Кабельный ввод

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 9) (1 760560 А И 5 Н 01 В 17/ САНИЕ И ТЕН ЕЛЬСТВУ л и р О (Л 10 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВ(56) Авторское свидетельство СССР(57) Использование: изобретение относитсяк электротехнике и может быть использовано при прокладке кабелей через стены сооружений атомных электрических станций,Сущность; кабельный ввод состоит из цииндрического корпуса 1, к торцам которогориварены фланцы 2 и 3 с коническими Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при прокладке кабелей через стены сооружений атомных электрических станций,Известен, например, кабельный ввод, содержащий полый корпус с установленным в нем герметизирующим узлом, выполненным в виде втулки с отверстиями, через которые проходят жилы кабеля. залитые герметизирующим полимерным материалом.Недостатком данной конструкции является невысокая надежность ввода, При больших перепадах температуры, которые неизбежно возникают в условиях эксплуатации атомных электростанций, происходит усадка и отслоение полимера от ограничивающих его стенок втулки и от жип кабеля. Это приводит к потере герметичности вворезьбовыми отверстиями 4 под установку герметизирующих узлов, Каждый герметизирующий узел кабельного ввода содержит втулку 5 с проходящими сквозь нее жилами 6 кабеля 7, имеющими участки 8 со снятой изоляцией, Внутри втулки 5, вдоль ее оси. расположен конусный уппотнительный стержень 11, один конец которого через упор 12 связан с укрепленным на заглушке 9 сильфонным компенсирующим элементом 13, Для герметичной установки втулки 5 в отверстии 4 в кабел ном вводе предусмотрена уппотнительная гильза 19. Эта гильза имеет общие конические резьбовые соединения со втулкой 5 по своему внутреннему диаметру и с поверхностью отверстия 4 в торцовых фланцах 2 и 3 по внешнему, Эффект использования изобретения состоит в повышении надежности и упрощении ремонта. 2 ип,да. Кроме того, замена кабельного ввода данной конструкции весьма трудоемка, так как требует вмешательства в конструкцию самой проходки,Наиболее близким по своей технической сути является кабельный ввод, содержащий цилиндрический корпус и торцовые фланцы, в отверстиях которых установлены герметизирующие узлы, выполненные в виде заполненных герметизирующим материалом конусообразных втулок с проходящими через них жилами кабеля и уплотнительных гильз, имеющих конусные резьбовые соединения с втулками и с торцовыми фланцами. Втулка в этом устройстве представляет собой массивное тело с отверстиями для размещения отдельных жил кабеля. Отверстия могут быть выполнены двухступенчатыми, причем диаметр одной ступени соответствует диаметруизоляциипроводов кабеля, а диаметР дру гой ступени, расположенной на периферийных участках втулки, больше диаметра изоляции проводов кабеля.Недостатком данной конструкции является невысокая надежность кабельного ввода, так как при полимеризации герметизирующего материала возникают зазоры между стенками отверстий во втулке и герметизирующим наполнителем вследствие его естественной усадки. Кроме того, в процессе функционирования такого кабельного ввода в условиях повышенных температур и радиации происходит дополимеризация материала и другие изменения его структуры вплоть до растрескивания, Эти процессы приводят к дополнительным нарушениям герметичности ввода, исключить которые в процессе эксплуатации его конструкция не позволяет. К недостаткам этого кабельного ввода следует также отнести сложность его замены при выходе из строя, Такая замена связана с необходимостью нарушения контакта между герметизирующим материалом в области распорного кольца и манжет и внутренней поверхностью отверстия в торцовом фланце. Вместе с тем, для обеспечения герметичности ввода этот контакт должен быть достаточно надежным. В результате замена известного кабельного ввода достаточно трудоемка, а его надежность низкая.Цель изобретения - повышение надежности,Поставленная цель достигается тем. что кабельный ввод, содержащий согласно предлагаемого изобретения цилиндрический корпус и торцовые флан цы, в отверстиях которых установлены герметизирующие узлы, выполненные в виде заполненных герметизирующим материалом втулок с проходящими через них жилами кабеля и уплотнительных гильз, имеющих конусные резьбовые соединения с втулками и с торцовыми фланцами, снабжен установленным в каждом герметизирующем узле, связанным со втулкой сильфонным компенсирующим элементом и расположенным внутри нее конусным уплотнительным стержнем, установленным с возможностью перемещения вдоль оси втулки,На фиг.1 изображена принципиальная схема кабельного ввода; на фиг.2 - узел уплотнительного стержня,Кабельный ввод содержит цилиндрический корпус 1 и приваренные к нему торцовые фланцы 2 и 3, в конических резьбовых отверстиях А которых установлены герметизирующие узлы. Каждый герметизирующий узел выполнен в виде конусообразной втулки 5 с проходящими через них жилами 6 кабеля 7, имеющими участки 8 со снятой изоляцией, На своей внутренней поверхности втулка 5каждого герметизирующего узла имеет цилиндрическую резьбу, по которой в нее сдвух сторон ввернуты заглушки 9 и 10 с5 отверстиями под отдельные жилы 6 кабеля7. Внутри втулки 5 расположен конусныйуплотнительный стержень 11, установленный с возможностью перемещения вдольоси этой втулки 5, причем один конец стер 10 жня 11 через упор 12 связан с закрепленным на заглушке 9 сильфоннымкомпенсирующим элементом 13, а другойего конец выступает из втулки 5 через центральное отверстие в заглушке 10, упираясь15 в связанный с этой заглушкой колпачок 14.Этот конец имеет кроме того резьбовой участок 15 для размещения на нем, в отсутствие колпачка 14, опорной пружины 16 игайки 17, Все свободные внутренние поло 20 сти втулки 5 заполнены адгезивным герметизирующим материалом 18.Для герметичной установки втулки 5 врезьбовом отверстии 4 в кабельном вводепредусмотрена уплотнительная гильза 19,25 имеющая общие конические резьбовые соединения со втулкой 5 по своему внутреннему диаметру и с поверхностью отверстия 4в торцовых фланцах 2 и 3 по внешнему.Принцип сборки кабельного ввода и ра 30 боты его герметизирующего узла следующие,Сборка кабельного ввода осуществляется поэтапно, Предварительно разделенные,имеющие один или несколько участков со35 снятой изоляцией жилы б кабеля 7 пропускают через отверстия заглушки 9, послечего эту заглушку в сборе с упором 12, сильфонным компенсирующим элементом 13 иконусным уплотнительным стержнем 11 ус 40 танавливают во втулку 5 так, чтобы имеющиеся на жилах 6 участки 8 со снятойизоляцией находились посередине междуторцами втулки 5. Затем жилы 6 кабеля 7пропускают через отверстия заглушки 10,45 которую устанавливают на противоположном торце втулки 5 с меньшим внешнимдиаметром. На эту заглушку накручивают доупора колпачок 14, При этом он вдавливаетвнутрь втулки 5 контактирующий с ним ко 50 нец уплотнительного стержня 11, растягивая тем самым компенсирующийсильфонный элемент 13. В этом положениичерез специальные технологические отверстия в заглушке 10 производят заполнение55 втулки 5 герметиэирующим материалом 18,После заполнения всех свободных полостейвнутри втулки 5 герметизирующим материалом 18 технологические отверстия закрывают резьбовыми пробками и этот материалподвергается полимеризации, 1760560В процессе полимеризации с помощью колпачка 14 производят программированное перемещение уплотнительного стержня 11 в направлении заглушки 10, Это достигается периодическим откручиванием колпачка 14, приводящим к сжатию предварительно растянутого сильфонного компенсирующего элемента 13.В результате сжатия сильфонного компенсирующего элемента 13 уменьшается его внутренний объем и излишек герметизирующего материала выдавливается внутрь втулки 5, Кроме того, происходящее при этом перемещение уплотнительного стержня 11 в направлении заглушки 10 приводит к увеличению средней площади поперечного сечения его участка, находящегося между торцами втулки 5, то есть к созданию внутри втулки избыточного давления Л Р, Механизм развития этого давления схематически показан на фиг.2. Если обозначить площади поперечных сечений конусного уплотнительного стержня 11 в плоскостях А и В через Яд и Яв соответственно, то его средняя площадь на участке АВ внутри втулки 5 равна Ядв = (Яд+ Яв)/2.При смещении стержня 11 на величину ЬХ в направлении Х относительно корпуса втулки 5 это значение возрастает на величинудбдвЛХ щ а (1) где Одв - средний диаметр конусного уплотнительного стержня на участке АВ, 19 а - конусность уплотнительного стержня.В результате объем Ч, занимаемый уплотнительным стержнем внутри втулки 5, соответственно возрастает на величинуЬч= двоих (2).При неизменном суммарном объеме герметизирующего материала это приводит к повышению давления внутри втулки наЧ х(3) где х - объем, сжимаемость герметика. а Чо - его начальный объем,Естественно, что в случае уменьшения суммарного объема герметизирующего материала вследствие его полимеризации данный эффект приводит к компенсации этого уменьшения, сохраняя тем самым герметичность ввода,Этот же эффект можно использовать для поддержания герметичности кабельного ввода в процессе его эксплуатации, для этого после окончания процесса полимеризации и установки втулки 5 в торцовой фланец с помощью уплотнительной гильзы 19, которая за счет конусной резьбы обеспечивает герметичное уплотнение кабельноговвода как по внешней поверхности втулки 5, так и по внутренней поверхности резьбового отверстия 4, колпачок 14 заменяют опорной пружиной 16 и гайкой 17, За счет накручивания гайки 17 на уплотнительный стержень 11 создаются усилия Е, перемещающие этот стержень в направлении Х (фиг,2), то есть к заглушке 10 (фиг.1). Эти усилия поддерживаются в определенном интервале смещений Л Х вблизи заданного значения с помощью пружины 16, опирающейся на заглушку 10, Поэтому до тех пор, пока герметизирующий материал обладает необходимыми упругими свойствами, любые нарушения герметичности ввода за счет усадки герметика или его микрорастрескивания будут устраняться зэ счет перемещения конусного уплотнительного стержня 11 под действием усилий Г,Подготовленную таким образом втулку 5 с кабелем 7 устанаваливают во фланец 2 и одновременно по часовой стрелке вкручивают уплотнительную гильзу 19, посредством накручивания ее конусной резьбы на конусную резьбу 4 втулки 5.При этом в случае несовпадающего шага резьбы на этих трех резьбовых деталях за счет угла конусности, дост.бегающего 2 О воз. можен некоторый проворот в пределах 360720 втулки 5 вокруг собственной оси.Поскольку в заявляемой конструкции кабель по всей своей длинен не закреплен, т.е, находится в укладочных трубах. внутренний диаметр которых на несколько миллиметров больше внешнего диаметра кабеля, э длина кабеля достаточно велика (больше 1 м), этот проворот легко компенсируется за счет скручивающих упруих деформаций кабеля. Для минимизации этих деформаций целесообразно выполнять коническую резьбу на деталях 2,5 и 19 с одинаковым шагом,В этом случае проворот втулки 5 при ее уплотнении во фланце 2 находится в пределах 30,90 Я, обеспечивая тем самым практическое исключение вращения кабеля 7 и его жил 8,В условиях эксплуагации собранного ввода для поддержания определенного значения силы Р необходимо лишь периодически подтягивать гайку 17 в процессе технических обслуживаний кабельного ввода, В тех же случаях, когда с помощью такой операции не удается восстановить герме 55 В рамках предлагаемой конструкции она проводится с помощью уплотнительной гильзы 19. Эти гильзы выворачивают из про 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 тичность ввода, проводят его замену тивоположных отверстий во фланцах 2 и 3, после чего кабель 7 легко извлекается изпроходки вместе с находящимися на нем втулками 5. Установка нового комплекта производится в обратном порядке без какого-либо вмешательства в конструкцию проходки.Таким образом, преимуществами предлагаемой конструкции кабельного ввода по сравнению с прототипом является то, что она обеспечивает более высокую герметичность в течение более длительного срока эксплуатации (утечки не фиксируются при давлении 10 кГс/см ) и значительно упро 2щает процедуру его ремонта, включающего замену герметизирующих узлов,Перечисленные преимущества резко повышают межремонтный ресурс предлагаемого кабельного ввода и удобства по обслуживанию и ремонту проходок для контрольных кабелей на АЭС,Использование предлагаемого кабельного ввода в атомной энергетике позволит снизить допустимый уровень утечек радионуклидов в окружающую среду через защитную оболочку и тем самым улучшить экологическую обстановку в зоне АЭС. 5 Формула изобретенияКабельный ввод, содержащий цилиндрический корпус с торцовыми фланцами, вотверстиях которых установлены герметизирующие узлы, выполненные в виде запол 10 ненных герметизирующим материаломконусообразных втулок с проходящими через них жилами кабеля и уплотнительныхгильз, имеющих конусные резьбовые соединения с втулками и с торцовыми фланцами,15 о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения надежности, снабжен установленным в каждом герметизирующем узле,связанным со втулкой сильфонным компенсирующим элементов и расположенным20 внутри нее конусным уплотнительным стержнем, установленным с возможностью перемещения вдоль оси втулки,1760560 Оl Составитель А.Осецкийдактор М,Стрельникова Техред М,Моргентал Корректор С,Юс Тираж Подписноественного комитета по изобретениям и открыти 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 и ГКНТ СССР изводственно Заказ 3189 ВНИИП