеток выполнены съемными.

9. Проходка по п. 1, отличающаяся тем, что отверстие корпуса разделено поперечной стенкой с окном для прохода кабеля из температуростойкого изоляционного материала или из материала с теплопоглощающими способностями или стенкой, заполненной указанными материалами.

10. Проходка по пп. 1 и 9, отличающаяся тем, что изоляционное высокотемпературное вещество, обладающее способностью увеличивать объем при высоких температурах, размещен в одной или нескольких гибких оболочках, выполненных из негорючего материала.

11. Проходка по п. 1, отличающаяся тем, что прижим непосредственно соединен с корпусом резьбовым соединением, при этом фланец и прижим образуют для уплотнительного элемента коническую полость.

12. Проходка по п. 1, отличающаяся тем, что корпус, фланец и прижим выполнены из изоляционного материала.

13. Проходка по пп. 1 и 10, отличающаяся тем, что фланец и прижим установлены с зазором, а в полости прижима размещен теплоизолирующий материал, обладающий способностью к эндотермической реакции.

14. Проходка по пп. 10 и 11, отличающаяся тем, что фланец с корпусом и прижим с фланцем имеют конические сопряжения у заходящих соответственно внутрь корпуса и внутрь фланца частей.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7