PL197002B1 - Izolator przepustowy wielkoprądowy - Google Patents

Abstract

zolator przepustowy wielkoprądowy, mający chłodzony gazem tor prądowy, w postaci tulei z materiału o dobrej przewodności elektrycznej, która to tuleja połączona jest mechanicznie jednym końcem, za pomocą połączenia gwintowego, z kołnierzem zewnętrznym, a drugim końcem połączona jest mechanicznie z kołnierzem wewnętrznym oraz mający warstwę izolacji, tworzącą tuleję izolacyjną wokół tulei toru prądowego, na powierzchni której to tulei izolacyjnej w jej części środkowej osadzony jest kołnierz centralny i która to powierzchnia tulei izolacyjnej między kołnierzem centralnym, a zewnętrznym końcem otoczona jest osłoną ceramiczną, a także zaopatrzony w mechanizm sprężynowy oraz w uszczelki, znamienny tym, że pomiędzy kołnierzem zewnętrznym (4) z jednej strony, a tuleją izolacyjną (7) i osłoną ceramiczną (10) z drugiej strony ma pierścień pośredni (11) oraz na tulei toru prądowego (1) od strony kołnierza wewnętrznego (6) ma gwint (12) i osadzoną na nim nakrętkę (13) z przelotowymi otworami (14), a w tulei izolacyjnej (7) ma wybranie (15) od strony wewnętrznego końca (16) i tuleja izolacyjna (7) ma większą średnicę zewnętrzną pomiędzy kołnierzem centralnym (8), a wewnętrznym końcem (16), przy czym pierścień pośredni (11) zabezpieczony jest przed obrotem względem kołnierza zewnętrznego (4) za pomocą kołków ustalających (17) i dociśnięty do tulei izolacyjnej (7) oraz osłony ceramicznej (10) za pomocą mechanizmu sprężynowego (18), umieszczonego we wnęce (19) pomiędzy kołnierzem zewnętrznym (4), a pierścieniem pośrednim (11) oraz

Description

(21) Numer zgłoszenia: 354161 (51) Int.Cl.

H01B 17/26 (2006.01) H02K 5/22 (2006.01)

Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: 27.05.2002 (54)

Izolator przepustowy wielkoprądowy

(43) Zgłoszenie ogłoszono: 01.12.2003 BUP 24/03	(73) Uprawniony z patentu: Przedsiębiorstwo Produkcyjno-Remontowe Energetyki ENERGOSERWIS Spółka Akcyjna,Lubliniec,PL
	(72) Twórca(y) wynalazku:
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 29.02.2008 WUP 02/08	Stefan Sieradzki,Lubliniec,PL Bronisław Drak,Gliwice,PL Grzegorz Sirek,Lubliniec,PL Ryszard Stępniewski,Lubliniec,PL

(57) 1. Izolator przepustowy wielkoprądowy, mający chłodzony gazem tor prądowy, w postaci tulei z materiału o dobrej przewodności elektrycznej, która to tuleja połączona jest mechanicznie jednym końcem, za pomocą połączenia gwintowego, z kołnierzem zewnętrznym, a drugim końcem połączona jest mechanicznie z kołnierzem wewnętrznym oraz mający warstwę izolacji, tworzącą tuleję izolacyjną wokół tulei toru prądowego, na powierzchni której to tulei izolacyjnej w jej części środkowej osadzony jest kołnierz centralny i która to powierzchnia tulei izolacyjnej między kołnierzem centralnym, a zewnętrznym końcem otoczona jest osłoną ceramiczną, a także zaopatrzony w mechanizm sprężynowy oraz w uszczelki, znamienny tym, że pomiędzy kołnierzem zewnętrznym (4) z jednej strony, a tuleją izolacyjną (7) i osłoną ceramiczną (10) z drugiej strony ma pierścień pośredni (11) oraz na tulei toru prądowego (1) od strony kołnierza wewnętrznego (6) ma gwint (12) i osadzoną na nim nakrętkę (13) z przelotowymi otworami (14), a w tulei izolacyjnej (7) ma wybranie (15) od strony wewnętrznego końca (16) i tuleja izolacyjna (7) ma większą średnicę zewnętrzną pomiędzy kołnierzem centralnym (8), a wewnętrznym końcem (16), przy czym pierścień pośredni (11) zabezpieczony jest przed obrotem względem kołnierza zewnętrznego (4) za pomocą kołków ustalających (17) i dociśnięty do tulei izolacyjnej (7) oraz osłony ceramicznej (10) za pomocą mechanizmu sprężynowego (18), umieszczonego we wnęce (19) pomiędzy kołnierzem zewnętrznym (4), a pierścieniem pośrednim (11) oraz ................

PL 197 002 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest izolator przepustowy wielkoprądowy.

Jednym z urządzeń, służących do wytwarzania energii elektrycznej, jest turbogenerator. Podstawowymi elementami składowymi turbogeneratora są stojan i wirnik, które to elementy posiadają uzwojenia. Uzwojenie stojana jest umieszczone wewnątrz korpusu, a wytworzona w nim moc jest wyprowadzana do zewnętrznych odbiorników za pomocą izolatorów przepustowych, zamontowanych w korpusie turbogeneratora. W przypadku turbogeneratorów duż ej mocy są to izolatory przepustowe wielkoprądowe.

Izolatory przepustowe wielkoprądowe mają tor prądowy, wykonany z materiału o dobrej przewodności elektrycznej. Tor ten ma najczęściej postać tulei, zakończonej z jednej strony złączem do połączenia toru mechanicznie i elektrycznie z uzwojeniem stojana turbogeneratora (złącze wewnętrzne), a z drugiej strony złączem do połączenia toru z odbiornikiem energii elektrycznej (złącze zewnętrzne). Złącze wewnętrzne i złącze zewnętrzne połączone są mechanicznie z tuleją toru prądowego. Tuleja toru prądowego otoczona jest jedną lub kilkoma warstwami izolacji. Warstwa / warstwy te mają najczęściej postać tulei (tuleja izolacyjna). Między tuleją toru prądowego, a tuleją izolacyjną jest wolna przestrzeń, przedzielona w kilku miejscach elementami osiującymi, mającymi za zadanie utrzymanie stałego położenia względem siebie obydwu tulei. Na powierzchni tulei izolacyjnej, w jej środkowej części, osadzony jest kołnierz, służący do umocowania izolatora w korpusie turbogeneratora. Izolator mocowany jest w korpusie najczęściej pionowo, ale są też turbogeneratory, w których jest on mocowany w korpusie w pozycji odchylonej od pionu (skośnie).

Po zamocowaniu izolatora w korpusie turbogeneratora jedna część tulei izolacyjnej znajduje się wewnątrz turbogeneratora, a druga część tej tulei znajduje się na zewnątrz turbogeneratora. Część tulei izolacyjnej znajdująca się wewnątrz turbogeneratora nie jest osłonięta, a między jej końcem, a tuleją toru prą dowego nie ma połączenia. Natomiast część tulei izolacyjnej znajdująca się na zewnątrz turbogeneratora otoczona jest osłoną ceramiczną, której jeden koniec styka się z kołnierzem, osadzonym na tulei izolacyjnej, a drugi koniec wraz z końcem tulei izolacyjnej styka się z zakończeniem, zamykającym wolną przestrzeń między tuleją izolacyjną, a tuleją toru prądowego.

W trakcie pracy turbogeneratora tuleja toru prądowego nagrzewa się i dlatego jest chłodzona gazem, najczęściej tym samym, którym chłodzony jest generator. W tym celu tuleja toru prądowego ma od strony złącza zewnętrznego przelotowe otwory na obwodzie. Gaz z generatora wchodzi do wnętrza tulei toru prądowego, a następnie poprzez przelotowe otwory przechodzi do wolnej przestrzeni między tą tuleją, a tuleją izolacyjną i opływając od zewnątrz tuleję toru prądowego wraca do wnętrza generatora. Ten układ chłodzenia gazem tulei toru prądowego uszczelniony jest za pomocą uszczelek.

Podczas pracy turbogeneratora jego drgania przenoszone są na izolator, co powoduje niekorzystne zjawiska, polegające na rozluźnieniu połączenia mechanicznego między tuleją toru prądowego, a złączem zewnętrznym. W rozluźnionym połączeniu wzrasta rezystancja elektryczna, powodując wydzielanie się dodatkowego ciepła. Ilość wydzielającego się ciepła może być znaczna, gdyż wartości natężeń prądu płynącego przez tor prądowy są duże, a to z kolei może doprowadzić do przegrzania i deformacji mechanicznej zarówno tulei toru prą dowego, jak i z łącza zewnę trznego.

Drgania występujące podczas pracy turbogeneratora mogą również powodować rozszczelnienie izolatora, a w konsekwencji doprowadzić do wydostawania się gazu chłodzącego do atmosfery.

Na powyższe niekorzystne zjawiska narażony jest szczególnie izolator połączony skośnie z turbogeneratorem.

Znany jest izolator przepustowy wielkoprądowy, w którym tuleja toru prądowego połączona jest mechanicznie jednym końcem, za pomocą połączenia gwintowego, ze złączem zewnętrznym w kształ cie koł nierza. Koł nierz ten z uwagi na to, ż e znajduje się na zewną trz turbogeneratora, nazywany jest kołnierzem zewnętrznym. Drugim końcem tuleja toru prądowego połączona jest mechanicznie ze złączem wewnętrznym w kształcie kołnierza. Kołnierz ten z uwagi na to, że znajduje się wewnątrz turbogeneratora, nazywany jest kołnierzem wewnętrznym. W izolatorze tym na powierzchni tulei izolacyjnej, w jej środkowej części, zamocowany jest kołnierz centralny. Koniec zewnętrznej części tulei izolacyjnej i nie połączony z kołnierzem centralnym koniec osłony ceramicznej stykają się z zakoń czeniem o kształ cie pierś cieniowym, a to zakoń czenie przymocowane jest ś rubami do nakrę tki, wkręconej na stożkową tuleję z zewnętrznym gwintem, która to tuleja złączona jest mechanicznie, bezpośrednio za kołnierzem zewnętrznym, z tuleją toru prądowego.

PL 197 002 B1

Na styku osłony ceramicznej z kołnierzem centralnym i z zakończeniem o kształcie pierścieniowym izolator zaopatrzony jest w uszczelki.

Od strony wolnego końca tuleja izolacyjna oddzielona jest od tulei toru prądowego elementami osiującymi.

Izolator zaopatrzony jest w mechanizm sprężynowy, umieszczony między końcem tulei toru prądowego, a wewnętrzną czołową powierzchnią kołnierza zewnętrznego. Zadaniem tego mechanizmu jest zopobieżenie rozluźnieniu połączenia gwintowego między kołnierzem zewnętrznym, a tuleją toru prądowego

Izolator przepustowy według wynalazku ma chłodzony gazem tor prądowy, w postaci tulei z materiału o dobrej przewodności elektrycznej, która to tuleja połączona jest mechanicznie jednym końcem, za pomocą połączenia gwintowego, z kołnierzem zewnętrznym, a drugim końcem połączona jest mechanicznie z kołnierzem wewnętrznym oraz ma warstwę izolacji, tworzącą tuleję izolacyjną wokół tulei toru prądowego, na powierzchni której to tulei izolacyjnej w jej części środkowej osadzony jest kołnierz centralny i która to powierzchnia tulei izolacyjnej między kołnierzem centralnym, a zewnętrznym końcem otoczona jest osłoną ceramiczną, a także zaopatrzony jest w mechanizm sprężynowy oraz w uszczelki, przy czym izolator pomiędzy kołnierzem zewnętrznym z jednej strony, a tuleją izolacyjną i osłoną ceramiczną z drugiej strony ma pierścień pośredni oraz na tulei toru prądowego od strony kołnierza wewnętrznego ma gwint i osadzoną na nim nakrętkę z przelotowymi otworami, a w tulei izolacyjnej ma wybranie od strony wewn ę trznego koń ca i tuleja izolacyjna ma wię kszą ś rednicę zewnętrzną pomiędzy kołnierzem centralnym, a wewnętrznym końcem. Pierścień pośredni zabezpieczony jest przed obrotem względem kołnierza zewnętrznego za pomocą kołków ustalających i dociśnięty do tulei izolacyjnej oraz osłony ceramicznej za pomocą mechanizmu sprężynowego, umieszczonego we wnęce pomiędzy kołnierzem zewnętrznym, a pierścieniem pośrednim oraz za pomocą nakrętki, umieszczonej w wybraniu tulei izolacyjnej i naciskającej na płaszczyznę czołową wybrania, a tuleja toru prądowego styka się pierścieniowym zakończeniem z wewnętrzną czołową powierzchnią kołnierza zewnętrznego.

Średnica zewnętrzna tulei izolacyjnej może zmieniać się skokowo, a kołnierz centralny może być osadzony na tulei izolacyjnej pomiędzy osłoną ceramiczną, a płaszczyzną uskoku.

Korzystne jest, jeżeli pierścień pośredni ma wypusty, a tuleja izolacyjna ma położone naprzeciw tych wypustów odpowiednie wgłębienia.

Korzystne jest, jeżeli pierścień pośredni na styku z kołnierzem zewnętrznym zaopatrzony jest w uszczelki typu 0-ring, na styku z tuleją izolacyjną zaopatrzony jest w uszczelki typu 0-ring i uszczelkę płaską, a na styku z osłoną ceramiczną zaopatrzony jest w uszczelkę płaską, natomiast kołnierz centralny na styku z tuleją izolacyjną zaopatrzony jest w uszczelki typu 0-ring.

Korzystne jest także, jeżeli mechanizm sprężynowy składa się ze sprężyny talerzowej, podkładki metalowej i podkładki izolacyjnej.

Korzystne jest również, jeżeli nakrętka ma wydłużoną część gwintowaną.

Izolator przepustowy według wynalazku zapewnia odpowiedni i niezmienny podczas pracy generatora docisk na połączeniu gwintowym kołnierza zewnętrznego i tulei toru prądowego. Dzięki temu skutecznie zabezpiecza to połączenie przed rozkręceniem, zapewniając jednocześnie dobre parametry przewodności elektrycznej tego połączenia.

Zastosowany w izolatorze układ i rodzaj uszczelek oraz zapewniony ich stały docisk skutecznie zabezpiecza szczelność w układzie chłodzenia gazem tulei toru prądowego izolatora.

Przedmiot wynalazku przedstawiony został w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia półwidok - półprzekrój izolatora, fig. 2 przedstawia wycinek przekroju tej części izolatora, w której znajduje się pierścień pośredni, fig. 3 przedstawia powierzchnie styku pierścienia pośredniego i tulei izolacyjnej, zaopatrzone w wypusty i wgłębienia, fig. 4 przedstawia wycinek przekroju tej części izolatora, w której znajduje się kołnierz centralny, a fig. 5 przedstawia wycinek przekroju tej części izolatora, w której znajduje się nakrętka.

Izolator ma tuleję toru prądowego 1 z materiału o dobrej przewodności elektrycznej, która to tuleja 1 połączona jest mechanicznie jednym końcem 2, za pomocą połączenia gwintowego 3, z kołnierzem zewnę trznym 4, a drugim końcem 5 połączona jest mechanicznie z kołnierzem wewnętrznym 6 oraz ma warstwę izolacji, tworzącą tuleję izolacyjną 7 wokół tulei toru prądowego 1. Na powierzchni tulei izolacyjnej 7 w jej części środkowej osadzony jest kołnierz centralny 8 i powierzchnia tulei izolacyjnej 7 między kołnierzem centralnym 8, a zewnętrznym końcem 9 otoczona jest osłoną ceramiczną 10.

PL 197 002 B1

Pomiędzy kołnierzem zewnętrznym 4 z jednej strony, a tuleją izolacyjną 7 i osłoną ceramiczną 10 z drugiej strony izolator ma pierścień pośredni 11 oraz na tulei toru prądowego 1 od strony kołnierza wewnętrznego 6 ma gwint 12 i osadzoną na nim nakrętkę 13 z przelotowymi otworami 14, a w tulei izolacyjnej 7 ma wybranie 15 od strony wewnętrznego końca 16 i tuleja izolacyjna 7 ma większą średnicę zewnętrzną pomiędzy kołnierzem centralnym 8, a wewnętrznym końcem 16. Pierścień pośredni 11 zabezpieczony jest przed obrotem względem kołnierza zewnętrznego 4 za pomocą kołków ustalających 17 i dociśnięty do tulei izolacyjnej 7 oraz osłony ceramicznej 10 za pomocą mechanizmu sprężynowego 18, umieszczonego we wnęce 19 pomiędzy kołnierzem zewnętrznym 4, a pierścieniem pośrednim 11 oraz za pomocą nakrętki 13, umieszczonej w wybraniu 15 tulei izolacyjnej 7 i naciskającej na płaszczyznę czołową 20 wybrania 15. Tuleja toru prądowego 1 styka się pierścieniowym zakończeniem 21 z wewnętrzną czołową powierzchnią 22 kołnierza zewnętrznego 4. Średnica zewnętrzna tulei izolacyjnej 7 zmienia się skokowo, a kołnierz centralny 8 jest osadzony na tulei izolacyjnej 7 pomiędzy osłoną ceramiczną 10, a płaszczyzną uskoku 23.

Pierścień pośredni 11 ma wypusty 24, a tuleja izolacyjna 7 ma położone naprzeciw tych wypustów 24 odpowiednie wgłębienia 25.

Pierścień pośredni 11 na styku z kołnierzem zewnętrznym 4 zaopatrzony jest w uszczelki typu 0-ring 26, na styku z tuleją izolacyjną 7 zaopatrzony jest w uszczelki typu 0-ring 26 i uszczelkę płaską 27, a na styku z osł oną ceramiczną zaopatrzony jest w uszczelkę pł aską 27, natomiast koł nierz centralny 8 na styku z tuleją izolacyjną 7 zaopatrzony jest w uszczelki typu 0-ring 26.

Mechanizm sprężynowy 18 składa się ze sprężyny talerzowej 28, podkładki metalowej 29 i podkładki izolacyjnej 30.

Nakrętka 13 ma wydłużoną część gwintowaną 31.

Claims (6)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Izolator przepustowy wielkoprądowy, mający chłodzony gazem tor prądowy, w postaci tulei z materiału o dobrej przewodności elektrycznej, która to tuleja połączona jest mechanicznie jednym końcem, za pomocą połączenia gwintowego, z kołnierzem zewnętrznym, a drugim końcem połączona jest mechanicznie z kołnierzem wewnętrznym oraz mający warstwę izolacji, tworzącą tuleję izolacyjną wokół tulei toru prądowego, na powierzchni której to tulei izolacyjnej w jej części środkowej osadzony jest kołnierz centralny i która to powierzchnia tulei izolacyjnej między kołnierzem centralnym, a zewnętrznym końcem otoczona jest osłoną ceramiczną, a także zaopatrzony w mechanizm sprężynowy oraz w uszczelki, znamienny tym, że pomiędzy kołnierzem zewnętrznym (4) z jednej strony, a tuleją izolacyjną (7) i osłoną ceramiczną (10) z drugiej strony ma pierścień pośredni (11) oraz na tulei toru prądowego (1) od strony kołnierza wewnętrznego (6) ma gwint (12) i osadzoną na nim nakrętkę (13) z przelotowymi otworami (14), a w tulei izolacyjnej (7) ma wybranie (15) od strony wewnę trznego koń ca (16) i tuleja izolacyjna (7) ma większą średnicę zewnętrzną pomiędzy kołnierzem centralnym (8), a wewnę trznym końcem (16), przy czym pier ś cień pośredni (11) zabezpieczony jest przed obrotem względem kołnierza zewnętrznego (4) za pomocą kołków ustalających (17) i dociśnięty do tulei izolacyjnej (7) oraz osłony ceramicznej (10) za pomocą mechanizmu sprężynowego (18), umieszczonego we wnęce (19) pomiędzy kołnierzem zewnętrznym (4), a pierścieniem pośrednim (11) oraz za pomocą nakrętki (13), umieszczonej w wybraniu (15) tulei izolacyjnej (7) i naciskającej na płaszczyznę czołową (20) wybrania (15), a tuleja toru prądowego (1) styka się pierścieniowym zakończeniem (21) z wewnętrzną czołową powierzchnią (22) kołnierza zewnętrznego (4).
2. 2. Izolator według zastrz. 1, znamienny tym, że średnica zewnętrzna tulei izolacyjnej (7) zmienia się skokowo, a kołnierz centralny (8) jest osadzony na tulei izolacyjnej (7) pomiędzy osłoną ceramiczną (10), a płaszczyzną uskoku (23).
3. 3. Izolator według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że pierścień pośredni (11) ma wypusty (24), a tuleja izolacyjna (7) ma położone naprzeciw tych wypustów (24) odpowiednie wgłębienia (25).
4. 4. Izolator według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienny tym, że pierścień pośredni (11) na styku z kołnierzem zewnętrznym (4) zaopatrzony jest w uszczelki typu 0-ring (26), na styku z tuleją izolacyjną (7) zaopatrzony jest w uszczelki typu 0-ring (26) i uszczelkę płaską (27), a na styku z osłoną ceramiczną zaopatrzony jest w uszczelkę płaską (27), natomiast kołnierz centralny (8) na styku z tuleją izolacyjną (7) zaopatrzony jest w uszczelki typu 0-ring (26).

   PL 197 002 B1
5. 5. Izolator według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, znamienny tym, że mechanizm sprężynowy (18) składa się ze sprężyny talerzowej (28), podkładki metalowej (29) i podkładki izolacyjnej (30).
6. 6. Izolator według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, znamienny tym, że nakrętka (13) ma wydłużoną część gwintowaną (31).