Полевой кабель

Классификация по МПК: H01B

Патентная информация
Патент на изобретение №: 
2368968
Дата публикации: 
Воскресенье, Сентябрь 27, 2009
Начало действия патента: 
Вторник, Ноябрь 20, 2007

Изобретение относится к кабельной технике, в частности к электрическим кабелям связи многократного применения. Кабель имеет токопроводящие жилы, изоляционно-защитную оболочку и грузонесущий элемент, расположенный под указанной оболочкой. С каждой из сторон строительной длины кабеля установлены соединительные полумуфты, в корпусе каждой из которых размещаются контактная колодка, к которой припаиваются токопроводящие жилы кабеля, уплотнительные элементы, а также узел крепления грузонесущего элемента кабеля. Узел крепления выполнен в виде зажимного элемента, состоящего из двух составных частей, каждая из которых выполнена в виде разрезного вдоль оси усеченного конуса и либо упорной конусной поверхности, расположенной в средней части внутренней поверхности корпуса, либо зажимной втулки с внутренней конической поверхностью, расположенной в средней части корпуса. Зажимной элемент расположен за контактной колодкой, взаимодействует своими коническими поверхностями с конической поверхностью корпуса или зажимной втулки и имеет ребристую внутреннюю поверхность, которая взаимодействует с поверхностью изоляционно-защитной оболочки кабеля. Технический результат - повышение разрывной прочности кабеля в месте его заделки в полумуфту без нарушения целостности изоляционно-защитных покровов этого кабеля. 4 ил.


Предлагаемый полевой кабель относится к кабельной технике, в частности к электрическим кабелям связи многократного применения.

Известны электрические кабели связи многократного использования с витыми токопроводящими жилами (патент США №3772454, МПК Н01В 7/00 (174/113R); патент США №3684821, МПК Н01В 7/00 (174/102SC); патент США №4039743, МПК Н01В 11/02 (174/114R); патент США №436422, МПК Н01R 4/24; патент Англии №1311552, МПК Н01В 7/04 (Н01А); патент Англии №1164256, МПК Н01В 7/00 (Н01А); патент Англии №1138653, МПК Н01В 7/00 (Н01А)). Однако данные кабели малопригодны для полевой эксплуатации, имеют неудовлетворительные массогабаритные характеристики и не обеспечивают требуемую разрывную прочность в месте заделки кабеля в соединительную арматуру.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к предлагаемому кабелю является кабель П-296М (технические условия ТУ 16-505.293-81, «Кабель дальней связи полевой П-296М и комплектующие изделия»), выбранный в качестве прототипа. Строительная длина данного кабеля имеет токопроводящие жилы, изоляционно-защитную оболочку и грузонесущий элемент (оплетка из 38 стальных проволок), расположенный под указанной оболочкой, который фиксируется в полумуфте с помощью пайки к втулке. При этом строительная длина оснащена с каждой из сторон соединительными полумуфтами, в каждой из которых размещаются контактная колодка, к которой припаиваются токопроводящие жилы кабеля, хвостовые и торцевые уплотнительные элементы, размещаемые со стороны ввода кабеля в полумуфту и с внешней стороны контактной колодки соответственно.

Недостаток данной конструкции состоит в том, что она не позволяет зафиксировать грузонесущий элемент, совмещенный с токоведущей жилой кабеля, например сталемедной жилой. Кроме того, при монтаже полумуфты производится разделка кабеля с удалением отдельных защитных покровов (защитного шланга), что неприемлемо для кабелей, имеющих одну изоляционно-защитную оболочку.

Поставленная задача состоит в повышении разрывной прочности кабеля, например, со сталемедными жилами в месте его заделки в полумуфту без нарушения целостности изоляционно-защитных покровов этого кабеля.

Технический результат достигается за счет следующего. В полевом кабеле связи многократного применения имеются токопроводящие жилы, изоляционно-защитная оболочка и грузонесущий элемент, расположенный под указанной оболочкой. С каждой из сторон строительной длины кабеля установлены соединительные полумуфты, в корпусе каждой из которых размещаются контактная колодка, к которой припаиваются токопроводящие жилы кабеля, уплотнительные элементы, а также узел крепления грузонесущего элемента кабеля. При этом указанный узел крепления грузонесущего элемента кабеля выполнен в виде зажимного элемента, состоящего из двух составных частей, каждая из которых выполнена в виде разрезного вдоль оси усеченного конуса и либо упорной конусной поверхности, расположенной в средней части внутренней поверхности корпуса, либо зажимной втулки с внутренней конической поверхностью, расположенной в средней части корпуса. Зажимной элемент расположен за контактной колодкой, взаимодействует своими коническими поверхностями с конической поверхностью корпуса или зажимной втулки и имеет ребристую внутреннюю поверхность, которая взаимодействует с поверхностью изоляционно-защитной оболочки кабеля.

Сопоставительный анализ заявленного устройства с прототипом показывает, что предлагаемый кабель имеет ряд общих конструктивных элементов с прототипом, но отличается наличием дополнительных элементов. Таким образом, заявленное устройство отличается наличием дополнительных элементов. Таким образом, заявленное устройство соответствует критерию изобретения «новизна».

Сравнение заявленного устройства с другими аналогичными техническими решениями, в том числе и с прототипом, показывает, что введение дополнительных элементов в конструкцию полумуфты, их взаимное расположение и форма позволяют достичь требуемого технического результата - повышение разрывной прочности кабеля со сталемедными жилами в месте его заделки в полумуфту без нарушения целостности изоляционно-защитных покровов этого кабеля. Это позволяет сделать вывод о существенности отличительных признаков заявленного кабеля в сравнении с известными аналогами и прототипом, т.е. предлагаемое техническое решение имеет изобретательский уровень.

Анализ конструкции предлагаемого кабеля показывает, что данное техническое решение является промышленно применимым, поскольку обеспечивает достижение конкретного технического результата и может быть воспроизведено на современных предприятиях кабельной промышленности.

Сущность предлагаемого изобретения можно уяснить из фиг.1, на которой в разрезе представлен предлагаемый кабель, армированный полумуфтой с внутренней конусной поверхностью на корпусе, фиг.2, на которой в разрезе представлены кабель и указанная полумуфта с внутренней конусной поверхностью на зажимной втулке. На фиг.3 и фиг.4 более подробно показано взаимодействие зажимного элемента с кабелем, конусными поверхностями корпуса и зажимной втулки, где обозначено:

1 - корпус полумуфты;

2 - контактная колодка;

3 - контакты контактной колодки;

4 - места пайки жил кабеля к контактам контактной колодки;

5 - токопроводящие жилы кабеля, совмещенные с грузонесущим элементом;

6 - изоляционно-защитная оболочка кабеля;

7 - уплотнительные элементы;

8 - шайба;

9 - хвостовая гайка;

10 - зажимной элемент;

11 - зажимная втулка;

12 - зажимная шайба;

13 - фиксатор;

14 - коническая поверхность корпуса;

15 - коническая поверхность зажимной втулки;

16 - ребристая поверхность зажимного элемента;

17 - зажимная гайка;

18 - сквозные отверстия в шайбе;

19 - пайка.

Конструктивная взаимосвязь элементов предлагаемого армированного кабеля состоит в следующем. В корпусе 1 полумуфты размещена контактная колодка 2, к контактам 3 которой припаяны (места пайки - 4) токопроводящие жилы 5 кабеля с изоляционно-защитной оболочкой 6. С хвостовой и торцевой стороны полумуфты имеются уплотнительные элементы 7, как правило, резиновые. Фиксация элементов конструкции полумуфты производится с помощью шайбы 8 и хвостовой гайки 9. Кроме того, в средней части корпуса 1 полумуфты размещены зажимной элемент 10 и фиксирующий элемент (для полумуфты без зажимной втулки 11), состоящий из зажимной шайбы 12 и собственно фиксатора 13, который может быть выполнен в виде, например, завязанных в узел жил 5 кабеля. Зажимной элемент 10 размещен в непосредственном контакте с конической поверхностью 14 корпуса 1 или с конической поверхностью 15 зажимной втулки 11. Причем элемент 10 состоит из двух равных половин, внутренняя (прилегающая к изоляционно-защитной оболочки 6 кабеля) сторона которых имеет ребристую поверхность 16. Для полумуфты с зажимной втулкой 11 начальную фиксацию зажимного элемента 10 на кабеле можно произвести с помощью зажимной гайки 17. Вариант фиксатора 13 для полумуфты без зажимной втулки показан на фиг.3 и может быть выполнен, например, в виде шайбы со сквозными отверстиями 18, на внешней стороне которых токопроводящие жилы кабеля 6 фиксируются с помощью пайки 19.

Устройство (без зажимной втулки) работает следующим образом. В исходном состоянии (после монтажа полумуфты на каждой из сторон строительной длины кабеля) зажимной элемент 10 лишь касается своими ребристыми поверхностями 16 изоляционно-защитной оболочки 6 кабеля, не повреждая ее. Данное обстоятельство имеет особую важность для кабелей, предназначенных для длительной эксплуатации.

При приложении к армированному кабелю продольных растягивающих усилий (кабель вытягивается из полумуфты) нагрузка передается через фиксатор 13 и зажимную шайбу 12 на зажимной элемент 10, который, на начальной стадии, незначительно перемещается вдоль конических поверхностей 15 корпуса 1 полумуфты в направлении хвостового уплотнения 7. При этом ребристая поверхность 16 зажимного элемента 10 врезается в изоляционно-защитную оболочку 6 кабеля за счет сжатия составных частей данного элемента коническими поверхностями 14 корпуса 1. После того как начальное сжатие произошло и зубцы элемента 10 врезались в оболочку 6 кабеля, степень давления фиксатора 13 на элемент 10 не имеет значения, а смещение элемента 10 вдоль конусной поверхности 15 корпуса 1 происходит за счет сцепления зубцов 16 с кабелем. То есть, чем большее усилие воздействует на кабель, тем он больше затягивает зажимной элемент 10 вдоль конусной поверхности 15 корпуса 1, и тем больше сжимают оболочку 6 кабеля составные части элемента 10. Степень указанного сжатия тем больше, чем больше усилие, прилагаемое к кабелю, то есть тем большую нагрузку принимает на себя зажимной элемент 10.

Следует отметить, что в реальных условиях эксплуатации продольные растягивающие усилия существенно ниже предельно допустимых норм и, следовательно, зажимной элемент 10 будет лишь незначительно врезаться в изоляционно-защитную оболочку 6 кабеля, т.е. на изоляции кабеля будут лишь минимальные повреждения.

В случае применения в конструкции полумуфты зажимной втулки 11 роль фиксатора выполняет зажимная гайка 17, которая в исходном состоянии затягивается до такого состояния, которое обеспечивает начальное сжатие зажимного элемента 10 на оболочке 6 кабеля.

При изготовлении армированного кабеля необходимо учитывать, что длина конической поверхности и высота ребер зажимного элемента должны быть такими, чтобы при максимальном растягивающем усилии изоляция жил кабеля не прорезалась до токоведущих элементов жил. Ребристая поверхность зажимного элемента должна иметь достаточно острые зубья, чтобы они легко врезались в оболочку кабеля. Токопроводящие жилы кабеля должны находиться в корпусе полумуфты с запасом, достаточным для того, чтобы при максимальном смещении зажимного элемента нагрузка не передалась на места пайки жил к контактам контактной колодки. Фиксатор или зажимная втулка должны жестко устанавливаться в корпусе полумуфты таким образом, чтобы не происходило их свободного перемещения внутри корпуса вне заданных пределов. Остальные элементы конструкции армированного кабеля особенностей не имеют.

Технико-экономический эффект от внедрения предлагаемого изобретения состоит в том, что оно позволяет обеспечить разрывную прочность кабелей, например, со сталемедными жилами в месте их заделки в полумуфту на уровне собственно кабеля (подтверждено результатами испытаний), чего не удается достичь с применением известных полумуфт (место заделки кабеля имеет разрывную прочность на 25-30% ниже, чем собственно кабель). В результате в 1,2-1,3 раза снизится вероятность обрыва кабеля при воздействии на него продольных растягивающих усилий. Учитывая массовость выпуска кабелей мобильного использования, в том числе и со сталемедными жилами, это позволит получить значительный экономический эффект.

Формула изобретения

Полевой кабель связи многократного применения, имеющий токопроводящие жилы, изоляционно-защитную оболочку и грузонесущий элемент, расположенный под указанной оболочкой, с каждой из сторон которого установлены соединительные полумуфты, в корпусе каждой из которых размещаются контактная колодка, к которой припаиваются токопроводящие жилы кабеля, уплотнительные элементы, а также узел крепления грузонесущего элемента кабеля, отличающийся тем, что узел крепления грузонесущего элемента кабеля в полумуфту выполнен в виде зажимного элемента, состоящего из двух составных частей, каждая из которых выполнена в виде разрезного вдоль оси усеченного конуса и, либо упорной конусной поверхности, расположенной в средней части внутренней поверхности корпуса, либо зажимной втулки с внутренней конической поверхностью, расположенной в средней части корпуса, при этом зажимной элемент расположен за контактной колодкой, взаимодействует своими коническими поверхностями с конической поверхностью корпуса или зажимной втулки и имеет ребристую внутреннюю поверхность, которая взаимодействует с поверхностью изоляционно-защитной оболочки кабеля.