ОПТОВОЛОКОННЫЙ ГЕРМЕТИЧНЫЙ ПЕРЕХОД
FIBER-OPTIC TIGHT TRANSITION

Изобретение относится к волоконно-оптической технике, а именно к проходным устройствам для герметичного ввода оптического волокна через перегородку, и может быть использовано для ввода оптического волокна между областями с различным давлением.
Известен переход волоконно-оптический [п. РФ №2484505, МПК (2006.01) G02B 6/36, опубликован 10.06.2013 г.], содержащий корпус, герметично устанавливаемый в проходное отверстие герметичного устройства, внутренняя полость корпуса заполнена герметизирующим материалом с зафиксированными в нем оптическими волокнами. Корпус выполнен составным из двух скрепленных по резьбе частей с проходными отверстиями для оптического волокна, закрепленного в установленном герметично на корпусе металлическом держателе. Держатель волокна выполнен в виде двух цилиндрических втулок, поджатых к корпусу со стороны входа и выхода волокна при помощи гаек и имеющих на посадочной поверхности диаметральные канавки с уплотнительными кольцами. Оптическое волокно металлизировано и герметично закреплено в осевом отверстии каждой втулки клеем. В одной из втулок волокно дополнительно закреплено при помощи пластичного металлического припоя. На посадочной поверхности обеих частей корпуса, размещенных с образованием внутренней полости между ними, выполнены канавки для установки в них уплотнительных колец. Место стыка частей закреплено снаружи накидной гайкой.
Достоинством известного перехода является прочность и надежность конструкции, за счет массивного металлического корпуса.
Недостатками известного устройства являются недостаточная эксплуатационная надежность перехода, за счет сложной конструкции корпуса и большого количества составных частей. Низкая надежность герметизации, за счет держателя оптического волокна, выполненного в виде втулок с уплотнителями, герметизация которого не обеспечивается, а также за счет предварительной пайки волокна во втулке и последующей заливки клеем приводящие к образованию воздушной пробки в заливочном пространстве, снижающей качество герметизации волокна в держателе. Причем наличие металлического припоя приводит к дополнительным тепловым и механическим нагрузкам волокна.
6
Известен узел продольной герметизации оптических кабелей [п. РФ №2091828, MHKG02B 6/24, 6/44, опубликован 27.09.1997 г.], содержащий корпус (оболочку), герметично устанавливаемый в проходное отверстие герметичного устройства, внутренняя полость корпуса заполнена герметизирующим материалом с зафиксированными в нем оптическими волокнами (кабелями). Оптические волокна очищенные от наружной оплетки, помещенные в герметизирующий материал и корпус, которые представляют собой единое целое и выполнены из одного и того же компаунда. Наличие резиновых колец позволяет многократно устанавливать и демонстрировать элементы волоконно-оптических линий передач без нарушения герметичности узла.
Достоинством данного узла является простота конструкции и отсутствие разнородных материалов в составе, что минимизирует возникновение и накопление внутренних напряжений, препятствует снижению прочности и повышает срок эксплуатации.
Известное устройство имеет следующие недостатки: низкая надежность герметизации, за счет наличия единственной герметичной полости, а также за счет выполнения корпуса из компаунда, являющегося хрупким материалом для ударных или взрывных воздействий, а также материалом не высокой прочности и износостойкости, что способствует повреждению или полному разрушению корпуса при эксплуатации узла. Также недостатком известного узла является возможность соприкосновения оптических волокон между собой и образования пустот и прочих неоднородностей при заливке компаунда, за счет не контролируемого перемещения волокон во время помещения их в герметизирующий материал, что снижает прочность корпуса и повышает вероятность потери герметичности. Формирование канавок под уплотнительные кольца осуществляется при заливке компаунда, что снижает качество поверхности канавок, а последующая механическая обработка появившихся дефектов затруднительна или невозможна за счет вклеенных оптических волокон.
Данный узел продольной герметизации оптических кабелей принимается за прототип, как наиболее близкий по технической сущности к заявляемому.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание оптоволоконного герметичного перехода обладающего высокой степенью надежности до, во время и после подрыва заряда взрывчатого вещества.
Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, заключается в повышении прочности и надежности перехода, за счет использования корпуса с несколькими сепараторами, образующими в корпусе полости, по меньшей мере две из которых заполнены герметизирующим материалом, а расположенная между ними по меньшей мере одна полость образует воздушный зазор, исключающий разрушение всех герметизированных полостей.
Указанный технический результат достигается тем, что оптоволоконный герметичный переход содержит корпус, герметично устанавливаемый в проходное отверстие герметичного устройства, внутренняя полость корпуса заполнена герметизирующим материалом с зафиксированными в нем оптическими волокнами, согласно изобретению внутренняя поверхность корпуса оснащена выступами, с упирающимися в них сепараторами с отверстиями для оптических волокон, причем сепараторами в корпусе образованы полости, по меньшей мере две из которых заполнены герметизирующим материалом, а расположенная между ними по меньшей мере одна полость образует воздушный зазор.
Кроме того для качественной сплошной заливки полостей между сепараторами и контроля выхода излишков герметизирующего материала один из сепараторов образующих полость выполнен с отверстиями, диаметр которых соответствует диаметру проходящих через них волокон, а второй выполнен с отверстиями, диаметр которых обеспечивает зазор с проходящими через них волокнами.
Кроме того для повышения устойчивости перехода к температурным воздействиям в качестве герметизирующего материала использован клей с наполнителями для оптимизации коэффициента линейного теплового расширения.
Наличие в заявляемом изобретении признаков, отличающих его от прототипа, позволяет считать его соответствующим условию «новизна».
Новые признаки, которые содержит отличительная часть формулы изобретения, не выявлены в технических решениях аналогичного назначения, на этом основании можно сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения условию «изобретательский уровень».
Изобретение иллюстрируется чертежом: на фиг. 1 представлен продольный разрез оптоволоконного герметичного перехода.
Оптоволоконный герметичный переход содержит корпус 1, выполненный в виде стального полого цилиндра. Для герметичной установки корпуса 1 в стенку герметичного устройства на внешней поверхности корпуса 1 выполнен упорный фланец 2 и кольцевые канавки для установки резиновых уплотнительных колец 3.
На внутренней поверхности корпуса 1 выполнены выступы для упора стальных сепараторов 4, 5, 6, 7. Полости между сепараторами 4 и 5, а также сепараторами 6 и 7 заполнены герметизирующим материалом, в качестве которого использован клей ЭЛ-20. Для оптимизации коэффициента линейного теплового расширения в герметизирующий материал вводят наполнитель, например алюминиевую пыль. Размеры герметизированных полостей минимизированы, а объем герметизирующего материала при заливке превышает объем соответствующей полости на заданную величину.
В сепараторах 4, 5, 6, 7 выполнены отверстия требуемого количества и порядка взаимного расположения, через которые проходят оптические волокна 8. Для уменьшения внутренних тепловых напряжений, обусловленных разнородными материалами, отверстия в сепараторах 4, 5, 6, 7 расположены равномерно по всей поверхности сепараторов 4, 5, 6, 7. Причем отверстия в паре сепараторов 4 и 6, 5 и 7, ограничивающих каждую полость, выполнены различного диаметра. В сепараторах 4 и 6 диаметр отверстий равен диаметру оптических волокон 8, проходящих через отверстия, а в сепараторах 5 и 7 диаметр отверстий превышает диаметра проходящих через них оптических волокон 8, обеспечивая заданный зазор, для создания условий качественной сплошной заливки и контролируемого выхода излишков герметизирующего материала.
Сборка производится следующим образом
Сборку производят в вертикальном положении для выпрямления оптических волокон 8 и исключения их провисания и перекрещивания, а так же для создания условий равномерного и сплошного заполнения полостей герметизирующим материалом.
Оптические волокна 8 продевают в корпус 1 и в отверстия сепараторов 4, 5, 6, 7 (по одному волокну в каждое отверстие) в порядке, соответствующем их взаимному расположению в собранном изделии.
В корпус 1 до упора в соответствующий выступ устанавливают сепаратор 4, обеспечивая его фиксацию с помощью клея. Затем в полость, образованную сепаратором 4 и внутренней полостью корпуса 1, заливают предварительно рассчитанное количество герметизирующего материала и залавливают сепаратор 5 до упора в соответствующий выступ корпуса. Так как расчетный объем герметизирующего материала превышает объем полости между сепараторами 4 и 5, в герметизирующем материале при установке сепаратора 5 создается давление, обеспечивающее сплошное заполнение полости. Излишки герметизирующего материала выдавливаются через зазоры образованные между волокнами 8 и отверстиями в сепараторе 5. Таким образом, получают первую полость герметизации.
Далее в корпус 1 до упора в соответствующий выступ устанавливают сепаратор 6. В результате чего между сепараторами 5 и 6 возникает полость, образующая воздушный зазор. При воздействии давления во время испытаний на переход и возможном разрушении одной из герметичных полостей воздушный зазор препятствует разрушению другой герметичной полости, за счет чего сохраняется герметичность всей конструкции и повышается ее надежность.
Затем в полость, образованную сепаратором 6 и внутренней полостью корпуса 1, повторяют заливку герметизирующего материала и задавливают сепаратор 7 до упора в соответствующий выступ корпуса 1. Таким образом, получают вторую полость герметизации.
После отверждения герметизирующего материала проверяют конструкцию на герметичность.
Перед установкой перехода в стенку герметичного устройства в канавки на наружной поверхности корпуса 1 устанавливают уплотнительные резиновые кольца 3.
На предприятии переход был установлен в металлическую стенку герметичного устройства, внутри которого производился взрывной эксперимент. По результатам эксперимента выявлено, что переход выдержал ударные нагрузки, сохранив герметичность и работоспособность оптических волокон 8. Попадание продуктов взрыва в окружающую среду при использовании известных методик и средств регистрации зафиксировано не было.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «промышленная применимость».