Предлагаемый герметичный ввод относится к области электротехники и предназначен для использования в ракетной технике при строительстве специальных фортификационных сооружений (СФС), подвергающимся внешним силовым воздействиям, в том числе поражающим факторам многократных ядерных взрывов и сопутствующих пожаров.The proposed pressurized input relates to the field of electrical engineering and is intended for use in rocketry during the construction of special fortifications (SPS) that are exposed to external forces, including the damaging factors of multiple nuclear explosions and related fires.
Известно много герметичных вводов, например для атомных электростанций или подводных лодок наиболее близких по условиям эксплуатации, например герметичный кабельный ввод (патент RU 2336587, H01B), состоящий из металлического корпуса, герметизированного фланцами с обеих сторон, внутри которого пропущены электрические проводники, представляющие собой отрезки кабеля с жаростойкой минеральной изоляцией.Many sealed glands are known, for example, for nuclear power plants or submarines closest to the operating conditions, for example, a sealed cable gland (patent RU 2336587, H01B), consisting of a metal casing sealed with flanges on both sides, inside of which electric conductors, which are segments cable with heat-resistant mineral insulation.
Наиболее близок по технической сути известный герметичный кабельный ввод (патент RU 2291507, H01B), содержащий цилиндрический металлический корпус с присоединенным к его торцам фланцем, имеющим отверстия в которые впаяны кабели с минеральной изоляцией. В качестве изоляторов используются изоляторы из оксидной керамики с напылением вместо пайки титана, а способ изготовления заключается в том, что присоединение изоляторов к металлической оболочке кабелей производится методом активной пайки системой AgCuTi в вакуумной печи. Недостатком известных вводов является то, что они имеют значительные габариты, неудобны для монтажа в СФС и, самое главное, не способны противостоять воздействию сверхвысоких внешних нагрузок.The closest in technical essence to the well-known sealed cable entry (patent RU 2291507, H01B), containing a cylindrical metal case with a flange attached to its ends, with openings in which cables with mineral insulation are soldered. As insulators, insulators made of oxide ceramic with sputtering are used instead of soldering titanium, and the manufacturing method is that the insulators are connected to the metal sheath of the cables by active soldering using the AgCuTi system in a vacuum furnace. A disadvantage of the known inputs is that they have significant dimensions, are inconvenient for installation in the SFS and, most importantly, are not able to withstand the effects of ultra-high external loads.
Технический результат достигается тем, что в герметический ввод, содержащий полый корпус с соединителями по торцам, электрические провода, расположенный в полом корпусе фиксирующий элемент, в переднюю части полого корпуса со стороны внешнего воздействия введена силовая диафрагма, снабженная отверстиями для прохода проводов с жаростойкой изоляцией. Силовая диафрагма имеет конусное сопряжение с полым корпусом и фиксируется стопорным кольцом. В задней части полого корпуса установлен металлокерамический модуль, состоящий из обечайки, токовводов и керамического изолятора, размещенного во внутренней проточке обечайки. Обечайка имеет резьбовые соединения с полым корпусом и с задним фланцем. Задний фланец выполнен с кольцевым выступом на внешней поверхности. Отверстия в силовой диафрагме и контакты соединителей расположены соосно токовводам металлокерамического модуля. Электрическая связь между контактами соединителей обеспечивается подпайкой отрезков проводов с жаростойкой изоляцией к контактам соединителей и токовводов. По торцам полого корпуса в передней его части и в заднем фланце размещены соединители в полостях, заполненных вязким герметиком холодного отверждения.The technical result is achieved by the fact that a power diaphragm equipped with holes for passage of wires with heat-resistant insulation is inserted into the hermetic inlet containing a hollow body with connectors at the ends, electric wires, a fixing element located in the hollow body, from the external impact side, The power diaphragm has a tapered interface with a hollow body and is fixed by a lock ring. A ceramic-metal module is installed in the back of the hollow body, consisting of a shell, current leads, and a ceramic insulator located in the inner groove of the shell. The shell has threaded connections with a hollow body and with a rear flange. The rear flange is made with an annular protrusion on the outer surface. The holes in the power diaphragm and the contacts of the connectors are aligned with the current leads of the ceramic-metal module. The electrical connection between the contacts of the connectors is provided by soldering the pieces of wire with heat-resistant insulation to the contacts of the connectors and current leads. At the ends of the hollow body, in the front part and in the rear flange, connectors are placed in cavities filled with a viscous cold-curing sealant.
Силовая диафрагма, обечайка и токовводы выполнены из титанового сплава. Соединение керамического изолятора с обечайкой и токовводами осуществляется пайкой медно-серебрянным припоем ПСр-72 в вакуумной печи при температуре 820°C. Керамический изолятор дополнительно фиксирован в обечайке заливкой компаундом (например ПДИ-ЗАК) слоем 1+0,5 мм. Силовая диафрагма дополнительно зафиксирована в полом корпусе заливкой компаундом слоем 1+0,5 мм. Резьбовые соединения выполняются с использованием клея (например, ВК-9) с предварительным вакуумированием его в течение 5 минут.Power diaphragm, shell and current leads are made of titanium alloy. The connection of the ceramic insulator with the shell and current leads is carried out by soldering with PSr-72 copper-silver solder in a vacuum furnace at a temperature of 820 ° C. The ceramic insulator is additionally fixed in the shell by filling with a compound (for example PDI-ZAK) with a layer of 1 +0.5 mm. The power diaphragm is additionally fixed in the hollow body by filling the compound with a layer of 1 +0.5 mm. Threaded connections are performed using glue (for example, VK-9) with preliminary evacuation for 5 minutes.
Способ изготовления герметичного ввода осуществляется в следующем порядке. Изготовление металлокерамического модуля начинается с подгонки сопрягающихся поверхностей обечайки и токовводов с керамическим изолятором. Соединение обечайки и токовводов с керамическим изолятором осуществляется пайкой медно-серебрянным припоем ПСр-72 в вакуумной печи при температуре 820°C. К токовводам подпаиваются провода с жаростойкой изоляцией с обоих сторон керамического изолятора. Дополнительно фиксируют керамический изолятор во внутренней проточке обечайки заливкой компаундом слоем 1+0,5 мм. Подвергают металлокерамический модуль испытаниям на герметичность инертным газом давлением 150-200 атмосфер в течение 20...30 секунд. Наносят на резьбу металлокерамического модуля клей, предварительно вакуумируя его в течение 5 минут. Соединяют металлокерамический модуль с полым корпусом и с задним фланцем. Устанавливают силовую диафрагму, совмещая ее отверстия соосно с соответствующими контактами соединителей и токовводами, тем самым исключают перехлест проводов с жаростойкой изоляцией, чем достигается минимальный расход проводов и минимальный размер герметичного ввода. Пропускают через отверстия силовой диафрагмы провода с жаростойкой изоляцией. Силовую диафрагму фиксируют в полом корпусе стопорным кольцом. Подпаивают провода к контактам соединителя в передней части полого корпуса. Силовая диафрагма дополнительно фиксируется в полом корпусе заливкой компаундом слоем 1+0,5 мм. Подпаивают провода к контактам соединителя заднего фланца. Предварительно устанавливают соединители в посадочные полости и вводят под соединители вязкий герметик холодного отверждения. Попеременно затягивают элементы крепления соединителей, при этом выдавливаются излишки герметика, окончательно крепят соединители.A method of manufacturing a sealed input is carried out in the following order. The manufacture of the ceramic-metal module begins with the fitting of the mating surfaces of the shell and current leads with a ceramic insulator. The shell and current leads are connected to the ceramic insulator by soldering with PSr-72 copper-silver solder in a vacuum furnace at a temperature of 820 ° C. Wires with heat-resistant insulation on both sides of the ceramic insulator are soldered to the current leads. Additionally, a ceramic insulator is fixed in the inner groove of the shell by pouring a compound with a layer of 1 +0.5 mm. The ceramic-metal module is subjected to leak tests with an inert gas pressure of 150-200 atmospheres for 20 ... 30 seconds. Apply glue to the thread of the cermet module, previously evacuating it for 5 minutes. The ceramic-metal module is connected with a hollow body and with a rear flange. The power diaphragm is installed, combining its openings coaxially with the corresponding contacts of the connectors and current leads, thereby eliminating overlapping of wires with heat-resistant insulation, thereby achieving a minimum wire consumption and a minimum size of the hermetic input. Wire with heat-resistant insulation is passed through the holes of the power diaphragm. The power diaphragm is fixed in the hollow body by the circlip. Solder the wires to the connector pins in the front of the hollow body. The power diaphragm is additionally fixed in the hollow body by filling the compound with a layer of 1 +0.5 mm. Solder the wires to the contacts of the rear flange connector. The connectors are pre-installed in the landing cavities and a viscous cold-curing sealant is introduced under the connectors. Alternately tighten the fasteners of the connectors, while squeezing excess sealant, finally fasten the connectors.
Предлагаемое изобретение представлено на чертежах фиг. 1, фиг. 2. На фиг. 1 представлено изображение герметичного ввода в разрезе. На фиг. 2 представлен общий вид герметичного ввода.The invention is presented in the drawings of FIG. 1, FIG. 2. In FIG. 1 is a sectional view of a sealed input. In FIG. 2 shows a General view of the sealed input.
Представленный на фиг. 1 и фиг. 2, герметичный ввод состоит из соединителей 1, установленных в передней части полого корпуса 3 и в заднем фланце 14. В передней части полого корпуса 3 установлена силовая диафрагма 5, имеющая конусное сопряжение с полым корпусом, фиксированная в полом корпусе стопорным кольцом 4. В заднюю часть полого корпуса 9 введен металлокерамический модуль, состоящий из обечайки 10, керамического изолятора 12 и токовводов 13. Соединение керамического изолятора 12 с обечайкой 10 и токовводами 13 выполнено пайкой 11 медно-серебрянным припоем ПСр-72. Обечайка 10 имеет резьбовое соединение с полым корпусом 9 и с задним фланцем 14. Объемы A залиты на высоту 1+0,5 мм компаундом, например ПДИ-ЗАК, для дополнительной фиксации силовой диафрагмы 5 в полом корпусе 3 и керамического изолятора 12 во внутренней проточке обечайки 10. Полости около соединителей заполнены вязким герметиком холодного отверждения 15. Электрическая связь между контактами соединителей обеспечивается подпайкой проводов с жаропрочной изоляцией 7 к токовводам 13 и к контактам соединителей 1. Герметичный ввод крепится болтами 2 к закладной трубе 8, вваренной в герметичную оболочку 6 СФС. На заднем фланце 14 на внешней его поверхности выполнено кольцевое утолщение 16. Смысл кольцевого утолщения 16 заключается в том, что при креплении болтами за переднюю часть полого корпуса герметичный ввод представляет собой консоль и в результате воздействия сверхвысоких сейсмических, вибрационных и ударных нагрузок полый корпус может быть деформирован, тем самым может быть нарушена его герметичность. Кольцевое утолщение 16 на конце заднего фланца имеет минимальный зазор с закладной трубой и, упираясь в закладную трубу, не дает возможности отклоняться и вибрировать полому корпусу.Presented in FIG. 1 and FIG. 2, the hermetic inlet consists of connectors 1 installed in the front of the hollow body 3 and in the rear flange 14. In the front of the hollow body 3, a power diaphragm 5 is installed, having a conical interface with the hollow body, fixed in the hollow body by the locking ring 4. In the rear part of the hollow body 9, a ceramic-metal module is introduced, consisting of a shell 10, a ceramic insulator 12 and current leads 13. The connection of the ceramic insulator 12 with a shell 10 and current leads 13 is made by soldering 11 with a silver-silver solder ПСр-72. The shell 10 has a threaded connection with the hollow body 9 and with the rear flange 14. The volumes A are filled to a height of 1 +0.5 mm with a compound, for example PDI-ZAK, for additional fixation of the power diaphragm 5 in the hollow body 3 and the ceramic insulator 12 in the inner groove shells 10. The cavities near the connectors are filled with a viscous cold-curing sealant 15. The electrical connection between the contacts of the connectors is provided by soldering wires with heat-resistant insulation 7 to the current leads 13 and to the contacts of the connectors 1. The sealed input is bolted 2 to the a laid pipe 8, welded into a sealed sheath 6 SPS. An annular thickening 16 is made on the rear flange 14 on its outer surface 16. The meaning of the annular thickening 16 is that when bolted to the front of the hollow body, the hermetic inlet is a console and as a result of the action of ultrahigh seismic, vibration and shock loads, the hollow body can be deformed, thus, its tightness may be impaired. The annular thickening 16 at the end of the rear flange has a minimum clearance with the embedded pipe and, resting against the embedded pipe, does not allow deviation and vibration of the hollow body.
Изготовление и испытания опытных образцов в полной мере подтвердили их стойкость к внешним воздействиям и технологичность в изготовления.The manufacture and testing of prototypes fully confirmed their resistance to external influences and manufacturability in manufacturing.
