УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ВВОД ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КАБЕЛЕЙ

Полезная модель относится к электротехническому оборудованию, а именно к вводу электрических кабелей в барокамеру, с их уплотнением при наличии внутреннего избыточного давления.
Цель полезной модели - повышение технологичности изготовления путем упрощения конструкции и повышение универсальности - обеспечением возможности многократного использования конструкции.
Уровень техники
5
Известен герметичный кабельный ввод, содержащий корпус, нажимной элемент в виде усеченной многогранной пирамиды с количеством граней, соответствующим числу отверстий под кабели и цельный уплотнительный элемент из электроизоляционного материала с отверстиями под кабели и центральным отверстием под упомянутый нажимной элемент (А.С. СССР №1561144, МКИ Н02G 3/22, 1987 г., опубл. Бюл. №16, 1990 г.) [1].
При работе с устройством кабели пропускают через отверстия уплотнительного элемента и устанавливают в его центральном отверстии нажимной элемент, перемещают последний в осевом направлении и уплотняют кабели за счет радиального усилия, создаваемого ребрами усеченной пирамиды.
Недостатками известного кабельного ввода являются малая универсальность, обусловленная:
- невозможностью его применения для уплотнения кабелей, с установленными на концах разъемами, т.к. диаметр разъема значительно
превышает диаметр провода кабеля (в отдельных случаях в 2-3 раза), а в отверстиях уплотнительного элемента с диаметрами разъемов невозможно уплотнить провода кабелей, в виду больших зазоров и несоразмерной им деформации уплотнительного элемента под воздействием нажимного элемента;
- невозможностью использования всей площади уплотнительного элемента для отверстий ввода кабелей, поскольку в его центре устанавливается нажимной элемент и, при одинаковых размерах с заявляемым устройством, в последнем возможно размещение большего количества отверстий для ввода кабелей.
2
Известен многожильный герметичный электроввод, содержащий корпус с крышкой, нажимной элемент (конический штифт с резьбовой частью) и коаксиально расположенные уплотнительные элементы из электроизоляционного материала, при сопряжении образующие цилиндрические отверстия под кабели, при этом во внутреннем уплотнительном элементе выполнено центральное отверстие под упомянутый нажимной элемент (А.С. СССР №506065, М.Кл. Н01В 17/26, 1974 г., опубл. Бюл. №9, 1976 г.) [2].
При работе с устройством кабели пропускают через отверстия, образованные уплотнительными элементами и устанавливают в центральном отверстии внутреннего уплотнительного элемента нажимной элемент, перемещают последний в осевом направлении и уплотняют кабели за счет радиального усилия создаваемого конусом.
Недостатками известного кабельного ввода являются:
- малая универсальность, обусловленная невозможностью использования всей площади уплотнительного элемента для отверстий ввода кабелей, поскольку в его центре устанавливается нажимной элемент и, при одинаковых размерах с заявляемым устройством, в последнем возможно размещение большего количества отверстий для ввода кабелей;
- неэкономичность ремонта, поскольку, при выходе из строя (при многократном использовании) уплотнительного элемента из
изоляционного материала, например фторопласта, рассчитанного на большое количество кабелей, необходима его замена целиком, тогда как в заявляемом устройстве требуется замена только одного уплотнительного элемента, рассчитанного на один кабель.
3
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству выбран герметичный ввод электрических кабелей по Авторскому свидетельству СССР №1122242, МКИ Н02G 3/22, 1980 г., опубл. Бюл. №40, 1984 г.[3].
Устройство, выбранное в качестве прототипа содержит, корпус с выступами на внутренней поверхности, в корпусе установлены упругие пластины (элементы) из эластомерной вспененной композиции, на сопрягаемых поверхностях которых выполнены открытые пазы (полуцилиндрической формы), а на несопрягаемых сторонах - ребра, располагающиеся между упомянутыми выступами корпуса, при стыковке упругие пластины образуют между собой цилиндрические отверстия для размещения кабелей, в устройстве также имеются прижимные пластины, расположенные по торцам каждой упругой пластины и соединенные между собой, кроме того в незадействованные отверстия могут быть установлены цилиндрические заполнительные пробки (заглушки) из того же материала, что и упругие пластины.
При работе с устройством - прототипом, после установки в корпус упругих пластин (элементов), для полного заполнения проходов прикладывают нагрузку к противоположным поверхностям конструкции и сжимают эластомерный разбухающий материал упругих пластин до герметичного уплотнения с корпусом, друг с другом и кабелями при помощи прижимных пластин.
Устройство - прототип позволяет осуществлять герметичный ввод различного количества электрических кабелей разных диаметров, но имеет недостатки:
- необоснованная сложность и, соответственно нетехнологичность конструкции (выступы на внутренней поверхности корпуса и ребра на несопрягаемых сторонах упругих пластин, по два
упругих элемента на каждой упругой пластине и т.д.), при применении для электрического подключения приборов испытываемых в барокамере на устойчивость работы при избыточном давлении, где не требуется полная герметизация, а лишь уплотнение для минимизации утечек воздуха из рабочего объема с постоянной компенсацией этих утечек;
- невозможность многократного использования из-за применения упругих пластин (элементов) из эластомерного разбухающего материала, при эксплуатации которых возникает не упругая, а пластическая деформация в зоне уплотнения кабелей.
Целью полезной модели является повышение технологичности путем упрощения конструкции и расширения допусков на изготовление, а также повышение универсальности - обеспечением возможности многократного использования.
Указанная цель достигается тем, что в универсальном вводе электрических кабелей, содержащем корпус с U-образными направляющими, установленные в них, наборные пластины с полуцилиндрическими пазами на сопрягаемых поверхностях, при стыковке, образующих между собой цилиндрические отверстия различных диаметров, а также уплотняющие и прижимные элементы, корпус выполнен из двух стенок с центральными отверстиями, одна из которых имеет внутренний выступ и при соединении со второй (плоской) стенкой образует упомянутые U-образные направляющие, а уплотняющие элементы представляют собой разрезные втулки из электроизоляционного материла с внутренней цилиндрической и наружной конической поверхностями.
Раскрытие полезной модели
При изготовлении и проверке различных изделий электронной техники после сборки и регулировки проводят испытания на устойчивость работы при избыточном давлении воздуха (2-5 ати).
3
Изделие загружают в барокамеру (объем 4-5 м), подключают его (изделие) к приборам стенда контроля, при помощи компрессора
или от магистрали сжатого воздуха, создают испытательное давление и выдерживают прибор во включенном состоянии необходимое время (20-30 минут), при этом контролируют работу электронной системы.
Электрические подключения изделия осуществляют через отверстие (отверстия) в барокамере для этого используют уплотняемый фланец (или фланцы, при большом количестве подключаемых кабелей) с разъемами (для снижения затрат применяют не герметичные разъемы, так как, цена герметичных разъемов в несколько раз выше). К внутренней стороне разъемов фланца подключают штатные кабели изделия при помощи дополнительных (технологических) кабелей, а к внешней - кабели стенда контроля. Поскольку разъемы во фланце не герметичны происходит некоторая утечка воздуха из камеры. Для компенсации падения давления регулируют производительность компрессора или магистрали, т.е. осуществляют непрерывную "подкачку" и обеспечивают необходимое постоянное давление внутри камеры, контролируя его по манометру.
Оснастка и, соответственно описываемые испытания являются дорогостоящей процедурой, поскольку номенклатура изготавливаемых изделий постоянно увеличивается, а для каждого типа изделий необходимо изготавливать оригинальные уплотняемые фланцы с разъемами и большое количество дополнительных (технологических) кабелей (20-30 штук). Кроме того, применяемые разъемы (даже не герметичные) это дорогостоящие покупные изделия, да и изготовление комплекта дополнительных (технологических) кабелей, подключаемых к испытываемому прибору внутри барокамеры, также дорого и трудоемко.
В связи с вышеизложенным возникает необходимость в универсальной оснастке для всей номенклатуры изделий (с учетом ее увеличения), с целью снижения затрат на испытания и обеспечения возможности многократного использования, т.е. снижение себестоимости выпускаемой продукции.
При этом подобная универсальная оснастка должна быть простой и удобной в эксплуатации и рассчитана на весь диапазон количества кабелей различных диаметров.
Оптимальным решением задачи снижения цены и обеспечения универсальности, является применение корпуса, внутри которого в направляющих установлены наборные пластины с достаточным количеством полуцилиндрических пазов, при стыковке образующих между собой полные цилиндрические отверстия для пропускания и уплотнения кабелей стенда контроля. Поскольку на концах кабелей установлены разъемы, размеры которых превышают размеры проводов кабеля, отверстия ввода и выполняются разъемными. При этом исключаются дополнительные (внутренние, технологические) кабели с разъемами, а также переходные разъемы на упомянутом фланце (фланцах).
Положительный эффект от использования полезной модели заключается в получении простого и универсального устройства для проведения испытаний изделий на устойчивость работы при избыточном давлении воздуха, уменьшении расходов на эти испытания и снижение себестоимости выпускаемой продукции.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 изображен универсальный ввод электрических кабелей, вид спереди; на фиг.2 - то же, разрез А-А на фиг.1, латинской буквой Р и стрелкой обозначено давление и направление его действия; на фиг.3 - наборные пластины; на фиг.4 - кабель с разрезным уплотняющим элементом.
Универсальный ввод электрических кабелей состоит из корпуса 1 с U-образными направляющими 2, образованными двумя стенками 3 и 4 с центральными отверстиями 5 и 6, при этом стенка 3 имеет внутренний выступ 7, а стенка 4 - плоская, в направляющих 2 установлены наборные пластины 8 с полуцилиндрическими пазами 9 на сопрягаемых поверхностях, при стыковке, образующие между собой цилиндрические отверстия 10 различных диаметров, уплотняющие элементы 11 в виде разрезных диэлектрических втулок с внутренней цилиндрической и наружной конической поверхностями, а также прижимные элементы 12 и 13 в виде пластин с крепежными изделиями, кроме того
при наличии неиспользованных отверстий 10 в них могут устанавливаться заглушки 14 в виде цилиндров с фланцами на торцах.
При работе с заявляемым устройством плоскую стенку 4 закрепляют на фланце входного отверстия барокамеры (на чертеже не обозначено), на нее устанавливают стенку 3 с выступом 7, при соединении стенки 3 и 4 образуют корпус 1 с U-образными направляющими 2, в последние устанавливают наборные пластины 8, при стыковке, образующие отверстия 10, на кабели (на чертеже не обозначены) надевают уплотняющие элементы 11 - разрезные втулки, раздвигают пластины 8 и вставляют в их отверстия 10 через центральные отверстия 5 и 6 корпуса 1 кабели с надетыми элементами 11, при наличии незадействованных отверстий 10 в них устанавливают заглушки 14. Прикладывают нагрузку к пластинам 8 при помощи прижимных элементов 12 и крепежных изделий с фронтальной части и элемента 13 с несопрягаемой поверхности верхней пластины 8, при этом происходит уплотнение пластин 8 со стенкой 4 корпуса 1, пластин 8 между собой, наружных конических поверхностей уплотняющих элементов 11 с полуцилиндрическими пазами 9 отверстий 10 и внутренних цилиндрических поверхностей элементов 11 с кабелями, а также (при необходимости) уплотнение заглушек 14 в незадействованных отверстиях 10. При нагнетании давления в барокамере происходит дополнительное уплотнение элементов конструкции 11, 14 и кабелей стенда контроля в отверстиях 10 пластин 8.
Осуществление полезной модели
Разработана конструкция универсального ввода электрических кабелей. Устройство содержит стальной корпус 1 с U-образными направляющими 2, образованными стенками 3 и 4 с размерами 260×260×20 мм и центральными отверстиями 5 и 6 с размерами 150×150 мм, при их соединении между собой болтами М 6×40 (на чертеже не обозначены), при этом стенка 4 плоская, а на внутренней поверхности стенки 3 имеется выступ 7 высотой 10 мм и шириной 20 мм U-образного контура (верхняя полка
отсутствует) для возможности доступа к направляющим 2 с верхней части корпуса 1. Направляющие 2, в которых установлены с зазором 2 мм, для снижения точности изготовления (расширение допусков на обработку), шесть стальных наборных пластин 8 с размерами 218×50×8 мм, на сопрягаемых поверхностях которых выполнено различное количество полуцилиндрических пазов с радиусами от 5 до 25 мм (при необходимости диапазон размеров может быть увеличен), при стыковке пластин 8 образующие между собой цилиндрические отверстия 10, соответственно с диаметрами от 10 до 50 мм, рассчитанные на весь диапазон вводимых кабелей. Уплотняющие элементы 11, которые представляют собой, разрезные в осевом направлении, втулки из полиамида блочного ПА6, обладающего электроизоляционными свойствами, с внутренними цилиндрическими поверхностями с диаметрами от 5 до 40 мм и наружными поверхностями в виде усеченных конусов с уклоном 5-10°, высотами 20-30 мм и диаметрами основания от 20 до 60 мм. Два вертикальных стальных прижимных элемента 12 с размерами 260×25×8 мм и один горизонтальный стальной прижимной элемент 13 с размерами 260×25×12 мм, при этом элементы 12 и 13 уплотняют сопрягаемые элементы конструкции посредством болтов M 10×40 мм. Кроме того, в устройстве могут использоваться стальные заглушки 14 в виде цилиндров, в соответствии с диаметрами отверстий 10 и фланцами, с диаметрами несколько большими диаметров цилиндров, на торцах.
Работа с универсальным вводом электрических кабелей описана в разделе "Краткое описание чертежей".