ВУЛКАНИЗАТОР ПАРОВОЙ КАБЕЛЬНЫЙ И КОМПЛЕКТ ПОЧИНОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ ОБОЛОЧКИ КАБЕЛЯ

Группа полезных моделей относится к области ремонта и восстановления резиновых оболочек гибких силовых кабелей и может найти применение в полевых и цеховых условиях для горячей вулканизации мест соединения и ремонта поврежденных участков резиновой изоляции и оболочки, выполненных невулканизованными починочными материалами на гибких силовых кабелях.
Для обработки изоляционных материалов при ремонте кабелей применяют разные нагреватели. Например, газовые горелки, индукционные электрические печи. Нагрев газовыми горелками мало эффективен, поскольку продолжителен, требует большого расхода горючего газа и трудозатрат, а добиться равномерности нагрева очень сложно, что в свою очередь сказывается на качестве ремонта изоляции кабеля.
Известна индукционная муфельная печь по авторскому свидетельству СССР на изобретение №133137. Основными элементами этой печи являются многовитковый индукционный нагреватель, однослойный или многослойный муфель, тепловая изоляция, подающий механизм и лоток для приема нагретого изделия. Муфели выполнены из электропроводного материала и расположены в направлении распространения электромагнитной энергии, источником которой служит многовитковый индукционный нагреватель, питаемый переменным током. Нагреваемые изделия перемещаются относительно муфеля и, благодаря электропроводности муфеля, температура изделия может достигать температуры муфеля. Предложенный процесс нагрева изделий энергоемкий, а из-за сложности устройства его нельзя использовать в полевых условиях.
Известно устройство для ремонта кабеля по авторскому свидетельству СССР на изобретение №625280. Оно содержит пресс-форму, в корпусе которой выполнены полость для размещения ремонтируемого участка кабеля и полость для размещения починочного материала. Полость для размещения починочного материала соединена каналами с полостью для размещения ремонтируемого участка кабеля, где установлены вкладыши. Для создания давления на ремонтируемый участок кабеля к корпусу пресс-формы закреплена винтами верхняя полуформа пресс-формы. В качестве нагревателя используется индуктор с магнитопроводом. Для достижения различных температур участок с полостью для размещения починочного материала охвачен короткозамкнутым витком, а на участке пресс-формы с полостью для ремонта кабеля
размещен дополнительный магнитопровод. Починочным материалом служит пластмасса в виде порошка или гранул. Она нагревается до температуры плавления, т.е. до 180-200°С. Расплавленный починочный материал плунжером выдавливается в полость для размещения ремонтируемого участка кабеля, сплавляется с краями неповрежденной оболочки и после остывания образует с ней монолит. Устройство по а. св. №625280 позволяет производить ремонт кабеля с пластмассовой изоляцией и не позволяет ремонтировать кабели с резиновой оболочкой.
Из уровня техники известно устройство для термоусаживания изоляционных материалов при ремонте кабелей по патенту РФ на изобретение №2192105 (вулканизатор). Устройство содержит камеру для горизонтального размещения ремонтируемого участка кабеля с починочным изделием. Камера выполнена в виде толстостенной стальной трубы. На толстостенной стальной трубе смонтирован соленоидный индуктор. Между трубой и индуктором расположен тепловой и электрический слой изоляции. На выходе и на входе стальной трубы имеются заслонка и опора. Опоры для обеспечения соосности кабеля с трубой закреплены на кронштейнах, регулируемых в вертикальном направлении. На трубе с помощью хомутиков закреплены магнитопроводы. При подключении индуктора к источнику питания протекающий в нем ток возбуждает магнитный поток, который замыкается через магнитопроводы и индуктирует в трубе вихревые токи, вызывающие нагрев трубы. В качестве починочного материала используют термоусаживающую трубку, или пленку, или ленту из полимерного материала. Для получения равномерного нагрева кабель с надетым починочным изделием выдерживают в нагретой стальной трубе при температуре 150-250°С и протягивают с помощью специального устройства со скоростью, обеспечивающей полную усадку (обжатие материала) на поверхности кабеля. Причем качество материала контролируют визуально. Это устройство и применяемое при этом починочное изделие, выполненное в виде ленты из полимерного материала, по патенту РФ №2192105 являются наиболее близкими к заявляемой группе полезных моделей и приняты соответственно за прототип вулканизатора и комплекта починочных изделий для восстановления изоляции и оболочки кабеля.
К недостаткам прототипа следует отнести следующее. Для ремонта дефектного участка необходимо протягивание через устройство всего кабеля. Для протягивания кабеля необходимо наличие дополнительного устройства. За ремонтируемым участком кабеля необходим постоянный визуальный контроль. Все это усложняет проведение ремонта, требует затрат дополнительного времени. К тому же сложно обеспечить
равномерный нагрев починочных материалов и исключить перегрев ремонтируемого участка кабеля.
Использование в качестве починочного изделия только термоусаживающей трубки или намотки из ленты полностью не обеспечивает гибкость кабеля на ремонтируемом участке, ограничивает подвижность жил. Кроме этого при нагреве починочных материалов в вулканизаторе сложно сохранить диаметр кабеля в месте починки на уровне исходного диаметра. Все эти недостатки самого устройства и используемого починочного изделия отрицательно сказываются на качестве ремонта.
Заявляемая группа полезных моделей направлена на решение задачи сокращения цикла вулканизации, снижения трудоемкости и повышения качества ремонта.
Технический результат, который при совместной реализации полезных моделей позволяет решить поставленную задачу, заключается в обеспечении одинаковой (равномерной) температуры нагрева по всей поверхности ремонтируемого участка, всестороннем обжатии ремонтируемого участка постоянным давлением, восстановлении исходного диаметра кабеля на ремонтируемом участке с одновременным сохранением подвижности жил в месте починки и устойчивости кабеля к изгибам.
Технический результат, который получен от заявляемой группы полезных моделей, достигается следующим образом.
Во-первых, заявляемый в качестве полезной модели вулканизатор имеет общее с прототипом то, что он содержит камеру, опоры для горизонтального размещения в центре камеры ремонтируемого участка кабеля с починочными материалами и нагреватель. В отличие от прототипа камера выполнена в виде установленного на ножках корпуса с крышкой, которые соединены между собой с возможностью обеспечения герметичности камеры при их закрывании, причем опорами для горизонтального размещения в центре камеры ремонтируемого участка кабеля служат резиновые разрезные кольцевые уплотнения и полукольца, которыми снабжена камера в местах выхода кабеля, при этом полукольца предназначены для установки снизу и сверху кабеля между торцевой стенкой камеры и соответствующим разрезным кольцевым уплотнением, а в торцевых стенках камеры выполнены резьбовые отверстия, в которые установлены болты для поджатия полуколец и кольцевых уплотнений, кроме этого ниже места размещения кабеля корпус заполнен водой, а крышка снабжена клапаном для поддержания необходимого давления в камере, выхода избытка пара при нагревании воды нагревателем и сброса давления пара по окончании процесса вулканизации.
В частных случаях выполнения нагреватель может быть выполнен электрическим, установленным внутри корпуса в воде, или в качестве нагревателя может быть использована газовая горелка или паяльная лампа. В последнем случае камера должна быть снабжена защищающим экраном, смонтированным ниже корпуса. Крышка соединена с корпусом посредством шарниров. Для герметизации камера снабжена уплотнительными резиновыми прокладками трапециевидного сечения, которые вложены в пазы корпуса и своей выступающей над корпусом частью входят в соответствующие углубления на крышке, кроме этого крышка соединена с корпусом с помощью зажимов, закрепленных на корпусе. Внутренний диаметр разрезных резиновых кольцевых уплотнений равен диаметру кабеля или превышает его не более 10 мм, а внутренний диаметр полуколец также равен или больше диаметра кабеля не более чем на 10 мм. Ножки корпуса могут быть выполнены с выдвижными стойками.
Во-вторых, применяемый при восстановлении изоляции и оболочки кабеля комплект починочных материалов, включающий намоточный ленточный материал из полимерного материала, в отличие от прототипа дополнительно содержит профильный вкладыш из невулканизованной резины для заполнения междужильного пространства ремонтируемого участка кабеля, а намоточный ленточный материал выполнен в виде трех лент, каждая из которых свернута в рулон, при этом ленты выполнены из невулканизованной резины, соответственно из изоляционной, электропроводящей и шланговой. Для временного бандажа ремонтируемого участка кабеля комплект дополнительно содержит клеевое нетканое полотно.
Полезные модели характеризуются новыми совокупностями существенных признаков, не выявленных из уровня техники, что подтверждает их новизну.
Герметичная камера, заполненная водой, наличие нагревателя для воды позволяют осуществлять горячую вулканизацию (водяным паром) ремонтируемого участка кабеля при постоянной температуре и исключить перегрев починочных материалов на ремонтируемом участке кабеля. Для вулканизации применяемых резиновых починочных материалов температура нагрева составляет 150±4°С, что вполне может обеспечить предложенная конструкция вулканизатора. Наличие клапана на крышке камеры позволяет поддерживать постоянное давление в камере за счет выхода через клапан избытка пара и сбрасывать давление пара до атмосферного по окончании процесса вулканизации. Таким образом, весь процесс вулканизации от начала до окончания проводят водяным паром постоянного давления и при одинаковой температуре. Обеспечение одинаковой температуры нагрева по всей поверхности ремонтируемого участка кабеля, всестороннее обжатие ремонтируемого участка
постоянным давлением позволяют качественно отремонтировать поврежденную изоляцию кабеля. На качество ремонта влияет и предложенный комплект починочных материалов, который используется при вулканизации поврежденного участка кабеля. Использование профильного вкладыша обеспечивает подвижность жил в месте ремонта изоляции и устойчивость кабеля к изгибам. Кроме этого наличие вкладыша, сокращает объем намоточных работ, а наличие лент, свернутых в рулон, снижает трудоемкость ремонта и повышает его качество. Клеевое нетканое полотно выполняет функцию временного бандажирования наружной поверхности ремонтируемого участка кабеля до полной вулканизации починочных материалов. Все починочные материалы, входящие в комплект, имеют одно назначение, поскольку являются необходимыми для восстановления изоляции и оболочки поврежденного участка силового кабеля. А использование их совместно с вулканизатором позволяет качественно восстановить изоляцию и оболочку кабеля, значительно повысить качество ремонта, обеспечить восстановление исходного диаметра кабеля на ремонтируемом участке. Наряду с этим снижается трудоемкость и сокращается время на проведение ремонта и восстановление изоляции и оболочки кабеля. В этом заключается единство полезной модели.
Полезная модель поясняется чертежами.
На фиг.1 изображен общий вид заявляемого устройства с электрическим обогревом.
На фиг.2 - вид с торца устройства, изображенного на фиг.1
На фиг.3 изображен общий вид заявляемого устройства с обогревом газовой горелкой (паяльной лампой).
На фиг.4 - вид сбоку устройства, изображенного на фиг.3
На фиг 5 изображены уплотнительные прокладки, вложенные в пазы корпуса (узел А фиг.2 и фиг.4).
На фиг.6 - ремонтируемый участок кабеля с починочными материалами в поперечном сечении.
Вулканизатор содержит корпус 1 с крышкой 2. Крышка 2 соединена с корпусом 1 с помощью шарниров 3 и зажимов 4, закрепленных на корпусе 1. Корпус 1 в нижней части заполнен водой 5. Для нагрева воды внутри корпуса 1 (фиг.1) установлен электронагреватель 6. В качестве нагревателя может быть использована газовая горелка 7 (фиг.3, 4). В последнем случае для большей эффективности вулканизатор должен быть снабжен защищающим экраном 8. На крышке 2 смонтирован клапан 9 для выхода избытка пара. В пазы корпуса 1 вложены уплотнительные резиновые прокладки 10 (фиг.5). Прокладки 10 своей выступающей над корпусом частью входят в
соответствующие углубления на крышке 2. Вулканизатор снабжен в местах выхода кабеля резиновыми разрезными кольцевыми уплотнениями 11, полукольцами 12, 13 и поджимными болтами 14, установленными с торцов вулканизатора в отверстиях, выполненных на крышке 2 и корпусе 1. Внутренний диаметр кольцевых уплотнений 11 равен диаметру кабеля или превышает его, но не более чем на 10 мм. Внутренний диаметр полуколец 12, 13 равен диаметру кабеля или больше диаметра кабеля, но не более чем на 10 мм. Вулканизатор установлен на ножках 15, закрепленных на корпусе 1. Ножки 15 выполнены с выдвижными стойками 16 (фиг.3, 4).
Комплект починочных материалов содержит рулон изоляционной ленты, рулон электропроводящей ленты, рулон шланговой ленты, профильный вкладыш и клеевое нетканое полотно. Позициями 17, 18, 19 на фиг.6 обозначено расположение лент, соответственно изоляционной, электропроводящей и шланговой, вкладыша 20 и клеевого нетканого полотна 21 на ремонтируемом участке кабеля. Позиции 22 соответствует токопроводящая жила кабеля, 23 - нулевая жила кабеля.
Заявляемые вулканизатор и комплект починочных изделий для восстановления изоляции и оболочки кабеля промышленно применимы, поскольку могут быть неоднократно реализованы с достижением одного и того же технического результата. Вулканизатор с электрическим нагревателем может быть использован преимущественно в цеховых условиях при температуре окружающей среды не ниже +10°С. Вулканизатор с нагревателем в виде газовой горелки или паяльной лампы может быть использован в цеховых и полевых условиях.
Перед началом работы вулканизатор заполняют водой. При наличии электрического нагревателя необходимо, чтобы его поверхность не выступала над водой. Поврежденные места оболочки и изоляции кабеля очищают от загрязнений и разделывают их соответствующим образом. Поврежденные участки изоляции кабеля восстанавливают путем последовательной намотки лент 18 из электропроводящей невулканизованной резины, лент 17 из изоляционной невулканизованной резины и лент 18 из невулканизованной резины. Кабель на ремонтируемом участке подкручивают до восстановления шага скрутки. Пространство между жилами заполняют профильными вкладышами 20, затем на поврежденный участок кабеля наматывают до необходимого диаметра ленты 19 из шланговой невулканизованной резины. Сверху накладывают временный бандаж из клеевого нетканого полотна 21. На подготовленный к вулканизации кабель на одинаковом от вулканизируемого участка расстоянии надевают кольцевые уплотнения 11. В корпус 1 вдоль обеих торцевых стенок укладывают полукольца 12. Ремонтируемый участок кабеля с уплотнениями 11
2
помещают в вулканизатор между полукольцами 12, сверху надевают вторые полукольца 13 и закрывают крышку 2. На крышку 2 поднимают зажимы 4 и затягивают их до упора. Затем затягивают болты 14, поджимая полукольцами 11, 12, 13. Нагрев воды производят электронагревателем 6 или газовой горелкой 7 до температуры 151°С (температуры вулканизации резины). Весь процесс вулканизации от начала до окончания проводят водяным паром постоянного давления 4 кгс/см в течение 1 часа. Постоянное давление в камере поддерживается клапаном 9. Водяным паром обеспечивается одинаковая по всей поверхности температура нагрева и всестороннее обжатие постоянным давлением ремонтируемого участка кабеля. Это в свою очередь положительно сказывается на качестве ремонта. По окончании вулканизации нагрев прекращают, подвижную часть клапана поднимают и фиксируют в поднятом положении. За счет бурного испарения оставшейся в вулканизаторе воды вулканизатор и находящийся в нем кабель быстро остывают до 100°С. Вулканизатор открывают, кабель извлекают и удаляют временный бандаж из клеевого нетканого полотна 21.