ВОДООХЛАЖДАЕМЫЙ КАБЕЛЬ

Полезная модель относится к электротехнике, преимущественно к кабельной технике, а именно к конструкциям водоохлаждаемых кабелей, и может быть использована для токоподводов мощных электропечей, сварочных агрегатов и т.п.
Известно устройство «Hochstrom-mehrfachkabel mit kabelkopf - Сильноточный многожильный кабель с наконечником» (см. патент DE 2341900, H01B 7/29; H01B 9/00; H01B 7/17; H01B 9/00 опубликован 1975-02-27). Такой кабель снабжен наконечником, имеет защитную наружную оболочку, прикрепленную к наконечнику с помощью металлических бандажей, и эластичную распорную трубку по оси конструкции с элементами, разделяющими кабели, внутри которой установлен дроссель. Однако из-за неравномерности нагрузки на элементы кабеля происходит интенсивный износ оболочки в местах касания скрепляющих и фиксирующих элементов.
Известен кабель со средством защиты от механических повреждений, выполненным в виде втулок из диэлектрического материала, установленных на изделии вплотную друг к другу с возможностью свободного смещения вдоль изделия, при этом втулки выполнены с вырезами, размеры которых зависят от минимально допустимого радиуса изгиба кабеля (см. описание к авт. свид. SU 1350666, H01B 7/18, опубликовано 07.11.1987). Такая конструкция сложна в изготовлении и ненадежна из-за большого количества защитных элементов.
Ближайшим по технической сущности, принятым за прототип, является «Water-cooled heavy-current cable - Водоохлаждаемый сильноточный кабель» (патент DE 3420821, H01B 7/34, H01B 9/00, опубликовано 1988-01-21), содержащий металлический наконечник с каналом для охлаждающей жидкости, токопроводящие жилы, соединенные с наконечником, внешний и опорный шланги, образующие каналы для прохода охлаждающей жидкости.
Однако в указанном кабеле срок службы снижен, так как в процессе работы особенно на мощных дуговых печах в результате электродинамических воздействий (раскачиваний, соударений и рывков) кабель изгибается, вызывая интенсивный износ внешней оболочки в местах касания скрепляющих и фиксирующих элементов. При этом могут изнашиваться от деформаций при значительных усилиях сжатия-растяжения при изгибе и сами токопроводящие жилы.
Задачей полезной модели является повышение срока службы кабеля. С этой целью в конструкции известного кабеля, содержащего металлический наконечник с каналом для охлаждающей жидкости, токопроводящие жилы, соединенные с наконечником, наружный рукав и опорный шланг, образующий канал для прохода охлаждающей жидкости, новым является то, что на торцах наружного рукава (по месту закрепления на наконечнике) выполнено утолщение расчетной длины L с коническим переходом к основной толщине. Длину утолщения рассчитывают по формуле:
3d<L<8d,
где d - диаметр кабеля.
Длина конусной части К составляет 0,2-0,5L. Высота утолщения - приращение радиуса зависит от используемого материала, связана с размером конусности и длины и составляет для резинотканевого рукава (ГОСТ 5398-76) 2-2,5 мм. Наилучшим материалом для утолщения является ткань капроновая кордная ГОСТ 24221-94.
На фиг. 1 показан внешний вид заявляемого устройства в рабочем положении при изгибе с минимально допустимым радиусом R, на фиг. 2 - продольное сечение заявляемого устройства.
Водоохлаждаемый кабель состоит из наконечников 1, к которым присоединены токопроводящие жилы 2, располагающиеся поверх опорного шланга 3, образующего канал 8-9 для прохода охлаждающей жидкости. Поверх опорного шланга 3 установлен резинотканевый наружный рукав 4, который заходит частью внутренней поверхности на наконечник 1. Поверх части наружного рукава 4, прилегающей к каждому наконечнику 1, начиная от торца рукава 4, сформировано цилиндрическое утолщение 5 длиной L, сходящее на ноль в виде конической поверхности 6 длиной K с конусностью C=1:7, образованное намоткой капроновой кордной ткани. Поверх утолщения 5, 6 и остальной боковой поверхности наружного рукава 4 установлена резиновая защитная оболочка 7. Крепление наружного рукава и защитной оболочки к наконечнику осуществляют с помощью хомутов (на фиг. 2 не показаны). Наконечники 1 жестко закреплены в подвижной 10 и неподвижной части 11 питаемого и питающего агрегатов.
min
min
min
Наиболее технологично задавать размер переходного участка конусностью C=1:7 (ГОСТ Р 53440-2009 «Основные нормы взаимозаменяемости. Характеристики изделий геометрические. Нормальные конусности и углы конусов»), что соответствует углу при вершине величиной 8° 10' 16'', при этом условии длина конусной части K составляет 0,2-0,5L. Оптимальная длина цилиндрической части утолщения L определена экспериментально: 3d<L<8d, и ее среднее значение примерно соответствует наименьшему допустимому радиусу изгиба кабеля R. Ширина интервала значений длин цилиндрической и конической частей утолщения позволяет использовать конструкцию утолщения примерно одной длины для всего ряда типоразмеров выпускаемых кабелей. При размерах L меньше 3-х диаметров кабеля устройство теряет свою эффективность, так как при этом допускается изгиб кабеля в месте присоединения наконечника менее допустимого минимального радиуса гиба R, что приводит к недопустимым деформациям токопроводящих жил кабеля. При размерах L больше 8-и диаметров кабеля устройство теряет свою эффективность, так как при этом полностью исключается изгиб кабеля в месте присоединения наконечника менее минимально допустимого радиуса гиба Rкабеля. Аналогично состоит дело с интервалом значений длин конической части K.
Устройство работает следующим образом. При знакопеременном изгибе, как показано на фиг. 1, кабель получает дополнительную прочность в месте приложения максимальной нагрузки.
Такое устройство позволяет усилить прочность кабеля именно в месте приложения эксплуатационных нагрузок. Использование заявляемой полезной модели позволит по сравнению с прототипом повысить срок службы кабеля.