КАБЕЛЬНЫЙ ВВОД, УПЛОТНИТЕЛЬНЫЙ МОДУЛЬ КАБЕЛЬНОГО ВВОДА И КОМПРЕССИОННЫЙ БЛОК КАБЕЛЬНОГО ВВОДА
CABLE ENTRY, SEALING MODULE OF CABLE ENTRY AND COMPRESSION UNIT OF CABLE ENTRY

Изобретения относятся к области строительства и электротехники и могут быть использованы для, как правило, полной герметизации кабелей, труб, тросов и им подобных изделий, проходящих через стены или вводимых в коммутационные шкафы.
Следует отметить, что под термином «кабельный ввод» здесь и далее следует понимать, как эквиваленты, любой вводимый, фиксируемый, уплотняемый и герметизируемый элемент - собственно, кабель, провод, труба, стержень, трос, линия и им подобные. Это необходимо для того, чтобы избежать множественности синтетических формулировок типа «кабельно-проводо-трубчато-стержне-тросо-линейный и т.д. ввод», поскольку изначально и преимущественно функциональное назначение подобного ввода-ввод кабельный, с поправкой на возможные его дополнения проводным, трубным и/или прочими элементами.
Известны разнообразные конструкции кабельных вводов, в частности:
Известно прижимное устройство для рамы, вмещающее один или более отдельных блоков для вводов кабелей, внедрения труб и т.д., и содержит сжимающую пластину, принимаемую рамой с возможностью поворота, и тем, что сжимающая пластина и рама являются соединенными посредством выступов и пазов, при этом прижимное устройство содержит, по меньшей мере, одну резиновую уплотняющую крышку [Описание изобретения к патенту РФ №2282775 от 12.05.2003, МПК F16L 5/02, опубл. 27.08.2006]. В результате упрощается конструкция производства и использования прижимного устройства, увеличивается надежность его эксплуатации.
Перечисленные достоинства прижимного устройства проявляются в результате высокой точности изготовления всех входящих в конструкцию деталей и высокой точности сборки уплотнительных модулей с уплотняемыми элементами. На практике такая конструкция устройства не получила широкого распространения.
Известно кабельное переходное устройство для прохождения, по меньшей мере, одной вытянутой линии через отверстие в стенке (экв. «кабельный ввод»), причем устройство содержит зажимной каркас и множество блоков, которые вместе заполняют каркас, в котором, по меньшей мере, один из блоков имеет проходящий насквозь канал для размещения линии, в котором блок выполнен с возможностью введения линии сбоку в канал, при этом устройство включает отдельный трубчатый блок из упругого материала, в котором стенка вкладыша имеет, в общем, осевую проходящую насквозь прорезь для обеспечения возможности введения упомянутого вкладыша сбоку на линию, в котором вкладыш имеет внешний диаметр, соответствующий, по существу, диаметру канала в блоке, и в котором вкладыш включает в себя множество радиально разделенных слоев, отделяемых друг от друга для приспосабливания проходящего насквозь канала вкладыша к линии, при этом вкладыш имеет прорезь, проходящую стенку не насквозь и проходящую от внутренней поверхности упомянутого вкладыша [Описание изобретения к патенту РФ №2280933 от 10.12.2002, МПК H02G 3/22, опубл. 27.07.2006]. Благодаря множеству радиально разделенных слоев, которые можно отделять друг от друга для приспосабливания проходящего насквозь канала, упрощается технология установки кабелей и других линий.
Недостатком такой конструкции переходного устройства является сложность его сжимаемых блоков, когда из-за множества отделяемых слоев невозможно подгадать необходимую степень обжатия уплотняемого элемента или вернуться к обжатию элемента меньшего диаметра - возврат слоев конструкцией не предусмотрен.
5
Известен кабельный переход (экв. «кабельный ввод»), содержащий наружный корпус, по меньшей мере, одно кабельное уплотнение на модульной основе и конечное уплотнение, которое заполняет корпус совместно с кабельным уплотнением и которое включает в себя два сжимаемых клина, которые выполнены с возможностью перемещения друг к другу и друг от друга с помощью винтового средства, и два дополнительных сжимаемых клина, которые также выполнены с возможностью перемещения друг к другу и друг от друга, и которые взаимодействуют с двумя первыми упомянутыми клиньями, при этом четыре клина удерживаются совместно посредством гибкой полосы, которая функционирует так, чтобы удерживать клинья с обеспечением подвижности относительно друг друга, так что клинья и винтовое средство совместно формируют вмещаемый узел, который легко может быть установлен в корпусе [Описание изобретения к патенту РФ №2137009 от 29.09.1995, МПК F16L 5/02, опубл. 10.09.1999]. В итоге повышается надежность устройства.
При эксплуатации подобных устройств отмечаются затруднения с разборкой конструкции, связанные, например, с прокладкой (подводом) очередного кабеля. Один из сжимающих клиньев при разборке легко выходит из зацепления за счет отворачивания винтов, а другой жестко фиксируется дополнительными клиньями и требуется использование специального инструмента, чтобы произвести разборку механизма конечного уплотнения. Особенно неприятна такая ситуация, когда освобождается удаленный клин, а ближний заклинивается.
Известно прижимное устройство для корпуса, в дополнение к прижимному устройству, размещающего сжимаемые устройства для пропускания труб и/или прохода кабеля, которое упирается в два внутренних угла или в стенки корпуса, оснащенное дополнительными частями для размещения по выбору между прижимным устройством и корпусом, чтобы приспособить форму прижимного устройства к форме корпуса, при этом сжимаемое устройство содержит первую пару клиньев, вторую пару клиньев и винт, имеющий как левую, так и правую резьбы, причем каждая резьба взаимодействует с резьбами на втулках в первой паре клиньев, в результате чего клинья первой пары контактируют с клиньями второй пары по наклонным поверхностям, при этом клинья первой пары выполнены с возможностью перемещения посредством винта друг к другу и друг от друга в осевом направлении винта, а клинья другой пары выполнены с возможностью перемещения друг к другу и друг от друга в направлении, перпендикулярном перемещению первой пары, и по радиусу винта, посредством перемещения первой пары клиньев [Описание изобретения к патенту РФ №2325580 от 24.01.2005, МПК F16L 5/02, опубл. 27.05.2008].
Недостатком настоящего устройства является сложность сжимаемого устройства из-за наличия множества клиньев и использования парных винтов. Отклонение от технологии последовательного пошагового заворачивания винтов способно привести к излому одного из них или клина.
Известно сжимаемое уплотнение, содержащее две сжимаемые основы, окружающие кабели, провода или трубы, располагаемое непосредственно в отверстии в стене или другой конструктивной перегородке, образующей эту стену, или в раме, указанными двумя основами и сжимающим устройством в указанном отверстии или указанной раме сформирован барьер, а сжимаемые основы содержат один компонент из группы, включающей, по меньшей мере, один отслаиваемый слой для подгонки к диаметру кабеля или трубы, расположенный в осевом пазу каждой сжимаемой основы, и один отслаиваемый слой, расположенный вокруг каждой сжимаемой основы для подгонки ее внешнего диаметра к внутреннему диаметру отверстия, при этом смежные отслаиваемые слои прикреплены друг к другу посредством механических крепежных средств с обеспечением возможности повторной установки удаленного слоя [Описание полезной модели к патенту РФ №110163 от 01.02.2010, МПК F16L 5/02, H02G 3/22, опубл. 10.11.2011]. Настоящее решение по замыслу правообладателя обеспечивает повторную установку удаленного отслаиваемого слоя.
Наличие механических крепежных средств между смежными отслаиваемыми слоями не может обеспечить пространственную фиксацию всех элементов уплотнения между собой, поскольку закрепление слоев в осевом направлении не гарантирует их радиальную фиксацию, являющуюся наиболее критичной при повторной сборке уплотнения. В результате при повторной сборке таких уплотнений формируются дополнительные зазоры между «половинками» основ за счет хаотично выступающих радиальных кромок слоев, при этом видимые торцевые участки после воздействия на них сжимающего усилия от соответствующего устройства могут показывать удовлетворительное состояние уплотнений, особенно, если возвратить нужно всего лишь по одному слою на каждой из основ. Использование механических крепежных средств (крепежа) для прикрепления друг к другу отслаиваемых слоев во всех случаях существенно увеличивает трудоемкость их установки и демонтажа. Таким образом, проконтролировать качество повторной сборки отслаиваемых слоев с основой и между собой в радиальном направлении, обеспечивающем основной параметр работоспособности устройства - герметичность, - не представляется возможным.
Известны разнообразные конструкции уплотнительных модулей кабельных вводов, в частности:
Известно средство проходной втулки для кабелей или труб (экв. «кабельный ввод»), содержащее внешнюю раму, имеющую, по меньшей мере, один герметизирующий модуль, охватывающий кабель или трубу и установленный внутри рамы, причем герметизирующий модуль разделен в продольном направлении и образован отслаиваемыми листами для адаптации площади его канала с устанавливаемым кабелем или трубой, при этом герметизирующий модуль предназначен для заполнения отверстия рамы вместе с, по меньшей мере, одним узлом расширения, посредством которого герметизирующий модуль и возможный один или более дополнительные примыкающие герметизирующие модули сжимаются для достижения герметизации, при этом герметизирующий модуль имеет разрез для разделения его на две половины, который проходит наклонно относительно продольного направления герметизирующего модуля или относительно продольной оси его канала, причем разделяющий разрез имеет наклон, зависящий от толщины отслаиваемых листов, в результате чего при адаптации герметизирующего модуля с реальным кабелем или трубой одна из половин модуля поворачивается на 180° во время первой ступени для прохождения до конического канала через герметизирующий модуль в то же самое время, когда косой зазор образуется между половинами, модуля, причем модуль согласуется с устанавливаемым кабелем или трубой до тех пор, пока половины не войдут в контакт одна с другой на узком конце зазора, при этом одна половина во время второй ступени поворачивается назад на 180° для образования равномерного зазора, имеющего правильные размеры, вместе с полной герметизацией вокруг кабеля или трубы, проходящих через герметизирующий модуль и раму после активирования узла расширения [Описание изобретения к патенту РФ №2319057 от 08.12.2004 МПК F16L 5/02, опубл. 10.03.2008]. Подобная конструкция средства позволяет легко согласовывать герметизирующие модули с различными типоразмерами кабелей или труб за счет удаления необходимого количества отслаиваемых листов.
Использование деталей «неправильной» формы (наклонный разрез) в конструкции средства говорит о его низкой технологичности и высокой себестоимости. Кроме этого, использование сложной схемы подбора диаметра проходного отверстия может привести к ошибкам в сборке герметизируемых соединений, что говорит о сложности конструкции в целом.
Известно уплотнение для входа кабеля, подводки трубы или т.п., которое вставляется во втулку или т.п. и образовано двумя половинками, образующими, по меньшей мере, одно центральное отверстие для кабеля, трубы или т.п., когда половинки уплотнения соединяются вместе, при этом наружный диаметр уплотнения выполнен изменяемым, чтобы приспособить его к различным установочным размерам, а именно, снабжен несколькими отслаивающимися листами [Описание изобретения к патенту РФ №2270392 от 10.09.2002, МПК F16L 5/02, опубл. 20.02.2006]. В результате создано единое уплотнение для многих различных установочных размеров с тем, чтобы уменьшить количество разных уплотнений, необходимых для широкого диапазона.
Недостатком уплотнения является практическая невозможность скорректировать размер под уплотняемое изделие, поскольку вернуть отслоенный лист на старое место невозможно.
Известна часть уплотнителя или переходного устройства для кабелей, проводов или труб, предназначенная для вставки кабеля, провода или трубы и образованная двумя основами, расположенными друг напротив друга, окружающими кабель, провод или трубу, и содержащими паз для вставки кабеля или трубы, в котором расположены отслаиваемые слои, образующие стопу, при этом, по меньшей мере, один из слоев каждой стопы маркирован [Описание полезной модели к патенту РФ №115128 от 02.02.2010, МПК H02G 3/22, опубл. 20.04.2012]. В результате упрощается снятие правильного числа слоев рабочим, осуществляющим монтаж переходного устройства, и проверка и выявление того, что установка была проведена правильно.
Все описанные в примерах варианты маркировки слоев приводят к существенному снижению технологичности конструкции уплотнителей, при этом большая часть этих вариантов за счет двух симметричных зазоров ослабляет рабочее сечение уплотнений, особенно на арматуре минимального диаметра, и способствует появлению осевой выталкивающей арматуру силе. Кроме этого скорректировать диаметр отверстия уплотнителя возвратом снятых слоев, несмотря на их маркировку, становится затруднительным и требует высокой квалификации исполнителей.
Кроме этого, в конструкции вышеописанных кабельных вводов упоминаются собственные уплотнительные модули - см. описание изобретения к патенту РФ №2280933 и описание к патенту на полезную модель №110163. Недостатки обоих кабельных вводов определяются недостатками их уплотнительных модулей.
Известны разнообразные конструкции компрессионных блоков кабельных вводов, в частности, описанные в вышеприведенных публикациях - описаниях изобретений на кабельные вводы к патентам РФ №2137009, №2325580 и №2282775. Недостатки которых в основном определяются недостатками компрессионных блоков, являющихся их составными элементами.
Задача, решаемая группой связанных единым замыслом изобретений и достигаемый технический результат заключаются в создании нового кабельного ввода, оснащенного собственными уплотнительными модулями и компрессионным блоком, которые в совокупности обеспечивают простое надежное уплотнение и фиксацию кабелей, проводов, труб, тросов, линий и им подобных изделий (т.н. уплотняемых элементов) в стене, коммутационном шкафу и им подобных сооружениях, а также их оперативный с высокой производительностью (с высокой скоростью) и многократный монтаж-демонтаж, изменение типоразмера и замену одного на другое. Дополнительно, для уплотнительного модуля обеспечивается простота подбора с помощью компенсационных прокладок необходимого проходного сечения уплотняемого элемента и простейшего перехода на его новый типоразмер - с высокой скоростью, без ущерба точности повторного возврата прокладок и надежности соединений (без использования крепежа). Дополнительно, для компрессионного блока обеспечивается предельная простота конструкции, минимальные габаритные размеры в исходном состоянии, увеличенный рабочий ход нажимного клина, эксплуатационная надежность и возможность многократного монтажа-демонтажа с максимально возможной для винтового соединения скоростью.
Для решения поставленной задачи и достижения заявленного технического результата в первом изобретении группы - в кабельном вводе, - содержащем корпус в виде прямоугольной рамы, с размещенными в ее внутреннем пространстве послойно и разделенными, по меньшей мере, одной фиксирующе-уплотняющей прокладкой, по меньшей мере, одним уплотнительным модулем в виде разъемного призматического основания с, по меньшей мере, одной сквозной цилиндрической полостью и с набором адаптационных прокладок, и, по меньшей мере, одним компрессионным блоком в виде клинового механизма с двумя сжимаемыми клиньями, уплотнительный модуль и компрессионный блок выполнены согласно нижеприведенным самостоятельным техническим решениям, представляющим группу связанных единым творческим замыслом изобретений, при этом фиксирующе-уплотняющая прокладка выполнена тонколистовой объемноштампованной и включает фиксирующие выступы, охватывающие прямоугольную раму по толщине и разнесенные по обе стороны ширины ее внутреннего пространства, и дополнительные выступы для фиксации уплотнительных модулей и элементов клинового механизма компрессионного блока по их длине, при этом дополнительные выступы с каждой стороны выполнены в количестве, не менее двух и отогнуты по разные стороны относительно друг друга.
Кроме этого:
- кабельный ввод включает, по меньшей мере, один призматический цельнолитой заполняющий модуль, повторяющий по форме уплотнительный модуль;
- одна рабочая поверхность каждого из сжимаемых клиньев компрессионного блока в собранном виде выполнена контактирующей с внутренней поверхностью прямоугольной рамы;
- внутреннее пространство прямоугольной рамы включает, по меньшей мере, одну перегородку;
- взаимноконтактирующие поверхности кабельного ввода, включая резьбовые соединения, покрыты герметизирующим составом;
- корпус снабжен герметизирующей прокладкой, размещенной по периметру рамы с ее наружных по отношению к внутреннему пространству сторон.
Также для решения поставленной задачи и достижения заявленного технического результата во втором изобретении группы - уплотнительном модуле кабельного ввода, - включающем разъемное призматическое основание с, по меньшей мере, одной сквозной цилиндрической полостью и с набором разъемных адаптационных прокладок, сквозная цилиндрическая полость каждого из парных элементов разъемного основания включает, по меньшей мере, одну фиксирующую глухую полость, а каждый из парных элементов разъемных адаптационных прокладок выполнен объемным в виде упругой тонкостенной полуцилиндрической скорлупы с, по меньшей мере, одной собственной фиксирующей глухой полостью, повторяющей по форме своей выступающей частью фиксирующую глухую полость каждого из парных элементов разъемного основания, либо фиксирующую глухую полость соседнего парного элемента соседней разъемной адаптационной прокладки, при этом сечение сквозной цилиндрической полости разъемного основания, в том числе оснащенное, по меньшей мере, одной разъемной адаптационной прокладкой, соответствует поперечному сечению уплотняемого кабеля.
Кроме этого:
- фиксирующая глухая полость сквозной цилиндрической полости каждого из парных элементов разъемного основания или фиксирующая глухая полость каждого парного элемента разъемной адаптационной прокладки выполнены в виде элементов цилиндрических поверхностей, ограниченных по их бокам параллельными плоскостями, а по длине фасками;
- разъемные адаптационные прокладки снабжены элементами маркировки рекомендуемого диаметра кабеля;
- сквозные цилиндрические полости каждого из парных элементов разъемного основания снабжены максимальным количеством разъемных адаптационных прокладок и заглушкой, имитирующей сечение кабеля минимального поперечного сечения и содержащей, по меньшей мере, один фиксирующий выступ, повторяющий по форме фиксирующую глухую полость контактирующего с ним парного элемента разъемной адаптационной прокладки.
Также для решения поставленной задачи и достижения заявленного технического результата в третьем изобретении группы - компрессионном блоке кабельного ввода, - включающем клиновой механизм с двумя сжимаемыми клиньями, выполненными с возможностью перемещения друг к другу и друг от друга с помощью винтового механизма, блок включает один нажимной клин с двумя, расположенными симметрично рабочими поверхностями и одной нажимной поверхностью, при этом две рабочие поверхности сжимаемых клиньев расположены в одной плоскости, а две другие рабочие поверхности взаимодействуют (соответственно) с рабочими поверхностями нажимного клина.
Кроме этого:
- винтовой механизм выполнен в виде одного сквозного отверстия в одном сжимаемом клине, одного ответного резьбового отверстия в другом клине и, собственно, винта, при этом оси отверстий параллельны расположенным в одной плоскости рабочим поверхностям сжимаемых клиньев, а винт проходит через сквозное отверстие одного сжимаемого клина, и завернут в ответное резьбовое отверстие другого сжимаемого клина;
- нажимной клин клинового механизма со стороны рабочих поверхностей снабжен продольным пазом для размещения винта в разведенном состоянии сжимаемых клиньев, при этом стенки паза выполнены с возможностью упругого взаимодействия со стержнем винта;
- на дальних краях рабочих поверхностей сжимаемых клиньев, расположенных в одной плоскости, выполнены упоры в виде поперечных буртиков.
Изобретения поясняются чертежами, где:
- на фиг.1 показан общий вид кабельного ввода - вид спереди;
- на фиг.2 - вид кабельного ввода сбоку;
- на фиг.3 - фрагмент вида кабельного ввода с заправленным для монтажа компрессионным блоком и герметизирующей прокладкой;
- на фиг.4 изображено типовое сечение А-А фиг.1 - конструкция фиксирующе-уплотняющей прокладки уплотнительных модулей и компрессионного блока;
- на фиг.5 показан вид Б фиг.4 - вид фиксирующе-уплотняющей прокладки спереди;
- на фиг.6 - вид фиксирующе-уплотняющей прокладки фиг.5 сбоку;
- на фиг.7 изображен уплотнительный модуль кабельного ввода на виде спереди;
- на фиг.8 - уплотнительный модуль на виде сбоку в разрезе;
- на фиг.9 - уплотнительный модуль на виде сверху в разрезе;
- на фиг.10 показан общий вид одного парного элемента разъемной адаптационной прокладки в аксонометрии;
- на фиг.11 показана заглушка уплотнительного модуля, имитирующая сечение уплотняемого, фиксируемого, герметизируемого кабеля и повторяющая форму фиксирующих глухих полостей контактирующих с нею парных элементов разъемной адаптационной прокладки;
- на фиг.12 показан вид заглушки фиг.11 сбоку;
- на фиг.13 - вид заглушки фиг.11 сверху;
- на фиг.14 - общий вид компрессионного блока в исходном, подготовленном для введения в раму кабельного ввода состоянии на виде сбоку в разрезе;
- на фиг.15 - фрагмент вида сверху центральной части компрессионного блока фиг.14;
- на фиг.16 - вид компрессионного блока фиг.14 в рабочем состоянии, соответствующем максимальному перемещению нажимного клина.
Кабельный ввод, содержит корпус 1 в виде прямоугольной рамы (та же поз.1), с размещенными в ее внутреннем пространстве послойно и разделенными, по меньшей мере, одной фиксирующе-уплотняющей прокладкой 2, по меньшей мере, одним уплотнительным модулем 3 в виде разъемного призматического основания 4 с, по меньшей мере, одной сквозной цилиндрической полостью 5 и с набором адаптационных прокладок 6, и, по меньшей мере, одним компрессионным блоком 7 в виде клинового механизма с двумя сжимаемыми клиньями 8 и 9, при этом фиксирующе-уплотняющая прокладка 2 выполнена тонколистовой объемноштампованной и включает фиксирующие выступы 10, охватывающие прямоугольную раму 1 по толщине и разнесенные по обе стороны ширины ее внутреннего пространства, и дополнительные выступы 11 для фиксации уплотнительных модулей 3 и элементов клинового механизма компрессионного блока 7 по их длине, при этом дополнительные выступы 11 с каждой стороны выполнены в количестве, не менее двух и отогнуты по разные стороны относительно друг друга. Следует отметить, что для улучшения технологичности фиксирующе-уплотняющей прокладки 2 ее фиксирующие выступы 10 рекомендуется выполнить в виде продолжения расположенных по краям дополнительных выступов 11 (т.е. на четырех крайних дополнительных выступах 11).
Кабельный ввод может включать, по меньшей мере, один призматический цельнолитой (условно не показан) заполняющий модуль, повторяющий по форме уплотнительный модуль 3, но не имеющий разъемного призматического основания 4 и сквозной цилиндрической полости 5, как модуль 3. Рабочие поверхности 12 и 12’ каждого из сжимаемых клиньев 8 и 9 компрессионного блока 7 в собранном виде выполнены контактирующей непосредственно с внутренней поверхностью прямоугольной рамы 1, однако не исключено их контактирование и через промежуточную прокладку (условно не показана) - для компенсации избыточных зазоров. В этом случае промежуточная прокладка должна быть установлена на внутренней поверхности прямоугольной рамы 1 через фиксирующе-уплотняющую прокладку 2 или должна иметь собственные специальные фиксирующие элементы (по типу имеющихся в конструкции сжимаемых клиньев 8 и 9). Внутреннее пространство прямоугольной рамы 1 может включать, по меньшей мере, одну перегородку (условно не показана), условно разделяющую кабельный ввод на два и более объединенных самостоятельных кабельных вводов в одном корпусе 1. Это делается во избежание чрезмерной концентрации в одном проеме множества уплотнительных модулей 3, снижающих эффективность работы клинового механизма компрессионного блока 7.
Все взаимноконтактирующие поверхности элементов кабельного ввода, включая резьбовые соединения, перед их монтажом покрывают герметизирующим составом, например, типа антифрикционной пластичной смазки со свойствами герметика ПЕНТА 200 ТУ 2257-156-40245042-2006 fwww.penta-91.corn) и ей подобных, который дублирует при последующей окончательно сборке собственную конструктивную (за счет точности изготовления) герметичность составляющих его элементов.
Корпус 1 кабельного ввода снабжен герметизирующей прокладкой 13, размещенной по периметру рамы 1 с ее наружных по отношению к внутреннему пространству сторон, что важно при ее монтаже в стенном или ином проеме 14.
Уплотнительный модуль 3 кабельного ввода включает разъемное призматическое основание 4 с, по меньшей мере, одной сквозной цилиндрической полостью 5 и с набором разъемных адаптационных прокладок 6, причем сквозная цилиндрическая полость 5 каждого из парных элементов разъемного основания 4 включает, по меньшей мере, одну фиксирующую глухую полость 15, а каждый из парных элементов разъемных адаптационных прокладок 6 выполнен объемным в виде упругой тонкостенной полуцилиндрической скорлупы (та же позиция 6) с, по меньшей мере, одной собственной фиксирующей глухой полостью 16, повторяющей по форме своей выступающей частью 17 фиксирующую глухую полость 15 каждого из парных элементов разъемного основания 4, либо фиксирующую глухую полость 16 соседнего парного элемента соседней разъемной адаптационной прокладки 6, при этом сечение сквозной цилиндрической полости 5 разъемного основания 4, в том числе оснащенное, по меньшей мере, одной разъемной адаптационной прокладкой 6, соответствует поперечному сечению уплотняемого кабеля - с поправкой на допустимый зазор или натяг, удовлетворяющие требованиям качественной сборки и герметизации.
Фиксирующая глухая полость 15 сквозной цилиндрической полости 5 каждого из парных элементов разъемного призматического основания 4 или фиксирующая глухая полость 16 каждого парного элемента разъемной адаптационной прокладки 6 выполнены в виде элементов цилиндрических поверхностей, ограниченных по их бокам параллельными плоскостями 18, а по длине - фасками 19.
Разъемные адаптационные прокладки 6 снабжены элементами 20 маркировки для фиксации, уплотнения, герметизации и пр. рекомендуемого диаметра кабеля. Элементы 20 маркировки могут быть выполнены в виде слоя эластомера контрастного цвета, в виде перепада высот на поверхности прокладки 6 и т.д., преимущественно, в виде указания предела диаметров уплотняемых элементов.
Сквозные цилиндрические полости 5 каждого из парных элементов разъемного призматического основания 4 снабжены максимальным количеством разъемных адаптационных прокладок 6 и заглушкой 21, имитирующей сечение кабеля минимального поперечного сечения и содержащей, по меньшей мере, один фиксирующий выступ 22, повторяющий по форме фиксирующую глухую полость 16 контактирующего с ним парного элемента разъемной адаптационной прокладки 6 (т.е. выполнен в виде элемента цилиндрической поверхности - пояска, - ограниченного по ее бокам параллельными плоскостями 23, а по длине - фасками 24, контактирующие в собранном виде с соответствующими поверхностями 18 и 19 адаптационной прокладки 6).
Компрессионный блок 7 кабельного ввода включает клиновой механизм с двумя сжимаемыми клиньями 8 и 9, выполненными с возможностью перемещения друг к другу и друг от друга с помощью винтового механизма, и один нажимной клин 24 с двумя, расположенными симметрично, рабочими поверхностями 25 и 26 и одной нажимной поверхностью 27, при этом две рабочие поверхности 12 и 12’ сжимаемых клиньев 8 и 9 расположены в одной плоскости, а две другие рабочие поверхности 28 и 29 взаимодействуют, соответственно, с рабочими поверхностями 25 и 26 нажимного клина 24.
Винтовой механизм компрессионного блока 7 выполнен в виде одного сквозного отверстия 30 в сжимаемом клине 8, одного ответного резьбового отверстия 31 в сжимаемом клине 9 и, собственно, винта 32 (болта), при этом оси отверстий 30 и 31 параллельны расположенным в одной плоскости рабочим поверхностям 12 и 12’ сжимаемых клиньев 8 и 9, а винт 32 проходит через сквозное отверстие 30 сжимаемого клина 8 и завернут в ответное резьбовое отверстие 31 сжимаемого клина 9.
Нажимной клин 24 клинового механизма со стороны рабочих поверхностей 25 и 26 снабжен продольным пазом 33 для размещения винта 32 в разведенном состоянии сжимаемых клиньев 8 и 9, при этом стенки продольного паза 33 выполнены с возможностью упругого взаимодействия со стержнем винта 32 - с его резьбовой частью 34.
На дальних краях рабочих поверхностей 12 и 12’ сжимаемых клиньев 8 и 9, расположенных в одной плоскости, выполнены упоры 35 в виде поперечных буртиков.
В качестве материалов для изготовления деталей кабельного ввода, уплотнительного модуля и компрессионного блока, в зависимости от технологических требований к ним, используют традиционные для данной отрасли хозяйственной деятельности материалы - различные металлы разнообразного сортамента, кремнийорганические полимеры (силиконы) и эластомеры, как правило, негорючие, - и типовые технологические процессы - рубку, резку, сварку, штамповку, формовку, литье и пр. В частности, клинья 8, 9 и 24 могут быть изготовлены из металла с соответствующим покрытием, но более предпочтительно для изготовления клиньев использовать силиконовые резиновые смеси с высокими прочностными характеристиками типа зарекомендовавшей себя ПЕНТАСИЛ 3303 ТУ 2512-043-40245042-2013 (www.penta-91.com) и ей подобных. Для изготовления оснований 4 уплотнительных модулей и адаптационных прокладок 6 можно использовать те же силиконовые резиновые смеси, но более пластичные.
Множественность технических решений на кабельные вводы, их уплотнительные модули и компрессионные блоки, говорит о большом параметрическом резерве их конструкции. Особенностями настоящих изобретений является то, что они, образуя в совокупности группу связанных единым замыслом технических решений, позволяют решить ряд технических проблем, которые до этого в рамках единого устройства не решались. Проанализируем эти особенности.
Для уплотнительного модуля 3 кабельного ввода.
Сквозная цилиндрическая полость 5 каждого из парных элементов разъемного основания 4 включает, по меньшей мере, одну фиксирующую глухую полость 15, а каждый из парных элементов разъемных адаптационных прокладок 6 выполнен объемным в виде упругой тонкостенной полуцилиндрической скорлупы с, по меньшей мере, одной собственной фиксирующей глухой полостью 16, повторяющей по форме своей выступающей частью 17 фиксирующую глухую полость 15 каждого из парных элементов разъемного основания 4, либо фиксирующую глухую полость 16 соседнего парного элемента соседней разъемной адаптационной прокладки 6. Иными словами, сборочная единица, состоящая из разъемного основания 4 и адаптационных прокладок 6, маркированных указанием предела диаметров уплотняемых элементов, может быть многократно собрана-разобрана с безусловным сохранением всех заданных разработчиком эксплуатационных и конструктивных показателей. Ошибка в сборке исключена, поскольку все детали каждого из парных элементов адаптационных прокладок 6 имеют единственную степень свободы для их единственно правильной установки на свое место. После объединения этих парных элементов 6 в единый уплотнительный модуль 3 все его детали фиксируются неподвижно - взаимно запираются. То же самое относится к модулям 3, подогнанным под соответствующий размер проходного сечения уплотняемого элемента, что для одного модуля 3 может происходить неоднократно, с высокой скоростью и безошибочно, как в сторону увеличения проходного сечения, так и уменьшения. Следует отметить, что количество парных разъемных призматических оснований 4 со сквозными цилиндрическими полостями 5 и адаптационными прокладками 6 в модуле 3 может быть любым - от одного и более, но, как правило, от одного до восьми. Таким образом, настоящее решение уплотнительного модуля 3 позволяет одновременно обеспечить простую и надежную фиксацию, герметизацию, а также уплотнение кабелей, проводов, труб, тросов, линий и им подобных изделий в стене, коммутационном шкафу и им подобных сооружениях.
Опыт эксплуатации существующих уплотнительных модулей 3 показал, что выполнение фиксирующих глухих полостей 15 сквозных цилиндрических полостей 5 каждого из парных элементов разъемного основания 4 или фиксирующих глухих полостей 16 каждого парного элемента разъемной адаптационной прокладки 6 в виде элементов цилиндрических поверхностей, ограниченных по их бокам параллельными плоскостями 18, а по длине фасками 19 является единственно приемлемым для такого рода конструкций. Соединения таких элементов не являясь штифтовыми, на деле обладают свойствами и надежностью штифтовых. Это значительно проще любых соединений с использованием крепежа и не менее надежно.
Использование в уплотнительных модулях 3, находящихся в состоянии поставки заглушек 21, имитирующих сечение кабеля и содержащих собственные фиксирующие выступы 22, повторяющие по форме фиксирующие глухие полости 16 контактирующих с ними элементов адаптационных прокладок 6 позволяет при оснащении кабельного ввода использовать для проводки кабелей и прочего не все его внутреннее пространство, а только часть, остальное пространство, оснащенное уплотнительными модулями 4 с заглушками 21 «про запас» может быть оборудовано необходимыми уплотняемыми элементами (кабелями, трубами и т.д.) в процессе технологической эксплуатации ввода - по мере надобности.
Для компрессионного блока 7 кабельного ввода.
Блок 7 включает один всего один нажимной клин 24 с двумя, расположенными симметрично рабочими поверхностями 25 и 26 и одной нажимной поверхностью 27, при этом две рабочие поверхности 12 и 12’ сжимаемых клиньев 8 и 9 расположены в одной плоскости, а две другие рабочие поверхности 28 и 29 взаимодействуют, соответственно, с рабочими поверхностями 25 и 26 нажимного клина 24. Это самая простая и, соответственно, наиболее надежная конструкция клинового механизма. Благодаря ей удалось исключить все «лишние» пространственные перемещения сжимаемых клиньев 8 и 9, в которых размещен винт 32. Положительный эффект от такого конструктивного исполнения проявляется сразу же при работе винтового механизма - винт 32 совершает только вращательное и поступательное перемещения. Это позволило использовать для его вращения не только гаечные ключи, гайковерты, но даже бытовые шуруповерты, оснащенные соответствующей битой - винт 32 не уходит вперед и вниз, как в компрессионных блоках других производителей.
Выполнение винтового механизма в виде одного сквозного отверстия 30 в сжимаемом клине 8, одного ответного резьбового отверстия 31 в другом клине 9 и, собственно, винта 32, причем оси отверстий 30 и 31 параллельны расположенным в одной плоскости рабочим поверхностям 12 и 12’ сжимаемых клиньев 8 и 9, а винт 32 проходит через сквозное отверстие 30 одного сжимаемого клина 8 и завернут своим резьбовым участком 34 в ответное резьбовое отверстие 31 другого сжимаемого клина 9, - позволило обеспечить пространственную жесткость механизма. Фактически металлический винт 32, являясь жесткой и прочной осью, совершает относительное движение в двух направляющих, и сжимаемые клинья 8 и 9, обладая этими направляющими, вынуждены совершать поступательное или противоположное ему движение без перекосов и заклиниваний - при условии достаточной прочности и жесткости материала клиньев 8 и 9 и/или их соответствующего армирования металлом, если для их изготовления применялся не металл, а полимеры с недостаточными прочностными характеристиками. Это позволило увеличить физический угол клина и, соответственно увеличить рабочий ход нажимного клина 24. Однако главным достижением такой конструкции является невозможность относительной фиксации смежных клиновых поверхностей 25-28 и 26-29 при разборке кабельных вводов - т.н. заклинивания механизма, что характерно для компрессионных блоков других производителей, применяющих для устранения этого эффекта специальный уникальный инструмент.
Нажимной клин 24 клинового механизма со стороны рабочих поверхностей 25 и 26 снабжен продольным пазом 33 для размещения винта 32 в разведенном состоянии сжимаемых клиньев 8 и 9, при этом стенки паза 33 выполнены с возможностью упругого взаимодействия с резьбовой частью 34 винта 32, например, за счет особой точности изготовления деталей или за счет прослоек из специальных упруготекучих герметиков - для особо жестких полимеров или металла. В результате реализации этого решения компрессионный блок 7 приобрел минимально возможные габариты при хранении, транспортировке и монтаже, компактность и зафиксированную целостность конструкции. В целом, компрессионный блок 7 стал представлять собой совокупность всего лишь четырех оригинальных деталей (8, 9, 24 и 32), две из которых - сжимаемые клинья 8 и 9, - максимально унифицированы, - разница в сквозном 30 и резьбовом 31 отверстиях.
Выполнение на дальних краях рабочих поверхностей 12 и 12’ сжимаемых клиньев 8 и 9, расположенных в одной плоскости упоров 35 в виде поперечных буртиков (та же позиция 35), позволило исключить одну фиксирующе-уплотняюшую прокладку 2 между компрессионным блоком 7 и внутренней поверхностью прямоугольной рамы 1. Это обеспечило дополнительное удобство в работе.
Существует общее требование к уплотнительному модулю 3 кабельного ввода или набору уплотнительных модулей 3, равно, как и к компрессионному блоку 7 или набору компрессионных блоков 7 - по своей ширине они должны равняться ширине внутреннего пространства прямоугольной рамы 1 кабельного ввода, при этом длина уплотнительных модулей 3 и нажимной клин 34 компрессионного блока 7 равны толщине прямоугольной рамы 1.
Выполнение фиксирующе-уплотняющей прокладки 2 тонколистовой объемноштампованной, с фиксирующими выступами 10, охватывающими прямоугольную раму 1 по толщине и разнесенными по обе стороны ширины ее внутреннего пространства, и дополнительных выступов 11 для фиксации уплотнительных модулей 3 и элементов клинового механизма, а именно, нажимного клина 24 компрессионного блока 7 по их длине, с выполнением дополнительных выступов 11 с каждой стороны в количестве не менее двух и отогнутыми по разные стороны относительно друг друга позволило существенно упростить ее конструкцию и технологию изготовления - фактически за один проход штампа. Более того, такие прокладки 2 легко собираются в пределах ограниченного внутреннего пространства рамы 1, особенно, если крайние по ширине проема дополнительные фиксирующие выступы 11 с фиксирующими выступами 10 располагаются в противофазе - одни крайние отогнуты вверх, а другие крайние отогнуты вниз (см. фиг.5). Кроме этого, отгиб выступов 11 по разные стороны позволяет визуально контролировать качество укладки уплотнительных модулей 3 и компрессионного блока 7 под окончательный монтаж, тем более что монтаж осуществляют с внешней стороны здания или изнутри и другая сторона кабельного ввода в это время отрезана стенами и перекрытиями здания. В итоге существует возможность заранее обеспечить минимальные зазоры в пакете, состоящем из набора фиксирующее-уплотняющих прокладок 2, уплотнительных модулей 3 и комрессионного блока 7, что существенно облегчит работу последнего. Настоящие преимущества характерны и при последующих разборках-сборках кабельного ввода.
Кабельный ввод может включать один или несколько призматических цельнолитых, а, значит, дешевых заполняющих модулей, повторяющих по форме уплотнительные модули, но без их разъема и полостей (отверстий) посередине - в соответствии с функциональным назначением их можно назвать прокладками. Такое решение рекомендуется применять для простых кабельных вводов, когда количество элементов уплотнения известно заранее и меняться в процессе эксплуатации не будет или, например, требуется устранить избыточные зазоры в пакете сжимаемых элементов.
Выполнение рабочих поверхностей 12 и 12’ каждого из сжимаемых клиньев 8 и 9 компрессионного блока 7 в собранном виде контактирующими с внутренней поверхностью прямоугольной рамы 1 упрощает работу клинового механизма, делая ее близкой к теоретической. Т.е. рабочие поверхности 12 и 12’ двух сжимаемых клиньев 8 и 9 двигаются по прямолинейным направляющим, лежащим на общей плоскости. Это дает возможность винтовому механизму совершать возвратно-поступательные и вращательные движения вдоль фиксированной оси, что позволяет осуществлять монтаж-демонтаж кабельного ввода вслепую, даже с использованием механизированного инструмента.
Остальные особенности кабельного ввода уже были описаны в настоящем описании.
Использование изобретений рассмотрим на следующем примере.
Пример. Иллюстрируется фигурами чертежей.
Вначале рассчитывают потребность здания в энергоносителях. Определяются с сечением кабелей, трубопроводов и других линий и их количеством. Составляют схему кабельного ввода. Под расчетное количество уплотняемых элементов определяются с размерами корпуса 1 кабельного ввода. Приобретают, собственно, корпус 1, укомплектованный уплотнительными модулями 3 разных типоразмеров - на один, два и более уплотняемых элементов, цельнолитыми модулями (при необходимости их используют в качестве «толстых» прокладок) или запасными уплотнительными модулями 3 - на перспективу, - для подвода кабелей в будущем, и компрессионный блок 7. Уплотнительные модули 3 в состоянии поставки унифицированы на диаметры уплотняемых элементов, лежащих в определенных пределах - «от… и до…» с установленным шагом, и оснащены заглушками 21. Каждый уровень уплотнительных модулей 3 отделяется от соседнего уровня фиксирующе-уплотняющей прокладкой 2. Одна прокладка 2 прикладывается в качестве запасной.
В стене сооружения выполняют проем под корпус 1. При его установке на наружный периметр рамы корпуса 1 наносят герметизирующую прокладку 13 (как правило, это слой герметика). С помощью дюбелей раму 1 неподвижно фиксируют в стене. Далее производят подвод и разводку элементов ввода в соответствии с ранее утвержденной схемой, после чего принимаются за их уплотнение, фиксацию и герметизацию.
Как правило, на нижнюю внутреннюю поверхность прямоугольной рамы 1 укладывают фиксирующе-уплотняюшую прокладку 2, предварительно смазав контактные поверхности герметизирующим составом, например, вышеупомянутой антифрикционной пластичной смазкой со свойствами герметика. Раскрывают первый уплотнительный модуль 3, вынимают заглушку 21 и снимают необходимое количество адаптационных прокладок 6, ориентируясь на диаметр, например, кабеля. Перед сборкой взаимноконтактирующие поверхности также покрывают герметизирующим составом. То же самое делают с другими уплотняемыми элементами - кабелями, трубами, проводами, тросами и пр. По мере выстраивания рядов из уплотнительных модулей 3, охватывающих уплотняемые элементы (или без них, но с заглушками 21), между ними прокладывают фиксирующе-уплотняющие прокладки 2, покрыв их герметизирующим составом. Качество сборки (укладки) модулей 3 контролируют визуально через проемы отогнутых по разные стороны относительно друг друга дополнительных выступов 11 прокладок 2. Сверху укладывают очередную фиксирующе-уплотняющую прокладку 2, между которой и внутренней поверхностью прямоугольной рамы 1 будет установлен компрессионный блок 7.
Компрессионный блок 7 в состоянии поставки выполнен с максимально разведенными сжимаемыми клиньями 8 и 9 и нажимным клином 24, надетым с некоторым натягом своим продольным пазом 33 на резьбовую часть 34 винта 32, образуя компактную призму минимально возможной высоты. При необходимости на соответствующие поверхности блока, включая стержневую поверхность винта 32, наносят герметизирующий состав, который также будет выполнять функцию смазки при работе клинового механизма.
Таким образом, между фиксирующе-уплотняющей прокладкой 2 и незанятой внутренней поверхностью прямоугольной рамы 1 кабельного ввода покрытых герметизирующим составом устанавливают компрессионный блок 7 - нажимным клином 24 вниз и рабочими поверхностями 12 и 12’ сжимаемых клиньев 8 и 9, расположенными в одной плоскости, контактирующими с верхним участком внутренней поверхности прямоугольной рамы 1. Вращением винта 32 сдвигают сжимающие клинья 8 и 9 друг к другу - вначале с небольшим усилием, достаточным для «холостого» хода клиньев 8 и 9 и частичного выхода стержня (резьбового участка 34) винта 32 из продольного паза 33 нажимного клина 24, - и затем с возрастающим усилием, обеспечивающим дальнейшее сближение сжимающих клиньев 8 и 9, при этом упоры 35 в виде буртиков не позволят клиньям 8 и 9 уйти за пределы внутренней поверхности рамы 1. Нажимной клин 24 начинает воздействовать на пакет сжимаемых модулей 3 и это продолжается до тех пор, пока не выберутся все зазоры между контактирующими деталями пакета. После того, как зазоры будут выбраны, начинается деформация материала призматических оснований 4 уплотнительных модулей 3 и, частично, адаптационных прокладок 6. Следствием этого будет деформация полимеров и выдавливание из зазоров излишков герметизирующего состава, что наиболее заметно будет видно на границе деталей и дополнительных выступов 11 фиксирующе-уплотняющих прокладок 2 по их длине - в виде местных выпучиваний материала в размер толщины фиксирующе-уплотняющих прокладок 2, что легко воспринимается визуально и в то же время не искажает товарный вид кабельного ввода. Наблюдающийся при этом некоторый эффект «памяти» материалов позволяет в случае последующей переборки кабельного ввода собрать его повторно в той же последовательности с установкой деталей на прежнее место.
После приведения всех элементов кабельного ввода в рабочее состояние удаляются излишки герметизирующего состава. Смонтированное устройство (изделие, инженерное сооружение) сдается в эксплуатацию.
Благодаря своей конструкции и используемым материалам кабельный ввод обеспечивает надежную фиксацию, уплотнение и герметизацию уплотняемых элементов. Препятствует проникновению влаги, газа, огня, грызунов, муравьев и прочих нежелательных факторов окружающей природной среды. Испытания показали, что прочность полученных соединений элементов кабельного ввода с уплотняемыми кабелями, проводами и пр. обеспечивается на уровне не ниже прочностных свойств последних, т.е. их невозможно вытянуть, вдавить или провернуть без нарушения механической целостности или разрушения.
Аналогичным образом реализуют кабельный ввод на коммутационных шкафах и других, им подобных сооружениях.
В результате использования изобретений создан кабельный ввод новой конструкции, оснащенный собственными уплотнительными модулями и компрессионным блоком, которые в совокупности обеспечивают простое надежное уплотнение и фиксацию уплотняемых элементов в стене, коммутационном шкафу и им подобных сооружениях, а также их оперативный с высокой скоростью многократный монтаж-демонтаж, изменение типоразмера и замену одного на другое. Дополнительно, для уплотнительного модуля обеспечивается простота подбора с помощью компенсационных прокладок особой конструкции необходимого проходного сечения уплотняемого элемента и простейшего, оперативного перехода на его новый типоразмер без ущерба точности повторного возврата прокладок и надежности соединений. Для компрессионного блока обеспечивается предельная простота конструкции, минимальное количество деталей, минимальные габаритные размеры в исходном состоянии, увеличенный рабочий ход нажимного клина, эксплуатационная надежность и возможность многократного монтажа-демонтажа с максимально возможной для винтового соединения скоростью.