CN101606291A - 气体绝缘高压设备的封装段 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种气体绝缘高压设备的封装段(1)，所述封装段(1)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)，其中在两个相互面对的连接凸缘(4、5)之间布置有补偿元件(7)，且其中在连接凸缘(4、5)之间布置有轴向力传递元件(8)。为实现此类封装段的紧凑构造形式，本发明建议，轴向力传递元件(8)包括一定数量的拉杆(9、10)和在轴向上布置在各连接凸缘(4、5)之间的弹簧环(11)，其中第一组拉杆(9)直接或间接地与连接凸缘(4、5)和弹簧环(11)中的一个连接，而第二组拉杆(10)直接或间接地与连接凸缘(4、5)和弹簧环(11)中的另一个连接。

Description

气体绝缘高压设备的封装段

技术领域

本发明涉及一种气体绝缘高压设备的封装段，所述封装段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设有至少一个连接凸缘，其中在两个相互面对的连接凸缘之间布置有补偿元件，且在连接凸缘之间布置有轴向力传递元件。

背景技术

此类封装段从DE 198 15 151 C1中已知。在封装和绝缘高压设备中，为补偿高压设备的不同部件之间的热膨胀，必须提供在轴向上的移动可能性。优选的应用情况在此是高压开关设备的汇流排。

所述的出版物示出了一种技术方案，其中使用能够补偿由热造成的轴向移动的波纹管。已知此类用于热应力的补偿元件也称为扩口补偿器。

替代的技术方案是滑块，所述滑块在两个封装部件之间允许相对移动，且以此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在于改进此类设备，使得可以以低成本完成两个封装部件之间的由热造成的轴向补偿的充分的可能性。设备应在此具有简单的结构，使得设备能够廉价地制造。此外，设备应占据尽可能小的构造空间。最后，设备可以以简单的方式安装，这也保持了低制造成本。

通过本发明，对于此类封装段中的此技术问题的解决的特征在于，轴向力传递元件包括一定数量的拉杆和在轴向上布置在各连接凸缘之间的弹簧环，其中第一组拉杆直接或间接地与连接凸缘和弹簧环中的一个连接，而第二组拉杆直接或间接地与连接凸缘和弹簧环中的另一个连接。

如在下文中详述，以此能够实现两个封装部件的气密性连接，其中可具有补偿轴向方向上的热运动的简单和充分的可能性。

本发明不提供与从现有的技术方案中已知的拉杆相同的拉杆，而是基本上提供布置在连接凸缘之间的弹簧环，所述凸缘借助拉力传递元件与此弹簧环相连接。

本发明的第一扩展建议，为补偿元件设有至少一个固定凸缘，且以此固定凸缘与至少一个连接凸缘连接。在此，可建议的是为补偿元件提供两个固定凸缘，且以此固定凸缘与两个连接凸缘连接。在此情况中，本发明的一种扩展建议，将补偿元件设计为波纹管。补偿元件能够具有多个径向截面为半圆形的段。

也可能的是将补偿元件形成为盘形补偿器。在此情况中，优选的是补偿元件具有可沿轴向方向在套筒形部分上滑动地移动的接触元件。

弹簧环能够是由弹簧弹性材料制成的环，特别是由弹簧钢制成的环。弹簧环能够具有与连接凸缘外径相对应的外径。

拉杆能够等距地布置在连接凸缘或弹簧环的周长上。连接连接凸缘和弹簧环中的一个的拉杆能够相对于连接连接凸缘和弹簧环中的另一个的拉杆在周向方向上错开地布置。在此能够建议，当在周向方向上观察时，使连接连接凸缘和弹簧环中的一个的拉杆分别居中地布置在连接凸缘和弹簧环中的另一个的两个拉杆中间。

拉杆能够至少部分地形成为螺纹杆。拉杆能够与锁紧螺母和/或螺栓和/或间隔套筒配合作用。在此，本发明的一种扩展建议，间隔套筒具有贯穿的内螺纹。

在连接凸缘上能够固定盘形保持环，所述保持环将补偿元件固定在连接凸缘上。盘形保持环能够在此以拉杆的至少一个部分固定在连接凸缘上。

根据本发明的扩展，在至少一个拉杆和弹簧环之间能够布置至少一个在轴向方向上起作用的弹簧元件。所述弹簧元件仅在一个轴向方向上或在两个轴向方向上起作用。

在一组拉杆和弹簧环之间能够布置弹簧元件，其中另一组拉杆直接与弹簧环连接。

在此，优选的是弹簧元件包括至少一个碟形弹簧。在此，弹簧元件也能够形成为碟形弹簧叠。

弹簧能够在轴向方向上具有是弹簧元件的至少三倍高的弹簧常数。弹簧环能够为此形成为实心的钢制零件。

根据本发明的扩展，此外在两个连接凸缘之间能够布置绝缘体的固定凸缘。在补偿元件和绝缘体的连接凸缘或固定凸缘之间能够布置密封元件。此密封元件优选地为O型圈。

根据现有技术的装置的补偿能力在通常不要求的量级上。所述设备的补偿轴向的由热造成的膨胀的能力因此远高于由于汇流排中的加热和冷却而出现的膨胀。此外，为制造现有装置所必须花费的构造成本很高，使得设备通常昂贵。然而，获得由热造成的补偿而实现的可能性超出范围。由于现有装置的结构，也要求明显的构造空间，这是具有缺点的。

与之相对应，根据本发明的构思提供如下优点：

所建议的技术方案的特征在于，所述技术方案具有很简单的结构且因此能够相对低成本地实现。然而，补偿由热造成的轴向移动的可能性是绝对足够的。

因此，获得了简单和廉价的技术方案。

此外，所建议的装置为弹性弹簧环的形式，它与现有的扩口补偿器或滑块补偿器的形式相比要求更小的安装空间，这也可以认为是有利的。

所阐述的设备的安装也很简单地实现，使得与之相关的成本低廉。

作为拉力传递设备的组成部分的弹簧环与现有技术方案相比也是有利的，因为力传递能够在连接凸缘上均匀分布地引入。以有利的方式，因此能够避免用于固定拉杆的高强度且因此昂贵的原料和材料密集型的构造。由气体施加的轴向力通过弹簧环承受。

如从以上构造中得到，所建议的构思可适用于扩口补偿器和滑块补偿器。在两个技术方案中，可进行长度分级和力分级的构造。这意味着，所建议的构思能够模块化地使用。

附图说明

在附图中图示本发明的实施例，各图为：

图1在透视图中示意性地示出两个相互连接的、带有封装段的封装部件，其中在此作为安装例示出高压设备的汇流排，

图2示意性地示出通过两个封装部件之间的封装段的一部分的径向截面，

图3示出图2所示封装段的示意性透视图，

图4在示意性透视图中示出根据替代图2和图3的实施形式的布置在两个封装部件之间的且传递拉力的单元，

图5示出图4的放大图，其中仅图示该单元的一个部分且以截面图示出该部分，

图6示出图5所示的单元的径向截面，

图7示出在对应于图6的示意性图示中的本发明的替代构造，

图8示出在对应于图2的示意性图示中的本发明的替代构造，

图9示出根据图8的封装段的示意性透视图示，

图10在透视图中示意性地示出在本发明的另外的替代实施形式中的两个相互连接的封装部件，

图11以放大的图示出根据图10的封装段的示意性透视图，其中图示出通过第一组的拉杆的径向截面，

图12以放大图示出根据图10的封装段的示意性透视图示，其中图示出通过第二组的拉杆的径向截面，

图13以对应于图2的示意图示出本发明的另外的替代构造，和

图14示出根据图13的封装段的示意性透视图示。

具体实施方式

在图1中图示高压设备的一部分，即汇流排。可见两个封装部件2和3，它们被气体绝缘且通过封装段1相互气密连接。封装段1不仅保证封装部件2和3之间的气密连接，而且以该封装段1可补偿部分2、3之间在轴向方向上的热移动。

封装段1在此布置在两个连接凸缘4和5之间，其中每个连接凸缘4和5在封装部件2和3的邻接图示的封装段1的那一侧上布置在封装部件2和3上。

封装段1结构的细节见图2。

基本上，如已解释，封装段1安装在封装部件2、3的两个连接凸缘4和5之间。封装段1的主要部分在此是具有波纹管形式的补偿元件7，补偿元件7在轴向端部区域中各具有固定凸缘6。波纹管7以其固定凸缘6气密地固定在连接凸缘4和5上。固定凸缘6在邻接的部件上的固定以现有的盘形保持环14和15进行，保持环14和15螺纹连接在邻接的部件上，且固定凸缘6夹紧在保持环14和15和邻接的部件之间且因此固定。现在，在图2中仅示出，在固定凸缘6和邻接的部件之间能够提供密封元件18，以保证气密性。

在此情况中，在图2中左侧的固定凸缘6不直接固定在连接凸缘4上，而是可间接地通过固定在连接凸缘4上的固定凸缘6或绝缘体17固定。然而，在图2中右侧的波纹管7的固定凸缘6直接固定在连接凸缘5上。就此而言，该技术方案与现有技术相对应。

然而，在两个封装部件2、3之间传递拉力所要求的拉力传递元件8以新的方式形成：

拉力传递元件8具有弹簧环11作为基本的组成部分，所述弹簧环11布置在两个连接凸缘4和5之间。弹簧环11在此近似居中地布置在用于绝缘体17的固定凸缘16的端部和连接凸缘5之间。弹簧环11以连杆9和10与固定凸缘16(且因此与连接凸缘4)和连接凸缘5连接。在此称为拉杆的元件在实施例中是螺纹杆，螺纹杆安装为使得能够传递固定凸缘16(且因此连接凸缘4)和弹簧环11之间以及弹簧环11和连接凸缘5之间的轴向力。

拉杆9、10的准确布置特别好地从图4、图5和图6中可见。

具有所述螺纹杆形式的第一组拉杆9将固定凸缘16与弹簧环11连接。拉杆9在此等距分布地布置在固定凸缘16和弹簧环11的圆周上。如在图5和图6中可见，在此建议，螺纹杆9穿过盘形保持环14，且否则在固定凸缘16内在相应的未图示的螺纹孔内固定。拉杆9-即螺纹杆-的在弹簧环11的方向上轴向从固定凸缘16突出的端部旋入带有内螺纹的间隔套筒13内。间隔套筒13限定盘形保持环14和弹簧环11之间的间隔。拉杆9在弹簧环11上的固定以螺栓12进行，螺栓12也旋入间隔套筒13的内螺纹内，且作为拉杆9的组成部分。以此，弹簧环11相对于固定凸缘16轴向固定。

对于连接凸缘5在弹簧环11上的连接相应地适用的是：

具有螺纹杆形式的拉杆10旋入连接凸缘5内且以其自由端轴向地在弹簧环11的方向上突出。此自由端也旋入间隔套筒13内的内螺纹内。与拉杆9的固定相对应，拉杆10也以螺栓12固定在弹簧环11上，所述螺栓12旋入间隔套筒的内螺纹内且因此作为拉杆10的组成部分。如在图4中可见，围绕圆周观察，拉杆9和10以其连接在弹簧环11上交替，即这涉及它们在弹簧环11上的固定。因此，当连接凸缘4和5之间出现轴向力时，弹簧环11将波浪形地弯曲，以此在轴向方向上建立相应的弹性常数。

以此，包括中心弹簧环11和拉杆9和10的拉力传递元件8实现了很紧凑的结构，不过在出现热应力的情况下此结构允许实现足够的补偿能力。

在根据图7的技术方案中建议了图6的替代构造，其中图7中不提供限定盘形保持环14和15与弹簧环11之间的距离的间隔套筒13(如同根据图2和图3的技术方案中那样)，而是在图7的替代构造中将螺纹杆形式的拉杆9、10固定在固定凸缘16和连接凸缘5内，且穿过盘形保持环14、15和弹簧环11内的孔。弹簧环11在螺纹杆9、10上的固定以及盘形保持环14和15在固定凸缘16和连接凸缘5上的固定在此通过锁紧螺母12进行，因此锁紧螺母12具有与图5和图6中的螺栓12相同的附图标号，因为它们实现相同的功能。即它们将螺纹杆9、10在轴向上固定在弹簧环11上。

在图8和图9中图示了本发明的另外的替代构造。特别地与图2中图示且解释的构造的差异在于，在此拉杆9、10不固定地固定在弹簧环11上，而是拉杆9、10通过碟形弹簧叠形式的弹簧元件19与弹簧环11连接，使得弹簧环11和拉杆9、10之间在一个轴向方向上且甚至在两个轴向方向上可以运动。

弹簧环11在此可以在根据图8和图9的技术方案中也构造为更稳定，即构造为实心的钢制零件，因为轴向方向上的弹性通过碟形弹簧19造成。

设备基本上对称地形成，即弹簧环11尽可能居中地定位在两个盘形保持环14、15之间。

即根据此技术方案，将弹簧支承的相对硬的环11用于在补偿膨胀的同时将补偿器上的气体力进行力传递。浮动支承的钢环11起到拉杆的作用。碟形弹簧19负责补偿热膨胀。相对硬的环相互固定在相邻的凸缘上。

类似于图8和图9的替代技术方案在图10、图11和图12中图示。图11示出通过封装段的截面图，其中正好切过第一组9的一个拉杆。与之相对，图12示出的截面在周向方向上旋转过一定的角度范围，使得切过第二组的一个拉杆10。

与根据图8和图9的技术方案不同在于，此处仅一组拉杆10在弹簧元件19上与弹簧环11连接。另一组拉杆9直接与弹簧环11连接，即无弹簧元件19，如同在根据图1至图7的实施例中的情况。因此，在此弹簧环11也能够布置在两个盘形保持环14、15之间的轴向中心之外。

在图13和图14中根据本发明的替代构造可见，本发明的构思不仅能够如在图1至图12中的情况使用在扩口补偿器中(通过使用具有波纹管形式的补偿元件)，而且能够使用在滑块补偿器中。

相应地，通过提供套筒形部分7’，补偿元件7在此形成为滑块补偿器的部件，所述套筒形部分7’在一侧通过固定凸缘6以及通过固定凸缘16固定在连接凸缘4上。接触元件7”能够沿轴向方向在套筒形部分7’上密封地滑动，且因此补偿轴向热膨胀。

此外，根据图13和图14的解决方法类似于前述实施例地构造，特别是关于拉力传递元件8的构造。

弹簧元件19能够在此仅在一个轴向方向上(例如，见图12)或也在两个轴向方向上(例如，见图8)起作用。

弹性支承的补偿环与现有拉杆相比是具有优点的，因为力传递均匀地在凸缘圆周上分布。

一般而言，拉杆9和10能够齐平地或在周向上相互错开地布置。相应地，存在正对布置(见图3)或错开布置(见图4至图7)。

所建议的设备实现了用于两个封装部件之间的封装段的此类拉杆技术方案，该技术方案很简单且廉价地构建，且仅要求小的构造空间。浮动支承的由弹簧钢制成的弹簧环因此承担现有的拉杆的任务以及承担对热膨胀补偿。弹簧环优选地相互固定在相邻的凸缘上。

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    固定凸缘

7    补偿元件

7’  套筒形部分

7”  接触元件

8    拉力传递元件

9    拉杆(螺纹杆)

10   拉杆(螺纹杆)

11   弹簧环

12   螺栓/锁紧螺母

13   间隔套筒

14   盘形保持环

15   盘形保持环

16   固定凸缘

17   绝缘体

18   密封元件

19   弹簧元件

a    轴线

Claims (26)

1.一种气体绝缘高压设备的封装段(1)，所述封装段(1)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)分别具有至少一个连接凸缘(4、5)，其中在两个相互面对的连接凸缘(4、5)之间布置有补偿元件(7)，且其中在连接凸缘(4、5)之间布置有轴向力传递元件(8)，其特征在于：

轴向力传递元件(8)包括一定数量的拉杆(9、10)和在轴向上布置在连接凸缘(4、5)之间的弹簧环(11)，其中第一组(9)拉杆直接或间接地与连接凸缘(4、5)和弹簧环(11)中的一个连接，而第二组(10)拉杆直接或间接地与连接凸缘(4、5)和弹簧环(11)中的另一个连接。

2.根据权利要求1所述的封装段，其特征在于：所述补偿元件(7)具有有至少一个固定凸缘(6)，且以所述固定凸缘(6)与所述连接凸缘(4、5)的至少一个连接。

3.根据权利要求2所述的封装段，其特征在于：所述补偿元件(7)具有两个固定凸缘(6)，且以所述固定凸缘(6)与两个所述连接凸缘(4、5)连接。

4.根据权利要求3所述的封装段，其特征在于：所述补偿元件(7)设计为波纹管。

5.根据权利要求4所述的封装段，其特征在于：所述补偿元件(7)具有多个径向截面为半圆形的段。

6.根据权利要求1或2所述的封装段，其特征在于：所述补偿元件(7)设计为滑块补偿器。

7.根据权利要求6所述的封装段，其特征在于：所述补偿元件(7)具有接触元件(7”)，所述接触元件(7”)可以沿轴向方向在一套筒形的部分(7’)上滑动移动。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的封装段，其特征在于：所述弹簧环(11)由弹簧弹性材料制成，尤其是由弹簧钢制成。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的封装段，其特征在于：所述弹簧环(11)的外径与所述连接凸缘(4、5)的外径相对应。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的封装段，其特征在于：所述拉杆(9、10)等距地布置在所述连接凸缘(4、5)或所述弹簧环(11)的周长上。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的封装段，其特征在于：连接所述连接凸缘(4)和所述弹簧环(11)中的一个的拉杆(9)相对于连接所述连接凸缘(5)和所述弹簧环(11)中的另一个的拉杆(10)在周向方向上错开地布置。

12.根据权利要求11所述的封装段，其特征在于：上述的连接所述连接凸缘(4)和所述弹簧环(11)中的一个的拉杆(9)在周向上观察时分别居中地布置在两个上述的连接所述连接凸缘(5)和所述弹簧环(11)中的另一个的拉杆(10)之间。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的封装段，其特征在于：所述拉杆(9、10)至少部分地设计为螺纹杆。

14.根据权利要求13所述的封装段，其特征在于：所述拉杆(9、10)与锁紧螺母和/或螺栓(12)和/或间隔套筒(13)相配合作用。

15.根据权利要求14所述的封装段，其特征在于：所述间隔套筒(13)具有贯穿的内螺纹。

16.根据权利要求1至15中任一项所述的封装段，其特征在于：在连接凸缘(4、5)上固定盘形保持环(14、15)，所述保持环(14、15)将补偿元件(7)固定在连接凸缘(4、5)上。

17.根据权利要求16所述的封装段，其特征在于：所述盘形保持环(14、15)用所述拉杆(9、10)的至少一部分固定在所述连接凸缘(4、5)上。

18.根据权利要求1至17中任一项所述的封装段，其特征在于：在至少一个拉杆(9、10)和弹簧环(11)之间布置至少一个在轴线(a)的方向上起作用的弹簧元件(19)。

19.根据权利要求18所述的封装段，其特征在于：在一组拉杆(10)和弹簧环(11)之间布置弹簧元件(19)，其中另一组拉杆(9)直接与所述弹簧环(11)连接。

20.根据权利要求18或19所述的封装段，其特征在于：所述弹簧元件(19)包括至少一个碟形弹簧。

21.根据权利要求20所述的封装段，其特征在于：所述弹簧元件(19)设计为碟形弹簧叠。

22.根据权利要求18至21中任一项所述的封装段，其特征在于：所述弹簧环(11)在在轴线(a)的方向上具有至少为弹簧元件(19)的三倍的弹簧常数。

23.根据权利要求22所述的封装段，其特征在于：所述弹簧环(11)设计为实心的钢制零件。

24.根据权利要求1至23中任一项所述的封装段，其特征在于：在两个连接凸缘(4、5)之间另外布置绝缘体(17)的固定凸缘(16)。

25.根据权利要求1至24中任一项所述的封装段，其特征在于：在补偿元件(7)和连接凸缘(4、5)以及绝缘体(17)的固定凸缘(16)之间布置密封元件(18)。

26.根据权利要求25所述的封装段，其特征在于：密封元件(18)是O型圈。

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