Герметичный кабельный ввод

Техническое решение относится к области электротехники и может быть использовано для обеспечения надежности кабельного соединения в сложных условиях эксплуатаций электротехнического оборудования.
Кольцевые участки вокруг удлиненных объектов, например, проводов, кабелей или труб обычно нуждаются в уплотнении от воздействия окружающей среды. Такими кольцевыми участками могут быть, например, кабельные соединения погружного оборудования для нефтедобычи, где при разделении двух сред (внутренней среды оборудования и внешней среды эусплуатации) с высоким давление и температурой, требуется высокая надежность и герметичность уплотнения. Выражение "кольцевое пространство", используемое здесь, имеет широкое значение, в основном, как любое пространство, ограниченное внешним и внутренним объектом, например, корпусными деталями технологического оборудования, обеспечивающими разделение двух сред.
Из патента на изобретение RU 2357077 от 10.07.2007 известен кабельный ввод, который содержит корпус, внутренняя поверхность которого снабжена ответным конусным гнездом для посадки пакета уплотнения и цилиндрическим отверстием для установки пакета уплотнения. Пакеты уплотнения и включают в себя составные опорные шайбы, составные части шайб, соединены между собой внахлест, цельные конусный сальник и цилиндрический сальник, снабженные продольными едиными разрезами, для ввода жил электрокабеля и составные нажимные шайбы, части которых соединены между собой встык. Пакеты уплотнения, снабжены также инструментом для извлечения из корпуса, выполненным в виде шпилек и гаек соответственно.
К недостаткам описанного технического решения можно отнести сложность конструкции с большим количеством элементов, что может привести к снижению надежности кабельного соединения.
Также из патента на изобретение RU 2123224 от 06.03.1995, известно устройство для уплотнения одного или большего числа удлиненных элементов в кольцевом пространстве. Герметичный кабельный ввод содержит оболочку, по меньшей мере, две корпусные детали, по меньшей мере, один электрический проводник и, по меньшей мере, один электроизоляционный компонент уплотнителя, и сжимающее средство для сжатия уплотнителя. Причем сжимающее средство выполнено с возможностью перемещения в продольном направлении относительно удлиненного объекта (объектов) для сжатия уплотнителя и приведения его в уплотняющий контакт с удлиненным объектом (объектами).
Принимаем указанное техническое решения за ближайший аналог.
Технической задачей, на решения которой направлено заявленное решение являются создание надежного кабельного соединения, стойкого к воздействию агрессивной среды эксплуатации.
Технический результат, достигнутый при реализации заявляемого технического решения, заключается в повышении герметичности кабельного соединения в широком температурном диапазоне (-50+200°С).
Сущность заявленного технического решения заключатся в том, что герметичный кабельный ввод содержит оболочку, две корпусные торцевые детали, по меньшей мере, один электрический проводник и, по меньшей мере, один уплотнительный электроизоляционный компонент. По меньшей мере, один электрический проводник, помещен в среду, сформированную, по меньшей мере, одним электроизоляционным компонентом, при этом поверхность контакта электрического проводника с электроизоляционным компонентом, выполнена в виде лабиринтного уплотнения.
Лабиринтное уплотнение сформировано переменным поперечным сечением электрического проводника.
Внутренне пространство оболочки между двумя корпусными торцевыми деталями преимущественно заполнено, по меньшей мере, одним уплотнительным электроизоляционным компонентом. При этом между оболочкой и уплотнительным электроизоляционным компонентом выполнен деформационный зазор.
В одном из возможных вариантов реализации технического решения, две корпусные торцевые детали, соединены посредством болтового соединения с уплотнительными элементами.
Сущность заявленного технического решения поясняется, но не ограничивается приведенными графическими материалами:
фиг.1 - герметичный кабельный ввод, общий вид;
фиг.2 - герметичное кабельное уплотнение;
фиг.3 - вид проводника, на участке герметичного кабельного уплотнения.
Заявленное техническое решение содержит герметичный кабельный ввод, который может быть конструктивным элементов погружного электродвигателя или пакера нефтяной скважины, а также иной системы электротехнического оборудования требующей надежного герметичного кабельного подключения с разделением среды эксплуатации.
Герметичный кабельный ввод, приведенный на чертеже (фиг.) содержит оболочку 1, две корпусные торцевые детали 2; 3, по меньшей мере, один электрический проводник 4 и, по меньшей мере, один электроизоляционный компонент 5, который заполняет внутреннее пространство между торцевыми корпусными деталями 2; 3 и оболочкой 1. Указанные торцевые корпусные детали 2; 3, могут быть соединены посредством болтового соединения 6 с уплотнительными элементами 7. Торцевые корпусные детали 2; 3 герметичного кабельного соединения, могут являться частями корпуса 8 соединяемых устройств, например частей погружной насосной установки, при этом, как внутри, так и снаружи соединяемых устройств создана среда с высоким давлением и температурой.
По меньшей мере, один электроизоляционный компонент 5 формирует среду для установки, по меньшей мере, одного электрического проводника 4, который может быть представлен, в виде броникабеля с многослойной герметичной изоляцией относительно токопроводящей жилы. При этом, поверхность контакта электрического проводника с электроизоляционным компонентом, выполнена в виде лабиринтного уплотнения. Указанное лабиринтное уплотнение, может быть сформировано переменным поперечным сечением электрического проводника на участке 9, который, по меньшей мере, частично помещен в среду электроизоляционного компонента. Указанное переменное сечение может быть сформировано слоями изоляционной обмотки броникабеля.
Электроизоляционный компонент, может быть выполнен в виде цельнолитой полимерной вставки или из набора пластинчатых полимерных вставок с отверстиями под установку электрического проводника, элементов болтового соединения 6 и конструктивных элементов системы технологического оборудования, например, подвижных элементов погружной насосной установки. Корпусные торцевые детали 2; 3, посредством стягивания, обеспечивают необходимое усилие для деформации электроизоляционного компонента. При деформации электроизоляционный компонент герметизирует внутреннее пространство оболочки 1, при этом повышение надежности герметизации электрического проводника, обеспечивается увеличенной поверхностью контакта лабиринтного уплотнения. Выходное отверстие, по меньшей мере, одной корпусной торцевой детали 2, оснащено выходным полимерным изолятором 10. Надежность контакта соединяемых проводников может быть обеспечена контактной клеммой 11.
Между оболочкой 1 и уплотнительным электроизоляционным компонентом 5 выполнен деформационный зазор 12, что позволяет компенсировать температурные деформации уплотнительного электроизоляционного компонента без повреждения целостности изоляции электрического проводника 4. Деформационный зазор сконструирован с возможностью заполнения собственного объема при температурных изменениях объема уплотнительного электроизоляционного компонента 5, что позволяет уберечь кабельный ввод от разрушения, при этом сохраняя надежность уплотнения в широком диапазоне температур (-50+200°С).
Заявляемое решение способствует достижению указанного технического результата, повышая герметичность кабельного соединения и надежности кабельного уплотнения в широком диапазоне изменения температуры.