DE4125591A1 - Ueberdrucksicherung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Überdrucksicherung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es ist bekannt, bei mit Schutzgas gefüllten Schaltanlagen als Berstscheibe einer Überdrucksicherung eine lackierte Graphitscheibe zu verwenden. Man kann eine solche Berstscheibe mit einem Dichtring über der Öffnung einer zu einer vollisolierten Schaltanlage gehörigen Kammer befestigen. Weil Graphit wegen seines inneren Gefüges und wegen seiner porösen, relativ rauhen Oberfläche keinen sicheren gasdichten Verschluß gewährleistet, treten oft Leckverluste auf. Es muß deshalb am Schluß des Herstellungsprozesses die Berstscheibe an der Seite, die nach dem Einbau dem Druck ausgesetzt ist, mit einer Lackschicht überzogen werden. Dazu muß der Lack in einem aufwendigen Herstellungsschritt sehr sorgfältig aufgetragen werden, damit sich keine Streifen und keine Bläschen bilden und die in der Oberfläche liegenden Poren der Berstscheibe gut abgedichtet werden. Die Forderung nach hoher Ansprechgenauigkeit und guter Dichtheit machen die geschilderte aufwendige Herstellungsweise erforderlich. Als zusätzlicher Nachteil kommt hinzu, daß die Lackschicht altern kann, was zu Versprödung und Rißbildung als Folge von Temperaturschwankungen führt. Durch diese Vorgänge wird die Qualität der Anordnung herabgesetzt.

Aus der DE-OS 37 43 562 ist eine Berstsicherung einer druckdicht gekapselten elektrischen Schalt- oder Verteileranlage bekannt, die ein scheibenartig ausgebildetes Dichtelement aufweist, welches eine Öffnung im Kammergehäuse der Anlage äußerlich vollständig Überdeckt. Auf der druckabgewandten Seite des Dichtelements ist eine Kapselungsplatte angeordnet. Diese Kapselungsplatte ist mit einer Auftrennung versehen, mit Hilfer derer eine ausbiegbare, als bewegliche Anzeige dienende Klappe entsteht. Die Kapselungsplatte kann folglich keine Dichtungsfunktion übernehmen. Das Dichtelement dient als Berstscheibe, die das Gehäuse vor bei Überdruck entstehenden Schäden schützt und die Druckentlastung sicherstellt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Überdrucksicherung für eine unter Überdruck stehende Kammer zur Verfügung zu stellen, die möglichst einfach herstellbar ist, bei langer Haltbarkeit möglichst geringe Leckverluste aufweist, bei Erreichen eines möglichst eng begrenzten Druckbereichs anspricht und die einen möglichst raschen Druckabfall in der Kammer hervorruft.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Berstscheibe gemäß Anspruch 1.

Vorteilhaft wirkt sich dabei aus, daß die Forderungen nach hochwertiger Dichtheit und nach möglichst raschem Druckabfall in der Kammer bei Erreichen eines in einem engen Bereich liegenden Überdruckes von zwei separaten Teilen der Berstscheibe erfüllt werden: Das zuverlässige Bersten wird durch eine Schicht gewährleistet, die bei Überschreiten eines bestimmten Druckes im Innern der Kammer aufbricht, und der hochwertigen Dichtheit dient eine dünne Metallscheibe (oder Metallfolie), die der Schicht in Richtung des möglicherweise auftretenden Überdrucks vorgelagert ist und wegen ihrer geringen Dicke das Aufbrechen der Berstscheibe nicht behindert.

Die Schicht, die bei hoher Ansprechgenauigkeit das zuverlässige Bersten verursacht, kann z. B. eine gebräuchliche Berstscheibe sein, vorwiegend aus sprödem Material, wie es dem Stand der Technik entspricht.

Weitere vorteilhafte Ausbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand einer Zeichnung näher beschrieben, die ein Ausführungsbeispiel zeigt, aus dem sich weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile ergeben.

Die Figur zeigt im Schnitt einen Teil eines Kammergehäuses (1), das die Kapselung einer gasisolierten Hochspannungsanlage bildet und das mit unter Überdruck stehendem Schutzgas (SF₆) gefüllt ist. Das Kammergehäuse (1) weist eine runde Öffnung (2) auf, die von einer zweischichtigen, runden Berstscheibe (3) vollständig überdeckt wird.

Die Berstscheibe (3) hat einen größeren Durchmesser als die Öffnung (2) und ragt am Kammergehäuse (1) außen gleichmäßig über den Rand der Öffnung (2) hinaus. Das Kammergehäuse (1) ist außen von unter Atmosphärendruck stehender Luft umgeben. Die Berstscheibe (3) besteht aus einer Scheibe (4) aus Graphit, die in Richtung (5) der ggf. entstehenden Überdruckbeanspruchung, also in Richtung der Öffnung (2) des Kammergehäuses (1), ganzflächig von einer korrosionsbeständigen Folie (6) aus gewalztem Aluminium oder Edelstahl bedeckt ist. Um die Öffnung (2) herum ist an der Außenseite des Kammergehäuses (1) eine Vertiefung vorhanden, in der ein O-Ring (7) als Dichtungsring liegt, der über seine ganze Länge sowohl das Kammergehäuse (1) als auch die Folie der Berstscheibe (3) berührt. Durch die Folie, die ein Entweichen des Schutzgases in die poröse Scheibe (4) aus Graphit verhindert und durch den O-Ring (7) ist gewährleistet, daß die Leckverluste der Überdrucksicherung äußerst gering sind. Weil die Folie aus gasdichtem, korrosionsbeständigem Metall besteht, ist sie alterungsbeständig und gewährleistet eine langanhaltende Dichtheit. Die Berstscheibe (3) ist von einer im Schnitt rechteckigen, nach außen vorstehenden Ausformung (8) des Kammergehäuses (1) umgeben, die ungefähr bis zur Hälfte der Dicke der Berstscheibe (3) vorsteht. Zwischen der Berstscheibe (3) und der Ausformung (8) ist über den ganzen Umfang ein kleiner Spalt vorhanden. In der Ausformung (8) des Kammergehäuses (1) sind gleichmäßig über den Umfang verteilt sechs nach außen weisende, gleich große Bohrungen (9) mit Innengewinde vorhanden. Die Berstscheibe (3) wird gehalten von einem Druckring (10), der über seinen ganzen Umfang einen rechteckigen Querschnitt hat, einen Außendurchmesser, der so groß ist wie der Außendurchmesser der Ausformung (8), und einen Innendurchmesser, der näherungsweise so groß ist wie der Innendurchmesser des O-Rings (7). Der Druckring (10) weist in dem Bereich zwischen seinem Innen- und seinem Außendurchmesser sechs gleich große, gleichmäßig über den ganzen Umfang verteilte Bohrungen (11) auf. Durch diese Bohrungen (11) sind sechs Schrauben (12) geführt, die mit ihrem Gewinde in die Bohrungen (9) der Ausformung (8) des Kammergehäuses (1) greifen. Zwischen Berstscheibe (3) und Druckring (10) befindet sich ein flacher Gummiring (13), dessen Außendurchmesser so groß ist wie der Außendurchmesser der Scheibe (4) aus Graphit und dessen Innendurchmesser dem Innendurchmesser des O-Rings (7) entspricht. Der Gummiring (12) trägt dazu bei, ein Zerbrechen der spröden Scheibe (4) bei der Montage der Überdrucksicherung zu verhindern, vor allem beim Anziehen der Schrauben (12).

Der Druckring (10) weist an seiner Flachseite, die nicht auf dem Gummiring (13) aufliegt, sechs Gewindebohrungen (14) auf, in denen sich Befestigungsschrauben (15) befinden, die ein rundes Schutzblech (16) halten. Dieses Schutzblech (16) ist auf dem Druckring (10) angeschraubt, es ragt gleichmäßig über den Innendurchmesser des Druckrings (10) hinaus und hat vier Bohrungen zur Aufnahme der Befestigungsschrauben (15). Dieses Schutzblech (16) hält Verunreinigungen fern und verhindert eine mechanische Beschädigung der Berstscheibe von außen. Außerdem sorgt das Schutzblech wegen seiner elektrischen Leitfähigkeit für eine vollständige metallische Kapselung der betreffenden Hochspannungsanlage.

Claims (10)

1. Überdrucksicherung einer isoliergasgefüllten, zu einer elektrischen Einrichtung gehörenden Kammer mit mindestens einer Öffnung im Kammergehäuse, die äußerlich vollständig durch eine Berstscheibe verschlossen ist, wobei die Berstscheibe durch einen außen angeschraubten Druckring auf das Kammergehäuse gedrückt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Berstscheibe (3) zwei aufeinanderliegende Schichten aufweist, und zwar zum einen eine in Richtung (5) des Überdrucks angeordnete, einige hundertstel Millimeter dicke Folie aus Metall (6), die sich über die von der Berstscheibe (3) überdeckte(n) Öffnung(en) (2) im Kammergehäuse (1) ausdehnt, und zum andern eine Scheibe (4) aus sprödem Material.

2. Überdrucksicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (6) eine Dicke von 0,01 bis 0,1 mm hat.

3. Überdrucksicherung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das spröde Material Graphit ist.

4. Überdrucksicherung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede von der Berstscheibe (3) überdeckte Öffnung (2) der Kammer von einer Dichtung umgeben ist, der über seinen gesamten Umfang sowohl das Kammergehäuse (1) als auch die Folie (6) der Berstscheibe (3) berührt.

5. Überdrucksicherung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Schrauben (12), die den Druckring (10) und damit die Berstscheibe (3) halten, mit Vorspannung am Kammergehäuse (1) befestigt sind und daß infolge des festen Sitzes der Schrauben (12) die Dichtung gasdicht an der Folie (6) und an dem Kammergehäuse (1) liegt.

6. Überdrucksicherung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrauben (12) durch den die Berstscheibe (3) haltenden Druckring (10) geführt sind und neben dem Außendurchmesser der Berstscheibe (3) angeordnet sind.

7. Überdrucksicherung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung ein O-Ring (7) ist.

8. Überdrucksicherung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (6) aus gewalztem Metall besteht.

9. Überdrucksicherung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall korrosionsbeständiges Metall, vorzugsweise eloxiertes Aluminium, Kupfer oder Edelstahl ist.

10. Überdrucksicherung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Druckring (10) und der Berstscheibe (3) ein Gummiring (13) angeordnet ist.