Универсальный ввод электрических кабелей

Полезная модель относится к электротехническому оборудованию, а именно к вводу электрических кабелей в барокамеру, с их уплотнением при наличии избыточного давления. Цель полезной модели - повышение технологичности путем упрощения конструкции и расширения допусков на изготовление, а также обеспечение возможности многократного использования. Указанная цель достигается тем, что в универсальном вводе электрических кабелей, содержащем корпус с U-образными направляющими, установленные в них, наборные пластины с полуцилиндрическими пазами на сопрягаемых поверхностях, при стыковке, образующие между собой цилиндрические отверстия различных диаметров, а также уплотняющие и прижимные элементы, корпус выполнен из двух стенок с отверстиями, одна из которых имеет по периметру внутренний не замкнутый выступ и

при соединении со второй стенкой образует упомянутые U-образные направляющие, а уплотняющие элементы представляют собой разрезные диэлектрические втулки с внутренней цилиндрической и наружной конической поверхностями, кроме того при наличии неиспользованных цилиндрических отверстий в них могут устанавливаться заглушки в виде цилиндров с фланцами на торцах. При осуществлении полезной модели может быть получен технический результат, заключающийся в получении простого и универсального устройства для проведения испытаний изделий на устойчивость работы при избыточном давлении воздуха, уменьшении расходов на эти испытания и снижение себестоимости выпускаемой продукции.

Полезная модель относится к электротехническому оборудованию, а именно к вводу электрических кабелей в барокамеру, с их уплотнением при наличии внутреннего избыточного давления.

Цель полезной модели - повышение технологичности изготовления путем упрощения конструкции и повышение универсальности - обеспечением возможности многократного использования конструкции.

Уровень техники

Известен герметичный кабельный ввод, содержащий корпус, нажимной элемент в виде усеченной многогранной пирамиды с количеством граней, соответствующим числу отверстий под кабели и цельный уплотнительный элемент из электроизоляционного материала с отверстиями под кабели и центральным отверстием под упомянутый нажимной элемент (А.С. СССР 1561144, МКИ⁵ Н02G 3/22, 1987 г., опубл. Бюл. 16, 1990 г.) [1].

При работе с устройством кабели пропускают через отверстия уплотнительного элемента и устанавливают в его центральном отверстии нажимной элемент, перемещают последний в осевом направлении и уплотняют кабели за счет радиального усилия, создаваемого ребрами усеченной пирамиды.

Недостатками известного кабельного ввода являются малая универсальность, обусловленная:

- невозможностью его применения для уплотнения кабелей, с установленными на концах разъемами, т.к. диаметр разъема значительно

превышает диаметр провода кабеля (в отдельных случаях в 2-3 раза), а в отверстиях уплотнительного элемента с диаметрами разъемов невозможно уплотнить провода кабелей, в виду больших зазоров и несоразмерной им деформации уплотнительного элемента под воздействием нажимного элемента;

- невозможностью использования всей площади уплотнительного элемента для отверстий ввода кабелей, поскольку в его центре устанавливается нажимной элемент и, при одинаковых размерах с заявляемым устройством, в последнем возможно размещение большего количества отверстий для ввода кабелей.

Известен многожильный герметичный электроввод, содержащий корпус с крышкой, нажимной элемент (конический штифт с резьбовой частью) и коаксиально расположенные уплотнительные элементы из электроизоляционного материала, при сопряжении образующие цилиндрические отверстия под кабели, при этом во внутреннем уплотнительном элементе выполнено центральное отверстие под упомянутый нажимной элемент (А.С. СССР 506065, М.Кл.² Н01В 17/26, 1974 г., опубл. Бюл. 9, 1976 г.) [2].

При работе с устройством кабели пропускают через отверстия, образованные уплотнительными элементами и устанавливают в центральном отверстии внутреннего уплотнительного элемента нажимной элемент, перемещают последний в осевом направлении и уплотняют кабели за счет радиального усилия создаваемого конусом.

Недостатками известного кабельного ввода являются:

- малая универсальность, обусловленная невозможностью использования всей площади уплотнительного элемента для отверстий ввода кабелей, поскольку в его центре устанавливается нажимной элемент и, при одинаковых размерах с заявляемым устройством, в последнем возможно размещение большего количества отверстий для ввода кабелей;

- неэкономичность ремонта, поскольку, при выходе из строя (при многократном использовании) уплотнительного элемента из

изоляционного материала, например фторопласта, рассчитанного на большое количество кабелей, необходима его замена целиком, тогда как в заявляемом устройстве требуется замена только одного уплотнительного элемента, рассчитанного на один кабель.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству выбран герметичный ввод электрических кабелей по Авторскому свидетельству СССР 1122242, МКИ³ Н02G 3/22, 1980 г., опубл. Бюл. 40, 1984 г.[3].

Устройство, выбранное в качестве прототипа содержит, корпус с выступами на внутренней поверхности, в корпусе установлены упругие пластины (элементы) из эластомерной вспененной композиции, на сопрягаемых поверхностях которых выполнены открытые пазы (полуцилиндрической формы), а на несопрягаемых сторонах - ребра, располагающиеся между упомянутыми выступами корпуса, при стыковке упругие пластины образуют между собой цилиндрические отверстия для размещения кабелей, в устройстве также имеются прижимные пластины, расположенные по торцам каждой упругой пластины и соединенные между собой, кроме того в незадействованные отверстия могут быть установлены цилиндрические заполнительные пробки (заглушки) из того же материала, что и упругие пластины.

При работе с устройством - прототипом, после установки в корпус упругих пластин (элементов), для полного заполнения проходов прикладывают нагрузку к противоположным поверхностям конструкции и сжимают эластомерный разбухающий материал упругих пластин до герметичного уплотнения с корпусом, друг с другом и кабелями при помощи прижимных пластин.

Устройство - прототип позволяет осуществлять герметичный ввод различного количества электрических кабелей разных диаметров, но имеет недостатки:

- необоснованная сложность и, соответственно нетехнологичность конструкции (выступы на внутренней поверхности корпуса и ребра на несопрягаемых сторонах упругих пластин, по два

упругих элемента на каждой упругой пластине и т.д.), при применении для электрического подключения приборов испытываемых в барокамере на устойчивость работы при избыточном давлении, где не требуется полная герметизация, а лишь уплотнение для минимизации утечек воздуха из рабочего объема с постоянной компенсацией этих утечек;

- невозможность многократного использования из-за применения упругих пластин (элементов) из эластомерного разбухающего материала, при эксплуатации которых возникает не упругая, а пластическая деформация в зоне уплотнения кабелей.

Целью полезной модели является повышение технологичности путем упрощения конструкции и расширения допусков на изготовление, а также повышение универсальности - обеспечением возможности многократного использования.

Указанная цель достигается тем, что в универсальном вводе электрических кабелей, содержащем корпус с U-образными направляющими, установленные в них, наборные пластины с полуцилиндрическими пазами на сопрягаемых поверхностях, при стыковке, образующих между собой цилиндрические отверстия различных диаметров, а также уплотняющие и прижимные элементы, корпус выполнен из двух стенок с центральными отверстиями, одна из которых имеет внутренний выступ и при соединении со второй (плоской) стенкой образует упомянутые U-образные направляющие, а уплотняющие элементы представляют собой разрезные втулки из электроизоляционного материла с внутренней цилиндрической и наружной конической поверхностями.

Раскрытие полезной модели

При изготовлении и проверке различных изделий электронной техники после сборки и регулировки проводят испытания на устойчивость работы при избыточном давлении воздуха (2-5 ати).

Изделие загружают в барокамеру (объем 4-5 м³), подключают его (изделие) к приборам стенда контроля, при помощи компрессора

или от магистрали сжатого воздуха, создают испытательное давление и выдерживают прибор во включенном состоянии необходимое время (20-30 минут), при этом контролируют работу электронной системы.

Электрические подключения изделия осуществляют через отверстие (отверстия) в барокамере для этого используют уплотняемый фланец (или фланцы, при большом количестве подключаемых кабелей) с разъемами (для снижения затрат применяют не герметичные разъемы, так как, цена герметичных разъемов в несколько раз выше). К внутренней стороне разъемов фланца подключают штатные кабели изделия при помощи дополнительных (технологических) кабелей, а к внешней - кабели стенда контроля. Поскольку разъемы во фланце не герметичны происходит некоторая утечка воздуха из камеры. Для компенсации падения давления регулируют производительность компрессора или магистрали, т.е. осуществляют непрерывную "подкачку" и обеспечивают необходимое постоянное давление внутри камеры, контролируя его по манометру.

Оснастка и, соответственно описываемые испытания являются дорогостоящей процедурой, поскольку номенклатура изготавливаемых изделий постоянно увеличивается, а для каждого типа изделий необходимо изготавливать оригинальные уплотняемые фланцы с разъемами и большое количество дополнительных (технологических) кабелей (20-30 штук). Кроме того, применяемые разъемы (даже не герметичные) это дорогостоящие покупные изделия, да и изготовление комплекта дополнительных (технологических) кабелей, подключаемых к испытываемому прибору внутри барокамеры, также дорого и трудоемко.

В связи с вышеизложенным возникает необходимость в универсальной оснастке для всей номенклатуры изделий (с учетом ее увеличения), с целью снижения затрат на испытания и обеспечения возможности многократного использования, т.е. снижение себестоимости выпускаемой продукции.

При этом подобная универсальная оснастка должна быть простой и удобной в эксплуатации и рассчитана на весь диапазон количества кабелей различных диаметров.

Оптимальным решением задачи снижения цены и обеспечения универсальности, является применение корпуса, внутри которого в направляющих установлены наборные пластины с достаточным количеством полуцилиндрических пазов, при стыковке образующих между собой полные цилиндрические отверстия для пропускания и уплотнения кабелей стенда контроля. Поскольку на концах кабелей установлены разъемы, размеры которых превышают размеры проводов кабеля, отверстия ввода и выполняются разъемными. При этом исключаются дополнительные (внутренние, технологические) кабели с разъемами, а также переходные разъемы на упомянутом фланце (фланцах).

Положительный эффект от использования полезной модели заключается в получении простого и универсального устройства для проведения испытаний изделий на устойчивость работы при избыточном давлении воздуха, уменьшении расходов на эти испытания и снижение себестоимости выпускаемой продукции.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 изображен универсальный ввод электрических кабелей, вид спереди; на фиг.2 - то же, разрез А-А на фиг.1, латинской буквой Р и стрелкой обозначено давление и направление его действия; на фиг.3 - наборные пластины; на фиг.4 - кабель с разрезным уплотняющим элементом.

Универсальный ввод электрических кабелей состоит из корпуса 1 с U-образными направляющими 2, образованными двумя стенками 3 и 4 с центральными отверстиями 5 и 6, при этом стенка 3 имеет внутренний выступ 7, а стенка 4 - плоская, в направляющих 2 установлены наборные пластины 8 с полуцилиндрическими пазами 9 на сопрягаемых поверхностях, при стыковке, образующие между собой цилиндрические отверстия 10 различных диаметров, уплотняющие элементы 11 в виде разрезных диэлектрических втулок с внутренней цилиндрической и наружной конической поверхностями, а также прижимные элементы 12 и 13 в виде пластин с крепежными изделиями, кроме того

при наличии неиспользованных отверстий 10 в них могут устанавливаться заглушки 14 в виде цилиндров с фланцами на торцах.

При работе с заявляемым устройством плоскую стенку 4 закрепляют на фланце входного отверстия барокамеры (на чертеже не обозначено), на нее устанавливают стенку 3 с выступом 7, при соединении стенки 3 и 4 образуют корпус 1 с U-образными направляющими 2, в последние устанавливают наборные пластины 8, при стыковке, образующие отверстия 10, на кабели (на чертеже не обозначены) надевают уплотняющие элементы 11 - разрезные втулки, раздвигают пластины 8 и вставляют в их отверстия 10 через центральные отверстия 5 и 6 корпуса 1 кабели с надетыми элементами 11, при наличии незадействованных отверстий 10 в них устанавливают заглушки 14. Прикладывают нагрузку к пластинам 8 при помощи прижимных элементов 12 и крепежных изделий с фронтальной части и элемента 13 с несопрягаемой поверхности верхней пластины 8, при этом происходит уплотнение пластин 8 со стенкой 4 корпуса 1, пластин 8 между собой, наружных конических поверхностей уплотняющих элементов 11 с полуцилиндрическими пазами 9 отверстий 10 и внутренних цилиндрических поверхностей элементов 11 с кабелями, а также (при необходимости) уплотнение заглушек 14 в незадействованных отверстиях 10. При нагнетании давления в барокамере происходит дополнительное уплотнение элементов конструкции 11, 14 и кабелей стенда контроля в отверстиях 10 пластин 8.

Осуществление полезной модели

Разработана конструкция универсального ввода электрических кабелей. Устройство содержит стальной корпус 1 с U-образными направляющими 2, образованными стенками 3 и 4 с размерами 260×260×20 мм и центральными отверстиями 5 и 6 с размерами 150×150 мм, при их соединении между собой болтами М 6×40 (на чертеже не обозначены), при этом стенка 4 плоская, а на внутренней поверхности стенки 3 имеется выступ 7 высотой 10 мм и шириной 20 мм U-образного контура (верхняя полка

отсутствует) для возможности доступа к направляющим 2 с верхней части корпуса 1. Направляющие 2, в которых установлены с зазором 2 мм, для снижения точности изготовления (расширение допусков на обработку), шесть стальных наборных пластин 8 с размерами 218×50×8 мм, на сопрягаемых поверхностях которых выполнено различное количество полуцилиндрических пазов с радиусами от 5 до 25 мм (при необходимости диапазон размеров может быть увеличен), при стыковке пластин 8 образующие между собой цилиндрические отверстия 10, соответственно с диаметрами от 10 до 50 мм, рассчитанные на весь диапазон вводимых кабелей. Уплотняющие элементы 11, которые представляют собой, разрезные в осевом направлении, втулки из полиамида блочного ПА6, обладающего электроизоляционными свойствами, с внутренними цилиндрическими поверхностями с диаметрами от 5 до 40 мм и наружными поверхностями в виде усеченных конусов с уклоном 5-10°, высотами 20-30 мм и диаметрами основания от 20 до 60 мм. Два вертикальных стальных прижимных элемента 12 с размерами 260×25×8 мм и один горизонтальный стальной прижимной элемент 13 с размерами 260×25×12 мм, при этом элементы 12 и 13 уплотняют сопрягаемые элементы конструкции посредством болтов M 10×40 мм. Кроме того, в устройстве могут использоваться стальные заглушки 14 в виде цилиндров, в соответствии с диаметрами отверстий 10 и фланцами, с диаметрами несколько большими диаметров цилиндров, на торцах.

Работа с универсальным вводом электрических кабелей описана в разделе "Краткое описание чертежей".

Универсальный ввод электрических кабелей, содержащий корпус с U-образными направляющими, установленные в них наборные пластины с полуцилиндрическими пазами на сопрягаемых поверхностях, при стыковке образующие между собой цилиндрические отверстия различных диаметров, а также уплотняющие и прижимные элементы, отличающийся тем, что корпус выполнен из двух стенок с отверстиями, одна из которых имеет внутренний выступ и при соединении со второй стенкой образует упомянутые U-образные направляющие, а уплотняющие элементы представляют собой разрезные диэлектрические втулки с внутренней цилиндрической и наружной конической поверхностями.