Einrichtung zum Durchführen elektrischer Leiter durch die Wandung eines vakuumdicht verschlossenen Behälters
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zum
Durchführen elektrischer Leiter durch die Wandung eines vakuumdicht verschlossenen Behälters, mit einer Trägerplatte, welche in die Wandung des Behälters, beispielsweise durch Schweissen, eingesetzt ist und in deren Bohrungen die Durchführungsleiter elektrisch isoliert eingesetzt sind. Derartige Durchführungen werden beispielsweise in der Reaktortechnik, der Vakuumtechnik und in der chemischen Industrie verwendet, um Energie-, Mess- und Steuerleitungen in das Innere von Behältern zu führen. Die Behälter können hierbei unter Überdruck stehen oder auch evakuiert sein.
Die Durchführungen bestehen im Prinzip aus einer, bei Doppeldurchführungen aus zwei hintereinander angeordneten und auf ein Rohrstück beidseitig aufgeschweissten Trägerplatten mit einer oder mehreren Bohrungen, die in eine entsprechend gestaltete Öffnung in der Behälterwandung eingeschweisst oder geflanscht werden. Durch die genannten Bohrungen werden isoliert Durchführungsleiter geführt, die dem Trägermaterial bzw. dem Isolierstoff dilathermisch angepasst sind. Bei Glasdurchführungen sind die Leiter in den Bohrungen in Glas eingeschmolzen. Bei Keramikdurchführungen sind die Leiter in die metallisierten Bohrungen direkt eingelötet. In beiden Fällen sind die eigentlichen Leiter dabei frei von einer besonderen Isolierung, also aus blankem Metall.
An die beiden Enden der Durchführungsleiter werden sodann die üblicherweise kunststoffisolierten Energie-, Mess- und Steuerkabel angelötet oder mit Steckern angeschlossen. Hierbei ist es unvermeidlich, dass zwischen der Austrittsstelle des Durchführungsleiters aus der Trägerplatte und dem Anfang bzw. Ende des isolierten weiterführenden Kabels eine kleine Strecke der Leitung ohne schützende Isolierung bleibt. Dies ist im Normalbetrieb ohne Bedeutung. Anders verhält es sich aber beim Auftreten von Störungen oder gar jm sogenannten Katastrophenfall. Hier können nämlich, z.
B. bei bestimmten Reaktortypen, im Behälter sehr hohe Luftfeuchtigkeiten auftreten, die bewirken, dass sich zwischen den blanken Stellen der Durchführungsleitungen und der Innenseite des Behälters leitende Wasser brückenvden, die zum Ausfall aller Steuer-, Mess- und Energiel tiingen führen können. Hierdurch kann unermesslicher Schaden entstehen. Die Erfindung bezweckt, eine Elektrodurchführung an einem vakuumdicht oder druckdicht verschlossenen Behälter zu schaffen, bei welcher das Bilden von Wasserbrücken ausgeschlossen ist. Die erfindungsgemässe Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass an der Trägerplatte ein nach dem Behälterinneren gerichteter rohrförmiger Ansatz angebracht ist, in den eine Isoliermasse eingegossen ist.
Nachfolgend wird anhand der schematischen Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.
Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemässe Elektrodurchführung in Seitenansicht im Schnitt, und
Fig. 2 zeigt ein Detail der Fig. 1 in vergrössertem Massstab.
In der Trägerplatte 1 sind in Bohrungen unter Zwischenschaltung von Isolierkörpern aus Glas die Leiter 2, 3, 4, 5 und 6 eingesetzt. Weiter ist an der Trägerplatte 1 ein rohrförmiger Ansatz 7 aus Stahl, Keramik oder Glas befestigt, der zur Aufnahme einer giessfähigen Isoliermasse 8 dient.
Hierdurch wird erreicht, dass die nicht eingezeichneten Verbindungsstellen der Leiter 2, 3, 4, 5 und 6 mit den Kabelenden 9, 10, 11, 12 und 13 von der Isoliermasse 8 umschlossen sind, wodurch das Bilden von leitenden Wasserbrücken ausgeschlossen ist.
Als Werkstoff für die Isoliermasse hat sich ein heisshärtendes Zweikomponentenharz, z. B. Äthoxilinharz, wie es beispielsweise unter dem Handelsnamen Araldit bekannt ist, als zweckmässig erwiesen.
Versuche haben gezeigt, dass unter bestimmten Bedingungen die an sich hervorragenden elektrischen Eigenschaften von z. B. Glasdurchführungen ungünstig beeinträchtigt werden, wenn die Isoliermasse 8 unmittelbar auf die Trägerplatte 1 mit den Isolierkörpern aus Glas aufgegossen wird.
Darum ist zwischen der Isoliermasse 8 und der Trägerplatte 1 eine Trennschicht 18 angeordnet, die aus Glas, Keramik oder Kunststoff bestehen kann. Wichtig ist hierbei, dass diese Trennschicht die Temperaturen, die beim Heisshärten des Giessharzes auftreten, aushalten kann. Als zweckmässig hat sich ein Phenoplast, z. B. Pertinax , erwiesen.
Zur Halterung der Isoliermasse 8, z. B. beim Schrumpfen, ist an der Innenwandung des rohrförmigen Ansatzes 7 eine ringförmige Halteklaue 14 vorgesehen.
Zur weiteren Abdichtung sind sowohl der Ansatz 7 als auch die Vergussmasse 8 an der nach innen reichenden Seite abgeschrägt, und die entstandene Nut dient zur Aufnahme eines O-Ringes 15. Dieser wird mittels eines Druckringes 16 eingepresst, so dass auch in einen etwa entstehenden Zwischenraum zwischen der Isoliermasse 8 und der Innenwandung des rohrförmigen Ansatzes 7 kein Wasser eindringen kann. Zum Anpressen dienen Schrauben oder Splinte 17.
Device for leading electrical conductors through the wall of a vacuum-tight container
The present invention relates to a device for
Passing electrical conductors through the wall of a vacuum-tight container with a carrier plate which is inserted into the wall of the container, for example by welding, and in whose bores the lead-through conductors are inserted in an electrically insulated manner. Such bushings are used, for example, in reactor technology, vacuum technology and in the chemical industry in order to lead energy, measurement and control lines into the interior of containers. The containers can be pressurized or evacuated.
In principle, the bushings consist of one, in the case of double bushings, of two carrier plates, which are arranged one behind the other and welded onto a pipe section on both sides, with one or more bores that are welded or flanged into a correspondingly designed opening in the container wall. Insulated bushing conductors, which are dilathermically adapted to the carrier material or the insulating material, are passed through the bores mentioned. In the case of glass feedthroughs, the conductors are melted into the holes in the glass. In the case of ceramic feedthroughs, the conductors are soldered directly into the metallized holes. In both cases, the actual conductors are free of any special insulation, i.e. made of bare metal.
The usually plastic-insulated power, measurement and control cables are then soldered or connected with plugs to the two ends of the lead-through conductor. Here it is inevitable that a small section of the line without protective insulation remains between the exit point of the leadthrough conductor from the carrier plate and the start or end of the insulated continuing cable. This is irrelevant in normal operation. The situation is different in the event of malfunctions or even a so-called disaster. Here can namely, z.
B. with certain reactor types, very high humidity occurs in the container, which cause that conductive water bridges between the bare points of the lead-through lines and the inside of the container, which can lead to failure of all control, measurement and energy lines. This can cause immeasurable damage. The aim of the invention is to create an electrical leadthrough on a vacuum-tight or pressure-tight closed container in which the formation of water bridges is excluded. The device according to the invention is characterized in that a tubular extension directed towards the interior of the container is attached to the carrier plate and into which an insulating compound is cast.
An exemplary embodiment of the invention is described below with reference to the schematic drawing.
Fig. 1 shows an inventive electrical leadthrough in a side view in section, and
FIG. 2 shows a detail of FIG. 1 on an enlarged scale.
In the carrier plate 1, the conductors 2, 3, 4, 5 and 6 are inserted in bores with the interposition of insulating bodies made of glass. Furthermore, a tubular extension 7 made of steel, ceramic or glass is attached to the carrier plate 1 and serves to receive a castable insulating compound 8.
This ensures that the connection points (not shown) of the conductors 2, 3, 4, 5 and 6 with the cable ends 9, 10, 11, 12 and 13 are enclosed by the insulating compound 8, which prevents the formation of conductive water bridges.
As a material for the insulating compound, a hot-curing two-component resin, e.g. B. ethoxylin resin, as it is known for example under the trade name Araldit, proven to be useful.
Tests have shown that under certain conditions the excellent electrical properties of z. B. glass bushings are adversely affected if the insulating compound 8 is poured directly onto the carrier plate 1 with the insulating bodies made of glass.
For this reason, a separating layer 18, which can be made of glass, ceramic or plastic, is arranged between the insulating compound 8 and the carrier plate 1. It is important here that this separating layer can withstand the temperatures that occur during hot curing of the casting resin. A phenoplast such. B. Pertinax.
To hold the insulating compound 8, for. B. during shrinking, an annular retaining claw 14 is provided on the inner wall of the tubular extension 7.
For further sealing, both the shoulder 7 and the potting compound 8 are beveled on the inwardly reaching side, and the resulting groove serves to accommodate an O-ring 15. This is pressed in by means of a pressure ring 16, so that any gap that may arise between the insulating compound 8 and the inner wall of the tubular extension 7 no water can penetrate. Screws or split pins 17 are used for pressing.