Устройство для герметизации разъемного соединения кабелей
Владельцы патента RU 2713509:
Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (RU)
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах для герметизации разъемного соединения кабелей, работающих в агрессивной среде, например для передачи электрического сигнала или в системах контроля параметров ядерного реактора на быстрых нейтронах с тяжелым жидкометаллическим теплоносителем. Устройство содержит корпус, выполненный из двух металлических оболочек, концевыми частями установленных одна в другую и образующих полость, в которой размещены штекерная и гнездовая части разъемного соединения кабелей. Концевые части оболочек выполнены с кольцевым пазом и кольцевым выступом соответственно и образуют кольцевое Т-образное пазовое соединение, которое выполнено с паяным швом. Прочность на сдвиг и на разрыв паяного соединения оболочек составляет величину менее прочности металла оболочек. Техническим результатом настоящего изобретения является повышение уровня герметичности устройства, а также обеспечение дистанционного разъединения кабелей путем механического разрыва упомянутого соединения обечаек корпуса с одновременным разъединением электрического разъема кабелей.6 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах для герметизации разъемного соединения кабелей, работающих в агрессивной среде, например для передачи электрического сигнала или в системах контроля параметров ядерного реактора на быстрых нейтронах с тяжелым жидкометаллическим теплоносителем в условиях высокой температуры, воздействия ионизирующего излучения и других неблагоприятных факторов, влияющих на стабильность работы электрических контактов.
Наиболее близким по назначению и совокупности существенных признаков к настоящему изобретению является устройство для герметизации разъемного соединения кабелей, содержащее корпус, выполненный из двух металлических оболочек, концевыми частями установленных одна в другую и образующих полость, в которой размещены штекерная и гнездовая части разъемного соединения кабелей (патент РФ №2339136, МПК Н01R 24/02, опубл. 20.11.2008).
В известном устройстве для герметизации разъемного соединения кабелей металлические оболочки установлены одна в другую с образованием телескопического соединения, которое зафиксировано от перемещения посредством накидной гайки, установленной на оболочках. Рабочее положение разъема фиксируется упомянутой накидной гайкой, которая одновременно сжимает прокладку, установленную на торце одной из оболочек, и герметизирует полость с контактами от внешней атмосферы, загрязненной радиоактивной пылью и влагой. Одна часть кабеля, на конце которой установлены датчики, размещена в активной зоне ядерного реактора, а другая часть кабеля расположена вне ядерного реактора, и к ней подсоединены показывающие и записывающие приборы, фиксирующие физические параметры активной зоны ядерного реактора. Электрический разъем кабелей расположен на верхней плите или крышке реактора в крайне затесненных условиях, при высоких температурах и нейтронном облучении, поэтому доступ к нему ограничен и его возможно обслуживать только одной рукой, практически «вслепую» и очень быстро.
Недостатком известного устройства для герметизации разъемного соединения кабелей является невозможность его использования в жидкометаллической среде, например в свинцовом теплоносителе ядерного реактора, что объясняется высокой жидкотекучестью расплавленного свинца, которая может привести к его затеканию через микрозазоры в резьбовом соединении накидной гайки и оболочек, и к последующему разрушению прокладки, а затем к разгерметизации полости, в которой размещено разъемное соединение кабелей. Кроме этого, в известном устройстве невозможно вручную осуществить разъединение кабелей, электрический разъем которых размещен в жидкометаллической среде.
Задачей настоящего изобретения является создание устройства для герметизации разъемного соединения кабелей, которое способно надежно работать в жидкометаллическом теплоносителе ядерного реактора, особенно на этапе пусконаладочных работ, когда требуется бесперебойная передача электрического сигнала от датчиков, закрепленных на элементах ядерного реактора, к модулям обработки данных, а также обеспечить возможность дистанционного разъединения кабелей для извлечения кабельных трасс из жидкометаллического теплоносителя ядерного реактора.
Техническим результатом настоящего изобретения является повышение уровня герметичности устройства путем исключения микрозазоров в соединении обечаек, образующих корпус, в полости которого размещено разъемное соединение кабелей, а также обеспечение дистанционного разъединения кабелей путем механического разрыва упомянутого соединения обечаек корпуса с одновременным разъединением электрического разъема кабелей.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном устройстве для герметизации разъемного соединения кабелей, содержащем корпус, выполненный из двух металлических оболочек, концевыми частями установленных одна в другую и образующих полость, в которой размещены штекерная и гнездовая части разъемного соединения кабелей, согласно заявленному изобретению упомянутые концевые части оболочек выполнены с кольцевым пазом и кольцевым выступом соответственно и образуют кольцевое Т-образное пазовое соединение, которое выполнено с паяным швом, при этом прочность на сдвиг и на разрыв паяного соединения оболочек составляет величину менее прочности металла оболочек.
Кроме этого, паяный шов на наружной поверхности корпуса покрыт слоем напыленного коррозионностойкого материала.
Кроме этого, в качестве припоя паяного шва использован материал с температурой плавления от 550°С до 750°С.
Кроме этого, устройство снабжено двумя жесткими металлическими рукавами для размещения кабелей, при этом металлические рукава неразъемно и герметично соединены со свободными концами оболочек,
Кроме этого, корпус снабжен проушинами для закрепления выемных тросов.
Кроме этого, проушины установлены на наружной поверхности верхней оболочки.
Отличительные признаки заявленного изобретения, касающиеся выполнения кольцевого Т-образного пазового соединения обечаек в сочетании с паяным швом, который неразъемно соединяет между собой обечайки по Т-образному кольцу, позволяют повысить уровень герметичности корпуса устройства за счет исключения микрозазоров в соединении обечаек. Отличительный признак, относящийся к выбору величины прочности на разрыв и сдвиг паяного соединения, которая должна быть меньше прочности основного металла оболочек, позволяет при кратковременном силовом воздействии на устройство, например посредством рывка за верхний жесткий металлический рукав или за трос, закрепленный на проушинах, осуществить разрыв корпуса устройства в определенном месте, а именно по паяному Т-образному пазовому соединению обечаек, что также обеспечит одновременное механическое разъединение штекерной и гнездовой частей разъема кабелей. Отличительный признак, связанный с размещением кабелей в жестких металлических рукавах, позволяет обеспечить кабелю жесткость и исключить его перегибы, а следовательно, привести к отсутствию помех на модулях обработки данных. Отличительный признак, касающийся выбора определенной марки припоя, позволяет получить заданные физико-химические характеристики паяного шва, которые гарантируют требуемую прочность паяного соединения при эксплуатации в жидкометаллическом теплоносителе.
Сущность настоящего изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показано устройство для герметизации разъемного соединения кабелей (общий вид, продольный разрез), на фиг. 2 изображено кольцевое Т-образное пазовое паяное соединение оболочек (вид А, продольный разрез), на фиг. 3 представлена верхняя часть устройства для герметизации разъемного соединения кабелей (продольный разрез) перед монтажом кабеля.
Устройство для герметизации разъемного соединения кабелей содержит корпус, выполненный из двух металлических оболочек: верхней оболочки 1 и нижней оболочки 2, которые концевыми частями установлены одна в другую и образуют полость. В указанной полости размещены штекерная часть 3 и гнездовая часть 4 разъемного соединения кабеля 5 и кабеля 6. Штекерная часть 3 и гнездовая часть 4 разъемного соединения кабеля 5 и кабеля 6 зафиксированы от смещения посредством фиксирующих втулок 7, 8 соответственно. Фиксирующая втулка 7 и фиксирующая втулка 8 соединены, например посредством резьбы, с внутренней поверхностью верхней обечайки 1 и внутренней поверхностью нижней обечайки 2 соответственно. Устройство снабжено двумя жесткими металлическими рукавами 9, 10 для размещения кабелей 5, 6. Жесткие металлические рукава 9, 10 неразъемно и герметично соединены со свободными концами верхней оболочки 1 и нижней оболочки 2 соответственно. Корпус устройства снабжен проушинами 11 для закрепления выемных тросов (на чертеже не показаны) для дистанционного разъединения кабелей 5 и 6. Проушины 11 установлены на наружной поверхности верхней оболочки 1. Концевые части верхней оболочки 1 и нижней оболочки 2, которые установлены одна в другую, выполнены с кольцевым выступом и кольцевым пазом соответственно и образуют кольцевое Т-образное пазовое соединение. Упомянутое соединение обечаек 1 и 2 выполнено с паяным швом 12, при этом в качестве припоя паяного шва 12 использован материал с температурой плавления от 550°С до 750°С, например, ПСр-40, ПСр-45, ВПТ-3, 34-А, ПА-2 и т.д.. Прочность на сдвиг и на разрыв паяного соединения верхней оболочки 1 и нижней оболочки 2 выбрана из условия механического разрушения паяного соединения при кратковременном внешнем силовом воздействии на него, например, путем рывка за верхний металлический рукав 9 или за трос, закрепленный на проушине 11, и должна составляет величину менее прочности основного металла оболочек 1, 2. Паяный шов 12, выполненный на наружной поверхности корпуса, покрыт слоем 13 напыленного коррозионностойкого материала, например алюминия, SiC и т.д.
Монтаж устройства для герметизации разъемного соединения кабелей осуществляют следующим образом.
Соединяют сваркой верхнюю оболочку 1 с жестким металлическим рукавом 9 и нижнюю оболочку 2 с жестким металлическим рукавом 10. Кабель 5 соединяют со штекерной частью 3, а кабель 6 соединяют с гнездовой частью 4. Затем свободный конец кабеля 5 вводят через верхнюю оболочку 1 в металлический рукав 9, а свободный конец кабеля 6 вводят через нижнюю оболочку 2 в металлический рукав 10. После этого фиксируют штекерную часть 3 фиксирующей втулкой 7 в верхней оболочке 1, а гнездовую часть 4 закрепляют фиксирующей втулкой 8 в нижней оболочке 2. Кольцевой выступ на концевой части верхней оболочки 1 устанавливают в кольцевой паз на концевой части нижней оболочки 2 так, чтобы штекерная часть 3 разъема кабелей 5 и 6 вошла в гнездовую часть 4 упомянутого разъема. Затем созданное Т-образное соединение верхней оболочки 1 и нижней оболочки 2 герметизируют паяным швом 12. Для предотвращения коррозионных повреждений паяного соединения производят напыление слоя 13 алюминия на паяный шов 12, расположенный на наружной поверхности корпуса...
Демонтаж устройства для герметизации разъемного соединения кабелей осуществляют следующим образом.
После проведения испытаний прикладывают растягивающее усилие к верхнему жесткому металлическому рукаву 9 или к тросу, закрепленному на проушинах 11, и осуществляют разрыв паяного соединение оболочек 1 и 2. При этом происходит расцепление разъема, образованного штекерной частью 3 и гнездовой частью 4 кабелей 5 и 6. Затем осуществляют вытягивание верхней части устройства из ядерного реактора. Нижняя часть устройства извлекают вместе с контролируемым изделием, находящимся в тяжелом жидкометаллическим теплоносителе. Повторное использование устройства для герметизации разъемного соединения кабелей не предусмотрено.
1. Устройство для герметизации разъемного соединения кабелей, содержащее корпус, выполненный из двух металлических оболочек, концевыми частями установленных одна в другую и образующих полость, в которой размещены штекерная и гнездовая части разъемного соединения кабелей, отличающееся тем, что установленные одна в другую концевые части оболочек выполнены с кольцевым пазом и кольцевым выступом соответственно и образуют кольцевое Т-образное пазовое соединение, которое выполнено с паяным швом, при этом прочность на сдвиг и на разрыв паяного соединения оболочек составляет величину менее прочности металла оболочек.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что паяный шов на наружной поверхности корпуса покрыт слоем напыленного коррозионностойкого материала.
3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве припоя паяного шва использован материал с температурой плавления от 550°С до 750°С.
4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено двумя жесткими металлическими рукавами для размещения кабелей.
5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что металлические рукава неразъемно и герметично соединены со свободными концами оболочек.
6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что корпус снабжен проушинами для закрепления выемных тросов.
7. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что проушины установлены на наружной поверхности верхней оболочки.
