DE102005008287B3

DE102005008287B3 - Conduit bushing on container for introducing electric cables has holder, attachable on container opening and has passage channel, sleeve filling passage channel, clamping device for arranging sleeve on holder and pipe having sealing device

Info

Publication number: DE102005008287B3
Application number: DE200510008287
Authority: DE
Inventors: Dimitri Dipl.-Ing. Padva
Original assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Current assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date: 2005-02-23
Filing date: 2005-02-23
Publication date: 2006-08-31
Anticipated expiration: 2025-02-24

Abstract

Conduit bushing on container (10) has holder (20) attachable on opening of container and has passage channel (25). The sleeve (26) is insertable in passage channel only from the side facing inside of container. Clamping device (33) is provided for fixing sleeve on holder (20). The pipe (30) has sealing device (31) for sealing against conduit which is led through pipe. The sleeve occupies the passage channel completely. The pipe is fixed on container-side end of sleeve. The holder has a flange section with a hole, in which a bush section is arranged, whereby the bush section forms a passage channel.

Description

Die Erfindung betrifft eine Leitungsdurchführung an einem Behälter zum Hindurchführen von elektrischen Leitungen oder Fluidleitungen, die aus dem Behälter herausgeführt werden müssen.The The invention relates to a cable bushing on a container for passing of electrical lines or fluid lines led out of the container have to.

Häufig ist es erforderlich, in einem Behälter an einem Messobjekt Messungen durchzuführen, die außerhalb des Behälters zeitgleich verfügbar sein müssen. Beispiele für solche Untersuchungen sind Brennkammerversuche, bei denen beispielsweise Betriebsbedingungen einer realen Gasturbine auf einem Prüfstand simuliert werden. Solche Betriebsbedingungen umfassen u.a. hohe Temperaturen und Drücke. Derartige Druckbehälter werden auch als Rig bezeichnet. Am Testobjekt werden an diversen Stellen Leitungen für die Temperatur- bzw. die Druckmessungen angebracht. Diese Leitungen sind an eine außerhalb des Behälters befindliche Messwerterfassung angeschlossen und müssen aus dem Rig nach draußen geführt werden. Die Leitungsdurchführung muss die Dichtigkeit des Rigs gewährleisten. Die Messleitungen dürfen nicht beschädigt werden. Die Leitungsdurchführung muss so flexibel sein, dass ein Einbau und Ausbau des Testobjekts ohne Beschädigung oder Abriss der Leitungen erfolgen kann.Frequently it is necessary to put in a container to measure a measurement object outside of the container available at the same time have to be. examples for such investigations are combustion chamber tests in which, for example, operating conditions simulating a real gas turbine on a test bench. Such Operating conditions include i.a. high temperatures and pressures. such pressure vessel are also called rig. At the test object will be at various places Lines for the temperature and the pressure measurements attached. These lines are at an outside of the container connected measured value acquisition and must be off the rig outside guided become. The cable feedthrough it is necessary to provide tightness of a rig. The test leads allowed to not damaged become. The cable feedthrough must be so flexible that a fitting and removal of the test object without damage or demolition of the pipes can take place.

Bekannt sind Leitungsdurchführungen unter Verwendung von Teflonscheiben mit Hochtemperatursilikonabdichtung, Leitungsdurchführungen mit einem Rohrstück mit ausgehärteter Kunstharzfüllung sowie Verschraubungen mit Stern und weichem Material (Speckstein). Schwierigkeiten entstehen dadurch, dass die Materialien bei hohen Temperaturen weich werden und ihre Form ändern. Das führt zu Leckagen, die wiederum noch höhere Erwärmungen verursachen. Zudem benötigen einige Dichtungsmaterialien eine sehr lange Trocknungszeit. Weiterhin begeben sich Schwierigkeiten, wenn eine Messleitung ausgetauscht werden muss oder eine neue hinzukommt. Dabei muss oft die gesamte Füllung gebrochen werden. Das Risiko, andere Leitungen zu beschädigen, ist hoch. Außerdem ist nach einem Öffnen der Leitungsdurchführung häufig der Einsatz neuer Dichtungsmaterialien erforderlich.Known are cable bushings using teflon discs with high temperature silicone seal, Cable bushings with a piece of pipe with hardened Resin filling as well Fittings with star and soft material (soapstone). difficulties The result of this is that the materials soften at high temperatures and change their shape. Leading to leaks, in turn, even higher Cause warming. In addition need some sealing materials have a very long drying time. Continue to go Difficulties when replacing a measuring line must or adds a new one. It often has the entire filling broken become. The risk of damaging other lines is high. Besides that is after opening the line implementation often the use of new sealing materials required.

In US 2002/0104673 A1 ist eine Leitungsdurchführung an einem Druckbehälter beschrieben. Diese weist einen von außen an eine Öffnung des Behälters ansetzbaren Halter mit einem Durchgangskanal auf. Der Halter enthält an seinem behälterseitigen Ende eine Hülse, die nur von der dem Behälterinneren zugewandten Seite aus in den Durchgangskanal einschiebbar ist. Diese Hülse ist mit Dichtungen gegen den Halter abgedichtet. Sie hält in dem Halter aufgrund des im Behälter herrschenden Überdrucks. Wenn im Behälter allerdings auch hohe Temperaturen herrschen, wirken diese auf die Dichtung, die dadurch undicht werden kann.In US 2002/0104673 A1 describes a line bushing on a pressure vessel. These shows you from the outside to an opening of the container attachable holder with a through channel on. The holder contains at his container side End a sleeve, the only of the container interior facing side into the passageway can be inserted. These Sleeve is sealed with seals against the holder. She is holding in the holder because of in the container prevailing overpressure. When in the container However, high temperatures prevail, they act on the Seal that can be leaking.

DE 34 12 786 C2 beschreibt eine Leitungsdurchführung, bei der ein Metallgehäuse mit einem Flansch an einem Behälter befestigt ist. Das Metallgehäuse enthält elektrische Leitungen, die in Gießharz vergossen sind. DE 34 12 786 C2 describes a conduit feedthrough in which a metal housing with a flange is attached to a container. The metal housing contains electrical leads that are cast in casting resin.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Leitungsdurchführung für einen Behälter zu schaffen, die zerstörungsfrei demontierbar ist und ohne irgendein Vergussmaterial auskommt.Of the Invention is based on the object, a cable feedthrough for a container to create the non-destructive is removable and can be done without any potting material.

Die Leitungsdurchführung der vorliegenden Erfindung ist durch den Patentanspruch 1 definiert. Erfindungsgemäß ist ein Halter vorgesehen, der von außen an eine Öffnung des Behälters ansetzbar ist und einen Durchgangskanal aufweist. In den Durchgangskanal kann eine den Durchgangskanal ausfüllende Hülse eingesetzt werden, die nur von der dem Behälterinneren zugewandten Seite aus in den Durchgangskanal einschiebbar ist. Eine Klemmvorrichtung legt die Hülse an dem Halter fest. Durch die Hülse verläuft ein Rohr, das am behälterseitigen Ende der Hülse befestigt ist und eine Dichtvorrichtung zum Abdichten gegen eine durch das Rohr geführte Leitung aufweist.The Cable bushing The present invention is defined by claim 1. According to the invention is a Holder provided from the outside to an opening of the container can be attached and has a through-channel. In the passageway a passageway filling the sleeve can be used, the only from the inside of the container facing side into the passageway can be inserted. A Clamping device puts the sleeve stuck to the holder. Through the sleeve extends a pipe at the tank end the sleeve is attached and a sealing device for sealing against a guided by the tube Line has.

Bei der erfindungsgemäßen Leitungsdurchführung kann die Klemmvorrichtung gelöst werden, um die Hülse mit dem darin befestigten mindestens einen Rohr zum Behälterinneren hin zu demontieren. Das Rohr ist mit der Hülse fest verbunden, beispielsweise verlötet oder verschweißt, so dass es zusammen mit der Hülse herausnehmbar ist. Durch das Rohr hindurch verläuft die Leitung. Das Rohr ist über das äußere Ende der Hülse hinaus verlängert, so dass die Dichtvorrichtung, die die Leitung gegen das Rohr abdichtet, außerhalb des Behälters leicht zugänglich ist. Diese Dichtung ist vorzugsweise als Klemmvorrichtung ausgebildet. Es besteht somit die Möglichkeit, dass die Dichtvorrichtung gelöst wird, um die Leitung in Längsrichtung zu verschieben. Vorzugsweise sind mehrere Rohre in der Hülse angeordnet, wobei jedes der Rohre eine separate Leitung aufnehmen kann. Auf diese Weise entsteht eine Vielfach-Leitungsdurchführung, bei der zahlreiche Leitungen aus dem Behälter herausgeführt werden.at the cable bushing according to the invention can the clamping device solved be to the sleeve with the attached at least one tube to the container interior to disassemble. The tube is firmly connected to the sleeve, for example soldered or welded, so it's together with the sleeve is removable. The pipe runs through the pipe. The tube is over the outer end the sleeve extended, such that the sealing device that seals the conduit against the tube outside of the container easily accessible is. This seal is preferably designed as a clamping device. It is therefore possible that solved the sealing device is going to be the pipe in the longitudinal direction to move. Preferably, a plurality of tubes are arranged in the sleeve, wherein each of the tubes can receive a separate line. On This way, a multiple-line implementation, at the numerous lines are led out of the container.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Halter ein Flanschteil mit einer Durchgangsbohrung und ein in der Durchgangsbohrung befestigtes Buchsenteil aufweist, wobei das Buchsenteil den Durchgangskanal bildet. Ein derartiger Halter kann ein Normflansch sein, der mit einem Behälterflansch in üblicher Weise verbunden wird. In die Zentralbohrung des Flanschteils ist das Buchsenteil, das ebenfalls aus Metall besteht, eingesetzt. Die Verbindung kann geschweißt sein, um die erforderliche Dichtheit zu gewährleisten.According to a preferred embodiment of the invention it is provided that the holder has a flange with a through hole and a fixed in the through hole socket part, wherein the socket part forms the passageway. Such a holder may be a standard flange, which is connected to a container flange in the usual way. In the central bore of the flange partly the socket part, which also consists of metal, is used. The connection can be welded to ensure the required tightness.

Gemäß einer speziellen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Buchsenteil einen am behälterseitigen Ende des Flanschteils abgestützten Ringkragen aufweist. Auf diese Weise wird die erforderliche Druckfestigkeit erhöht und es wird verhindert, dass das Buchsenteil durch den Behälterinnendruck sich relativ zu dem Flanschteil verschiebt.According to one special embodiment of the invention it is provided that the Socket one on the tank side End of the flange part supported ring collar having. In this way, the required pressure resistance elevated and it prevents the sleeve part from being pressed by the tank internal pressure moves relative to the flange.

Die Klemmvorrichtung kann eine Überwurfmutter aufweisen, die auf das Buchsenteil aufgeschraubt ist und einen Dichtungsring radial gegen die Hülse drückt. Auf diese Weise geschieht die Druckabdichtung der Hülse an dem behälternahen Ende. Der Dichtungsring besteht vorzugsweise aus einem Weichmetall.The Clamping device can be a union nut have, which is screwed onto the socket part and a sealing ring radially against the sleeve suppressed. In this way, the pressure seal of the sleeve is done on the near the end of the container. The sealing ring is preferably made of a soft metal.

Die Hülse kann einen Ringkragen aufweisen, dessen Durchmesser größer ist als derjenige des Durchgangskanals des Halters. Dadurch ist sichergestellt, dass selbst bei einem Versagen der Klemmvorrichtung die Hülse nicht aus der Leitungsdurchführung herausgedrückt wird.The Sleeve can have an annular collar whose diameter is larger as that of the passageway of the keeper. This ensures that even with a failure of the clamping device, the sleeve is not from the cable feedthrough forced out becomes.

Vorzugsweise weist die Hülse am behälterseitigen Ende eine Wand aus Vollmaterial mit Löchern auf, die jeweils von einem Rohr ausgefüllt sind. Die Wand aus Vollmaterial bildet ein undeformierbares Widerlager für die Klemmvorrichtung. Sie bildet außerdem eine Aufnahme für die behälterseitigen Enden der Rohre, die durch diese Wand hindurchgehen und abdichtend, z.B. durch Schweißung, mit der Wand verbunden sind.Preferably has the sleeve on the tank side End a wall of solid material with holes on, each of filled out a pipe are. The wall of solid material forms an undeformable abutment for the Clamping device. It also makes a recording for the container-side ends the tubes passing through this wall and sealing, e.g. by welding, connected to the wall.

Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die einzige Figur der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.in the The following will be made with reference to the sole figure of the drawing an embodiment closer to the invention explained.

In der Zeichnung ist ein Längsschnitt der Leitungsdurchführung an einem Behälter dargestellt.In The drawing is a longitudinal section the line implementation on a container shown.

Bei dem Ausführungsbeispiel ist ein Behälter 10 vorgesehen, der druckfest ist und hohen Temperaturen standhält. Der Behälter 10 weist einen Rohranschluss 11 mit einem Befestigungsflansch 12 auf. Im Behälter 10 befindet sich das Testobjekt 13, an dem Messungen durchgeführt werden. Messergebnisse werden über Leitungen 14, von denen hier nur eine dargestellt ist, an eine Signalauswertung 15, beispielsweise einen PC, übertragen. An dem behälterseitigen Ende der Leitung 14 befindet sich eine Messsonde 16, beispielsweise ein Temperatursensor oder ein Drucksensor. Das behälterferne Ende der Leitung 14 ist mit einem Stecker 17 mit der Signalauswertung 15 verbunden.In the embodiment, a container 10 provided, which is pressure-resistant and withstands high temperatures. The container 10 has a pipe connection 11 with a mounting flange 12 on. In the container 10 is the test object 13 where measurements are taken. Measurement results are via lines 14 , of which only one is shown here, to a signal evaluation 15 , for example a PC. At the tank end of the pipe 14 there is a measuring probe 16 For example, a temperature sensor or a pressure sensor. The tank remote end of the pipe 14 is with a plug 17 with the signal evaluation 15 connected.

An dem Befestigungsflansch 12 ist die Leitungsdurchführung angebracht. Diese weist einen Halter 20 auf, der abdichtend mit dem Befestigungsflansch 12 verbunden ist. Der Halter 20 besteht aus einem Flanschteil 21 und einem Buchsenteil 22, das in eine Mittelbohrung des Flanschteils 21 eingesteckt ist. Das Buchsenteil 22 ist durch eine druckdichte Schweißnaht 23 mit dem Flanschteil 21 verschweißt. Das Buchsenteil 22 ist mit einem Sechskant 24 versehen, der größer ist als die Bohrung des Flanschteils 21, so dass das Buchsenteil sich vom Behälterinneren her an dem Flanschteil 21 abstützt. Der Sechskant 24 ist etwa in der Mitte der Länge des Buchsenteils angeordnet, so dass ein rohrförmiger Abschnitt des Buchsenteils 22 sich zur Behältermitte hin erstreckt.On the mounting flange 12 the cable feedthrough is attached. This has a holder 20 on, sealingly with the mounting flange 12 connected is. The holder 20 consists of a flange part 21 and a female part 22 placed in a central bore of the flange part 21 is plugged in. The female part 22 is through a pressure-tight weld 23 with the flange part 21 welded. The female part 22 is with a hexagon 24 provided, which is larger than the bore of the flange 21 in that the bushing part extends from the interior of the container to the flange part 21 supported. The hexagon 24 is arranged approximately in the middle of the length of the female part, so that a tubular portion of the female part 22 extends towards the center of the container.

Das Buchsenteil 22 enthält den Durchgangskanal 25, durch den die Hülse 26 hindurchgeht. Die Hülse 26 besteht aus einem rohrförmigen zylindrischen Körper, der am behälterseitigen Ende eine dicke Wand 27 aus Vollmaterial hat. An diesem Ende befindet sich ferner ein radial abstehender Ringkragen 28, der so groß ist, dass er nicht durch den Durchgangskanal 25 hindurchpasst.The female part 22 contains the passageway 25 through which the sleeve 26 passes. The sleeve 26 consists of a tubular cylindrical body, the container-side end of a thick wall 27 made of solid material. At this end is also a radially projecting ring collar 28 that is so big that he is not through the passageway 25 to pass through.

In der Wand 27 sind Rohre 30 befestigt, von denen in der Zeichnung aus Gründen der Übersichtlichkeit nur eines dargestellt ist. Jedes Rohr 30 ist mit seinem behälterseitigen Ende in eine passende Bohrung der Wand 27 eingesetzt und mit der Wand verschweißt. Von der Wand 27 aus erstreckt sich das Rohr 30 durch das hohle Innere der Hülse 26. Das Rohr ragt aus dem behälterfernen Ende der Hülse 26 heraus und trägt an seinem Ende eine Dichtvorrichtung 31 aus einer einen Dichtring enthaltenden Verschraubung. Die Verschraubung kann festgezogen werden, um den Durchgang der Leitung 14 abzudichten. Da die Dichtvorrichtung 31 im Abstand vom Behälter 10 angeordnet ist, ist sie keinen größeren thermischen Belastungen ausgesetzt, so dass ihre Dichtheit nicht thermisch beeinträchtigt wird. Die Dichtvorrichtung 31 ist zugleich eine Klemmvorrichtung zur Fixierung der Leitung 14. Sie kann gelöst werden, um die Leitung 14 in Längsrichtung zu verschieben.In the wall 27 are pipes 30 attached, of which only one is shown in the drawing for reasons of clarity. Every tube 30 is with its tank-side end in a matching hole of the wall 27 used and welded to the wall. From the wall 27 out of the pipe extends 30 through the hollow inside of the sleeve 26 , The tube protrudes from the tank remote end of the sleeve 26 out and carries at its end a sealing device 31 from a screw ring containing a sealing ring. The fitting can be tightened to the passage of the pipe 14 seal. Because the sealing device 31 in the distance from the container 10 is arranged, it is not exposed to major thermal stresses, so that their tightness is not affected thermally. The sealing device 31 is at the same time a clamping device for fixing the line 14 , It can be solved to the line 14 to move longitudinally.

Das behälterseitige Ende der Hülse 26 ist mit einer Klemmvorrichtung 33 an dem Buchsenteil 22 fixiert. Diese Klemmvorrichtung 33 weist eine Überwurfmutter 34 auf, die mit einem Innengewinde 35 auf ein Außengewinde des Buchsenteils 22 aufgeschraubt ist. Die Überwurfmutter 34 weist eine Stirnwand 37 auf mit einer Bohrung, durch die die Hülse 26 hindurchragt. Der Durchmesser des Ringkragens 28 ist größer als derjenige der Bohrung der Stirnwand 37. Zwischen dem Ende des Buchsenteils 22 und der Stirnwand 37 der Überwurfmutter 34 befindet sich in einer ringförmigen Ausnehmung am Ende der Hülse 26 eine ringförmige Dichtung 36 aus Metall, beispielsweise Kupfer. Beim Festziehen der Überwurfmutter 34 bewirkt die Dichtung 36 ein Abdichten des Durchgangskanals 25. Die Dichtung 36 erlaubt den Ausbau der Hülse 26 nur zum Behälterinneren hin. Sie besteht aus zwei Ringen. Der eine Ring klemmt an der Hülse 26 und bildet einen Schneidring. Der andere Ring hat eine konische Form, so dass er den Schneidring gegen die Hülse drückt, wenn die Überwurfmutter 34 angezogen wird.The container end of the sleeve 26 is with a clamping device 33 at the socket 22 fixed. This clamping device 33 has a union nut 34 on that with an internal thread 35 on an external thread of the female part 22 is screwed on. The union nut 34 has an end wall 37 on with a hole through which the sleeve 26 protrudes. The diameter of the ring collar 28 is greater than that of the bore of the end wall 37 , Between the end of the socket 22 and the front wall 37 the union nut 34 is located in an annular recess at the end of the sleeve 26 an annular seal 36 made of metal, for example copper. When tightening the union nut 34 causes the seal 36 a sealing of the passageway 25 , The seal 36 allows the expansion of the sleeve 26 only towards the interior of the container. It consists of two rings. The one ring clamps on the sleeve 26 and forms a cutting ring. The other ring has a conical shape so that it presses the cutting ring against the sleeve when the union nut 34 is attracted.

Die Aufgabe der Leitungsdurchführung besteht darin, den Druck im Behälter 10 gegen Leckage zu sichern. Jede Leitung 14 wird einzeln an ihrer entsprechenden Dichtvorrichtung 31 verschraubt und abgedichtet.The task of the line implementation is to reduce the pressure in the tank 10 to secure against leakage. Every line 14 is individually on their respective sealing device 31 screwed and sealed.

Der Behälter 10 weist eine (nicht dargestellte) Zugangsöffnung auf, durch die hindurch die Hülse 26 mit der Überwurfmutter 34 eingebracht und von innen an dem vormontierten Halter 20 befestigt wird. Dabei enthält die Hülse 26 in ihren Rohren 30 bereits die Leitungen 14. Nach dem Festziehen der Klemmvorrichtung 33 und der Dichtvorrichtung 31 wird der Stecker 17 mit der Signalauswertung 15 verbunden. Zum Ausbau der Leitungsdurchführung wird die Leitung 14 am Stecker 17 getrennt. Nach dem Lösen der Klemmvorrichtung 33 wird die Hülse 26 mit allen Leitungen in den Behälter 10 geschoben und durch die Zugangsöffnung herausgenommen.The container 10 has an access opening (not shown) through which the sleeve passes 26 with the union nut 34 introduced and from the inside to the pre-assembled holder 20 is attached. The sleeve contains 26 in their pipes 30 already the lines 14 , After tightening the clamping device 33 and the sealing device 31 becomes the plug 17 with the signal evaluation 15 connected. The cable will be removed to remove the cable bushing 14 on the plug 17 separated. After loosening the clamping device 33 becomes the sleeve 26 with all lines in the container 10 pushed and removed through the access opening.

Die beschriebene Leitungsdurchführung kann an jeder Stelle verwendet werden, wo Messungen wie Druck, Temperatur, Spannung usw. innerhalb eines Druckbehälters erfolgen sollen, insbesondere bei Brennkammertests, Verbrennungsversuchen sowie Bemessungen im Hochdruckbereich.The described cable feedthrough can be used at any point where measurements such as pressure, temperature, Voltage etc. are to take place within a pressure vessel, in particular in combustion chamber tests, combustion tests and measurements in the High pressure range.

Claims

Cable bushing on a container, with an attachable from the outside to an opening of the container holder ( 20 ), which has a through-channel ( 25 ), one of the passageway ( 25 ) filling sleeve ( 26 ), which can be inserted only from the side facing the container interior in the through-channel, a clamping device ( 33 ) for fixing the sleeve ( 26 ) on the holder ( 20 ) and at least one through the sleeve ( 26 ) extending, fixed to the container-side end of the sleeve tube ( 30 ), which is a sealing device ( 31 ) for sealing against a pipe ( 14 ) having.

Cable bushing according to Claim 1, in which the holder ( 20 ) a flange part ( 21 ) with a bore and a bushing part fastened in the bore ( 22 ), wherein the socket part the passageway ( 25 ).

Cable bushing according to claim 2, wherein the socket part ( 22 ) a at the container-side end of the flange ( 21 ) supported hexagon ( 24 ) having.

Cable bushing according to one of claims 1 to 3, wherein the clamping device ( 33 ) a union nut ( 34 ), which on a female part ( 22 ) is screwed on and a seal ( 36 ) radially against the sleeve ( 26 ) presses.

Cable bushing according to one of claims 1 to 4, wherein the sleeve ( 26 ) a ring collar ( 28 ) whose diameter is greater than that of the through-channel ( 25 ).

Cable bushing according to one of claims 1 to 5, wherein the sleeve ( 26 ) at the tank end a wall ( 27 ) of solid material with holes, each of a tube ( 30 ) are filled.

Cable bushing according to claims 4 and 6, wherein the wall ( 27 ) made of solid material from the end of the sleeve ( 26 ) until after the seal ( 36 ).

Cable bushing according to one of claims 1 to 7, characterized in that the sealing device ( 31 ) at the container distal end of the tube ( 30 ) is arranged.