UA79809C2 - З'єднувальна муфта для коаксіальних кабелів - Google Patents

Abstract

З'єднувальна муфта (33) для з'єднування між собою двох коаксіальних кабелів (30, 32). Кожен кабель складається із центрального провідника (34, 35), оточеного провідником (36, 37) оболонки, яка містить з'єднані з коаксіальними кабелями (30, 32) частини (38, 39), кожна з яких має електрично з'єднаний з центральним провідником (34, 35) відповідного кабелю (30, 32) приєднувальний елемент (40, 41). При цьому призначена для утворення електричного контакту з приєднувальним елементом (40) першої частини (38) муфти, з можливістю переміщення встановлена з'єднувальна головка (42) другої частини (39) муфти спирається на її приєднувальний елемент (41) через пружинний елемент (43). Для простого і швидкого з’єднання коаксіальних кабелів з'єднувальна головка (42) має на своєму кінці кілька контактних пальців (46), введених у виконані в приєднувальному елементі (41) другої частини (39) муфти пази. На приєднувальному елементі (41) другої частини (39) встановлений контактний елемент (47), що має контактні поверхні для одного чи для кожного контактного пальця (46).

Description

Опис винаходу

Винахід стосується з'єднувальної муфти для коаксіальних кабелів згідно з обмежувальною частиною п. 1 2 формули винаходу.

Така муфта відома, наприклад, із (ЕР 0314299 АТ). Крім того, муфти для коаксіальних кабелів з підпружиненими з'єднувальними елементами відомі із публікацій (05 3,416,125, 05 4,012,105, 05 6,053,7771.

Така муфта може бути важливою у багатьох промислових застосуваннях, в яких коаксіальні кабелі мають бути швидко з'єднані і роз'єднані, наприклад, при проведенні робіт з технічного обслуговування. Зокрема така муфта може бути використана в разі жорстких коаксіальних кабелів, використовуваних, наприклад у ядерних установках для передачі електричних сигналів чи імпульсів.

В ядерних установках необхідно контролювати і при необхідності регулювати рівень робочого чи охолоджувального агента у закритому для огляду резервуарі, наприклад, рівень охолоджувального агента первинного контуру котла ядерного реактора, охолоджуваного водою під тиском. При цьому для вимірювання 12 Може бути застосований так званий принцип динамічного відбиття (ТОК - Чте-дотаїіп-геПесіотеїгу), відомий, наприклад, із ОЕ 19958584 С1. В принципі динамічного відбиття використовується ефект часткового відбиття введеного в антенну систему електромагнітного імпульсу при різкій зміні імпедансу між центральним проводом антени і електропровідною оболонкою, що як в коаксіальному кабелі оточує його.

Така раптова зміна імпедансу настає, наприклад, у разі, коли утворена таким чином антена із газоподібного середовища занурюється у рідину, оскільки імпеданс залежить від ємності між центральним провідником і оболонкою, яка у свою чергу залежить від діелектричної сталої середовища, що заповнює проміжок між центральним провідником і оболонкою. Таким чином, електромагнітний імпульс, підведений до виконаної таким чином антени, зануреної у середовище що підлягає контролю, частково відбивається на поверхні середовища.

Ще одне відбиття відбувається на зазвичай короткозамкнутому кінці антени. Оскільки швидкість розповсюдження с електромагнітного імпульсу в антені відома, різниця між значеннями часу пробігу імпульсу, відбитого від Ге) граничного шару, і імпульсу, відбитого від кінця антени, може служити мірою для положення граничного шару і, тим самим, засобом для визначення позиційного параметра, що характеризує положення граничного шару, причому в основу вимірювання може бути покладена в основному пропорційна залежність між значеннями часу пробігу і позиційним параметром. о

Для уможливлення застосування цього методу для діагностики і для контролю певного середовища у Га») закритому резервуарі необхідна передача електромагнітних імпульсів із зовні всередину резервуара і навпаки. З іншого боку, в залежності від виду і параметрів середовища в резервуарі може бути обов'язково необхідно або со принаймні дуже важливо забезпечити особливо високий ступінь герметичності резервуара. В залежності від. 3 пануючих в резервуарі робочих параметрів, наприклад, тиску і температури поміщеного в нього середовища, в

Зо окремих випадках мають бути висунуті особливо високі вимоги до застосовуваних електричних прохідних - пристроїв для введення і виведення електромагнітних імпульсів. Сказане дійсне також для передачі електромагнітних імпульсів із корпусу, що оточує котел ядерного реактора, охолоджуваного водою під тиском, до генератора імпульсів чи до вузла обробки і керування. «

Для передачі електромагнітних імпульсів між стінкою корпусу і котлом реактора можуть бути застосовані, З наприклад, жорсткі коаксіальні провідники, зокрема для забезпечення високої якості сигналу, необхідної для с надійного отримання результату вимірювання. Разом з тим, може виникнути потреба у забезпеченні доступу до з» котла ядерного реактора, наприклад при проведенні робіт з технічного обслуговування. Для уможливлення такого доступу з незначними витратами навіть при застосуванні нерухомих коаксіальних провідників потрібен з'єднувальний пристрій, який дозволить швидко і просто з'єднувати і роз'єднувати сегменти коаксіального провідника між обома згаданими прохідними пристроями. і Для забезпечення якомога менших перешкод і затухання електромагнітного імпульсу у такій системі також і у (се) місці з'єднання з'єднувальна муфта має відповідати високим вимогам. зокрема імпеданс по довжині провідника має бути сталим або принаймні не зазнавати різких змін, щоб у якомога більшій мірі уникнути зайвих відбиттів бо у місцях стрибків імпедансу, які перешкоджають вимірюванню. Особливо важливим для надійної передачі ав! 20 електромагнітного імпульсу є високоякісний електричний контакт між з'єднуваними муфтою провідниками.

В основу винаходу покладена задача розробки з'єднувальної муфти вказаного вище роду, яка забезпечує як со просте і швидке з'єднання, так і високу надійність електричного контакту між з'єднуваними коаксіальними провідниками.

Згідно з винаходом ця задача вирішена тим, що обернений до приєднувального елемента другої частини 29 муфти кінець з'єднувальної головки оснащений контактними пальцями, які входять у призначені для них пази в

ГФ) приєднувальному елементі другої частини муфти, причому в приєднувальному елементі другої частини муфти встановлений контактний елемент, який має контактні поверхні, призначені для одного чи для кожного о контактного пальця.

При цьому винахід виходить із того міркування, що механізм для з'єднання коаксіальних кабелів має бути 60 деко керованим, тобто має забезпечувати швидке і просте з'єднання і роз'єднання кабелів. Але одночасно під час експлуатації установки має бути забезпечений особливо ефективний електричний контакт між з'єднуваними муфтою коаксіальними провідниками. Для виконання цих в принципі протирічних одна одній вимог муфта оснащена пристроєм, який значною мірою посилює контакт між з'єднуваними провідниками. В ньому передбачене націлене використання протидійної сили пружинного елемента, причому пружина при з'єднанні бо коаксіальних провідників навантажується і тому створює постійно діюче на обидва провідники зусилля, яке сприяє електричному контакту.

Для забезпечення особливо щільного контакту між з'єднувальною головкою і приєднувальним елементом першої частини муфти з'єднувальна головка встановлена на приєднувальному елементі другої частини муфти з можливістю переміщення. При цьому при роз'єднаній муфті з'єднувальна головка займає таке положення, що при змиканні муфти приєднувальний елемент першої частини муфти зміщує з'єднувальну головку, встановлену на приєднувальному елементі другої частини муфти і при цьому напружує пружинний елемент. Утворена в результаті протидійна сила пружного елемента забезпечує тривале притискання з'єднувальної головки до першої частини муфти і, тим самим, надійне електричне з'єднання. Контактні пальці забезпечують як /о Чентрування з'єднувальної головки відносно поздовжньої осі муфти, так і утворення електричного контакту між з'єднувальною головкою і приєднувальним елементом другої частини муфти. Завдяки взаємодії контактних пальців з відповідними їм пазами і контактними поверхнями навіть при зміщенні з'єднувальної головки. у поздовжньому напрямку забезпечується достатній контакт з приєднувальним елементом, на якому вона встановлена.

Контактні пальці з'єднувальної головки охоплюють встановлений на приєднувальному елементі другої частини муфти контактний елемент, який служить для забезпечення електричного контакту між з'єднувальною головкою і приєднувальним елементом. В залежності від навантаження встановленого у з'єднувальній головці пружинного елемента контактні пальці прилягають до більшої чи меншої поверхні контактного елемента. Таким чином додатковою задачею контактного елемента є підтримання надійного електричного контакту між 2о З'єднувальною головкою і приєднувальним елементом другої частини муфти навіть при змінюваній довжині пружини.

З'єднувальна головка западає у заглибину, виконану в приєднувальному елементі першої частини муфти, таким чином, що відбувається її самоцентрування відносно поздовжньої осі муфти. При цьому з'єднувальна головка може мати опуклу форму, а взаємодіюча з нею заглибина у приєднувальному елементі першої частини сч г Муфти -ввігнуту форму, причому як з'єднувальна головка, так і заглибина мають симетрію обертання навколо поздовжньої осі муфти. Завдяки цьому забезпечується легке стикування з'єднувальної головки з другою і) частиною муфти, а також усунення небезпеки зміщення осей обох частин муфти при їх змиканні, що може призвести до небажаних перешкод у передачі електромагнітного імпульсу і, до того ж, може зробити неможливим з'єднання провідників оболонки. Ге! зо З технологічних міркувань найбільш придатною є конічна заглибина у приєднувальному елементі першої частини муфти, з якою взаємодіє виконана у формі зрізаного конуса з'єднувальна головка другої частини муфти. о

Упорний гвинт, встановлений на приєднувальному елементі другої частини муфти, утримує з'єднувальну оз головку і запобігає повному зніманню з'єднувальної головки при розімкнутій муфті.

Провідники оболонок кожної частини муфти доцільно оснастити монтажними фланцями, які забезпечують ме) зв взаємне механічне фіксування частин муфти. При цьому між монтажними фланцями доцільно встановити ї- кільцевий ущільнювальний елемент, який забезпечить герметичне замикання муфти.

Надійне механічне фіксування обох частин муфти доцільно здійснювати за допомогою запірного елемента, який дозволяє міцно утримувати обидві частини муфти. Запірний елемент має форму і конфігурацію, узгоджені з формою і конфігурацією монтажних фланців, і у складеному стані охоплює фланці. «

Запірний елемент є переважно затискним кільцем із пружною скобою, яка уможливлює особливо швидке пт») с просте з'єднання муфти.

Небажане затухання електромагнітного імпульсу може бути виключене чи принаймні значною мірою усунуте з завдяки тому, що імпеданси по довжині місця з'єднання мають бути незмінними або змінюватися лише незначною мірою. Для забезпечення цієї вимоги розміри відповідних складових, зокрема приєднувальних елементів і провідників оболонки, що охоплюють їх, мають бути відповідним чином розраховані. -І Переваги, досягнуті винаходом, полягають зокрема в тому, що завдяки застосуванню пружинного елемента для утворення електричного з'єднання між центральними провідниками коаксіальних кабелів була отримана ік проста і легка в обслуговуванні з'єднувальна муфта, яка забезпечує високоякісне електричне з'єднання між

Го! коаксіальними провідниками. Завдяки цьому відповідна винаходові з'єднувальна муфта може бути застосована сор також у разі високочутливих вимірювань, які потребують високої якості сигналу. Таким чином з'єднувальна о муфта особливо придатна для з'єднання коаксіальних провідників у ядерних установках при передачі сигналів

Ге) для проведення вимірювань з динамічним відбиттям.

Нижче приклад виконання винаходу детальніше пояснюється з використанням фігур. На них схематично зображено: фіг.1. система для контролю рівня наповнення закритого котла реактора, охолоджуваного водою під тиском,

ГФ) фіг.2. переріз муфти для коаксіального кабелю, ка фіг.3. переріз провідника оболонки коаксіального кабелю з запірним елементом, фіг.4. переріз провідника оболонки коаксіального кабелю з запірним елементом і ущільнювальним елементом 60 й й й й мо

Однакові елементи на всіх фігурах мають однакові позиційні позначення.

На фіг.1 зображена система 1 для контролю середовища М всередині закритого котла 2 охолоджуваного водою реактора ядерної установки. Котел 2 розміщений всередині закритого і лише умовно показаного на фіг.1 корпусу 4. Для здійснення обміну сигналами 5 котел 2 сигнальним проводом 6, пропущеним крізь корпус 4 через прохідний пристрій 8, зв'язаний з комунікаційним сполучним пристроєм 10. бо Як середовище М у прикладі виконання в котлі 2 поміщена вода МУ, яка служить охолоджувальним агентом первинного контуру ядерної установки. У нижній зоні котла вода МУ перебуває у так званому підохолодженому стані. У розміщеній над нею зоні, у якій відбувається нагрівання встановлених у котлі 2 ядерних тепловидільних елементів, утворюється фазова суміш МУ, О води МУ і бульбашок пари 0, що утворюється в ній.

Таким чином, наявне у котлі 2 середовище М має перший граничний шар 12 між водою МУ і фазовою сумішшю МУ,

ОР, і другий граничний шар 14 між фазовою сумішшю МУ, О і парою 0.

Під час роботи ядерної установки здійснюють контроль великої кількості експлуатаційних параметрів. При цьому серед інших може бути бажаним або й необхідним контроль положення граничних шарів 12, 14.

Положення граничного шару 14 може бути здійснене через вимірювання рівня наповнення. 70 Система 1 призначена для поточного визначення і контролю позиційних параметрів граничних шарів 12, 14.

Для цього система 1 виконана з можливістю використання так званого вимірювального принципу динамічного відбиття (ТОК - (тпе-дотаїп-геПесіотеїйгу). Для реалізації цього принципу вимірювання всередині котла 2 встановлений орієнтований в основному вертикально коаксіальний кабель 16, який служить як антена.

Коаксіальний кабель 16 через електричний прохідний пристрій 18 виведений із котла 2 і з'єднаний з сигнальним /5 проводом 6. Зв'язаний з сигнальним проводом 6 комунікаційний сполучний пристрій 10 зі свого боку з'єднаний з генератором 20 імпульсів, що виробляє електромагнітні імпульси, і з вузлом 22 обробки і керування, який містить модуль 24 виведення і модуль пам'яті 26. Самозрозуміло, що вузол 22 обробки і керування зв'язаний також з іншими, необхідними для нормальної роботи складовими такими, наприклад, як пристрій введення даних.

Система 1 зі своїми складовими цілеспрямовано орієнтована на використання вимірювального принципу динамічного відбиття. Для цього крім іншого бажана особливо високоякісна передача сигналу у призначених для цього провідниках, таких як сигнальний провідник 6. Для забезпечення якості сигналу сигнальний провідник б виконаний у вигляді жорсткого коаксіального кабелю.

Одначе для уможливлення проведення робіт з технічного обслуговування котла 2 ядерного реактора може с бути необхідним розбирання сигнального провідника 6 на окремі частини і повторного складання, і, наприклад, в різних місцях між прохідними пристроями 8 і 18 роз'єднувати і після закінчення технічного обслуговування і) швидко і просто знову з'єднувати. Для цього сигнальний провід 6 складається із кількох коаксіальних кабелів

ЗО, 32, рознімно з'єднаних між собою з'єднувальними муфтами 33.

Для того, щоб відповідати загалом високим вимогам до якості передачі сигналу, конструкція з'єднувальної Ге! зо МУфти 33 також цілеспрямовано орієнтована на досягнення цього результату. При цьому передбачено зокрема, що при загалом простому обходженні з нею з'єднувальна муфта 33 забезпечує особливо щільний електричний о контакт між центральними провідниками 34 і 35 з'єднуваних коаксіальних кабелів 30, 32. со

Як видно із фіг.2, коаксіальний кабель 30 і коаксіальний кабель 32 мають провідник 36 і 37 оболонки і центральний провідник 34 і 35 відповідно. Відповідно до цього з'єднувальна муфта 33, призначена для (22) зв електричного з'єднання коаксіальних кабелів 30, 32, складається із першої частини 38 муфти і другої частини ї- 39 муфти, причому коаксіальний кабель ЗО нерухомо з'єднаний з першою частиною 38 муфти, а коаксіальний кабель 32 нерухомо з'єднаний з другою частиною 39 муфти. Перша частина 38 муфти має приєднувальний елемент 40, з'єднаний з центральним провідником 34. Друга частина 39 муфти також має приєднувальний елемент 41, з'єднаний з центральним провідником 35. Для утворення особливо щільного контакту « приєднувальний елемент 41 має безпосередньо контактуючу з приєднувальним елементом 40 з'єднувальну 7-3 с головку 42, яка через пружинний елемент 43 встановлена на власне приєднувальному елементі 41. Пружина пружинного елемента 43 при змиканні муфти 33 напружується і завдяки своїй протидійній силі постійно ;» притискає з'єднувальну головку 42 до відповідної контактної поверхні приєднувального елемента 40 першої частини 38 муфти і забезпечує таким чином особливо надійне електричне з'єднання. Придатними пружинами є,

Наприклад, спіральні, тарілчасті, плоскі чи гвинтові пружини - як у наведеному прикладі виконання. -І Для забезпечення особливо простого механічного стикування з'єднувальної головки 42 і приєднувального елемента 40 і самоцентрування з'єднувальної головки 42 вона має опуклий - у прикладі виконання виконаний у і, формі зрізаного конуса - наконечник 44, який вставляється у призначену для цього, наприклад, ввігнуту

Го! заглибину 45 у приєднувальному елементі 40. Заглибина 45 у прикладі виконання виконана конічною і, таким бр чином, її форма узгоджена з формою наконечника 44 з'єднувальної головки 42. Високоякісний електричний о контакт між приєднувальним елементом 41 другої частини 39 муфти і з'єднувальною головкою 42 забезпечується

Ге) наявними у з'єднувальній головці 42 контактними пальцями 46. Вони охоплюють встановлений у приєднувальному елементі 41 контактний елемент 47 і - в залежності від навантаження пружинного елемента 43 -прилягають до більшої чи меншої частини поверхні контактного елемента 47. Контактні пальці 46 ковзають ов ВЗДОВЖ контактного елемента 47, причому у кожному положенні контактних пальців 46 забезпечується електричний контакт між з'єднувальною головкою 42 і приєднувальним елементом 41 другої частини муфти 39.

Ф) Завдяки цьому навіть при змінюваній довжині пружини гарантується високоякісний електричний контакт між ка з'єднувальною головкою 42 і приєднувальним елементом 41. З'єднувальна головка 42 утримується на приєднувальному елементі 41 упорним гвинтом 50. Таким чином усувається повне розкладання з'єднувальної бо головки 42 навіть при розімкнутій з'єднувальній муфті 33.

Кожен із провідників 36 і 37 оболонки, що охоплюють приєднувальні елементи 40 і 41 першої і другої частин 38 і 39 муфти оснащений монтажним фланцем 52, який забезпечує взаємне механічне фіксування першої і другої частин З8 і 39 муфти.

На фіг.3 зображений переріз провідників 36 і 37 оболонки першої і другої частин 38 і 39 муфти із запірним б5 елементом 54, який охоплює фланці 52 і таким чином механічно з'єднує між собою першу і другу частини 38 і 39 муфти; запірний елемент 52 виконаний, наприклад, у вигляді затискного кільця, стягнутого за допомогою не зображеної пружинної скоби.

На фіг.4 також зображений переріз провідників 36 і 37 оболонки першої і другої частин 38 і 39 муфти із запірним елементом 54, який охоплює монтажні фланці 52 і таким чином механічно з'єднує між собою першу і другу частини 38 і 39 муфти, причому між фланцями розміщений кільцевий ущільнювальний елемент 56.

Ущільнювальний елемент 56 дозволяє здійснити герметичне і надійне запирання з'єднувальної муфти 33 запірним елементом 54.

Перелік позиційних позначень 70 1 Система 2 Котел 4 Корпус б Сигнальний провід 8 Прохідний пристрій 10 Комунікаційний сполучний пристрій 12 Перший граничний шар 14 Другий граничний шар 16 Коаксіальний кабель 18 Прохідний пристрій 20 Генератор імпульсів 22 Вузол обробки і керування 24 Модуль виведення 26 Модуль пам'яті

ЗО Коаксіальний кабель се

З3 З'єднувальна муфта о 34 Центральний провідник 35 Центральний провідник

Зб Провідник оболонки 37 Провідник оболонки (о) 38 Перша частина муфти о 39 Друга частина муфти

Приєднувальний елемент с 41 Приєднувальний елемент Ф 42 З'єднувальна головка

Зо 43 Пружинний елемент в. 44 Наконечник

Заглибина 46 Контактний палець « 47 Контактний елемент 40 50 Упорний гвинт но) с 52 Монтажний фланець :з» 54 Запірний елемент 56 Ущільнювальний елемент

О Пара 75 З Сигнал -І

М Вода (се) М Середовище (ее) "7 Фо рмула винаходу іЧе) 1. З'єднувальна муфта (33) для з'єднування між собою двох коаксіальних кабелів (30, 32), кожен з яких складається із центрального провідника (34, 35), оточеної провідником (36, 37) оболонки, яка містить з'єднані 5о з коаксіальними кабелями (30, 32) частини (38, 39), кожна з яких має електрично з'єднаний з центральним

ГФ) провідником (34, 35) відповідного кабелю (30, 32) приєднувальний елемент (40, 41), причому призначена для утворення електричного контакту з приєднувальним елементом (40) першої частини (38) муфти, з можливістю ді переміщення встановлена з'єднувальна головка (42) другої частини (39) муфти спирається на її приєднувальний елемент (41) через пружинний елемент (43), яка відрізняється тим, що з'єднувальна головка (42) має на своєму 60 кінці кілька контактних пальців (46), введених у виконані в приєднувальному елементі (41) другої частини (39) муфти пази, причому на приєднувальному елементі (41) другої частини (39) встановлений контактний елемент (47), що має контактні поверхні для одного чи для кожного контактного пальця (46). 2. Муфта (33) за п. 1, яка відрізняється тим, що з'єднувальна головка (42) і приєднувальний елемент (40) першої частини (38) муфти мають таким чином взаємно узгоджені форми контактних поверхонь, що з'єднувальна бо головка (42) при складанні муфти із самоцентруванням відносно поздовжньої осі муфти (33) прилягає до

Claims (11)

1. приєднувального елемента (40) першої частини (38) муфти.
2. З.
3. Муфта (33) за пп. 1 або 2, яка відрізняється тим, що з'єднувальна головка (42) має виконаний у вигляді зрізаного конуса наконечник (44), який взаємодіє з виконаною у приєднувальному елементі (49) першої частини (38) муфти конічною заглибиною (45).
4. 4. Муфта (33) за одним із пп. 1-3, яка відрізняється тим, що з'єднувальна головка (42) упорним гвинтом (50) утримується на приєднувальному елементі (41) другої частини (39) муфти.
5. 5. Муфта (33) за одним із пп. 1-4, яка відрізняється тим, що в кожній частині (38, 39) муфти провідник (36, 37) оболонки, що охоплює приєднувальний елемент (40, 41), оснащений монтажним фланцем (52). 70
6. 6. Муфта (33) за п. 5, яка відрізняється тим, що містить розміщений між монтажними фланцями (52) кільцевий ущільнювальний елемент (56).
7. 7. Муфта (33) за пп. 5 або 6, яка відрізняється тим, що монтажні фланці (52) у змонтованому стані охоплені спільним запірним елементом (54).
8. 8. Муфта (33) за п. 7, яка відрізняється тим, що запірний елемент (54) має затискне кільце і пружинну скобу.
9. 9. Муфта (33) за п. 8, яка відрізняється тим, що містить розміщений між монтажними фланцями (52) кільцевий ущільнювальний елемент (56).
10. 10. Муфта (33) за пп. 8 або 9, яка відрізняється тим, що монтажні фланці (52) у змонтованому стані охоплені спільним запірним елементом (54).
11. 11. Муфта (33) за п. 10, яка відрізняється тим, що запірний елемент (54) має затискне кільце і пружинну 2о скобу. с (8) (22) о с (22)

    м. ші с з -І се) (ее) о 50 3е) Ф) іме) 60 б5