CN105782713A - 一种用于夹层容器的信号线隔离装置及温度测量系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于夹层容器的信号线隔离装置及温度测量系统，所述夹层容器包括内容器、外容器及设于内容器和外容器之间的夹层。所述信号线隔离装置包括中空的内端隔离部、中空的外端隔离部及中间段隔离套管，所述内端隔离部用于安装传感器，并固定于内容器上，所述外端隔离部固定于外容器上，中间段隔离套管呈Z形，其两端分别连接内端隔离部和外端隔离部。本发明既能方便引出信号线，又能保证了夹层容器的真空度不被破坏，同时具有足够的长度和很好的挠度，可减少内容器的低温通过该中间段隔离套管向外容器热传导，从而保证容器良好的保温性能；并能解决内容器热冷伸缩时的管路弹性补偿问题，且降低安装位置的精度要求。

Description

一种用于夹层容器的信号线隔离装置及温度测量系统

技术领域

本发明涉及夹层容器技术领域，特别是一种用于夹层容器的信号线隔离装置及温度测量系统。

背景技术

现在市场上运营带真空夹层绝热结构的的低温容器，包括固定式低温容器（低温罐）和移动式低温容器（低温车），都没有温度测量系统，要想知道其罐内液体温度，都是通过先测量罐内压力，再对照相应温度下的液体饱和蒸汽压来得出。但因为罐内压力往往不是大部分液体的饱和蒸汽压，而是小部分边界液体所产生的闪蒸汽(BoilOffGas)压力，故拿这个压力来对照所得出的液体温度就当做是罐内大部分液体的温度是很不准确的。

随着低温容器使用的普及，也都随着国家节能减排的要求和使用工况的变化，其使用要求也从无到有的增加了，其中要求能直接测量罐内液体温度就显得尤为迫切。例如低温罐在二次补充装低温液体的时候，其罐内往往还有一定量的液体，这些液体的温度是多少，要想得到准确值，就要通过温度计去测量；同样道理，要先知道为其补充装液体的低温罐或低温车的罐内液体温度是多少，才能和被充装容器的罐内液体温度做比较，从而决定再充装进去的液体是选择从贮罐的顶部进液口充装还是从贮罐的底部进液口充装，以减少被充装容器罐内闪蒸汽的产生以及避免新充装进去的液体和原贮罐内的液体因温度不同而产生分层现象。如果不能很好的控制闪蒸汽和液体分层现象，就会使罐内压力异常升高，当压力超出安全阀的安全设定压力时，罐内气体就会通过安全阀向外排放来进行泄压，从而造成不必要的资源浪费。又例如低温容器在有些使用工况中，譬如船用LNG贮罐，要随时掌握其罐内液体温度，以确定罐内压力是否就是罐内大部分液体对应温度下的饱和蒸汽压还是罐内部分的边界液体所产生的闪蒸汽压力，从而预知低温容器的无损保持时间和决定容器是否需要靠自增压来维持或升高压力，以达到满足使用工况的要求。而增加低温容器的温度测量，就是为了满足以上所述的等等节能减排的要求和使用工况的需要。但因为低温容器往往都是带真空夹层的双层容器结构，而测量温度的低温温度计是安装在低温容器的内容器壳体上面的，其信号线要经过真空绝热夹层后从容器的外壳处引出，这样就要求得先解决真空绝热夹层的真空度保护问题，不然信号线是引出来了，但同时也破坏了真空绝热夹层的真空度。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的上述技术问题之一。为此，本发明提出一种用于夹层容器的信号线隔离装置及温度测量系统，其结构简单、安全耐用，既能方便引出信号线，又能保证了夹层容器的真空度不被破坏，并可减少夹层容器的跑冷量，保证夹层容器的保温性能。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明提出一种用于夹层容器的信号线隔离装置，所述夹层容器包括内容器、外容器及设于内容器和外容器之间的夹层，所述信号线隔离装置包括：

中空的内端隔离部，用于安装传感器，其固定于内容器上；

中空的外端隔离部，固定于外容器上；

中间段隔离套管呈Z形，其两端分别连接内端隔离部和外端隔离部。

本发明通过设置内端隔离部、中间段隔离套管和外端隔离部，即可将信号线和夹层隔离，既能方便引出信号线，又能保证了夹层容器的真空度不被破坏，而且由于中间段隔离套管呈Z形，足够的长度和很好的挠度，足够的长度能尽可能的减少内容器的低温通过该中间段隔离套管向外容器热传导（跑冷），从而保证了容器良好的保温性能；很好的挠度能解决内容器热冷伸缩时的管路弹性补偿问题，从而保证了该信号线隔离装置的安全使用性，同时正是由于中间段隔离套管呈Z形，使得所述内端隔离部和外端隔离部在高度方向上相错开，可以在夹层容器上灵活设置内端隔离部和外端隔离部的位置，降低安装位置的精度要求。

作为上述技术方案的改进，所述内端隔离部包括其内形成有第一隔离腔的内端隔离基体，及与内端隔离基体一端连接的加强凸缘，所述内端隔离基体远离加强凸缘的一端连接所述的中间段隔离套管，所述加强凸缘焊接于内容器上。由于加强凸缘与内容器焊接时，会产生很高的温度，这种高温会通过结构向四周传递，传递到传感器的温度若过高，很有可能会烧坏与传感器连接的信号线，本发明的内端隔离部采用隔离腔的结构设计，增加了焊接发热点到信号线之间的结构距离，可有效减少传递至信号线的热量，保证信号线不被烧坏。具体地，所述内端隔离基体包括两端敞口的内端腔体，及位于内端腔体远离加强凸缘一端的内端隔离连接板，所述内端隔离连接板与中间段隔离套管连接。在此，所述内端腔体与内端隔离连接板可通过焊接连接或一体成型。

进一步，所述加强凸缘朝向内端隔离基体的一侧形成有凹槽。该凹槽结构既可以减轻加强凸缘重量，又可以减少加强凸缘与温度计的不锈钢壳体之间的接触面积，从而使得加强凸缘与内容器焊接时或与内端隔离基体焊接时所传递给温度计的热量也就相应减少，这就最大限度的保证了温度计的信号线不被烧坏。

进一步，所述外端隔离部包括其内形成有第二隔离腔的外端隔离基体，及与外端隔离基体一端连接的外侧连接板，所述外端隔离基体焊接于外容器上，其远离外侧连接板的一端与中间段隔离套管连接。本发明的外端隔离部由于设置有隔离腔，增加了焊接发热点与信号线的结构距离，可有效减少传递至信号线的热量，从而保证信号线不被烧坏。同时该外端隔离部的隔离腔可以收纳一定长度的信号线，这样即使日后隔离腔外部的信号线不小心被毁坏，还可以从隔离腔内再拉出被密闭保护的一定长度的信号线做连接，这样就提高了整个信号线隔离装置的环境适应性。具体地，所述外端隔离基体包括两端敞口的外端腔体，及位于外端腔体远离外侧连接板一端的内侧连接板，所述内侧连接板与中间段隔离套管连接。在此，所述外端腔体与内侧连接板可通过焊接连接或一体成型。

进一步，所述外端隔离基体在第二隔离腔内靠近中间段隔离套管的一侧螺纹连接有中空的内侧压紧螺母，所述内侧压紧螺母与外端隔离基体之间设置有中空的内侧双锥形密封块。该内侧双锥形密封块不仅可防止外端隔离基体内的气体进入中间段隔离套管的内部空间，以减少对流传热，从而保证了夹层容器良好的保温性能，而且可起到固定信号线的作用。

进一步，所述外侧连接板背向外端隔离基体的一端螺纹连接有中空的外侧压紧螺母，所述外侧压紧螺母与外端隔离基体之间设置有中空的外侧双锥形密封块。该外侧双锥形密封块不仅可防止夹层容器外的气体进入中间段隔离套管的内部空间，以减少对流传热，从而保证了夹层容器良好的保温性能，而且可起到固定信号线的作用。

进一步，所述外端隔离部设置有伸出外容器的插座，方便外接插头，以连接外部测量器件。

进一步，所述中间段隔离套管外侧包裹有绝热材料层，以减少外界辐射传热对夹层容器保温性能的影响，从而保证了夹层容器良好的保温性能。所述绝热材料层可以设置多层，其个数可以根据实际情况灵活设置。

本发明还提出一种温度测量系统，包括温度计及与温度计连接的信号线，还包括上述的信号线隔离装置，所述信号线伸入信号线隔离装置并穿出。所述温度计直接与内容器内的介质直接接触进行测量，测量精度高。

进一步，还包括温度变送器，和与温度变送器电连接的远程温度指示器，所述温度变送器与信号线连接。该结构可对夹层容器的介质温度进行远程监控，其工作原理是，温度计的探头端与内容器内的介质接触，所感测到的电阻信号由信号线通过信号线隔离装置穿过夹层后从外容器处引出，引出的电阻信号通过温度变送器转换为温度信号作现场显示和远程传输，远程传输的温度信号由远程温度指示器显示出来。

进一步，还包括与信号线连接的温度测量仪。该结构可对夹层容器的介质温度进行现场检测，其工作原理是，温度计的探头端与内容器内的介质接触，所感测到的电阻信号由信号线通过信号线隔离装置穿过夹层后从外容器处引出，引出的电阻信号通过温度测量仪转换为温度信号并显示。

本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明通过设置内端隔离部、中间段隔离套管和外端隔离部，即可将信号线和夹层隔离，既能方便引出信号线，又能保证了夹层容器的真空度不被破坏，而且由于中间段隔离套管呈Z形，具有足够的长度和很好的挠度，可减少内容器的低温通过该中间段隔离套管向外容器热传导（跑冷），从而保证了容器良好的保温性能；并能解决内容器热冷伸缩时的管路弹性补偿问题，从而保证了该信号线隔离装置的安全使用性，同时正是由于中间段隔离套管呈Z形，使得所述内端隔离部和外端隔离部在高度方向上相错开，可以在夹层容器上灵活设置内端隔离部和外端隔离部的位置，降低安装位置的精度要求。此外，内端隔离部和外端隔离部采用隔离腔的结构设计，增加了焊接发热点到信号线之间的结构距离，可有效减少传递至信号线的热量，保证信号线不被烧坏。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明第一实施方式的信号线隔离装置应用于温度测量系统的使用状态图；

图2是图1省略温度变送器和远程温度指示器后的结构示意图；

图3示出了本发明第一实施方式中的内端隔离部的结构示意图；

图4示出了本发明第一实施方式中的外端隔离部的结构示意图；

图5是本发明第二实施方式的信号线隔离装置应用于温度测量系统的使用状态图；

图6示出了本发明第二实施方式中的外端隔离部的结构示意图。

具体实施方式

参照图1至图4，本发明提出的第一实施方式的一种用于夹层容器的信号线隔离装置10，所述夹层容器包括内容器301、外容器302及设于内容器301和外容器302之间的夹层303。

所述信号线隔离装置10包括中空的内端隔离部1、中空的外端隔离部2及中间段隔离套管3，所述内端隔离部1用于安装传感器，并固定于内容器301上，所述外端隔离部2固定于外容器302上，中间段隔离套管3呈Z形，其两端分别连接内端隔离部1和外端隔离部2。参照图2，优选的，所述中间段隔离套管3外侧包裹有绝热材料层4，以减少外界辐射传热对夹层容器保温性能的影响，从而保证了夹层容器良好的保温性能。所述绝热材料层4可以设置多层，其个数可以根据实际情况灵活设置。

参照图3，其示出了本发明第一实施方式中的内端隔离部1的结构示意图，所述内端隔离部1包括其内形成有第一隔离腔的内端隔离基体，及与内端隔离基体一端连接的加强凸缘13，所述内端隔离基体远离加强凸缘13的一端连接所述的中间段隔离套管3，所述加强凸缘13焊接于内容器301上。由于加强凸缘13与内容器301焊接时，会产生很高的温度，这种高温会通过结构向四周传递，传递到传感器的温度若过高，很有可能会烧坏与传感器连接的信号线202，本发明的内端隔离部1采用隔离腔的结构设计，增加了焊接发热点到信号线202之间的结构距离，可有效减少传递至信号线202的热量，保证信号线202不被烧坏。优选的，所述加强凸缘13朝向内端隔离基体的一侧形成有凹槽131。该凹槽131结构既可以减轻加强凸缘13重量，又可以减少加强凸缘13与温度计201的不锈钢壳体之间的接触面积，从而使得加强凸缘13与内容器301焊接时或与内端隔离基体焊接时所传递给温度计201的热量也就相应减少，这就最大限度的保证了温度计201的信号线202不被烧坏。优选的，所述内端隔离基体包括两端敞口的内端腔体11，及焊接于内端腔体11远离加强凸缘13一端的内端隔离连接板12，所述内端隔离连接板12与中间段隔离套管3焊接。

参照图4，其示出了本发明第一实施方式中的外端隔离部2的结构示意图，所述外端隔离部2包括其内形成有第二隔离腔的外端隔离基体，及与外端隔离基体连接的外侧连接板23，所述外端隔离基体焊接于外容器302上，其远离外侧连接板23的一端与中间段隔离套管3连接。本发明的外端隔离部2采用隔离腔的结构设计，增加了焊接发热点与信号线202的结构距离，可有效减少传递至信号线202的热量，从而保证信号线202不被烧坏。同时第二隔离腔可以收纳一定长度的信号线202，这样即使日后第二隔离腔外部的信号线202不小心被毁坏，还可以从第二隔离腔内再拉出被密闭保护的一定长度的信号线202做连接，这样就提高了整个信号线隔离装置10的环境适应性。优选的，所述外端隔离基体与外侧连接板23螺纹连接，且两者之间设置有腔体密封圈230。所述外端隔离基体包括两端敞口的外端腔体21，及焊接于外端腔体21远离外侧连接板23一端的内侧连接板22，所述内侧连接板22与中间段隔离套管3焊接。

优选的，所述外端隔离基体在第二隔离腔内靠近中间段隔离套管3的一侧螺纹连接有中空的内侧压紧螺母24，所述内侧压紧螺母24与外端隔离基体之间设置有中空的内侧双锥形密封块25。进一步，所述中间段隔离套管3与外端隔离部2连接的端口内及外端隔离基体内填充有用于密封固定信号线202的密封胶26。本发明采用内侧双锥形密封块25和密封胶26进行密封，这种双层保险密封能起到很好的密封作用，确保外端隔离基体内的气体不能进入中间段隔离套管3的内部空间，减少了对流传热，从而保证了夹层容器良好的保温性能；而同时这种双层密封还能起到很好的固定信号线202作用，即使不小心拉拽到信号线202，也不用担心会轻易的拉松了密封面，从而杜绝了有拉断中间段隔离套管3里面的信号线202的可能。

本实施例中，所述外侧连接板23背向外端隔离基体的一端螺纹连接有中空的外侧压紧螺母27，所述外侧压紧螺母27与外端隔离基体之间设置有中空的外侧双锥形密封块28。该外侧双锥形密封块28进一步增强了隔离装置的密封性能和固定信号线202的作用。

参照图1，本发明提出的第一实施方式的一种温度测量系统，其包括温度计201、与温度计201连接的信号线202、上述的信号线隔离装置10、温度变送器203和远程温度指示器204，所述信号线202伸入信号线隔离装置10并穿出，信号线202的两端分别与温度计201和温度变送器203连接，所述远程温度指示器204与温度变送器203电连接。所述温度变送器203用来接收和处理来自低温温度计201感测的电阻信号，然后将该电阻信号转换为温度信号，该温度信号可通过温度变送器203现场显示和远程传输。所述远程温度指示器204用来接收和处理来自现场的温度变送器203远程传输的温度信号，然后将该温度信号在远程监控房里显示出来。

本实施例中，所述信号线202穿出外侧压紧螺母27后直接接入温度变送器203，所述温度变送器203与外容器302固定，从而形成整体式温度测量系统，当然这是优选实施例，也可在外端隔离部2上设置与信号线202连接的插接口，所述温度变送器203通过插接头与插接口连接，从而形成分体式温度测量系统。

本实施例中的温度计201的信号线202可通过如下步骤引出外容器302：

1、中间段隔离套管3一端插入内端隔离连接板12的中间孔后焊接；

2、内端隔离连接板12的外边与内端腔体11焊接；

3、中间段隔离套管3的另一端插入内侧连接板22的中间孔后焊接；

4、内侧连接板22的外边与外端腔体21焊接；

5、温度计201的不锈钢壳体插入加强凸缘13的中间孔后焊接；

6、加强凸缘13塞进内容器301开孔处后与内容器301焊接；

7、将温度计201的信号线202穿过中间段隔离套管3；

8、内端腔体11与加强凸缘13焊接；

9、组对外容器302，将外端腔体21从外容器302的开孔中引出后与外容器302焊接；

10、温度计201的信号线202依次穿入内侧双锥形密封块25和内侧压紧螺母24；

11、在内侧连接板22的中间孔密封面位置内注入密封胶26后，将内侧双锥形密封块25推到密封位置，然后将内侧压紧螺母24拧紧到内侧连接板22上以压紧内侧双锥形密封块25；

12、温度计201的信号线202依次穿入外侧连接板23、外侧双锥形密封块28和外侧压紧螺母27；

13、预留一定长度的信号线202在外端腔体21内以便日后备用，然后将外侧连接板23拧紧到外端腔体21上；

14、将外侧双锥形密封块28推到外侧连接板23的中间孔密封面位置，然后将外侧压紧螺母27拧紧到外侧连接板23上以压紧外侧双锥形密封块28。

本发明通过设置内端隔离部1、中间段隔离套管3和外端隔离部2，即可将信号线202和夹层303隔离，既能方便引出信号线202，又能保证了夹层容器的真空度不被破坏，而且由于中间段隔离套管3呈Z形，足够的长度和很好的挠度，足够的长度能尽可能的减少内容器301的低温通过该中间段隔离套管3向外容器302热传导（跑冷），从而保证了容器良好的保温性能；很好的挠度能解决内容器301热冷伸缩时的管路弹性补偿问题，从而保证了该信号线隔离装置10的安全使用性，同时正是由于中间段隔离套管3呈Z形，使得所述内端隔离部1和外端隔离部2在高度方向上相错开，可以在夹层容器上灵活设置内端隔离部1和外端隔离部2的位置，降低安装位置的精度要求。

参照图5和图6，本发明提出的第二实施方式的一种用于夹层容器的信号线隔离装置10，其与第一实施方式的区别在于：

所述外端隔离部2设置有伸出外容器302的插座29，方便外接插头206，以连接外部测量器件。外端隔离部2还设置有套在插座29裸露部位上的保护盖211。所述保护盖211可与插座29螺纹连接或者插接连接。优选的，所述外端隔离部2的外侧连接板23背向外端隔离基体的一端螺纹连接有中空的压紧盖210，所述插座29一端置于外侧连接板23与压紧盖210之间，另一端伸出所述压紧盖210。

参照图5，本发明提出的第二实施方式的温度测量系统，其与第一实施方式的区别在于：所述温度测量系统包括温度计201、与温度计201连接的信号线202、上述的信号线隔离装置10和温度测量仪205，所述信号线202伸入信号线隔离装置10并穿出，信号线202的两端分别与温度计201和温度测量仪205。温度测量仪205用于将信号线202传输的电阻信号转换为温度信号并显示。

本实施例中，所述温度测量仪205设有插头206，与外端隔离部2的插座29配合，形成电连接，从而形成分体式温度测量系统，当然这是优选实施例，所述温度测量仪205可直接与所述信号线202连接，以形成整体式温度测量系统，此时，外端隔离部2的结构如实施例一，在此不再赘述。

需要注意的是，本发明的信号线隔离装置10不仅可以应用于温度测量系统，还可以应用于压力测量系统。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了相互排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换，即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个实施例而已。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于夹层容器的信号线隔离装置，所述夹层容器包括内容器、外容器及设于内容器和外容器之间的夹层，其特征在于，所述信号线隔离装置包括：

中空的内端隔离部，用于安装传感器，其固定于内容器上；

中空的外端隔离部，固定于外容器上；

中间段隔离套管呈Z形，其两端分别连接内端隔离部和外端隔离部。

2.根据权利要求1所述的一种用于夹层容器的信号线隔离装置，其特征在于：所述内端隔离部包括其内形成有第一隔离腔的内端隔离基体，及与内端隔离基体一端连接的加强凸缘，所述内端隔离基体远离加强凸缘的一端连接所述的中间段隔离套管，所述加强凸缘焊接于内容器上。

3.根据权利要求2所述的一种用于夹层容器的信号线隔离装置，其特征在于：所述加强凸缘朝向内端隔离基体的一侧形成有凹槽。

4.根据权利要求1所述的一种用于夹层容器的信号线隔离装置，其特征在于：所述外端隔离部包括其内形成有第二隔离腔的外端隔离基体，及与外端隔离基体一端连接的外侧连接板，所述外端隔离基体焊接于外容器上，其远离外侧连接板的一端与中间段隔离套管连接。

5.根据权利要求4所述的一种用于夹层容器的信号线隔离装置，其特征在于：所述外端隔离基体在第二隔离腔内靠近中间段隔离套管的一侧螺纹连接有中空的内侧压紧螺母，所述内侧压紧螺母与外端隔离基体之间设置有中空的内侧双锥形密封块。

6.根据权利要求4或5所述的一种用于夹层容器的信号线隔离装置，其特征在于：所述外侧连接板背向外端隔离基体的一端螺纹连接有中空的外侧压紧螺母，所述外侧压紧螺母与外端隔离基体之间设置有中空的外侧双锥形密封块。

7.根据权利要求1所述的一种用于夹层容器的信号线隔离装置，其特征在于：所述外端隔离部设置有伸出外容器的插座。

8.一种温度测量系统，其特征在于：包括温度计及与温度计连接的信号线，还包括权利要求1至7任一项所述的信号线隔离装置，所述温度计安装于内端隔离部上，所述信号线伸入信号线隔离装置并穿出。

9.根据权利要求8所述的一种温度测量系统，其特征在于：还包括温度变送器，和与温度变送器电连接的远程温度指示器，所述温度变送器与信号线连接。

10.根据权利要求8所述的一种温度测量系统，其特征在于：还包括与信号线连接的温度测量仪。