CN111473879B - 缆式多点多支柔性铠装热电阻/热电偶 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种缆式多点多支柔性铠装热电阻/热电偶，包括热电阻热电偶接线箱(1)，所述热电阻热电偶接线箱(1)内设有第一接线端子(2)，柔性铠装热电阻(5)的一端穿过热电阻热电偶接线箱(1)的外壳并与所述外壳固定连接，所述柔性铠装热电阻(5)内的延长型柔性热电阻导线(19)与所述第一接线端子(2)相连接；所述柔性铠装热电阻(5)的另一端穿过法兰(6)并与所述法兰(6)的一面固定连接，所述柔性铠装热电阻(5)的端部连接有感温模块(12)。本发明缆式多点多支柔性铠装热电阻/热电偶中的各支热电阻/热电偶可单独检测，单独可拆、可装；具有可挠性，折弯后不会引起导体短路或断路现场。

Description

缆式多点多支柔性铠装热电阻/热电偶
技术领域
本发明涉及铠装热电阻/热电偶技术领域，特别是涉及一种缆式柔性铠装热电阻/热电偶。
背景技术
安装于丙烷罐、乙烷罐、乙烯低温罐、液化天然气(LNG)罐、液化石油气(LPG)等罐体的铠装热电阻/热电偶，按罐的体积不同，需要检测罐外、罐内不同区域的温度。这对于铠装热电阻/热电偶的长度需求远大于常规的铠装热电阻/热电偶，其长度最长可达200m左右，而加长的铠装热电阻/热电偶将使得加工工艺、工序大大增加；要求铠装热电阻/热电偶需要具有可挠性，而且折弯后不能引起导体短路或断路现场。
因此，目前亟需一种可用于上述罐体的柔性铠装热电阻/热电偶。
发明内容
本发明的目的是提供一种缆式多点多支柔性铠装热电阻/热电偶。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案具体如下：
一种缆式多点多支柔性铠装热电阻，包括热电阻热电偶接线箱，所述热电阻热电偶接线箱内设有第一接线端子，柔性铠装热电阻的一端穿过热电阻热电偶接线箱的外壳并与所述外壳固定连接，所述柔性铠装热电阻内的延长型柔性热电阻导线与所述第一接线端子相连接；所述柔性铠装热电阻的另一端穿过法兰并与所述法兰的一面固定连接，所述柔性铠装热电阻的端部连接有感温模块。
其中，所述热电阻热电偶接线箱通过补偿电缆与变送器接线箱相连，所述变送器接线箱内设有温度变送器，所述温度变送器依次与第二接线端子、电涌保护器、接地柱电连接。
其中，所述柔性铠装热电阻均通过第一活动卡套螺栓组件分别与热电阻热电偶接线箱的外壳、法兰固定连接；
所述柔性铠装热电阻的端部通过第二活动卡套螺栓组件与感温模块固定在一起。
其中，所述感温模块固定在不锈钢垫板上，所述不锈钢垫板固定在罐内垫板上。
其中，穿过所述法兰的柔性铠装热电阻通过安装夹板组件固定，所述安装夹板组件由Z型不锈钢板、不锈钢平板、双层的PTFE平板、带环孔外六角螺栓、螺母和防松环扣组成；
所述Z型不锈钢板的一个端面固定在设备面板上；所述Z型不锈钢板的另一端面通过带环孔外六角螺栓、螺母与下层的PTFE平板固定在一起；上层的PTFE平板与下层的PTFE平板也通过带环孔外六角螺栓、螺母固定在一起；
两层PTFE平板之间夹设有柔性铠装热电阻；
带环孔外六角螺栓的环孔上装有防松环扣。
其中，第一活动卡套螺栓组件和第二活动卡套螺栓组件均采用双卡套连接。
其中，所述柔性铠装热电阻与热电阻热电偶接线箱的外壳、法兰相固定连接的位置套有加强管。
其中，所述法兰的另一面的中部设有U型勾，所述U型勾上连接有通过钢丝绳夹固定的钢缆。
其中，所述补偿电缆通过电缆密封接头与变送器接线箱的外壳相固定。
一种缆式多点多支柔性铠装热电偶，即将上述缆式多点多支柔性铠装热电阻中的柔性铠装热电阻替换为柔性铠装热电偶，延长型柔性热电阻导线替换为延长型柔性热电偶导线。
同现有技术相比，本发明的突出效果在于：
(1)本发明缆式多点多支柔性铠装热电阻/热电偶中的各支热电阻/热电偶可单独检测，单独可拆、可装。
(2)本发明缆式多点多支柔性铠装热电阻/热电偶中的柔性铠装热电阻/热电偶具有可挠性，折弯后不会引起导体短路或断路现场。
下面结合附图说明和具体实施例对本发明的缆式多点多支柔性铠装热电阻/热电偶作进一步说明。
附图说明
图1为本发明缆式多点多支柔性铠装热电阻/热电偶的结构示意图；
图2为感温模块与柔性铠装热电阻/热电偶的连接关系主视图；
图3为感温模块与柔性铠装热电阻/热电偶的连接关系俯视截面图；
图4为安装夹板组件与柔性铠装热电阻/热电偶的连接关系俯视图；
图5为安装夹板组件与柔性铠装热电阻/热电偶的连接关系侧视图；
图6为柔性铠装热电阻/热电偶的结构示意图(硬密封方式)；
图7为柔性铠装热电阻/热电偶的结构示意图(软密封方式)；
图8为法兰安装柔性铠装热电阻/热电偶的开孔图；
图9为热电阻热电偶接线箱的内腔壁面的示意图。
其中，1-热电阻热电偶接线箱；2-第一接线端子；3-电缆密封接头；4-第一活动卡套螺栓组件；5-柔性铠装热电阻(或柔性铠装热电偶)；6-法兰；7-U型勾；8-钢缆；9-钢丝绳夹；10-安装夹板组件；11-第二活动卡套螺栓组件；12-感温模块；13-补偿电缆；14-电涌保护器；15-第二接线端子；16-接地柱；17-温度变送器；18-变送器接线箱；19-延长型柔性热电阻导线(或延长型柔性热电偶导线)；20-加强管；41-双卡套；42-填料；
100-设备面板；101-Z型不锈钢板；102-不锈钢平板；103-PTFE平板；104-带环孔外六角螺栓；105-螺母；106-防松环扣；110-加强筋；
120-不锈钢垫板；121-罐内垫板。
具体实施方式
如图1所示，一种缆式多点多支柔性铠装热电阻，包括热电阻热电偶接线箱1，热电阻热电偶接线箱1内设有第一接线端子2，柔性铠装热电阻5的一端穿过热电阻热电偶接线箱1的外壳并与外壳固定连接，柔性铠装热电阻5内的延长型柔性热电阻导线19与第一接线端子2相连接；柔性铠装热电阻5的另一端穿过法兰6并与法兰6的一面固定连接，柔性铠装热电阻5的端部连接有感温模块12。
热电阻热电偶接线箱1通过补偿电缆13与变送器接线箱18相连，变送器接线箱18内设有温度变送器17，温度变送器17依次与第二接线端子15、电涌保护器14、接地柱16电连接。
柔性铠装热电阻5均通过第一活动卡套螺栓组件4分别与热电阻热电偶接线箱1的外壳、法兰6固定连接；
柔性铠装热电阻5的端部通过第二活动卡套螺栓组件11与感温模块12固定在一起。
穿过法兰6的柔性铠装热电阻5通过安装夹板组件10固定，如图4-5所示，安装夹板组件10由Z型不锈钢板101、不锈钢平板102、双层的PTFE平板103、带环孔外六角螺栓104、螺母105和防松环扣106组成；
Z型不锈钢板101和不锈钢平板102的材质一般选用316不锈钢，在低温下温度运行时，316不锈钢晶相组织结构相对稳定。但是按设备平板预留材质不同，若设备平板部分预留材质是铝合金，那么Z型不锈钢板和不锈钢平板改为Z型铝板和铝平板，同种钢宜于焊接。
Z型不锈钢板101的一个端面焊接在设备面板100上；Z型不锈钢板101的另一端面通过带环孔外六角螺栓104、螺母105与下层的PTFE平板103固定在一起；上层的PTFE平板103与下层的PTFE平板103也通过带环孔外六角螺栓104、螺母105固定在一起；
两层PTFE平板103之间夹设有柔性铠装热电阻5；用PTFE平板保护柔性铠装热电阻5，利用软材质保护硬材质原理，使铠装热电阻/热电偶固定后不变形、不压扁。
带环孔外六角螺栓104的环孔上装有防松环扣106。
Z型不锈钢板101的形状优于7字型不锈钢板，Z型不锈钢板101焊接于设备面板100上，是一个面焊接，接触面大牢固，在低温运行下不易脱落。Z型不锈钢板101和不锈钢平板102最小厚度为5mm，Z型不锈钢板101和不锈钢平板102，PTEF平板103的二侧都开孔相同距离尺寸的孔径，使带环孔外六角螺栓穿入后不移位偏心。
带环孔外六角螺栓104穿过Z型不锈钢板101、上层PTEF平板、下层PTEF平板、不锈钢平板102，然后用螺母固定。在外六角螺栓端部距离设计带环扣，是为了安装防松防扣，因为像乙烯低温罐或液化天然气(LNG)罐，运行温度都是低于-110℃下的，长期在低温下运行，金属的螺母也会慢慢有松动迹象，避免螺母松动防止掉落到罐底引起不安全，用防松环扣进行保护防止长期在低温下运行掉落。
第一活动卡套螺栓组件4和第二活动卡套螺栓组件11均采用双卡套连接。如同6所示，第一活动卡套螺栓组件4包括双卡套41。
热电阻热电偶接线箱1的进线口设计开有若干个螺纹连接孔，开孔数量为6～24个。每支柔性铠装热电阻利用活动卡套螺栓组件连接固定。螺栓组件内设置卡套，可采用硬密封原理(如图6所示)，内刃均匀地咬入铠装表面，形成有效密封，材料可选用316不锈钢、合金20、合金400、合金600、合金625、合金825、合金800、合金C-276、GH3030铝、黄铜、碳钢等。也可使用软密封原理(如图7所示)，填料42的材质可选用硅橡胶(SI)、氟橡胶(FKM)、聚四氟乙烯(PTFE)、石墨、Lave硅酸盐等。
第一接线端子2的额定压接面积选用按导线截面积尺寸决定，一般选用额定压接面积导线范围值1.0～2.5mm2。接线端子数量选用按热电阻或热电偶测温点数量数决定，例如：假设热电阻14个测温点三线制，就需要42个接线端子；假设热电偶14个测温点，就需要28个接线端子。第一接线端子2的卡脚卡在导轨上，导轨型号一般选用TH35-7.5轨，导轨两侧用M4螺钉固定在接线箱内腔。导线和接线端子联接压紧后，绝缘保护和极好的电导性能。接线箱外带安装支架，用于安装现场预留角钢上，使接线箱的重量不直接受力在RTD上。现场可固定安装，使RTD热电阻或TC热电偶不受力于接线盒重量，运行安全。
热电阻热电偶接线箱1安装的接线端子数量多，接线箱的外形尺寸也相对较大，接线箱内腔设置最少2条加强筋110(如图9所示)，增加接线箱强度，不易变形。
柔性铠装热电阻5按方向分测量端(直接用作测量介质温度的一端为测量端，也可称为工作端)，另一端为参考端。若干支柔性铠装热电阻5以参考端方向穿过法兰6，穿过热电阻热电偶接线箱1的进线口，使参考端的导线连接第一接线端子2压接。在热电阻热电偶接线箱1和法兰6之间为延伸段，连接热电阻热电偶接线箱1和连接法兰6中间有一段加强管20，保护铠装热电阻/热电阻连接受力支撑。加强管20和柔性铠装热电阻5的铠装表面焊接固定达到密封。加强管20外安装活动卡套螺栓组件。活动卡套螺栓组件连接法兰内孔设置螺口和接线箱进线口设计螺口，以此固定每支柔性铠装热电阻5。
如图8所示，法兰6上呈圆形均布有用于穿过柔性铠装热电阻的开孔。开孔数量8～24个左右。开孔数量、间距尺寸要与热电阻热电偶接线箱1的进线口一致。法兰密封面处设置U型勾7，U型勾7与法兰6焊接固定，TIG惰性气体钨极保护焊增加连接牢固性。U型勾7上连接有一定长度的钢缆8。钢缆8的长度按罐内深度决定，钢缆8用若干个数量的钢丝绳夹9固定。钢缆柔软性能好，较高的抗拉强度，钢缆设置起到支撑、牵引作用。
每一支柔性铠装热电阻5的测量端处带有第二活动卡套螺栓组件11，第二活动卡套螺栓组件11用螺纹连接形式连接感温模块12，感温模块12的尺寸设计外形为四方形，如图2-3所示，感温模块12的一面固定焊接不锈钢垫板120上的，不锈钢垫板120焊接于罐内垫板121上。感温模块12的外形四方形设计使焊接接触面大。感温模块12的长度设计要长于铠装热电偶/热电阻温度计敏感段。举例，感温模块内设置螺纹NPT1/4(按螺纹标准螺纹大径尺寸13.616mm)，外形尺寸20*20*120mm。感温模块12的外形尺寸要大于活动螺栓六方对边尺寸，这样安装后，不会影响安装扳手灵活使用。
补偿电缆13通过电缆密封接头3与变送器接线箱18的外壳相固定。变送器接线箱18上带有安装支架。
第二接线端子15和温度变送器17串联接，因为丙烷罐、乙烷罐、乙烯低温罐、液化天然气(LNG)罐、液化石油气(LPG)等体积较大、高度较高，变送器接线内或外设计安装电涌保护器14(即浪涌保护器)，对间接雷电和直接雷电影响或其他瞬时过压的电涌进行保护，保护的设备或系统不受冲击而损坏。变送器接线箱18设置接地标识，防雷接地。
在其他有益的变形实施例中，可采用缆式多点多支柔性铠装热电偶，即：将上述缆式多点多支柔性铠装热电阻中的柔性铠装热电阻5替换为柔性铠装热电偶，延长型柔性热电阻导线19替换为延长型柔性热电偶导线。
以上的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种缆式多点多支柔性铠装热电阻，其特征在于：包括热电阻热电偶接线箱（1），所述热电阻热电偶接线箱（1）内设有第一接线端子（2），柔性铠装热电阻（5）的一端穿过热电阻热电偶接线箱（1）的外壳并与所述外壳固定连接，所述柔性铠装热电阻（5）内的延长型柔性热电阻导线（19）与所述第一接线端子（2）相连接；所述柔性铠装热电阻（5）的另一端穿过法兰（6）并与所述法兰（6）的一面固定连接，所述柔性铠装热电阻（5）的端部连接有感温模块（12）；
所述热电阻热电偶接线箱（1）通过补偿电缆（13）与变送器接线箱（18）相连，所述变送器接线箱（18）内设有温度变送器（17），所述温度变送器（17）依次与第二接线端子（15）、电涌保护器（14）、接地柱（16）电连接；
所述感温模块（12）固定在不锈钢垫板（120）上，所述不锈钢垫板（120）固定在罐内垫板（121）上；
穿过所述法兰（6）的柔性铠装热电阻（5）通过安装夹板组件（10）固定，所述安装夹板组件（10）由Z型不锈钢板（101）、不锈钢平板（102）、双层的PTFE平板（103）、带环孔外六角螺栓（104）、螺母（105）和防松环扣（106）组成；
所述Z型不锈钢板（101）的一个端面固定在设备面板（100）上；所述Z型不锈钢板（101）的另一端面通过带环孔外六角螺栓（104）、螺母（105）与下层的PTFE平板（103）固定在一起；上层的PTFE平板（103）与下层的PTFE平板（103）也通过带环孔外六角螺栓（104）、螺母（105）固定在一起；
两层PTFE平板（103）之间夹设有柔性铠装热电阻（5）；
带环孔外六角螺栓（104）的环孔上装有防松环扣（106）；
所述法兰（6）的另一面的中部设有U型勾（7），所述U型勾（7）上连接有通过钢丝绳夹（9）固定的钢缆（8）。
2.根据权利要求1所述的缆式多点多支柔性铠装热电阻，其特征在于：所述柔性铠装热电阻（5）均通过第一活动卡套螺栓组件（4）分别与热电阻热电偶接线箱（1）的外壳、法兰（6）固定连接；
所述柔性铠装热电阻（5）的端部通过第二活动卡套螺栓组件（11）与感温模块（12）固定在一起。
3.根据权利要求2所述的缆式多点多支柔性铠装热电阻，其特征在于：第一活动卡套螺栓组件（4）和第二活动卡套螺栓组件（11）均采用双卡套连接。
4.根据权利要求3所述的缆式多点多支柔性铠装热电阻，其特征在于：所述柔性铠装热电阻（5）与热电阻热电偶接线箱（1）的外壳、法兰（6）相固定连接的位置套有加强管（20）。
5.根据权利要求4所述的缆式多点多支柔性铠装热电阻，其特征在于：所述补偿电缆（13）通过电缆密封接头（3）与变送器接线箱（18）的外壳相固定。
6.一种缆式多点多支柔性铠装热电偶，其特征在于：将权利要求1所述缆式多点多支柔性铠装热电阻中的柔性铠装热电阻（5）替换为柔性铠装热电偶，延长型柔性热电阻导线（19）替换为延长型柔性热电偶导线。
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