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耐高温室外IP68 防水穿仓件方案

一、问题需求 

         如下图 1 所示,加热感温光缆需连续穿入悬挂器、套管头本体上进行固定, 并实现一定的室外防水、以及耐高温要求。


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二、方案设计

 1、材料设计 

       考虑整体工作环境以及使用寿命要求,设计上,线缆穿入固定器采用 316 不锈钢材质,316 不锈钢是一种含钼的奥氏体不锈钢,具有优异的耐腐蚀性、高温强度和加工性能,广泛应用于苛刻环境如海洋、化工等领域,能够在海洋环境 下满足 10 年以上的使用要求。 考虑 IP68 等级防水以及温度要求,密封件采用耐温性能-100℃-硅橡胶材质, 硅橡胶是一种以 Si-O 键为主链的高分子弹性体,其独特的分子结构赋予其多项 卓越性能,远超传统橡胶材料。硅橡胶的耐温范围极宽,可在-100℃至 350℃(部 分文献标注为-73℃至 300℃或-50℃至 250℃)内保持弹性与稳定性。其玻璃化 温度低至-100℃,高温下仍能维持柔韧性和力学性能,使其适用于航空航天、电 力设备等严苛环境。硅橡胶对酸、碱、盐溶液及有机溶剂具有强抵抗力,同时 Si-O 键结构可抵御臭氧、紫外线及氧化降解,长期户外暴露后物理性能变化微小。

2、防水穿仓件设计

       如图 2 所示,穿仓件整体设计如下。 

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图2产品设计图 

       穿舱件采用外壳和密封件配合的设计方式,共计 6 个零件组成,法兰主体与 罐体进行螺纹紧固连接,并耐高温的硅橡胶通过密封垫与罐体进形成密封性能, 在安装过程中,还可以在螺纹上缠绕耐高温生料带,进一步保持密封性能。线缆 从本体穿入后,通过尾部的橡胶密封件以及夹爪,并通过尾部螺纹进行锁紧挤压 夹爪向内收缩,使密封胶与线缆进行紧密贴合密封,并对线缆施加夹紧力固定和密封缆线。密封锁紧原理如下图3所示。

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图3 线缆密封示意图

        随出线螺母拧紧,夹爪向下压动密封件;密封件被压缩向内外和斜面扩张;当 出线螺母锁紧时,线缆护套被压缩到保持位置且护套有明显收窄抱痕,有一定的抗线缆拉扯的能力。 

3、安装方式设计 

       如图 2 所示,线缆先穿入穿舱件,然后穿入悬挂器,当罐体或者悬挂器壁厚 >30mm 以上时,在内部安装空间允许的情况下,可考虑再反向穿入一个穿舱件进行2道固定。

图4 安装示意图

       安装时,可考虑罐体以及悬挂器开孔为 M20*1.5(螺纹深度>15mm)的贯通性安装孔,便于直接将穿舱件通过螺纹固定在罐体上,螺纹紧固时,在穿舱件螺纹上缠绕一定的耐高温生料带,进行螺纹的密封,特别是在圆形内壁安装时, 如果圆弧形内壁面无法加工平整,硅胶垫无法均匀密封时,缠绕耐高温生料带是必须工艺。