CN101825219A - 用于容器的电流连接装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供用于容器的电流连接装置，所述容器特别是压力容器，其中借助于该装置降低了用于所述组件操作的劳动强度以及提高了在安装和操作过程中的安全性。为了这个目的，所述电流连接装置包括：容器法兰(3)，该容器法兰(3)被安装在容器(2)上并且其具引导到容器(2)中的开口，并且在这个开口中，安装用于与外部电装置连接的电连接电缆(22)，具有一个或多个导体(73)的电导线，所述导体(73)相对于法兰(70)是电绝缘的，以及保护罩(9)，其中，将导线(7)布置在容器法兰(3)和保护罩(9)之间并且将其密封固定于容器法兰(3)，和其中将插头体(5)***到在容器法兰(3)中的容器开口中，所述插头体具有对应于电导线(7)的导体(73)的插头元件，并且其中保护罩(9)也具有***在其中的插头体(6)，这个插头体具有插头元件。

Description

用于容器的电流连接装置

技术领域

本发明一般性涉及电流连接器件，并且特别地，本发明涉及从外部到容器中电流连接的产生。

背景技术

在用于储存或运输可燃危险材料的容器中，经常需要向所述容器中引入高的电功率。例如，在用于储存和运输液化天然气的设备中使用布置在容器内的潜水泵。

为了将对于所述泵必须的功率引入到所述容器内，使用具有气体密封性电导线的连接装置。待被连接的电缆通常与电源导线的导体的电缆接线头拧在一起。这种类型的设备无疑经常由具有未确定基本技能的人员来建立或维修。如果要在维修操作之后更换或再引入导线，存在如下危险：即在所述电缆被连接时，可能发生机械损坏或故障，例如混淆相和以此方式，可能导致短路和有缺陷的密封连接。在可燃的危险材料的情况下，正是这些类型的故障可能具有致命的后果。另外，所述连接的过程是非常耗时的。

发明内容

因此，本发明的目的是降低在组装电流连接装置中的劳动强度以及增加操作安全性。这个目的通过独立权利要求的主题达到。本发明有利的具体实施方案和进一步的形式在从属权利要求中指出。

因此，本发明提供了用于容器的电流连接装置，所述容器特别是压力容器，所述装置包括：

-安装在所述容器上的法兰，在下文中称为容器法兰，该法兰具有引导到所述容器中的开口，并且在这个开口中，安装用于与外部电装置连接的电连接电缆，

-具有金属法兰的电导线，所述金属法兰具有至少一个在轴向方向上的由绝缘体密封填充的开口，并且在这个开口中布置至少一个导体，该导体相对于所述法兰是电绝缘的，其中所述电导线总共具有多个相对于所述法兰电绝缘的导体，以及

-保护罩(9)。

在这种情况下，将所述导线布置在安装于所述容器上的法兰和用于导向外部的电缆的保护罩(9)之间，并将其密封固定到所述容器法兰。将插头体***在所述容器法兰中或者***到在所述容器法兰中的容器开口中，其中所述内部供应电缆连接于所述插头体，和所述插头体具有对应于所述电导线的导体的插头元件，从而通过将所述导线连接到所述容器法兰上而将所述连接电缆电连接于所述电导线的导体。

所述保护罩也具有***在其中的插头体，该插头体具有插头元件，其中所述导向外部的电缆连接于所述插头元件并且该插头元件通过将所述保护罩放置在所述法兰上而与所述电导线的导体电接触。

借助于所述插头体，该插头体***在所述容器法兰的开口中并且其具有插头元件，所述插头元件在连接所述电导线时，电接触在所述容器与所述插头元件相连接的一侧上的连接电缆，避免了用于通过电缆接线头进行连接的花费，同时又避免了错误连接所述连接电缆的危险。同样的情况也适用于所述保护罩的组件。因此，实际上排除了对于所述电流连接装置的组件操作过程中的错误。

所述容器法兰可以被设计为例如对焊法兰。

为了获得在所述电导线与所述容器法兰之间的密封连接，必须在所述电导线的法兰上提供适合的密封表面。所述密封可以例如由O形环，尤其是容器垫圈或金属环密封来制备。还特别优选地在所述保护罩与所述电导线的金属法兰之间提供密封连接。这种密封连接也可以由O形环，金属垫圈或者其它与所述介质匹配的塑料、石墨、或石墨-金属垫圈制备。

在所述插头体中的插头元件优选被形成为插孔，在该插孔中，所述电导线的对应的导体在安装时接触。在这种情况下，所述电导线的导体的突出末端被形成为固体棒。

另外，所述电导线还优选具有管形绝缘元件，该管形绝缘元件至少在一侧围绕所述导体，并且至少在所述插孔的***区域中，这些元件的内壁与所述导体是径向隔开的。以这样的方式，绝缘路径被加长，从而增加了介电强度和降低了泄漏电流。相应的插头体然后可以具有形式为插孔的插头元件，所述插头元件***到所述管形绝缘元件中，并随后在与所述导体相接触的状态下被管形绝缘元件围绕。为了进一步改进绝缘性，所述插孔可以已经用绝缘管或绝缘软管来绝缘，所述绝缘管或绝缘软管在组装的状态下突出到所述相应的管形绝缘元件中。

在本发明的进一步形式中，所述管形绝缘元件还可以特别被直接安装在所述绝缘体上并粘合或模制成一个部件，使得与其相关的导体至少在从所述绝缘体出口的区域中完全地被电绝缘材料所包围。

为了将所述管形绝缘元件与在所述法兰中的绝缘体相连接，另外有利的是为了该目的提供至少一个弹簧元件，该弹簧元件永久地将所述管形绝缘元件压到指定的导体的绝缘体上。这样的弹簧元件例如可以是压板，所述压板在弯曲应力下通过将其与所述法兰相连接来放置。这样的板因此在某种程度上起到了薄片弹簧的作用。其它的可能性还包括牵力弹簧、弹簧垫圈或螺旋弹簧，它们将弹簧力在所述法兰中的一个或多个绝缘体上的方向上施加在所述管形绝缘元件上。借助于由弹簧力压迫的管形绝缘元件，甚至在老化和由于温度变化产生应力之后，避免或至少减少了沿着在所述绝缘体上的管形绝缘元件的支撑表面的严重的电流泄漏。此外，借助于弹簧力的压迫对于所述连接的可能的逐渐松弛起到反作用，这提高的所述介电强度的长期稳定性。

用于在所述容器侧上使用的或***到所述容器法兰的开口中的插头体的优选材料为聚四氟乙烯、陶瓷、纤维增强的环氧树脂或玻璃。这些材料不仅具有出色的绝缘性质，而且还适合于在高和低的温度下使用。后者的情况还特别发生在用于液化天然气的容器中。对于在保护罩中的插头体而言，还考虑其它材料，例如树脂浸渍的纸或多种塑料，例如聚乙烯。

所述电导线优选在使用合适的垫圈或衬垫的情况下，借助于螺栓和螺母与所述容器法兰旋在一起。以此方式，一方面获得了可靠的连接，和另一方面获得了用于产生可靠密封的高压力。特别地，还可以提供间断的螺钉连接，其同时将容器法兰、电导线和保护罩连接在一起以简化安装过程。

所述电流连接装置特别适合作为强电流功率的连接装置。为了传送必要的功率，所述电导线的导体为了该目的优选具有至少5毫米的直径。在信号导线的情况下应用这样的技术也是可能的。

正如在用于存储或运输危险材料的安全容器的情况下那样，如果所述电导线具有在轴向方向上的密封连接的两个导线单元，可以显著地改进操作安全性，其中所述部件中的每一个具有至少一个绝缘体和多个导体，其中所述部件的对应的导体被彼此电相连。因此，例如，如果所述绝缘体之一在所述电导线的容器侧上的部件中破坏，那么通过相对于其它部件的密封连接阻止了危险物质的泄漏。

通过在所述电导线中形式为玻璃密封的绝缘体实现了特别高的操作安全性，这是由其相对于温度的高稳定性和不敏感性导致的。但是，陶瓷绝缘体也同样适合。

根据本发明的电流连接装置的一个特别的优点还在于，它可以在很大程度上或甚至全部被构造为模块。预制的部件可以平行地完成、预安装和然后在工作地点非常简单地组装，这甚至可以由低资格的人员完成。在用于容器的现有技术的普通电流连接装置的情况下，几乎所有的完成步骤都是在实际的电流导线自身上进行的。由此，只有一个工作组或者有限数量的人员可以在所述连接装置的完成操作处工作。相反，上述的模块构造使得组件操作平行进行是可能的。

由具有所述插头体的连接部件或者由所述插头体自身形成两个部件。所述导线形成了另一个部件。如果，如优选的那样，所述导线被构造为两个部件，所述部件具有在轴向方向上的密封连接的导线单元，则所述导线的每个单元还可以形成为一个部件。在这种情况下，提供具有电连接的部件也是有利的，所述部件使所述导线单元的彼此相应的导体互相相连。所述导体，例如以双插孔形式的导体，为了该目的可以在所述部件中彼此绝缘地安装。为此，所述部件可以具有绝缘体，在该绝缘体中将电连接固定。为了完成所述导线，可以将具有电连接的部件然后连接到所述导线单元之一的导体上，并且随后可以将另外的导线单元***，使得在所述部件被组装时，彼此对应的所述导线对于的导体也可以同时彼此电接触。

因此，根据本发明的进一步的形式，提供了至少一个预制造的部件，该部件具有在所述连接侧的插头体，和至少一个另外的部件，该另外的部件具有一个或多个导线。相应地，由此产生了制造工艺，其中预制造上述部件以及通过将这些部件组合来完成所述电流连接装置。

特别地，所述完成方法可以基于根据权利要求1所述的电流连接装置的制造，其中至少在所述连接侧的插头体、从所述容器法兰移除的插头体以及所述导线是预制造部件的各个组成部分，并且这些部件被相应地预制造，并且所述电流连接装置是通过将具有所述导线的部件连接到具有所述保护罩和在其中固定的形式为待操作的插头元件的另一个部件上而完成。

下文中，将基于具体实施方式的实施例，参照所附附图来详细解释本发明。在此，相同的附图标记表示相同或相应的元件。

附图说明

在此：

图1为通过电流连接装置的示意截面图，

图2为电导线和相应的插头体的详图，

图3为电导线的透视图，和

图4为双部件电导线。

具体实施方式

图1示意性显示的是基础形式的电流连接装置的截面图。

由附图标记1标示的电流连接装置作为整体被安装在容器2的管接头21上。容器2可以例如是用于储存和/或运输液化天然气或石油产品的容器。尤其可以将用于传输所述容器内含物的的潜水泵在所述容器内部与电流连接装置1连接。

电流连接装置1包括对焊法兰3，其被焊接在容器2的管接头21，并且其具有引导到容器2中或引导到所述管接头中的开口，并且在这个开口中安装电连接电缆22，该电连接电缆22用于连接到外部电流供应装置，例如用于给结合到电连接电缆22的潜水泵供电的开关单元或控制单元。

将电导线7连接于在对焊法兰3上的金属法兰70上。借助于在所述电导线的金属法兰70与对焊法兰3之间布置的垫圈10产生在对焊法兰3和电导线7之间的密封连接。电导线7或其金属法兰70具有多个在轴向方向上延伸的开口，所述开口由绝缘体填充，这些开口由绝缘体72以密封和抗压的方式填充。在图1中示出的实施例中，导体73布置在每个绝缘体72中，所述导体的末端在轴向方向上在电导线7的两侧突出。借助于绝缘体72，导体73相对于金属法兰70或者相对于由绝缘体72填充的开口的边缘是电绝缘的。

将具有法兰90的保护罩9连接于电导线7，使得导线7布置在对焊法兰3和保护罩9之间。将外部的连接电缆23引入到保护罩9中。在图1所示的实施例中，在保护罩9上另外提供用于外部连接电缆23的电缆夹94。

将插头体5***到在对焊法兰3中的容器开口中并将其固定在其中，所述插头体具有对应于电导线7的导体73的形式为插孔50的插头元件，使得通过将电导线7连接到对焊法兰3上使导体73啮合在所述插孔中，并且以这样的方式，在所述容器中的连接电缆与电导线7中的导体73电接触。

保护罩9也具有***其中的插头体6，该插头体具有形式为插孔60的插头元件，其通过将保护罩9连接到电导线7的法兰上而与电导线7的导体73相接触，并且因此使外部的连接电缆23与导体73相连接。

优选地，在电导线7的法兰70和90与保护罩之间也安装垫圈11，从而尤其防止了水、湿气和灰尘进入到保护罩9中。

为了简化装配过程以及为了获得紧凑的外部尺寸，借助于连续的螺钉连接13将法兰70和90旋到对焊法兰3上。

图2显示的是根据本发明的电流连接装置1的具体实施方式的一个实施例的详图。该图显示了电导线7和插头体5，该插头体5在管接头21中连接在所述容器侧或固定在对焊法兰3中。

电导线7另外具有围绕导体73的管形绝缘元件76，并且这些元件的内壁与导体73是径向隔开的。在图2所示的实施例中，所述管形绝缘元件76的每一个具有伸出的底座77。用于管形绝缘元件76的具有开口的板78被连接于底座77并且借助于螺钉连接79与法兰70旋在一起，使得所述管形绝缘元件76被固定到位。以此方式，底座77尤其被直接压到绝缘体72上。

借助于板78的压迫使得在绝缘体72与绝缘元件76的接触表面的区域中的高压力成为可能。以此方式，所述板特别提供了一定的弹簧作用，其阻止了所述连接随时间流逝的可能的松弛，或降低了所述压力的逐渐消逝。通常，不限于图2中所示的实施例，在本发明的进一步形式中提供至少一个弹簧元件，借助于该弹簧元件，所述管形绝缘元件被压到所述导线的绝缘体上。由于绝缘元件76的压迫，避免了在法兰70中的绝缘体与绝缘元件76之间的界面处的严重电流泄漏。

为了这个目的，图3还显示了具有三个导体和相应的三个固定的、管形的绝缘元件76的电导线7的透视图。借助于螺钉连接79，板78在弯曲应力下被放置，整体上类似于板式弹簧，并且这种应力转移到管形绝缘元件76的底座77上。

作为用于管形绝缘元件76的材料，通常优选高绝缘性的、温度稳定的塑料，例如四氟乙烯。同样对于插头体5，这也是适用的。例如玻璃或陶瓷的材料也适合用于插头体5。另外，在保护罩9中的在所述连接侧上的用于插头体6的合适的材料为环氧树脂和树脂浸渍的纸。

插头体5具有开口52，其中将管形绝缘元件76***到所述开口中。另外，将所述插头体的插孔50固定在开口52内中心位置，并且这些插孔又连接在所述电导线的导体73上，并且产生与导体73的电接触。通过与相应的开口52结合的绝缘元件76实现了很长的漏电路径，这又提高了介电强度。通过所述插孔的附加的绝缘性可以进一步改进绝缘能力。

电导线7的另一侧和在所述保护罩中的插头体6也优选基于图2所示的来构成。但是为了易于理解的目的，在所述电导线的另一侧上的管形绝缘元件和附属于其的保护罩9的插头体6在图2中未标出。

此外，在图2中标出了密封表面80，在其上施加了在图1中示出的垫圈10，以及在电导线7的法兰70边缘的通孔75，通过这些通孔将用于所述组件的螺钉连接13***。

在之前示出的具体实施方式的实施例中，每次将导体布置在所述电导线的法兰的轴向开口中。事实上，为了所述电流供应，通常提供多个导体，但是当然，多个导体也可以被普通绝缘体使其相对于所述法兰是电绝缘的。

图4为图1所示实施例的优选的变体和进一步的形式。在该变体中，提供了双部件电导线7。在此，电导线7包括具有绝缘导体73的法兰70。另一个以金属体形式的部件81被另外连接到法兰70上。所述另外的部件在图4所示的实施例中被成型为帽状。然而，当然，另外可选的形式也是可以的。在另外的部件81中，导体730还优选被布置为与导体73轴向排列，所述导体730通过绝缘体相对于另外的部件81是电绝缘的。

在所述导线的法兰70和另外的部件81之间形成了与外界隔绝的密封的中间室82。在该中间室中，在法兰70中的相应的导体73、730与另外的部件81彼此接触，并且借助于绝缘管被绝缘。双侧的插孔83，例如如图4所示的，可以用于这个目的。

该变体具有如下优点，即如果密封和抗压制造的绝缘体72、720之一关于所述密封失去功能时，所述电流导线以气体密封的方式另外密封容器2，因为在这种情况下，气体或液体由于出现的泄露可能至多渗透到中间室82中。检验所述中间室的压力增加或下降，使得对所述密封性的恒定监控成为可能。

如在图1和4中示意性示出的，预先预组装的电流连接装置可以然后以特别有利的方式，通过非常简单和快速地将预制造的部件进行连接，特别是通过通过平行操作完成所述部件，而在安装地点组装。在这种情况下，导线7形成了预制造的部件。另一个部件包括在所述连接侧上的插头体6。

然后通过将所述部件连接于电导线7和将另一个部件连接于插头体6而完成所述电流连接装置。保护罩9还优选可以属于具有插头体6的部件。以这种方式，在组件7和9与法兰3连接时，同时实施了所述电接触。

在图4示例性示出的双部件电导线7的情况中，所述两个部件70和81还可以共同形成部件。在这种情况下，所述两个部件70、81通过借助于插孔83与导体72、730接触，而被预组装。另外，在导体72，730之间的导电连接，其由在图4所示实施例中的插孔形成，也可以被设计为部件。例如，可以将所述插孔布置在绝缘支架装置中。在所述绝缘支架装置中组合的具有所述导电连接的元件然后可以被连接到部件70、81之一的导体上，并且随后，可以安装另外的部件，使得两个部件70、81的相应的导体都同时采用这种组装步骤被彼此电接触。

对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明不限于上述示例性具体实施方案，而是可以以许多方式变化，尤其还在所附的权利要求的范围内。同样，以此方式，尤其还可以将所述具体实施方式的实施例的特征彼此组合。因此，在附图1和4中所示的具体实施方式的实施例以非常简化的方式示出，并且其中描绘的电流连接装置尤其还可以在一侧或两侧具有管形绝缘元件，例如基于图2所描述的那些。

Claims (13)

1.容器(2)的电流连接装置(1)，该装置包括：

-安装在容器(2)上的容器法兰(3)，该容器法兰具有引导到容器(2)中的开口，在所述开口中，安装用于与外部电装置连接的电连接电缆(22)，

-具有金属法兰(70)的电导线(7)，所述金属法兰(70)具有至少一个在轴向方向上的由绝缘体(72)密封填充的开口，并且在所述开口中布置至少一个导体(73)，该导体(73)相对于法兰(70)是电绝缘的，其中所述电导线(7)总共具有若干个相对于法兰(70)电绝缘的导体(73)，以及

-保护罩(9)，

其中，将导线(7)布置在容器法兰(3)和保护罩(9)之间并且将其密封固定到容器法兰(3)，和其中

-将插头体(5)***到在容器法兰(3)中的容器开口中，其中所述插头体(5)具有对应于电导线(7)的导体(73)的插头元件，从而通过将导线(7)连接到容器法兰(3)上而将连接电缆(22)电接触于电导线(7)的导体(73)，和其中保护罩(9)也具有***在其中的插头体(6)，这个插头体具有插头元件，该插头元件通过将保护罩(9)放置在法兰(70)上而电接触于电导线(7)的导体(73)。

2.根据权利要求1所述的电流连接装置，其进一步的特征在于，所述插头元件被成形为插孔(50，60)，在所述插孔(50，60)中，当电导线(7)的导体(73)被连接时，它们是啮合的。

3.根据前述权利要求中的一项所述的电流连接装置，其进一步的特征在于，至少在一侧上，电导线(7)具有围绕导体(73)的管形的绝缘元件，并且这些元件的内壁与所述导体是径向隔开的。

4.根据前述权利要求所述的电流连接装置，其进一步的特征在于，插头体(5、6)具有形式为插孔(50、60)的插头元件，该插头元件啮合在所述管形绝缘元件(76)中，并且在与导体(73)相接触的状态下，被管形绝缘元件(76)所围绕。

5.根据前述两项权利要求中的一项所述的电流连接装置，其进一步的特征在于，所述插头体(5、6)中的至少一个具有开口，其中对应的管形绝缘元件(76)突出到所述开口中。

6.根据前述两项权利要求中的一项所述的电流连接装置，其进一步的特征在于至少一个弹簧元件，借助于该元件将所述管形绝缘元件(76)压到导线(7)的绝缘体(72)上。

7.根据前述权利要求中的一项所述的电流连接装置，其进一步的特征在于，将电导线(7)与容器法兰(3)用螺钉旋在一起。

8.根据前述权利要求中的一项所述的电流连接装置，该装置被形成为电源连接装置，其中电导线(7)的导体(73)具有至少5毫米的直径。

9.根据前述权利要求中的一项所述的电流连接装置，其进一步的特征在于，电导线(3)具有在轴向方向上密封结合的两个部件，其中所述部件中的每一个具有至少一个绝缘体(72、720)和多个导体(72、720)，其中所述部件的对应的导体(72、720)彼此是电连接的。

10.根据前述权利要求中的一项所述的电流连接装置，其进一步的特征在于，所述绝缘体(72)包括在所述电导线中的玻璃密封体。

11.根据前述权利要求中的一项所述的电流连接装置，其进一步的特征在于，所述保护罩(9)密封地与所述电导线(3)连接。

12.一种危险材料的容器，特别是用于可燃材料的容器，其特征在于根据前述权利要求中的一项所述的电流连接装置(1)。

13.制造根据权利要求1至11中一项所述的电流连接装置的方法，在该方法中，预制造具有所述导线和在所述连接侧上的插头体(6)的部件，和其中，通过将部件连接于电导线(7)和将另一个部件连接于插头体(6)而完成所述的电流连接装置。

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