ITVI20060018A1 - TIGHTENING, COMPACTION AND LIFTING SYSTEM FOR TRANSFORMERS AND ELECTRIC REACTORS - Google Patents
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Description
Descrizione Description
Il presente trovato riguarda un sistema di serraggio, compattazione e sollevamento per trasformatori e reattori elettici, secondo la parte generale della rivendicazione 1. The present invention relates to a clamping, compacting and lifting system for electrical transformers and reactors, according to the general part of claim 1.
Come è ben noto, nei trasformatori e nei reattori elettrici i lamierini magnetici che costituiscono il nucleo magnetico sono tenuti reciprocamente impaccati tramite l’azione di compressione esercitata dai cosiddetti “serrapacchi”, applicati in corrispondenza dei due gioghi orizzontali che collegano le colonne verticali, sulle quali sono posizionate concentricamente le bobine. As is well known, in transformers and electric reactors the magnetic laminations that make up the magnetic core are kept mutually packed through the compression action exerted by the so-called "pack clamps", applied in correspondence with the two horizontal yokes that connect the vertical columns, on the which are concentrically positioned the coils.
Di norma i serrapacchi sono costituiti da dei profilati, sostanzialmente sagomati a “C" o a “L", disposti in coppia sui due lati del pacco di lamierini e reciprocamente trattenuti tramite dei tiranti trasversali. Normally pack clamps are made up of sections, substantially “C” or “L” shaped, arranged in pairs on the two sides of the pack of laminations and mutually retained by means of transverse tie rods.
Allo stato attuale della tecnica, per permettere il sollevamento dei trasformatori i due serrapacchi, quello superiore o “di testa” e quello inferiore o “di base”, sono reciprocante collegati tramite delle barre verticali costituite da dei piatti metallici longitudinali, muniti alle due estremità di perni sporgenti che vanno ad incastrarsi sul corpo dei profilati costituenti i serrapacchi. At the current state of the art, to allow the lifting of the transformers, the two pack clamps, the upper or "head" one and the lower or "base" one, are reciprocally connected by means of vertical bars consisting of longitudinal metal plates, equipped at both ends of protruding pins that fit into the body of the sections making up the pack clamps.
L’inconveniente di tale sistema di vincolo, oltre alla complessità di lavoro richiesta per la realizzazione dei piatti muniti dei perni saldati, deriva anche dal fatto che i piatti, in condizione operativa, sormontano, dalla parte interna, i serrapacchi, per cui si generano degli spazi fra il serrapacco ed il nucleo, che devono essere riempiti con elementi aggiuntivi di spessorazione, per poter assicurare una ottimale ed omogenea pressione di impaccaggio sui lamierini magnetici; tale operazione risulta ovviamente molto laboriosa. The drawback of this constraint system, in addition to the complexity of work required for the production of the plates equipped with welded pins, also derives from the fact that the plates, in operating condition, overlap, from the inside, the pack clamps, so that spaces between the packing clamp and the core, which must be filled with additional shimming elements, in order to ensure an optimal and homogeneous packing pressure on the magnetic laminations; this operation is obviously very laborious.
Nel documento brevettale europeo n. EP 0 477 423 B1 e nel documento brevettale italiano MI2001U000077 vengono descritti dei sistemi di serraggio del serrapacco, dove il serrapacco ed i piatti metallici di collegamento sono reciprocamente allineati, ciò che consente ai profilati dei serrapacchi di porsi direttamente a contatto con il nucleo magnetico. In the European patent document no. EP 0 477 423 B1 and in the Italian patent document MI2001U000077 describes the clamping systems of the pack clamp, where the pack clamp and the metal connecting plates are mutually aligned, which allows the profiles of the pack clamps to be placed directly in contact with the magnetic core.
Tale metodo, pur annullando l'impiego degli elementi aggiuntivi di spessorazione, impone comunque la necessità di utilizzare dei piatti metallici di collegamento ed essendo questi ultimi vincolati per quanto riguarda la loro lunghezza alla dimensione in altezza del nucleo magnetico, ciò comporta la necessità per il costruttore dei trasformatori di dover produrre e tenere in stoccaggio a magazzino una notevole varietà e quantità dei suddetti piatti per poter soddisfare tutte le richieste dei clienti. This method, while eliminating the use of additional shimming elements, nevertheless imposes the need to use metal connecting plates and since the latter are constrained as regards their length to the height dimension of the magnetic core, this entails the need for the manufacturer of transformers having to produce and keep in stock a considerable variety and quantity of the aforementioned plates in order to satisfy all customer requests.
Inoltre, svantaggiosamente, i piatti metallici di collegamento, andando a porsi in corrispondenza delle colonne del nucleo magnetico, aumentano la sezione di avvolgimento del nucleo stesso. Furthermore, disadvantageously, the metal connecting plates, by placing themselves in correspondence with the columns of the magnetic core, increase the winding section of the core itself.
Infine, sempre svantaggiosamente, con tale soluzione costruttiva, risulta anche difficoltosa l'operazione di aggancio fra i corpi dei serrapacchi ed i piatti di collegamento. Finally, again disadvantageously, with this constructive solution, the coupling operation between the bodies of the pack clamps and the connecting plates is also difficult.
In alternativa, un altro metodo per il sollevamento dei trasformatori e reattori elettrici ma privo di piatti di collegamento, prevede di utilizzare le colonne del nucleo quale elemento di collegamento fra i serrapacchi con dei tiranti di serraggio dei gioghi, opportunamente isolati, che attraversano il nucleo. Alternatively, another method for lifting electrical transformers and reactors but without connecting plates, involves using the core columns as a connecting element between the pack clamps with suitably insulated yoke tightening rods that cross the core .
Tuttavia tale secondo metodo però trova applicazione solamente sulle macchine di piccole dimensioni, poiché nelle macchina di medie e grandi dimensioni, a causa del notevole peso del nucleo magnetico che si scarica sui tiranti, vi è il pericolo di rottura dello strato isolante che ricopre i tiranti stessi, con la conseguenza della formazione di una “spira chiusa”, che comprometterebbe il buon funzionamento dell’apparecchio. However, this second method is applied only on small-sized machines, since in medium and large-sized machines, due to the considerable weight of the magnetic core that is discharged onto the tie rods, there is the danger of breaking the insulating layer that covers the tie rods. themselves, with the consequence of the formation of a “closed loop”, which would compromise the correct functioning of the appliance.
Scopo del presente trovato è quello di realizzare un sistema di serraggio, compattazione e sollevamento per trasformatori e reattori elettici, che risulti privo degli inconvenienti manifestati dai prodotti consimili di tipo noto. The purpose of the present invention is to provide a clamping, compacting and lifting system for electrical transformers and reactors, which is free from the drawbacks manifested by similar products of the known type.
Specificatamente, scopo del presente trovato è quello di realizzare un sistema di serraggio, compattazione e sollevamento per trasformatori e reattori elettici che risulti costruttivamente più semplice ed economicamente più vantaggioso rispetto ai sistemi di tipo noto. Specifically, the object of the present invention is to provide a clamping, compacting and lifting system for electrical transformers and reactors which is constructively simpler and economically more advantageous than known systems.
Ancora specificatamente, scopo del presente trovato è quello di realizzare un sistema di serraggio, compattazione e sollevamento per trasformatori e reattori elettici che possa essere impiegato per un ampio “range” di valori della larghezza del nucleo magnetico. Still specifically, an object of the present invention is to provide a clamping, compacting and lifting system for electrical transformers and reactors which can be used for a wide "range" of values of the width of the magnetic core.
Ancora specificatamente, scopo del presente trovato è quello di realizzare un sistema di serraggio, compattazione e sollevamento per trasformatori e reattori elettrici che risulta indipendente dall’altezza del nucleo magnetico. Still specifically, the object of the present invention is to provide a clamping, compacting and lifting system for transformers and electric reactors which is independent of the height of the magnetic core.
Ancora specificatamente, scopo del presente trovato è quello di realizzare un sistema di serraggio, compattazione e sollevamento per trasformatori e reattori elettici che aumenti la superficie libera del nucleo e quindi ne faciliti lo smaltimento del calore. Still specifically, an object of the present invention is to provide a clamping, compacting and lifting system for electrical transformers and reactors which increases the free surface of the core and therefore facilitates its heat dissipation.
Tali scopi sono ottenuti con la realizzazione di sistema di serraggio, compattazione e sollevamento per trasformatori e reattori elettici, che risulta privo delle barre di collegamento fra i due serrapacchi e si caratterizza per il fatto che il sollevamento del trasformatore si realizza tramite dei vincoli fra i serrapacchi ed il nucleo magnetico ottenuti mediante dei perni di ridotta lunghezza, non passanti, sporgenti dalla parte interna dei profilati dei serrapacchi e che vanno ad inserirsi in corrispondenti sedi ricavate sul nucleo magnetico. These purposes are achieved with the realization of a clamping, compacting and lifting system for electrical transformers and reactors, which is devoid of the connecting bars between the two pack clamps and is characterized by the fact that the lifting of the transformer is achieved by means of constraints between the Pack clamps and the magnetic core obtained by means of short-length, non-passing pins protruding from the internal part of the pack clamp profiles and which fit into corresponding seats obtained on the magnetic core.
Il trovato verrà meglio definito mediante la descrizione di alcune sue possibili forme di realizzazione, rese a solo titolo di esempio non limitativo, con l’aiuto delle tavole di disegni allegate, dove: The invention will be better defined by the description of some of its possible embodiments, given as a non-limiting example only, with the help of the attached drawings tables, where:
- la fìg.1 rappresenta una vista prospettica di un trasformatore di cui al trovato; - Fig. 1 represents a perspective view of a transformer according to the invention;
- le figg.2 e 3 rappresentano delle viste in elevazione frontale e laterale di un nucleo magnetico munito di serrapacchi di cui al trovato; - figs. 2 and 3 show front and side elevational views of a magnetic core equipped with pack clamps according to the invention;
- le figg.4 e 5 rappresentano,,rispettivamente, una vista d'assieme ed il perno di una prima forma di realizzazione del vincolo serrapacco/nucleo magnetico di cui al trovato; - Figures 4 and 5 show, respectively, an overall view and the pin of a first embodiment of the pack-clamp / magnetic core constraint according to the invention;
- le figg.6 e 7 rappresentano, rispettivamente, una vista d'assieme ed il perno di una seconda forma di realizzazione del vincolo serrapacco/nucleo magnetico di cui al trovato; - Figures 6 and 7 represent, respectively, an overall view and the pin of a second embodiment of the pack-clamp / magnetic core constraint according to the invention;
- le figg.8 e 9 rappresentano, rispettivamente, una vista d’assieme ed il perno di una terza forma di realizzazione del vincolo serrapacco/nucleo magnetico di cui al trovato; - Figs. 8 and 9 represent, respectively, an overall view and the pin of a third embodiment of the packing clamp / magnetic core according to the invention;
- le fìgg.10 e 11 rappresentano, rispettivamente, una vista d’assieme ed il perno di una quarta forma di realizzazione del vincolo serrapacco/nucleo magnetico di cui al trovato; - Figures 10 and 11 represent, respectively, an overall view and the pin of a fourth embodiment of the packing clamp / magnetic core of the invention;
- le fìgg.12 e 13 rappresentano, rispettivamente, una vista d’assieme ed il perno di una quinta forma di realizzazione del vincolo serrapacco/nucleo magnetico di cui al trovato; - Figures 12 and 13 represent, respectively, an overall view and the pin of a fifth embodiment of the packing clamp / magnetic core of the invention;
- le figg.14 e 15 rappresentano, rispettivamente, una vista frontale ed una vista laterale di una sesta forma di realizzazione del vincolo serrapacco/nucleo magnetico di cui al trovato. - Figs. 14 and 15 show, respectively, a front view and a side view of a sixth embodiment of the pack clamp / magnetic core constraint according to the invention.
Come visibile nelle figg.1-3, il trasformatore elettrico comprende un nucleo magnetico 1 , munito di serrapacchi 2 trattenuti tramite i tiranti 3, il tutto secondo una modalità di costruzione in sé nota. As can be seen in Figures 1-3, the electric transformer comprises a magnetic core 1, equipped with pack clamps 2 held by the tie rods 3, all according to a construction method known per se.
Come visibile nelle figg.2 e 3, i serrapacchi quello superiore 2.1 e quello inferiore 2.2| si vincolano al nucleo magnetico 1 tramite dei perni 4, sporgenti dalla parte interna dei serrapacchi medesimi e che vanno ad inserirsi in corrispondenti sedi 5, ricavate sul suddetto nucleo magnetico e precisamente sul giogo 1.1 ed in linea con le colonne 1.2, in modo che una porzione delle colonne 1.2, quella più esterna, in particolare gli ultimi lamierini o l'ultimo gradino fungono da collegamento fra i due serrapacchi, in sostituzione delle aste di collegamento di tipo noto. As can be seen in figs. 2 and 3, the upper pack seals 2.1 and the lower 2.2 | are fastened to the magnetic core 1 by means of pins 4, protruding from the internal part of the pack clamps themselves and which fit into corresponding seats 5, obtained on the aforementioned magnetic core and precisely on the yoke 1.1 and in line with the columns 1.2, so that a portion of the columns 1.2, the outermost one, in particular the last laminations or the last step act as a connection between the two pack clamps, replacing the connecting rods of the known type.
I perni 4, che penetrano nel nucleo magnetico per una limitata profondità, possono essere solidali con il profilato 10 del serrapacco mediante saldatura sul corpo medesimo oppure amovibili e quindi trattenuti in sede tramite un mezzo di collegamento mobile quale un dado od un incastro. The pins 4, which penetrate the magnetic core for a limited depth, can be integral with the profile 10 of the packing clamp by welding on the body itself or removable and therefore retained in place by means of a movable connection means such as a nut or a joint.
Come visibile nelle figg.4 e 5, in una prima forma di realizzazione il perno 4.1, che va ad inserirsi nella sede 5, è reso solidale al profilato 10 del serrapacco mediante una saldatura eseguita sulla flangia di testa 4.1.1 di detto perno. As can be seen in Figures 4 and 5, in a first embodiment the pin 4.1, which fits into the seat 5, is made integral with the profile 10 of the packing clamp by means of a welding performed on the head flange 4.1.1 of said pin.
Come visibile nelle figg. 6 e 7, in una seconda forma di realizzazione il perno 4.2, è composto da due porzioni a differente diametro, dove la porzione 4.2.1, di diametro maggiore, va ad inserirsi nella sede 5, mentre la porzione 4.2.2, di diametro minore, si infila nel corrispondente foro praticato nel profilato 10, in modo che, a serrapacco chiuso, si genera una battuta che impedisce lo sfilamento del perno dalla sede 5. As can be seen in figs. 6 and 7, in a second embodiment the pin 4.2, is composed of two portions with different diameters, where the portion 4.2.1, of greater diameter, fits into the seat 5, while the portion 4.2.2, of diameter smaller, it is inserted into the corresponding hole made in the profile 10, so that, when the packing clamp is closed, a stop is generated which prevents the pin from slipping out of the seat 5.
Come visibile nelle figg.8 e 9, in una terza forma di realizzazione il perno 4.3 è munito di un collarino intermedio 4.3.1 il quale, a serrapacco chiuso, rimane vincolato fra il profilato 10 ed il nucleo magnetico 1, ciò che impedisce lo sfilamento del perno dalla sede 5. As can be seen in Figures 8 and 9, in a third embodiment the pin 4.3 is provided with an intermediate collar 4.3.1 which, when the packing clamp is closed, remains constrained between the profile 10 and the magnetic core 1, which prevents removal of the pin from its seat 5.
Come visibile nelle figg. 10 e 11, in una quarta forma di realizzazione il perno 4.4 è munito di una porzione terminale filettata 4.4.1, di diametro inferiore, che, a serrapacco chiuso, permette l’avvitamento di un dado di bloccaggio 4.4.2, previo inserimento della rondella 4.4.3. As can be seen in figs. 10 and 11, in a fourth embodiment the pin 4.4 is provided with a threaded end portion 4.4.1, of smaller diameter, which, when the packing clamp is closed, allows the screwing of a locking nut 4.4.2, after inserting the washer 4.4.3.
Come visibile nelle figg. 12 e 13, in una quinta forma di realizzazione, il tirante isolato T viene inserito nel foro passante del nucleo magnetico 1 completo di boccola metallica con collare 4.5 ed il serraggio è ottenuto mediante rondelle isolanti 3.1 e dado 3.2. As can be seen in figs. 12 and 13, in a fifth embodiment, the insulated tie rod T is inserted into the through hole of the magnetic core 1 complete with metal bushing with collar 4.5 and the tightening is obtained by means of insulating washers 3.1 and nut 3.2.
Quando particolari condizioni di realizzazione, quali ad esempio le ridotte dimensioni del profilato 10, non consentono di applicare il perno 4 sulla costola del profilato medesimo, il trovato prevede che il perno 4 operi su una basetta 20, disposta esternamente, in modo solidale ed in linea con il suddetto profilato. When particular manufacturing conditions, such as for example the reduced dimensions of the section 10, do not allow to apply the pin 4 on the rib of the same section, the invention provides that the pin 4 operates on a base 20, arranged externally, integrally and in a line with the aforementioned profile.
Tale basetta 20 può essere ricavata da una porzione ripiegata dell’ala del profilato 10 o costituita da una piastrina saldata sotto il profilato ed in linea con la costola di detto profilato. This base 20 can be obtained from a folded portion of the wing of the section 10 or consisting of a plate welded under the section and in line with the rib of said section.
Infine, come visibile in fig.2, il trovato prevede che i profilati 10 dei serrapacchi siano muniti di un pluralità di fori 30, per l'inserimento dei perni 4, in modo da poter ottenere, con la loro combinazione, diverse misure di interassi e di poter quindi utilizzare lo stesso serrapacco per nuclei magnetici di diverso interasse e lunghezza. Finally, as can be seen in Fig. 2, the invention provides that the sections 10 of the pack clamps are provided with a plurality of holes 30, for the insertion of the pins 4, so as to be able to obtain, with their combination, different interaxis measurements and therefore to be able to use the same packing clamp for magnetic cores of different center distance and length.
Sono ovviamente possibili forme di realizzazione anche diverse da quelle descritte, in funzione delle dimensioni del nucleo magnetico o della conformazione dei serrapacchi, senza, per questo, uscire dail'ambito delle seguenti rivendicazioni. Embodiments also different from those described are obviously possible, depending on the dimensions of the magnetic core or on the conformation of the pack clamps, without thereby departing from the scope of the following claims.
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