[发明专利]用于电气组件的压力抵抗壳

说明书

技术领域

本发明涉及用于电气组件的压力抵抗壳，尤其熔丝或熔丝元件。其进一步涉及海底电气组件和海底熔丝。

背景技术

传统上，在近海石油和天然气生产中使用石油平台。在近海石油平台的操作中，可能需要安装水下电子仪器（例如）用于海底采油树或者海底爆裂防止器的控制功能。更近以来，将处理设施重新安置到洋底。例如，海底装置可以包括处理设备，诸如电力驱动的泵、压缩机、变压器、开关设备以及类似物。海底处理设施可以包括电力网以及控制、监控、和通信系统。需要确保所安装的设备即使在传开于高达1000、2000或者甚至3000米水深处的高压下也可靠地工作，其中，海底装置可以位于该水深处。

海底装置的设备可以包括放置在允许使用标准组件的耐压罐中的组件，诸如泵和电子仪器。采用这样的配置的问题在于罐需要具有相当的壁厚，从而抵挡住高压。进一步，由于罐的内部和外部之间的大的压力差，向罐内部的组件的电连接难于实现。改进通过利用加压外壳而获得，其中，例如，通过使用液体填充罐和提供压力补偿器，内部压力与外部压力匹配。尽管这样的配置解决了所需要的罐壁厚和高压力差的问题，但是，这样的系统限制了标准组件的使用。特别地，众多常规的电气组件不适于在高达300 巴的压力下运行。结果，需要开发新的方案，其是成本和劳动力密集的。

期望的是，在加压的海底应用中能够使用某些标准电气组件，并且避免开发海底适用组件的成本和努力。由于以上原因，还期望的是，避免使用耐压罐以用于提供大气环境，因为这样的罐是重的并且在生产上昂贵。由于他们的体积和重量，用于这样的罐的运输和安装成本同样是过多的。

发明内容

因此，存在对提高海底应用中的电气组件的可用性的需求，并且尤其存在对改进压力抵抗外罩的需求。

这种需求通过独立权利要求的特征满足。独立权利要求描述本发明的实施例。

实施例提供了压力抵抗壳，其用于电气组件，尤其是熔丝或熔丝元件，压力抵抗壳适于在海底应用中使用。压力抵抗壳包括陶瓷壳本体，其用于收容电气组件，陶瓷壳本体具有第一开口和第二开口。用于闭合陶瓷壳本体中的第一开口的第一金属盖被提供，第一金属盖在第一开口处与陶瓷壳本体形成不透流体密封。另外，用于闭合陶瓷壳本体中的第二开口的第二金属盖被提供，第二金属盖在第二开口处与陶瓷壳本体形成不透流体密封。陶瓷壳本体提供第一金属盖和第二金属盖之间的电气绝缘，其中，每个金属盖提供电气连接，用于电气接触在压力抵抗壳内的电气组件。压力抵抗壳适于安装在海底应用中，其中，在压力抵抗壳外的外界压力比在压力抵抗壳内的内部压力高。压力抵抗壳适于将预限定的内部压力维持成在内部压力和外界压力之间高达至少10巴的压力差。

尤其地，压力抵抗壳可以配置成具有预限定的内部压力，所述预限定的内部压力在约1巴和约5巴之间的范围中，所述压力抵抗壳并且配置成将所述预限定的内部压力维持成在内部压力和外界压力之间高达至少10巴的压力差。外界压力可以例如是当海底应用安装在海底（在洋底处）时，传开于海底应用（或设备）的压力补偿外罩内的压力。压力补偿外罩意味着外罩内的压力基本上等于外罩外的压力，即外罩内的压力被平衡到周围海水中的压力。当暴露于在10巴到约100巴、200巴或甚至300巴的范围内的外界压力时，压力抵抗壳可以例如配置成维持预限定的内部压力。

利用陶瓷壳本体可以具有优点：好的电气绝缘能够提供在第一和第二金属盖之间，而同时，陶瓷的壳本体的大小和重量能够保持为小。

尤其地，陶瓷材料能够能够以重量比金属外罩显著少地展示出好的压力抵抗性。电气组件（其不能暴露于高压力）能够安装在壳中并且壳能够安装在海底应用中，因为其是紧凑的并且仅需要小的空间量。海底应用自身可以因而被压力补偿，这导致海底应用整体上紧凑的大小。因为标准的电气组件可以被使用，专门的海底适用的电气组件的研发能够被避免，这减少了所需要的研发努力和成本。因为金属盖可以被用于接触电气组件，根据在高压力差下使用这样的连接器的密封问题，通过连接器的供给由此可以不做要求。

在实施例中，不透流体密封可以是金属密封，尤其通过焊接或钎焊（铜焊）形成的金属密封。不透流体密封能够防止外部媒介的侵入，诸如电介质流体，海底应用的压力补偿壳能够使用所述电介质流体填充。海底应用可以例如是变压器，尤其用于辅助电源、海底开关设备、海底可变速度驱动或类似物的变压器。由于所述压力抵抗性，预限定的内部压力能够维持甚至高达更大的水深度。预限定的内部压力可以例如是在1和5巴之间的范围中的压力，其可以接近大气压力，例如在1和1.5巴之间。标准电气组件的使用能够因而允许。