PL228013B1 - Sruba zrywalna z elementem dociskowym - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest śruba zrywalna z elementem dociskowym, znajdująca zastosowanie w systemach połączeń kabli energetycznych, realizowanych za pomocą złączek i końcówek śrubowych.

W technologii łączenia złączek i końcówek śrubowych wymagane jest aby śruba zrywała się zawsze na równo z korpusem złączek i końcówek, tak aby wyeliminować powstawanie po jej zerwaniu ostrych krawędzi, które mogłyby stać się przyczyną przecięcia izolacji, gdyż na korpusy złączek i końcówek nakładane są powłoki izolacyjne. Powłoki izolacyjne są wykonane na ogół z termo-kurczu lub z zimno-kurczu. Bardzo istotnym elementem realizacji łączenia kabli energetycznych jest odpowiednie dociśnięcie żyły kabla do korpusu złączki, co może spowodować nieprawidłowe zerwanie śruby. W przypadku nieprawidłowego zerwania, krawędź śruby może wystawać poza korpus co może doprowadzić do przecięcia izolacji z termo-kurczu lub z zimno-kurczu i w rezultacie stać się przyczyną awarii linii przesyłowej. Nieprawidłowy docisk żyły kabla do korpusu złączki może być przyczyną obluzowania żyły kabla, natomiast zbyt duży docisk śruby może doprowadzić do przecięcia żył roboczych kabla.

Znane dotychczas rozwiązania nie gwarantują w pełni poprawnego zerwania śrub, tak aby zerwanie było na jednej linii z korpusem. Na ogół po zerwaniu śruby pozostaje ostra krawędź i stosu nkowo znacznie odsłonięty otwór technologiczny w śrubie. Ostra krawędź i otwór technologiczny w śrubie, będące wynikiem konstrukcji i sposobu jej zrywania negatywnie wpływają na eksploatację połączenia. Pozostawiona ostra krawędź oprócz wspomnianego powyżej niebezpieczeństwa uszkodzenia izolacji może być także przyczyną tzw. elektrody, wywołującej w otworze technologicznym wyładowania niezupełne, mające negatywny wpływ na izolacje, w szczególności przy napięciu przekraczającym 1 kV.

Istnieje możliwość dodatkowego dokręcenia śruby po nieprawidłowym zerwaniu poprzez dodatkowe gniazdo imbusowe. Może to jednak być przyczyną niekorzystnego wpływu na złącze, przejawiającego się w niewłaściwym odkształcaniu żyły kabla, szczególnie jeśli żyły będą wykonane z alum inium. Może wówczas dojść do wystąpienia zjawiska płynięcia metalu.

Zagrożenie wystąpienia takiego zjawiska, mającego wpływ na zachowanie przekroju prądowego kabla, może spowodować przegrzanie złącza. Przy długotrwałej eksploatacji zjawisko płynięcia metalu może być przyczyną awarii linii elektrycznej i w rezultacie powodować duże straty ekonomiczne.

Celem rozwiązania, zgodnie z wynalazkiem, jest wyeliminowanie wszystkich dotychczasowych niedogodności, poprzez opracowanie konstrukcji śruby pozbawionej dotychczasowych wad.

Istotę wynalazku stanowi konstrukcja śruby zrywalnej, wykonanej z materiałów dobrze przewodzących prąd, takich jak mosiądz, aluminium, materiały kompozytowe.

Śruba zrywalna, zgodnie z wynalazkiem posiada cylindryczny korpus, którego zewnętrzna powierzchnia jest wyposażona w nacięcia tworzące drobnozwojny gwint. Grubości ścianek nacięć gwintu są tak dobrane, aby moment zrywania śruby był zawsze stały, niezależnie od wysokości jej wkręcania w korpus końcówki lub w korpus złączki za pomocą imbusowego lub nasadowego klucza. Po osiągnięciu odpowiedniej głębokości łeb śruby jest zrywany.

Można uzyskać dodatkową regulację momentu zrywania śruby poprzez nacięcie drugiej linii śrubowej lewoskrętnej, tworzącej gwint drobnozwojowy w wewnętrznej części cylindra.

Po przeciwnej stronie zrywanego łba śruby znajduje się dociskowy element z wklęsłością od strony zewnętrznej, którego zadaniem jest optymalne rozłożenie żył kabla w cylindrycznej części korpusu końcówki lub złączki śrubowej. Wewnątrz cylindrycznego korpusu śruby jest umieszczona kompozytowa wkładka, wykonana z materiału kompozytowego. Wkładka ta ma korzystnie postać plastrów ułożonych jeden na drugim lub postać trzpienia. Zadaniem kompozytowej wkładki jest zmniejszenie momentu tarcia dociskowego elementu i odwrócenie kierunku siły docisku na łeb śruby.

W realizacji wynalazku chodzi o to, aby siła docisku działała tylko na łeb śruby, nie wpływając na pozostałą część śruby przed jej zerwaniem.

Proces zrywania śruby polega na wstępnym wkręceniu śruby w korpus końcówki lub złączki na długość umożliwiającą umieszczenie w korpusie odizolowanego kabla z żyłami. Po umieszczeniu w korpusie kabla z żyłami, na łbie śruby mocuje się klucz i obraca się dokonując obrotu, wywołując moment obrotowy. Korpus śruby przesuwa się, przez co znajdujący się po przeciwnej stronie łba śruby dociskowy element zaczyna dociskać kabel z żyłami. Dociskowy element ślizga się po ko mpozytowej wkładce, znajdującej się wewnątrz korpusu śruby. Odpowiednio dobrana grubość ko mpozytowej wkładki w początkowej fazie procesu dokręcania zapewnia, że gwintowana część korp usu śruby nie styka się z dociskowym elementem. To zapewnia, że dociskowy el ement pozostaje

PL 228 013 B1 nieruchomy względem korpusu śruby. Ruch łba śruby nie ma wpływu na odkształcenie plastyczne żył kabla. Kompozytowa wkładka odwraca kierunek siły dociskowej na łeb śruby. Odwrócenie ki erunku siły dociskowej w połączeniu z momentem wkręcania oraz siłą poprzeczną, ścinającą, pochodzącą od momentu wkręcania powoduje płynne oderwanie łba śruby od gwintowanej cylindrycznej części. Część kompozytowej wkładki odrywa się wraz z łbem śruby od pozostałej części, zapewni ając, że po zerwaniu łba nie tworzy się otwór lecz zlicowana powierzchnia. Chroni to łącza przed wyładowaniami niezupełnymi. Ponadto dodatkowo usztywnia śrubę umieszczoną w korpusie końcówki lub złączki.

Realizacja rozwiązania, zgodnie z wynalazkiem umożliwia prawidłowe zerwanie łba śruby, zapewniając zlicowanie powierzchni pozostałej części śruby z powierzchnią korpusu końcówki lub złąc zki. Zastosowanie kompozytowego elementu pozwala wyeliminować zjawisko wyładowań niezupełnych, a ponadto uzyskać prawidłowy docisk dociskowego elementu, co zapewnia optymalne rozłożenie żył kabla w korpusie końcówki lub złączki. Dzięki zastosowaniu kompozytowego elementu jest możliwe wykorzystanie momentu skręcającego, siły poprzecznej ścinającej, pochodzącej od tego momentu oraz uzyskanie odwróconego kierunku siły.

Należy wspomnieć, że użycie dociskowego elementu podczas dokręcania śruby w korpusie, daje możliwość wyeliminowania zjawiska tarcia tego elementu o żyły kabla, co w rezultacie zmniejsza ryzyko ich uszkodzenia. Moment tarcia jest przenoszony na kom pozytowy element, a dzięki temu, że współczynnik tarcia jest bardzo mały, to korzystnie wpływa na całkowity moment dokręcania śruby. Redukcja momentu tarcia wpływa korzystnie także na pracę montera, czyniąc ją lżejszą, nie wymagającą użycia tak dużej siły jak poprzednio. Realizacja wynalazku pozwala ponadto uzyskać mniejszy współczynnik tarcia bez potrzeby smarowania ruchomych części złącz.

Przedmiot wynalazku został objaśniony w przykładzie wykonania na załączonym rysunku, na którym fig. 1 - pokazuje śrubę w przekroju poprzecznym, fig. 2 - uwidacznia śrubę w widoku ogólnym, fig. 3 - prezentuje korpus końcówki w przekroju poprzecznym wraz z umieszczoną w nim śrubą, fig. 4 - ilustruje śrubę w przekroju poprzecznym, fig. 5 - przedstawia śrubę w widoku ogólnym, natomiast fig. 6 - korpus złączki w przekroju poprzecznym z umieszczoną w nim śrubą.

Śruba zrywalna, zgodnie z wynalazkiem posiada cylindryczny korpus 1, którego zewnętrzna powierzchnia jest wyposażona w nacięcia 2 tworzące drobnozwojny gwint. Grubości ścianek 3 części cylindrycznej zostały tak dobrane, aby moment zrywania śruby był zawsze stały, niezależnie od wys okości jej wkręcania w korpus końcówki 4 lub w korpus złączki 4' za pomocą imbusowego lub nasadowego klucza, a po osiągnięciu odpowiedniej głębokości jej łeb 5 jest zrywany. Po przeciwnej stronie zrywanego łba 5 śruby znajduje się dociskowy element 6 z wklęsłością od strony zewnętrznej, którego zadaniem jest optymalne rozłożenie żył 7 kabla w cylindrycznej części 8 korpusu końcówki 4 lub złączki śrubowej 4'. Wewnątrz cylindrycznego korpusu 1 śruby jest umieszczona kompozytowa wkładka 9, wykonana z materiału kompozytowego. Kompozytowa wkładka 9 ma postać plastrów ułożonych jeden na drugim lub trzpienia. Ma ona za zadanie zmniejszenie momentu tarcia dociskowego elementu 6 i odwrócenie kierunku siły docisku na łeb 5 śruby.

W realizacji wynalazku chodzi o to, aby siła docisku działała tylko na łeb 5 śruby, nie wywołując wpływu na pozostałą część śruby przed jej zerwaniem.

Proces zrywania śruby polega na wstępnym wkręceniu śruby w korpus końcówki 4 lub złączki 4' na długość umożliwiającą umieszczenie odizolowanego kabla z żyłami 7. Po umieszczeniu w korpusie kabla z żyłami 7, na łbie śruby 5 mocuje się klucz i obraca się dokonując obrotu, przez co wywołuje się moment obrotowy. Korpus 1 śruby przesuwa się, przez co znajdujący się po przeciwnej stronie łba 5 śruby dociskowy element 6 zaczyna dociskać kabel z żyłami 7. Dociskowy element 6 ślizga się po kompozytowej wkładce 9, znajdującej się wewnątrz korpusu 1 śruby. Odpowiednio dobrana grubość warstwy dociskowego elementu 6 w początkowej fazie procesu, zapewnia że gwintowana część korpusu 1 śruby nie styka się z dociskowym elementem 6, przez co dociskowy element 6 pozostaje nieruchomy względem korpusu 1 śruby. Ruch łba 5 śruby nie ma wpływu na odkształcenie plastyczne żył 7 kabla. Kompozytowa wkładka 9 odwraca kierunek siły dociskowej na łeb 5 śruby. Odwrócenie kierunku siły dociskowej w połączeniu z momentem wkręcania oraz siłą poprzeczną, ścinającą, pochodzącą od momentu wkręcania powoduje płynne oderwanie łba 5 śruby od gwintowanej cylindrycznej części 1. Część kompozytowej wkładki 9 odrywa się wraz z łbem 5 śruby od pozostałej części, co powoduje, że po zerwaniu łba 5 nie pozostaje otwór lecz zlicowana powierzchnia. Chroni to łączę przed wyładowaniami niezupełnymi. Ponadto dodatkowo usztywnia śrubę umieszczoną w korpusie końcówki 4 lub złączki 4'.

Claims (3)

1. Śruba zrywalna, wyposażona w cylindryczny korpus, z zewnętrzną powierzchnią z nacięciami, tworzącymi gwint oraz dociskowy element po przeciwnej stronie zrywalnego łba, znamienna tym, że wewnątrz cylindrycznego korpusu (1) śruby jest umieszczona kompozytowa wkładka (9) oraz dolegający do niej dociskowy element (6) z wklęsłością od strony docisku do żył (7) kabla.

2. Śruba, według zastrz. 1, znamienna tym, że kompozytowa wkładka (9) jest wykonana z kompozytowego materiału i korzystnie ma postać plastrów ułożonych jeden na drugim lub trzpienia.

3. Śruba, według zastrz. 1, znamienna tym, że nacięcia na zewnętrznej powierzchni korpusu (1) tworzą gwint drobnozwojny.