CN101656129B - 在压力管道上的窗布置结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种在压力管道上的窗布置结构，其具有：在压力管道的队列中或端部上的壳体，所述壳体在沿径向相对的两侧上具有带有径向定向的通道的法兰，该通道的轴线垂直于压力管道的纵轴线并位于用于X射线装置的测量平面中，其中X射线源在外侧配属于一个通道，对X射线敏感的接收器配属于另一通道；以及X射线能透射的窗板，所述窗板密封地设置在配属的通道中并借助于固定元件固定在所述配属的通道中，所述窗板由耐高温、耐腐蚀的材料构成，该腐蚀由处理决定并由化学侵蚀物质引起，其中实现至少设置下部的窗板以及有目的地控制窗板的温度，使得窗板的温度低于压力管道中的气体氛围的露点并且冷凝物能够无障碍地排出到压力管道中。

Description

在压力管道上的窗布置结构
技术领域
本发明涉及一种在优选用于电缆护套的硫化或交联的压力管道上的窗布置结构。
背景技术
在电缆制造中，电缆护套借助于挤出机挤出到电缆芯上。通过交联由塑性材料构成的电缆包皮，使塑性体具有弹性。塑性材料的交联或硫化在压力管道中进行，在该压力管道中存在较高的温度和显著的过压，例如温度高达550℃、压力高达30bar。
已知借助于X射线测量装置来确定电缆护套的直径和/或电缆护套的各单个层的厚度。X射线测量装置具有X射线源和对X射线敏感的接收器。后者例如由单个的、被顺序采样的X射线敏感元件组成。
如果在电缆穿过压力管道期间对其壁厚和/或直径进行确定，X射线测量装置必须设置在压力管道的队列中。已知为此使用分离的壳体，所述壳体与压力管道中沿径向相对的通道对齐，经该通道X射线测量装置的测量平面垂直于压力管道的纵轴线延伸。所述通道由对于X射线能容易透射的窗板密闭。
已知提供由铍制成的薄的窗板。在金属中，铍在同等强度值下对X射线的吸收最低。铍板与一扁平密封件一起被固定到通道中的凸肩上，即通过所谓的T法兰的突起，该T法兰通过螺纹连接在外侧固定在壳体上。在高压下借助于T法兰经由密封件将铍板压到通道凸肩上。
铍被认为是有剧毒的，铍的粉尘是致癌的。为此以及为了改进铍板的抗腐蚀性，铍板被涂覆有例如陶瓷层。在压力管道中运行期间，冷凝物积聚在铍窗的下部区域中，并与含硫和氯的成分一起腐蚀铍。当铍板在腐蚀压力下变得能被渗透时，致癌的铍颗粒可达到操作控制区域中并由此被排到周围大气中。已证明，用于避免腐蚀的、铍板的陶瓷和金属涂层仅在有限的范围内有效，因为涂层厚度太小。
已知在铍板前设置一保护薄膜用于防腐蚀目的。与涂层类似，该保护薄膜也可能在除去已沉积在铍板上的固体残留物时被损坏。
最后，在铍板的常规布置结构中，在安装之后必须对密封位置进行昂贵的检验，特别是为了避免泄漏，因为在这种情况下铍颗粒可能到达周围大气中。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种在优选用于电缆护套的硫化或交联的压力管道上的窗布置结构，所述窗布置结构较不易于被腐蚀并允许冷凝物的排出。
所述目的如下所述的特征实现，即，在压力管道上的窗布置结构具有：在压力管道的队列中或端部上的壳体，所述壳体在沿径向相对的两侧上具有带有径向定向的通道的法兰，所述通道的轴线垂直于压力管道的纵轴线并位于用于X射线测量装置的测量平面中，其中X射线源在外侧配属于一个通道，对X射线敏感的接收器配属于另一通道；以及X射线能透射的窗板，所述窗板密封地设置在配属的通道中并借助于固定元件固定在所述配属的通道中，所述窗板由耐高温、耐腐蚀的材料构成，该腐蚀由处理决定并且由化学侵蚀物质引起，其特征在于，实现设置至少下部的窗板以及有目的地控制窗板的温度，使得窗板的温度低于压力管道中的气体氛围的露点并且冷凝物能够无障碍地排出到压力管道中。
本发明用于在窗板上的气体氛围的冷凝。该窗板设置成使得冷凝物可被无障碍地排出，也不在排出时带走污物颗粒。带污物的冷凝物流入到压力管道中。这种自清洁效应减小了对窗板的腐蚀并增加了窗板的运行寿命。
在按照本发明的窗布置结构中，窗板优选由陶瓷材料形成。众所周知，陶瓷材料耐腐蚀。另外，陶瓷材料在生理学上不令人担心。无需作为防止腐蚀的附加涂层。固体沉积物可被简单地从由陶瓷制成的窗板上除去，而不会损害窗板的功能。
事实上，与铍相比，陶瓷对于X射线的透射性更低；然而较大的衰减可通过增加X射线流或X射线能量来补偿。
或者，也可以使用钛、碳纤维加强的塑料或这些材料的组合。特别优选的是PEEK(聚醚醚酮)。塑料能承受较高的温度，例如250℃，但这时便不再耐压。因此，根据本发明的一种实施形式规定，在内侧上为塑料涂覆金属薄膜、优选钛薄膜。
通过涂覆实现了改进的散热和对热保护气(高达400℃)的热辐射的反射，并且由于光面实现了自清洁能力。由于其光滑的表面，窗允许更容易地清洁。本发明的窗是无毒的、机械稳定的、化学耐用的。所述性质致使运行寿命高。
根据本发明的一种实施形式，窗板在无压侧支承在一环形密封件上，例如O形圈上。窗板的安装可使其以一定的预紧支承在密封件上。随着压力管道中的压力的增加，窗板被更强地压靠到密封圈上。这种措施允许更均匀地分配作用在窗板和密封件上的力。因此，由脆性材料例如陶瓷制成的窗板不是不容许被加载。
根据本发明的另一种实施形式，窗板由侧向的保持元件保持，这些保持元件根据本发明的又一实施形式由长形的夹紧件形成，所述夹紧件本身分别通过通道或压力管道的侧壁固定。夹紧件优选是U形的，以一个支腿支承在窗板的压力管道侧上，而以另一支腿嵌接到相对于压力管道静止的凹部中，以实现窗板的固定。这里，所述支腿近似在窗板的长度上延伸并覆盖窗板的面的一部分。然而，位于所述支腿之间的面部分足够大，以允许X射线通过。
另外，窗板的安装使得在窗板上排出的冷凝物可流回到压力管道中，在保持元件的区域内流经该保持元件，而不积聚在某一部位上并损坏窗板。
为了减小窗的受热损坏、特别是在下部的窗的区域中，并且特别是为了便利于冷凝，本发明的一种实施形式规定，至少一个供冷却剂例如水流动的冷却通道配属于窗布置结构。当使用所谓的T法兰来支承窗板时，有利的是，以其中形成有冷却通道的环形体包围该法兰。
附图说明
下面借助于附图更详细地说明本发明的实施例。
图1示出用于生产电缆的、带有根据本发明的窗布置结构的压力管道的一部分。
图2示出根据图1的布置结构沿线2-2的剖视图。
图3示出根据图2的布置结构沿线3-3的剖视图。
图4示出根据图2的图示的按箭头4的视图。
图5示出根据图2的图示的视图5。
图6以放大图示出根据图3的局部6的一部分。
图7以放大图示出根据图3的局部6。
图8示出与图6或7相似的、但根据现有技术的剖视图。
图9以放大图示出根据图3的局部9。
图10示出用于所示窗布置结构的窗板的剖视图。
图11示出下部的窗布置结构的修改的实施例的剖视图。
具体实施方式
在附图中示出例如用于交联电缆护套13的压力管道的一部分10。然而，压力管道部分10也可设置成被焊接到较长的压力管道的队列中的一个独立部分。
压力管道部分10具有径向相对的、沿径向向外指向的法兰11和12，所述法兰分别形成一在截面内大致为狭槽形状的通道14或15。法兰11和12或配属于通道14和15的其它部分的形状在图6和7中更加清楚。在图7中，可看出法兰体34带有外侧的法兰32，该法兰借助于螺钉33在外侧拧紧到压力管道部分10的壁上。特别是由图3可见，压力管道部分10在该区域中通过一加厚部37向内加强。在上文和下文中，当提到“内”和“外”时参照的是压力管道，即分别指压力管道的内部或外部。法兰体34具有一插入通道15中的套部分30a。该垂直于图平面长形的套部分30的周边与通道15的横截面相对应地成形并且是长形的，其中在套部分30a的外侧与通道15的壁之间留出一缝隙。在法兰32与压力管道部分10的外侧之间插入一密封件31。
带有套部分30a的法兰32形成具有狭槽状横截面的连续的通道39。
由陶瓷或塑料制成的窗板20被放置到套部分30a的自由端上。在套部分30a的前侧上的环状凹部中嵌入一O形圈24，该O形圈在松弛状态下略微突出于套部分30a的前侧。窗板20借助于两个横截面为U形的长形的夹紧件26、28压靠到套部分30a的自由端上，并在此保持就位，其中O形圈24处于小的预紧作用下。夹紧件26、28的一个内侧的支腿29沉入图6中的窗板20的相应凹部中。因此，支腿29与窗板20的面向压力管道部分10内部的外侧齐平。另一支腿27嵌接到在套部分30a的外侧上的凹部33中，以固定窗板20。支腿27略微在另一支腿29的方向上弯曲，以在窗板20的方向上产生转矩。U形夹紧件26、28的桥部在通道15的壁与套部分30a的外侧之间的缝隙中延伸。
如图1中由箭头17所示，在压力管道10中形成的冷凝物可被排出。压力管道具有坡度α(图1)。除此之外，它根据图2中的箭头25流动。这是由窗板20的倾斜布置(图2或6)导致的。因此，由图6和7可见，沉积在窗板20上的冷凝物可从左向右地排出，而不被用于固定窗板20的措施阻止。冷凝物直接流回到压力管道10的内部。
窗板20的布置结构可使得温度总是保持低于在压力管道10中的气体氛围的露点。然而，也可设想设置合适的冷却装置，以使窗板20的温度总是低于该露点。
在图4中，可清楚地看出窗板20的形状和弹簧26、28的支腿29的延伸。所述弹簧由合适的扁平材料形成。支腿29在窗板20的长度的很大一部分上延伸，但在它们之间具有足够的距离以允许X射线通过。在此应指出，用于以X射线束对压力管道10内部穿透辐射和用于通过合适的X射线接收器(未示出)接收X射线束的合适的措施配属于法兰11和12。该X射线装置用于测量在压力管道内交联的电缆的护套，如已知的那样。而这并未详细描述。
在图9中示出根据图3的局部9。可看到根据现有技术的窗板18，该窗板被装入法兰11的凹部中，一密封件或密封圈37连接在中间。窗板18借助于法兰22压靠到法兰11上。法兰22借助螺钉39拧紧在法兰11上。然而，窗板也可以由塑性材料例如PEEK构成，其涂覆有钛薄膜，以实现上述优点。
在图6中，加厚部37在通道15的沿生产方向位于前面的一侧上具有部分50，该部分比窗板20更远地突出到压力管道10中。如果电缆向下松驰，则由此防止其与窗板20相接触。在图7中，窗板20附加地由夹紧件26、28保护。
图8示出根据现有技术的、在图2的位置处的下部的窗布置结构，带有法兰体34a，该法兰体在位于内部的凹部中接纳由铍构成的窗板，该窗板通过一密封件24a压靠到凸肩和通道15a上。
在图10中以剖视图示出窗板20。该窗板具有由塑料、特别是PEEK构成的长形的板60，该板在内侧上涂覆有钛薄膜62。钛薄膜62面向窗板的内部；因此它影响散热和由压力管道中的保护气导致的热辐射的反射。钛薄膜62的光面允许自清洁效应，另外它可容易地清洁。如图10所示的窗板还可用于上部的窗布置结构，如图2和3或9所示。
在图11中，法兰体34的套状部分被以合适的方式(未示出)与压力管道相连接的环形体64之一包围。环形体64略微向内突出于窗板20，如由图11清楚地可见。这样便提供了防止电缆与窗20碰撞的保护。
环形体64设有冷却通道66，水作为冷却剂可穿流该冷却通道。

Claims (21)

1.一种在压力管道上的窗布置结构，所述窗布置结构具有：在压力管道的队列中或端部上的壳体，所述壳体在沿径向相对的两侧上具有带有径向定向的通道的法兰，所述通道的轴线垂直于压力管道的纵轴线并位于用于X射线测量装置的测量平面中，其中X射线源在外侧配属于一个通道，对X射线敏感的接收器配属于另一通道；以及X射线能透射的窗板，所述窗板密封地设置在配属的通道中并借助于固定元件固定在所述配属的通道中，所述窗板由耐高温、耐腐蚀的材料构成，该腐蚀由处理决定并且由化学侵蚀物质引起，其特征在于，实现设置至少下部的窗板(20)以及有目的地控制窗板(20)的温度，使得窗板(20)的温度低于压力管道(10)中的气体氛围的露点并且冷凝物能够无障碍地排出到压力管道(10)中。
2.根据权利要求1所述的窗布置结构，其特征在于，窗板(20)的材料包括钛、陶瓷、塑性材料或这些材料的组合。
3.根据权利要求1所述的窗布置结构，其特征在于，窗板(20)在无压侧上支承在环形密封件(24)上。
4.根据权利要求3所述的窗布置结构，其特征在于，窗板(20)在预紧作用下支承在环形密封件(24)上。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的窗布置结构，其特征在于，窗板(20)由两个侧向的保持元件保持。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的窗布置结构，其特征在于，窗板由一下部的保持元件保持，该保持元件具有或形成液体通道。
7.根据权利要求5所述的窗布置结构，其特征在于，所述侧向的保持元件由长形的夹紧件(26，28)形成，所述夹紧件本身通过通道(15)的侧壁固定或固定在管道(10)上。
8.根据权利要求7所述的窗布置结构，其特征在于，长形的夹紧件(26，28)具有U形横截面并且设置在相对的两侧上，所述夹紧件的一个支腿(29)搭接窗板(20)，并且所述夹紧件的另一支腿嵌接到相对于压力管道静止的凹部(33)中。
9.根据权利要求8所述的窗布置结构，其特征在于，夹紧件(26，28)的夹持窗板(20)的部分或窗板(20)相对于通道的在压力管道侧的端部仅略向外偏置。
10.根据权利要求7或8所述的窗布置结构，其特征在于，窗板(20)在压力管道侧上具有接纳夹紧件(26，28)的相应支腿(29)的凹部。
11.根据权利要求5所述的窗布置结构，其特征在于，窗板设置在其中的通道在压力管道(10)的内部的加厚部(37)中形成，加厚部(37)的靠近窗板设置在其中的通道(15)的部分(50)以保护的方式向内伸出超过窗板(20)。
12.根据权利要求1-4中任一项所述的窗布置结构，其特征在于，在窗板设置在其中的通道(15)中形成有法兰体(34)，该法兰体在外侧固定在压力管道(10)上，窗板(20)设置并保持在法兰体的位于内部的部分上。
13.根据权利要求7所述的窗布置结构，其特征在于，在窗板设置在其中的通道(15)中形成有法兰体(34)，该法兰体在外侧固定在压力管道(10)上，窗板(20)设置并保持在法兰体的位于内部的部分上，窗板支承在法兰体(34)的自由端上，夹紧件(26，28)固定在法兰体(34)的外侧上。
14.根据权利要求12所述的窗布置结构，其特征在于，在通道中设置有长形的环形体(64)，该环形体包围法兰体(34)的位于内部的部分(30a)。
15.根据权利要求1-4中任一项所述的窗布置结构，其特征在于，窗布置结构配属有至少一个供冷却剂流动的冷却通道(66)。
16.根据权利要求1-4中任一项所述的窗布置结构，其特征在于，至少一个由塑料构成的窗板在内侧上涂覆有金属薄膜。
17.根据权利要求16所述的窗布置结构，其特征在于，所述金属薄膜是钛薄膜(62)。
18.根据权利要求14所述的窗布置结构，其特征在于，窗布置结构配属有至少一个供冷却剂流动的冷却通道(66)，冷却通道(66)设置在环形体(64)中。
19.根据权利要求1至4中任一项所述的窗布置结构，其特征在于，所述压力管道用于硫化或交联电缆护套。
20.根据权利要求2所述的窗布置结构，其特征在于，窗板(20)的材料包括钛、陶瓷、碳纤维加强的塑料或这些材料的组合。
21.根据权利要求2所述的窗布置结构，其特征在于，窗板(20)的材料包括钛、陶瓷、聚醚醚酮或这些材料的组合。
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