DE2419601C2 - Rohrförmige Hochdruckleitung zur Verbindung zweier Behälter - Google Patents

Description

Zum Verbinden zweier insbesondere unter hohem Druck stehender Behälter dienen druckbeanspruchbare Leitungen, die häufig aus rohrförmigem Profil gefertigt sind. Wenn die beiden Behälter ortsfest sind, ist es meist erwünscht, daß die Wände die Enden des Rohres mit Gleitsitz dicht umfassen, um beispielsweise Längenänderungen der Rohrwandung infolge Temperaturwechsels ausgleichen zu können.

Bei elektrischen Leistungsschaltern, die ein gasförmiges Löschmittel zur Löschung des beim Ausschalten entstehenden Lichtbogens verwenden, kann das Löschmittel aus einem unter Druck stehenden Vorratsbehälter entnommen und der Schaltstrecke im Schaltaugenblick durch geeignete Ventilsteuerungen zugeführt werden. Die Ventilsteuerung derartiger Leistungsschalter, wie z. B. dem Hochspannungs-Leistungsschalter der Siemens AG Typ H 912, befindet sich in der Regel, weil die Schaltstrecken auf Hochspannungspotential liegen., ebenfalls auf Hochspannungspotential, während das Hochdruckreservoir und die zugehörigen Kornpressoren auf Erdpotential liegen.

Zur Führung des unter hohem Druck stehenden Löschmittels dienen aus Isolierstoff bestehende Rohre, die für die Spannung zwischen den Schaltstellen und dem Erdpotential ausgelegt sein müssen.

Hierbei ergibt sich ebenso wie bei anderen unter hohem Druck stehenden Rohrleitungen, die an ihren Enden mit Gleitsitz dicht umfaßt sind, das Problem, daß die Stirnseiten des Rohres vom Druck des zu führenden Mediums beaufschlagt sind und so daß Rohr in axialer Richtung zusammendrücken. Dadurch wird dem Rohr eine Vorspannung erteilt, die zu einem Knicken der Rohrwandung führen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine rohrförmige Hochdruckleitung der eingangs genannten Art zwischen zwei unter Druck stehenden Behältern so auszubilden, daß das mittel Gleitsitz in den Behälterwandungen dichtend gelagerte Rohr nicht durch axiale Druckkräfte belastet wird, um so eine Knickung des Rohres zu verhindern.

Nach der Erfindung wird dies dadurch gelöst, daß das Rohr zwischen den Wänden der Behälter einen gegenüber dem Dichtungsdurchmesser gleichen oder größeren Innendurchmesser aufweist. Durch Anwendung der Erfindung ergibt sich eine durch die Vergrößerung des Innendurchmessers außerhalb der Behälterwandung gebildete Stufe in radialer Richtung, die eine dem Druck des Druckmittels ausgesetzte Angriffsfläche hat.

Dabei kann diese Angriffsfläche so gestaltet werden, daß die von ihr ausgehende Kraft die von den Stirnflächen jedes Rohrendes ausgehende Kraftkomponente kompensiert

Wenn man den Innendurchmesser des Rohres größer als den Dichtungsdurchmesser wählt, was bei einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist, ergibt sich eine Überkompensation, d-h. die zwischen den Behälterwänden liegende Rohrleitung wird durch Anwendung der Erfindung gestreckt und damit insgesamt auf Zug beansprucht. Eine solche Ausführungsform erlaubt es, dünnwandige, an sich knickgefährdete Rohre zu verwenden. Im Falle der Anwendung bei elektrischen Leistungsschaltern können Isolierstoffe Verwendung finden, die aus einem unvermeidbar inhomogenen Isolierstoffmaterial, ζ. Β. faserverstärktem Epoxidharz, bestehen können. Derartige Isolierstoffmaterialien sind bei Beanspruchung auf Zug wesentlich stabiler als bei einer Druckbelastung. Es ergibt sich damit eine sichere Übertragungsleiiung für unter hohem Druck stehendes Löschmittel.

Aus Fertigungsgründen weist das aus Isolierstoff bestehende Rohr für elektrische Leistungsschalter an seinen Enden Dichtungsmuffen auf, wobei zwischen den Dichtungsmuffen und dem Isolierstoffrohr eine starre Verbindung vorgesehen ist. Die Dichtungsmuffen werden dabei von den Wänden der Behälter im Gleitsitz dicht umfaßt.

An Hand der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt.

In F i g. 1 ist ein elektrischer Hochspannungs-Leistungsschalter 1 schematisch dargestellt, dessen elektrisch in Reihe geschaltete Schaltstellen 2 und 3 von einem nicht weiter dargestellten Antrieb betätigt werden. Zur Löschung des Lichtbogens wird aus einem bevorzugt auf Erdpotential liegenden Hochdruckbehälter

4 Löschmittel über eine rohrförmige Hochdruckleitung

5 zu einer Ventileinrichtung 6 geführt, die im Schaltaugenblick die Hochdruckleitung 5 freigibt. Die Schaltstellen 2 und 3 sind dabei geschlossene Behälter, die das abströmende Gas auffangen und über rohrförmige Stützisolatoren 7 in den Raum 8 eines den Hochdruckbehälter 4 umgebenden Gehäuses 9 zurückführen, aus dem das Gas durch eine nicht weiter dargestellte Pumpe in den Hochdruckbehälter 4 zurückbefördert wird. Die rohrförmige Hochdruckleitung verbindet damit den Behälter 4 mit einem auf Hochspannungspotential liegenden Ventilgehäuse, wobei die Behälterwände und die Ventilwand die Enden des Rohres 5 mit Gleitsitz dicht umfassen, um Fertigungstoleranzen und Längsausdehnungen der hohlzylindrischen Stützisolatoren 7 ausgleichen zu können.

An Hand der F i g. 2 ist schematisch dargestellt, in welcher Weise eine derartige rohrförmige Hochdruckleitung 5 belastet wird. Zwischen den Wänden 4a und 6a des Behälters 4 und der Ventileinrichtung 6 verläuft das Rohr 5, das das Druckmittel führt. Seine Stirnflächen 10 und 11 werden in Pfeilrichtung 12a und 126 mit dem Druck R) beaufschlagt, so daß das Rohr unter der Voraussetzung gleichbleibenden Durchmessers die resultierende Druckkraft 2rt> aufnehmen muß. Wenn das Rohr S zwischen den Behältern 4 und 6 bzw. zwischen den Behälterwänden 4a und 6a einen gegenüber dem Dichtungsdurchmesser Pi zumindest gleichen Innendurchmesser aufweist, ergibt sich eine radial verlaufende Stufe, deren vom auch im Innenraum des Rohres 5 herrschenden Druck ausgehender Kraftkomponente den auf die Stirnseiten 10 und 11 einwirkenden Kraft-

komponenten genau entgegengesetzt gerichtet ist. Damit wird die Beanspruchung des Rohres 5 zwischen den Behältern beseitigt.

Wenn man, was als weitere Ausgestaltung des Erftndungsgedankens vorgesehen ist, die Anwendung unvermeidbar inhomogener Materialien für die Rohrwandungen vorsieht, die von vornherein knickgetährdet sind, wird ein Innendurchmesser Di des Rohres 5 vorgezogen, der größer ist als der Dichtungsdurchmesser Di. Auf diese Weise ergibt sich eine radiale S'ufe, die durch de;. Druck des im Innenraum des Rohres geführ-

ten Druckmittels eine axial das Rohr streckende Kraft bewirkt.

In F i g. 3 ist als Anwendung der vorliegenden Erfindung eine rohrförmige Hochdruckleitung schematisch im Schnitt dargestellt, bei der das Rohr aus einem Isolierstoff, beispielsweise faserverstärktem Epoxydharz, besteht, das an seinen Enden Dichtungsmuffen 13 trägt, die mit Spannringen 14 zusammenwirken. Zwischen den Dichtungsmuffen 13 und den Spannringen 14 ist das Rohr 5 starr befestigt. Im übrigen sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Rohrförmige Hochdruckleitung zur Verbindung zweier Behälter, deren Wände die Enden des Rohres mit Gleitsitz dicht umfassen, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (5) zwischen den Wänden (4a, 6a) der Behälter (4,6) einen gegenüber dem Dichtungsdurchmesser (D\) gleichen oder größeren Innendurchmesser (Di)aufweist.

2. Hochdruckleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (5) aus einem Isolierstoff besteht und an seinen Enden mit Dichtungsmuffen (13) starr verbunden ist.

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