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Diese Erfindung bezieht sich auf eine Stopfbüchse für den Durchtritt zumindest eines Kabels durch die Wand eines Gefässes unter Verhinderung des Ausleckens von Gas aus dem Gefäss, wobei die Stopfbüchse einen Stopfbüchsenkörper und eine Packung aufweist, die von dem bzw. den Kabel (n) durchsetzt werden.
Generatoren enthalten üblicherweise Messgeräte und andere Vorrichtungen, welche es erforderlich machen, dass der Generatorrahmen den Zutritt von Kabeln, die mit solchen Vorrichtungen verbunden sind. zulässt. Gleichzeitig ist es von entscheidender Bedeutung, ein Austreten des Im Inneren des Generators enthaltenen Wasserstoffgases zur Atmosphäre zu verhindern. Eine Quelle möglichen Leckens von Wasserstoffgas ISt der Punkt, an dem Messgeräte und/oder andere Kabel In den Generatorrahmen eintreten bzw aus diesem austreten. und somit ist es erforderlich. eine wirksame Abdichtung oder Stopfbüchse vorzusehen, welche es den Kabeln gestattet, den Generatorrahmen zu durchsetzen, ohne ein Auslecken von Wasserstoffgas entlang der Kabel zuzulassen.
Eine herkömmliche Stopfbüchsenkonstruktion ist In Fig. 1 gezeigt, In welcher eine Stopfbüchse 10 In die Wand 12 eines Generators eingesetzt gezeigt ist. Die Stopfbüchse 10 ist, wie bereits erwähnt, dafür ausgelegt, das Ein- bzw Austreten von Kabeln durch den Generatorrahmen zu ermöglichen, während gleichzeitig ein Auslecken von Wasserstoffgas verhindert wird.
Die Stopfbüchse 10 weist bel dieser herkömmlichen Anordnung einen im wesentlichen zylindrischen Stopfbüchsenkörper 14 aus Stahl mit einer Aussenumfangswand 16 und einer Radialwand 18 an einem Ende auf, wobei die Radialwand eine zentrale Öffnung 20 besitzt Das gegenüberliegende Ende des Stopfbüchsenkörpers 14 ist mit mehreren Gewindebohrungen 22 für Gewindebolzen versehen, so dass eine scheibenähnliche Druckplatte 24 mit ausgenchteten Bohrungen 26 über eine entsprechende Anzahl von Bolzen 28 am Stopfbüchsenkörper 14 befestigt werden kann. Die Druckplatte 24 ist mit einer zentralen Öffnung 30 mit annähernd demselben Durchmesser wie die Öffnung 20 der Radialwand 18 ausgestattet und axial mit dieser ausgenchtet.
Der Stopfbüchsenkörper nimmt zwei scheibenähnliche Textalite@-Abstandhalteplatten 32, 34 zu beiden Seiten einer scheibenförmigen Gumml-Packungsdichtung 36 auf. Die Abstandhalteplatten 32, 34 und die Gumrm-Packungsd : chtung 36 haben eine solche Grösse, dass sie wie gezeigt in den Stopfbüchsenkörper passen. Zusätzlich ISt eine komprimierbare Dichtung 38 aus Gummi oder einem anderen geeigneten Material zwischen die Abstandhalteplatte 32 und die Radialwand 18 eingefügt. Ein Kabel 40 Ist gezeigt, wie es durch die Stopfbüchse 10 hindurch-und aus der Generatorwand 12 austritt, wobei das Kabel 40 eine Kupferlitze 42 und einen Isolationsmantel 44 aufweist.
Der Mantel 44 des Kabels 40 wird in Bereichen zu beiden Seiten und Im Inneren der Gumml-Packungsdichtung 36 entfernt. Diese Anordnung führt nach einem Festziehen der Druckplatte 24 zu einer 360. -Kompression der Packungsdichtung 36 direkt gegen und um die Metallitze 42 des Kabels herum, um eine gasdichte Abdichtung zu gewährleisten.
Obwohl diese herkömmliche Anordnung eine im allgemeinen annehmbare Abdichtwirkung bietet, ist sie insoferne von Nachteil, als sie keine Druckprüfung der Stopfbüchse auf Gasdichtigkeit vor dem Generatorhochlauf gestattet.
Die Erfindung hat eine wirksam abdichtende Stopfbüchse zum Ziel, welche die Abdichtungseigenschaften der Stopfbüchse verbessert, die rasche Erkennung des Ausleckens von Gas ermöglicht und auch Mittel enthält, um die Gasdichtheit der Leitungsdurchführungen vor dem Generatorhochlauf zu prüfen. Dieses Ziel wird mit einer Stopfbüchse der einleitend genannten Art erreicht, die sich erfindungsgemäss dadurch auszeichnet, dass die Stopfbüchse zwei Packungen, die im Inneren des zylindrischen Stopfbüchsenkörpers angeordnet sind und zwischen denen ein Luftraum ausgebildet ist, und eine Leitung aufweist, über welche der Luftraum mit einer Gasdetektoreinrichtung verbindbar ist, wobei das bzw. die Kabel die Stopfbüchse, die bel den Packungen und den Luftraum durchsetzen.
Die erfindungsgemässe Stopfbüchse umfasst somit zwei herkömmliche Stopfbüchsenanordnungen In einem einzigen Stopfbüchsenkörper, wobei der mittlere Hohlraum zwischen den belden Stopfbüchsen die Möglichkeit einer Leckerkennung und/oder Gasdichtigkeitsprüfung schafft. Der mittlere Hohlraum Ist über einen Kanal aus der Stopfbüchse herausgeführt, u. zw. durch eine Bohrung in den angrenzenden Abstandhalteplatten und dann axial durch den Stopfbüchsenkörper. Eine Leitung erstreckt sich vom Stopfbüchsenkörper zu einer Wasserstoffdetektoreinrichtung, welche die Bedienungsperson über ein Wasserstoffgasleck in der ersten bzw inneren der beiden axial ausgerichteten Stopfbüchsen alarmiert. Die zweite bzw äussere Stopfbüchse bietet Sicherheit gegen ein Auslecken von Wasserstoff aus der ersten bzw. Inneren Stopfbüchse.
Die Erfindung ermöglicht auch eine Druckprüfung der Stopfbüchse vor dem Hochfahren des Generators.
Eine später noch beschriebene bevorzugte Ausführungsform der Erfindung gestattet ferner eine fortlaufende Überwachung mehrerer Stopfbüchsen In einer Welse, welche eine genaue Detektion und Identifikation der leckenden Stopfbüchse ermöglicht.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung ersichtlich werden. In den Zeichnungen zeigt Fig. 1 eine teilweise querschnittliche Seitenansicht einer herkömmlichen Stopfbüchse, Fig. 2 eine teilweise querschnlttliche Seitenansicht einer erfindungsgemässen Stopfbüchse, Flg. 3 eine teilweise Stirnansicht der in Fig. 2 dargestellten Stopfbüchse, Flg. 4 das vergrösserte Detail A von Fig. 2 und Flg 5 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemässen Anordnung zur kontinuierlichen Überwachung mehrerer Stopfbüchsen.
Unter Bezugnahme auf Fig. 2 ist eine Stopfbüchse 50 gemäss dieser Erfindung gezeigt, die In eine Generatorwand 52 eingeschweisst ist. Die Stopfbüchse 50 weist einen zylindrischen Stopfbüchsenkörper 54 auf, welcher eine Umfangswand 56 und eine radiale Stirnwand 58 am Generatorende der Stopfbüchse enthält. Wie be ! herkömmlichen Stopfbüchsen besitzt die radiale Stirnwand 58 eine zentrale Öffnung 60, um den Durchtntt einer beliebigen Anzahl von Kabeln W (eines gezeigt) durch die Stopfbüchse zu gestatten
Die Umfangswand 56 gemäss dieser Erfindung besitzt eine axiale Länge, die grösser ist als jene der oben beschriebenen herkömmlichen Stopfbüchse 10, um zwei Packungen wie nachstehend beschrieben aufzunehmen.
Das offene Ende der (vom Generator entfernten) Stopfbüchse ist mit mehreren Bohrungen 62 in kreisförmiger Gruppierung (siehe auch Fig. 3) versehen.
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vierte Abstandhalteplatte 76.
Die Dichtung 64, welche eine Gummidichtung sein kann, ist in Form eines festen scheibenähnlichen Elementes vorgesehen, das mit einer oder mehreren Öffnungen zur Aufnahme eines oder mehrerer Kabelleitungen W ausgebildet ist, welche aus der Generatorwand 52 austreten.
Die erste und die vierte Abstandhalteplatte 66 und 67 sind aus festem, nicht-metallischem, aber
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verwendet werden), und als feste Scheiben mit einer geringfügigen Spielpassung oder einem geringfügigen Reibungssitz im Inneren des Stopfbüchsenkörpers geformt. Die zweite und die dntte Abstandhalteplatte 70 und 72 sind aus einem ähnlichen Material gebildet, aber diese beiden einander gegenüberliegenden Abstandhalteplatten sind so bearbeitet oder geformt, dass sie zueinander ausgenchtete Aussparungen aufweisen, welche, wenn sie einander zugewandt sind, einen mittleren Luftraum 78 zwischen der zweiten und der dritten Platte 70, 72 schaffen. Der Luftraum 78 ist mit den Platten 70,72 und dem Stopfbüchsenkörper 54 konzentrisch.
Die Packungsdichtungen 68 und 74 sind feste scheibenartige Elemente, welche aus Gummi oder einem anderen geeigneten Matenal geformt sein können.
Unter Bezugnahme auf Fig. 3 ist eine sich radial erstrekkende Öffnung oder Bohrung 80 durch den Stopfbüchsenkörper und radial durch die Abstandhalteplatten 70 und 72 ausgebildet, um mit dem mittleren Raum 78 zu kommunizieren. Der Stopfbüchsenkörper ist auch axial gebohrt, um einen axialen Durchgang 82 zu erzeugen, welcher sich vom Durchgang 80 zur äusseren axialen Kante 84 des Stopfbüchsenkörpers erstreckt. Die Bohrung 82 neben der Kante 84 ist mit einem Gewinde versehen, um einen Dichtanschluss 86 aufzunehmen, welcher seinerseits an eine Leitung 88 angeschlossen ist, die sich zu einer Gasdetektoreinrichtung (in Fig. 2 nicht gezeigt) erstreckt, wie später beschrieben wird.
Eine Druckplatte 90 ist vorgesehen, die einen zylindrischen Axialteil 92 und einen radialen Flanschteil 94 aufweist. Der Körperteil 92 hat eine solche Grösse, dass er gut in den Stopfbüchsenkörper 54 passt, und der radiale Flanschteil 94 ist mit mehreren Bolzenbohrungen 96 versehen, welche das Einschrauben mehrerer Bolzen 98 in die entsprechenden, Im Stopfbüchsenkörper 54 ausgebildeten Bolzenbohrungen 62 ermöglichen.
Wie In Fig. 2 gezeigt, durchsetzt eine einzelne Leitung bzw. ein einzelnes Kabel W die Generatorwand 52 durch die Stopfbüchse 50 hindurch. Das Kabel W weist z. B. eine O, 064-14-AWG lackierte Metallitze 100 mit einem Isolationsmantel 102 auf, durchsetzt die Öffnung 60, dann die erste Abstandhalteplatte 66, die erste Packungsdichtung 68, die zweite Abstandhalteplatte 70, den mittleren Raum 78, die dritte Abstandhalteplatte 72, die zweite Packungsdichtung 74 und die vierte Abstandhalteplatte 76. Das Isolationsmantelmate- rial 102 wird von dem Kabel über jene Abschnitte entfernt, welche sich durch die Packungsdichtungen 68 und 74 und die benachbarten Bereiche erstrecken, wie am besten aus Fig. 2 ersehen werden kann. Im Raum 78 wird der Isolationsmantel 102 jedoch belassen.
Obwohl nur ein einziges Kabel W gezeigt ist, wie es aus dem Generator austritt, versteht es sich, dass die Grösse und Konfiguration der Stopfbüchse 10 Verbindung mit der Grösse der Öffnung 60 es gestattet, dass viele Kabel den Generator durch dieselbe Stopfbüchse verlassen, falls dies erforderlich ist.
Wenn das Kabel W wie gezeigt an seinem Platz ist, kann die Druckplatte 90 am äusseren Ende des Stopfbüchsenkörpers 54 befestigt und mit Hilfe der Bolzen 98 niedergespannt werden. Die von der
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Druckplatte ausgeübten Kompressionskräfte komprimieren die Elemente Im Inneren des Stopfbüchsenkörpers und speziell die Dichtung 64 und die Packungsdichtungen 68 und 74. Die Kompressionskräfte führen zu einem 360'-radialen Zusammenpressen der Packungsdichtungen 68 und 74 gegen die blanke Metallitze 100 in den freigelegten Abschnitten, um dadurch die Litze positiv abzudichten und ein Auslecken von Wasserstoffgas entlang der Litzen zu verhindern.
In dieser Hinsicht und unter spezieller Bezugnahme auf Flg. 4 (Detail A von Flg. 2) ist ferner die ringförmige Kante 104 der Druckplatte 90 abgeschrägt und übt einen gleichförmigen Druck auf einen 0- Ring 106 aus, der zwischen der vierten Abstandhalteplatte 76 und dem inneren Ende der Druckplatte 90 liegt. Die Druckplatte 90 übt ihrerseits gleichförmigen Druck auf die Platten 76, 72, 70 und 66 aus. Im Ergebnis wird ein gleichförmiger Druck auch auf die Packungsdichtungen 68 und 74 und dann auf das Kabel W ausgeübt.
Durch Schaffung des mittleren Raumes 78 im Inneren des Stopfbüchsenkörpers 56 Ist man in der Lage, jegliches Gaslecken durch die erste Packung, welche die erste und die zweite Abstandhalteplatte 66 und 70 In Kombination mit der Packungsdichtung 68 umfasst, zu erkennen, insoferne, als jegliches Gas, das über die Platte 70 In den Raum 78 ausleckt, über die Leitungen 80,82 und 88 zu einer Gasdetektoremnchtung strömt, welche ähnlich jener ist, die schematisch bei 122 In Fig. 5 gezeigt ist. Gleichzeitig bietet die Anwesenheit einer zweiten Packung, die durch die dritte und die vierte Abstandhalteplatte 72 und 76 und die zweite Packungsdichtung 74 gebildet wird, Sicherheit gegen ein Gaslecken aus dem Generator.
Unter Bezugnahme auf Flg. 5 ermöglicht die vorliegende Stopfbüchsenkonstruktion den Aufbau einer Gastecküberwachungsvornchtung. um Lecks in verschiedenen Stopfbüchsen zu identifizieren und zu
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bzw. 120 verbunden. Zwischen den Zweigleitungen 114 und 118 weist die Vielfachleitung 116 ein erstes Ventil 122 und zwischen den Zweigleitungen 118 und 120 ein zweites Ventil 124 auf. Die Vielfachleitung 116 erstreckt sich über die Stopfbüchsen hinaus zu einer herkömmlichen Wasserstoffgasdetektoreinrichtung 126, welche bei 128 zur Atmosphäre belüftet ist.
Für den Fall, dass die Gasdetektoremnchtung 126 ein Lecken erkennt, kann die Bedienungsperson selektiv die normalerweise offenen Ventile 122 und 124 schliessen, um die Quelle des Leckens zu lokahsleren. Auf diese Welse kann ein Leck In irgendeiner der Stopfbüchsen isoliert und repanert werden, bevor eine signifikante Gefahr auf Grund des Lecks auftritt.
Gleichzeitig verhindert die Verwendung der Doppelpackungskonstruktion ein Gaslecken über die Stopfbüchse selbst hinaus.
Aus der neuen Stopfbüchsenkonstruktion, die In den Fig. 3 und 5 dargestellt ist, versteht sich auch, dass Luft In die Stopfbüchsen 108,110 und 112 selektiv über die Leitungen 114, 118 bzw. 120 zugeführt werden kann, um eine oder mehrere Stopfbüchsen vor dem Hochfahren des Generators auf Druck zu prüfen. Diese Möglichkeit der Druckprüfung der Stopfbüchse ist natürlich auch bei Einzelstopfbüchsenanordnungen wie in Fig. 2 anwendbar. Somit bietet die vorliegende Stopfbüchsenkonstruktion entscheidende Vorteile gegenüber der zuvor beschnebenen herkömmlichen Stopfbüchsenkonstruktion.
Obwohl die Erfindung Im Zusammenhang mit dem beschrieben worden ist, was gegenwärtig als die praktischste und bevorzugte Ausführungsform angesehen wird, versteht es sich, dass die Erfindung nicht auf die offenbarte Ausführungsform beschränkt ist, sondern vielmehr beabsichtigt ist, verschiedenste Modifikationen und äquivalente Anordnungen abzudecken, die Im Umfang der angeschlossenen Ansprüche hegen.