Что такое гермоввод: конструкция, характеристики, применение, выбор по размеру, материалу и классу защищенности

Гермовводы — незаменимый элемент механической защиты

Косолапов Александр — [email protected]

№ 6’2014

PDF версия

Рынок изделий, работающих в условиях неблагоприятных внешних воздействий, с каждым годом все более расширяется, приобретая новые тенденции развития. Такие изделия требуют повышенного внимания не только к традиционной защите оболочек — IP, но и к обеспечению безопасного и надежного подключения кабельных вводов.

В последнее время на рынке аппаратуры появилось множество изделий, для которых нужны специальные меры по обеспечению их устойчивости к разнообразным внешним воздействиям. Основную роль в этом сыграл выпуск современных светотехнических изделий, в частности, экономичных систем уличного и промышленного освещения, в том числе светодиодных, которые кроме светоизлучающих элементов содержат и блоки управления — преобразователи переменного или постоянного напряжения в постоянный ток. Эти устройства, кроме уже традиционной классификации — изделия для применения на открытом воздухе, получили еще одно определение — изделия для эксплуатации в жестких условиях.

Что же лежит в основе их конструкции? Это соответствующие технические решения в части корпусов изделий, выбора элементной базы, включая соответствующие разъемы провода и кабели. Действительно, все эти элементы конструкции, безусловно, важны, от них зависит многое. Разъемам, проводам и кабелям разработчики уделяют пристальное внимание. Разъемы выбирают с учетом тока контактов, усилия сочленения, способа монтажа. Провода и кабели — с учетом возможности их эксплуатации в условиях заданной окружающей среды. Сам корпус изделия также изготавливается исходя из требуемой механической и климатической стойкости.

Но есть одно узкое место, недостаточное внимание к которому может поставить крест на всех конструктивных решениях: это точка ввода/вывода кабеля. Здесь необходимо обеспечить заданный уровень защиты от проникновения пыли, грязи, влаги и механическую защиту кабеля. Можно применить надежный разъем с дополнительной механической фиксацией и достаточным усилием сочленения, но если его проблематично расчленять, то вырвать из него провода не составит большого труда. Это же касается и возможного обрыва проводников при воздействии вибрации и ударов. Таким образом, разработчику изделий необходимо принять меры не только по уплотнению и герметизации ввода, но и обеспечить надежную фиксацию кабеля. Кроме того, следует помнить, что точка ввода/вывода кабеля может быть приемником или источником излучения электромагнитных помех. Традиционные резиновый уплотнитель или пластиковый фиксатор не обеспечивают должного экранирования, так как для их установки требуется отверстие намного большего диаметра, чем сам диаметр экранированного кабеля.

Эти проблемы ранее решались с помощью резиновых уплотнителей, путем обработки вводов герметиками или (реже) клеями, а механическую прочность обеспечивали скобы или специальные зажимы. Однако зажимы часто передавливали кабель, так как он в них изгибался и сдавливался для надежной фиксации. В настоящее время такие решения можно использовать только для разовых и не ответственных применений. Резиновые уплотнители со временем деградируют, их наполнители мигрируют в оболочку кабеля и при этом портят внешний вид изделия. К тому же они не гарантируют надежной фиксации. Механические скобы не обеспечивают пыле- и влагозащиту, а пластиковые фиксаторы могут повредить кабель. Дополнительная герметизация специальными составами сказывается на ремонтопригодности изделия. Экранирование вводов всегда очень важно. Часто его осуществляют опайкой на корпус экранной оболочки кабеля в месте его ввода, но при этом вообще не обеспечивается ремонтопригодность.

Наиболее простое решение — специально разработанные для этой цели недорогие гермовводы. Сейчас эти, казалось бы, малозначительные элементы конструкции выпускаются разного вида. Использование таких гермовводов избавит от многих проблем как разработчика аппаратуры, так и ее потребителей и обслуживающий персонал. Таким образом можно значительно снизить влияние вибрации, механических воздействий, пыли и влаги, которые снижают качество и надежность, например, светотехнической продукции (рис. 1).

Рис. 1. Типовой гермоввод цангового типа компании ORTAC (PG11)

Благодаря гермовводу отпадает необходимость заботиться о состоянии ввода кабеля, например, в кабельных коробках. Кабель надежно зафиксирован резиновым уплотнителем, что не только обеспечивает достаточную герметизацию ввода, но и исключает его перемещение и деформацию. Внутренние части устройства при этом достаточно надежно изолированы от влияния внешней среды. Кабель можно легко сдвинуть, уложить заново и опять зафиксировать в нужном положении благодаря оригинальному цанговому зажиму. Фиксация осуществляется при помощи накидной гайки. Все это облегчает сборку и повышает ремонтопригодность конечного изделия. Конструкция такого гермоввода представлена на рис. 2.

Рис. 2. Конструкция типового гермоввода цангового типа

Простота решения состоит в том, что сам гермоввод выполняет функцию фиксирующего зажима внешней пластиковой оболочки кабеля или проводов посредством цилиндрической муфты. Она изготовлена из специальной эластичной резины, исключающей миграцию ее наполнителя в оболочку кабеля. Внешний вид кабеля не ухудшается: отсутствует темный размытый поясок, как при традиционном использовании резиновых уплотнителей старого типа. Накидная гайка не только обеспечивает фиксацию кабеля, но и гарантирует необходимое усилие его зажатия. Благодаря этому он полностью защищен от повреждения при фиксации.

Гермовводы цангового типа могут быть выполнены не только из пластиков. Для особых применений, требующих надежного экранирования точки ввода/вывода кабеля, можно использовать их металлические разновидности. Такие гермовводы надежно работают в самых жестких условиях и обеспечивают устойчивость аппаратуры к электромагнитным воздействиям и минимальный уровень излучаемых радиопомех. Пример такого варианта геромоввода, установленного на кабель, показан на рис. 3 и 4.

Рис. 3. Открытый металлический гермоввод цангового типа на кабеле

Рис. 4. Металлический гермоввод цангового типа, установленный на кабеле

Разработано множество типов гермовводов, которые отличаются по материалам и габаритам в зависимости от области их применения. Для удобства выбора конкретного типа достаточно знать диаметр отверстия в устройстве, куда будет устанавливаться гермоввод. Ряд диаметров гермовводов представлен в таблице 1.

Для гермовводов чаще всего используют корпуса, выполненные из полиамидов или латуни с покрытием никелем. Они отличаются разными диапазонами рабочих температур, пожаростойкостью и обеспечивают класс защиты IP65, IP67 или IP68 (табл. 2).

Одним из направлений дальнейшего развития цанговых гермовводов стало усовершенствование их конструкции путем добавления дополнительных элементов, повышающих их надежность и облегчающих использование в конкретных применениях. Так, например, создана комбинация гермоввода и гибкого ввода. Это уменьшает нагрузку на кабель при его изгибе в месте фиксации. Как известно, это место является самым уязвимым в конструкциях с подвижным кабелем. Таким существенным дополнением обладают гермовводы серии OMRG, OMRL, OMRB и ORG, ORL, ORB (рис. 5). Они также выпускаются разных габаритов, что облегчает проектировщикам их выбор под конкретную конструкцию точки ввода/вывода кабеля.

Рис. 5. Гермоввод с гибким вводом, уменьшающим нагрузку изгиба кабеля

Для работы в условиях повышенных температур предназначены гермовводы с цилиндрической муфтой из термостойкой силиконовой резины (рис. 6): их можно эксплуатировать при температуре от –40 до +200 °C. Они представлены сериями MBSG и PBSG c метрическим и дюймовым габаритным рядом.

Рис. 6. Гермоввод компании ORTAC для работы в условиях повышенных температур

Разработаны также гермовводы серий OKMR и OKRP с усиленной фиксацией кабеля (рис.  7). Их особенность — разгрузка кабеля по натяжению.

Рис. 7. Гермоввод с усиленной фиксацией кабеля

Таким образом, в настоящее время разработчикам электротехнической продукции предлагается большой выбор гермовводов. Это позволяет решить проблемы, связанные с вводом кабелей в изделия, требующие особой защиты от внешней среды. Применение гермовводов для самого динамичного сегодня рынка изделий светотехнического назначения дает возможность повысить их надежность и эксплуатационные характеристики за счет гарантированного устранения неблагоприятных воздействий внешней среды на внутренние элементы их блоков управления, а также обеспечить надежный подвод и фиксацию кабелей.

Кабельные гермовводы (сальники): назначение и классификация

Содержание

• 1 Основное назначение и применение
• 2 Конструктивные особенности
• 3 Типы и классификация
• 4 Основные критерии выбора
• 5 Преимущества использования
• 6 Видео

Во время прокладки и подключения кабельной продукции появляется необходимость ввода её в электрические и распределительные шкафы, пульты управления, коммутационные и промежуточные короба. В местах ввода кабеля или провода в такие конструкции, выполненные чаще всего из металла, появляется опасность повреждения внешней изоляции об острые края корпуса этих шкафов.

Гермоввод – это один из основных элементов организации подключения кабельной продукции к различного рода электрооборудованию

Поэтому вводить кабельную продукцию, непосредственно через подготовленные отверстия в металле, не рекомендуется. Для увеличения надёжности и снижения вероятности повреждения кабеля применяются специальные гермовводы. Также их монтажники называют сальниками или кабельными вводами.

Основное назначение и применение

Основное назначение кабельного гермоввода – это не только защита от механических повреждений во время работы и вибрации внешнего изоляционного слоя кабельной продукции, вводимой в электрические шкафы, но и герметизация коммутационных и распределительных устройств от проникновения внутрь влаги, а также пыли.

Ещё одно назначение сальников для ввода связанно с их надёжной фиксацией после выполнения подсоединения к электроустановкам. Дело в том, что во время эксплуатации провод, который подключен к электрическим аппаратам или клемникам, находящимся внутри шкафов, должен быть качественно зафиксирован, и не важно, это стационарная или передвижная конструкция. Если зацепить ногой или передвижными механизмами кабель, со временем может быть потерян нужный в месте соединения контакт, зажатый болтом или гайкой. Это может вызвать остановку электрооборудования, участвующего в технологическом процессе, а также привести к короткому замыканию или попаданию фазного провода, значит, и напряжения на металлическую конструкцию, к которой возможно прикосновение человека. Используется гермоввод при прокладке как силовых, так и контрольных кабелей.

Обратите внимание! При применении данных кабельных вводов заземление металлических конструкций, которые в нормальном режиме работы находятся не под потенциалом, всё равно остаётся обязательным условием безопасности. Это регламентировано и указано в правилах безопасной эксплуатации электрооборудования, а также в своде правил по устройству электроустановок. Эксплуатация без этого защитного заземления строго запрещена.

Конструктивные особенности

Кабельный лоток

Гермоввод кабельный представляет собой конструкцию, состоящую из:

• зажимной и стопорной гайки, выполняющих роль фиксатора;
• уплотнителей – для герметизации шкафов во вредных, запылённых и влажных условиях;
• зубчатой муфты, дополнительно удерживающей кабель для проведения монтажных работ и эксплуатации.

Сальник для прокладки кабелей внутрь электрических шкафов с затяжным механизмом состоит из набора отдельных элементов, каждый из которых имеет свою определённую функцию

Важно знать! Встречаются более простые и дешевые конструкции, выполненные из резины и не имеющие надёжного болтового зажимного механизма. Они тоже называются сальники и служат для герметизации распределительных шкафов. Однако фиксировать провод данный механизм, вставленный в распредустройство, вряд ли сможет. Они являются более универсальными и не требующими много времени для установки. Для них нужно всего лишь при проведении монтажных работ и вводе кабеля прорезать ножом или острым предметом нужное по диаметру отверстие и ввести кабель.

Существуют упрощенные виды гермовводов, которые используются в бытовых условиях

Типы и классификация

Все герметические вводы для кабеля делятся по типу установки: с зажимным механизмом и без него. Далее их разделяют по типу материала, из которого они изготовлены:

1. Пластик, или, если быть точнее, один из его разновидностей – полиамид. Это один из самых распространённых видов сальников, имеющий не горящую, а тлеющую структуру. Такую популярность данные механизмы получили из-за низкой цены, а также за счёт неплохих показателей герметизации. Однако пластиковые гермовводы обладают минусами – это возможность срыва резьбового соединения при затяжке гайки, а также вероятность возникновения трещин при работе во взрывоопасных условиях. Имеют маркировку PG или MG;

Пластиковые гермовводы

2. Металл. Конструктивно данные кабельные гермовводы не отличаются от пластиковых, за исключением корпуса, выполненного из никелированной латуни, нержавеющей стали. Они достаточно надёжны и могут выдержать значительные перегрузки даже при работе во взрывозащищенной аппаратуре и в условиях агрессивной химической среды. Маркируются как PG-М или MG-М.

Металлические сальники обеспечивают высокую надёжность даже в самых неблагоприятных местах установки

Основные критерии выбора

Кабельный чулок

При выборе данной продукции человеку, выполняющему монтажные работы и прокладку кабельной продукции, нужно определиться со следующими моментами:

• Размер уплотнителя и внутреннего отверстия. Зачастую он колеблется в заданных производителем пределах. Для этого нужно знать диаметр провода или кабеля с изоляцией;
• Материал, из которого изготовлена конструкция. Этот параметр зависит от условий работы и среды, в которой эксплуатируется данная электроустановка. Для производственных условий лучше использовать металлические, а для жилых помещений – пластиковые;
• Тип уплотнителя. Он может быть выполнен из силикона, не теряющего свои уплотнительные свойства при температуре от -60 до +120°С, а также неопрена – эксплуатационная температура колеблется от -60 до +70°С;
• Класс защиты от проникновения внутрь пыли и влаги (IP). Этот параметр очень важен. После аббревиатуры стоят две цифры, первая из них отвечает за защиту от пыли, максимальное значение равно 6, а вторая – от попадания внутрь влаги, максимальное число 8, используется в устройствах, имеющих очень надёжную герметизацию и эксплуатируемых даже при полном погружении под воду.

Преимущества использования

Кабельный тестер

Таким образом, использование сальников для прокладки кабеля внутрь электрических и распределительных шкафов имеет ряд преимуществ:

1. Повышается надёжность контакта подключенных к аппаратам кабелей и проводов, а также уменьшается вероятность выдёргивания их из электроустановки;
2. Снижается вероятность попадания пыли и влаги на контактную часть электрических аппаратов, что снижает расходы на обслуживание электрической части оборудования, а также появления неисправностей, связанных с этим негативным влиянием.

Выполнение всех монтажных работ в электроустановках требует особых знаний, умений и мастерства, поэтому перед тем, как начать делать данную работу своими руками, стоит хотя бы присутствовать при их проведении.

Видео

Оцените статью:

Клапаны с герметичным уплотнением

— принцип работы по сравнению с болтовым креплением и прокладками

По мере увеличения давления в магистрали оно воздействует на крышку вверх. В свою очередь крышка выталкивает прокладку вверх, которая также давит на распорное и упорное кольца. Поскольку диаметр упорного кольца входит в корпус клапана, он ограничивает движение крышки вверх.

В результате дальнейшее увеличение давления в трубопроводе делает это соединение между корпусом клапана и упорным кольцом более герметичным. Это также улучшает герметичность клапана. Таким образом, ключевой особенностью этого типа клапана является наличие упорных колец. Как правило, эти кольца сегментированы и закреплены отдельно, так что они входят в канавку, выточенную в корпусе клапана. Также, когда клапан требует какого-либо обслуживания, кольца вынимаются через отверстие с помощью тонкого стержня.

Примечание. Болты крышки удерживают крышку только до тех пор, пока не появится давление в трубопроводе, а затем давление прижимает крышку к прокладке (которая удерживается на месте сегментными кольцами), создавая герметичное уплотнение. Чем выше рабочее давление, тем плотнее уплотнение.

Крышка с герметичным уплотнением и крышка с болтовым креплением

Конструкция крышки с герметичным уплотнением стала преобладающей в середине 1900-х годов и постепенно заменила традиционную конструкцию крышки с болтовым креплением в приложениях высокого давления. Между этими конструкциями есть несколько различий, как показано в следующей таблице.

Конструкция крышки с герметичным уплотнением	Конструкция крышки с болтовым креплением
Упорное кольцо является основным компонентом уплотнительного механизма и работает вместе с прокладкой и распорным кольцом.	Оптимальное уплотнение достигается за счет комбинации фланца, прокладки и достижения рекомендуемого уровня крутящего момента при затяжке фланцевых болтов/шпилек.
Возможность утечки уменьшается с увеличением давления.	Повышение давления приводит к увеличению вероятности утечки.
Размер клапана не зависит от расчетного давления.	По мере увеличения расчетного давления размер клапана значительно увеличивается, поскольку фланец и болты должны быть больше, чтобы выдерживать более высокие уровни давления.

Герметичные прокладки

Герметичная прокладка расположена непосредственно под упорным и прокладочным кольцами в крышке клапана. Он испытывает значительное давление, равное произведению давления в системе на площадь поверхности крышки. Как правило, его структура состоит из более широкого верха и тонкого мыска с углом между ними 30° или 45°. Сталь является распространенным материалом для прокладки. Прокладки также могут быть изготовлены из различных марок нержавеющей стали и графита.

Предоставлено: India Mart

. Металлические прокладки могут подвергнуться некоторой деформации из-за давления при гидроиспытании клапана, что может привести к утечке. Однако практика горячей затяжки болтов крышки после выравнивания давления и температуры в системе помогает решить эту проблему. Еще одним недостатком использования металлических прокладок является их расширение и сжатие при термоциклировании. В этом случае прокладка может привариться к корпусу клапана, что затруднит ее замену во время технического обслуживания. В этом случае может потребоваться применение механической силы для удаления. После снятия механическая обработка корпуса клапана восстанавливает гладкий профиль для сменной прокладки.

Из-за этих проблем некоторые материалы прокладок, такие как латунь и алюминий, заменяют сталь. Они оказались неудовлетворительными, поскольку не выдерживали требований по химическому составу, температуре и давлению. Однако графит оказался эффективной заменой, устраняющей недостатки стальной прокладки. Он не приваривается к корпусу клапана, а его гибкий характер упрощает обращение.

Понимание работы клапанов с герметичным уплотнением

Узнайте об их работе, типах и преимуществах по сравнению с обычными механизмами уплотнения корпуса и крышки с болтовым креплением.

Герметичные клапаны используются в самых разных областях, включая производство электроэнергии и нефтеперерабатывающие заводы. Они обладают явными преимуществами по сравнению с обычными механизмами уплотнения корпуса к крышке.

По мере увеличения внутреннего давления возрастает вероятность утечек. Следовательно, важно выбирать клапаны, способные выдерживать нагрузку при работе системы. Кроме того, клапаны подвержены усталости и износу.

Герметичные клапаны лучше всего использовать в системах с минимальным давлением 500 psi. Кроме того, герметичные клапаны требуют меньше обслуживания, что делает их более экономичными.

Клапаны с герметичным уплотнением доступны в различных конструкциях и материалах, с различными классами давления. К таким клапанам относятся подъемные обратные, поворотные, шаровые, стопорные и клапаны для каталитического риформинга. Типы применения этих клапанов различаются, но обычно они используются в энергетике. Некоторые распространенные виды использования — на целлюлозно-бумажных фабриках, химических заводах, нефтеперерабатывающих заводах и для производства пара.

Герметичные клапаны предназначены для работы в условиях высокого давления и температуры. Эти клапаны обычно оцениваются в 900 до 2500 фунтов стерлингов. Благодаря своей конструкции они способны поддерживать давление в системе в тысячи фунтов.

Герметичные клапаны предназначены для применения в условиях высокого давления. Они используют системное давление для уплотнения, поддерживая давление в тысячи фунтов внутри клапана. Когда этот процесс герметизации неэффективен, клапан может протекать. Герметичный клапан часто используется в критически важных электростанциях.

Герметичные клапаны рассчитаны на давление до четырех тысяч фунтов. Уплотнение работает за счет использования давления в системе для прижатия прокладки и упорного кольца друг к другу.

Клапаны с герметичным уплотнением из кованой стали предпочтительнее, поскольку они обладают большей надежностью в течение длительного времени. Конструкция с более высоким давлением делает их хорошим выбором для тяжелых условий эксплуатации.

Герметичные клапаны используются в различных системах установок, включая питательную воду, главный пар и байпас турбины. Они имеют несколько явных преимуществ по сравнению с обычными механизмами уплотнения корпуса и крышки с болтовым креплением. Вот некоторые из наиболее важных факторов, влияющих на герметичность клапана с герметичным уплотнением.

В отличие от клапана с болтовой крышкой, самоуплотняющийся клапан использует для герметизации давление системы клапанов. Это делает клапан более эффективным, чем другие типы клапанов, которые имеют тенденцию к утечке при увеличении внутреннего давления.

Наиболее распространенным материалом для прокладок герметичных уплотнений является сталь. Тем не менее, алюминий также оказался заменой. Металлические прокладки не подходят для эксплуатации при высоких температурах. Если вам нужна замена металлического герметика, лучше всего выбрать гибкую графитовую прокладку. Он может быть установлен в большинстве приложений и не требует повторной обработки.

XINTAI Valve — один из ведущих производителей промышленной арматуры. Штаб-квартира компании находится в городе Вэньчжоу, Китай, и насчитывает около 578 сотрудников. Работает с 1998 года. Специализируется на производстве и поставке продукции на различные рынки. Их продуктовая линейка включает задвижки, поворотные обратные клапаны, криогенные клапаны, антибактериальные клапаны и регулирующие клапаны.