CN101611523A - 气体绝缘的高压设备的封装段 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种气体绝缘的高压设备的封装段(1)，其具有至少两个沿一条轴线(a)并排布置的封装部件(2，3)，其中，每个封装部件(2，3)各设有至少一个连接凸缘(4，5)，并且其中在两个相向的连接凸缘(4，5)之间设置至少一侧传递轴向力且密封的补偿元件(6)。为了实现这种封装段的紧凑结构，本发明设计为，所述补偿元件(6)具有两个凸缘部分(7，8)，其中，每一个凸缘部分与连接凸缘(4，5)直接或间接地连接或接触，其中，两个凸缘部分(7，8)通过连接区域(9)相互连接，并且其中在所述两个凸缘部分(7，8)之间设置至少一个弹簧元件(10)，该弹簧元件适于产生沿轴线(a)方向的弹力。

Description

气体绝缘的高压设备的封装段

技术领域

本发明涉及一种气体绝缘的高压设备的封装段，其具有至少两个沿一条轴线并排布置的封装部件，其中，每个封装部件各具有至少一个连接凸缘，并且在两个相向的连接凸缘之间设置一至少在一侧传递轴向力且密封的补偿元件。

背景技术

此类型的封装段由DE19815151C1公开。在封装和气体绝缘的高压设备中，必须为补偿高压设备的各部件之间的热膨胀设计沿轴向移动的可能性。在此，优选的应用情形是高压开关设备的汇流排。

所提及的文献记载了这样一种方案，其中使用波纹管，该波纹管可以补偿由热造成的轴向移动。公知的是这种用于热应力的补偿元件也称作卷边补偿器。

一种可选的方案设有滑移件，该滑移件可在两个封装部件之间相对移动，并且以这种方式消除由热造成的应力(所谓的滑块补偿器)。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如此地扩展开头所述类型的装置，使得可以较小的耗费创造两个封装部件之间由于热力造成的轴向补偿的足够可能性。在此，该装置应简单地构造，使得其可以廉价地制造。此外，该装置应占据尽可能小的结构空间。最后，同样应保持低制造成本地使设备的安装以简易的方式进行。

根据本发明，该技术问题通过一种形成类型的封装段解决，其特征在于，设置在两个封装部件之间的所述补偿元件具有两个凸缘部分，其中各一个与连接凸缘直接或间接地连接，或者与连接凸缘直接或间接地接触，其中，两个连接部分通过连接区域相互连接，并且其中在两个凸缘部分之间设置至少一个弹簧元件，该弹簧元件适于产生朝轴向的弹力。

如进一步详细地看，两个封装部件的因此可以气密地连接，其中，可简单且足够地补偿沿轴向的热运动。

本发明的第一种扩展形式设计为，凸缘部分相互平行地设置，并且垂直于轴线径向地延伸。

凸缘部分可以设计为环状。

此外可以设计为，连接区域在径向部段至少局部设计为弓形。连接区域可以在径向部段设计为半圆形。在凸缘部分和连接区域之间的过渡区域，可以设置在轴向延伸并且环绕圆周的凹入部(Einpraegung)。该凹入部可以在径向部段具有弧形的走向。该凹入部积极地影响零件刚度。

此外可以设计为，沿周向分布的多个弹簧元件设置在两个凸缘部分之间。弹簧元件可以等距离地分布地设置在凸缘部分的圆周上。

至少一个弹簧元件可以设计为至少一个碟形弹簧。在此，可以设计为，至少一个弹簧元件设计为碟形弹簧叠片。

补偿元件和连接凸缘之间的连接可以通过多个螺栓建立，所述螺栓沿轴向定向，也就是说，螺栓纵轴指向轴向。在此，至少一个螺栓可以贯穿至少一个弹簧元件。在螺栓的头部和连接凸缘的背对补偿元件的支承面之间可以设置至少一个沿轴向作用的弹簧。该弹簧可以是碟形弹簧。

本发明的另一种扩展设计为，在两个连接凸缘之间还设置绝缘体的固定凸缘，该固体凸缘在此类型的装置中是公知且常见的。

连接凸缘和连接区域可以一体地相互构造。在此，连接凸缘和连接区域可以由变形的板材制成，这在制造技术上导致优点。

最后，可以设计为，在补偿元件的凸缘部分和绝缘体的连接凸缘或固定凸缘之间设置一密封元件。该密封元件可以是一O形环。

按现有技术的装置的补偿能力处在一个通常不需要的数量级。所述装置补偿由热造成的轴向膨胀的能力大多远超出由于汇流排中的受热或冷却导致的膨胀。此外，为制造公知的装置所需的结构耗费是巨大的，使得设备多半更贵。所实现的吸收热力造成的补偿，在此情况下是过度的。由于公知的装置的结构，需要不相关的结构空间也是不利的。

反之，按本发明的方案具有以下优点：

所建议的方案的特征在于，其具有相当简单的结构并因此可以相当廉价地实现。但是补偿由热造成的轴向移动的可能性却是完全足够的。

因此，获得了简单且廉价的方案。

此外，所建议的形式为弹性膨胀圈的装置与公知的卷边或滑块补偿器相比要求更小的安装空间，这同样可看作是积极的。

所述装置的装配也可以非常简单，使得相应的成本保持较小。

在封装段的按本发明的设计中，可以舍弃使用如在公知的卷边或滑块补偿器中常见的拉杆，因为必要的弹性螺栓连接集成在容器螺栓连接中。弹性螺栓与公知的拉杆相比是有利的，因为其均匀地分布在凸缘周向。因此，可以以有利地方式避免高强度并因此昂贵的材料以及材料密集型的用于固定拉杆的设计。

最后有利的是，弹性的膨胀圈在恰当地选择材料时，除了耐露天环境的封装体外也可以承担汇流排(壳体回流)的功能。

附图说明

在附图中示出了本发明的实施形式。图中：

图1在立体视图中示意示出了两个相互连接的封装部件以及封装段，其中，在此作为安装示例示出了高压设备的汇流排；

图2示意示出了两个封装部件之间的封装段的一部分的径向剖视图；

图3在放大的视图中示意示出了补偿元件的一部分的径向剖视图，如在图1或2所示的高压设备中使用的那样；

图4示意示出了第一种实施形式下的补偿元件的基础部分以及

图5示意示出了第二种实施形式下的补偿元件的基础部分，该实施形式相应于在图2和图3中所示的方案。

具体实施方式

在图1中示出了高压设备的一部分，即汇流排。可见两个封装部件2和3，它们是气体绝缘的，并且通过封装段1相互气密地连接。封装段1不仅保证封装部件2，3之间的气密连接，而且也可以通过该封装段沿轴向a补偿部件2，3之间的热移动。

在此，封装段1设置在两个连接凸缘4和5之间，其中，封装部件2或3上的各一个连接凸缘4或5设置在封装部件2，3与封装段1相邻的侧面。

封装段1结构的细节可由图2得出。

如前所述，封装段1基本上安装在封装部件2，3的两个连接凸缘4和5之间。封装段3的核心部件是补偿元件6，该补偿元件既用于气密地连接两个封装部件2，3，也可以用于沿轴向a补偿封装部件2，3之间的热膨胀。

补偿元件6设计为环状部件，其在径向剖面中具有在图2中所示的形状。补偿元件6具有两个凸缘部分7和8，这两个凸缘部分以一轴向间距相互平行地布置，并径向延伸。在径向内侧的端部区域中，两个凸缘部分7，8借助于连接区域9相互连接。如图2所示，连接区域9在此在径向剖面具有基本上半圆形的结构。

仅示意并且也仅为凸缘部分8示出了，即，可以设置一密封件19(在此为O形环形式)，该密封件用于在补偿元件6安装在两个封装部件2，3之间时使连接凸缘4或5和补偿元件6的凸缘部分7或8之间存在气密性。

为了以紧凑的方式沿轴向a机械地连接两个封装部件2，3，在补偿元件6的两个凸缘部分7，8之间设置弹簧元件10，具体是多个这种等距地分布在补偿元件的周向上的弹簧元件。在图2中示出了一个弹簧元件10，其中，其设计为碟形弹簧。如已知的那样，碟形弹簧叠片10的弹簧刚度可以通过各个碟形弹簧的布置选择。当前，碟形弹簧局部堆叠地定位，在局部，这些碟形弹簧也反向地相对布置。

通过设置均匀分布在周向的螺栓13，其头部14间接地通过弹簧6压靠在连接凸缘的支承面15上，以此支持沿轴向a的轴向补偿运动。在此也可以使用碟形弹簧叠片作为弹簧16。

螺栓13拧入加工在固定凸缘17内的螺纹段20中。该固定凸缘17又借助于另一螺栓与连接凸缘4螺栓连接(这些没有示出)。固定凸缘17支承经常在本发明的主题的高压设备中使用的绝缘体18。可以说，补偿元件6的凸缘部分7不是直接地，而是间接地贴靠在封装部件2的连接凸缘4上。

在图2所示的布置的安装状态下，弹簧元件10和弹簧16实现了沿轴线a的方向在两个封装部件2和3之间的轴向补偿运动。在此，在这些部件之间相对环境保持气密性。

在图3中进一步可以看到使用的补偿元件6的一些如在优选的实施形式中设计的细节。

为沿轴线a的方向的有效间距确定范围d，该范围定义补偿元件6的两个凸缘部分7，8之间的间距。

在拆卸和膨胀状态下，间距d例如为24mm。如果补偿元件6已装配或处于室温，间距d可以缩小为例如22mm的值，这通过预紧螺栓13造成。

如果装置在运行中达到高温，间距d减小到例如21mm的值。如果高压设备明显冷却，间距d例如可以增加到23mm。

因此可以有效地补偿封装部件2，3之间的热造成的膨胀。

在图4和图5中示出了补偿元件6的两种可能的构造。

在图4中示出了一种在制造技术上简单的方案，其中，两个凸缘部分7和8与设置在中间的连接区域9形成一个径向截面呈U形的轮廓。在径向外侧区域，凸缘部分7，8具有孔21，该孔用于供螺栓13穿过。

图5所示的方案与图4所示的方案的区别在于，在此在凸缘部分7，8和连接区域9之间的过渡区设置有凹入部11或12，所述凹入部环形地环绕周向并加强部件。该凹入部可以通过单独的工序通过变形产生。在此，补偿元件6的构造可以与按图4的U版本不同，称为Ω版本。

所建议的用于补偿温度造成的膨胀的装置可以在一定方式称为公知的卷边补偿原理与滑块补偿器的原理的组合。弹性的补偿元件补偿热膨胀，而碟形弹性的螺栓用于“呼吸运动的”容器螺栓连接。设置在U形环的边腿之间的碟形弹簧使得该环密封地贴靠在相邻的凸缘上。

附图标记列表

1 封装段

2 封装部件

3 封装部件

4 连接凸缘

5 连接凸缘

6 补偿凸缘

7 凸缘部分

8 凸缘部分

9 连接区域

10 弹簧元件

11 凹入部

12 凹入部

13 螺栓

14 螺栓的头部

15 支承面

16 弹簧

17 固定凸缘

18 绝缘体

19 密封件(O形环)

20 螺纹段

21 孔

a 轴线

d 间距

Claims (20)

1.一种气体绝缘的高压设备的封装段(1)，该封装段具有至少两个沿一条轴线(a)并排布置的封装部件(2，3)，其中，每个封装部件(2，3)各设有至少一个连接凸缘(4，5)，并且在两个相向的连接凸缘(4，5)之间设置至少一侧传递轴向力且密封的补偿元件(6)，其特征在于，所述补偿元件(6)具有两个凸缘部分(7，8)，其中，每一个凸缘部分与连接凸缘(4，5)直接或间接地连接或者每一个凸缘部分与连接凸缘(4，5)直接或间接地接触，其中，两个凸缘部分(7，8)通过连接区域(9)相互连接，并且在所述两个凸缘部分(7，8)之间设置至少一个弹簧元件(10)，该弹簧元件适于产生沿轴线(a)方向的弹力。

2.如权利要求1所述的封装段，其特征在于，所述凸缘部分(7，8)相互平行地布置，并且垂直于轴线(a)径向延伸。

3.如权利要求1或2所述的封装段，其特征在于，所述凸缘部分(7，8)设计为环状。

4.如权利要求1至3之一所述的封装段，其特征在于，所述连接区域(9)被设计为径向剖面至少局部呈弓形。

5.如权利要求4所述的封装段，其特征在于，所述连接区域(9)被设计为径向剖面呈半圆形。

6.如权利要求4或5所述的封装段，其特征在于，在所述凸缘部分(7，8)和所述连接区域(9)之间的过渡区安置一轴向延伸且环绕周向的凹入部(11，12)。

7.如权利要求6所述的封装段，其特征在于，所述凹入部(11，12)在径向剖面上具有弧形的走向。

8.如权利要求1至7之一所述的封装段，其特征在于，在周向上分布的多个弹簧元件(10)设置在两个凸缘部分(7，8)之间。

9.如权利要求8所述的封装段，其特征在于，所述弹簧元件(10)等距分布地布置在所述凸缘部分(7，8)的周向上。

10.如权利要求1至9之一所述的封装段，其特征在于，至少一个弹簧元件(10)设计为至少一个碟形弹簧。

11.如权利要求10所述的封装段，其特征在于，至少一个弹簧元件(10)设计为碟形弹簧叠片。

12.如权利要求1至11之一所述的封装段，其特征在于，所述补偿元件(6)和所述连接凸缘(4，5)之间的连接通过多个螺栓(13)建立，所述螺栓朝轴线(a)的方向指向。

13.如权利要求12所述的封装段，其特征在于，至少一个螺栓(13)穿过至少一个弹簧元件(10)。

14.如权利要求12或13所述的封装段，其特征在于，在所述螺栓(13)的头(14)和所述连接凸缘(5)的背向所述补偿元件(6)的支承面(15)之间设置至少一个沿轴线(a)方向作用的弹簧(16)。

15.如权利要求14所述的封装段，其特征在于，所述弹簧(16)是碟形弹簧。

16.如权利要求1至15之一所述的封装段，其特征在于，在所述两个连接凸缘(4，5)之间还设置有绝缘体(18)的固定凸缘(17)。

17.如权利要求1至16之一所述的封装段，其特征在于，所述连接凸缘(4，5)和所述连接区域(9)一体地相互构造。

18.如权利要求17所述的封装段，其特征在于，所述连接凸缘(4，5)和所述连接区域(9)由变形的板材制成。

19.如权利要求1至18之一所述的封装段，其特征在于，在所述补偿元件(6)的凸缘部分(7，8)和所述绝缘体(18)的连接凸缘(4，5)以及固定凸缘(17)之间设置密封件(19)。

20.如权利要求19所述的封装段，其特征在于，所述密封件(19)是O形环。

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