ЭЛАСТИЧНЫЙ ВКЛАДЫШ ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ ДЛИННОМЕРНЫХ ОБЪЕКТОВ

Полезная модель относится к объектам типа опор, хомутов, зажимов и тому подобное, предназначенных для подвески длинномерных объектов типа кабеля, трубы и тому подобных объектов, которые монтируются в системы, обеспечивающие передачу сигналов или веществ на большие расстояния. В частности в качестве длинномерного объекта может рассматриваться кабель, смонтированный на наземных опорах, например столбах электрической контактной сети и автоблокировки железнодорожных линий. Кроме того, в качестве длинномерных объектов может быть самонесущий оптико-волоконный кабель.
Известно изобретение «Опора для крепления длинномерных объектов типа кабеля», патент RU, от 14.08.1998 г., МПК 7 F 16 L 3/10? опубл. 20.03.2000 г., Бюл.8 состоящая из цилиндрической втулки в виде двух полукольцевых элементов, соединенных осью, каждый из которых имеет створку и стяжную серьгу с плоскими внутренними поверхностями, эластичного вкладыша и крепежа, состоящего из стяжных и крепежных элементов. Указанное изобретение позволяет предотвратить возможность излома провисающих объектов типа кабеля на линии кромок втулок. Однако, не обеспечивает уменьшения поперечных усилий, передаваемых на силовые опоры, в результате «закусывания» кабеля из-за продольного или поперечного теплового расширения кабеля.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является изобретение «Опора для крепления длинномерных объектов», патент RU №2212742 от 10.11.2000 г., МПК 7 F 16 L 3/10, Н 02 G 7/05? опубл. 20.09.2003 г., содержащая вкладыш, состоящий из втулки и продольных гофрированных конусов. Конструкция опоры позволяет предотвратить деформацию кабеля в результате его смятия и/или среза и выравнить нагрузки в сети между точками зажима кабеля и силовыми опорами при поперечном сдвиге кабеля внутри втулки. Однако, конструкция опоры не обеспечивает уменьшения поперечных усилий, передаваемых на силовые опоры, в результате «закусывания» кабеля из-за продольного или поперечного теплового расширения кабеля.
Для выравнивания нагрузок в сети между точками зажима кабеля и силовыми опорами, необходимо обеспечить заданное усилие протягивания кабеля во вкладыше зажимов. Это усилие зависит не только от тарированного усилия сдавливания длинномерного объекта, но и от изменения диаметра самого кабеля.
Диаметр кабеля может изменяться в силу ряда причин. Одной из причин является тепловое расширение кабеля при его разогреве от накопившихся на его поверхности электростатического и/или электромагнитного полей. В частности, электромагнитное поле создается за счет магнитного взаимодействия между соседними кабелями высокого напряжения. В этом случае образуются наведенные электромагнитные поля, которые при накоплении их до определенной мощности разогревают поверхность сжатого кабеля, а также приводят к поверхностному напряжению в самой эластичной вставке. В этом случае усилие сдавливания кабеля может меняться и превышать допустимое. Что в свою очередь, это приведет к невозможности проскальзывания кабеля внутри вставки зажима. При отсутствии проскальзывания кабеля с заданным, расчетным усилием, образуется анкерное соединение - кабель, зажим с вкладышем,
силовая опора. В этом случае поперечные усилия на силовые опоры возрастают в несколько раз. Материал втулки при этом теряет свои эластичные качества в результате усилий поджатия втулки, которое возникает в результате того, что зазоры между вкладышем и зажимом обнуляются, а усилие поджатия эластичного вкладыша становится выше допустимых величин. Кроме того, возникающее искрение на поверхности кабеля, может разрушать его поверхность. Также поверхность кабеля может нарушаться за счет попадания мелких твердых частиц, например, в виде пыли. Это также повышает риск возникновения искрения между кабелем и вставкой в результате электростатического напряжения, увеличивает истирание на границе кабеля и зажима, защитной оболочки кабеля, что в дальнейшем приводит к разрушению самого кабеля, увеличивает допустимое усилие при перемещении кабеля внутри втулки при заданных допустимых нагрузках на длинномерный объект. Кроме того, за счет попадания пыли, на краях и перегибах втулки появляется также дополнительное воздействие на кабель за счет увеличения трения, что недопустимо.
Техническим результатом заявленной полезной модели является уменьшение поперечных усилий, передаваемых на силовые опоры в результате «закусывания» кабеля из-за продольного или поперечного теплового расширения кабеля, ликвидация потери эластичных свойств вкладыша. А также уменьшает истирание оболочки кабеля на границе зажима и кабеля.
Данный технический результат достигается следующим образом.
Эластичный вкладыш для крепления длинномерных объектов, содержит втулку (1) с одним или более установочным элементом (2) и продольный конус (3) из материала с заданным коэффициентом упругости, а также снабжен, центральным продольным каналом (4) для укладки длинномерного объекта. Конструкция вкладыша отличается тем, что вкладыш выполнен с возможностью прохождения тока при достижении на поверхности длинномерного объекта электрического поля заданной
напряженности, при этом центральный продольный канал (4) втулки образует отверстие, диаметр («d») которого больше диаметра длинномерного объекта на величину, зависящую от допустимого усилия сдавливания длинномерного объекта. При этом отверстие образовано, либо за счет щелевидного разреза (5 Фиг.3а) в эластичном вкладыше, либо за счет наличия продольных полукольцевых элементов (6 Фиг.3б), образующих вкладыш. Втулка (1) или конус (3) вкладыша может быть снабжены присоединительным фланцем (7, Фиг.2а и 2б), который упирается в торец зажима (8 - на Фиг.2а и 2б указан штрих пунктирной линией). Длина конуса (3) в частности, рассчитана исходя из допустимого радиуса изгиба длинномерного объекта при допустимой удельной нагрузке на поверхность длинномерного объекта при заданной величине усилия сдавливания. Длина втулки («1») рассчитана исходя из зазора («а») в крайних точках между центральным продольным каналом втулки и наружным диаметром длинномерного объекта (9) при сжатии длинномерного объекта с допустимым усилием сдавливания и обеспечивающего отсутствие перегиба длинномерного объекта. Вкладыш может быть выполнен целиком из токопроводящего материала, обеспечивающего заданное электрическое сопротивление или вкладыш может быть выполнен из токоизолирующего материала с армирующими электроводящими нитями, обеспечивающими заданное электрическое сопротивление. Вкладыш может быть выполнен как из двух полуколец (10 Фиг.3 «б»), так и в виде эластичного кольца с разрезом.
На чертежах схематично изображено:
Фиг.1 - продольный разрез эластичного вкладыша;
Фиг.2 «а», - фрагмент конуса вкладыша с присоединительными фланцами, размещенными на конусе,
Фиг.2 «б» - фрагмент конуса, с присоединительными фланцами, размещенными на втулке вкладыша;
Фиг.3 «а» - поперечное сечение эластичного вкладыша, выполненного из двух полуколец;
Фиг.3 «б» - поперечное сечение эластичного вкладыша, выполненное в виде кольца с разрезом;
Предложенная конструкция работает следующим образом.
Эластичный вкладыш вставляется в зажим (8) с замком, установочные элементы (2) вкладыша с усилием продевают в отверстия зажима, присоединительные фланцы (7) обеспечивают передачу усилия протягивания кабеля (9) внутри вкладыша на конус (3), который выступает за края зажима (7) и исключает резкий изгиб кабеля на краях зажима. Внутренний раструб конуса (3) выполнен под углом раствора от 5 до 30 градусов и дает возможность прохождения поворотов кабеля на силовых опорах до 30 градусов. При выполнении присоединительных фланцев (7) на втулке (1) вкладыша, продольное усилие от протягивания кабеля передается на наиболее жесткую часть вкладыша, что позволяет уменьшить деформацию конуса. (См. Фиг.2 «а» и 2 «б») После монтажа вкладыша в зажиме, эластичный вкладыш по прорези (5) раздвигается на угол отжима, кабель продевается внутрь эластичного вкладыша. В другом варианте, в зажим вкладываются две полукольцевые части (10) вкладыша, после чего в продольное отверстие вкладыша продевается кабель, после чего зажим закрывается. В обоих случаях, после закрытия зажима, вкладыш по внутреннему диаметру «d» обхватывает кабель таким образом, что за счет деформации эластичного вкладыша, по краям втулки вкладыша, образуется зазор «а» между центральным продольным каналом втулки и наружным диаметром длинномерного объекта при сжатии длинномерного объекта с допустимым усилием сдавливания и обеспечивающего отсутствие перегиба длинномерного объекта. Наличие зазора обеспечивает постоянство эластичных свойств вкладыша при возникновении в кабеле усилий, которые заставляют кабель проскальзывать внутри вкладыша с заданным расчетным усилием.
Из-за температурных перепадов в окружающей среде кабель в продольном направлении постоянно перемещается, «дышит», т.е. происходит температурное расширение-сужение кабеля, предложенная конструкция значительно снижает истирание оболочки кабеля при механическом перемещении кабеля внутри вкладыша, что приводит к увеличению службы кабеля. Этим обеспечивается перераспределение нагрузок в кабеле, а также сохраняют пространственное размещение вкладыша внутри зажима с требуемыми зазорами, что предотвращает от «закусывания» кабеля в результате утраты эластичности материалом вкладыша. Вкладыш, например, изготавливают из резины или резиновой смеси, эластичность этого материала обеспечивает мягкое обжатие кабеля, обеспечивающее требуемое проскальзывание кабеля при растягивающем усилии 1-2 кН без повреждения. Кроме того, проскальзывание может происходить неограниченное число раз без передачи поперечного усилия на силовые опоры. При этом наличие пыли или иных твердых частиц на срезе вкладыша не приведет к дополнительным нагрузкам на кабель за счет увеличенной длины конуса (3) втулки. Удлиненный конус (3) обеспечивает гарантированный зазор «А» между краями вставки и/или ее перегибами, при попадании мелких твердых частиц между кабелем и вкладышем отсутствует повышенное трение между кабелем и вкладышем, что в свою очередь, уменьшает истирание кабеля. Кроме того, увеличенная длина конуса (3) гарантирует отсутствие «закусывания» кабеля за счет попадания пыли, а также обеспечивает поддержку кабеля при его изгибе на допустимый радиус. Таким образом, конус работает как ограничитель и поддерживающий элемент.
Вследствие того, что кабель может быть размещен вблизи с линиями высоковольтных передач, на поверхности кабеля возникает электрическое поле, которое является наведенным вследствие электромагнитной индукции, кроме того, на поверхности кабеля может накапливаться статическое электричество из-за проскальзывания кабеля
во вставке зажима, а также вследствие наличия слабой электропроводности воздуха при различных погодных условиях или из-за скапливания в нем пыли. После достижения на поверхности длинномерного объекта, например, кабеля, электрического поля заданной напряженности, возникает возможность заземления при прохождении тока через токопроводящий материал вкладыша, который имеет расчетное электрическое сопротивление. В другом варианте исполнения вкладыша, когда он выполнен из токоизолирующего материала с армирующими электроводящими нитями, заземление осуществляется при прохождении разряда тока через токопроводящие нити, которые имеют расчетное электрическое сопротивление. И в том и в другом варианте исполнения, электрический заряд имеет возможность дискретно заземляться, что обеспечивает отсутствие нагревания кабеля, а, следовательно, отсутствие изменения его размеров и возникновения продольного напряжения в кабеле. Кроме того, этим достигается снижение эффекта искрения. Кроме того, эластичный материал вкладыша может обладать и требуемыми свойствами теплопроводности, что также будет снижать напряжения в кабеле.
Таким образом, достигают уменьшения продольных напряжений в кабеле, поперечных усилий, передаваемых на силовые опоры в результате «закусывания» кабеля из-за продольного или поперечного теплового расширения кабеля, а также ликвидации потери эластичных свойств вкладыша.