CN101826677B - 电力连接装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电力连接装置，特别是用于安全容器的电力连接。为了改进操作安全性，该电力连接装置包括两个级联电流馈通，由此在馈通的导体之间的电连接被布置于具有减小的容积的导管中，从而在导体之间的空隙至少被部分地填充。

Description

电力连接装置

技术领域

本发明总体涉及电力连接装置，特别地本发明涉及电气馈通，利用该电气馈通，特别是在低和中间电压范围中的高电流被引导通过或者进入容器中。

背景技术

在用于存储或者传送可燃危险商品的容器的情形中，经常有必要将高电力引入容器中。例如，在用于管道输送和/或传送流态化天然气的工厂中使用布置在容器内部的浸没的泵。同时密封电气馈通的连接布置被用于将泵需要的电力引入容器内部。为此，馈通通常被凸缘安装在压力容器的凸缘上。

特别地关于可燃气体和流体的压力容器，由此重要的是，电流馈通长期地保持防漏。就在存储可以形成爆炸性气体混合物的可燃材料的情形中，另外存在以下风险，即，即使在其自身中不严重的非常小的泄漏的情形中，也会在馈通的封闭区域中形成气体混合物。这种区域可以形成在装配的保护性外罩中。如果然后发生爆燃，则馈通可能被损坏从而可燃材料现在快速地泄漏。

发明内容

因此，本发明的目的在于特别地为特别用于存储和输送形成爆炸性气体混合物的材料的罐或者压力容器形成一种具有增加的操作安全性的电气馈通。利用独立权利要求的主题实现了这个目的。在从属权利要求中给出了有利的实施例和本发明的进一步内容。

根据本发明，为此提供一种特别地用于压力容器的电力连接的电力连接装置，该装置包括两个级联电力馈通，或者分别为通常的电气馈通，其中在导管中引导在电力馈通的导体之间的电连接从而在导体之间的空隙至少被部分地填充。

更加详细地，本发明提供一种用于容器、特别地用于压力容器的电力连接装置，包括：

-第一和第二电气馈通，每一个电气馈通均具有金属凸缘，每一个金属凸缘均至少具有沿着轴向方向被绝缘体填充从而密封的开口，在绝缘体中布置与凸缘电绝缘并且从绝缘体凸出的至少一个导体，其中

-所述电气馈通每一个均具有多个导体，并且其中第一馈通的导体每一个均与第二电气馈通的导体电接触，并且形成电连接，

其中

-所述电连接的相互接触的导体端部被布置于导管中，并且不同电连接的导管被相互分隔从而在不同电连接的导体端部之间的空隙被至少部分地填充，其中

-该两个电流馈通相互密封地连接从而导管在绝缘体之间形成腔室，该腔室被相对于电力连接装置的周围环境密封。

由此，腔室可以被分开地密封，或者还例如经由导管或者其它连接而相互连通。然而，在这两种情形中，腔室的整体被相对于所述周围环境密封。

即使在馈通的密封绝缘体之一发生故障的情形中，由于两个电力馈通，使得容器的内容物也不会泄漏。如果，另一方面，电气馈通的面向容器的绝缘体变为可泄漏的，则会形成爆炸性气体混合物。特别地因为由于在操作期间被施加到导体的电压导致放电是可能的，所以原则上存在爆燃或者爆炸的风险。这能够损坏绝缘体从而电力连接装置总体上变为可泄漏的。

因为在馈通之间的导体在其各个容积小于公共腔室的容积的单一导管中行进，所以电力连接装置的这种故障因此得以避免。优选地，考虑电和机械要求，各个腔室具有尽可能小的容积。由此，在两个馈通之间的空隙中形成的密封体积被降低为最小。因为在泄漏的情形中爆炸性气体的量据此也被降低，所以由此产生的压力不再足以破坏馈通。因此，利用级联馈通与在馈通的绝缘体之间的导管中行进的导体的组合，实现了显著增加的操作安全性。

为了能够测试电力连接装置的防漏性，在本发明的有利的进一步内容中设置从外侧与所述导管连接的至少一个测试导管。优选地，设置从外侧与所述导管连接的两个测试导管。一种测试布置然后可以与该一个或者几个测试导管连接，利用所述布置，确定气体是从容器还是从周围环境分别到达或者逸出到由在两个电流馈通之间的导管形成的空隙内部。气体探测器可以与例如用于天然气的容器连接。可替代地，通过导管系统，内部空间可以被冲洗(flush)并且使之是惰性的。

为了利用两个级联电流馈通保证容器的双重密封的功能性，进而有目的地为测试导管提供阀门，可以为了测试馈通的目的而打开该阀门。可替代地，还可以连接持久性操作冲洗或者监视系统。

为了进一步改进电流馈通针对在爆燃的情形中发生的压力的耐受能力，进一步有利的是，至少对于两个电气馈通中的每一个，在分隔的绝缘体中布置导体。优选地，两个馈通均被以这种方式组装。

导管还可以被形成为被分开地密封的空隙。优选地，导管可以相互连通。导管相互连通提供了以下优点，即测试防漏性可以通过在单一测试导管处进行测试而完成。

根据本发明的再进一步的实施例，设置围绕从绝缘体凸出的导体并且压靠绝缘体的至少一个套筒形绝缘元件。由于围绕导体从导管的内壁隔开的部分以及由于利用绝缘体的绝缘，导体原则上针对馈通的金属凸缘被电绝缘。但是可以利用上述绝缘元件显著改进电绝缘，并且由此尽可能不受特别地包括导电材料的引入的污染物的影响。通过将绝缘元件压到馈通的各种的绝缘体上，还特别地实现了绝缘元件与馈通的绝缘体的密切接触。因此，可以避免或者至少抑制在导体和在其中布置绝缘体的、在金属凸缘中的开口的壁之间漏电的电流。当这样做时，进而特别有利的是，分别地利用弹簧元件或者利用弹簧作力将绝缘元件压到绝缘体或者它的表面上。即便弹簧元件由于绝缘元件凹陷而稍微地松弛，足够的压力也仍然得以保持。如果绝缘元件仅仅被相反地拧动，则绝缘元件的解拧或者变形或者收缩能够导致压力的至少局部的损失。通常，绝缘元件可以具有肘部或者悬垂边缘，弹簧元件作用于该肘部或者悬垂边缘从而沿着绝缘元件的周向方向同等地分配挤压作用力。特别地，高度绝缘塑性材料例如PVC、硅树脂或者氟化聚合物是用于这些绝缘元件的适当材料。特别地在低温气体的情形中，聚四氟乙烯(PTFE)是特别适合的。

作为弹簧元件，可以考虑平坦螺旋弹簧、张力弹簧、盘形弹簧或者片弹簧以及弹性体弹簧。例如，压力板可以被用作片弹簧，该板具有开口，通过该开口引导套筒形绝缘元件。如果压力板利用被从绝缘元件隔开的螺丝而被附着到馈通，并且停靠在绝缘元件的肘部(knuckle)上，则弯曲应力被施加到该板，并且由此产生的弹簧力将绝缘元件压到电气馈通的绝缘体上。

优选地在馈通的外侧上使用以这种方式附着的绝缘元件，因此在凸缘的面向该侧的一侧上附着另一馈通。

优选地，围绕凸出导体的绝缘元件在双侧上设于电气馈通的外侧上。

为了在导管内侧形成有效率和节约空间的绝缘，可以设置每一个均被布置于导管中并且被插入彼此的两个绝缘元件，所述绝缘元件被弹簧推开从而绝缘元件的端部被朝着第一和第二电气馈通的对向绝缘体压靠。

导体在其中行进的导管可以被插入单独的间隔件或者还可以被插入在两个电气馈通之间的内部件中。然而，根据本发明进一步的实施例，导管被插入第一或者第二馈通的金属凸缘之一中。利用这种装置，避免了单独的连接件，并且由此使得组装更加容易。

为了易于组装，还可以特别地设置锁套连接，通过锁套连接，当馈通被相互联结或者附着时，属于电气馈通的导体相互电接触。由此，可以以特别容易的方式安装电力连接装置，因为费力的内部缆线布设能够得以省略。另外地，与利用接线件的连接相比，各个连接需要显著更少的空间。在另一方面，这还允许相应地降低导管容积，从而具有关于在爆炸性气体混合物爆燃的情形中改进可靠性的上述优点。

而且在该两个电气馈通的布置的外侧上，当组装时形成的插头连接是有利的。另外，本发明的进一步的内容提供了，至少一个连接凸缘被与电气馈通之一连接，其中具有插头元件的插头体被布置于连接凸缘上，从而通过在连接凸缘上联结馈通，插头元件与电气馈通的导体电接触。优选地，该两个电气馈通的布置在两侧上与在其中插入插头体的相应的凸缘连接，因此具有容器侧以及连接侧。可替代地，接线盒中利用连接件的通常连接是可能的。

如果停靠在馈通的绝缘体上的套筒形绝缘元件被用于如上所述地改进电绝缘，则进而有利的是，绝缘元件沿着轴向方向与插头体交迭从而改进耐电强度。根据本发明进一步的内容，套筒形绝缘元件另外延伸到插头体的开口中，在每一个所述开口中布置插头元件。

在本发明的一个优选实施例中，密封绝缘体被形成为玻璃熔体(glass fusion)。可以利用玻璃熔体产生到金属凸缘和到导体中的熔融物的高度密封的和耐压的连接。另外地，由于玻璃结构，这种绝缘体具有非常低的孔隙度。玻璃结构避免了通过绝缘体的扩散。即使在长期操作之后，关于用于天然气的容器，甲烷在例如由导管形成的、在绝缘体之间的空隙中的聚合也得以避免。然而，可替代地，还可以使用陶瓷绝缘体。

附图说明

在下面，利用示例性实施例并且参考附图更加详细地描述本发明。由此，相同附图标记指代相同或者相应的元件。

其中示出：

图1：电力连接装置的概略截面，

图2：电力连接装置的被置于彼此之上的电气馈通的与图1相比放大的视图，

图3：具有导管的填充体的实施例，该填充体填充在馈通之间的空隙，并且

图4：具有带有导管的间隔件的实施例，

具体实施方式

在图1中示出根据本发明的电力连接装置的实施例的截面视图。图2另外地示出带有被拧到一起的两个电气馈通3、5的布置的细节。

电力连接装置1包括第一电气馈通3和被与第一电气馈通3拧到一起的第二电气馈通5，每一个电气馈通均分别地具有金属凸缘35或者55。在馈通3、5中，存在沿着轴向方向的开口30、50，每一个分别地利用绝缘体31或者51填充而密封。在每一个开口中布置分别地与凸缘35、55电绝缘并且从绝缘体31、51凸出的导体32或者52。利用附图标记33、34以及53、54指代导体32、52的凸出端部。

电气馈通3、5每一个均具有多个导体，其中在图1的截面视图中每一个可以仅仅看到一个导体。例如，电力连接装置可以总体具有用于连接容器中的浸没体或者另一电气装置的三个导体。

两个导体32、52相互电接触，从而形成电连接。由此，电连接的相互接触的导体端部34、54被布置在由凸缘55的开口50形成的导管中。还在自身导管中引导另外的电连接，其中不同电连接的导管被相互分离从而在不同电连接之间的空隙至少被部分地填充。

利用在凸缘35、55和螺丝21之间插入的密封，两个电流馈通3、5相互密封连接，从而开口50形成绝缘体32、52之间相对于电力连接装置1的周围环境的密封腔室。

由此，该另外的、未示出的开口也可以与开口50连通。

测试导管使得连接气体探测器成为可能，由此能够确定材料是否通过容器侧馈通中的泄漏口而从容器到达由开口50形成的空隙。同样地，例如通过在外侧上进给测试气体，还可以关于密封性测试另一馈通。如果开口相互连通，则一个单一的测试导管足以测试由第一和第二馈通3、5构成的整个布置的密封性。测试导管优选地设有未示出的阀门从而能够相对于周围环境密封开口50。

两个绝缘元件10、11被布置在由馈通5的开口50形成的导管中。因为在馈通3、5之间的已被密封的内部中布置这些元件，所以这些绝缘元件10、11还被称作内部绝缘元件。优选地，绝缘元件是由高度绝缘的和耐热的材料制成的。PTFE是特别地适合的材料。

绝缘元件10、11被形成为管道形状或者套筒形状，并且分别地具有悬垂边缘100或者110，其中悬垂边缘之一每一个均分别地停靠在绝缘体31或者51中之一上。螺旋弹簧12在预张紧状态下被插入，并且以其端部停靠在悬垂边缘100、110上从而弹簧同时地作用于边缘100、110上并且将绝缘元件10、11压到凸缘35、55中的绝缘体31、51的表面上。

进而，绝缘元件10、11具有不同的直径从而它们可以被插入彼此之中，并且可以沿着导体沿轴向方向朝向彼此地移位。由于由此实现的绝缘元件10、11沿着轴向方向的交迭，完全的绝缘得以实现。

在外侧上，因此在指向容器和指向电力连接装置1的连接侧的凸缘35、55的侧上，还附着管道形绝缘元件17、18。这里还设置弹簧元件以分别地在它们的悬垂边缘170或者180处将绝缘元件17、18牢固地压到电气馈通3、5的凸缘35、55中的绝缘体31、51上。

特别地，这里作为弹簧元件设置压力板15，该板利用从通过其插入套筒形绝缘元件的开口隔开的螺丝150而被分别地附着到电气馈通3、5的凸缘35或者55。利用隔开的螺丝和压力板15分别在套筒形绝缘元件17、18的悬垂边缘170或者180上的其余部分而在压力板15中产生弯曲力矩，从而压力板15用作片弹簧。因此，还在此情形中保证了在绝缘体31、51和绝缘元件17、18之间的持久压力。

利用锁套连接建立在导体32、52的两个凸出端部34、54之间的电连接，如可以利用图2的详细视图最好地看到所述锁套连接。例如，在图2所示实例中，导体32、52面向彼此的两端34、54被形成为锁套，其中杆被插入两个锁套中。

因为导体32、52被布置成轴向对准，所以与在组装期间电气馈通3、5在彼此之上停靠同时建立电连接。

带有管道70、90的连接凸缘7、9被凸缘连接到馈通3、5的金属凸缘。连接凸缘7、9之一是容器的连接凸缘，而通过在另一凸缘处的管道引入外部连接线。在所示示例性实施例的情形中，在考虑构造时，两个凸缘具有类似的类型从而凸缘7以及凸缘9可以主要是具有容器侧的凸缘。除了别的以外，在对向凸缘处的管道用作保护外罩。密封20或者密封连接被至少设于具有容器侧的凸缘和在其上凸缘连接的馈通3、5之间，优选地在两个连接凸缘7、9处。

带有插头元件41的插头体40被插入凸缘7、9的管道70、90中，利用所述元件，管道70、90中的连接缆线42得以连接。从而形成插头元件41用于连接件连接，从而在联结时实现与已被分配的导体32、53的接触。在所示实例的情形中，插头元件41是当分别地联结凸缘7、9或者馈通3、5时导体32、52被插入其中的锁套。

为了改进绝缘性，套筒形绝缘元件17、18和插头体40相互缠绕。在所示实例的情形中，插头元件41被布置在插头体中的开口44中，其中绝缘元件17、18延伸到开口44中。

在上述实例的情形中，导管被布置在凸缘之一中。但是另外的配置显然也是可能的，其中在两个馈通之间封闭的内部空间被基本上减小为单一电连接在其中行进的导管。

一种可能性是带有导管的填充体，利用该填充体，在馈通之间的内部空间得以填充。图3示出这种实例。在该实例中，馈通5具有帽形凸缘。利用帽形形状限定内部空间56。这个内部空间至少被填充体57部分地填充，其中这个填充体具有在其每一个中布置单一电连接的独立导管58，该单一电连接在这里同样利用锁套连接通过导体端部34、54建立。

在至此示出的实例的情形中，两个馈通进一步被直接地凸缘连接到彼此之上。也可能的是插入具有导管，并且该两个馈通被凸缘连接到其上的间隔件。图4示出这种实例。这里，提供形式为凸缘的间隔件。导管61被插入间隔件60中从而在电连接的导体端部34、54之间的空隙至少被部分地填充。

为了将两个馈通3、5凸缘连接到空隙60，可以在间隔件60中设置通孔62，通过该通孔，螺丝连接21的螺丝被插入。因此，两个馈通3、5因此被同时地凸缘连接到间隔件60。在图4中所示实例的情形中，测试导管14也被布置在间隔件60中。

由于以下效果，即可以插入两个被相同地或者类似地构造的电气馈通3、5，从而利用图4示出的实例是有利的。

对于本领域技术人员而言明显的是，本发明不限于上述实例，而是可以事实上在权利要求的范围内以各种方式改变。特别地，示例性实施例的特征在有意义的情况下可以相互组合。

附图标记的列表：

1：电力连接装置

3、5：电气馈通

7、9：连接凸缘

10、11：内表面绝缘元件

12：弹簧

14：测试导管

17、18：外表面绝缘元件

20：密封

21：3、5的螺丝

30、50：用于3、5中的导体的开口

40：插头体

41：40中的插头元件

42：连接缆线

44：40中的开口

31、51：3、5的导体

33、34：31的端部

35、55：3、5的凸缘

56：55中的内部空间

57：填充体

58：57中的导管

60：间隔件

61：60中的导管

62：用于60中螺丝的通孔

53、54：51的端部

70、90：在7、9处的管道

100、110：10，11的悬垂边缘

170、180：17，18的悬垂边缘

Claims (18)

1.一种用于容器的电力连接装置（1），包括

-第一和第二电气馈通（3，5），每一个电气馈通均具有金属凸缘（35，55），每一个金属凸缘均至少具有沿着轴向方向被绝缘体（31，51）填充从而密封的开口（30，50），在所述绝缘体中，布置与凸缘（35，55）电绝缘并且从绝缘体（31，51）凸出的多个导体（32，52），其中

-电气馈通（3，5）每一个均具有多个导体（32，52），并且其中第一馈通（3）的导体（32）每一个均与第二电气馈通（5）的导体（52）电接触，并且形成电连接，其中

-所述电连接的相互接触的导体端部（34，54）被布置于导管中，并且不同电连接的导管被相互分隔，从而在不同电连接的导体端部之间的空隙被至少部分地填充，其中

-所述两个电气馈通（3，5）相互密封地连接，从而导管在绝缘体（31，51）之间形成腔室，所述腔室被相对于所述电力连接装置的周围环境密封，所述电力连接装置进一步包括至少一个套筒形绝缘元件（10，11，17，18），所述至少一个套筒形绝缘元件（10，11，17，18）被弹簧压靠绝缘体（31，51）并且围绕从绝缘体（31，51）凸出的导体（32，52）。

2.根据权利要求1的电力连接装置，其特征在于所述电力连接装置用于压力容器。

3.根据权利要求1的电力连接装置，其特征在于从外侧与所述导管之一连接的至少一个测试导管（14）。

4.根据权利要求3的电力连接装置，其特征在于，测试导管（14）设有阀门。

5.根据权利要求1至4之一的电力连接装置，其特征在于，至少对于该两个电气馈通（3，5）之一，导体（32，52）每一个均被布置于单独的绝缘体（31，51）中。

6.根据权利要求1至4之一的电力连接装置，其特征在于，所述导管相互连通。

7.根据权利要求1的电力连接装置，其特征在于，所述绝缘元件中的第一绝缘元件（10，11）以及第二绝缘元件（17，18）具有弹簧元件作用于其上的肘部（100，110，170，180）。

8.根据权利要求7的电力连接装置，其特征在于压力板（15），所述压力板（15）利用从第二绝缘元件（17，18）隔开的螺丝（150）而被附着到电气馈通（3，5），并且承载在第二绝缘元件（17，18）的肘部（170，180）上，从而所述压力板（15）被设于弯曲应力下，并且由此产生的弹簧力将第二绝缘元件（17，18）压到所述电气馈通的绝缘体（31，51）上。

9.根据权利要求1的电力连接装置，其特征在于两个第一绝缘元件（10，11），每一个所述第一绝缘元件均被布置于所述导管中，并且被插入彼此之中，所述第一绝缘元件被弹簧（12）推开从而所述第一绝缘元件（10，11）的端部压靠第一和第二电气馈通（3，5）的对向绝缘体（31，51）。

10.根据权利要求1至4之一的电力连接装置，其特征在于，电连接的导体（32，52）利用锁套连接而相互电接触。

11.根据权利要求1至4之一的电力连接装置，其特征在于，所述绝缘体（31，51）包括玻璃熔体。

12.根据权利要求1至4之一的电力连接装置，其特征在于与电气馈通（3，5）之一连接的至少一个连接凸缘（7，9），其中具有插头元件（41）的插头体（40）被布置于连接凸缘（7，9）中，从而通过将馈通（3，5）置于连接凸缘（7，9）上，插头元件（41）与电气馈通（3，5）的导体（32，52）电接触。

13.根据权利要求12的电力连接装置，其特征在于放置于馈通（3，5）的绝缘体（31，51）上的至少一个套筒形第二绝缘元件（17，18），所述套筒形第二绝缘元件延伸到插头体（40）的开口中，在所述开口中布置插头元件（41）。

14.根据权利要求1至4之一的电力连接装置，其特征在于，所述导管被插入第一或者第二馈通（3，5）的金属凸缘（35，55）之一中。

15.根据权利要求1至4之一的电力连接装置，其特征在于具有导管的填充体，利用所述具有导管的填充体填充所述馈通之间的内部空间。

16.根据权利要求1至4之一的电力连接装置，其特征在于具有所述导管的间隔件，所述第一和第二馈通被凸缘连接到所述具有所述导管的间隔件上。

17.一种罐或者压力容器，其特征在于根据前面权利要求之一的电力连接装置。

18.根据权利要求17的罐或者压力容器，其特征在于所述罐或者压力容器用于存储或输送产生可燃、爆炸性气体混合物的物质。

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