CN102918314B - 角向补偿器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于气体绝缘高压设备的角向补偿器，该角向补偿器带有第一环形法兰（1）和第二环形法兰（2），所述第一环形法兰和第二环形法兰分别带有法兰平面（3a、3b）和从各法兰平面（3a、3b）突伸出的以可旋转运动的方式相互连接的铰链凸耳（13、14），通过铰链凸耳（13、14）使第一环形法兰（1）和第二环形法兰（2）可围绕一条穿过铰链凸耳（13、14）的枢转轴线彼此相对枢转，其中环形法兰（1、2）通过在其上流体密封地靠放的补偿波纹件相互连接，其中铰链凸耳（13、14）在环形法兰（1、2）的周向方向上至少在第一方向上过渡为支承肋（18），其中作为铰链（15a、15b）相互连接的两个可旋转运动的铰链凸耳（13、14）的支承肋（18）相互覆盖。

Description

角向补偿器

技术领域

本发明涉及一种用于气体绝缘高压设备的角向补偿器，该角向补偿器带有第一环形法兰和第二环形法兰，所述第一环形法兰和第二环形法兰分别带有法兰平面和从各法兰平面突伸出的以可旋转运动的方式相互连接的铰链凸耳，第一环形法兰和第二环形法兰可借助所述铰链凸耳围绕一条穿过铰链凸耳的枢转轴线彼此相对枢转，其中环形法兰通过在所述环形法兰上流体密封地靠放的补偿波纹件相互连接。

背景技术

此类角向补偿器例如从公开文献DE 100 32 797 A1中已知。此类角向补偿器具有两个环形法兰，所述环形法兰提供有从各法兰平面突伸出的铰链凸耳。通过铰链凸耳的耦连，两个环形法兰可彼此相对枢转。流体密封地靠放在环形法兰上的补偿波纹件在两个环形法兰之间延伸。此类铰链凸耳构造为使得角向补偿器的环形法兰的彼此相对枢转运动在大的枢转范围内实现。枢转运动仅受补偿波纹件的可变形性限制。如果两个环形法兰之间经常提供枢转运动，则这可导致补偿波纹件受到过度拉伸，且因此使角向补偿器不能再使用。

发明内容

因此，本发明所要求解决的技术问题在于给出保证了对于补偿波纹件的改进的保护的角向补偿器。

根据本发明，此技术问题通过如下方式实现：即，使得铰链凸耳在环形法兰的周向方向上至少在一个方向上过渡为支承肋，其中，作为铰链相互连接的两个可旋转运动的铰链凸耳的支承肋相互覆盖。

铰链凸耳基本上垂直于各自的法兰平面延伸。铰链凸耳的相互朝向的面基本上相互平行地定向。因此，铰链凸耳彼此相互隔开，且实现了铰链凸耳相对于彼此的自由枢转。

通过将支承肋布置在铰链凸耳上，铰链凸耳的相互平行的布置被中断。支承肋弯折地接在各铰链凸耳上且形成了在基本上平面的铰链凸耳处沿环形法兰的周向方向倾斜的隆起。因此，环形法兰的枢转程度相互受限制，因为支承肋在枢转运动结束时例如与另外的法兰环接触。因此提供了止动，所述止动限制了环形法兰的相对于彼此的枢转区域。

形成铰链的铰链凸耳可在此此外相互平行地布置，且在此基本上横向于法兰平面布置在环形法兰上。因此，此外可使得环形法兰能够以其法兰平面平行于枢转轴向放置，且可围绕枢转轴线枢转。形成铰链的第一和第二环形法兰的铰链凸耳可此外自由地彼此相对枢转。支承肋从铰链凸耳延伸，作为从铰链凸耳的平面向环形法兰的周向方向上偏转的壁。支承肋从铰链凸耳的平面区域弯曲开。支承肋的偏转实现为至少45°，特别地至少90°。因此，铰链凸耳的平面结构相互离开且在铰链凸耳上提供了侧向突起，所述突起可用作止动件。支承肋自身可在高度上构造为可变的，使得通过铰链凸耳形成的铰链的枢转角度被可变地限制。与铰链连接的两个铰链凸耳的支承肋相互在径向方向上重叠，其中径向方向是垂直于法兰平面的方向。在两个环形法兰的法兰平面平行地定向时，相互重叠的支承肋在周向方向上近似于相互平行或同轴地布置。

另外的有利的构造可建议使得支承肋与作为铰链协作的支承肋这样地相互重叠，使得支承肋相互起到止动件的作用，且相互限制环形法兰的枢转角度。

如果现在在形成铰链的铰链凸耳上分别提供相互超过的支承肋，则实现了在各支承肋自身上提供了止动点。通过提供相互止动的且形成止动件的支承肋，止动力可在更大的面积区域内引入到环形法兰内，使得通过可能的点状止动所导致的在环形法兰上的过载或变形很大程度上得以避免。在此，可建议使得支承肋相互壳状地靠放，其中壳分别在环形法兰的周向方向上近似垂直于环形法兰的法兰平面靠放。因此，止动可通过选择壳状的支承肋的间距及其高度来调节其效率。相应的低的间距比壳状支承肋之间的相对更宽的间隙更强地限制了环形法兰相互间的相对运动的自由度。有利地，相互重叠的支承肋在其重叠的区域内具有近似于平行的走向(在法兰平面的平行的布置中)。此外，在支承肋的壳状的构造中，止动点有利地布置在对置的支承肋的相互朝向的外周面上。因此，避免了由限制枢转运动的止动件垂直于法兰平面的止动。支承肋可因此构造为带有一定的弹性，使得在止动时尽管支承肋可能发生弹性变形也不会发生环形法兰的变形。因此，补偿波纹件另外地被与振动去耦合。支承肋可有利地直接处在环形法兰的主体边缘上且跟随其造型。因此，完成了有角的主体边缘，其一个角边在法兰平面的方向上延伸，且其另一个角边尽可能垂直于法兰平面定向，且以此形成了支承肋。

有利地可建议，使得在周向方向上分别在铰链凸耳的两侧布置支承肋。

通过支承肋在铰链凸耳上的两侧布置，限制了环形法兰在铰链凸耳的两侧的彼此相对枢转运动。因此防止了将两个环形法兰相互连接的波长波纹件的过度拉伸。

另外的有利的构造可建议使得至少一个支承肋和铰链凸耳是横向于法兰平面在环形法兰上自身封闭的环绕支撑体的部分。

通过将支承肋和铰链凸耳联合为一个自身封闭的环绕支撑体，环形法兰被提供以横向于法兰平面放置的环绕支撑体，所述环绕支撑体强化了环形法兰的刚度。通过环绕支撑体的自身封闭的环绕，在环形法兰的任意位置上接合的力可被引导且耦合到环形法兰的大的面积区域内。因此，可提高环形法兰的稳定性，而没有明显地提高环形法兰的质量及其延伸尺寸。因此，可通过作为环绕支撑体的一部分的支承肋一方面导致环形法兰的机械稳定性，另一方面可通过支承肋限制环形法兰相互间的可枢转性，且因此保护角向补偿器不受到过度拉伸。环绕支撑体在此横向于法兰平面有利地基本上垂直于法兰平面从各环形法兰上凸起，且在其周长中具有近似恒定的壁厚。环绕支撑体可有利地在周向方向上在环形法兰的主体边缘上环绕，且因此形成拐角的主体边缘，所述主体边缘自身封闭地成角度地环绕。因此得到了槽状的结构，所述结构在其中间容纳补偿波纹件。

此外，可有利地建议使得环绕支撑体在铰链凸耳的区域内具有最大的高度，且连接环形法兰的铰链凸耳的部分分别具有更低的高度。

通过使用铰链凸耳作为在环绕支撑体的周长中的最大凸起，可一方面允许环形法兰的尽可能大角度的彼此相对枢转运动。通过环绕支撑体和作为环绕支撑体的部分的支承肋，导致对于环形法兰的相互可枢转性的限制。另一方面，通过降低所述环绕支撑体的连接铰链凸耳的部分的高度，不进行对于枢转区域的不必要的限制。因此，环形法兰的机械稳定性的有利的协调通过环绕支撑体或支承肋给出，且另一方面可枢转性被环绕支撑体限制为不超出必要的尺度。

另外的有利的构造可设置为在垂直于法兰平面的投影中，第一环形法兰和第二环形法兰的环绕支撑体相交。

因此，可在环绕支撑体上提供交错或偏转，使得支承肋在铰链凸耳上的拐角区域内实现相互嵌套接合和重叠。

在此，可有利地进一步建议使得所述环绕支撑体相互精确地两次相交。

通过环绕支撑体在关于环形法兰中的一个的法兰平面的垂直投影内的精确的两次相交，可将环绕支撑体划分为第一和第二半弧形，其中交点限定了各第一和第二半弧形的边界。两个半弧形可在此不同地形成，使得半弧形的一个具有比另一个半弧形更大的周长。在半弧形相互嵌套扣合时，一个半弧形被另一个半弧形跨过，其中两个半弧形在相同的基点处结束。

此外，可有利地建议使得补偿波纹件借助活动法兰在中间放置密封元件的情况下固定在至少一个环形法兰上。

补偿波纹件将两个环形法兰流体密封地相互连接。在环形法兰内放置的法兰开口被补偿波纹件的两端这样地包围，使得可柔性变形的管部分在两个环形法兰之间延伸。环形法兰在此流体密封地贴靠在补偿波纹件上，使得通过角向补偿器可补偿在两个环形法兰上连接的设备部分之间的相对运动。此类设备部分可例如是高压设备的封装壳体，所述封装壳体在其内部内容纳了带电的导体元件，且通过引入电绝缘气体将此带电的导体元件相对于环形法兰或相对于补偿波纹件电绝缘。补偿波纹件以及环形法兰在此是防止电绝缘气体逸出的封装的屏障的一部分。因此，补偿波纹件和环形法兰之间的连接构造为流体密封的。

如果补偿波纹件通过活动法兰固定，则可将补偿波纹件用于进行对角向补偿器的更换及维修。通过中间放置密封元件，可保证补偿波纹件和环形法兰之间的相应的流体密封的过渡。活动法兰可例如通过螺纹连接与环形法兰中的一个面状的螺纹连接。为接收活动法兰以及置于中间的补偿波纹件，可在环形法兰内分别提供空隙，使得在将活动法兰插入到环形法兰内之后得到近似的平的面，所述面尽可能具有低的突出。

另外的有利的构造可建议使活动法兰被环形法兰的环绕支撑体包围。

以环绕支撑体环绕活动法兰使从径向方向上作用的力保持远离活动法兰或补偿波纹件与环形法兰的连接区域。环绕支撑体可在此在壳体状地围绕环形法兰延伸，且在壳体状的凸起的阴影区域内接收活动法兰。

另外的有利的构造可建议使得环形法兰和支承肋或环绕支撑体是铸造为一体的铸件的部分。

一体的铸件使廉价地制造多个角向补偿器具有可能。通过环形法兰和支承肋或环绕支撑体的一体结合得到了角度刚性的主体，所述主体抵抗高的机械载荷。此外，仅需要对铸件另外进行有限程度的后处理。因此，廉价地实现了流体密封的角向补偿器的制造。

此外，可有利地建议使得第一和第二环形法兰是相同件。

相同件的使用实现了将仅一个单一的环形法兰定尺寸且将其与相同件连接。为此，应建议使得铰链凸耳在环形法兰上直径上对置地布置，其中，其距环形法兰的中心的径向距离应这样地不同，使得在相互旋转180°且将相同的环形法兰背对背地相互布置时，在环形法兰的对置侧上靠放的铰链形成在铰链凸耳之间。相同件的使用特别地在使用铸件时是有利的，因为仅需提供唯一的形状，通过所述形状可产生结构相同的第一和第二环形法兰。

附图说明

在下文中根据附图示意性地示出本发明且然后详细描述本发明。

各图为：

图1示出了角向补偿器的透视图，

图2示出了环形法兰的透视图，且

图3示出了通过第一和第二环形法兰的相互连接的铰链凸耳的截面。

具体实施方式

图1示出了角向补偿器，所述角向补偿器具有第一环形法兰1和第二环形法兰2。两个环形法兰1、2在此被加工为相同件。两个环形法兰1、2在此关于其法兰面3a、3b背对背定向，其中，所述环形法兰1、2关于垂直于处于相互平行地定向状态的两个法兰面3a、3b的纵向轴线4以相互旋转180°的方式布置。法兰面3a、3b限定了法兰平面的位置。与主轴线4同轴地在第一环形法兰1和第二环形法兰2的法兰面3a、3b内布置了圆形的法兰开口。法兰开口与纵向轴线4同轴地布置。为将第一环形法兰1和第二环形法兰2与在主轴线4的方向上连接的组件相连接，在环形法兰1、2内分别引入了孔，通过所述孔使法兰面3a、3b可压靠另外的组件。在环形法兰1、2的相互朝向的侧上布置了补偿波纹件5，所述补偿波纹件5在法兰开口的周边上分别流体密封地与第一环形法兰1和第二环形法兰2连接。环形法兰1、2是优选地通过铸造过程形成的金属环形法兰。作为铸造材料，在此合适的是非铁金属，例如铝，或铁金属，例如钢。补偿波纹件5自身形成为管的形式，其管壁构造为带有多个曲折的波状位置。由于补偿波纹件5的波状，补偿波纹件5能够在在此不导致补偿波纹件5的材料的过载的情况下发生变形。补偿波纹件5例如由波纹钢板制成。

在环形法兰1、2的相互朝向的侧上，环形法兰1、2分别提供有环绕的支撑体6。由于将相同件用于第一环形法兰1和第二环形法兰2，在下文中将结合第一环形法兰1的结构描述环绕支撑体17的结构。

在图2中图示了第一环形法兰1的透视图，其中，在图1中示出的补偿波纹件5以及第二环形法兰2尚未安装。圆形的法兰开口与纵向轴线4同轴地放置，且被第一环形法兰1的壁限定边界。法兰开口被圆环形的构造为平面的压力面7包围。在压力面7内与纵向轴线4同轴地引入了环绕的空隙8、9，所述空隙8、9分别以槽的形式自身封闭地环绕。空隙8、9用于容纳一个或多个密封元件10、11(见图3)。此外，在压力面7中引入了螺纹孔，通过所述螺纹孔可以将活动法兰与第一环形法兰1流体密封地连接，而在它们中间放置了补偿波纹件5的环形的压力边缘5a和密封元件10、11(见图3)。螺纹孔用于接收相应的螺栓，以将活动法兰靠着第一环形法兰1螺纹连接，而在它们中间放置了补偿波纹件5或密封元件10、11。

在法兰开口的直径上对置的侧上布置了第一铰链凸耳13以及第二铰链凸耳14。两个铰链凸耳13、14基本上垂直于第一环形法兰1的法兰平面布置，且基本上构造为平面的。在通过纵向轴线4的直线上放置的法兰凸耳与纵向轴线4间隔不同地布置在第一环形法兰1上。在此，第一铰链凸耳13沿直线比第二铰链凸耳14更靠近纵向轴线4延伸通过的法兰开口的中心点布置。第一铰链凸耳13和第二铰链凸耳14错开的间隔在此基本上对应于铰链凸耳13、14的壁厚，使得在两个相同件围绕纵向轴线4旋转180°时，由第一环形法兰1的第一铰链凸耳13和第二环形法兰2的第二铰链凸耳14形成了第一铰链15a，且由第一环形法兰1的第二铰链凸耳14和第二环形法兰2的第一铰链凸耳13形成了第二铰链15b(见图1)。在铰链凸耳13、14中布置了各孔，所述孔垂直于纵向轴线4定向。在孔中可安装相应的销16，使得在两个环形法兰1、2之间的枢转运动能够实现。两个铰链15a、15b在此提供了枢转轴线，所述枢转轴线平行于各自的法兰平面布置。因此，此枢转轴线也相对于纵向轴线4垂直地定向。纵向轴线4和铰链15a、15b的铰链轴线相互相交。

在第一环形法兰1的外周上布置了自身封闭的环绕支撑体17。环绕支撑体17具有近似恒定的壁厚，其中此环绕支撑体基本上垂直于第一环形法兰1的法兰平面在主体边缘上环绕。环绕在此围绕法兰开口以及围绕穿过法兰开口的纵向轴线4实现。铰链凸耳13、14在此是环绕支撑体17的一部分，且关于法兰平面3a在垂直方向上具有自身环绕支撑体17的最大延伸尺寸。在铰链凸耳13、14的两侧上在铰链凸耳13、14上连接了支承肋18，所述支承肋18在周向方向上跟随第一环形法兰1的主体边缘的走向。以此，平面的铰链凸耳13、14在两侧在周向方向上被通过支承肋18实现的弯折的壁包围。支承肋18在此具有相对于铰链凸耳13、14降低的高度。在此，在第一铰链凸耳13的两侧上延伸的支承肋18的弯曲度小于在第二铰链凸耳14的两侧上布置的支承肋18的弯曲半径。在铰链凸耳13、14的两侧上分别提供的将铰链凸耳13、14相互连接的部分具有相对于铰链凸耳13、14降低的高度。因此，环绕支撑体17自身封闭地环绕在第一环形法兰1的主体边缘上，所述环绕支撑体17具有第一铰链凸耳13和第二铰链凸耳14以及连接在第二铰链凸耳14上的限定了铰链凸耳13、14的各平面部分的边界且弯折的支承肋18，所述支承肋18分别与一个连接部分相连接。环绕支撑体17在此形成为使得主体边缘在第一环形法兰1的外周上通过角部分形成，所述角部分的一个角边在第一环形法兰1的法兰平面上延伸，且其另一个角边垂直于该法兰平面，其中，另一个角边通过自身封闭地环绕支撑体17形成。

在图1中示出的第一环形法兰1在其构造上对应于第二环形法兰2，如在图1中所示。仅第一环形法兰1和第二环形法兰2的位置在图1中被这样地选择为使得两个环形法兰1、2以其两个法兰面3a、3b在纵向轴线上彼此相反地定向，其中另外地实现了两个环形法兰1、2围绕纵向轴线4的相互间180°的旋转。由于在现在相互对置的第一铰链凸耳13和第二铰链凸耳14上的支承肋18从第一环形法兰1和第二环形法兰2的不同的弯折或弯曲以及第一铰链凸耳13和第二铰链凸耳14的不同的径向间隔，现在形成了第一铰链15a以及第二铰链15b。两个铰链15a、15b分别被销16穿过以用于可旋转运动的耦连。

图3在截面图中示出了第一铰链15a。第一环形法兰1的第一铰链凸耳13以及第二环形法兰2的第二铰链凸耳14是第一铰链15a的一部分。第一铰链15a的两个铰链凸耳13、14通过销16彼此相对定位，其中销16的定向限定了两个环形法兰1、2的枢转轴线。在相互朝向的侧上，被第一环形法兰1或第二环形法兰2的各环绕支撑体17包围，补偿波纹件5流体密封地与第一环形法兰1和第二环形法兰2连接。为此，补偿波纹件5在其端侧端部上分别具有环形的径向倒角的压力条5a，所述压力条5a压靠在第一环形法兰1和第二环形法兰2的压力面7上。在压力面7内在空隙8、9内分别布置了密封元件10、11。密封元件10、11在此环形地围绕法兰开口环绕，且放置在第一环形法兰1和第二环形法兰2的各压力面7内。为挤压补偿波纹件5的环形压力条5a而提供了活动法兰。活动法兰在各对置的端部上包围补偿波纹件5a且将各环形压力条5a压在第一环形法兰1或第二环形法兰2的压力面7上。现在，第一环形法兰1和第二环形法兰2的法兰开口在第一环形法兰1和第二环形法兰2的相互朝向的侧上被流体密封地包围，且补偿波纹件5形成了两个法兰开口之间的流体密封的通道。活动法兰通过螺栓固定在压力面7的螺纹孔内。

两个环形法兰1、2围绕通过销16限定的枢转轴线可彼此相对枢转，其中在枢转时法兰平面3a、3b彼此相对倾斜，且在此实现了补偿波纹件5的变形。在纵向轴线4的径向方向上，各支承肋18相互重叠，使得分别相互对置的支承肋18壳状地相互间隔开(见图1)。根据相互对置的且相互覆盖的支承肋18的径向间距，两个环形法兰1、2的枢转区域相互或多或少地被明显地限定边界。在此产生了止动点，所述止动点关于纵向轴线4的位置在壳体侧——在内壳体侧或在外壳体侧——放置在支承肋18上。

由于连接在第一铰链凸耳13或第二铰链凸耳14上的支承肋18的不同的弯曲，在纵向轴线4的方向上的投影中在环绕支撑体17之间产生了两个交点。在交点上，各环绕支撑体17的半弧形的部分从位于内侧到位于外侧的壳体交替，或从位于外侧到位于内侧的壳体交替。在处于投影内的交点的区域内，自身环绕支撑体17分别具有相对于法兰平面的其最低的垂直延伸尺寸。

如在图1中以及在图2中可见，环绕支撑体17在壳体侧壳状地包围补偿波纹件5，使得补偿波纹件5在周边上在最大的区域内被保护而不受直接的力作用的影响。因此，防止了在安装和运输工作中对于角向补偿器的损坏。

Claims (12)

1.一种用于气体绝缘高压设备的角向补偿器，该角向补偿器带有第一环形法兰(1)和第二环形法兰(2)，所述第一环形法兰和第二环形法兰分别带有法兰平面(3a、3b)和从各法兰平面(3a、3b)突伸出的以可旋转运动的方式相互连接的铰链凸耳(13、14)，第一环形法兰(1)和第二环形法兰(2)能够通过铰链凸耳(13、14)围绕一条穿过铰链凸耳(13、14)的枢转轴线彼此相对枢转，其中，所述第一环形法兰(1)和第二环形法兰(2)通过在所述第一环形法兰和第二环形法兰上流体密封地靠放的补偿波纹件相互连接，其特征在于，铰链凸耳(13、14)在第一环形法兰(1)和第二环形法兰(2)的周向方向上至少在一个方向上过渡为支承肋(18)，其中，作为铰链(15a、15b)相互连接的两个可旋转运动的铰链凸耳(13、14)的支承肋(18)相互覆盖。

2.根据权利要求1所述的角向补偿器，其特征在于，作为铰链(15a、15b)协作的各支承肋(18)中的支承肋(18)相互重叠，使得支承肋(18)作为止动件相互作用，且相互限定所述第一环形法兰(1)和第二环形法兰(2)的枢转角度的边界。

3.根据权利要求1或2所述的角向补偿器，其特征在于，在周向方向上分别在铰链凸耳(13、14)的两侧布置了支承肋(18)。

4.根据权利要求1所述的角向补偿器，其特征在于，至少一个支承肋(18)和至少一个铰链凸耳(13、14)是横向于法兰平面(3a、3b)在所述第一环形法兰(1)和/或第二环形法兰(2)上自身封闭的环绕支撑体(17)的一部分。

5.根据权利要求4所述的角向补偿器，其特征在于，环绕支撑体(17)在铰链凸耳(13、14)的区域内具有最大的高度，且连接所述第一环形法兰(1)或第二环形法兰(2)的铰链凸耳(13、14)的部分分别具有相对于铰链凸耳(13、14)区域中的环绕支撑体降低的高度。

6.根据权利要求5所述的角向补偿器，其特征在于，在垂直于法兰平面(3a、3b)的投影中，第一环形法兰(1)和第二环形法兰(2)的环绕支撑体(17)彼此相交。

7.根据权利要求6所述的角向补偿器，其特征在于，所述环绕支撑体(17)相互精确地两次相交。

8.根据权利要求1所述的角向补偿器，其特征在于，补偿波纹件(5)借助活动法兰在中间放置密封元件(10、11)的情况下固定在第一环形法兰(1)和第二环形法兰(2)中至少一个上。

9.根据权利要求8所述的角向补偿器，其特征在于，活动法兰被所述第一环形法兰和/或第二环形法兰的环绕支撑体(17)包围。

10.根据权利要求4所述的角向补偿器，其特征在于，所述第一环形法兰(1)和所述支承肋(18)或环绕支撑体(17)各是铸造为一体的铸件的一部分。

11.根据权利要求4所述的角向补偿器，其特征在于，所述第二环形法兰(2)和所述支承肋(18)或环绕支撑体(17)各是铸造为一体的铸件的一部分。

12.根据权利要求1所述的角向补偿器，其特征在于，第一环形法兰(1)和第二环形法兰(2)是相同件。