電力連接裝置的製作方法

2023-08-13 07:36:46 2

專利名稱：電力連接裝置的製作方法
技術領域：
本發明總體涉及電力連接裝置，特別地本發明涉及電氣饋通，利用該電氣饋通，特 別是在低和中間電壓範圍中的高電流被弓I導通過或者進入容器中。
背景技術：
在用於存儲或者傳送可燃危險商品的容器的情形中，經常有必要將高電力引入容 器中。例如，在用於管道輸送和/或傳送流態化天然氣的工廠中使用布置在容器內部的浸 沒的泵。同時密封電氣饋通的連接布置被用於將泵需要的電力引入容器內部。為此，饋通 通常被凸緣安裝在壓力容器的凸緣上。特別地關於可燃氣體和流體的壓力容器，由此重要的是，電流饋通長期地保持防 漏。就在存儲可以形成爆炸性氣體混合物的可燃材料的情形中，另外存在以下風險，即， 即使在其自身中不嚴重的非常小的洩漏的情形中，也會在饋通的封閉區域中形成氣體混合 物。這種區域可以形成在裝配的保護性外罩中。如果然後發生爆燃，則饋通可能被損壞從 而可燃材料現在快速地洩漏。

發明內容
因此，本發明的目的在於特別地為特別用於存儲和輸送形成爆炸性氣體混合物的 材料的罐或者壓力容器形成一種具有增加的操作安全性的電氣饋通。利用獨立權利要求的 主題實現了這個目的。在從屬權利要求中給出了有利的實施例和本發明的進一步內容。根據本發明，為此提供一種特別地用於壓力容器的電力連接的電力連接裝置，該 裝置包括兩個級聯電力饋通，或者分別為通常的電氣饋通，其中在導管中引導在電力饋通 的導體之間的電連接從而在導體之間的空隙至少被部分地填充。更加詳細地，本發明提供一種用於容器、特別地用於壓力容器的電力連接裝置，包 括-第一和第二電氣饋通，每一個電氣饋通均具有金屬凸緣，每一個金屬凸緣均至少 具有沿著軸向方向被絕緣體填充從而密封的開口，在絕緣體中布置與凸緣電絕緣並且從絕 緣體凸出的至少一個導體，其中-所述電氣饋通每一個均具有多個導體，並且其中第一饋通的導體每一個均與第 二電氣饋通的導體電接觸，並且形成電連接，其中-所述電連接的相互接觸的導體端部被布置於導管中，並且不同電連接的導管被 相互分隔從而在不同電連接的導體端部之間的空隙被至少部分地填充，其中
-該兩個電流饋通相互密封地連接從而導管在絕緣體之間形成腔室，該腔室被相 對於電力連接裝置的周圍環境密封。由此，腔室可以被分開地密封，或者還例如經由導管或者其它連接而相互連通。然 而，在這兩種情形中，腔室的整體被相對於所述周圍環境密封。
即使在饋通的密封絕緣體之一發生故障的情形中，由於兩個電力饋通，使得容器 的內容物也不會洩漏。如果，另一方面，電氣饋通的面向容器的絕緣體變為可洩漏的，則會 形成爆炸性氣體混合物。特別地因為由於在操作期間被施加到導體的電壓導致放電是可能 的，所以原則上存在爆燃或者爆炸的風險。這能夠損壞絕緣體從而電力連接裝置總體上變 為可洩漏的。因為在饋通之間的導體在其各個容積小於公共腔室的容積的單一導管中行進，所 以電力連接裝置的這種故障因此得以避免。優選地，考慮電和機械要求，各個腔室具有盡可 能小的容積。由此，在兩個饋通之間的空隙中形成的密封體積被降低為最小。因為在洩漏 的情形中爆炸性氣體的量據此也被降低，所以由此產生的壓力不再足以破壞饋通。因此，利 用級聯饋通與在饋通的絕緣體之間的導管中行進的導體的組合，實現了顯著增加的操作安 全性。為了能夠測試電力連接裝置的防漏性，在本發明的有利的進一步內容中設置從外 側與所述導管連接的至少一個測試導管。優選地，設置從外側與所述導管連接的兩個測試 導管。一種測試布置然後可以與該一個或者幾個測試導管連接，利用所述布置，確定氣體是 從容器還是從周圍環境分別到達或者逸出到由在兩個電流饋通之間的導管形成的空隙內 部。氣體探測器可以與例如用於天然氣的容器連接。可替代地，通過導管系統，內部空間可 以被衝洗(flush)並且使之是惰性的。為了利用兩個級聯電流饋通保證容器的雙重密封的功能性，進而有目的地為測試 導管提供閥門，可以為了測試饋通的目的而打開該閥門。可替代地，還可以連接持久性操作 衝洗或者監視系統。為了進一步改進電流饋通針對在爆燃的情形中發生的壓力的耐受能力，進一步有 利的是，至少對於兩個電氣饋通中的每一個，在分隔的絕緣體中布置導體。優選地，兩個饋 通均被以這種方式組裝。導管還可以被形成為被分開地密封的空隙。優選地，導管可以相互連通。導管相 互連通提供了以下優點，即測試防漏性可以通過在單一測試導管處進行測試而完成。根據本發明的再進一步的實施例，設置圍繞從絕緣體凸出的導體並且壓靠絕緣體的至少一個套筒形絕緣元件。由於圍繞導體從導管的內壁隔開的部分以及由於利用絕緣體 的絕緣，導體原則上針對饋通的金屬凸緣被電絕緣。但是可以利用上述絕緣元件顯著改進 電絕緣，並且由此儘可能不受特別地包括導電材料的引入的汙染物的影響。通過將絕緣元 件壓到饋通的各種的絕緣體上，還特別地實現了絕緣元件與饋通的絕緣體的密切接觸。因 此，可以避免或者至少抑制在導體和在其中布置絕緣體的、在金屬凸緣中的開口的壁之間 漏電的電流。當這樣做時，進而特別有利的是，分別地利用彈簧元件或者利用彈簧作力將 絕緣元件壓到絕緣體或者它的表面上。即便彈簧元件由於絕緣元件凹陷而稍微地鬆弛，足 夠的壓力也仍然得以保持。如果絕緣元件僅僅被相反地擰動，則絕緣元件的解擰或者變形 或者收縮能夠導致壓力的至少局部的損失。通常，絕緣元件可以具有肘部或者懸垂邊緣，彈 簧元件作用於該肘部或者懸垂邊緣從而沿著絕緣元件的周向方向同等地分配擠壓作用力。 特別地，高度絕緣塑性材料例如PVC、矽樹脂或者氟化聚合物是用於這些絕緣元件的適當材 料。特別地在低溫氣體的情形中，聚四氟乙烯(PTFE)是特別適合的。作為彈簧元件，可以考慮平坦螺旋彈簧、張力彈簧、盤形彈簧或者片彈簧以及彈性體彈簧。例如，壓力板可以被用作片彈簧，該板具有開口，通過該開口引導套筒形絕緣元件。如果壓力板利用被從絕緣元件隔開的螺絲而被附著到饋通，並且停靠在絕緣元件的肘部 (knuckle)上，則彎曲應力被施加到該板，並且由此產生的彈簧力將絕緣元件壓到電氣饋通 的絕緣體上。優選地在饋通的外側上使用以這種方式附著的絕緣元件，因此在凸緣的面向該側 的一側上附著另一饋通。優選地，圍繞凸出導體的絕緣元件在雙側上設於電氣饋通的外側上。為了在導管內側形成有效率和節約空間的絕緣，可以設置每一個均被布置於導管 中並且被插入彼此的兩個絕緣元件，所述絕緣元件被彈簧推開從而絕緣元件的端部被朝著 第一和第二電氣饋通的對向絕緣體壓靠。導體在其中行進的導管可以被插入單獨的間隔件或者還可以被插入在兩個電氣 饋通之間的內部件中。然而，根據本發明進一步的實施例，導管被插入第一或者第二饋通的 金屬凸緣之一中。利用這種裝置，避免了單獨的連接件，並且由此使得組裝更加容易。為了易於組裝，還可以特別地設置鎖套連接，通過鎖套連接，當饋通被相互聯結或 者附著時，屬於電氣饋通的導體相互電接觸。由此，可以以特別容易的方式安裝電力連接裝 置，因為費力的內部纜線布設能夠得以省略。另外地，與利用接線件的連接相比，各個連接 需要顯著更少的空間。在另一方面，這還允許相應地降低導管容積，從而具有關於在爆炸性 氣體混合物爆燃的情形中改進可靠性的上述優點。而且在該兩個電氣饋通的布置的外側上，當組裝時形成的插頭連接是有利的。另 夕卜，本發明的進一步的內容提供了，至少一個連接凸緣被與電氣饋通之一連接，其中具有插 頭元件的插頭體被布置於連接凸緣上，從而通過在連接凸緣上聯結饋通，插頭元件與電氣 饋通的導體電接觸。優選地，該兩個電氣饋通的布置在兩側上與在其中插入插頭體的相應 的凸緣連接，因此具有容器側以及連接側。可替代地，接線盒中利用連接件的通常連接是可 能的。如果停靠在饋通的絕緣體上的套筒形絕緣元件被用於如上所述地改進電絕緣，則 進而有利的是，絕緣元件沿著軸向方向與插頭體交迭從而改進耐電強度。根據本發明進一 步的內容，套筒形絕緣元件另外延伸到插頭體的開口中，在每一個所述開口中布置插頭元 件。在本發明的一個優選實施例中，密封絕緣體被形成為玻璃熔體(glass fusion) 0 可以利用玻璃熔體產生到金屬凸緣和到導體中的熔融物的高度密封的和耐壓的連接。另外 地，由於玻璃結構，這種絕緣體具有非常低的孔隙度。玻璃結構避免了通過絕緣體的擴散。 即使在長期操作之後，關於用於天然氣的容器，甲烷在例如由導管形成的、在絕緣體之間的 空隙中的聚合也得以避免。然而，可替代地，還可以使用陶瓷絕緣體。


在下面，利用示例性實施例並且參考附圖更加詳細地描述本發明。由此，相同附圖 標記指代相同或者相應的元件。其中示出圖1 :電力連接裝置的概略截面，
圖2 電力連接裝置的被置於彼此之上的電氣饋通的與圖1相比放大的視圖，圖3 具有導管的填充體的實施例，該填充體填充在饋通之間的空隙，並且圖4 具有帶有導管的間隔件的實施例，
具體實施例方式在圖1中示出根據本發明的電力連接裝置的實施例的截面視圖。圖2另外地示出 帶有被擰到一起的兩個電氣饋通3、5的布置的細節。電力連接裝置1包括第一電氣饋通3和被與第一電氣饋通3擰到一起的第二電氣 饋通5，每一個電氣饋通均分別地具有金屬凸緣35或者55。在饋通3、5中，存在沿著軸向 方向的開口 30、50，每一個分別地利用絕緣體31或者51填充而密封。在每一個開口中布 置分別地與凸緣35、55電絕緣並且從絕緣體31、51凸出的導體32或者52。利用附圖標記 33,34以及53、54指代導體32、52的凸出端部。電氣饋通3、5每一個均具有多個導體，其中在圖1的截面視圖中每一個可以僅僅 看到一個導體。例如，電力連接裝置可以總體具有用於連接容器中的浸沒體或者另一電氣 裝置的三個導體。兩個導體32、52相互電接觸，從而形成電連接。由此，電連接的相互接觸的導體端 部34、54被布置在由凸緣55的開口 50形成的導管中。還在自身導管中引導另外的電連接， 其中不同電連接的導管被相互分離從而在不同電連接之間的空隙至少被部分地填充。利用在凸緣35、55和螺絲21之間插入的密封，兩個電流饋通3、5相互密封連接， 從而開口 50形成絕緣體32、52之間相對於電力連接裝置1的周圍環境的密封腔室。由此，該另外的、未示出的開口也可以與開口 50連通。測試導管使得連接氣體探測器成為可能，由此能夠確定材料是否通過容器側饋通 中的洩漏口而從容器到達由開口 50形成的空隙。同樣地，例如通過在外側上進給測試氣 體，還可以關於密封性測試另一饋通。如果開口相互連通，則一個單一的測試導管足以測試 由第一和第二饋通3、5構成的整個布置的密封性。測試導管優選地設有未示出的閥門從而 能夠相對於周圍環境密封開口 50。兩個絕緣元件10、11被布置在由饋通5的開口 50形成的導管中。因為在饋通3、 5之間的已被密封的內部中布置這些元件，所以這些絕緣元件10、11還被稱作內部絕緣元 件。優選地，絕緣元件是由高度絕緣的和耐熱的材料製成的。PTFE是特別地適合的材料。絕緣元件10、11被形成為管道形狀或者套筒形狀，並且分別地具有懸垂邊緣100 或者110，其中懸垂邊緣之一每一個均分別地停靠在絕緣體31或者51中之一上。螺旋彈簧 12在預張緊狀態下被插入，並且以其端部停靠在懸垂邊緣100、110上從而彈簧同時地作用 於邊緣100、110上並且將絕緣元件10、11壓到凸緣35、55中的絕緣體31、51的表面上。進而，絕緣元件10、11具有不同的直徑從而它們可以被插入彼此之中，並且可以 沿著導體沿軸向方向朝向彼此地移位。由於由此實現的絕緣元件10、11沿著軸向方向的交 迭，完全的絕緣得以實現。在外側上，因此在指向容器和指向電力連接裝置1的連接側的凸緣35、55的側上， 還附著管道形絕緣元件17、18。這裡還設置彈簧元件以分別地在它們的懸垂邊緣170或者 180處將絕緣元件17、18牢固地壓到電氣饋通3、5的凸緣35、55中的絕緣體31、51上。
特別地，這裡作為彈簧元件設置壓力板15，該板利用從通過其插入套筒形絕緣元 件的開口隔開的螺絲150而被分別地附著到電氣饋通3、5的凸緣35或者55。利用隔開的 螺絲和壓力板15分別在套筒形絕緣元件17、18的懸垂邊緣170或者180上的其餘部分而 在壓力板15中產生彎曲力矩，從而壓力板15用作片彈簧。因此，還在此情形中保證了在絕 緣體31、51和絕緣元件17、18之間的持久壓力。利用鎖套連接建立在導體32、52的兩個凸出端部34、54之間的電連接，如可以利 用圖2的詳細視圖最好地看到所述鎖套連接。例如，在圖2所示實例中，導體32、52面向彼 此的兩端34、54被形成為鎖套，其中杆被插入兩個鎖套中。因為導體32、52被布置成軸向對準，所以與在組裝期間電氣饋通3、5在彼此之上 停靠同時建立電連接。帶有管道70、90的連接凸緣7、9被凸緣連接到饋通3、5的金屬凸緣。連接凸緣7、 9之一是容器的連接凸緣，而通過在另一凸緣處的管道引入外部連接線。在所示示例性實施 例的情形中，在考慮構造時，兩個凸緣具有類似的類型從而凸緣7以及凸緣9可以主要是具 有容器側的凸緣。除了別的以外，在對向凸緣處的管道用作保護外罩。密封20或者密封連 接被至少設於具有容器側的凸緣和在其上凸緣連接的饋通3、5之間，優選地在兩個連接凸 緣7、9處。帶有插頭元件41的插頭體40被插入凸緣7、9的管道70、90中，利用所述元件，管 道70、90中的連接纜線42得以連接。從而形成插頭元件41用於連接件連接，從而在聯結 時實現與已被分配的導體32、53的接觸。在所示實例的情形中，插頭元件41是當分別地聯 結凸緣7、9或者饋通3、5時導體32、52被插入其中的鎖套。為了改進絕緣性，套筒形絕緣元件17、18和插頭體40相互纏繞。在所示實例的情 形中，插頭元件41被布置在插頭體中的開口 44中，其中絕緣元件17、18延伸到開口 44中。在上述實例的情形中，導管被布置在凸緣之一中。但是另外的配置顯然也是可能 的，其中在兩個饋通之間封閉的內部空間被基本上減小為單一電連接在其中行進的導管。一種可能性是帶有導管的填充體，利用該填充體，在饋通之間的內部空間得以填 充。圖3示出這種實例。在該實例中，饋通5具有帽形凸緣。利用帽形形狀限定內部空間 56。這個內部空間至少被填充體57部分地填充，其中這個填充體具有在其每一個中布置 單一電連接的獨立導管58，該單一電連接在這裡同樣利用鎖套連接通過導體端部34、54建 立。在至此示出的實例的情形中，兩個饋通進一步被直接地凸緣連接到彼此之上。也 可能的是插入具有導管，並且該兩個饋通被凸緣連接到其上的間隔件。圖4示出這種實例。 這裡，提供形式為凸緣的間隔件。導管61被插入間隔件60中從而在電連接的導體端部34、 54之間的空隙至少被部分地填充。為了將兩個饋通3、5凸緣連接到空隙60，可以在間隔件60中設置通孔62，通過該 通孔，螺絲連接21的螺絲被插入。因此，兩個饋通3、5因此被同時地凸緣連接到間隔件60。 在圖4中所示實例的情形中，測試導管14也被布置在間隔件60中。由於以下效果，即可以插入兩個被相同地或者類似地構造的電氣饋通3、5，從而利用圖4示出的實例是有利的。對於本領域技術人員而言明顯的是，本發明不限於上述實例，而是可以事實上在權利要求的範圍內以各種方式改變。特別地，示例性實施例的特徵在有意義的情況下可以
相互組合。附圖標記的列表1:電力連接裝置3、5:電氣饋通7、9:連接凸緣10、11 內表面絕緣元件12 彈簧
14 測試導管17、18 外表面絕緣元件20 密封21 :3、5 的螺絲30,50 用於3、5中的導體的開口40 插頭體41:40中的插頭元件42:連接纜線44:40 中的開口31,51 :3、5 的導體33、34 :31 的端部35,55 :3、5 的凸緣56:55中的內部空間57 填充體58:57中的導管60:間隔件61:60中的導管62 用於60中螺絲的通孔53、54 :51 的端部70,90 在7、9處的管道100、110 10，11 的懸垂邊緣170、180 :17，18 的懸垂邊緣
權利要求
一種用於容器，特別地用於壓力容器的電力連接裝置(1)，包括-第一和第二電氣饋通(3，5)，每一個電氣饋通均具有金屬凸緣(35，55)，每一個金屬凸緣均至少具有沿著軸向方向被絕緣體(31，51)填充從而密封的開口(30，50)，在所述絕緣體中，布置與凸緣(35，55)電絕緣並且從絕緣體(31，51)凸出的至少一個導體(32，52)，其中-電氣饋通(3，5)每一個均具有多個導體(32，52)，並且其中第一饋通(3)的導體(32)每一個均與第二電氣饋通(5)的導體(52)電接觸，並且形成電連接，其中-所述電連接的相互接觸的導體端部(34，54)被布置於導管中，並且不同電連接的導管被相互分隔，從而在不同電連接的導體端部之間的空隙被至少部分地填充，其中-所述兩個電流饋通(3，5)相互密封地連接，從而導管在絕緣體(31，51)之間形成腔室，所述腔室被相對於所述電力連接裝置的周圍環境密封。
2.根據權利要求1的電力連接裝置，其特徵在於從外側與所述導管之一連接的至少一 個測試導管(14)。
3.根據前一權利要求的電力連接裝置，其特徵在於，測試導管(14)設有閥門。
4.根據前面權利要求之一的電力連接裝置，其特徵在於，至少對於該兩個電氣饋通 (3,5)之一，導體(32，52)每一個均被布置於單獨的絕緣體(31，51)中。
5.根據前面權利要求之一的電力連接裝置，其特徵在於，所述導管相互連通。
6.根據前面權利要求之一的電力連接裝置，其特徵在於至少一個套筒形絕緣元件 (10，11，17，18)，所述至少一個套筒形絕緣元件(10，11，17，18)壓靠絕緣體(31，51)並且圍 繞從絕緣體(31,51)凸出的導體(32，52)。
7.根據前一權利要求的電力連接裝置，其特徵在於彈簧元件，所述彈簧元件將絕緣元 件壓靠所述絕緣體。
8.根據前面兩項權利要求之一的電力連接裝置，其特徵在於，所述絕緣元件(10，11， 17，18)具有所述彈簧元件作用於其上的肘部(100，110，170，180)。
9.根據前一權利要求的電力連接裝置，其特徵在於壓力板(15)，所述壓力板(15)利 用從絕緣元件(17，18)隔開的螺(150)而被附著到電氣饋通(3，5)，並且承載在絕緣元件 (17，18)的肘部(170，180)上，從而所述壓力板(15)被設於彎曲應力下，並且由此產生的彈 簧力將絕緣元件(17，18)壓到所述電氣饋通的絕緣體(31，51)上。
10.根據前面四項權利要求之一的電力連接裝置，其特徵在於兩個絕緣元件(10，11)， 每一個絕緣元件均被布置於所述導管中，並且被插入彼此之中，所述絕緣元件被彈簧(12) 推開從而絕緣元件(10，11)的端部壓靠第一和第二電氣饋通(3，5)的對向絕緣體(31，51)。
11.根據前面權利要求之一的電力連接裝置，其特徵在於，電連接的導體(32，52)利用 鎖套連接而相互電接觸。
12.根據前面權利要求之一的電力連接裝置，其特徵在於，所述絕緣體(31，51)包括玻 璃熔體。
13.根據前面權利要求之一的電力連接裝置，其特徵在於與電氣饋通(3，5)之一連接 的至少一個連接凸緣(7，9)，其中具有插頭元件(41)的插頭體(40)被布置於連接凸緣(7， 9)中，從而通過將饋通(3，5)置於連接凸緣(7，9)上，插頭元件(41)與電氣饋通(3，5)的 導體(32，52)電接觸。
14.根據前一權利要求的電力連接裝置，其特徵在於放置於饋通(3，5)的絕緣體(31， 51)上的至少一個套筒形絕緣元件(17，18)，所述套筒形絕緣元件延伸到插頭體(40)的開 口中，在所述開口中布置插頭元件(41)。
15.根據前面權利要求之一的電力連接裝置，其特徵在於，所述導管被插入第一或者第 二饋通(3，5)的金屬凸緣(35，55)之一中。
16.根據前面權利要求1到15之一的電力連接裝置，其特徵在於具有導管的填充體，利 用所述具有導管的填充體填充所述饋通之間的內部空間。
17.根據前面權利要求之一的電力連接裝置，其特徵在於具有所述導管的間隔件，所述 第一和第二饋通被凸緣連接到所述具有所述導管的間隔件上。
18.—種罐或者壓力容器，特別地用於存儲或者輸送產生可燃、爆炸性氣體混合物的物 質，其特徵在於根據前面權利要求之一的電力連接裝置。
全文摘要
本發明涉及一種電力連接裝置，特別是用於安全容器的電力連接。為了改進操作安全性，該電力連接裝置包括兩個級聯電流饋通，由此在饋通的導體之間的電連接被布置於具有減小的容積的導管中，從而在導體之間的空隙至少被部分地填充。
文檔編號H01R13/533GK101826677SQ20101013033
公開日2010年9月8日 申請日期2010年3月5日 優先權日2009年3月5日
發明者于爾根·祖特納, 約翰·貝爾瑙爾 申請人:肖特公開股份有限公司