CN108550499A - 六氟化硫气体密度继电器及其装配工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种六氟化硫气体密度继电器及其装配工艺，其中六氟化硫气体密度继电器包括测量组件，测量组件包括至少一个波纹管、测量腔室、传动机构，传动机构与波纹管的移动端固定连接，并与移动端随动；示值显示组件包括波顿管、显示单元；六氟化硫气体密度继电器还包括其内部设置的连通测量腔室的第一气道和连通波顿管的第二气道，第一气道与第二气道的交汇处设有过渡腔室，过渡腔室与第一气道和所述第二气道连通。本发明的六氟化硫气体密度继电器实现了测量腔室和示值显示组件之间气路的连通，六氟化硫气体密度继电器的装配工艺操作简单易行，装配效率高。
Description
技术领域
本发明涉及高压开关设备状态监测领域，尤其是涉及一种六氟化硫气体密度继电器。
背景技术
SF6(六氟化硫)电气设备是利用SF6气体作为灭弧介质和绝缘介质，电气设备将SF6气体密封在一个固定不变的容器内的，在20℃时的额定压力下，它具有一定的密度值，在SF6电气设备运行的各种允许条件范围内，尽管SF6气体的压力随着温度的变化而变化，但是，SF6气体的密度值始终不变。因为SF6电气设备的绝缘和灭弧性能在很大程度上取决于SF6气体的纯度和密度，所以，对SF6气体纯度的检测和密度的监视显得特别重要。如果采用普通压力表来监视SF6气体的泄漏，由于SF6气体的压力随温度的变化而变化，那就会分不清是由于真正存在泄漏还是由于环境温度变化而造成SF6气体的压力变化。
SF6气体密度继电器是电力系统中重要的保护和控制元件。目前的SF6气体密度继电器大多使用波顿管来带动磁助式开关的形式对气体密度进行监测和警报，而磁助式开关抗震性能较差，在强震动设备上会出现误报警。而若要提高抗震性，密度继电器的精度和可靠性也会存在问题。因此，目前密度继电器较难同时提高抗震性和精度。此外，现有技术中可通过充阻尼油的方式提高抗震性能，然而实际使用中往往易产生漏油，不但产品的可靠性降低，流出的油污还会对工厂中的开关设备造成污染。
申请号为CN201220393644.8的专利文献公开了一种波纹管式SF6密度继电器，包括螺母内的接头，螺母与底座相连，底座内侧设连接座，底座、连接座外设外壳，下波纹管与接头相连，另一端与联动板相连，联动板两侧设联动杆，联动板与上波纹管相连，上波纹管与毛细管相连通，毛细管与小堵头相连，绝缘柱穿过上波纹管的圆心、联动板中心和下波纹管的圆心；绝缘柱的由上至下固定有电路板、固定板，绝缘柱与支撑柱相连，联动杆上方设触动板，触动板上设球头顶丝；外壳连接接线盒组件，接线盒底座与接线盒电路板相连，接线盒电路板上设有端子，下波纹管与气室相通，为标准气室进行补偿，提高产品的抗震性能，系统气体减少时，下波纹管向下移动，依次触发微动开关，发出报警、闭锁信号。该专利技术虽然采用波纹管来代替弹簧管来提高产品的抗震性能，然而在测量精度上依然欠佳。
在SF6气体密度继电器技术领域中，一个重要的难点就是关于引压的问题。如何将六氟化硫电气设备中的SF6气体引入六氟化硫密度继电器中一直是本领域技术中需要不断改进的技术点。
一种较为方便的机械性的密度监测工具为包含波顿管的密度示值显示机构，其具有大量程显示范围的优点，同时采用有效截面积大的波纹管作为密度监测机构，从而产生较大管端力来驱动微动开关以保证可靠性和重复精度。然而如何将SF6气体密度监测机构与示值显示机构结合，将SF6气体同时引入监测机构和示值显示机构以达到对气体的监测警示和数值显示的效果，现有技术中没有公开此类技术的具体结构和结合方法，尤其在上述引压技术层面上，此类问题一直难以解决。
发明内容
针对上述问题，本发明提出一种六氟化硫气体密度继电器，包括：
测量组件，测量组件包括至少一个波纹管、测量腔室、传动机构，传动机构与波纹管的移动端固定连接，并与移动端随动；以及
示值显示组件，示值显示组件包括波顿管、显示单元，显示单元根据波顿管的形变显示待测气体密度的具体数值，
其中，六氟化硫气体密度继电器还包括其内部设置的连通测量腔室的第一气道和连通波顿管的第二气道，第一气道与第二气道的交汇处设有过渡腔室，过渡腔室与第一气道和所述第二气道连通。
进一步地，第二气道竖向布置，其下端口与外部气路相连接。
进一步地，第二气道的中轴线经过六氟化硫气体密度继电器的重心。
进一步地，还包括与第二气道连通的第一进气通道，示值显示组件还包括表壳，波顿管位于表壳内部，第一进气通道与表壳相接且与外部气路连通。
进一步地，还包括与测量腔室连通的第二进气通道，第二进气通道与外部气路相连接。
进一步地，第二进气通道竖向布置，其下端口与外部气路相连接。
进一步地，第一气道横向布置。
进一步地，第一气道和/或第二气道为打通至过渡腔室的通道。
进一步地，第一气道和/或第二气道为与过渡腔室连通的管道。
进一步地，波纹管包括内部封闭的第一波纹管和一端开口、另一端封闭的第二波纹管，第一波纹管一端可移动，另一端固定，第二波纹管的封闭端与第一波纹管的移动端固定连接，且第二波纹管的开口端固定；
传动机构还包括传动杆，传动杆的一端穿过第二波纹管的开口端并与第二波纹管的封闭端固定连接；
测量组件还包括测量外壳，第一波纹管位于测量外壳内部，第一波纹管与测量外壳之间形成的封闭腔室为测量腔室，第一波纹管内部形成的封闭腔室为充有标准气体的标准腔室，或者，测量外壳与第一波纹管之间形成的封闭腔室为标准腔室，第一波纹管内部形成的封闭腔室为测量腔室。
进一步地，第二波纹管至少部分嵌入第一波纹管中。
进一步地，六氟化硫气体密度继电器还包括微动开关，传动机构还包括传动组件，传动杆的另一端连接传动组件，并通过传动组件驱动微动开关动作。
进一步地，传动组件包括传动块和信号调节机构，传动杆的另一端连接传动块，传动块上设置信号调节机构，微动开关位于信号调节结构的对应位置处。
进一步地，信号调节机构设置于测量外壳的外部。
进一步地，信号调节机构包括调节螺钉，调节螺钉通过锁紧螺母固定于传动块上。
进一步地，传动机构还包括导向杆，传动块在运动方向上相对导向杆滑动，运动方向为传动杆带动传动块运动的方向。
进一步地，测量组件还包括主板，主板上设有微动开关和插接件，微动开关通过插接件电连接于六氟化硫气体密度继电器外部的接点接线盒。
进一步地，还包括密度变送器，密度变送器通过处理电路将测得的压力、温度信号处理为电信号，并传输至后台管理系统。
进一步地，显示单元包括温度补偿元件、机芯、度盘和指针，波顿管一端固定，另一端连接温度补偿元件的一端，温度补偿元件的另一端连接于机芯，指针固定于机芯上并位于度盘的前表面，温度补偿元件用于补偿由于温度变化造成的波顿管的形变。
本发明的六氟化硫气体密度继电器，实现了测量组件与波顿管中待测气体的连通，结构简单紧凑，安装空间小。既可显示六氟化硫气体的密度，也能起到实时监测的作用，且可靠性和精度较高。
本发明还提出一种六氟化硫气体密度继电器的装配工艺，该六氟化硫气体密度继电器包括测量组件、过渡腔室、示值显示组件，测量组件包括至少一个波纹管、测量腔室，示值显示组件包括波顿管，六氟化硫气体密度继电器的装配工艺包含以下步骤：
测量组件初级装配：在六氟化硫气体密度继电器内部形成第一气道，将第一气道与测量腔室连通；
过渡腔室装配：过渡腔室的一面开口，在六氟化硫气体密度继电器内部形成第二气道，并将第二气道与过渡腔室连通，将第二气道与波顿管连通，将第一气道与过渡腔室连通，之后封闭过渡腔室的开口。
进一步地，在过渡腔室装配步骤中，第一气道和/或第二气道与过渡腔室连通的方式是形成通道并将通道打通至过渡腔室。
进一步地，在过渡腔室装配步骤中，第一气道和/或第二气道与过渡腔室连通的方式是在过渡腔室的端面形成通孔，将管道密封连接至通孔形成第一气道和/或第二气道。
进一步地，开口位于过渡腔室的正面，正面为六氟化硫气体密度继电器的安装面。
进一步地，在过渡腔室装配步骤中，在过渡腔室的背面形成通孔，将管道从过渡腔室的背面密封连接至通孔形成第一气道。
进一步地，在六氟化硫气体密度继电器的装配工艺中，过渡腔室位于表壳中，波顿管位于表壳内部，表壳的正面为六氟化硫气体密度继电器的安装面，测量组件从过渡腔室和表壳的背面安装。
本发明的六氟化硫气体密度继电器装配工艺，有效减小了继电器的占用空间，其装配操作易行，有效避开了装配死角，装配工艺方便快捷，提高了六氟化硫气体密度继电器的生产效率。
附图说明
下面将结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
图1为本发明具体实施例的六氟化硫气体密度继电器的立体剖切示意图；
图2为本发明具体实施例的六氟化硫气体密度继电器的剖切示意图；
图3为示意性地表示另一种波纹管的连接方式示意图；
图4为本发明具体实施例的六氟化硫气体密度继电器的内部结构示意图；
图5为本发明具体实施例的六氟化硫气体密度继电器过渡腔室部分放大示意图；
图6为本发明另一具体实施例的六氟化硫气体密度继电器的立体剖切示意图；
图7为本发明另一具体实施例的六氟化硫气体密度继电器的剖切示意图；
图8为本发明又一具体实施例的六氟化硫气体密度继电器的立体剖切示意图；
图9为本发明又一具体实施例的六氟化硫气体密度继电器的剖切示意图；
图10为本发明其它变形实施例的六氟化硫气体密度继电器的外部结构示意图；
图11为本发明其它变形实施例的六氟化硫气体密度继电器的剖切示意图；
图12为本发明具体实施例中包含密度变送器的六氟化硫气体密度继电器的后视图；
图13为本发明具体实施例中包含密度变送器的六氟化硫气体密度继电器的立体结构示意图。
元件标号说明：
1测量组件，11第一波纹管，12第二波纹管，13销轴，14波纹管基座，15测量外壳，
2示值显示组件，21波顿管，22机芯，23度盘，24指针，25温度补偿元件，26基座，27表壳，
3过渡腔室，31第一气道，311毛细管，32第二气道，33通气孔，34密封盖板
40主板，41传动杆，42微动开关，43插接件，44接点接线盒，45传动块，46调节螺钉，47锁紧螺母，48导向杆，49限位螺母，
51第一进气通道，52第二进气通道，53螺母，
6密度变送器，61连接管，62固定螺母
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
另外，在以下的说明中所使用的“左”、“右”等方向上的描述，不应理解为对本发明的限制。
发明人经过研究发现，若想要将含有波纹管的六氟化硫气体密度监测机构和含有波顿管的示值显示机构结合，结合后两种机构在空间位置上不同，六氟化硫气体在两种机构之间的流通路径并不处在一条直线，因此需要将继电器内的气体流通管道做成弯管的形式。然而六氟化硫气体密度继电器内部空间非常狭小，在实际装配时操作人员可在继电器内自由活动的空间非常有限。若要制成气体流通的弯管，既要在一个方向设置管道，还要对准转弯方向对管道进行弯折，这样的装配方式不仅操作难度高，且不易大批量、高效率地生产六氟化硫气体密度继电器。
为此，发明人经过摸索，想到了在流通气道需要转弯的位置，设置过渡腔室，即不同方向的两个气道在交汇处设有过渡腔室，该过渡腔室与上述两个气道连通。这样无需制成弯折的管道结构，就能让六氟化硫气体在过渡腔室中发生转向，成功实现引压。
如图1和图2所示，本发明公开了一种六氟化硫气体密度继电器，包括测量组件1，测量组件1包括至少一个波纹管、测量腔室、传动机构，传动机构与波纹管的移动端固定连接并与移动端随动，以及示值显示组件2，示值显示组件2包括波顿管21、显示单元，显示单元根据波顿管21形变显示待测气体密度的具体数值。其中六氟化硫气体密度继电器内部设置有连通测量腔室的第一气道31和连通波顿管21的第二气道32，第一气道31和第二气道32的交汇处设有过渡腔室3，过渡腔室3与第一气道31和第二气道32连通。
上述待测气体为需要检测的六氟化硫气体。测量组件1可采用现有技术中包含有波纹管的结构对待测气体密度进行检测，若待测气体密度减小，测量组件1可通过波纹管移动端的移动带动传动机构，传动机构随动并通过移动将信号发出。示值显示组件包括波顿管21，在波顿管21内通有待测气体，根据待测气体密度的不同波顿管21会发生不同程度的形变，显示对应待测气体密度的数值。
具体地，关于测量组件1，本发明提出了采用两个波纹管的结构，即第一波纹管11和第二波纹管12，第一波纹管11内部封闭，第二波纹管12一端开口，另一端封闭。将第一波纹管11设置为一端可移动，另一端固定，第二波纹管12的封闭端与第一波纹管11的移动端固定连接，且第二波纹管12的开口端固定。传动机构还包括传动杆41，传动杆41的一端穿过第二波纹管12的开口端并与第二波纹管12的封闭端固定连接。进一步地，如图1和图2所示，以图2视角第一波纹管11的右端为移动端，第一波纹管11和第二波纹管12通过销轴13进行固定连接，传动杆41也通过该销轴13与第二波纹管12实现固定连接。此外，固定连接还可以采用焊接等方式。从结构装配的角度，采用销轴13结构装配更加简便易行。第二波纹管12的封闭端可以是在与第一波纹管11连接之前封闭，也可以通过在与第一波纹管11在固定连接的过程中实现封闭。图2视角中第一波纹管11的左端和第二波纹管的开口端为固定端，进一步地，可将第一波纹管11的左端与第二波纹管12的开口端固定连接在波纹管基座14上。
测量组件1还包括测量外壳15，第一波纹管11位于测量外壳15内部。本实施例中波纹管基座14抵接测量外壳15，实现对测量外壳15的封闭。本实施例中第一波纹管11与测量外壳15之间形成的封闭腔室为上述测量腔室，用于填充待测气体，第一波纹管11内部形成的封闭腔室为充有标准气体的标准腔室。在其它实施例中，测量外壳15与第一波纹管11之间形成的封闭腔室为标准腔室，第一波纹管11内部形成的封闭腔室为测量腔室。
结合图1和图2，本实施例中第二波纹管12位于第一波纹管11内，第二波纹管12的开口端与第一波纹管11的固定端相接，同时第二波纹管12对第一波纹管11固定端起到密封的作用。第二波纹管12也可以部分嵌入第一波纹管11中，即第二波纹管12的开口端位于第一波纹管11的外部，同样也能对第一波纹管11的固定端实现密封。
如图3所示的连接示意图(图中仅为示意性表示，部分结构已省略)，在其它实施例中，第二波纹管12也可以采用与第一波纹管11相接的方式。以图3的视角第一波纹管11右端为固定端，左端为移动端，第二波纹管12的封闭端与第一波纹管11的移动端固定连接，传动杆41与第二波纹管12的封闭端固定连接，第二波纹管12的开口端固定。当第一波纹管11的移动端移动时，会带动第二波纹管12的封闭端移动，进而带动传动杆41移动。
如图4所示，进一步地，本实施例中的六氟化硫其他密度继电器还包括微动开关42，传动机构还包括传动组件，传动杆41的另一端连接传动组件，并通过传动组件驱动微动开关42动作。使用微动开关42作为报警信号可进一步提高报警接点的可靠性。进一步地，测量组件1还包括主板40，主板40上设有微动开关42和插接件43，微动开关42通过插接件43电连接于六氟化硫气体密度继电器外部的接点接线盒44。该插接件43通过其接触对的接触状态的改变，实现其所连电路的转换，即通过插入和拔出两种状态之间的变换，使得微动开关42电连接于六氟化硫气体密度继电器外部的接点接线盒44。本实施例的主板40便于集成六氟化硫气体密度继电器内部的电子元件，使得产品的装配和组合更为简单便捷。
进一步地，在本实施例中，如图1和图2所示，第一波纹管11内形成的密封腔室用于充入标准气体，测量外壳15与第一波纹管11之间的密封腔室作为测量腔室用于充入待测气体。六氟化硫气体密度继电器的温度补偿通过标准气体包与测量腔室中的气体密度的平衡作用来实现，标准气体内的压力为设定在20℃时规定的额定压力值，其所处的环境温度与外界相当。当波纹管连接的六氟化硫电气设备内的气体受环境温度，升高而压力增大时，会驱动传动杆41向左运动(图2视角)，但标准气包同样也受外界温度的影响压力增大向右运动(图2视角)，这就保持了传动杆41的平衡，起到了温度补偿的作用。本实施例的六氟化硫气体密度继电器的工作原理如下：
六氟化硫气体密度继电器工作时，通过测量腔室的压力和标准腔室的压力的比较，若两者趋于平衡，微动开关42不动作，若存在漏气故障，两者压力出现差值，当达到一定值时，使其传动杆41带动微动开关42电触点，实现报警功能。传动杆41的一端通过螺纹连接等方式固装在第二波纹管12的管道内部，并且自第二波纹管12向前延伸至微动开关42的相对位置处，传动杆41的另一端连接有传动组件，该传动组件用于驱动微动开关42，微动开关42通过主板40上的插接件43电连接线电连接于六氟化硫气体密度继电器外部的接点接线盒44，当其动作时可作为接点信号输出。本实施例中，当六氟化硫电气设备本体发生气体泄露时，测量腔室内的气体密度减小，导致标准腔室内的气体压力大于测量腔室内的气体压力，第二波纹管12发生位移带动传动杆41向右移动(图2视角)，传动杆41通过传动组件驱动微动开关42发生动作，从而引起六氟化硫气体密度继电器发出报警信号，避免气体泄漏造成的安全隐患。
上述工作原理仅介绍了一种实施例下的结构的动作过程，各种变形实施例的结构也具备相似的动作原理。此外，传动杆41的移动方向会由于波纹管的结构、待测气体填充位置以及波纹管移动端的位置不同而发生变化。例如当采用图3中所示的结构时，与图2结构相比，六氟化硫电气设备漏气时传动杆41会在上述相反的方向发生位移，为了能够触发微动开关42动作，相应的微动开关42与传动杆41的相对位置的设置也需要发生变化，或者在不改变微动开关42与传动杆41的相对位置的前提下，通过改变波纹管的结构、待测气体填充区域以及波纹管移动端的位置，即可让传动杆41的移动方向不变，这样其它部分的机构就不需要进行调整。例如，在图2所示结构下，将第一波纹管11的固定端设在左端，相应改变第二波纹管12的连接方式，则可让第一波纹管11内部通有待测气体，第一波纹管11与测量外壳15之间的密封腔体填充标准气体。当六氟化硫电气设备本体发生气体泄露时，传动杆41依然以图2视角向右移动以触动微动开关42。
进一步地，如图4所示，传动组件包括传动块45和信号调节机构，传动杆41的另一端连接传动块45，传动块45上设置信号调节机构，微动开关42位于信号调节机构的对应位置处。进一步地，信号调节机构包括调节螺钉46，调节螺钉46通过锁紧螺母47固定在传动块45上。当第二波纹管12带动传动杆41移动时，与传动杆41固定连接的传动块45通过调节螺钉46，带动微动开关42。如果六氟化硫电气设备没有漏气，微动开关42便不发生动作，从而六氟化硫气体密度继电器不会发出报警信号；如果六氟化硫电气设备本体漏气了，当六氟化硫电气设备本体内的六氟化硫气体密度接近或低于密封腔体内的标准气体的密度时，微动开关42进行接点电连接动作，六氟化硫气体密度继电器就发出报警信号，实现报警功能，提高设备的安全性能。此外，还可以在传动杆41上套有限位螺母49，以对传动杆41的运动进行限位，防止其在其它方向上发生移动，也对波纹管进行过位移保护，还能对表壳27进行固定。
上述信号调节机构可以位于测量外壳1的内部，如图1和图6所示。进一步可将信号调节机构设置在测量外壳1的外部，参照图1、图2、图4所示，信号调节机构位于测量外壳1的外部，即本实施例的微动开关42、传动块45、调节螺钉46和锁紧螺母47等相关部分与测量腔室相互分离，进一步可安装在包含波顿管21的表壳27内。该设计的优点在于，在测量外壳1密封后，操作人员可单独调节调节螺钉46，从而便于操作人员对六氟化硫气体密度继电器进行信号调节，进一步扩大了应用场景。
进一步地，如图4所示，传动机构还包括导向杆48，传动块45在传动杆41的带动下沿传动杆41的驱动方向发生运动，传动块45会在该运动方向上相对导向杆48滑动。导向杆48与传动块45抵触，也可以部分嵌入传动块45中。在其它实施例中，导向杆48可以穿过传动块45。导向杆48可以与传动杆41平行，也可以处于既不平行也不相交的位置关系，即两者不在同一平面上。导向杆48可以引导传动块45滑动，而不发生相对转动。且在六氟化硫气体密度继电器装配时直接将导向杆48通过焊接的方式安装即可，装配方式简便。
本实施例采用第一波纹管11和第二波纹管12形成充入标准气体的密封腔室，由于波纹管具有更好的机械稳定性，能够进一步提高本发明的六氟化硫气体密度继电器的组件稳定性，同时，由于波纹管是用可折叠皱纹片沿折叠伸缩方向连接成的管状弹性敏感元件。其管壁薄，灵敏度高，质量小，稳定性高，使用第一波纹管和第二波纹管的组合来驱动微动开关进行动作，能够取得更好的测量精度。
关于示值显示组件，结合图1、图2和图4进行介绍。本实施例中示值显示组件2中的显示单元包括机芯22、度盘23和指针24，进一步地还可以包括温度补偿元件25，用以抵消由温度变化引起的波顿管21不必要的形变。进一步地，六氟化硫气体密度继电器还包括基座26，波顿管21一端固定于基座26，另一端与温度补偿元件25的第一端相连，而温度补偿元件25的第二端连接于机芯22上，机芯22位于度盘23的背面，指针24显示于度盘23的前表面上并穿过通孔固定于机芯22上，该机芯22采用弹簧管机芯，便于带动指针24进行指示，而机芯22和度盘23则通过螺钉等紧固件安装在基座26上。由此，上述各个元件所组合而成的示值显示组件2用于显示六氟化硫气体密度继电器的密度值，便于直观地对六氟化硫电器设备的密度进行观察。
进一步地，本实施例中的温度补偿元件25采用热敏双金属片，热敏双金属片由于各组元层的热膨胀系数不同，当温度变化时，主动层的形变要大于被动层的形变，从而双金属片的整体就会向被动层一侧弯曲，则这种复合材料的曲率发生变化从而产生形变。六氟化硫气体密度继电器工作时，当气体温度发生变化时，该热敏双金属片随之发生形变，以对气体温度变化引起的压力变化起到补偿作用，使得示值显示组件2所显示的密度值保持不变，避免由于温度发生变化而引起的误报警。此外，温度补偿元件25还可以采用包含有参照气体结构，以抵消温度对待测气体压力的影响。
如图2所示，关于过渡腔室3，本实施例中过渡腔室3位于基座26上。位于基座26内的第二气道32与过渡腔室3连通，将连通测量腔室的毛细管311作为第一气道31，第一气道31与过渡腔室3连通。基座26中还设有通气孔33，用于将第二气道32与波顿管21连通。通过过渡腔室3实现了测量组件1和示值显示组件2的气路的连通。第一气道31和第二气道32与过渡腔室3的连接位置不作限定，可根据继电器内部的实际情况确定还与过渡腔室3的连通位置。第一气道31与第二气道32可以分别是横向气道和竖向气道。所谓横向和竖向不仅指在实际使用空间中的水平和垂直方向，也可根据实际情况调整。如图2中的第二气道32并不是绝对垂直的竖向气道。第一气道31与第二气道32的位置关系可以是形成夹角，也可以不在同一平面上，在第一气道31与第二气道32的交汇处都可以通过过渡腔室3实现两者的连接，即让第一气道31中的待测气体通过过渡腔室3进入第二气道32，或者待测气体由第二气道32进入第一气道31。
进一步地，可将第一气道31和/或第二气道32设为打通过渡腔室3的通道，实现第一气道31与第二气道32与过渡腔室3的连通。在其它实施例中，也可以将第一气道31和/或第二气道32设置为管道，并将该管道与过渡腔室3连通。第一气道31和第二气道32与过渡腔室3的连接处进行密封，例如采用密封圈的方式，以保证六氟化硫气体在继电器中不漏气。图5示出了本实施例中过渡腔室3与第一气道31和第二气道32连接的局部放大示意图。结合图2和图5，本实施例可在基座26内形成通道，例如通过钻孔的方式，将第二气道32通到过渡腔室3处，即实现连通。在过渡腔室3的背面形成一个通孔，再将连通测量腔室的毛细管311插入该通孔中，并将毛细管311与过渡腔室3的连接处密封，形成与之连通的第一气道31。密封的方式可以采用焊接的方式，之后将过渡腔室3的开口处用密封盖板34焊接密封，完成第一气道31与第二气道32的气体连通。
现有技术中六氟化硫气体密度继电器安装在六氟化硫电气设备本体的常用方式为横向安装，例如在含有波纹管的测量组件的一端(即继电器的横向的一端)设有安装在电器设备的接嘴，待测气体自六氟化硫气体密度继电器的背部进入测量腔室，这样的安装方式使得继电器承受较大的弯矩。
为了解决上述问题，本发明提出纵向安装的方式。如图1和图2所示，将上述各实施例中的第二气道32作为进气通道。将第二气道32竖向布置，其下端口与外部气路相连接。六氟化硫电气设备中的待测气体从第二气道32的下端口进入，流入波顿管21中，通过过渡腔室3流经第一气道31进而流入测量腔室。本实施例中的设置实现了继电器的竖直安装，有效减少了继电器的弯矩。进一步由于本发明的六氟化硫继电器中的较多重量位于示值显示组件2中，将作为进气通道的第二气道32设于示值显示组件2内部，有利于弯矩的减少。再进一步地，第二气道32的中轴线经过六氟化硫气体密度继电器的重心，更有利于减少继电器的弯矩。
在其它变形实施例中，也可以将进气通道直接与测量腔室连通。如图5-图8所示，以测量外壳15与第一波纹管11之间形成的密封腔室为测量腔室，本实施例中的基座26位于该测量腔室的下方，基座26内设有第二进气通道52，第二进气通道52竖向布置，其下端口与外部气路相连接。在本实施例中，六氟化硫气体密度继电器同样可以通过设置一种过渡腔室将进入测量腔室中的待测气体引入到波顿管21中。例如，本实施例实际上可以利用图1和图2中所示的过渡腔室3的结构，第二气道32不再与外部气路连接，仅与波顿管21连通。六氟化硫电气设备中的待测气体从第二进气通道52进入测量腔室，之后通过第一气道31进入过渡腔室3，再进入第二气道32从而流入波顿管21。
实际应用中，并不是所有的六氟化硫电气设备都能够允许六氟化硫气体密度继电器进行竖向安装，电气设备不同，其安装的方向和角度也不同。为了能够适应不同的六氟化硫电气设备，本发明还提出一种横向安装的方式。如图9和图10所示，第一进气通道51与第二气道32连通，并与表壳27相接。通过螺母53将第一进气通道51与电气设备相接，实现继电器的横向安装。本实施例的六氟化硫气体密度继电器虽然采用了横向安装，但是由于第一进气通道51与表壳27连接，与进气接嘴安装在测量组件1的背后相比，弯矩仍然得到了明显的减小。第一进气通道51除了水平方向设置外，还能以与水平方向形成夹角的方向进行设置，以适应不同六氟化硫电气设备的安装需求。
本发明提出了六氟化硫气体密度继电器的多种安装方式，适应了不同电气设备的安装环境同时还能够有效减少弯矩，避免继电器连接处发生断裂，使得整个六氟化硫气体密度继电器取得良好的平衡性。
此外，如图11和图12所示，本发明的六氟化硫气体密度继电器还可以在测量外壳15外部一侧连接密度变送器6通过连接管61和固定螺母62连接于测量腔室，密度变送器6通过处理电路将测得的压力、温度、密度等信号处理为电信号，并通过有线或无线网络传输至后台管理系统，以便于管理人员实现远程管理。
本发明的六氟化硫气体密度继电器中各个部件都可根据上述变形实施例中介绍的结构进行排列组合，当然本发明的范围并不限于此。上述实施例中的六氟化硫气体密度继电器可具备以下优势中的一种或几种：全量程显示压力刻度；常开常闭接点自由切换；高抗震性能，无需充油；高指示精度；高补偿精度；装配简便；弯矩小；远传功能等等。
本发明还提出一种六氟化硫气体密度继电器的装配工艺，结合说明书中的附图，本实施例包含以下步骤：
测量组件初级装配：测量组件1包括至少一个波纹管、测量腔室，在六氟化硫气体密度继电器内部形成第一气道31，将第一气道31与测量腔室连通；
过渡腔室装配：过渡腔室3的一面开口，在六氟化硫气体密度继电器内部形成第二气道32，并将第二气道32与过渡腔室3连通，将第二气道32与示值显示组件2中的波顿管21连通，再将第一气道31与过渡腔室3连通，之后封闭过渡腔室3的开口。
在装配六氟化硫气体密度继电器中，上述过渡腔室装配中关于第一气道31和第二气道32与继电器中相关部件的连通工艺顺序可调，第一气道31与第二气道32的形成顺序不受限制。
若想要将含有波纹管的六氟化硫气体密度监测机构(即测量组件1)和含有波顿管21的示值显示机构结合，结合后两种机构在空间位置上不同，六氟化硫气体在两种机构之间的流通路径并不处在一条直线，因此往往要将继电器内的气体流通管道做成弯管的形式。然而六氟化硫气体密度继电器内部空间非常狭小，在实际装配时操作人员可在继电器内自由活动的空间非常有限。若要制成气体流通的弯管，既要在一个方向设置管道，还要对准转弯方向对管道进行弯折，这样的装配方式不仅操作难度高，且不易大批量、高效率地生产继电器。因此，本发明的六氟化硫气体密度继电器的装配工艺只需建立过渡腔室并与第一气道31和第二气道32连通，即可实现波顿管21与测量腔室中待测气体的连通。
进一步地，将第一气道31和第二气道32与过渡腔室3的连通方式有很多。例如在继电器内部上打孔道，形成第一气道或第二气道，接着继续将孔道打通至过渡腔室3即实现连通。或者在过渡腔室3的端面形成通孔，利用管道与该通孔密封连接形成第一气道或第二气道，也能实现连通。
进一步地，过渡腔室3的开口可以位于其正面，该正面是六氟化硫气体密度继电器的安装面，方便在安装面进行操作。可以在过渡腔室3的背面或侧面钻孔形成通孔，并将管道从过渡腔室3的背面与该通孔密封连接。管道与通孔的连接可以是相接也可以是穿过通孔但不穿过过渡腔室3。可以使得管道的端口位于过渡腔室3的内部，之后再将过渡腔室3的开口封闭，完成过渡腔室3的装配。
下面以结合图1、图2、图4和图5为例对本实施例中的六氟化硫气体密度继电器的装配工艺进行介绍。以图4视角，图4的正面为本实施例的安装面。在形成第一气道31和第二气道32之前可以先对测量组件1进行装配。将波纹管安装于波纹管基座14上(波纹管包括第一波纹管11和第二波纹管12，两者的连接关系如图1所示)，再将波纹管嵌入测量外壳15中，波纹管基座14可以封堵测量外壳15，波纹管与测量外壳15之间形成的密封腔体作为测量腔室。之后在波纹管基座14上嵌入传动杆41和毛细管311，传动杆41穿过波纹管基座14与第二波纹管12的移动端(即封闭端)固定连接。毛细管311穿过波纹管基座14与测量组件1内的测量腔室连通，毛细管311形成了第一气道31。
本实施例中采用基座26，并在基座26上形成过渡腔室3。过渡腔室3的正面开口，并在其背面钻出一个通孔。在基座26上钻出第二气道32并将第二气道32打通至过渡腔室3，第二气道32形成后可在该气道的侧壁凿孔与波顿管21连通，波顿管21可以焊接在基座26上。将含有波顿管21、过渡腔室3以及第二气道32的基座26安装在表壳27中。
接下来将测量组件1与表壳27组装。表壳27背面设有可供传动杆41和毛细管311穿过的穿孔，将带有传动杆41和毛细管311的测量组件1从表壳27的背面组装，传动杆41穿过表壳27，且毛细管311穿过表壳27的穿孔和过渡腔室3背面的通孔，再利用螺钉将波纹管基座14与表壳27固定连接。组装后将过渡腔室3的正面开口封闭，例如利用密封盖板34对正面开口进行焊接密闭，即完成了过渡腔室的装配。最后将其余部件安装于表壳27内部，完成六氟化硫密度继电器的总体装配。本实施例的变形实施例还可以采用打孔道的形式形成第一气道31，例如将波纹管基座14钻孔形成通道形式的第一气道31，并将该第一气道31与过渡腔室3的背面连通，包含波纹管基座14的测量组件1仍然从表壳27的背面组装。第一气道31与过渡腔室3的连接处密封(例如采用密封圈)，防止漏气。
通过安装工艺可以发现，安装面空间很狭小，若在安装面设置弯管通向测量组件1较为困难。由于测量组件1在表壳27的背面，因此背面不易提供可在继电器内部操作的空间。本发明提供的六氟化硫气体密度继电器的在安装正面即可完成气路的连通，装配工艺简单易行，适合大批量生产，生产效率高。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (25)
1.一种六氟化硫气体密度继电器，其特征在于，包括：
测量组件，所述测量组件包括至少一个波纹管、测量腔室、传动机构，所述传动机构与所述波纹管的移动端固定连接，并与所述移动端随动；以及
示值显示组件，所述示值显示组件包括波顿管、显示单元，所述显示单元根据所述波顿管的形变显示待测气体密度的具体数值；
其中，所述六氟化硫气体密度继电器还包括其内部设置的连通所述测量腔室的第一气道和连通所述波顿管的第二气道，所述第一气道与所述第二气道的交汇处设有过渡腔室，所述过渡腔室与所述第一气道和所述第二气道连通。
2.如权利要求1所述的六氟化硫气体密度继电器，其特征在于，所述第二气道竖向布置，其下端口与外部气路相连接。
3.如权利要求2所述的六氟化硫气体密度继电器，其特征在于，所述第二气道的中轴线经过所述六氟化硫气体密度继电器的重心。
4.如权利要求1所述的六氟化硫气体密度继电器，其特征在于，还包括与所述第二气道连通的第一进气通道，所述示值显示组件还包括表壳，所述波顿管位于所述表壳内部，所述第一进气通道与所述表壳相接且与外部气路连通。
5.如权利要求1所述的六氟化硫气体密度继电器，其特征在于，还包括与所述测量腔室连通的第二进气通道，所述第二进气通道与外部气路相连接。
6.如权利要求5所述的六氟化硫气体密度继电器，其特征在于，所述第二进气通道竖向布置，其下端口与外部气路连接。
7.如权利要求1所述的六氟化硫气体密度继电器，其特征在于，所述第一气道横向布置。
8.如权利要求1所述的六氟化硫气体密度继电器，其特征在于，所述第一气道和/或所述第二气道为打通至所述过渡腔室的通道。
9.如权利要求1所述的六氟化硫气体密度继电器，其特征在于，所述第一气道和/或所述第二气道为与所述过渡腔室连通的管道。
10.如权利要求1所述的六氟化硫气体密度继电器，其特征在于，所述波纹管包括内部封闭的第一波纹管和一端开口、另一端封闭的第二波纹管，所述第一波纹管一端可移动，另一端固定，所述第二波纹管的封闭端与所述第一波纹管的移动端固定连接，且所述第二波纹管的开口端固定；
所述传动机构还包括传动杆，所述传动杆的一端穿过所述第二波纹管的开口端并与第二波纹管的封闭端固定连接；
所述测量组件还包括测量外壳，所述第一波纹管位于所述测量外壳内部，所述第一波纹管与所述测量外壳之间形成的封闭腔室为所述测量腔室，所述第一波纹管内部形成的封闭腔室为充有标准气体的标准腔室，或者，所述测量外壳与所述第一波纹管之间形成的封闭腔室为所述标准腔室，所述第一波纹管内部形成的封闭腔室为所述测量腔室。
11.如权利要求10所述的六氟化硫气体密度继电器，其特征在于，所述第二波纹管至少部分嵌入所述第一波纹管中。
12.如权利要求10所述的六氟化硫气体密度继电器，其特征在于，所述六氟化硫气体密度继电器还包括微动开关，所述传动机构还包括传动组件，所述传动杆的另一端连接所述传动组件，并通过所述传动组件驱动所述微动开关动作。
13.如权利要求12所述的六氟化硫气体密度继电器，其特征在于，所述传动组件包括传动块和信号调节机构，所述传动杆的另一端连接所述传动块，所述传动块上设置所述信号调节机构，所述微动开关位于所述信号调节结构的对应位置处。
14.如权利要求13所述的六氟化硫气体密度继电器，其特征在于，所述信号调节机构设置于所述测量外壳的外部。
15.如权利要求13所述的六氟化硫气体密度继电器，其特征在于，所述信号调节机构包括调节螺钉，所述调节螺钉通过锁紧螺母固定于所述传动块上。
16.如权利要求13所述的六氟化硫气体密度继电器，其特征在于，所述传动机构还包括导向杆，所述传动块在运动方向上相对所述导向杆滑动，所述运动方向为所述传动杆带动所述传动块运动的方向。
17.如权利要求12所述的六氟化硫气体密度继电器，其特征在于，所述测量组件还包括主板，所述主板上设有所述微动开关和插接件，所述微动开关通过所述插接件电连接于所述六氟化硫气体密度继电器外部的接点接线盒。
18.如权利要求1所述的六氟化硫气体密度继电器，其特征在于，还包括密度变送器，所述密度变送器通过处理电路将测得的压力、温度信号处理为电信号，并传输至后台管理系统。
19.如权利要求1所述的六氟化硫气体密度继电器，其特征在于，所述显示单元还包括温度补偿元件、机芯、度盘和指针，所述波顿管一端固定，另一端连接所述温度补偿元件的一端，所述温度补偿元件的另一端连接于所述机芯，所述指针固定于所述机芯上并位于所述度盘的前表面，所述温度补偿元件用于补偿由于温度变化造成的波顿管的形变。
20.一种六氟化硫气体密度继电器的装配工艺，其特征在于，所述六氟化硫气体密度继电器包括测量组件、过渡腔室、示值显示组件，所述测量组件包括至少一个波纹管、测量腔室，所述示值显示组件包括波顿管，所述六氟化硫气体密度继电器的装配工艺包含以下步骤：
测量组件初级装配：在所述六氟化硫气体密度继电器内部形成第一气道，将第一气道与所述测量腔室连通；
过渡腔室装配：过渡腔室的一面开口，在所述六氟化硫气体密度继电器内部形成第二气道，并将第二气道与所述过渡腔室连通，将所述第二气道与所述波顿管连通，将所述第一气道与所述过渡腔室连通，之后封闭所述过渡腔室的开口。
21.如权利要求20所述的六氟化硫气体密度继电器的装配工艺，其特征在于，在过渡腔室装配步骤中，所述第一气道和/或所述第二气道与所述过渡腔室连通的方式是形成通道并将通道打通至所述过渡腔室。
22.如权利要求20所述的六氟化硫气体密度继电器的装配工艺，其特征在于，在过渡腔室装配步骤中，所述第一气道和/或所述第二气道与所述过渡腔室连通的方式是在所述过渡腔室的端面形成通孔，将管道密封连接至所述通孔形成所述第一气道和/或所述第二气道。
23.如权利要求20所述的六氟化硫气体密度继电器的装配工艺，其特征在于，所述开口位于所述过渡腔室的正面，所述正面为所述六氟化硫气体密度继电器的安装面。
24.如权利要求23所述的六氟化硫气体密度继电器的装配工艺，其特征在于，在过渡腔室装配步骤中，在所述过渡腔室的背面形成通孔，将管道从所述过渡腔室的背面密封连接至所述通孔形成所述第一气道。
25.如权利要求24所述的六氟化硫气体密度继电器的装配工艺，其特征在于，在所述六氟化硫气体密度继电器的装配工艺中，所述过渡腔室位于表壳中，所述波顿管位于所述表壳内部，所述表壳的正面为所述六氟化硫气体密度继电器的安装面，所述测量组件从所述过渡腔室和所述表壳的背面安装。
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