СИСТЕМА ГЕРМЕТИЗИРУЮЩИХ КОРПУСОВ С ИЗМЕНЯЕМОЙ ДЛИНОЙ ДЛЯ ГЕРМЕТИЗИРОВАННОГО УСТРОЙСТВА ПЕРЕДАЧИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
EXTENDABLE-LENGTH ENCAPSULATING HOUSING ARRANGEMENT FOR ENCAPSULATED ELECTRICAL ENERGY TRANSMISSION DEVICE

Изобретение касается системы герметизирующих корпусов с изменяемой длиной для герметизированного устройства передачи электроэнергии, включающей в себя первый герметизирующий корпус, снабженный поверхностью скольжения, а также второй герметизирующий корпус, который опирается с возможностью скольжения по поверхности скольжения первого герметизирующего корпуса.
Такого рода система герметизирующих корпусов известна, например, из выкладного описания изобретения DE 26 03 040 A1. Там описана система герметизирующих корпусов, которая имеет первый и второй герметизирующий корпус. Известные герметизирующие корпуса выполнены каждый в форме трубы и телескопически входят друг в друга. Для получения относительного движения между герметизирующими корпусами предусмотрено применение полимерных направляющих колец в качестве тел скольжения. Альтернативно предлагается выполнить один из герметизирующих корпусов из упругого материала так, чтобы изменения длины компенсировались за счет деформаций упругого материала. Таким образом, хотя и избегают направляющей скольжения, однако долговременная стойкость деформируемого материала является спорной.
Использование полимерных направляющих колец приводит к уменьшению сил трения и к легкоходному относительному движению двух герметизирующих корпусов друг относительно друга. Однако проблематичной является стойкость под открытым небом. В частности, может скапливаться влага и вместе с пылью воздействовать на полимерные направляющие кольца. Таким образом, полимерные направляющие кольца могут преждевременно изнашиваться.
Поэтому задачей изобретения является предложить систему герметизирующих корпусов с изменяемой длиной, которая может надежно применяться даже в условиях под открытым небом.
В соответствии с изобретением эта задача у системы герметизирующих корпусов с изменяемой длиной вышеназванного рода решается за счет того, что первый герметизирующий корпус имеет несущий каркас, на который для образования поверхности скольжения нанесено покрытие.
Несущий каркас герметизирующего корпуса придает герметизирующему корпусу жесткую в угловом направлении структуру. Несущий каркас может, например, представлять собой металлический каркас. Несущий каркас может, например, представлять собой литой каркас из цветных металлов, таких как алюминий, латунь, а также соответствующие сплавы. Несущий каркас может образовывать непроницаемые для текучих сред стенки для герметизирующего корпуса. В одном из простых случаев герметизирующий корпус может иметь цельный несущий каркас.
Предпочтительно изготовление герметизирующих корпусов в виде литых деталей из цветного металла. В качестве поверхности скольжения могут быть, например, выполнены боковые поверхности трубчатого участка первого герметизирующего корпуса. При этом как на внутренних боковых поверхностях, так и на наружных боковых поверхностях первого герметизирующего корпуса может располагаться поверхность скольжения. Соответственно второй герметизирующий корпус охватывает наружную боковую поверхность первого герметизирующего корпуса или внутренняя боковая поверхность первого герметизирующего корпуса охватывает второй герметизирующий корпус. Трубчатые участки первого или, соответственно, второго герметизирующего корпуса перекрывают друг друга так, что между ними образуется замкнутый в себе окружной стыковой зазор. Оба герметизирующих корпуса могут смещаться друг относительно друга в осевом направлении. Второй герметизирующий корпус, скользя, прилегает к поверхности скольжения первого герметизирующего корпуса. Для этого второй герметизирующий корпус может быть оснащен элементами скольжения.
Посредством покрытия несущего каркаса первого герметизирующего корпуса обеспечивается возможность влияния на качество поверхности скольжения. В зависимости от условий применения, качество поверхности может варьироваться. Посредством покрытия может уменьшаться опасность возникновения эффекта сцепления при скольжении. Эффекта сцепления при скольжении, в частности, следует опасаться, когда относительное движение между двумя герметизирующими корпусами происходит относительно редко.
Покрытие может также действовать как слой, защищающий от коррозии так, чтобы качество поверхности скольжения вследствие коррозии не изменялось негативным образом. Покрытие может быть по меньшей мере на отдельных участках подвержено воздействию погодных условий. Предпочтительно покрытие должно сцепляться с несущим каркасом непроницаемо для текучих сред. При этом отслоение покрытия от несущего каркаса затрудняется. В частности, при применении системы герметизирующих корпусов на устройстве передачи электроэнергии, изолированном сжатым газом, покрытие может применяться как часть взрывобезопасной, непроницаемой для текучих сред герметизации. Например, уплотнительный элемент может, осуществляя уплотнение, непроницаемо для текучих сред прилегать к поверхности скольжения с возможностью смещения. Покрытие может быть, например, выполнено в виде замкнутого в себе кольца. Это кольцо может быть расположено со стороны внутренней боковой поверхности или со стороны наружной боковой поверхности на первом герметизирующем корпусе, окружая его подобно ленте.
Предпочтительно может быть предусмотрено, чтобы покрытие в жидком состоянии наносилось на несущий каркас и затем затвердевало на несущем каркасе.
Один из предпочтительных вариантов осуществления может предусматривать, чтобы покрытие представляло собой металлическое покрытие.
Металлическое покрытие обладает хорошей сопротивляемостью силам трения так, чтобы не мог ожидаться преждевременный износ. Кроме того, металлическое покрытие представляет собой непроницаемый для текучих сред барьер так, что такого рода покрытие предпочтительно должно применяться на распределительных устройствах, изолированных сжатым газом. Например, могут применяться стойкие к коррозии высококачественные стали для выполнения покрытия на первом герметизирующем корпусе. Высококачественные стали могут, например, наноситься непосредственно на алюминиевый литой каркас. Там эти стали защищают закрытые области как механически, так и от непосредственных химических воздействий.
Металлическое покрытие может, например, напыляться. Напыление покрытия позволяет наносить покрытие толщиной в несколько 100 мкм. Это покрытие непроницаемо для текучих сред и соединено с поверхностью несущего каркаса. Благодаря непосредственному соединению можно обойтись без вспомогательных материалов. Кроме того, простым образом на покрытие может передаваться электрический потенциал несущего каркаса. Перед нанесением металл посредством теплового воздействия может переводиться в жидкое состояние и напыляться на несущий каркас герметизирующего корпуса. Для этого может применяться способ термического напыления, такой как, например, способ плазменного напыления. Однако может также применяться холодное газодинамическое напыление. В распыляемую струю могут также подмешиваться добавки, так что получаемое покрытие может состоять из смеси разных веществ.
Другой предпочтительный вариант осуществления может предусматривать, чтобы покрытие представляло собой слой лака.
Осуществление покрытия посредством лака является оптимальным в отношении затрат. Лакирование может осуществляться в течение коротких рабочих циклов. В зависимости от ожидаемых влияний окружающей среды может достигаться достаточное запечатывание на первом герметизирующем корпусе. В качестве лаков пригодны, например, многокомпонентные лаки, которые просты в переработке.
Кроме того, может быть предпочтительно предусмотрено, чтобы в покрытие были внедрены частицы, уменьшающие трение, в частности, частицы полимерного материала.
Эти частицы по сравнению с веществом, в которые они внедрены, обладают уменьшенным трением скольжения. Частицы образуют части поверхности скользящего слоя. Внедрение частиц полимерного материала обеспечивает возможность скольжения второго герметизирующего корпуса по скользящему слою с низким трением. В отличие от дискретных элементов скольжения, частицы полимерного материала могут внедряться в скользящий слой по большой площади. Частицы полимерного материала охвачены лаком или, соответственно, металлическим покрытием и внедрены в него. При этом частицы полимерного материала защищены от механических перегрузок. В частности, может поддерживаться благоприятный переход от трения сцепления к трению скольжения во время относительного движения. Пригодными полимерными материалами оказались органические полимерные материалы, такие как, например, ПТФЭ (политетрафторэтилен). Полимерный материал может наноситься вместе с покрытием для скользящего слоя. Частицы полимерного материала могут, например, находиться уже в незатвердевшем лаке и вместе с ним наноситься на первый герметизирующий корпус. Такого рода лаки называются также скользящими лаками (лаками для нанесения на поверхность трения).
Предпочтительным образом может быть также предусмотрено, чтобы покрытие после нанесения на несущий каркас подвергалось обработке резанием.
Обработка резанием, такая как, например, точение, фрезерование, шлифование и прочее, позволяет дополнительно влиять на качество поверхности скольжения. Посредством обработки резанием форма контура поверхности скольжения может подгоняться ко второму герметизирующему корпусу. Кроме того, возможно обнажение внедренных частиц так, чтобы получалась большой площади поверхность контакта с частицами для уменьшения трения скольжения.
Кроме того, может быть предпочтительно предусмотрено, чтобы покрытие представляло собой часть непроницаемого для текучих сред скользящего уплотнения между первым и вторым герметизирующим корпусом.
Внутри герметизирующих корпусов может заключаться текучая среда, в частности, изолирующий газ. Чтобы предотвратить нежелательное улетучивание газа, между герметизирующими корпусами предусмотрено непроницаемое для текучих сред уплотнение. Уплотнение должно выполняться таким образом, чтобы по возможности противодействовать изменению длины системы герметизирующих корпусов. Так, на покрытии может быть выполнено скользящее уплотнение, при этом уплотнительный элемент прижат к покрытию так, чтобы обеспечивалось непроницаемое для текучих сред соединение между двумя герметизирующими корпусами. Уплотнительный элемент скользит по покрытию и обходит вокруг осевого направления, в котором предусмотрено изменение длины. Уплотнительный элемент может быть, например, неподвижно оперт на втором герметизирующем корпусе. Например, уплотнительный элемент в форме кольца может быть оперт в пазу второго герметизирующего корпуса.
Кроме того, может быть предпочтительно предусмотрено, чтобы контактный элемент, в частности скользящий контакт, осуществлял контактирование двух герметизирующих корпусов друг с другом.
Также при относительной подвижности герметизирующих корпусов друг относительно друга должно быть предусмотрено долговременное электрическое контактирование двух герметизирующих корпусов в качестве выравнивания потенциала. Контактный элемент перемыкает выполненный между герметизирующими корпусами стыковой зазор. При этом герметизирующие корпуса обладают каждый одинаковым электрическим потенциалом. Явления разряда между герметизирующими корпусами предотвращены. Герметизирующие корпуса должны быть выполнены электрически проводящими.
Ниже один из примеров осуществления изобретения схематично показан на чертеже и далее описан подробнее.
При этом показано на
фиг.1: сечение первой системы герметизирующих корпусов и на
фиг.2: сечение второй системы герметизирующих корпусов.
Показанная на фиг.1 система герметизирующих корпусов имеет первый герметизирующий корпус 1a и второй герметизирующий корпус 2a. Герметизирующие корпуса 1a, 2a выполнены в форме трубы и ориентированы коаксиально главной оси 3. Поперечное сечение первого герметизирующего корпуса 1a при этом выбрано таким образом, что первый герметизирующий корпус 1a может охватываться вторым герметизирующим корпусом 2a с образованием стыкового зазора 4. Оба герметизирующих корпуса 1a, 2a являются подвижными друг относительно друга по главной оси 3, так что первая система герметизирующих корпусов обладает возможностью изменения длины в направлении главной оси 3.
На отвернутых от стыкового зазора 4 концах герметизирующие корпуса 1a, 2a оснащены каждый кольцевыми фланцами. Посредством этих кольцевых фланцев герметизирующие корпуса 1a, 2a могут соединяться с другими конструктивными узлами. Отвернутые друг от друга концы могут быть также закрыты непроницаемо для текучих сред так, чтобы внутри первой системы герметизирующих корпусов могла быть заключена текучая среда. Так, на кольцевых фланцах могут быть, например, расположены дисковые изоляторы, которые в направлении главного основания 3 пронизаны одним или несколькими фазными проводами. Внутри первая система герметизирующих корпусов может быть, например, наполнена изолирующим газом с повышенным давлением так, чтобы внутри первой системы герметизирующих корпусов была обеспечена электрическая изоляция фазного провода относительно герметизирующих корпусов 1a, 2a изолирующим газом.
Чтобы обеспечить не проницаемое для текучих сред соединение в области стыкового зазора 4, первый герметизирующий корпус 1a имеет поверхность 5a скольжения. Поверхность 5a скольжения образована покрытием наружной боковой поверхности первого герметизирующего корпуса 1a. Поверхность 5a скольжения проходит по кругу, замыкаясь в себе подобно ленте, вокруг главной оси 3. В настоящем случае покрытие было нанесено на несущий каркас из алюминиевого литья посредством плазменного напыления высококачественной стали. По завершении нанесения покрытия путем обработки резанием была получена поверхность 5a скольжения в форме круглой цилиндрической боковой поверхности. Альтернативно для получения поверхности 5a скольжения может также выполняться лакирование первого герметизирующего корпуса 1a. Независимо от вида покрытия, в покрытие могут быть внедрены частицы с уменьшенным трением. Внедренные частицы образуют тогда части поверхности 5a скольжения.
В области стыкового зазора 4 второй герметизирующий корпус 2a оснащен выступающим со стороны внутренней боковой поверхности кольцевым заплечиком 6. Кольцевой заплечик 6 поддерживает уплотнительный элемент 7, который прижат к поверхности 5a скольжения. Уплотнительный элемент 7 образует непроницаемый для текучих сред барьер между поверхностью 5a скольжения первого герметизирующего корпуса 1a и кольцевым заплечиком 6 второго герметизирующего корпуса 2a. Кроме того, уплотнительный элемент 7 может быть также оперт на второй герметизирующий корпус 2a при отсутствии выступающего кольцевого заплечика 6, например, в кольцевом пазу.
Для обеспечения направления герметизирующих корпусов 1a, 2a в области стыкового зазора 4 могут быть расположены дополнительные подшипники скольжения. Например, со смещением в осевом направлении относительно кольцевого заплечика 6 на втором герметизирующем корпусе 2a может быть расположено одно или несколько направляющих колец, которые создают опирающее и направляющее действие и таким образом защищают уплотнительный элемент 7 от механической перегрузки.
Первый герметизирующий корпус 1a и второй герметизирующий корпус 2a посредством гибкого направляющего троса, который действует в качестве контактного элемента 8, соединены друг с другом.
На фиг.2 изображена вторая система герметизирующих корпусов. Конструкция второй системы герметизирующих корпусов по существу соответствует конструкции первой системы герметизирующих корпусов. Поэтому ниже подробно остановимся только на различиях.
В отличие от первой системы герметизирующих корпусов, размеры первого герметизирующего корпуса 1b выбраны таким образом, чтобы он охватывал второй герметизирующий корпус 2b со стороны наружной боковой поверхности. Оба герметизирующих корпуса 1b, 2b перекрывают друг друга и образуют стыковой зазор 4. Оба герметизирующих корпуса 1b, 2b обладают возможностью смещения друг относительно друга по главной оси 3.
В области стыкового зазора 4 со стороны внутренней боковой поверхности на первом герметизирующем корпусе 1b расположена поверхность 5b скольжения. Соответственно со стороны наружной боковой поверхности в области стыкового зазора 4 на втором герметизирующем корпусе 2b расположен кольцевой заплечик 6b. Посредством опертого на кольцевой заплечик 6b уплотнительного элемента 7 осуществляется непроницаемое для текучих сред уплотнение стыкового зазора 4 между первым и вторым герметизирующим корпусом 1b, 2b. Для этого уплотнительный элемент 7, который обходит вокруг кольцевого заплечика 6b в радиальных направлениях, прижимается к поверхности 5b скольжения первого герметизирующего корпуса 1b. Кроме того, при отсутствии выступающего кольцевого заплечика 6b на втором герметизирующем корпусе 2b уплотнительный элемент может быть также, например, заложен в кольцевой паз.
В кольцевом зазоре 4 для электрического контактирования герметизирующих корпусов 1b, 2b расположена система скользящих контактов в виде расположенной по окружности винтовой пружины в качестве контактного элемента 8.