DE1490624A1

DE1490624A1 - Gas-tight implementation of an electrical conductor through a metal wall

Info

Publication number: DE1490624A1
Application number: DE19641490624
Authority: DE
Inventors: Huhse Dr-Ing Peter
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1964-07-30
Filing date: 1964-07-30
Publication date: 1969-07-10

Description

Gasdichte Durchführung eines elektrischen Leiters durch eine metallische Wand. Es ist bekannt, vakuumdichte elektrische Durchführungen als Metall-Glas-Metall-Verschmelzungen auszuführen. Durchführungen dieser Art erfordern einen verhältnismäßig hohen Fertigung--aufwand. Es gibt Am-icndungsf,.ille, bei denen die praktisch vollständige Vakuumdichtigkeit die--er Durchführungen nicht erforderlich ist. Das ist beispiel.-weise bei Durchführungen für einen Reaktorkessel der Fall, der in der Regel im Normalfall nicht unter Überdruck steht und auch im Gefahrenfall nur einem inneren Überdruck von einigen Atmosphären ausgesetzt ist. Dagegen werden für Durchführungen, mit denen Steuer- und Meßleitungen in einen Kernreaktorkessel eingeführt werden, sehr hohe Isolationswiderstände gefordert.Gas-tight implementation of an electrical conductor through a metallic one Wall. It is known, vacuum-tight electrical feedthroughs as metal-glass-metal fusions to execute. Implementations of this type require a relatively high manufacturing cost. There are applications in which the practically complete vacuum tightness the - he implementation is not required. This is for example with bushings this is the case for a reactor vessel, which is usually not under excess pressure and only an internal overpressure of a few atmospheres in the event of danger is exposed. In contrast, for bushings with which control and measuring lines into a nuclear reactor vessel are introduced, very high insulation resistances required.

Die 2rfindung bezieht sich auf eine gasdichte Durchführung eines elektrischen Leitero durch eine metallische Wand. Sie besteht darin, daß der Isolator der Durchführung elastisch ist und derart zwischen die Wand und einen Druckring gespannt ist, daß er gleichzeitig die Dichtung der Durchführung gegen die Wand bildet. Gegenüber Metall-Glas-Metall-Verschmelzungen wird durch die Erfindung eine wesentliche Vereinfachung erreicht, da der Verschmelzungsprozeß entfällt und die Durchführung lediglich mechanisch zusammengesetzt werden muß. Die Durchführung nach der Erfindung hat den weiteren Vorteil, daß sie leicht wieder auseinanderge -nommen werden kann, so daß eire Oberflächenreinigung des Isolators zur Erhöhung der Isolationsfestigkeit bequem möglich ist. r'erner können bc.-chädigte oder sonst unbrauchbare Teile mit geringem Aufwand ausgewechselt werden.The 2rfindung relates to a gas-tight implementation of an electrical Ladder through a metallic wall. It consists in the implementation of the insulator is elastic and is so stretched between the wall and a pressure ring that it at the same time forms the seal of the implementation against the wall. Compared to metal-glass-metal fusion a substantial simplification is achieved by the invention, since the merging process omitted and the implementation only has to be mechanically assembled. the Implementation according to the invention has the further advantage that it is easy to restore can be taken apart so that the surface of the insulator can be cleaned to increase the insulation strength is easily possible. r'erner can bc.-aggrieved or otherwise unusable parts can be replaced with little effort.

Die Durchführung nach der Erfindung hat weiterhin gegenüber einer Glasdurchführung den Vorteil einer höheren Temperaturwech-'selfestigkeit; ferner besteht, falls die metallische Wand eine höhere Temperatur annimmt als der elektrische Leiter, nicht die Gefahr eines Aufreißens der Durchführung..The implementation according to the invention has also compared to one Glass bushing has the advantage of higher resistance to temperature changes; further exists if the metallic wall assumes a higher temperature than the electrical one Head, not the risk of tearing open the implementation ..

Als Werkstoffe für den Isolator 'kommen insbesondere elastische Kunststoffe in Frage, die unter Umständen unter Druck zum Fliessen neigen. Der Druckring kann daher mit Vorteil mit einem Kragen versehen sein, der den Isolator peripher umfaßt und ein Fließen des Isolators nach außen verhindert.The materials used for the insulator are, in particular, elastic plastics in question, which may tend to flow under pressure. The pressure ring can therefore with advantage with a collar be provided that the insulator circumferentially and prevents the insulator from flowing outward.

In vreiterer Ausbildung der Erfindung kann der Isolator auch in der Umgebung des elektrischen Leiters unter Druck stehen und dadurch an dieser Stelle die Dichtung bilden; zu dieser ' Zweck kann der elektrische Leiter mit einem Bund versehen sein, auf der der Isolator unter Druck aufliegt.In a further embodiment of the invention, the isolator can also be used in the The area around the electrical conductor is under pressure and therefore at this point form the seal; for this purpose the electrical conductor can be tied with a collar be provided on which the isolator rests under pressure.

Man kann jedoch auch eine stoffschlüssige Verbindung des Isolators mit der elektrischen Leiter vorsehen, z.B. in der Weise, daß der Isolator aus einer gießbaren Kunststoff besteht und an den elektrischen Leiter angegossen ist. Zu diesen Zweck kann man beispielzweisc ein Epoxidharz veri-renden, das mit Amiden von di-oder trimerisicrtcn Fettsäuren, z.B. Versamiden, gehärtet und im Endzustand elastisch ist. Ferner kommen als gießbare elastische Kunststoffe Glycidyläther von Polyalkylenoxiden in Betracht, die mit I!niinhär ter:i, den oben genannten Säureamidhärtern oder Säureanhydridhärtern gehärtet sind. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, für den Isolator einen Kautschuk zu ven-renden, der an dem elektrischen Leiter anvull:anisiert ist. Zur Verbesserung der Dichtung ltönncn die Dichtungsflächen der Metallteile durch eine Rillung, Riffelung oder dergleichen aufgerauht sein.However, a material connection of the insulator can also be used with the electrical conductor, e.g. in such a way that the insulator consists of a There is castable plastic and is molded onto the electrical conductor. To this The purpose can be, for example, an epoxy resin veri-renden with amides of di- or trimerized fatty acids, e.g. versamides, hardened and elastic in the final state is. Glycidyl ethers of polyalkylene oxides are also used as castable elastic plastics into consideration, those with I! niinhär ter: i, the above-mentioned acid amide hardeners or acid anhydride hardeners are hardened. Another possibility is to use a rubber for the insulator to be used, which is vull: anized on the electrical conductor. For improvement of the seal, the sealing surfaces of the metal parts are tinted by means of a grooving, corrugation or the like be roughened.

Die Pigurcn 1 und 2 zeigen Ausführungsbeispiele der Erfindung: In Figur 1 ist 1 ein zylindrischer metallischer Leiter, z.B. aus Kupfer, 2 der Isolator der Durchführung und 3 die Wand eines metallischen Behälters, z.8. eines Reaktorkessels.Pigurcn 1 and 2 show embodiments of the invention: In Figure 1, 1 is a cylindrical metallic conductor, e.g. made of copper, 2 is the insulator the implementation and 3 the wall of a metallic container, z.8. of a reactor vessel.

Der scheibenförmige I--olator 2 ist mit dem Leiter 1 bei 4 stoif3ctilüssig verbunden. Zu diesem Zweck kann der Isolator 2 z.B. aus einem der oben genannten Gießharze bestehen und bei 4 an den Leiter 1 angegossen sein; man kann auch einen Isolator 2 aus Kautschuk verwenden und ihn bei 4 an den Leiter 1 anvulkanisieren.The disk-shaped isolator 2 is in contact with the conductor 1 at 4 tied together. For this purpose, the isolator 2 can be made of one of the above-mentioned, for example Cast resins exist and be cast at 4 on the conductor 1; you can also do one Use rubber insulator 2 and vulcanize it to conductor 1 at 4.

Auf den Isolator 2 ist ein Druckring 5 aufgelegt, der durch die Schrauben 6 mit der Behälterwand 3 verspannt ist. Der Druckring 5 ist mit einem Kragen 7 versehen, der den Isolator 2 peripher umgibt und d:rnit ein Fließen des Isolators nach außen verhindert. Unter den Köpfen der Schrauben 6 sind Tellerfedern 3 angeordnet, die die Aufgabe haben, bei einer langzeitigen Verformung des Isolators 2 die nötige Spannung aufrechtzuerhalten, Bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 2 ist die Dichtung des Isolators 2 gegen der. Leiter 1 durch elastische Verformung des Isola 'er s 2 gebildet. Hierzu ist der Leiter 1 ;:;it eiere:: Bund 10 vcr sehcii, auf de:., der Isolator 2 auf liegt. Der Leiter 1 weist im oberen_ seil ein Gewinde 11 auf, auf der.: eine Mutter 12 mit un_tcrgclegten Tellerfedern 13 sitzt. Der Druckring 5 ist hier so ausgebildet, daß die Schrauben 6 außerhalb des Isolators 2 angeordnet sind. Die Dichtungsflüchen 14 und 15 des Druckringe, 5 bzw. der Behälterwand 3 sind zur Verbesserung der Abdichtung mit einer Rillung versehen. Die Rillung erschwert außerdem in dem Maße, wie sie in den Isolator eingedrückt wird, ein Fließen des Isoliermaterials nach innen.A pressure ring 5 is placed on the insulator 2, which is secured by the screws 6 is braced with the container wall 3. The pressure ring 5 is provided with a collar 7, which surrounds the insulator 2 peripherally and d: with a flow of the insulator to the outside prevented. Under the heads of the screws 6 disc springs 3 are arranged, the have the task, in the event of long-term deformation of the insulator 2, the necessary To maintain tension, In the embodiment of Figure 2, the seal of the isolator 2 against the. Head 1 by elastic deformation of the Isola 's 2 formed. For this, the head is 1;:; it eiere :: Bund 10 vcr sehcii, on de:., the insulator 2 is on. The conductor 1 has a thread 11 in the upper rope, on the .: a nut 12 with un_tcrgclaten disc springs 13 is seated. Of the Pressure ring 5 is designed here so that the screws 6 outside the insulator 2 are arranged. The sealing surfaces 14 and 15 of the pressure rings, 5 and the container wall 3 are grooved to improve the seal. The creasing made difficult in addition, to the extent that it is pressed into the insulator, there is a flow of the Insulating material inside.

Bei der Anordnung nach Figur 2 kann für den Isolator z.Bo ein Kunststoff aus Polytetrafluoräthylen (Handelsbezeichnung Tefloü) verwendet werden.In the arrangement according to FIG. 2, a plastic, for example, can be used for the insulator made of polytetrafluoroethylene (trade name Tefloü) can be used.

Bei der Verwendung der Durchführung nach der 2rfindung ist die 'i`emperaturbeständigkeit der für den Isolator 2 verwendeten elastischen Stoffe zu berücksichtigen. Die Durchführung kann daher überall dort eingesetzt werden, wo nicht die extrem hohe Dichtigkeit der Metall-Glas-Verschmelzungen und eine Beständigkeit gegen hohe Temperaturen (7..B, größer als 2000 C@@ gefordert werden, Eine Gasdichtigkeit von 10-5 Torr ° lit/sec ist mit der vorliegedeii Durchführung ohne weiteres erreichbar.When using the bushing according to the invention, the temperature resistance of the elastic materials used for the insulator 2 must be taken into account. The bushing can therefore be used wherever the extremely high tightness of the metal-glass fusions and resistance to high temperatures (7..B, greater than 2000 C @@ are required, a gas tightness of 10-5 Torr ° lit / sec can be easily reached with the implementation at hand.

Claims

Patent claims 1.) Gas-tight implementation of an electrical conductor through a metallic wall, characterized in that the insulator of the implementation is elastic and is stretched between the wall and a pressure ring in such a way that it simultaneously forms the seal between the implementation and the wall. 2.) Implementation according to claim 1, characterized in that ß the pressure ring is provided with a collar which surrounds the insulator peripherally and prevents eia flow of the insulator to the outside. 3.) Implementation according to claim 1, characterized in that the insulator is also under voltage in the vicinity of the electrical conductor and thereby forms the seal at this point. 4.) Implementation according to claim 3, characterized in that 'the electrical conductor bit is provided with a Lund on which the insulator rests under pressure. 5.) Implementation according to claim 1, characterized in that the insulator is firmly connected to the electrical conductor. 6.) Implementation according to claim 5, characterized in that the insulator is made of a "plastic" and is attached to the electrical conductor is molded. 7.) Implementation according to claim 5, characterized in that the isolator from one. Ordered rubber and sent to the electrical Head anvtill: ani; iated is. 3.) Implementation räch claim 1, characterized in that die Dicktun csfl.:cl:#cii der I, ietallteile by a groove, reef- lua # c #? cr dcr U lci cl # cn atifgeraulit are.