SU1760560A1 - Кабельный ввод - Google Patents

Abstract

Использование: изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано при прокладке кабелей через стены сооружений атомных электрических станций. Сущность: кабельный ввод состоит из цилиндрического корпуса 1. к торцам которого приварены фланцы 2 и 3 с коническими резьбовыми отверсти ми 4 под установку герметизирующих узлов. Каждый герметизирующий узел кабельного ввода содержит втулку 5 с проход щими сквозь нее жилами 6 кабел  7, имеющими участки 8 со сн той изол цией. Внутри втулки 5, вдоль ее оси. расположен конусный уплотнительный стержень 11, один конец которого через упор 12 св зан с укрепленным на заглушке 9 сильфонным компенсирующим элементом 13. Дл  герметичной установки втулки 5 в отверстии 4 в кабельном вводе предусмотрена уплотнительна  гильза 19. Эта гильза имеет общие конические резьбовые соединени  со втулкой 5 по своему внутреннему диаметру и с поверхностью отверсти  4 в торцовых фланцах 2 и 3 по внешнему. Эффект использовани  изобретени  состоит в повышении надежности и упрощении ремонта 2 ил. (Л

Description

Изобретение относитс  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 отверсти ми, через которые проход т жилы кабел , залитые герметизирующим полимерным материалом .

Недостатком данной конструкции  вл етс  невысока  надежность ввода. При больших перепадах температуры, которые неизбежно возникают в услови х эксплуатации атомных электростанций, происходит усадка и отслоение полимера от ограничивающих его стенок втулки и от жил кабел . Это приводит к потере герметичности ввода . Кроме того, замена кабельного ввода данном конструкции весьма трудоемка, так как требует вмешательства в конструкцию самой проходки.

Наиболее близким по своей технической сути  вл етс  кабельный ввод, содержащий цилиндрический корпус и торцовые фланцы, в отверсти х которых установлены герметизирующие узлы, выполненные в виде заполненных герметизирующим материалом конусообразных втулок с проход щими через них жилами кабел  и уплотнительных гильз, имеющих конусные резьбовые соединени  с втулками и с торцовыми фланцами. Втулка в этом устройстве представл ет собой массивное тело с отверсти ми дл  размещени  отдельных жил кабел . Отверсти  могут быть выполнены двухступенчатыми, причем диаметр одной ступени соответствует диаметру

СЛ

О

изол ции проводов кабел , а диаметр другой ступени, расположенной на периферийных участках втулки, больше диаметра изол ции проводов кабел .

Недостатком данной конструкции  вл етс  невысока  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 функционировани  такого кабельного ввода в услови х повышенных температур и радиации происходит деполимеризаци  материала и другие изменени  его структуры вплоть до растрескивани . Эти процессы привод т к дополнительным нарушени м герметичности ввода, исключить которые в процессе эксплуатации его конструкци  не позвол ет. К недостаткам этого кабельного ввода следует также отнести сложность его замены при выходе из стро . Така  замена св зана с необходимостью нарушени  контакта между герметизирующим материалом в области распорного кольца и манжет и внутренней поверхностью отверсти  в торцовом фланце. Вместе с тем, дл  обеспечени  герметичности ввода этот контакт должен быть достаточно надежным. В результате замена известного кабельного ввода достаточно трудоемка, а его надежность низка .

Цель изобретени  - повышение надежности .

Поставленна  цель достигаетс  тем. что кабельный ввод, содержащий согласно предлагаемого изобретени  цилиндрический корпус и торцовые фланцы, в отверсти х которых установлены герметизирующие узлы, выполненные в виде заполненных герметизирующим материалом втулок с проход щими через них жилами кабел  и уплотнительных гильз, имеющих конусные резьбовые соединени  с втулками и с торцовыми фланцами, снабжен установленным в каждом герметизирующем узле, св занным со втулкой силь- фонным компенсирующим элементом и расположенным внутри нее конусным уплот- нительным стержнем, установленным с возможностью перемещени  вдоль оси втулки.

На фиг.1 изображена принципиальна  схема кабельного ввода: на фиг.2 - узел уп- лотнительного стержн .

Кабельный ввод содержит цилиндрический корпус 1 и приваренные к нему торцовые фланцы 2 и 3, в конических резьбовых отверсти х 4 которых установлены герметизирующие узлы. Каждый герметизирующий узел выполнен в виде конусообразной втулки 5 с проход щими через них жилами 6 кабел  7, имеющими участки 8 со сн той изол цией. На

своей внутренней поверхности втулка 5 каждого герметизирующего узла имеет цилиндрическую резьбу, по которой в нее с двух сторон ввернуты заглушки 9 и 10 с

отверсти ми под отдельные жилы 6 кабел  7. Внутри втулки 5 расположен конусный уплотнительный стержень 11, установленный с возможностью перемещени  вдоль оси этой втулки 5, причем один конец стер0 жн  11 через упор 12 св зан с закрепленным на заглушке 9 сильфонным компенсирующим элементом 13, а другой его конец выступает из втулки 5 через центральное отверстие в заглушке 10, упира сь

5 в св занный с этой заглушкой колпачок 14. Этот конец имеет кроме того резьбовой участок 15 дл  размещени  на нем, в отсутствие колпачка 14, опорной пружины 16 и гайки 17. Все свободные внутренние поло0 сти втулки 5 заполнены адгезивным герметизирующим материалом 18.

Дл  герметичной установки втулки 5 в резьбовом отверстии 4 в кабельном вводе предусмотрена уплотнительна  гильза 19.

5 имеюща  общие конические резьбовые соединени  со втулкой 5 по своему внутреннему диаметру и с поверхностью отверсти  4 в торцовых фланцах 2 и 3 по внешнему. Принцип сборки кабельного ввода и ра0 боты его герметизирующего узла следующие .

Сборка кабельного ввода осуществл етс  поэтапно. Предварительно разделенные, имеющие один или несколько участков со

5 сн той изол цией жилы 6 кабел  7 пропускают через отверсти  заглушки 9, после чего эту заглушку в сборе с упором 12, сильфонным компенсирующим элементом 13 и конусным уплотнительным стержнем 11 ус0 танавливают во втулку 5 так, чтобы имеющиес  на жилах 6 участки 8 со сн той изол цией находились посередине между торцами втулки 5. Затем жилы 6 кабел  7 пропускают через отверсти  заглушки 10,

5 которую устанавливают на противоположном торце втулки 5 с меньшим внешним диаметром. На эту заглушку накручивают до упора колпачок 14. При этом он вдавливает внутрь втулки 5 контактирующий с ним ко0 нец уплотнительного стержн  11, раст гива  тем самым компенсирующий сильфонный элемент 13. В этом положении через специальные технологические отверсти  в заглушке 10 производ т заполнение

5 втулки 5 герметизирующим материалом 18. После заполнени  всех свободных полостей внутри втулки 5 герметизирующим материалом 18 технологические отверсти  закрывают резьбовыми пробками и этот материал подвергаетс  полимеризации.

В процессе полимеризации с помощью колпачка 14 производ т программированное перемещение уплотнительного стержн  11 в направлении заглушки 10. Это достигаетс  периодическим откручиванием колпачка 14, привод щим к сжатию предварительно раст нутого сильфонного компенсирующего элемента 13.

В результате сжати  сильфонного компенсирующего элемента 13 уменьшаетс  его внутренний объем и излишек герметизирующего материала выдавливаетс  внутрь втулки 5. Кроме того, происход щее при этом перемещение уплотнительного стержн  11 в направлении заглушки 10 приводит к увеличению средней площади поперечного сечени  его участка, наход щегос  между торцами втулки 5, то есть к созданию внутри втулки избыточного давлени  Д Р. Механизм развити  этого давлени  схематиче- ски показан на фиг.2. Если обозначить площади поперечных сечений конусного уплотнительного стержн  11 в плоскост х А и В через SA и SB соответственно, то его средн   площадь на участке АВ внутри втулки 5 равна SAB (5д + 5в)/2

При смещении стержн  11 на величину ДХ в направлении X относительно корпуса втулки 5 это значение возрастает на величи- ну ч

dS - dAB AXtg a(1)

где dAB - средний диаметр конусного уплотнительного стержн  на участке АВ tg а - конусность уплотнительного стержн 

В результате объем V. занимаемый уп- лотнительным стержнем внутри втулки 5. соответственно возрастает на величину

Д V dS ДХ(2).

При неизменном суммарном объеме герметизирующего материала это приводит к повышению давлени  внутри втулки на

где х - объем, сжимаемость герметика, a V0 - его начальный объем

Естественно, что в случае уменьшени  суммарного объема герметизирующего материала вследствие его полимеризации данный эффект приводит к компенсации этого уменьшени , сохран   тем самым гер- метичность ввода.

Этот же эффект можно использовать дл  поддержани  герметичности кабельного ввода в процессе его эксплуатации, дл  этого после окончани  процесса полимери- зации и установки втулки 5 в торцовой фланец с помощью уплотнительной гильзы 19, котора  за счет конусной резьбы обеспечивает герметичное уплотнение кабельного

ввода как по внешней поверхности втулки 5, так и по внутренней поверхности резьбового отверсти  4, колпачок 14 замен ют опорной пружиной 16 и гайкой 17. За счет накручивани  гайки 17 на уплотнительный стержень 11 создаютс  усили  F, перемещающие этот стержень в направлении X (фиг.2), то есть к заглушке 10 (фиг. 1) Эти усили  поддерживаютс  в определенном интервале смещений Д X вблизи заданного значени  с помощью пружины 16, опирающейс  на заглушку 10. Поэтому до тех пор, пока герметизирующий материал обладает необходимыми упругими свойствами, любые нарушени  герметичности ввода за счет усадки герметика или его микрорастрескивани  будут устран тьс  за счет перемещени  конусного уплотнительного стержн  11 под действием усилий F.

Подготовленную таким образом втулку 5 с кабелем 7 устанаваливэют во фланец 2 и одновременно почасовой стрелке вкручивают уплотнительную гильзу 19, посредством накручивани  ее конусной резьбы на конусную резьбу 4 втулки 5

При этом в случае несовпадающего шага резьбы на этих трех резьбовых детал х за счет угла конусности, достигающего 2° воз можен некоторый проворен в пределах 360°. .720° втулки 5 вокруг собственном оси

Поскольку в за вл емой конструкции кабель по всей своей длинен не закреплен, т.е. находитс  в укладочных трубах внутренний диаметр которых на несколько миллиметров больше внешнего диаметра кабел , а длина кабел  достаточно велика (больше 1 м), этот проворот легко компенсируетс  за счет скручивающих упругих деформаций кабел . Дл  минимизации этих деформаций целесообразно выполн ть коническую резьбу на детал х 2,5 и 19с одинаковым шагом

В этом случае проворот втулки 5 при ее уплотнении во фланце 2 находитс  в пределах 30°...90°, обеспечива  тем самым практическое исключение вращени  кабел  7 и его жил 8.

В услови х эксплуатации собранного ввода дл  поддержани  определенного значени  силы F необходимо лишь периодически подт гивать гайку 17 в процессе технических обслуживании кабельного ввода . В тех же случа х, когда с помощью такой операции не удаетс  восстановить герметичность ввода, провод т его замену.

В рамках предлагаемой конструкции она проводитс  с помощью уплотнительной гильзы 19. Эти гильзы выворачивают из противоположных отверстий во фланцах 2 и 3, после чего кабель 7 легко извлекаетс  из

проходки вместе с наход щимис  на нем втулками 5. Установка нового комплекта производитс  в обратном пор дке без какого-либо вмешательства в конструкцию проходки .

Таким образом, преимуществами предлагаемой конструкции кабельного ввода по сравнению с прототипом  вл етс  то, что она обеспечивает более высокую герметичность в течение более длительного срока эксплуатации (утечки не фиксируютс  при давлении 10 кГс/см2) и значительно упрощает процедуру его ремонта, включающего замену герметизирующих узлов.

Перечисленные преимущества резко повышают межремонтный ресурс предлагаемого кабельного ввода и удобства по обслуживанию и ремонту проходок дл  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.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Кабельный ввод, содержащий цилиндрический корпус с торцовыми фланцами, в отверсти х которых установлены герметизирующие узлы, выполненные в виде заполненных герметизирующим материалом конусообразных втулок с проход щими через них жилами кабел  и уплотнительных гильз, имеющих конусные резьбовые соединени  с втулками и с торцовыми фланцами,

   отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности, снабжен установленным в каждом герметизирующем узле, св занным со втулкой сильфонным компенсирующим элементов и расположенным

   внутри нее конусным уплотнительным стержнем , установленным с возможностью перемещени  вдоль оси втулки.

   «/ ,

   1LJ .Ј/ JL

   Фиг. 2

   F

   V