CN110631658A - 用于压力设备的检测装置和压缩机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于压力设备的检测装置和压缩机。在一个方面中，提供一种用于压力设备的检测装置(10)，所述检测装置(10)包括：透光体(11)，所述透光体(11)具有接触部(111)和连接部(112)，所述接触部(111)设置成接触所述压力设备的内部压力空间，以及基座(12)，所述透光体(11)经由所述连接部(112)连接至所述基座(12)，其中，在所述连接部(112)与所述基座(12)之间设置有将所述透光体(11)与所述基座(12)密封连接的填料层(13)。在另一方面中，提供一种压缩机，其中，所述压缩机包括上述的检测装置(10)。根据本发明，检测装置能够在确保和改进耐压性能的同时，使得工艺要求低、降低初始投资成本和/或提高了良品率。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于压力设备的检测装置。本发明还涉及一种包括该检测装置的压缩机，该检测装置特别地为光电式液位传感器。
背景技术
本部分提供与本公开相关的背景技术信息，这些信息并不一定构成本发明的现有技术。
通常出于确保设备正常运行或故障检修等目的需要对压力设备中处于高压环境下的区域进行检测，例如，在压缩机中对处于高温高压环境下的油池中润滑油的液位进行检测。在压缩机中一般采用润滑系统来保证机械中的各个活动部件得到充分的润滑。出于很多种原因，润滑系统中可能会发生润滑油供给不足的情况，从而影响机械的效率和使用寿命。通常，在润滑系统中利用液位传感器来检测润滑油池的油量，当检测到油量低于预定值时，需要及时发出警报以使得能够对机械进行保护。
在冷冻或空调压缩机中的润滑系统中，对于检测润滑系统状态的润滑油位检测装置有其特殊要求，在耐压、耐高温、可靠性和体积限制等方面严于通用型液位传感器。
常见的应用于冷冻或空调压缩机的液位传感器形式有：1)浮子式液位传感器，其结构简单，成本低，但体积较大，不适用于空间受限的场合；2)光电式液位传感器，其结构紧凑，可靠性高，但在满足耐压、耐高温要求时成本较高；3)电容式液位传感器，其结构紧凑，但是电路部分随着可靠性和环境适应能力要求的提升而成本较高；4)热敏电阻式液位传感器，其结构紧凑，但要求输出干节点信号时需要额外的转换电路板。由此，在本领域中，存在对这样的耐压检测装置的需要，该耐压检测装置利用可以降低成本和/或可以降低产品缺陷的新工艺来制造。
发明内容
本发明要解决的技术问题
本发明的一个目的是提供一种能够在确保和改进耐压性能的同时使得工艺要求低的检测装置。
本发明的另一目的是提供一种能够在确保和改进耐压性能的同时降低初始投资成本的检测装置。
本发明的另一目的是提供一种能够在确保和改进耐压性能的同时避免了由于烧结冷却导致产生应力裂纹的问题以提高良品率的检测装置。
本发明的另一目的是提供一种结构简单、体积小的检测装置。
技术方案
根据本发明的一个方面，提供了一种用于压力设备的检测装置，所述检测装置包括：透光体，所述透光体具有接触部和连接部，所述接触部设置成接触所述压力设备的内部压力空间，以及基座，所述透光体经由所述连接部连接至所述基座，其中，在所述连接部与所述基座之间设置有将所述透光体与所述基座密封连接的填料层。
优选地，所述基座具有用于容纳所述连接部的空腔，所述填料层设置在所述透光体的所述连接部与所述基座的所述空腔的表面之间。
优选地，所述基座设置有用于对所述透光体相对于压差方向进行限位的止推部，所述压差方向为从所述内部压力空间的高压侧朝向所述基座的所述空腔的低压侧的方向。
优选地，所述止推部包括从所述基座的所述空腔的表面向所述空腔内突出的突出部。
优选地，所述基座与所述填料层之间的连接表面沿压差方向向所述空腔内倾斜，并且/或者，所述透光体的所述连接部与所述填料层之间的连接表面沿压差方向向所述空腔内倾斜，所述压差方向为从所述内部压力空间的高压侧朝向所述基座的所述空腔的低压侧的方向。
优选地，所述检测装置为光电式液位传感器。
优选地，所述光电式液位传感器包括用于光电发射、光电接收和/或信号处理的电路装置，所述电路装置被封装于所述基座的所述空腔内。
优选地，所述透光体为玻璃透光体，所述基座为金属基座。
优选地，所述填料层构造成在常温或高于常温但低于玻璃软化温度的情况下对所述透光体与所述基座进行密封连接。
优选地，所述检测装置通过将所述基座固定至所述压力设备的外壳而安装至所述压力设备，使得所述接触部暴露于所述内部压力空间。
根据本发明的另一方面，提供了一种压缩机，其中，所述压缩机包括上述的检测装置。
优选地，所述检测装置为设置在所述压缩机的油池处以对润滑油的液位进行检测的光电式液位传感器。
有益效果
根据本发明的优选实施例的用于压力设备的检测装置的优点至少在于：1)与相关技术的检测装置采用高温烧结工艺相比，本发明的检测装置在确保和改进耐压性能的同时，使得工艺要求低、环境适应性强、降低初始投资成本、并且/或者避免了由于烧结冷却导致产生应力裂纹的问题以提高良品率；2)与相关技术的检测装置的分体式构造相比，本发明的检测装置结构简单、体积小且便于携带和安装。
附图说明
通过以下参照附图提供的具体实施方式部分，将更加容易地理解本发明的特征和优点，在附图中：
图1示出相关技术的包括透光体和基座的光电式液位传感器的剖面图；
图2示出相关技术的光电式液位传感器的透光体和基座的剖面图，其中透光体和基座通过烧结结合；
图3示出根据本发明的检测装置的剖面图，其中在检测装置的透光体与基座之间设置有填料层；
图4示出根据本发明的检测装置的剖面图，其中检测装置的基座设置有用于对透光体相对于压差方向进行限位的止推部；
图5示出根据本发明的检测装置的剖面图，其中检测装置的基座与填料层之间的连接表面沿压差方向向空腔内倾斜；
图6示出根据本发明的检测装置的剖面图，其中检测装置的透光体的连接部与填料层之间的连接表面沿压差方向向空腔内倾斜；以及
图7示出根据本发明的检测装置的剖面图，其中作为检测装置的光电式液位传感器的空腔内封装有电路装置。
具体实施方式
下面对相关技术方案和优选实施方式的描述仅仅是示范性的，而绝不是对本发明及其应用或用法的限制。
首先，结合图1至图2对根据相关技术的对处于高压环境下的油池液位进行检测的光电式液位传感器1进行描述，其包含透光体2、基座3、容纳电路装置4的外置壳体5。该光电式液位传感器1利用光线在空气和液体中的折射率的不同，即，玻璃元件在气体中时，由于气体折射率低，达到了光线全反射的条件，光线能达到接收装置；玻璃元件在液体中时，由于液体折射率高，达不到全反射的条件，光线折射后耗散，无法达到接收装置，通过合理设置透光体2的光学表面，以光电方式感应润滑油或制冷剂液体液位是否超过检测位置来检测液位。
在该光电式液位传感器中，透光体2起到隔绝被测液位和外界的功能，耐压要求和压缩机壳体相同，并且需要通过光线(包括但不仅限于可见光，红外线，紫外线)，目前采用的工艺是将透光体2直接烧结在基座上。在烧结工艺中，烧结温度大于玻璃的熔点小于基座的熔点，并且该烧结温度通常为800摄氏度以上，例如1300摄氏度，高温烧结中的透光体2软化变形可能导致影响光学性能。同时在烧结工艺之后的冷却过程较长，并且由于透光体2与基座3的膨胀系数不同而产生应力导致裂纹的问题而使良品率降低，这使得对高温烧结工艺要求高、需要的设备复杂并且对透光体2和基座3的膨胀系数也有较高的要求。特别地，在工业制造4.0的背景下，即，小批量多品种制造模式，这会带来较高的成本和初始投资。
此外，该根据相关技术的光电式液位传感器采用基座-透光体组件与外置壳体螺纹连接的分体式构造，这样的好处在于利于分开制造，避免耐温性差的外置壳体受到基座-透光体组件烧结工艺高温的影响，并且在使用时方便装配。然而，这种分体式构造也致使光电式液位传感器的体积大并且结构复杂。
接下来结合图3至图7对本发明的示例性实施方式的用于压缩机(压力设备)的检测装置10进行说明。在阅读本说明书之后，本领域的技术人员将会理解，根据本发明检测装置所适用的压力设备并不局限于压缩机，而是能够应用于例如具有处于高压环境下的待检测区域的所有机械。
参见图3，该检测装置10包括透光体11和基座12，其中，该透光体11具有接触部111和连接部112，该接触部111设置成接触该压力设备的内部压力空间。特别地，通过将基座12固定至压力设备的外壳而将检测装置10安装至所述压力设备，使得该接触部111暴露于内部压力空间。该透光体11经由该连接部112连接至该基座12，其中，在该连接部112与该基座12之间设置有将该透光体11与该基座12密封连接的填料层13，其中，该填料层可以为环氧树脂类材料或丙烯酸类材料。此外，该填料层还可以为在上述材料中加入增强纤维(例如，玻璃纤维、碳纤维等)的混合品。特别地，在填料层为环氧树脂类材料时，具有成本低、足够强度、耐温高、操作方便的优点。与相关技术的检测装置——例如上述的光电液位传感器1——采用高温烧结工艺将透光体与基座直接结合相比，本发明通过在透光体11的连接部112与基座12之间设置有将该透光体11与该基座12密封连接的填料层13，在确保和改进耐压性能的同时，使得工艺要求低、环境适应性强、降低初始投资成本、并且避免了由于高温烧结冷却导致产生应力裂纹的问题以提高良品率。
根据本发明的实施方式的一个方面，该基座12具有用于容纳该连接部112的空腔14，该填料层13设置在该透光体11的该连接部112与该基座12的该空腔14的表面141之间。通过将基座12构造为具有用于容纳连接部112的空腔14、将透光体的连接部设置为容纳于基座的空腔中并且在连接部与空腔之间设置填料层，使得检测装置的构造更为紧凑同时也促进了密封连接性能。然而，可以理解，也可以采用其他合适的构造，例如，可以将透光体直接搭接在基座的末端上同时采用位于透光体与基座之间的起到密封连接作用的填料层。
有利地，参见图4，该基座12设置有用于对该透光体11相对于压差方向A进行限位的止推部，该压差方向A为从该内部压力空间的高压侧朝向该基座12的该空腔14的低压侧的方向。该止推构造进一步提高了通过填料层而密封结合的透光体和基座相对于压力设备的内部压力空间的耐压和密封性能。特别地，该止推部可以包括从该基座12的该空腔14的表面141向空腔内突出的突出部15。该突出部可以包括从该基座12的该空腔14的表面141向空腔内突出的多个肋部(例如间隔开的多个肋部)。另外，在基座12呈筒状构造的情况下，该突出部15可以是从筒形空腔的向空腔内突出的圆形凸缘(例如连续的圆形凸缘)。
根据本发明的实施方式的一个方面，参见图5至图6，该基座12与该填料层13之间的连接表面121沿压差方向A向空腔内倾斜，并且/或者，该透光体11的该连接部112与该填料层13之间的连接表面113沿压差方向A向空腔内倾斜，该压差方向A为从该内部压力空间的高压侧朝向该基座12的该空腔14的低压侧的方向。借助于连接表面的沿压差方向向空腔内倾斜的构造，使得在连接表面上产生逆着压差方向的止推力，提高了透光体和基座的耐压和密封性能。根据本发明，本领域的技术人员可以理解的是，该连接表面的沿压差方向向空腔内倾斜的构造可以和上述的止推部构造结合，可以进一步提高透光体和基座的耐压和密封性能。
有利地，该检测装置10为光电式液位传感器。然而，本领域的技术人员可以理解，检测装置10也可以为其它合适的检测器件，例如，设置在压力设备的外壳上的具有透光体和基座的用于直接目视观察压力设备内的液位的检测器件。
另外，有利地，该透光体11为玻璃透光体，该基座12为金属基座。在这种情况下，该填料层13构造成在常温或高于常温但低于玻璃软化温度的情况下对该透光体11与该基座12进行密封连接，从而避免了相关技术的光电式液位传感器采用高温烧结结合玻璃透光体和金属基座导致影响光学性能和产生应力裂纹的问题，其中，根据玻璃种类不同，该玻璃软化温度范围大概在400摄氏度至850摄氏度。
更有利地，参见图7，该光电式液位传感器包括用于光电发射、光电接收和/或信号处理的电路装置16，该电路装置16被封装于该基座12的该空腔14内。与相关技术的光电式传感器的分体式构造相比，本发明的光电式传感器结构简单、体积小且便于携带和安装。
本发明还提供了一种包括上述检测装置10的压缩机，其中，该检测装置10为设置在该压缩机的通常处于高温高压环境下的油池处以对润滑油的液位进行检测的光电式液位传感器。
尽管在此已详细描述本发明的实施方式的各个方面，但是应该理解本发明并不局限于这里详细描述和示出的具体实施方式，在不偏离本发明的实质和范围的情况下可由本领域的技术人员实现其它的变型和变体。所有这些变型和变体都落入本发明的范围内。而且，所有在此描述的构件都可以由其他技术性上等同的构件来代替。
Claims (12)
1.一种用于压力设备的检测装置(10)，所述检测装置(10)包括：
透光体(11)，所述透光体(11)具有接触部(111)和连接部(112)，所述接触部(111)设置成接触所述压力设备的内部压力空间，以及
基座(12)，所述透光体(11)经由所述连接部(112)连接至所述基座(12)，
其中，在所述连接部(112)与所述基座(12)之间设置有将所述透光体(11)与所述基座(12)密封连接的填料层(13)。
2.根据权利要求1所述的检测装置(10)，其中，所述基座(12)具有用于容纳所述连接部(112)的空腔(14)，所述填料层(13)设置在所述连接部(112)与所述空腔(14)的表面(141)之间。
3.根据权利要求2所述的检测装置(10)，其中，所述基座(12)设置有用于对所述透光体(11)相对于压差方向(A)进行限位的止推部，所述压差方向(A)为从所述内部压力空间的高压侧朝向所述基座(12)的所述空腔(14)的低压侧的方向。
4.根据权利要求3所述的检测装置(10)，其中，所述止推部包括从所述基座(12)的所述空腔(14)的所述表面(141)向所述空腔内突出的突出部(15)。
5.根据权利要求2所述的检测装置(10)，其中，所述基座(12)与所述填料层(13)之间的连接表面(121)沿压差方向(A)向所述空腔内倾斜，并且/或者，所述透光体(11)的所述连接部(112)与所述填料层(13)之间的连接表面(113)沿压差方向(A)向所述空腔内倾斜，所述压差方向(A)为从所述内部压力空间的高压侧朝向所述基座(12)的所述空腔(14)的低压侧的方向。
6.根据权利要求2至5中的任一项所述的检测装置(10)，其中，所述检测装置(10)为光电式液位传感器。
7.根据权利要求6所述的检测装置(10)，其中，所述光电式液位传感器包括用于光电发射、光电接收和/或信号处理的电路装置(16)，所述电路装置(16)被封装于所述基座(12)的所述空腔(14)内。
8.根据权利要求1至5中的任一项所述的检测装置(10)，其中，所述透光体(11)为玻璃透光体，所述基座(12)为金属基座。
9.根据权利要求8所述的检测装置(10)，其中，所述填料层(13)构造成在常温或高于常温但低于玻璃软化温度的情况下对所述透光体(11)与所述基座(12)进行密封连接。
10.根据权利要求1至5中的任一项所述的检测装置(10)，其中，所述检测装置(10)通过将所述基座(12)固定至所述压力设备的外壳而安装至所述压力设备，使得所述接触部(111)暴露于所述内部压力空间。
11.一种压缩机，其中，所述压缩机包括如权利要求1至10中的任一项所述的检测装置(10)。
12.根据权利要求11所述的压缩机，其中，所述检测装置(10)为设置在所述压缩机的油池处以对润滑油的液位进行检测的光电式液位传感器。
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