Устройство кабельного ввода

2
Полезная модель относится к области авиадвигателестроения, в частности, к конструкциям герметичных вводов (выводов) электрических проводников. Техническое решение может быть применено для герметичных вводов (выводов) электрических проводников и трубок приемников давления из камеры высокого газового давления до 30 кгс/см и температурой до 650°C для препарирования с разными средами.
Из уровня техники известно устройство для герметичного ввода (патент RU №177141, МПК H02G 3/22, публ. 12.02.2018), являющееся аналогом к заявляемому устройству, содержащее корпус, выполненный со сквозной полостью, заполненной компаундом и выступом. Недостатком устройства кабельного ввода является необходимость подбора резинового уплотнителя с отверстиями по количеству уплотняемых проводников, низкая термостойкость уплотнения из-за применения резинового уплотнителя.
Аналогом к заявляемому техническому решению также является устройство кабельного ввода (патент RU №2561608, МПК H01B 17/26, публ. 27.08.2015), содержащее металлический цилиндрический корпус, который выполнен единой конструкцией с внутренней упорной пластиной, в которой имеются отверстия для электрических проводников, а токопроводящие контакты между собой и корпусом изолируются путем заполнения полимерным компаундом. Недостатком устройства кабельного ввода является сложность конструкции из-за применения переходных электрических контактов в конструкции уплотнения, что приводит к необходимости разрыва проводников в месте уплотнения и, следовательно, к удорожанию монтажа.
Наиболее близким аналогом по технической сущности и принятым за прототип является устройство кабельного ввода (полезная модель RU №84635, МПК: H02G 15/18, H05K 5/06, публ. 10.07.2009), включающее кабель, содержащий один электрический проводник, уплотнение в виде герметика, охватывающее кабель, разъемную гайку, установленную снаружи герметика, хомут для стягивания по наружной поверхности разъемной гайки.
Недостатком устройства кабельного ввода является то, что конструкция обеспечивает надежную герметизацию при условии использования кабеля с одним электрическим проводником, но при использовании кабеля из нескольких электрических проводников надежной герметизации не достичь, утечки будут происходить в зазорах между проводниками. Наличие в кабеле нескольких электрических проводников (более одного) позволяет установить больше датчиков температуры и давления внутри газотурбинного двигателя для процесса препарирования.
Технической проблемой, решение которой обеспечивается при осуществлении предлагаемой полезной модели, и не может быть реализованной при использовании прототипа, является пониженная надежность герметизации с возможными утечками герметика в условиях использования кабеля с несколькими электрическими проводниками.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является повышение надежности устройства кабельного ввода за счет улучшения герметизации устройства, снижения действия высоких температур на место уплотнения, предотвращение разрушения герметизирующего материала, простота процесса сборки и разборки устройства.
Техническая проблема решается тем, что в устройстве кабельного ввода, содержащем один электрический проводник, уплотнение в виде герметика, охватывающее кабель, разъемную гайку, установленную снаружи герметика, хомут для стягивания по наружной поверхности разъемной гайки, согласно полезной модели, устройство содержит кабель с более, чем одним электрическим проводником, разрезную шайбу, а также включает дополнительное уплотнение между кабелем и внутренней поверхностью разъемной гайки, при этом разъемная гайка состоит из сектора и основной части, и содержит в нижней части два радиальных резьбовых отверстия, расположенных соосно, с возможностью введения в них дополнительного уплотнения, на внутренней поверхности верхней части разъемной гайки выполнена канавка с возможностью установки в нее разрезной шайбы с зазором между внутренним диаметром разрезной шайбы и кабелем, а также на внутренней поверхности разъемной гайки выполнены проточки, на наружной поверхности разъемной гайки выполнена канавка с возможностью установки хомута.
Как и прототип, устройство кабельного ввода включает кабель, уплотнение в виде герметика, охватывающее кабель, разъемную гайку, установленную снаружи герметика, хомут для стягивания по наружной поверхности разъемной гайки.
В отличии от прототипа, кабель содержит электрические проводники более одного (несколько), что позволяет больше датчиков температуры и давления установить внутри газотурбинного двигателя для препарирования.
В отличии от прототипа, дополнительно в устройстве содержится разрезная шайба с возможностью установки с зазором между внутренним ее диаметром и кабелем, что позволяет центрировать положение кабеля с электрическими проводниками в разъемной гайке и контролировать заполняемость герметиком полости разъемной гайки для создания герметичного уплотнения.
В отличие от прототипа, устройство позволяет создавать надежное уплотнение одновременно для нескольких электрических проводников, выводимых через внутреннюю полость устройства.
В отличие от прототипа, на внутренней поверхности разъемной гайки выполнены проточки, что позволяет обеспечить лучшую адгезию герметика к стенкам разъемной гайки. Увеличенный объем герметика внутри разъемной гайки повышает надежность уплотнения.
В отличие от прототипа, разъемная гайка содержит в нижней части два радиальных резьбовых отверстия, расположенных соосно, с возможностью введения в них дополнительного уплотнения, что позволяет заполнять полость разъемной гайки герметиком через любое из двух отверстий.
Использование в устройстве двух степеней уплотнений позволяет обеспечить высокую надежность уплотнения. Выполнение канавки на наружной поверхности разъемной гайки повышает надежность установки хомута.
Реализация предлагаемого устройства кабельного ввода позволяет повысить надежность устройства за счет улучшения герметизации кабеля с несколькими электрическими проводниками, снизить действие высоких температур на место уплотнения, предотвратить разрушение герметизирующего материала, обеспечить простоту процесса сборки и разборки устройства.
На фиг. 1 представлен внешний вид разъемной гайки с продольным разрезом.
На фиг. 2 представлен вид сверху разъемной гайки.
На фиг. 3 представлен продольный разрез устройства кабельного ввода в сборе.
На фиг. 4 представлен 3D-модель внешнего вида устройства с хомутом.
На фиг. 5 представлен 3D-модель внешнего вида устройства с продольным разрезом гайки разъемной.
Предлагаемая полезная модель содержит гайку разъемную 5 с сектором 10 и основной части 13, кабель 6, включающий более 1 электрического проводника, например, в количестве 5-7 проводников, штуцер 1, уплотнение 2 в виде асбестового шнура, например, марки ШАОН-3, охватывающего кабель 6, хомут 4. Разъемная гайка 5 выполнена из стали марки, например, 12Х18Н10Т. Дополнительно содержится разрезная шайба 7, а также дополнительное уплотнение 9 в виде герметика, залитого в полость между кабелем 6 и внутренней поверхностью разъемной гайки 5, при этом разъемная гайка содержит в нижней части два резьбовых соосно расположенных отверстия 12 для заполнения дополнительным уплотнением 9, в которые вворачиваются винты 3. В верхней части (без позиции) разъемной гайки 5 выполнена внутренняя канавка 8 с возможностью установки в нее разрезной шайбы 7 с зазором (без позиции) размером, например, 0,5-1,0 мм между внутренним диаметром разрезной шайбы 7 и кабелем 6, также на внутренней поверхности разъемной гайки имеются проточки, например, пять, глубиной, например, 1 мм выполненные, например, через равные расстояния.
При глубине проточек менее 1 мм возможно не получить достаточную адгезию герметика к внутренней поверхности разъемной гайки, необходимую для герметичности уплотнения.
При глубине проточек более 1 мм необходимо будет увеличивать наружный диаметр разъемной гайки, что приведет к увеличению расхода материала на изготовление гайки и удорожание устройства. На наружной поверхности разъемной гайки выполнена канавка 11 с возможностью установки хомута 4 для фиксации сектора 10 разъемной гайки 5 на основной части 13 разъемной гайки 5.
Гайка разъемная 5 прижимает уплотнение 2, выполненное набивкой асбестового шнура в штуцере 1, закрепленном на корпусе (не показан), затем во внутреннюю канавку 8 разъемной гайки 5 устанавливают разрезную шайбу 7, которую подбирают по диаметру кабеля 6. Далее устанавливают сектор 10 разъемной гайки 5 (гайки) и фиксируют его хомутом 4 на канавке 11 по наружному диаметру гайки 5. Для заполнения зазоров между кабелем 6 через любое из двух расположенных соосно радиальных (резьбовых) отверстий 12 шприцом (не показан) вводится дополнительное уплотнение 9 в виде герметика до начала выдавливания его в зазор (без позиции) между кабелем 6 и шайбой разрезной 7. При этом применяют наиболее текучую марку герметика, предварительно пропитав и обмазав кабель 6 в месте уплотнения. В качестве дополнительного уплотнения 9 может быть использован двухкомпонентный кремний-органический герметик, способный вулканизироваться без доступа воздуха, например, марки КЛСЕ. В отверстия 12 закручиваются винты 3 для предотвращения вытекания герметика. Таким образом, созданы две ступени уплотнения: основная, состоящая из набивки асбестовым шнуром, дополнительная, состоящая из двухкомпонентного герметика. В гайке 5 создается больший объем уплотнения, позволяющий гарантированно обеспечить герметичность устройства, температура в зоне уплотнения не будет превышать максимально допустимую для герметика.
Предлагаемая конструкция устройства кабельного ввода позволяет:
- снизить влияние высокой температуры на место уплотнения (обеспечить температуру в зоне уплотнения не более 300°C-350°C). Снижение действия высоких температур на место уплотнения предотвратит разрушение герметизирующего материала, повысит его надежность на все время работы;
- увеличить объем уплотнения, что обеспечит лучший контакт герметизирующего материала с проводниками (кабелями), соответственно и прочность уплотнения;
- исключить вероятность повреждения проводников при чрезмерном затягивании гайки уплотнения (так как при применении новой конструкции создается две ступени уплотнения то, возможно уменьшить момент затягивания гайки для исключения перекручивания и обрыва проводников).
Заявляемое техническое решение в конструкции предлагаемого устройства кабельного ввода успешно опробовано в опытном производстве предприятия и в настоящее время успешно внедряется в технологическом процессе уплотнения выводов препарирования.
Таким образом, предлагаемая полезная модель с вышеуказанными отличительными признаками, в совокупности с известными признаками, позволяет повысить надежность устройства кабельного ввода.