DE3009338C2 - Vor Glimmentladungen geschützter Isolator für den Einsatz in Entladungsräumen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Isolator der im Oberbegriff des Patentanspruchs beschriebenen Art Solche Isolatoren mit einer Schutzanordnung sind aus der DE-PS 8 74 477 bekannt; sie werden in Form von Durchführungs-, Stütz- und Hilfsisolatoren in Reaktionsräumen von Wärmebehandlungsanlagen, in welchen chemische Vorgänge bei Glimmentladungen stattfinden, eingesetzt.

Bei dem bekannten Isolator sind am Isolierkörper galvanisch mit der Anode bzw. mit der Kathode verbundene Anoden- und Kathodenelemente angebracht, die so gelegen sind, daß zwischen ihnen und dem Isolierkörper ein Schlitz gebildet wird. Dieser Schlitz weist eine in Längsrichtung veränderliche Form und Breite auf, die durch die Bedingungen im Nuizraum der Anlage bestimmt wird. Die Temperaturen der diesen Schlitz bildenden Oberflächen unterscheiden sich stark voneinander.

Der bekannte Isolator hat den Nachteil, daß ein Schutz nur für niedrige Durchschlagsspannungen gewährt wird.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht deshalb darin, den gattungsgemäßen Isolator so weiterzubilden, daß er auch gegen hohe Durchschlagspannungen geschützt ist.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs gelöst.

Durch die Auswahl der Anzahl der stromleitenden Zwischenelemente kann der Schutz der elektrischen Isolatoren den Betriebsbedingungen entsprechend für hohe Durchschlagspannungen ausgelegt werden.

Der erfindungsgemäße Isolator hat darüber hinaus folgende weitere Vorteile: Er ist in einem weiten Druckbereich einsetzbar. Die Anordnung zum Schutz elektrischer Isolatoren weist einen vereinfachten Aufbau auf und ist somit leicht herzustellen. Außerdem ist eine Zwangskühlung überflüssig. Er zeichnet sich durch eine hohe Betriebszuverlässigkeit aus und ist universell anwendbar.

Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch einen Durchführungsisolator mit zwei siromleitenden Zwischenelementen,

F i g. 2 einen Schnitt durch einen Stützisolator, F i g. 3 einen Schnitt durch einen Hilfsisolator und

F i g. 4 einen Teilschnitt durch den Nutzraum der Anlage bei Einsatz der Isolatoren der F i g. 1 und 2.

Bei dem in F i g. 1 gezeigten Isolator besteht der Isolierkörper 1 aus drei Teilen. Zwischen dem mit der Kathode galvanisch verbundenen Kathodenelement 2. das zweckmäßigerweise aus demselben Material wie die Kathode besteht, und dem mit der Anode galvanisch verbundenen Anodenelement 3 sind zwei stromleitende Zwischenelemente 4 angebracht Diese stromleitenden

ίο Elemente 4 sind so gestaltet, daß zwischen ihnen und dem Anodenelement 3 bzw. dem Kathodenelement 2 gleich breite Labyrinthspalte 5 gebildet werden. Die Breite der Labyrinthspalte 5 wird in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen im Nutzraum der Anlage, in

is der die Anordnung zur Anwendung kommt, gewählt. Durch die Einzelteile des Isolierkörpers 1 sind alle elektrisch leitenden Elemente voneinander isoliert.

Der Isolierkörper 1 besteht zweckmäßigerweise aus einem Material, das Anwendungen bei hohen Temperatüren und unter Vakuum erlaubt. Hierfür sind zum Beispiel keramische Werkstoffe geeignet. Abgesehen davon, daß es sich bei dem Material der Anode, der Kathode und der Zwischenelemente um elektrische Leiter handelt, sind an diese Materialien keine weiteren besonderen Anforderungen gestellt.

F i g. 2 zeigt einen Schnitt durch einen Stützisolator, wobei de' Isolierkörper 1 aus zwei Teilen besteht und zwischen dem Kathodenelement 2 und dem Anodeneleme.nt 3 nur ein stromleitendes Zwischenelement 4 unter Bildung von gleich breiten Labyrinthspalten 5 angebracht ist.

Fig.3 zeigt einen Schnitt durch eine Ausführungsform eines Hilfsisolators. Bei einem Hilfsisolator handelt es sich um ein Element, z. B. einer Einrichtung zur

J5 chemisch-thermischen Behandlung von Werkstücken mittels einer Glimmentladung, das einen bestimmten Abstand von Maschinenteilen, die auf dem elektrischen Kathodenpotential liegen, gegenüber den Wänden der Arbeitskammer gewährleistet. Zu diesem Zweck ist das Kathodenelement 2 mechanisch und elektrisch mit dem Maschinenteil 8 verbunden und das Anodenelemcru 3 gleichermaßen mit der Wand 11 der Arbeitskammer. Der Isolierkörper 1 wird von dem Zwischenelement 4 umgeben, wobei zwischen dem Anodenelement 3 und dem Kathodenelement 2 sowie dem Zwischenelement 4 in Längsrichtung gleich breite Spalte 5 ausgebildet sind.

In Fig.4 sind Anwendungsvarianten der Isolatoren

mit einem einzigen stromleitenden Zwischenelement 4 in Durchführungs- und Stützisolatoren gezeigt, die im

so Nutzraum einer Wärmebehandlungsanlage montiert sind, in der chemische Vorgänge bei Glimmentladung ablaufen.

Bei der auf der linken Seite abgebildeten elektrischen Durchführung fixiert die stromleitende Mutter 6 die Lage des Durchführungsleiters 7 und die der Elemente 1,2, 3 und 4 des Durchführungsisolators zueinander, wobei sie gleichzeitig eine elektrische Verbindung /wischen dem Durchführungsleiter 7 und dem Kathodenelcment 2 herstellt. Ferner ist der Durchführungsleiter 7 mecha nisch und elektrisch mit dem stromleitenden Maschinenteil 8 verbunden. Auf der rechten Seite der F i g. 3 ist ein Stützisolator gezeigt, dessen Kathodenelemenl mechanisch und elektrisch mit dem Maschinenteil 8 verbunden ist und dessen Anodenelement gleichermaßen an einer Tragstütze 10 angebracht ist, die mit dem Boden 11 der Arbeitskammer verbunden ist.

Die Anzahl der stromleitenden Zwischenelcmente 4 wird durch die Betriebsspannung des elektrischen Isola-

tors und durch den Betriebsdruckbereich des Nutzraumes der Anlage bestimmt. Beim Einsatz zweier stromleitender Zwischenelemente 4 werden drei Labyrinthspalte 5 gebildet, deren Breite in Abhängigkeit von den Arbeitsbedingungen gewählt wird.

Im Nutzraum 9 der Arbeitskammer ist eine elektrische Glimmentladung angeregt und das charakteristisch leuchtende Gebiet 13 umfaßt gänzlich die Oberflächen aller Elemente und Teile die auf dem Kathodsnpotential liegen, wobei sich die Ausbreitung des Gebiets 13 bis zu den Labyrinthspalten zwischen den Kathodenelementen 2 und den Zwischenelementen 4 der Durchführungsund Stützisolatoren erstreckt Die in dem Nutzraum 9 erzeugte Wärme wird durch die Innenwände 11 der Arbeitskammer an das Kühlwasser 12 übertragen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Isolator für den Einsatz in Entladungsräumen, mit einer Anordnung zum Schutz vor Glimmentladungen, wobei am Isolierkörper ein Anoden- und ein Kathodenelement angebracht sind, die durch einen spaltförmigen Zwischenraum getrennt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierkörper (1) aus wenigstens zwei Teilen besteht, daß zwischen dem Kathodenelement (2), dem Anodenelement (3) und dem Isolierkörper (1) mindestens ein stromleitendes Zwischenelement (4) angebracht ist, das in bezug auf die Nachbarelemente (2,3) und den Isolierkörper (1) so gestaltet ist, daß zwischen dem stromleitenden Zwischenelement (4), dem Kathodenelement (2), dem Anodenelement (3) und dem Isolierkörper (1) in Längsrichtung gleich breite Labyrinthspalten (5) gebildet werden.