CN104121437A - 一种用于通孔的密封连接结构及其金属封闭气体绝缘开关设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于通孔的密封连接结构，包括一个第一被连接件、一个第二被连接件和一个连接部件，其中通孔穿过第一被连接件和第二被连接件。连接部件包括位于通孔中部的一个连接筒、分别位于连接筒两端的两个衬套和一固定组件，其中两个衬套装套在固定组件上并分别位于通孔的两端和连接筒之间，每个衬套的两端分别设置有一个防水垫圈。固定组件伸入通孔并连接第一被连接件和第二被连接件。本发明还涉及采用上述密封连接结构的金属封闭气体绝缘开关设备。本发明密封连接结构及其金属封闭气体绝缘开关设备具有使用寿命长且可靠性高的特点。

Description

一种用于通孔的密封连接结构及其金属封闭气体绝缘开关设备
技术领域
本发明涉及一种用于通孔的密封连接结构，特别是涉及一种用于法兰上通孔的密封连接结构。此外，本发明还涉及采用这种密封连接结构的金属封闭气体绝缘开关设备。
背景技术
多种设备在其上的连接处常常采用穿过通孔的连接部件来进行连接。例如，当设备的壳体由几个部分组成时，各个部分的连接处具有法兰。法兰具有对应的通孔，连接部件穿过法兰上的通孔将其相互连接。当对连接的密封性有一定要求时，还需要在连接部件之外增加一定的密封设汁。中国发明专利申请CNlO2086956A公开了一种多法兰异种金属结构的连接，其中采用螺栓来连接两个法兰，螺栓与两个法兰之间分别具有一个绝缘树脂套筒，且两个法兰之间还具有一个绝缘软弹性垫层。这种方案通常可以满足密封要求，有效防止气体或液体经过该连接处进入或离开设备，但在一些情况下也可能存在一些问题。首先，绝缘树脂套筒的一部分暴露在外，当用于户外时会因长期日晒、雨淋而加速老化，特别是要求长使用寿命、高可靠性且不便拆卸和更换的设备，例如金属封闭气体绝缘开关设备(GIS)。其次，螺栓因未接地而处于悬浮电位。当使用这种结构的设备出现过电压时，容易发生打火现象。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题，本发明提供一种用于通孔的密封连接结构。这种密封连接结构包括一个第一被连接件、一个第二被连接件和一个连接部件，其中通孔穿过所述第一被连接件和所述第二被连接件。所述连接部件包括位于所述通孔中部的一个连接筒、分别位于所述连接筒两端的两个衬套和一固定组件，其中所述两个衬套装套在所述固定组件上并分别位于所述通孔的两端和所述连接筒之间，每个所述衬套的两端分别设置有一个防水垫圈。所述固定组件伸入所述通孔并连接所述第一被连接件和所述第二被连接件。本发明的密封连接结构没有任何一部分绝缘材料暴露在外，故不会因日晒、雨淋而加速老化，进而延长了使用寿命、提高了可靠性，特别适用于不便拆卸和更换的设备。防水垫圈有利于提高密封连接结构的密封性。
依据本发明的一个方面，所述固定组件为从所述通孔的一端伸入并与所述连接筒螺纹连接的一个螺栓和一个与所述螺栓在所述通孔的另一端连接的螺母。具有螺纹的连接筒有利于提高连接的密封性。
依据本发明的另一方面，所述固定组件为分别从所述通孔的两端伸入并与所述连接筒螺纹连接的两个螺钉。采用螺钉和连接筒的配合，即使在第一被连接件和第二被连接件较厚的情况下，甚至在第一被连接件和第二被连接件之间还具有较厚的中间层的情况下也能方便的连接，从而节省了材料和加工成本。
依据本发明的再一方面，所述固定组件为从所述通孔的一端伸入并穿过所述连接筒的一个螺栓和一个与所述螺栓在所述通孔的另一端连接的螺母。内孔为光孔的连接筒可用于将螺栓和螺母用作固定组件。
依据本发明的又一方面，两个径向方向相反的垫圈槽分别位于每个所述衬套的两端，径向方向向外的所述垫圈槽靠近所述连接筒布置，所述防水垫圈设置在所述垫圈槽中。垫圈槽有利于防水垫圈的定位，而径向方向相反的垫圈槽能够获得更好的密封性。
依据本发明的又一方面，两个径向方向向内的垫圈槽分别位于所述两个衬套远离所述连接筒的一端，而两个径向方向向外的垫圈槽分别位于连接筒的两端，所述防水垫圈设置在所述垫圈槽中。垫圈槽有利于防水垫圈的定位，而径向方向相反的垫圈槽能够获得更好的密封性。
依据本发明的又一方面，在所述第一被连接件和所述第二被连接件之间还包括一个中间层且所述通孔穿过所述中间层。本发明的密封连接结构特别适合在法兰间存在中间层的情形。
依据本发明的又一方面，所述连接筒的中部沿径向向外凸出并与所述中间层紧密配合。连接筒的中部沿径向向外凸出有利于连接筒可靠地固定在中间层中。
依据本发明的又一方面，所述两个螺钉的头部与所述垫片形成一个整体。螺钉的头部与垫片形成一个整体方便了螺钉与垫片的安装。
本发明还提供一种金属封闭气体绝缘开关设备，其中法兰上的通孔采用上述密封连接结构。本发明的密封连接结构特别适合金属封闭气体绝缘开关设备，用以实现较低的成本和较高的可靠性。
依据本发明开关设备的一个方面，所述绝缘子与所述两个法兰之间分别具有一个密封环。密封环有利于提高法兰与绝缘子整体连接的密封性。
下文将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施例，对本发明的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。
附图说明
以下附图仅旨在对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中，
图1是本发明密封连接结构的一种实施方式的剖视图;
图2是图1所示密封连接结构中衬套的剖视图;
图3是图1所示密封连接结构中衬套的立体图。
主要装置符号说明
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。在图中相同的标号表示相同或结构相似但功能相同的部件，且其中一部分具有相同结构或功能的部件，仅示意性地描绘了其中的一个，或仅标出了其中的一个。为使图面简洁，图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。本文中"连接"表示直接的"连接"，或是经由第三者的"连接"，再或者指用于"连接"的组件或部件的一部分。
如图1所示，一种用于通孔的密封连接结构包括一个第一被连接件11、一个第二被连接件22、一中间层3(例如一绝缘子)和一个连接部件，其中一个通孔穿过第一被连接件11、第二被连接件22和中间层3。连接部件包括位于通孔中部的一个通常由铝或者铜制成的连接筒31、分别位于连接筒31两端的两个衬套32和作为固定组件的分别从通孔的两端伸入并与连接筒31螺纹连接的两个螺钉41。每个衬套32的两端分别设置有一个防水垫圈43。两个通常由金属(例如铝)制成的衬套32装套在作为固定组件的螺钉41上并分别位于通孔的两端和连接筒31之间。每个衬套32的两端分别设置有一个防水垫圈43。本领域技术人员将理解，在本发明的一种未示出的实施方式中，固定组件也可为从通孔的一端伸入并与连接筒31螺纹连接的一个螺栓和一个与螺栓在通孔的另一端连接的螺母。本领域技术人员将理解，当连接筒31的内孔为没有螺纹的光孔时，作为固定组件的一个螺栓可从通孔的一端伸入并直接穿过连接筒31的没有螺纹的光孔和一个螺母在通孔的另一端连接。本领域技术人员还将理解，只要能够实现固定和密封的作用，螺纹的方向以及螺距可根据需要进行选择，例如在一种实施方式中连接筒31的内壁可具有方向相反的两种内螺纹。
第一被连接件11和第二被连接件22可例如为两个法兰。两个衬套32中的每一个可如图2和3所示在其两端各有一个垫圈槽321、322。垫圈槽321、322中分别设置有一个通常由橡胶制成的防水垫圈43。两个径向方向相反的垫圈槽321、322分别位于每个衬套32的两端，径向方向向外的垫圈槽321靠近连接筒31布置。由于螺栓或螺钉头部沿径向有一无螺纹的直段，故径向方向向内的垫圈槽322内的防水垫圈43可以夹在衬套32沿径向的凸起与该直段之间，以紧贴该直段而有效地防止水分进入通孔，其中衬套32沿径向的凸起远离衬套32的内孔设置并界定了垫圈槽322。水分也有可能通过中间层3与第一被连接件11或第二被连接件22的接合面进入，而径向方向向外的垫圈槽321内的防水垫圈43可以有效地防止水分进入螺孔，其中与前述凸起沿径向方向相反的衬套32的凸起靠近衬套32的内孔设置，从而界定了与垫圈槽322径向方向相反的垫圈槽321，防水垫圈43可以夹在该凸起与第一被连接件11或第二被连接件22(例如法兰)之间。按照本发明的一种未示出的实施方式，界定了垫圈槽321的凸起也可以不是设置在衬套32上而是设置在连接筒31上。径向方向相反的垫圈槽效果更好。本领域技术人员将理解，只要一个通孔中的一个连接筒31和两个衬套32的总长与通孔的长度相等，连接筒31和衬套32的轴向长度是可以变化的，但是优选连接筒31的长度等于中间层3的厚度，而两个衬套32的长度分别等于第一被连接件11和第二被连接件22的厚度。本领域技术人员将理解，在本发明的一种未示出的实施方式中，两个径向方向向内的垫圈槽322分别位于两个衬套32远离连接筒31的一端，而两个径向方向向外的垫圈槽321分别位于连接筒31的两端。防水垫圈43设置在垫圈槽321、322中。
虽然图1所示在第一被连接件11和第二被连接件22之间还包括一个中间层3且通孔穿过中间层3，但是本发明的密封连接结构完全可以用于不具有中间层3的情形，即通孔穿过紧邻的第一被连接件11和第二被连接件22，而连接部件穿过通孔来连接紧邻的第一被连接件11和第二被连接件22。在不具有中间层3的情况下，可以不像图1所示连接筒31的中部沿径向向外凸出并与中间层3紧密配合，而是成直筒状，或者连接筒31保持图1所示的形状不变，而与连接筒31接触的第一被连接件11和第二被连接件22的表面相应地变化，从而配合连接筒31的形状。本领域技术人员将理解，在不具有中间层3的情况下，两个衬套32的长度必然要分别小于第一被连接件11和第二被连接件22的厚度。两个螺钉41的头部与第一被连接件11和第二被连接件22之间具有一个垫片42，以减小螺钉的头部对法兰的局部应力集中。两个螺钉41的头部与垫片42也可形成一个整体，以方便了螺钉与垫片的安装。此外，绝缘子3与第一被连接件11和第二被连接件22之间分别具有一个密封环44，以利于提高第一被连接件11和第二被连接件22(例如法兰)与绝缘子3整体连接的密封性。
上述用于通孔的密封连接结构适用于连接各种具有通孔的装置、设备，特别是大量采用具有通孔的法兰来进行连接且有密封要求的情况，例如金属封闭气体绝缘开关设备。
应当理解，虽然本说明书是按照各个实施方式描述的，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅足为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
在本文中，"示意性"表示"充当实例、例子或说明"，不应将在本文中被描述为"示意性"的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合，均应属于本发明保护的范围。

Claims (14)

1.一种用于通孔的密封连接结构，包括一个第一被连接件(11)、一个第二被连接件(22)和一个连接部件，其中通孔穿过所述第一被连接件(11)和所述第二被连接件(22);
所述连接部件包括位于所述通孔中部的一个连接筒(31)、分别位于所述连接筒(31)两端的两个衬套(32)和一固定组件，其中所述两个衬套(32)装套在所述固定组件上并分别位于所述通孔的两端和所述连接筒(31)之间，每个所述衬套(32)的两端分别设置有一个防水垫圈(43)，所述固定组件伸入所述通孔并连接所述第一被连接件(11)和所述第二被连接件(22)。
2.根据权利要求1所述的密封连接结构，其中所述连接筒(31)的内孔具有螺纹。
3.根据权利要求1所述的密封连接结构，其中所述连接筒(31)的内孔为光孔。
4.根据权利要求2所述的密封连接结构，其中所述固定组件为从所述通孔的一端伸入并与所述连接筒(31)螺纹连接的一个螺栓和一个与所述螺栓在所述通孔的另一端连接的螺母。
5.根据权利要求2所述的密封连接结构，其中所述固定组件为分别从所述通孔的两端伸入并与所述连接筒(31)螺纹连接的两个螺钉(41)。
6.根据权利要求3所述的密封连接结构，其中所述固定组件为从所述通孔的一端伸入并穿过所述连接筒(31)的一个螺栓和一个与所述螺栓在所述通孔的另一端连接的螺母。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的密封连接结构，其中两个径向方向相反的垫圈槽(321、322)分别位于每个所述衬套(32)的两端，径向方向向外的所述垫圈槽(321)靠近所述连接筒(31)布置，所述防水垫圈(43)设置在所述垫圈槽(321、322)中。
8.根据权利要求4至6中任一项所述的密封连接结构，其中两个径向方向向内的垫圈槽(322)分别位于所述两个衬套(32)远离所述连接筒(31)的一端，而两个径向方向向外的垫圈槽(321)分别位于所述连接筒(31)的两端，所述防水垫圈(43)设置在所述垫圈槽(321、322)中。
9.根据权利要求7所述的密封连接结构，其中在所述第一被连接件(11)和所述第二被连接件(22)之间还包括一个中间层(3)且所述通孔穿过所述中间层(3)。
10.根据权利要求9所述的密封连接结构，其中所述连接筒(31)的中部沿径向向外凸出并与所述中间层(3)紧密配合。
11.根据权利要求5所述的密封连接结构，其中所述两个螺钉(41)的头部与所述第一被连接件(11)和所述第二被连接件(22)之间分别具有一个垫片(42)。
12.根据权利要求11所述的密封连接结构，其中所述两个螺钉(41)的头部与所述垫片(42)形成一个整体。
13.一种金属封闭气体绝缘开关设备，其中法兰上的通孔采用上述密封连接结构。
14.根据权利要求13所述的开关设备，其中所述绝缘子与所述两个法兰之间分别具有一个密封环(44)。
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