УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОВЕРКИ ГЕРМЕТИЧНОСТИ КАБЕЛЯ

Полезная модель относится к контрольно-измерительной технике и может быть использована в действующих технологических процессах предприятий, где необходим контроль герметичности и прочности оболочек изделий, где одним из основных элементов является только термопарный, либо удлинительный, либо нагревательный кабель, имеющий электрический(ие) проводник(и), защитную оболочку и твердую, спрессованную минеральную изоляцию.
Существует традиционный способ проверки герметичности оболочек термоэлектрических кабельных вставок на производстве датчиков температуры. После выполнения сварных швов в донной части кабельных вставок, сушки минеральной изоляции и герметизации оболочки в месте выхода термоэлектродов кабельные вставки помещают в воду так, чтобы сварные швы были погружены на глубину не менее 50 мм на время не менее 15 мин. После этого замеряют сопротивление изоляции между термоэлектродами и оболочкой кабеля. При резком снижении сопротивления изоляции можно сделать вывод о проникновении воды внутрь оболочки кабельной вставки, а, следовательно, о негерметичности оболочки кабеля. О возможности проверки прочности оболочки при этом речи даже не идет.
Известен другой способ испытаний термопары на герметичность, описанный в материалах английской фирмы TRM& MICC LTD, производителя термопарного кабеля (см. Приложение). Известный способ заключается в том, что термокабель подвергают испытанию при внешнем давлении в 27, 5 бар в течение 30 секунд. Для создания давления используют азот при комнатной температуре. Горячий спай немедленно погружают в воду на глубину 75 мм. Проверяется наличие каких-либо пузырьков, появляющихся на поверхности термокабеля. Недостатком известного способа является то, что для испытания термокабеля необходима камера высокого давления и быстрое перенесение образца из камеры в воду, чтобы успеть зафиксировать выделение пузырьков. Кроме того, для испытания некоторых датчиков температуры, предназначенных для использования на атомных станциях и в других ответственных местах, необходимо испытание на прочность оболочки кабеля внутренним давлением. В последнем указанном известном способе нет возможности выдерживать кабель под внутренним давлением хотя бы 10…60 секунд, как этого требует п.15.1.3.1 ГОСТа Р 52350.1-2005 «Электрооборудование для взрывоопасных газовых сред. Часть 1. Взрывонепроницаемые оболочки «d»» Кроме того, испытание проводить невозможно из-за отсутствия приспособлений для этого.
Задачей является создание устройства для осуществления испытаний на прочность и герметичность оболочки кабеля внутренним давлением, с возможностью точного определения мест негерметичности.
Поставленная задача решается тем, что в устройстве для проверки герметичности кабеля, содержащем корпус в виде тройника ┬-образной формы из трех неразъемно соединенных между собой штуцеров, выполненных с наружной резьбой, два из которых расположены на одной оси и служат для размещения непосредственно в них некоторой части проверяемого кабеля, а третий штуцер расположен перпендикулярно первым двум между ними и предназначен для подачи высокого давления для испытания, и два идентичных узла фиксации проверяемого кабеля в корпусе, каждый из которых включает в себя наворачиваемую на каждый из штуцеров для размещения проверяемого кабеля накидную гайку с внутренней резьбой, которая со стороны, обращенной к третьему штуцеру, имеет цилиндрическую часть меньшего размера, чем противоположная шестигранная часть, при этом указанная гайка на шестигранной стороне имеет плоское днище с круглым отверстием в центре, в которое снаружи плотно установлена втулка под кабель с косым срезом наружу, а ближе к краю днища в него ввернута шпилька с наружной резьбой, на которую свободно надета пластина прямоугольной формы с круглым отверстием под проверяемый кабель и овальным отверстием под шпильку, причем пластина усилена по длинным сторонам ребрами жесткости, отогнутыми в сторону от днища гайки, а с наружной стороны над пластиной на шпильку свободно надета втулка с косым срезом со стороны пластины, поджимаемая с другой стороны свободно надетой шайбой, служащей для ограничения изгиба кабеля в сторону шпильки и фиксируемой с наружной стороны небольшой гайкой, в устройство также входит съемная заглушка, имеющая ┬-образную форму в продольном сечении, располагаемая при необходимости в отверстии корпуса и фиксируемая затем накидной гайкой.
Выполнение корпуса устройства в виде тройника ┬-образной формы, состоящего из трех неразъемно соединенных между собой штуцеров, выполненных с наружной резьбой, два из которых расположены на одной оси и служат для размещения непосредственно в них проверяемого кабеля, а третий штуцер расположен перпендикулярно первым двум между ними и предназначен для подачи высокого давления газа для испытания, и наличие двух идентичных узлов фиксации проверяемого кабеля в корпусе, выполненных описанным выше образом, обеспечивают в совокупности возможность подачи давления внутрь кабеля, что повышает достоверность и надежность контроля, а также обеспечивает удобство его проведения.
Технический результат - надежная фиксация и герметизация проверяемого кабеля в испытательном устройстве, обеспечение возможности подачи давления внутрь кабеля и точного определения мест негерметичности его оболочки.
Заявляемое устройство является новым, так как никакого похожего аналога заявителю выявить не удалось.
Заявляемое устройство может найти широкое применение в производстве, а также ремонте техники, одним из элементов которой является кабель (термопарный, либо удлинительный, либо нагревательный), имеющий электрический(ие) проводник(и), защитную оболочку и твердую, спрессованную минеральную изоляцию и может быть использовано на действующих технологических процессах предприятий, а потому соответствует критерию «промышленная применимость».
Полезная модель иллюстрируется чертежами, где представлены на:
- фиг.1 - общий вид устройства в сборе в разрезе (для испытания по 1 варианту);
- фиг.2 - вид узла фиксации;
- фиг.3 - конструкция пластины;
- фиг.4 - общий вид устройства в сборе в разрезе (для испытания по 2 варианту);
Заявляемое устройство (фиг.1) содержит корпус 1 в виде тройника ┬-образной формы из трех неразъемно соединенных между собой штуцеров 2-4, выполненных с наружной резьбой, два из которых (2 и 4) расположены на одной оси и служат для размещения непосредственно в них некоторой части испытуемого изделия. Третий штуцер 3 расположен перпендикулярно первым двум между ними и предназначен для подачи высокого давления для испытания изделия.
На каждый из штуцеров 2 и 4 под испытуемое изделие надеты абсолютно одинаковые узлы фиксации в виде навинчиваемой накидной гайки 5 и 6 с внутренней резьбой (фиг.2). Каждая из гаек 5 и 6 имеет шестигранную часть 9 и 10, переходящую, с уменьшением радиальных размеров, в коническую, а затем в цилиндрическую часть 7 и 8. Причем цилиндрическими частями гайки 5 и 6 обращены к третьему штуцеру 3. На шестигранных торцах 11 и 12 гаек имеется по круглому отверстию 13 и 14 в центре под испытуемый кабель. В это отверстие 13 и 14 снаружи плотно установлена втулка 15 и 16 с косым срезом наружу. Ближе к краю шестигранного торца 11 и 12 в него ввернута шпилька 17 и 18 с наружной резьбой, на которую свободно надета пластина 19 и 20 прямоугольной формы с круглым отверстием 21 и 22 под испытуемый кабель и овальным отверстием 23 и 24 под шпильку 17 и 18. Пластина 19 и 20 усилена по длинным сторонам ребрами жесткости 25 и 26, отогнутыми в сторону от шестигранного торца 11 и 12 гайки. С наружной стороны над пластиной 19 и 20 на шпильку 17 и 18 свободно надета втулка 27 и 28 с косым срезом со стороны пластины 19 и 20, поджимаемая с другой стороны свободно надетой шайбой 29 и 30, служащей для ограничения изгиба кабеля в сторону шпильки 17 и 18 и фиксируемой с наружной стороны небольшой гайкой 31 и 32 с внутренней резьбой. В устройство также входит съемная заглушка 33, имеющая ┬-образную форму в продольном сечении, располагаемая в отверстии корпуса и фиксируемая затем накидной гайкой 34.
Суть контроля заключается в подаче избыточного давления газа или воздуха внутрь защитной оболочки кабеля 35.
Может быть 2 варианта испытаний на герметичность и прочность оболочки:
- испытание сварных швов и места герметизации электрических выводов;
- испытание только сварных швов;
В первом варианте испытаний (фиг.1) давление подается через отверстие диаметром около 1 мм, предварительно просверленное в оболочке на расстоянии примерно 50 мм от среза оболочки со стороны выводов. В этом случае поочередно (или одновременно) погружаются оба места в жидкость и делается заключение о степени герметичности оболочки кабеля и месте заливки электрических выводов клеем.
Устройство в первом варианте испытания (испытание сварных швов и места герметизации электрических выводов) используется следующим образом.
Перед сборкой испытательной оснастки необходимо выполнить отверстие А диаметром 1 мм в оболочке кабеля 35 на расстоянии 50…60 мм от среза оболочки со стороны электрических выводов. Для подготовки кабеля к испытанию оператор надевает на кабель 35 узел фиксации через круглое отверстие в пластине 19, затем в скошенной втулке 15, установленной в накидной гайке 11, надевает нажимную шайбу 36, затем уплотнительное кольцо 37. При этом оператор надевает пластину 19 овальным отверстием на шпильку 17, закрученную в накидную гайку 11. Далее он надевает на шпильку 17 скошенную нажимную втулку 27, шайбу 29 и гайку 31. Затем оператор вставляет этот же конец кабеля 35 в корпус 1 устройства через любой из двух штуцеров 2 или 4, надевает на кабель 35 вторые уплотнительное кольцо 38 и нажимную шайбу 39, затем надевает второй узел фиксации резьбовой стороной накидной гайки 12 с установленной в ней скошенной втулкой 16, вставляет испытуемый кабель 35 таким образом, что его концы выступают из штуцеров 2 и 4. При этом оператор надевает пластину 20 овальным отверстием на шпильку 18, закрученную в накидную гайку 12. В результате сборки оснастки с испытуемым изделием отверстие А в кабеле 35 оказывается расположенным между уплотнительными кольцами 37 и 38. Оператор слегка затягивает ключом накидные гайки 11 и 12, и гайки 31 и 32. На штуцер 3 накручивается накидная гайка (на чертежах не показана) от магистрали высокого давления для подачи газа внутрь корпуса 1, а затем через миллиметровое отверстие А - внутрь оболочки испытуемого изделия.
Оператор помещает собранное с изделием устройство внутрь бронекабины (на чертежах не показана) и подает давление 9 МПа внутрь оболочки кабеля 35 и выдерживает его 10-15 мин. Затем он снижает давление до 7 МПа и помещает кабель 35 в емкость (на чертежах не показана) с жидкостью (желательно спиртом) так, чтобы оба конца кабеля 35 поочередно (или одновременно) погрузились в жидкость и была возможность наблюдения за появлением пузырьков газа в случае наличия негерметичности оболочки кабеля 35.
В случае отсутствия пузырьков делается заключение о герметичности оболочки и полностью сбрасывается давление газа.
После испытания разборка устройства происходит в следующем порядке. Оператор откручивает гайки 31, 32, не снимая их со шпилек, откручивает гайки 5, 6, снимает одну из них с гладкого конца изделия вместе с размещенными на ней элементами фиксации (16, 20, 28, 30), шайбу 37 и уплотнительное кольцо 36. Вынимает кабель 35 вместе с надетым на него вторым узлом фиксации из корпуса 1. Затем оператор вынимает кабель 35 из второго узла фиксации.
Устройство вновь готово к сборке. Миллиметровое отверстие А в кабеле 35 сразу же тщательно герметизируется (герметиком, компаундом или клеем).
Во втором варианте применения (фиг.4) испытательное давление газа подается через открытый срез оболочки кабеля 35 со стороны выводов. Методом аквариума (погружения испытуемого места в жидкость) по выделению пузырьков газа определяется точное место течи. В этом случае проверяется герметичность сварных швов между оболочкой, гильзой и донышком.
Во втором варианте испытания (испытание только сварных швов, до герметизации электрических выводов) устройство используется следующим образом.
В один из штуцеров 2 или 4 оператор устанавливает заглушку 33 с уплотнительным кольцом 40 и зажимает их накидной гайкой 5.. Затем он вставляет кабель 35 электрическими проводниками внутрь корпуса 1 до упора ими в заглушку 33. На свободный конец кабеля 35 оператор надевает уплотнительное кольцо 37, нажимную шайбу 36 и затягивает их накидной гайкой 6. На кабель 35 и шпильку 18 оператор надевает пластину 20, втулку 28, шайбу 30, надевает и затягивает ключом гайку 32. До этого или после на штуцер 3 оператор накручивает накидную гайку от магистрали высокого давления для подачи газа внутрь корпуса 1, а затем через свободный срез кабеля 35 - внутрь оболочки испытуемого кабеля 35.
Оператор помещает собранное с кабелем 35 устройство внутрь бронекабины, подает давление 9 МПа внутрь оболочки кабеля 35 и выдерживает его в течение 10-15 мин. Затем он снижает давление до 7 МПа, помещает кабель 35 в емкость с жидкостью (желательно спиртом) так, чтобы конец кабеля 35 со сварными швами погрузился в жидкость и была возможность наблюдения за появлением пузырьков газа в случае наличия негерметичности оболочки кабеля 35.
В случае отсутствия пузырьков делается заключение о герметичности сварных швов оболочки кабеля 35 и полностью сбрасывается давление газа.
Разборка происходит в следующем порядке. Оператор откручивает гайку 32, не снимая ее со шпильки 18, откручивает и снимает гайки 5, 6 с размещенными на ней элементами фиксации (16, 20, 28, 30), нажимную шайбу 36, уплотнительное кольцо 37. и вынимает кабель 35 из корпуса 1, затем он вынимает заглушку 33.
Устройство вновь готово к использованию.
Заявляемое устройство обеспечивает возможность проверки герметичности кабеля путем подачи повышенного давления внутрь для испытания сварных швов и места герметизации электрических выводов или испытания только сварных швов оболочки кабеля.