MÜLLER-SIEBERT, Reinhard (Wyttenbachstrasse 11, Bern, CH-3013, CH)
| PATENTANSPRüCHE
1. Behältnis (1) mit einem Innenraum (4) mit einem festen Innenraumvolumen, zur gegenüber der Behältnisumgebung (2) abgeschlossenen Aufnahme einer bestimmten Menge einer Flüssigkeit (3) , wobei das Behältnis (1) mit Kompensationsmitteln zur Kompensation einer insbesondere durch Temperaturänderung der Flüssigkeit (3) bewirkten Volumenänderung der im Behältnis (1) aufzunehmenden Flüssigkeitsmenge versehen ist, wobei die Kompensationsmittel ein flüssigkeitsdichtes und zumindest in Teilbereichen flexibel ausgebildeten Kompensationselement (5) umfassen, welches den Innenraum (4) von der Behältnisumgebung (2) trennt und bei einer Volumenänderung, insbesondere bei einer Volumenzunahme einer im Innenraum (4) des Behält- nisses (1) angeordneten Flüssigkeitsmenge (3) , durch elastische Formänderung ein von den Kompensationsmitteln gebildetes Kompensationsvolumen entsprechend vergrössert oder verkleinert, dadurch gekennzeichnet, dass das Kompensationselement (5) derartig ausgebildet ist, dass seine elastische Formänderung zur Veränderung des Kompensationsvolumens im wesentlichen durch Falten, Entfalten ünd/oder Rollen dünnwandiger flexibler Bereiche (6) des Kompensationselements (5) bewirkt wird.
2. Behältnis (1) nach Anspruch 1, dadurch ge~ kennzeichnet, dass das Kompensationselement (5) zuoberst am Behälter angeordnet ist, derart, dass seine dem Innenraum (4) zugewandte Seite bei bestimmungsgemäss mit einer Flüssigkeitsmenge (3) befülltem Behälter in Kontakt mit der Oberfläche der Flüssigkeit (3) und/oder in Kontakt mit einem oberhalb der Oberfläche der Flüssigkeit (3) befindlichen Gasvolumen (7) steht.
3. Behältnis (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kompensationselement (5) derartig ausgebildet ist, dass die bei der Formänderung zur Bildung des maximalen Kompensationsvolumens auftretende Höhenänderung des Kompensationsele- ments (5) klein ist gegenüber seiner horizontalen Erstreckung,, insbesondere weniger als 20% seiner kleinsten horizontalen Erstreckung, und insbesondere weniger als 10% seiner kleinsten horizontalen Erstreckung beträgt.
4. Behältnis (1) nach Anspruch 3, dadurch ge- kennzeichnet, dass das Kompensationselement (5) derartig ausgebildet ist, dass es ausgehend von seiner Ausgangsform pro Liter Zunahme seines Kompensationsvolumens eine Höhenänderung von maximal 10 mm, insbesondere von maximal 6 mm erfährt. 5. Behältnis (1) nach einem der vorangehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompensationsmittel derartig ausgebildet sind, dass bei drucklos und vollständig mit einer Flüssigkeit (3) befülltem Behältnis (1) eine Volumenänderung der Flüssigkeit von 5% eine Druckerhöhung im Behältnis (1) um höchstens 50 mbar, insbesondere um höchstens 25 mbar und insbesondere um höchstens 5 mbar bewirkt.
6. Behältnis (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompensa- tionsmittel, angeordnet auf der dem Innenraum (4) des
Behältnisses (1) zugewandten Seite des Kompensationsele- ments (5), Rückhaltemittel aufweisen, welche bei Unterschreitung eines bestimmten Flüssigkeitsvolumens, bei Unterdruck oder bei Unterschreitung eines bestimmten Unter- drucks im Innenraum (4) des Behältnisses (1) das Kompensationselement (5), insbesondere im Bereich der dünnwandigen flexiblen Bereiche (6), stützen, zur Verhinderung einer unzulässigen Formänderung oder Zerstörung des Kompensationselements (5) . 7. Behältnis (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückhaltemittel ein insbesondere starres, sich durchgehend zwischen dem Kompensationselement (5) und dem Innenraum (4) des Behältnisses (1) erstreckendes und mit mindestens einer Durchtrittsöffnung versehenes Stützelement (8, 9) umfassen.
8. Behältnis (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (8, 9) von einem perforierten Blech (8) oder einer Gitterstruktur (9) gebildet ist.
9. Behältnis (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kompensationselement (5) als Falten- oder Rollbalg, mit oder ohne einem oder mehreren starren Bereichen (15) , ausgebildet ist.
10. Behältnis (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Kompensationselement (5) als im wesentlichen schlaffer Sack oder Beutel ausgebildet ist.
11. Behältnis (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompensa- tionsmittel, angeordnet auf der dem Innenraum (4) des Behältnisses (1) abgewandten Seite des Kompensationselements (5) , Rückhaltemittel aufweisen, welche bei überschreitung eines bestimmten Flüssigkeitsvolumens oder eines bestimmten überdrucks im Innenraum (4) des Behält- nisses (1) das Kompensationselement (5), insbesondere im Bereich der dünnwandigen flexiblen Bereiche (6), stützen, zur Verhinderung einer unzulässigen Formänderung oder Zerstörung des Kompensationselements (5) .
12. Behältnis (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückhaltemittel ein insbesondere starres, sich durchgehend zwischen dem Kompensationselement (5) und der Behältnisumgebung (2) erstreckendes und mit mindestens einer Durchtrittsöffnung (13) versehenes Stützelement (10) umfassen. 13. Behältnis (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (10) von einem mindestens eine Durchtrittsöffnung (13) aufweisenden Deckel (10), insbesondere aus Blech, gebildet ist.
14. Behältnis (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (10) lösbar auf einem
Befestigungsflansch (11) befestigt ist und das Kompensa- tionselement (5) durch Klemmung zwischen dem Deckel (10) und dem Befestigungsflansch (11) befestigt ist.
15. Behältnis '(1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kompensationselement (5) ölfest ist, und insbesondere, dass dieses zumindest teilweise aus Weichgummi besteht.
16. Behältnis (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kompensa- tionselement (5) Sauerstoff- und wasserdampfdicht ist, insbesondere luft- und wasserdampfdicht ist, und insbe- sondere, dass dieses zumindest teilweise aus Weichgummi besteht .
17. Behältnis (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Behältnis teilweise oder vollständig mit einer Flüssigkeit (3) ge- füllt ist.
18. Behältnis (1) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass es in seinem Innenraum (4) eine Füllung aus Isolieröl (3) aufweist und einen vollständig vom Isolieröl (3) umgebenen Hochspannungsleiter. 19. Behältnis (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Behältnisumgebung (2) auf Atmosphärendruck liegt und insbesondere mit der Atmosphäre in Verbindung steht.
20. Behältnis (1) nach einem der vorangehen- den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Behältnis
(1) das Gehäuse eines Hochspannungstransformators, eines Hochspannungsschalters oder eines Hochspannungsgenerators bildet.
21. Verwendung des Behältnisses (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche als isolierölgefülltes Gehäuse für ein im Betrieb hochspannungsführendes Bauteil. |
Behältnis zur Aufnahme einer Flüssigkeit mit Mitteln zur Kompensation einer Volumenänderung der aufzunehmenden
Flüssigkeit
TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft ein Behältnis mit einem festen Innenraumvolumen zur gegenüber der Behältnisumgebung abgeschlossenen Aufnahme einer bestimmten Menge einer Flüssigkeit sowie eine Verwendung des Be- hältnisses als isolierölgefülltes Gehäuse für ein im
Betrieb hochspannungsführendes Bauteil gemäss den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche.
STAND DER TECHNIK Bei der im wesentlichen drucklosen Lagerung von flüssigen Stoffen in Behältern oder Verwendung als technische Fluide in Bauteilen technischer Anlagen ergibt sich oftmals die Notwendigkeit, einen direkten Kontakt dieser Stoffe mit der Umgebungsluft zu verhindern, sei es, weil von diesen Stoffen Gefahren ausgehen, oder sei es, weil diese mit Bestandteilen der Luft, wie z.B. mit Sauerstoff oder Feuchtigkeit, reagiexen und dadurch unbrauchbar werden können. Insbesondere bei kompakten Hochspannungsanlagen und Hochspannungstransformatoren, bei denen spannungsführende Bauteile zumeist in geschlossenen, mit Isolieröl befüllten Behältnissen geführt und auf diese Weise isoliert werden, ist es von grösster Wichtigkeit, dass das Isolieröl nicht direkt mit der Umgebungsluft in Kontakt kommt, da es sonst in seiner Isolations- fähigkeit degradiert und seiner Isolationsfunktion nicht mehr nachkommen kann.
Um eine Beschädigung bzw. Zerstörung des Lagerungsbehälters oder des Anlagenbauteils durch eine behinderte Volumenzunahme oder Volumenabnahme der darin befindlichen Flüssigkeit zu verhindern oder um bestimmte gesetzliche Vorschriften einhalten zu können, ist es zu-
dem notwendig, am Behälter selbst oder an der Anlage bauliche Massnahmen zur Ermöglichung einer möglichst ungehinderten Volumenänderung der Flüssigkeit vorzusehen.
Dies geschieht gemäss dem Stand der Technik dadurch, dass ein die Flüssigkeit von der Umgebung tren- nendes und verschieblich in einem entsprechenden Zylinder angeordnetes Kolbenelement vorhanden ist, dass ein die Flüssigkeit von der Umgebung trennendes elastisch dehnbares Element, wie z.B. eine dehnbare Membran, vorhanden ist oder dass ein mit dem Innenraum des Behälters oder Anlagenbauteils verbundenes externes Expansionsgefäss vorhanden ist, dessen Innenraum über eine Trockenpatrone mit der Umgebung kommuniziert.
Dabei weist die erstgenannte Variante den Nachteil auf, dass es aufgrund der zu überwindenden Haft- reibung zwischen der Kolbendichtung und der Zylinderwandung vorübergehend zu einem relativ grossen Druckanstieg im Behälter oder Anlagenbauteil kommt und dass die Wahrscheinlichkeit eines Versagens der Volumenkompensation durch ein Verkanten des Kolbens oder ein Verkleben der Dichtung relativ hoch ist. Auch ergibt sich bei einer Volumenverkleinerung das Problem, dass sich bis zur überwindung der Haftreibung zwischen Kolben und Zylinder im Lagerungsbehälter oder im Anlagenbauteil ein Vakuum bildet, welches zu einer unerwünschten Dampfblasenbildung innerhalb der Flüssigkeit führen kann.
Die zweitgenannte Variante vermeidet einige Nachteile der erstgenannten Variante, weist jedoch den Nachteil auf, dass relativ grosse Flüssigkeitsdrücke erforderlich sind, um bei einer betriebssicheren Ausbildung des elastisch dehnbaren Elementes nennenswerte Volumenänderungen zu bewirken.
Die letztgenannte Variante vermeidet die
Nachteile der beiden zuvor genannten Varianten, kann indes aber nicht verhindern, dass die Flüssigkeit mit der, wenn auch getrockneten, Umgebungsluft in Kontakt kommt und mit dieser reagieren kann.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Es stellt sich daher die Aufgabe, ein Behältnis zur gegenüber der Behältnisumgebung abgeschlossenen Aufnahme einer Flüssigkeitsmenge zur Verfügung zu stellen, welches die Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist oder diese zumindest teilweise vermeidet.
Diese Aufgabe wird durch das Behältnis gemäss Patentanspruch 1 gelöst. Demgemäss weist das Behältnis einen Innenraum mit einem festen Innenraumvolumen auf und ist geeignet, eine Flüssigkeitsmenge derartig in sich aufzunehmen, dass diese vollständig von der Behältnisumgebung getrennt ist, so dass praktisch kein Stoffaustausch zwischen der Flüs- sigkeit und der Behältnisumgebung möglich ist. Unter einem „Innenraum mit einem festen Innenraumvolumen" wird dabei ein Innenraum verstanden, der von im wesentlichen starren, konstruktiv nicht zur Verformung unter betriebsüblichen Innen- und/oder Aussendrücken vorgesehen Wandun- gen gebildet wird. Das Behältnis umfasst Kompensationsmittel zur Kompensations einer Volumenänderung der im Behältnis aufzunehmenden Flüssigkeitsmenge, mit mindestens einem flüssigkeitsdichten und ganz oder teilweise flexibel ausgebildeten Kompensationselement, welches den In- nenraum von der Behältnisumgebung trennt und sich bei einer Volumenänderung der in Innenraum aufzunehmenden Flüssigkeitsmenge elastisch verformt und dadurch ein von den Kompensationsmitteln gebildetes Kompensationsvolumen entsprechend der Volumenänderung vergrössert oder ver- kleinert. Eine solche Volumenänderung der Flüssigkeitsmenge im Behältnisinnenraum kann beispielsweise durch eine Temperaturänderung der Flüssigkeit hervorgerufen werden .
Dabei ist das Kompensationselement derartig ausgebildet, das seine elastische Formänderung im wesentlichen durch Falten, Entfalten und/oder Rollen dünnwandi-
ger flexibler Bereiche des Kompensationselements bewirkt wird, und nicht, wie bei der eingangs beschriebenen zweiten Variante gemäss dem Stand der Technik, durch flächige Dehnung eines elastischen Elements, wie z.B. einer dehnbar ausgebildeten Behälterwandung. Durch die Erfindung wird die Bereitstellung von Behältnissen für die gegenüber der Behältnisumgebung abgeschlossene Aufnahme einer Flüssigkeitsmenge möglich, bei denen die Flüssigkeit vollständig von der Behältnisumgebung getrennt ist und bei denen gleichzeitig etwaige Volumenänderungen der Flüssigkeitsmenge, wie sie z.B. durch Temperaturänderungen derselben hervorgerufen werden, auf zuverlässige Weise und ohne nennenswerte änderung des Drucks im Innenraum des Behältnisses kompensiert werden können, da zur Formänderung des Kompensationsele- ments nur wenig Energie benötigt wird. Insbesondere werden hierdurch qualitativ hochwertige und wartungsarme isolierölgefüllte Anlagenbauteile für Hochspannungsanlagen möglich, welche nicht unter die Vorschriften für Druckbehälter fallen und daher wesentlich kostengünstiger herzustellen und zu betreiben sind als die heute für den jeweiligen Zweck verfügbaren Bauteile.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Behältnisses befindet sich das Kompensationselement zuoberst am Behälter, so dass seine dem Innenraum zugewand- te Seite bei bestimmungsgemäss mit einer Flüssigkeitsmenge befülltem Behältnis in Kontakt mit der Oberfläche der Flüssigkeit oder, bei nicht vollständig mit einer Flüssigkeit gefülltem Behältnis, in Kontakt mit einem oberhalb der Oberfläche der Flüssigkeit befindlichen Gas- volumen steht. Hierdurch kann das Kompensationselement extrem „weich" ausgebildet werden, da es keinen hydrostatischen Druck aufnehmen muss, und es wird die Realisierung von erfindungsgemässen Behältnissen möglich, bei denen die Kompensation einer Volumenzunahme der Flüssig- keitsmenge praktisch keinen Druckanstieg im Innenraum bewirkt .
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Behältnisses ist das Kompensationselement derartig ausgebildet, dass die bei einer Formänderung zur Bildung eines maximalen Kompensationsvolumens auftretende Höhenänderung des Kompensationselements klein ist gegenüber seiner horizontalen Erstreckung, insbesondere weniger als 20% seiner kleinsten horizontalen Erstreckung, und insbesondere weniger als 10% seiner kleinsten horizontalen Erstreckung beträgt. Hierdurch lässt sich, insbesondere in Verbindung mit der zuvor erwähnten bevorzugten Ausführ- ungsform, die durch eine Volumenzunahme der Flüssigkeit bewirkte Zunahme des hydrostatischen Druckes im Innenraum weiter minimieren, da der Flüssigkeitspiegel im Verhältnis zur Volumenzunahme nur gering ansteigt.
Dabei ist es bevorzugt, wenn das Kompensa- tionselement derartig ausgebildet ist, dass es ausgehend von seiner Ausgangsform pro Liter formänderungsbedingter Zunahme seines Kompensationsvolumens eine Höhenänderung von maximal 10 mm, bevorzugterweise von maximal 6 mm erfährt. Solche Behältnisse sind besonders geeignet als isolierölgefüllte Gehäuse für Hochspannungsgeneratoren und Hochspannungstransformatoren, bei denen ein typisches maximales Kompensationsvolumen von einigen Litern erforderlich ist und gleichzeitig eine möglichst geringe Bauhöhe angestrebt wird. In noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Behältnisses sind die Kompensationsmittel derartig ausgebildet, dass bei drucklos und vollständig mit einer Flüssigkeit befülltem Behältnis eine Volumenänderung der Flüssigkeit von 5% zu einer Druckerhöhung im Innenraum des Behältnisses um höchstens 50 mbar, bevorzugterweise um höchstens 25 mbar und noch bevorzugter um höchstens 5 mbar führt. Hierdurch fallen solche Behältnisse bei einer Verwendung als isolierölgefüllte Anlagenkomponenten bei den typischerweise im Betrieb solcher Anlagen auftretenden Volumenänderungen der Isolierölfül- lung in vielen Ländern nicht unter die Vorschriften für
Druckbehälter, so dass auf regelmässige Betriebsprüfungen und teure konstruktive Ausgestaltungen verzichtet werden kann.
In noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Behältnisses verfügen die Kompensationsmit- tel auf der dem Innenraum des Behältnisses zugewandten Seite des Kompensationselements über Rückhaltemittel, welche bei Unterschreiten eines bestimmten Flüssigkeitsvolumens, Auftreten eines Unterdrucks im Innenraum des Behältnisses oder bei Unterschreitung eines bestimmten Unterdrucks im Innenraum des Behältnisses das Kompensationselement bevorzugterweise im Bereich der dünnwandigen flexiblen Bereiche stützen, so dass dieses nicht durch eine unzulässige Formänderung beschädigt oder gar zerstört wird. Dies ist inbesondere dann wichtig, wenn eine Vakuum-Befüllung des Behältnisses vorgesehen ist.
Dabei ist es von Vorteil, wenn die Rückhaltemittel ein bevorzugterweise starres, sich durchgehend zwischen dem Kompensationselement und dem Innenraum des Behältnisses erstreckendes und mit mindestens einer Durchtrittsöffnung versehenes Stützelement aufweisen bzw. von einem solchen gebildet sind, so dass sich eine gross- flächige und sichere Abstützung des Kompensationselements bei Unterschreitung eines bestimmten Flüssigkeitsvolumens oder Unterdrucks im Innenraum des Behältnisses ergibt. Bevorzugterweise wird das Stützelement dabei von einem perforierten Blech oder einer Gitterstruktur gebildet. Solche Bleche oder Gitter sind kostengünstig als Halbzeugmaterialien erhältlich.
In noch einer weiteren bevorzugten Ausführ- ungsform des Behältnisses ist das Kompensationselement als Falten- oder Rollbalg, mit oder ohne einem oder mehreren starren Bereichen, ausgebildet. Solche Kompensationselemente weisen in jedem im Betrieb auftretenden Verformungszustand eine geometrisch klar definierte Form auf und eignen sich deshalb besonders gut für eine über-
wachung der Volumenzunahme bzw. des Iπnenraumdrucks anhand der Geometrie des Kompensationselements.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform des Behältnisses ist das Kompensationselement als im wesentlichen schlaffer Sack oder Beutel ausgebildet. Eine solche Ausbildung begünstigt die Bereitstellung kostengünstiger Kompensationselemente und weist zudem den Vorteil auf, dass grosse Kompensationsvolumina praktisch ohne Druckaufbau zur Verfügung gestellt werden können, da die für die Formänderung erforderliche Energiemenge mini- mal ist und unabhängig vom bereitgestellten Kompensa- tionsvolumen ist, da sie nicht mit zunehmender Formänderung zunimmt .
In noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Behältnisses weisen die Kompensationsmittel, angeordnet auf der dem Innenraum des Behältnisses abgewandten Seite des Kompensationselements, also auf derjenigen Seite desselben, welche druckmässig mit der Umgebung des Behältnisses kommuniziert, Rückhaltemittel auf, welche bei überschreitung eines bestimmten Flüssig- keitsvolumens bzw. eines bestimmten überdrucks im Innenraum des Behältnisses das Kompensationselement bevorzugterweise im Bereich der dünnwandigen flexiblen Bereiche stützen, so dass dieses nicht durch eine unzulässige Formänderung beschädigt oder gar zerstört wird. Dabei ist es bevorzugt, wenn die Rückhaltemittel ein bevorzugterweise starres, sich durchgehend zwischen dem Kompensationselement und der Behältnisumgebung erstreckendes und mit mindestens einer Durchtrittsöffnung versehenes Stützelement aufweisen bzw. von einem solchen gebildet sind, so dass sich eine grossflächige und sichere Abstützung des Kompensationselements bei überschreitung eines unzulässigen Flüssigkeitsvolumens oder überdrucks im Innenraum des Behältnisses ergibt.
Bevorzugterweise wird das Stützelement dabei von einem mindestens eine Durchtrittsöffnung aufweisenden Deckel, insbesondere aus Blech, gebildet, so dass es nach
aussen hin zudem gegen mechanische Beschädigung geschützt ist.
Ist dabei der Deckel lösbar auf einem Befestigungsflansch befestigt und das Kompensationselement durch Klemmung zwischen dem Deckel und dem Befestigungs- flansch befestigt, was bevorzugt ist, so kann das Kompensationselement auf einfache Weise ausgetauscht werden.
In noch einer bevorzugten Ausführungsform des Behältnisses ist das Kompensationselement ölfest ausgebildet, und zwar bevorzugterweise zumindest teilweise aus Weichgummi, was das Behältnis geeignet macht für Flüssigkeiten wie Isolieröl.
In noch einer bevorzugten Ausführungsform des Behältnisses ist das Kompensationselement Sauerstoff- und wasserdampfdicht ausgebildet, bevorzugterweise luft- und wasserdampfdicht, und besteht dabei bevorzugterweise zumindest teilweise aus Weichgummi.
In noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Behältnisses ist dieses ganz oder teilweise mit einer Flüssigkeit gefüllt, bevorzugterweise mit öl. Dabei ist es bevorzugt, wenn das Behältnis in seinem Innenraum eine Füllung aus Isolieröl und einen vollständig vom Isolieröl umgebenen Hochspannungsleiter aufweist. Solche Ausgestaltungen eignen sich besonders als Bauteil für Hochspannungsanlagen. In noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Behälter derartig ausgestaltet, dass die Behältnisumgebung auf Atmosphärendruck liegt und bevorzugterweise von der Atmosphäre gebildet wird bzw. mit der Atmosphäre direkt in Verbindung steht. Solche Behält- nisse lassen sich vielseitig einsetzen.
In noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform bildet das Behältnis ein Gehäuse für einen Hochspannungstransformator, für einen Hochspannungsschalter oder für einen Hochspannungsgenerator. Hierbei treten die Vorteile der Erfindung besonders deutlich zu Tage.
Bevorzugterweise wird das erfindungsgemässe
Behältnis als isolierölgefülltes Gehäuse für ein im Betrieb hochspannungsführendes Bauteil verwendet.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN Weitere Ausgestaltungen, Vorteile und Anwendungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und aus der nun folgenden Beschreibung anhand der Figuren. Dabei zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Teil der Ober- seite einer ersten, als isolierölbefülltes Hochspannungsgeneratorgehäuse ausgebildeten Ausführungsform des erfin- dungsgemässen Behältnisses;
Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch das Oberteil des Behältnisses aus Fig. 1 entlang der Linie A - A in Fig. 1 bei kalter Isolierölfüllung;
Fig. 3 einen Vertikalschnitt durch das Oberteil des Behältnisses aus Fig. 1 entlang der Linie A - A in Fig. 1 bei warmer Isolierölfüllung;
Fig. 4 eine Darstellung wie Fig. 2 einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemässen Behältnisses;
Fig. 5 eine Darstellung wie Fig. 2 einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemässen Behältnisses;
Fig. 6 eine Darstellung wie Fig. 2 einer vierten Ausführungsform des erfindungsgemässen Behältnisses; und Fig. 7 eine Darstellung wie Fig. 2 einer fünften
Ausführungsform des erfindungsgemässen Behältnisses.
WEGE ZUR AUSFüHRUNG DER ERFINDUNG Die Figuren 1 bis 3 zeigen eine erste Ausführungsform des erfindungsgemässen Behältnisses in Form eines vollständig mit Isolieröl gefüllten Hochspannungsgeneratorgehäuses, und zwar einmal in der Draufsicht auf einen Teil seiner Oberseite (Fig. 1) sowie zweimal im Schnitt durch den in Fig. 1 gezeigten Teil seines Oberteils entlang der Linie A - A. Dabei zeigt Fig. 2 die Si-
tuation bei kalter Isolierölfüllung und Fig. 3 die Situation bei betriebswarmer Isolierölfüllung. Wie zu erkennen ist, weist das Behältnis 1 einen von starren Behältniswandungen 12 aus Stahlblech gebildeten Innenraum 4 mit einem festen Innenraumvolumen auf, welcher vollständig mit Silikonöl 3 gefüllt ist. Angeordnet an der Oberseite des Behältnisses 1 befinden sich anspruchsgemässe Kompensationsmittel, welche ein dünnwandiges, faltenbalgähnli- ches Kompensationselement 5 aus Weichgummi umfassen, das durch Klemmen zwischen einem mit den Behältniswandungen 12 verschweissten Befestigungsflansch 11 und einem auf diesen Flansch 11 aufgeschraubten Deckel 10 aus Blech mit Belüftungsbohrung 13 befestigt ist. Das Kompensationselement 5 verschliesst die vom Befestigungsflansch 11 gebildete öffnung flüssigkeits-, luft- und wasserdampfdicht und trennt so die Silikonölfüllung 3 von der Umgebung 2 des Behältnisses 1. Dabei liegt das Kompensationselement 5 in dem in Fig. 2 dargestellten Betriebszustand, bei welchem das Silikonöl 3 im Innenraum 4 des Behältnisses 1 eine Temperatur von etwa 5 0 C hat, mit seiner dem Innen- räum 4 zugewandten Seite auf einem am Befestigungsflansch 11 befestigten Lochblech 8 auf. Das Lochblech 8 erstreckt sich durchgehend über die vom Befestigungsflansch 11 gebildete öffnung und bildet dadurch eine grossflächige Auflage für das Kompensationselement 5. Erwärmt sich nun das im Innenraum 4 des Behältnisses 1 befindliche öl 3, z.B. auf 50 0 C, so dehnt es sich aus, tritt durch die Löcher des Lochbleches 8 und hebt das Kompensationselement 5 unter Faltung/Entfaltung desselben an, bis sich dieses wie in Fig. 3 gezeigt oben am Deckel 10 anlegt und dadurch gestützt wird. Der Deckel 10 schützt das Kompensationselement 5 zudem vor einer Beschädigung von aussen her. Durch die Belüftungsbohrung 13 wird sichergestellt, dass auf der dem Innenraum 4 abgewandten Seite des Kompensationselements 8 jederzeit At- mosphärendruck herrscht und die beim Aufsteigen des Korn-
pensationselements 5 verdrängte Luft problemlos entweichen kann.
Dadurch, dass die Formänderung des Kompensationselements 5 praktisch ausschliesslich durch Faltung desselben und ohne Gegendruck erfolgt, so dass äusserst wenig Formänderungsarbeit geleistet werden muss, kommt es bei der Kompensation der Volumenzunahme der Silikonölfül- lung 3 zu keinem nennenswerten Druckanstieg im Innenraum 4 des Behältnisses 1.
Fig. 4 zeigt einen Vertikalschnitt wie Fig. 2 durch das Oberteil einer zweiten äusführungsform des er- findungsgemässen Behältnisses 1. Im Gegensatz zu der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform umfassen die Kompensationsmittel hier einen kreisrunden Rohrstutzen 14, welcher an seinem oberen Ende einen Befestigungsflansch 11 bildet und an seinem unteren Ende mit den starren Behältniswandungen 12 verschweisst ist. Angeordnet im Rohrstutzen 14 befindet sich ein als Rollbalg ausgebildetes Kompensationselement 5 aus Gummi, welches an der Innenwand des Rohrstutzens 14 anliegt und mit seinen dünnwandigen flexiblen Bereichen 6 entlang dieser auf- und abrollen kann und in seiner Mitte eine steife Platte 15 aufweist, welche beim Auf- und Abrollen in vertikaler Richtung verschoben wird. Dabei ist das Kompensationselement 5 durch Klemmung zwischen dem Befestigungsflansch 11 und einem mit Schrauben auf diesem befestigten ebenen Deckel 10 mit zentraler Belüftungsbohrung 13 befestigt und trennt so die im Innenraum 4 des Behältnisses 1 befindliche ölfül- lung 3 flüssigkeits-, luft- und wasserdampfdicht von der Behältnisumgebung 2. Fig. 5 zeigt einen Vertikalschnitt wie Fig. 2 durch das Oberteil einer dritten Ausführungsform des er- findungsgemässen Behältnisses 1. Im Gegensatz zu der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform umfassen die Kompensationsmittel hier ein Kompensationselement 5, welches von einer durch eine elastische Sicke 6 umgebenen steifen Platte 15 gebildet ist. Dabei ist das Kompensationsele-
ment 5 durch Klemmung eines die Sicke 6 umgebenden flachen Befestigungsabschnitts zwischen einem mit den Behältniswandungen 12 verschweissten Befestigungsflansch 11 und einem mit Schrauben auf diesem befestigten Klemmring 16 befestigt und trennt so die im Innenraum 4 des Behält- nisses 1 befindliche ölfüllung 3 flüssigkeits-, luft- und wasserdampfdicht von der Behältnisumgebung 2. Zur Veränderung des Kompensationsvolumens kann sich die steife Platte 15 durch die Sicke 6 geführt in vertikaler Richtung verschieben, wobei es innerhalb der Sicke 6 zu einer Rollbewegung kommt.
Fig. 6 zeigt einen Vertikalschnitt wie Fig. 2 durch das Oberteil einer vierten Ausführungsform des er- findungsgemässen Behältnisses 1. Im Gegensatz zu der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform umfassen die Kompensa- tionsmittel hier ein Kompensationselement 5, welches als dünnwandiger, einseitig geschlossener Faltenbalg ausgebildet ist und mittels einer Schlauchschelle 17 auf einem mit den Behältniswandungen 12 verschweissten Befestigungsstutzen 18 befestigt ist. Im vorliegenden Fall ist der Innenraum 4 des Behältnisses 1 nicht vollständig mit einer Flüssigkeit 3 gefüllt, sondern es befindet sich im Raum oberhalb des Flüssigkeitsspiegels 19 ein bezüglich der Flüssigkeit inertes Gas 7. Entsprechend trennt hier das Kompensationselement 5 das oberhalb der Flüssigkeit 3 angeordnete Gas 7 gasdicht von der Umgebung 2. Kommt es zu einer Volumenveränderung der Flüssigkeitsmenge 3 im Innenraum 4 des Behältnisses 1, so verändert das falten- balgartige Kompensationselement 5 ziehharmonikaähnlich seine Form und stellt dadurch mehr oder weniger Kompensa- tionsvolumen zur Verfügung.
Fig. 7 zeigt einen Vertikalschnitt wie Fig. 2 durch das Oberteil einer fünften Ausführungsform des er- findungsgemässen Behältnisses 1. Wie schon bei der Ausführungsform gemäss Fig.2 umfassen die Kompensationsmit- tel hier einen mit den Behältniswandungen 12 verschweissten Befestigungsflansch 11 und einen Blechdeckel 10 mit
Belüftungsbohrung 13, zwischen welchen das eigentliche Kompensationselement 5 durch Klemmung befestigt ist. Im Gegensatz zu der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform besteht das Kompensationsmittel 5 im vorliegenden Fall aus einem schlaffen, gewebeverstärkten Gummisack 5, welcher die vom Befestigungsflansch 11 gebildete öffnung flüssig- keits-, luft- uns wasserdampfdicht verschliesst und so die Flüssigkeitsfüllung 3 von der Umgebung 2 trennt. Dabei liegt der Gummisack 5 bei dem hier dargestellten Betriebszustand, bei welchem die Flüssigkeit 3 im Innenraum 4 des Behältnisses 1 unterhalb der üblichen Betriebstemperatur liegt, mit seiner dem Innenraum 4 zugewandten Seite auf einem am Befestigungsflansch 11 befestigten Drahtgitter 9 auf, welches sich durchgehend über die vom Befestigungsflansch 11 gebildete öffnung erstreckt und so eine grossflächige Auflage für das Kompensationselement 5 bildet.
Erwärmt sich die im Innenraum 4 des Behältnisses 1 befindliche Flüssigkeit 3 und dehnt sich dadurch aus, so tritt sie durch die Maschen des Gitters 9 und hebt das als Gummisack 5 ausgebildete Kompensationselement 5 unter Faltung bzw. Entfaltung desselben an, bis dieses an dem hier kalottenförmig ausgebildeten Deckel 10 anschlägt, wobei die beim Aufsteigen des Kompensationselements 5 verdrängte Luft durch die Belüftungsbohrung 13 entweicht.
Während in der vorliegenden Anmeldung bevorzugte Ausführungen der Erfindung beschrieben sind, ist klar darauf hinzuweisen, dass die Erfindung nicht auf diese beschränkt ist und auch in anderer Weise innerhalb des Umfangs der nun folgenden Ansprüche ausgeführt werden kann.
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