Opublikowano dnia 30 marca 1963 r.BIBLIOTEKAl Urzedu Potjnlo-,vogo POLSKIEJ RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWEJ OPIS PATENTOWY Wjto Nr 46563 KI. 21 g, 18/01 KI. internat. H 05 g Elion — Anstalt Vaduz, Liechtenstein Uchwyt izolujacy Batet trwa od dnia 11 grudnia 1981 r.Wynalazek dotyczy uchwytu izolujaoego, sto^ sowamego w komorach wyladowczych miediy czesciami konstrukcyjnymi, bedacymi (pod na- pieciiem w atmosferze zjonizowanego gazu, któ¬ ry przed zagrozonymi miejscami styku metalu z materialem izolujacym posiada waskie szcze¬ liny ochronne.Jak wiadomo wszystkie elementy konstruk¬ cyjne, bedace pod napieciem, a skladajace sie z czesdi metalowych oraiz elementów izoluja¬ cych, umfieiszozone w aitmosiferze zjoniizowanego gazu w komorze wyladowczej, stwarzaja znacz¬ ne trudnosci, gdyz w miejscach styku czesci metanowych z izolujacymi wystepuja w bar¬ dzo krótkim czasie uszkodzeniia wywolane dzialaniem wyladowan elektrycznych. Z tego powodu, przy tego rodzaju zagrozonych miej¬ scach styku metalu z izolatorem wlacza sie waska szczeline ochronna, ograniczona meta¬ lowymi scianami, która tak skutecznie zapo¬ biega wtargnieciu wyladowan elektrycznych, a w szczególnosci wyladowan jarzeniowych, ze przy roboczym cisnieniu gazu w komorze wyladowczej, wspomniane miejsioa styku sa chronione przed iwyladiowanliamii. Tego rodzaju srodki zapobiegawcze musza byc uwzglednione szczególnie przy komorach wyladowczych prze¬ znaczonych do wyladowan jarzeniowych sil- nopradowydh. W takich przypadkach dopro¬ wadzenie pradu do komory wyladowczej nas¬ tepuje pcprzez metalowe sciany, gdyz w prze¬ ciwnym wypadku nie mozna zagwarantowac pewnego przebiegu procesu wyladowania. Sto¬ sownie do tego istnieje juz caly szereg roz¬ wiazan konstrukcyjnych takiego doprowadze¬ nia pradu, w którym przewód wewnetrzny, bedacy piod napieciem, jest otoczony izolato¬ rem, a prz3z uklad dostaltecznie waskiej szcze¬ liny cylindrycznej uzyskuje sie ochrone wszys¬ tkich zagrozonych miejsc styku czesc} metalo¬ wych z izolujacymi przed niszczacym dziala¬ niem wyladowan jarzeniowych. Chociaz wy- %tnfenione rodzaje rozwiazan konstrukcyjnych zdaly egzamin podczas pracy, wymagaja jed¬ nak bardzo dokladnego wykonania, dla uzys¬ kania szerokosci niiewiieliciej szczeliny ochron- inej, zawierajacej sie najczesciej miedzy 0,3 mim a 0,16 mm. Nalezy przy tym dazyc do utrzy¬ mania tej samej wielkosci szczeliny wzdluz calej powlierzchinli pierscieniowej, w granicach bardzo scislych tolerancjli. W jednym z roz¬ wiazan wedlug patentu szwajcarskiego nr 31109610 zastosowano wspólosiowo przebiegajace sciany szczeliny pierscieniowej z mozliwoscia centro^ wamiia sie wzgledem .siebie. Tak wysokie wy¬ magania konieczne sa nie tylko dla doprowa¬ dzen pradu, lecz i dla wszystkich izolujacych czlonów trzymajacych, zawartych w komorze wyladowczej.Celem wynalazku jest stworzenie uchwytu izolujacego, który nie wymagajac precyzyjnego wykonania ani dokladnego montazu, gwaran¬ tuje w zagrozonych miejisoach styku metalu z iizolatoreim wlaczanie waskiej szczeliny ochron¬ nej. Izolujacy uchwyt wedlug wymalaizku cha¬ rakteryzuje sie wykonaniem waskiej szczeliny odhironnej jako szczeliny plaskiej zawartej miedzy spraisowanymi plaskimi powiierziahniami metalowymi, przedzielonymi plaskimi elemen¬ tami izolujacymi. Tego nadzaju uchwyt we¬ dlug wynalazku jest stosowany w szczególnos¬ ci dla podtrzymywania wewnetrznego przewodu przewodzacego prad, przebiegajacego wzdluz ot¬ woru wydrazanego w metalowym elemencie.Jest przy tym charakterystyczne, ze elementy sluzace do podtrzymywania osiowego w wy¬ drazonym otworze przewodu wewnetrznego, sa zamocowane przy wydrazonym elemencie za pomoca uchwyitu izolujacego.Wynalazek objasniany jest blizej na podsta¬ wie rysunku, na którym fig. 1 przedstawia czesciowo w przekroju rzut pionowy uchwytu przewodu wewnetrznego, fig. la — w skali powiekszonej przekrój pokazanych na fig. 1 dwóch plyt metalowych 20 i umieszczonego miedzy nimi pierscienia mikowego, fig. 2 i 3 przedstawiaja przekrój poprzeczny i rzut po¬ ziomy przykladu wykonania metalowej plyty, zastosowanej w uchwycie wedlug fig. 1, fig. 4 i 5 — przekrój poprzeczny i rzut poziomy odmiennego wykonania plyity podobnej do przed¬ stawionej na fig. 2 i 3, a fig. 0 i 7 — prze¬ krój poprzeczny i rzut poziomy elementu cen¬ trujacego, stosowanego w uchwycie wedlug fig. 1, Uchwyt izolujacy, stosowany miedzy czes¬ ciami konstrukcyjnymi przewodzacymi prad, objasniony jest w zastosowaniu do podtrzymy¬ wania przewodu wewnetrznego, bedacego pod napieciem, umieszczanego w otworze metalo¬ wego elementu wewnatrz pustego, chociaz jego zastosowanie nie ogranicza sie tylko do tego.W przykladzie wykonania wedlug fig. 1 prze¬ wód wewnetrzny 12, bedacy pod napieciem, jest umieszczony w wydrazeniu 11 metalowej rury 10, przy czym przewód ten ma wzgledem rury 10 napiecie np. 500 V. Przewód wewne¬ trzny 12 jest zawieszany przy górnym koncu rury 10 i odizolowany od niej za pomoca nie uwidocznionego uchwytu izolujacego o oma¬ wianej budowie. Przy dolnym koncu rury 10 przedstawianym na fig. 1, przewód wewnetrzny 12, jest centrowany za pomoca elementu cen¬ trujacego 13 lulb zawieszony jest przy nim cy¬ lindryczny ciezar obciazajacy, wzgledem otwo¬ ru 11 rury 10. Element centrujacy 13 jest umo¬ cowany za pomoca izolujacego uchwytu 15 do uchwytu 16 przysrubowanego do rury 10.Centrowanie przewodu wewnetrznego 12 wzgle¬ dem otworu 11 rury 10 nastepuje w znany spo¬ sób za pomoca widocznych na fig, 7, zaostrzo¬ nych srub nastawczych 17, 18 i 19. Centrowanie przewodu wewnetrznego 12 wzgledem otworu 11 rury 10 za pomoca elementu centrujacego 13, który jest umocowany na stale przy rurze 10, posiada te zalete, ze polozenie przewodu wewnetrznego 12 w rurze 10 jest niezalezne od jego ruchu poprzecznego i rozszerzalnosci liniowej. W praktyce okazalo sie, ze np. przy azotowaniu rur stalowych za pomoca silno- pradowych janzeniiowych wyladowan elektrycz¬ nych w atmosferze aizotu, bardzo wazne jest dokladne centrowanie przewodu wewnetrznego 12 w otworze 11. Wykonanie takiego centro¬ wania wymaga jednak pewnego w dzialaniu i prostego w budowie oraz nie wymagajacego obslugi izolujacego uchwytu 15, którego budo¬ wa zostanie opisana ponizej.Uchwyt izolujacy jest wykonany w postaci kolumny i jak przedstawiono na fig. 1, jest zmontowany symetrycznie po obu stronach elementu centrujacego 13. Element centrujacy 13 jest zaopatrzony w pierscien 13a z otworem 13b (fig. 6), stanowiacy srodek uchwytu 15.Po óbu stronadh pierscienia 13a umieszczone sa dwie plaskie taircze metalowe 20, nastepnie taircza metalowa 21 z krawedzia 21a, na tym dalsze dwie tarcze metalowe 20, a w koncu z kazdej strony plyta koncowa 22.Tarcze metalowe 20 i 21 posiadaja wspól¬ osiowy otwór 20b lulb 21b o takiej samej sred¬ nicy co otwór 13b pierscienia 13a elementu centrujacego. Obie tarcze metalowe 20 sasia- - 2 -dujace z (pierscieniem 13a twarza swymi (plas¬ kimi stronami zwróconymi do siebie plaskie szczeliny 23, z których kazda powstaje przez umieszczeniie pierscienia z miki o grubosci ck. 0,'2i—I9y5 m mi zwróconymi do siebie. Podobne pierscienie z miki, których srednica wewnetrzna jest rów¬ na srednicy otworów 13b, 20b lub 21bf a któ¬ rych srednica zewnetrzna musi byc mniejsza od srednicy zewnetrznej tarcz metalowych 20, sa umieszczone miedzy poszczególnymi sasia¬ dujacymi tarczamJi metalowymi 20 lub 21 oraiz pomiedzy najwyzsza lulb najnizsza tarcza me¬ talowa 20 i sasiadujaca tarcza zewnetrzna 22.W ten siposólb po obu .stronach pierscienia 13a nalezacego do elementu centrujacego, utworzo¬ ne jest szesc plaskich szczelin 23.Caly uchwyt jest utrzymywany za pomoca trzpienia napinajacego 24, zaopatrzonego na swym wolnym koncu w gwint i nakretke 25.Za pomoca tego trzpienia dolna plyta 22 oraz wszystkie tarcze metalowe 20, 21 i pierscien 13a sa przycisniete do górnej tarczy 22, która opiera sie o kolnierz 26 trzpienia 24. Dla zwiek¬ szenia bezpieczenstwa napieciowego trzpien na¬ pinajacy 24 jest otoczony wewnatrz uchwytu tulejka izolujaca 27, która jednak wynika z fig. 1 nie podlega ani naprezeniom ciagnacym ani sciikajaicym, przy czym wzgledem jego wymia¬ rów nie stawia isie zaidnych wygórowanych wy¬ magan. Waskie szczeliny 23 pomiedzy zwróco¬ nymi do siebie plaszczyznami nalozonych na sielbie tarcz metalowych lub miedzy plaszczyz¬ nami pierscienia 13a i plyty koncowej górnej i dolnej 22, posiadaja szerokosc, która zalezy ty]Jko od znajdujacych sde pomiedzy plytami pierscienii mikowych. Jak wiadomo takie piers¬ cienie izolujace z miki moga byc wykonane bar¬ dzo precyzyjnie i sa do dyspozycji w kazdej zada¬ nej grubosci. Poniewaz takie pierscienie mikowe moga byc wytwarzane bez specjalnych trud¬ nosci o jednakowej grubosci na calej ich prze¬ strzeni, wiec bez specjalnego centrowania i ce¬ chowania równiez szerokosc tej szczeliny pozo¬ staje stala ma calej iswej przestrzeni, jezeli tylko ograniczajace szczeline metalowe plaszczyzny sa dokladnieplaskie. Poniewaz jednak w przypad¬ ku tych plaszczyzn metalowych chodzi o czesci toczone, wiec alby spelnic to zadanie nie potrzeba zadnej specjalnej precyzji. Równiez przy mon¬ tazu takiego uchwytu izolujacego wedlug fig. 1 i powyzszego opiisu nie potrzebne jest zadne specjalne dopasowywamlie, poniewaz wszystkie czesci metalowe sa osadzane kolejno na trzpie¬ niu napinajacym 24 umieszczonym w tulejce izolujacej 27, a nastepnie sa ona* sciskane za pomoca nakretikli 25. W przykladzie wykonania uchwytu 'izolujacego, przedstawionego w prze¬ kroju na fig. 1, izwirócone do sielbie plaszczyzny tarcz metalowych 20, 21 i 22 oraiz metalowego pierscienia 13a sa pokazane jako gladkie po¬ wierzchnie. Tak wykonany uchwyt zdal egza¬ min podczas pracy przy zastosowaniu piers¬ cieni mikowych o grubosci <0i,3 do 0,4 mm, przy czym wymiary jego odpowiadialja wymiarom z fig. 1.W pewnych przypadkach zastosowan, szcze¬ gólnie w komorach do wyladowan z podcisnie- nieni wynoszacym zaledwie kilka milimetrów slupa rteci okazalo sie korzystne, aby przynaj¬ mniej jedna ze zwróconych ku sobie plaszczyzn tarcz metalowych posiadala wspólosiowe wy¬ ciecie pierscieniowe. Na fig. 2 i 3 przedstawio¬ no tytulem przykladu, tak wykonana tarcze metalowa 20 ze wspólosiowym wycieciem 20c, które dzieli 'te tarcze na powierzchnie pierscie¬ niowe 20d o mniejszej srednicy i powierzchnie pierscienia 20e o wiekszej srednicy. Otwór 20b jest .polaczony za pomoca wyciecia promienio¬ wego 20f z pierscieniowym wycieciem 20c.W poddbny sposób moze byc wykionana jedna - z plaszczyzn metalowego pierscieniia 21, jak -to przedstawiono na fig. 4 i 5. Równiez tutaj pierscieniowe wyciecie 21c dzieli plas,zczyizne na dwie powierzchnie pierscieniowe, na wewne¬ trzny pierscien 21 d i zewnetrzny pierscien 21e.Wyciecie promieniowe 21f laczy i tutaj pierscie¬ niowe wyciecie 21c iz otworem 21b. Metalowa tarcza 21, jak to wynika z omawianego przy¬ kladu, oraz z fig. 1, posiada na swym krancu kra¬ wedz 21 a skierowana prostopadle do plaszczyz¬ ny tarczy. Jak widac z fig. 1, srednica metalo¬ wej tarczy 21, a tym saimym wewnetriznia sred- niiica krawedzi 21a jest wieksza od zewnetrznej srednicy metalowej tarczy 20. W ten sposób krawedz 21 zakrywa plaszczyzny czolowe tych tarcz metalowych 20 (fig. 1), które kazdorazo¬ wo sa lumiieszczone po obu stronach metalowej tarczy 21, i tworzy iz tymi plaszczyznalmi czo¬ lowymi szczeline pierscieniowa, której szero¬ kosc jest jednak wieksza w porównaMai z sze¬ rokoscia plaskiej iszozeliny. Jak widac z fig 1 pierscieniowa szczelina 28 powoduje, ze waskie szczeliny 23 nie granicza bezposrednio z zew¬ netrzna przestrzenia zbiornika do wyladowan, co daje wieksza pewnosc, ze do tych szczelin nie dostana sie niepozadane czastki metalowe lub podobne.Jak widac z fig. 6 i 7 równiez metallowy pierscien 13a elementu centrujacego 13, jest za¬ opatrzony na jednej swej plaszczyznie w piers- - 3 -cieniowe wyciecie 13c, które dzieli te plasz¬ czyzne na plaszczyzne pierscieniowa 13d o mniej¬ szej srednicy i na plaszczyzne pierscieniowa 13e o wiekszej srednicy. Równiez i w tym przy¬ padku pierscieniowe wyciecie 13c jest polaczo¬ ne iz otworem 13b za. pomoca wyciecia pro¬ mieniowego 13f. Obrzeze metalowego pierscie¬ nia 13a posiada wystep 13g wystajacy wzdluz prcmiienia, którego zewnetrzna srednica, jak widac z fig. 1, jest prawie równa zewnetrznej srednicy krawedzi 21a metalowych tarcz 21. Ten wystep 13g stanowi dodatkowa ochrone przeni¬ kania przed dostawaniem sie obcych cial do pierscieniowej szczeliny 28.Przy zastosowaniu metalowych tarcz 20 i 21, przedstawionych na fig. 2—©, i przy uksztalto¬ waniu jednej z plaszczyzn metalowego pierscie¬ nia 13a wedlug fig. 0 i 7, montaz uchwytu izo¬ lujacego nastepuje w ten sposób, ze ze zwróco¬ nych ku sobie plaszczyzn dwóch sasiednich tarcz metalowych, tworzacych plaska szczeline, zawsze jedna plaszczyzna posiada pierscieniiowe wyciecie i wyciecie promieniowe. W tym przy¬ padku pierscien mikowy, okreslajacy odstep ^miedzy sasiednimi metalowymi tarczami, powi¬ nien posiadac takie same wymiary, co powierz¬ chnie pierscieniowe 20d, 2Id lub tez 13d natu¬ ralnie bez uwzglednienia wyciec 20f, 21f lub 13f.Wykonamy w ten sposób uchwyt izolacyjny po¬ siada te zalete, ze przestrzen wewnetrzna mie¬ dzy otworami 20b, 21b lub 13b i itrzpienieoi 24, wypelniona tylko czesciowo cylindryczna tulej¬ ka izolujaca 27, laczy sie z przestrzenia wew¬ netrzna zbiornika do wyladowan poprzez posz¬ czególne wyciecia promieniowe 20ft 21f lub 13f, z pierscieniowymi wycieciami oraz przez was¬ kie szczeliny 23 i szerokie'szczeliny pierscienio¬ we 28. W ten .sposób osiaga sie to, ze przy wy¬ twarzani/u prózni w zbiorniku do wyladowan wyssany zostaje równiez gaz z wnetrza izolu¬ jacego uchwytu tak. ze (nie moga wystepowac zaklócenia w pracy wywolane przez ewentu¬ alne wydobywanie sie gazu przez pierscienie miikowe.Uchwyt izolujacy wykonany wedlug zasady przedstawionej na fig. 1 z metalowymi tarcza¬ mi wedlug fig. 2—5 oraz elementem centruja¬ cym zgodnym z fig. 6 i 7 zdal egzamin pracy o:aglej wewnatrz zbiornika do wyladowan, pra¬ cujacego z silnopiradowymi wyladowaniami ja¬ rzeniowymi. Rury 10 ogrzewaly sie przy tym do temperatury pomiedzy 400i° i 500° C, a uch¬ wyt izolujacy 15 uzyskiwal w przyblizeniu te sama temperature. Pomimo tak wielkiego ob¬ ciazenia temperaturowego oraz napiecia robo¬ czego do TUJO V (wartosc szczytowa), istnieja¬ cego miedzy przewodem wewnetrznym 12 i ru¬ ra 10 nie powstawaly ani przeskoki ani tez inne zsklccenia, a nawet po setkach przepracowa¬ nych godzin nie zauwazono zadnego szkodliwe¬ go zapyleniia waskich plaskich szczelin lub tez plasizczyzn przednich metalowych tarcz 20.Uchwyt izolujacy w wykonaniu wedlug, fig%l stanowi naturalnie tylko przyklad rozwiazania konstrukcyjnego. W razie potrzeby taki uchwyt moze byc wykonany bez otworów wewnetrz¬ nych 20b, 21 lub 13b, jezeli do zlaczenia posz¬ czególnych elementów zastosuje sie zamiast trzpienia napinajacego 24 kalblak w ksztalcie ramy obejmujacej caly uchwyt i sciskajace je z obu strcn. Uchwyt o podobnym wykonaniu jak na fig. 1 moze równiez sluzyc do zawie¬ szania przedmiotów przewodzacych napiecie, jezeli zamiast elementu centrujacego, 'umiesz¬ czonego z jednej strony przy metalowym piers¬ cieniu 13, zastosuje sie przy podobnym metalo¬ wym pierscieniu kablak obejmujacy po obu stronach tak, ze ciezar zawieszony przy uchwy¬ cie zapewnia wyciaganie w kierunku osiowym.Jsko material izolacyjny na pierscienie izo¬ lujace, stosowane w uchwycie izolujacym wed¬ lug wynalazku z dobrym skutkiem mozna uzyc miki. Mozna równiez sitozowac inne odpowied¬ nie materialy izolacyjne, np. folie izolacyjne ze sztucznych tworzyw lub podobne materialy.Nalezy pi?zy tym pamietac, ze pierscienie izo^ lujace musza zachowywac dokladnie swe wy¬ miary w przewidzianych temperaturach robo¬ czych. Termoplastyczne materialy izolacyjne mozna wiec stosowac tylko wtedy, gdy tempe¬ ratura robocza uchwytu jest dostatecznie niska.Nalezy jeszcze zwrócic uwage na to, ze w uchwycie wedlug, fig. 1 mozna k2z trudnosci wykonac doprowadzenie pradu, przy którym w przeciwienstwie do doprowadzen pradu w znanych podobnych uchwytach, wszystkie wa¬ skie szczeliny ochronne sa wykonane jako szcze¬ liny plaskie, a nie jako szczeliny pierscieniowe. PL