МУФТА КАБЕЛЬНОГО ВВОДА

Изобретение относится к электротехнике, в частности к концевым соединителям для кабелей, находящихся в жидкой среде, и может быть использовано в конструкциях кабельных вводов для герметичного присоединения кабельных линий к погружным электродвигателям, предназначенным для приводов насосов, используемых, например, в нефтяной промышленности для добычи нефти.
Известна муфта кабельного ввода, описанная в патенте US 4679875, H 01 R 11/00, 14.07.87, содержащая закрепленный на конце кабеля корпус, в сквозном отверстии которого расположены концы изолированных проводов кабеля. В штепсельных наконечниках, выполненных с глухим торцевым отверстием, закреплены освобожденные от изоляции концы токопроводящей жилы соответствующих проводов. Концевой цилиндрический участок сквозного отверстия корпуса, в котором размещены штепсельные наконечники, заполнен эластомерным материалом, например, резиной, а противоположный участок - отвержденным эпоксидным герметиком.
Недостатком указанного аналога является возможность проникновения жидкости к освобожденной от свинцовой оболочки поверхности изоляции проводов либо к жилам кабеля. Кроме того, не исключено либо продавливание, либо разрыв изоляции проводов кабеля эластомерным материалом, так как при высоких температурных перепадах окружающей среды вследствие большого коэффициента теплового расширения эластомерного материала наблюдаются и значительные его деформации.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к заявляемой является муфта кабельного ввода, описанная в патенте US 5567170, H 01 R 13/53, 22.10.96, содержащая закрепленный на конце кабеля полый корпус, внутри которого расположены концы изолированных проводов кабеля, проходящие через последовательно установленные
уплотнительный элемент из эластомерного материала, через сквозные отверстия которого проходят изолированные провода со штепсельным наконечниками, и диэлектрическую втулку, расположенную со стороны штепсельных наконечников и зафиксированную от осевого перемещения стопором.
Основным недостатком прототипа является возможность потери герметичности муфты при высоких температурных перепадах, окружающей среды и, как следствие, попадание жидкости либо в стык между наружной поверхностью уплотнительного элемента и внутренней поверхностью корпуса, либо в стык между изоляцией провода и внутренней поверхностью сквозных отверстий уплотнительного элемента.
Предлагаемая конструкция муфты кабельного ввода обеспечивает повышение надежности при высоких перепадах температуры окружающей среды за счет исключения возможности проникновения жидкости к изоляции проводов и в стык между уплотнительным элементом и внутренней поверхностью корпуса, и одновременно исключает возможность повреждения изоляции проводов при сжатии или расширении уплотнительного элемента.
В заявляемой муфте кабельного ввода, содержащей открытый с двух противоположных сторон полый корпус, с одной стороны которого введен конец кабеля, разъединенный внутри корпуса на составляющие его отдельные провода, последовательно проходящие через размещенные в корпусе уплотнительный элемент из упругого материала и диэлектрическую втулку и закрепленные освобожденными от изоляции концами в глухом торцевом отверстии штепсельного наконечника, установленного с противоположной стороны корпуса, согласно изобретению, уплотнительный элемент выполнен, как минимум, из двух частей, имеющих общую поверхность соприкосновения, и установлен в упруго-сжатом состоянии, при этом наружная поверхность одной из частей уплотнительного элемента прочно соединена с внутренней поверхностью корпуса, а внутренняя
поверхность отверстий в уплотнительном элементе скреплена с наружной поверхностью проходящих в нем проводов.
Муфта дополнительно снабжена кольцевыми уплотняющими элементами, один из которых установлен между наружной поверхностью диэлектрической втулки и внутренней поверхностью корпуса, а другие -между наружной поверхностью каждого штепсельного наконечника и внутренней поверхностью соответствующего отверстия в диэлектрической втулке, в котором они частично размещены.
Как вариант, общая поверхность соприкосновения частей уплотнительного элемента может иметь прочное скрепление. При этом целесообразно, чтобы общая поверхность соприкасающихся частей уплотнительного элемента была расположена в диаметральной плоскости, перпендикулярной оси корпуса.
Во избежание повреждения проводов кабеля во время эксплуатации диэлектрическая втулка установлена с возможностью ограниченного осевого перемещения. Одна из частей уплотнительного элемента может быть выполнена методом вулканизации.
В корпусе со стороны введения кабеля может быть установлена упорная шайба, опирающаяся своей торцевой поверхностью на уплотнительный элемент, причем пространство между вводом кабеля и упорной шайбой заполнено отвержденным эпоксидным герметиком.
На фиг.1 изображен продольный разрез заявляемой муфты кабельного ввода.
Муфта 1 содержит полый корпус 2, закрепленный на кабеле 3, состоящего из проводов 4, содержащих, в частном случае, медную жилу 5, резиновую изоляцию 6 и свинцовую оболочку 7. Концы проводов 4 расположены внутри корпуса 2 и на части своей длины освобождены от свинцовой оболочки 7. Конец медной токоведущей жилы 5 каждого провода 4 освобожден от изоляции 6 и закреплен в глухом торцевом отверстии штепсельного наконечника 8.
В корпусе 2 последовательно со стороны ввода кабеля 3 установлены упорная шайба 9, уплотнительный элемент 10 и диэлектрическая втулка 11, содержащие сквозные отверстия для прохождения проводов 4. Внутри сквозных отверстий диэлектрической втулки 11 расположен конец одного из проводов 4 и, по меньшей мере, часть соответствующего штепсельного наконечника 8. Уплотнительный элемент 10 состоит, как минимум, из двух частей, выполненных из эластомерного материала. Обе части имеют общую поверхность соприкосновения, при этом одна из частей имеет прочное скрепление, например, клеевое либо методом вулканизации, своей наружной поверхности с частью внутренней поверхности корпуса 2 и внутренней частью сквозных отверстий с наружной поверхностью проводов 4. Эта часть уплотнительного элемента 10 может быть изготовлена, например, из резины методом вулканизации. Уплотнительный элемент 10 имеет электрическую прочность, которая обеспечивает требуемое пробивное напряжение по толщине материала.
Диэлектрическая втулка 11 установлена в сквозном отверстии корпуса 2 с возможностью ограниченного осевого перемещения, что позволяет с ее помощью сжимать уплотнительный элемент 10 и одновременно исключать возможность повреждения (разрыва) изоляции 6 при температурном расширении уплотнительного элемента 10. Ограничение перемещения втулки 9 осуществляется стопором 12, закрепленным на внутренней поверхности корпуса 2 со стороны штепсельных наконечников 8.
Для предотвращения возможности проникновения со стороны штепсельных наконечников 8 жидкости, например, находящейся внутри электродвигателя, установлены кольцевые уплотняющие элементы 13 и 14. Элемент 13 окружает наружную поверхность диэлектрической втулки 11 и опирается на внутреннюю поверхность корпуса 2; элементы 14 размещены вокруг каждого штепсельного наконечника 8 между его наружной поверхностью и внутренней поверхность соответствующего сквозного отверстия диэлектрической втулки 11.
Корпус 2 закреплен, в частном случае, на свинцовой оболочке 7. Пространство в корпусе 2 между отверстием для ввода кабеля 3 и упорной шайбой 9 заполнено отвержденным эпоксидным герметиком 15.
При хранении и транспортировке муфта закрывается герметичной транспортировочной крышкой 16 (показано пунктиром).
Монтаж муфты кабельного ввода осуществляется следующим образом. На кабель 3 муфты 1 после установки уплотнительного элемента 10, состоящего, например, из двух частей, к диэлектрической втулке 11 с помощью специальной оснастки прикладывают усилие в осевом направлении, позволяющее упруго деформировать уплотнительный элемент 10. Затем с помощью другой оснастки, осуществляют, например, методом вулканизации, прочное скрепление одной из частей уплотнительного элемента 10 с корпусом 2 и проводом 4. При этом максимальная величина осевого смещения диэлектрической втулки 11 во внутрь корпуса 2 ограничивается осевым размером уплотнительного элемента 10. Часть корпуса 2 между вводом кабеля 3 и упорной шайбой 9 заполняют герметиком 15.