CN111520381A - 螺栓组件及一次设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及紧固件技术领域，具体公开一种螺栓组件及一次设备。本发明的螺栓组件应用于铜排连接结构，包括螺栓本体，以及与螺栓本体配合连接的螺母和感温紧固件，螺栓本体包括相对设置的螺栓头和螺杆，铜排连接结构至少包括两个铜排，铜排上穿设有通孔，螺栓头和螺母相对设置在铜排连接结构的两侧，感温紧固件至少包括两种形态，在感温紧固件的温度小于第一预设温度时，感温紧固件处于第一形态，在感温紧固件的温度大于或等于第一预设温度时，感温紧固件处于第二形态；在螺栓本体与螺母紧固铜排连接结构后，将处于第一形态的感温紧固件的其中一端与螺杆固定连接，另一端与螺母固定连接。本发明的螺栓组件结构精简，安全可靠。

Description

螺栓组件及一次设备
技术领域
本发明涉及紧固件技术领域，尤其涉及一种螺栓组件及一次设备。
背景技术
在变电站中一次设备的金属连接处，如铜排连接结构，一般会使用镀锌螺栓组件来固定，通过镀锌螺栓组件将两个以上的铜排紧固。在日常使用中，通电的铜排连接结构由于自身内阻的原因，部分电能会转化成热能而发热。然而，随着时间流逝，镀锌螺栓组件会逐渐松脱，或者，镀锌螺栓组件在紧固作业时没有旋紧，使得铜排与铜排之间存在间隙而没有直接接触。在向铜排连接结构通电时，铜排与铜排之间通过镀锌螺栓组件导电，由于镀锌螺栓组件的内阻大于铜排，使得铜排连接结构偶尔会发生过热现象，过热现象会导致铜排连接结构持续升温，在变电站运维作业规范中，一次设备的金属连接处的温度超过80℃即为重大缺陷事故。
现有技术中，为了避免铜排连接结构发生过热，一般会安排运维人员定期巡检，检测铜排连接结构通电时的温度，以及断电后镀锌螺栓组件的松紧情况，在通电的铜排连接结构的温度过高的情况下，或者断电后镀锌螺栓组件存在松动的情况下，从一次设备中拆下铜排连接结构进行全面检查和修复，将修复好的铜排连接结构重新安装到一次设备中，或者直接将另一个无故障的铜排连接结构安装到一次设备中，然后再修复存在故障的铜排连接结构。现有技术中的螺栓组件存在连接不可靠性，降低了一次设备的金属连接处的安全性，使得一次设备的检修工作流程繁琐，检修效率低，需要断电操作的问题。
发明内容
本发明实施例的一个目的在于，提供一种螺栓组件，其结构精简，安全可靠。
本发明实施例的另一个目的在于，提供一种一次设备，其工作流程简单，检修效率高，不需断电操作。
为达此目的，本发明实施例采用以下技术方案：
第一方面，提供一种螺栓组件，应用于铜排连接结构，包括螺栓本体，以及与所述螺栓本体配合连接的螺母和感温紧固件，所述螺栓本体包括相对设置的螺栓头和螺杆，所述螺杆的外侧壁设置有螺蚊，所述螺母中部穿设有对应所述螺杆上螺纹的螺纹孔，所述铜排连接结构至少包括两个铜排，所述铜排上穿设有通孔，所述通孔的孔径大于或等于所述螺杆的直径且小于或等于所述螺母的螺纹孔的孔径，所述螺栓头和所述螺母相对设置在所述铜排连接结构的两侧，所述感温紧固件至少包括两种形态，在所述感温紧固件的温度小于第一预设温度时，所述感温紧固件处于第一形态，在所述感温紧固件的温度大于或等于第一预设温度时，所述感温紧固件处于第二形态；
在所述螺栓本体与所述螺母紧固所述铜排连接结构后，将处于第一形态的所述感温紧固件的其中一端与所述螺杆固定连接，另一端与所述螺母活动连接，以使所述感温紧固件切换成第二形态时能够驱使所述螺母向所述螺栓头靠近。
作为螺栓组件的一种优选方案，所述螺栓头的表面设置有感温变色粉层，在所述感温变色粉层的温度大于第二预设温度时，能够从第一颜色变换成第二颜色。
作为螺栓组件的一种优选方案，所述感温变色粉层背离所述螺栓头的一侧设置有透明保护层。
作为螺栓组件的一种优选方案，所述感温变色粉层通过电镀或喷涂微胶囊感温变色粉形成。
作为螺栓组件的一种优选方案，所述第二预设温度为75℃，所述第二颜色为红色。
作为螺栓组件的一种优选方案，所述感温变色粉层与所述螺栓头的连接处设置有连接层，所述连接层用于承载所述感温变色粉层。
作为螺栓组件的一种优选方案，所述连接层设置有承载腔，所述感温变色粉层嵌设在所述承载腔内，所述承载腔的形状包括字符和图形中的任一种。
作为螺栓组件的一种优选方案，所述感温紧固件由记忆金属制成。
作为螺栓组件的一种优选方案，所述感温紧固件的形状为螺旋形。
第二方面，提供一种一次设备，包括外壳，铜排连接结构，及所述螺栓组件，所述铜排连接结构固设在所述外壳上，且至少包括两个铜排，所述铜排上穿设有通孔，所述螺栓组件穿设在所述通孔中，用于紧固所述铜排连接结构。
本发明实施例的有益效果为：
通过螺栓本体、螺母和感温紧固件来形成螺栓组件，在铜排连接结构的其中一侧将螺栓本体的螺杆穿入铜排的通孔，在另一侧用螺母旋入螺杆，从而将两个以上的铜排组成的铜排连接结构紧固。由于感温紧固件至少包括两种状态，在感温紧固件的温度小于第一预设温度时，感温紧固件处于第一形态，在感温紧固件的温度大于或等于第一预设温度时，感温紧固件处于第二形态。将处于第一形态的感温紧固件的其中一端固定在螺杆上，另一端固定在螺母上，在感温紧固件的温度逐渐增大，从小于第一预设温度变成大于或等于第一预设温度时，能够从第一形态变换至第二形态，从而能够驱使螺栓组件中的螺母向螺栓头靠近，使得铜排连接结构中的各个铜排相互靠近。本发明实施例的螺栓组件能够在铜排连接结构升温时，通过感温紧固件的形态变换驱使铜排连接结构中的各个铜排相互靠近，从而减少铜排之间的间隙，提升了连接可靠性，使得各个铜排直接接触时内阻减少，能够减少部分电能转化成热能的发热量，并且不用对一次设备进行断电操作来修复铜排连接结构，减少了检修工作流程，通过观察感温紧固件的形态变换也能间接判断铜排连接结构的温度情况，也提升了检修效率。
附图说明
下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
图1为本发明一实施例提供的螺栓组件与铜排连接结构的剖面结构示意图。
图2为本发明一实施例提供的螺栓组件与铜排连接结构的局部结构示意图。
图3为本发明另一实施例提供的螺栓组件与铜排连接结构的局部结构示意图。
图4为本发明另一实施例提供的螺栓组件与铜排连接结构的结构侧视图。
图5为本发明一实施例提供的一次设备的结构示意图。
图中：
1、螺栓组件；100、感温变色粉层；101、透明保护层；102、连接层；11、螺栓本体；111、螺栓头；112、螺杆；12、螺母；13、感温紧固件；200、铜排连接结构；201、铜排；300、外壳。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”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。
参考图1，本发明实施例提供一种螺栓组件1，应用于铜排连接结构200，螺栓组件1包括螺栓本体11，以及与螺栓本体11配合连接的螺母12和感温紧固件13，螺栓本体11包括相对设置的螺栓头111和螺杆112，螺杆112的外侧壁设置有螺蚊，螺母12中部穿设有对应螺杆112上螺纹的螺纹孔，铜排连接结构200至少包括两个铜排201，铜排201上穿设有通孔，通孔的孔径大于或等于螺杆112的直径且小于或等于螺母12的螺纹孔的孔径，螺栓头111和螺母12相对设置在铜排连接结构200的两侧，感温紧固件13至少包括两种形态，在感温紧固件13的温度小于第一预设温度时，感温紧固件13处于第一形态，在感温紧固件13的温度大于或等于第一预设温度时，感温紧固件13处于第二形态；
在螺栓本体11与螺母12紧固铜排连接结构200后，将处于第一形态的感温紧固件13的其中一端与螺杆112固定连接，另一端与螺母12活动连接，以使感温紧固件13切换成第二形态时能够驱使螺母12向螺栓头111靠近。
本发明实施例通过螺栓本体11、螺母12和感温紧固件13来形成螺栓组件1，在铜排连接结构200的其中一侧将螺栓本体11的螺杆112穿入铜排201的通孔，在另一侧用螺母12旋入螺杆112，从而将两个以上的铜排201组成的铜排连接结构200紧固。由于感温紧固件13至少包括两种状态，在感温紧固件13的温度小于第一预设温度时，感温紧固件13处于第一形态，在感温紧固件13的温度大于或等于第一预设温度时，感温紧固件13处于第二形态。将处于第一形态的感温紧固件13的其中一端固定在螺杆112上，另一端活动连接在螺母12上，在感温紧固件13的温度逐渐增大，从小于第一预设温度变成大于或等于第一预设温度时，能够从第一形态变换至第二形态，从而能够驱使螺栓组件1中的螺母12向螺栓头111靠近，使得铜排连接结构200中的各个铜排201相互靠近。本发明实施例的螺栓组件1能够在铜排连接结构200升温时，通过感温紧固件13的形态变换驱使铜排连接结构200中的各个铜排201相互靠近，从而减少铜排201之间的间隙，提升了连接可靠性，使得各个铜排201直接接触时内阻减少，能够减少部分电能转化成热能的发热量，并且不用对一次设备进行断电操作来修复铜排连接结构200，减少了检修工作流程，通过观察感温紧固件13的形态变换也能间接判断铜排连接结构200的温度情况，也提升了检修效率。
在一个实施例中，在处于第二形态的感温紧固件13的温度下降至小于第一预设温度时，感温紧固件13能够从第二形态重新切换至第一形态。由于感温紧固件13与螺母12是活动连接的，感温紧固件13的从第二形态至第一形态时不会影响螺母12。在螺母12再次远离螺栓头111时，铜排连接结构200的铜排201再次存在间隙而通电发热，感温紧固件13能够再次从第一形态切换至第二形态而抵接螺母12并再次驱使螺母12向螺栓头111靠近。
在一个实施例中，参考图1，螺栓头111的表面设置有感温变色粉层100，在感温变色粉层100的温度大于第二预设温度时，能够从第一颜色变换成第二颜色。通过感温变色粉层100对温度变化时的变色功能，能够提示螺栓组件1的温度变化状况，进一步提升了检修效率。
进一步地，参考图1，感温变色粉层100背离螺栓头111的一侧设置有透明保护层101，透明保护层101能够保护感温变色粉层100免受风吹日晒的侵袭而脱落，透明的特性也保证了感温变色粉层100颜色变化的可视化。
在一个优选的实施例中，感温变色粉层100通过电镀或喷涂微胶囊感温变色粉形成。微胶囊感温变色粉的内部是变色物质，外部是一层厚约0.2至0.5微米的既不能溶解也不会融化的透明外壳，正是透明外壳保护了内部变色物质免受其他化学物质的侵蚀，使得感温变色粉层100对应温度变化而改变。
在另一个优选的实施例中，第二预设温度为75℃，第二颜色为红色，75℃略小于80℃，红色为高识别度的警告色，能够在铜排连接结构200的温度接近80℃之前进行提醒，能够提前阻止一次设备的重大缺陷事故发生。
在又一个优选的实施例中，参考图2，感温变色粉层100与螺栓头111的连接处设置有连接层102，连接层102用于承载感温变色粉层100。相比感温变色粉层100，连接层102一方面能够增强与螺栓头111的连接强度，另一方面能够承载感温变色粉层100，进一步保护感温变色粉层100而不脱落。
优选地，参考图1和图2，连接层102设置有承载腔，感温变色粉层100嵌设在承载腔内，承载腔的形状包括字符和图形中的任一种。如图2所示，承载腔的形状为字符“A”，如图3所示，承载腔的形状为图形“□”，通过设置不同的形状，能够区分不同的铜排连接结构200，便于检修工作的进行。
在另一个实施例中，感温紧固件13由记忆金属制成。记忆金属的特点是弯曲量大、塑性高，当温度达到某一数值时，材料内部的晶体结构会发生变化，从而导致了外形的变化。记忆金属又叫形状记忆合金，材料组成如金-镉合金、铟-铊合金、镍-钛合金等。形状记忆合金可以分为三种:(1)单程记忆效应，(2)双程记忆效应和(3)全程记忆效应。形状记忆合金在较低的温度下变形，加热后可恢复变形前的形状，这种只在加热过程中存在的形状记忆现象称为单程记忆效应；某些合金加热时恢复高温相形状，冷却时又能恢复低温相形状，称为双程记忆效应；加热时恢复高温相形状，冷却时变为形状相同而取向相反的低温相形状，称为全程记忆效应。根据不同类型的记忆金属，可以根据不同记忆效应来实现相应的功能，本实施例的记忆金属根据实际需求来选择，本实施例不作具体限定。
记忆金属制成的感温紧固件13的第一预设温度可以通过调整制造材料的配方和制造工艺来设定，优选地，第一预设温度为60℃。
进一步地，参考图4，感温紧固件13的形状为螺旋形。感温紧固件13从第一形态变换至第二形态时，感温紧固件13的两端可以沿着螺旋形的螺旋方向转动。在感温紧固件13的螺旋方向与螺母12的螺旋方向相同时，能够驱动螺母12顺延感温紧固件13螺旋形的螺旋方向转动。
参考图5，本发明实施例还提供一种一次设备，包括外壳300，铜排连接结构200，及上述任一项实施例的螺栓组件1，铜排连接结构200固设在外壳300上，且至少包括两个铜排201，铜排201上穿设有通孔，螺栓组件1穿设在通孔中，用于紧固铜排连接结构200。本实施例中的螺栓组件1可以与上述实施例的螺栓组件1拥有同样的结构及达到同样的效果，本实施例不再赘述。
于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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”、“第三”，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种螺栓组件，应用于铜排连接结构，其特征在于，包括螺栓本体，以及与所述螺栓本体配合连接的螺母和感温紧固件，所述螺栓本体包括相对设置的螺栓头和螺杆，所述螺杆的外侧壁设置有螺蚊，所述螺母中部穿设有对应所述螺杆上螺纹的螺纹孔，所述铜排连接结构至少包括两个铜排，所述铜排上穿设有通孔，所述通孔的孔径大于或等于所述螺杆的直径且小于或等于所述螺母的螺纹孔的孔径，所述螺栓头和所述螺母相对设置在所述铜排连接结构的两侧，所述感温紧固件至少包括两种形态，在所述感温紧固件的温度小于第一预设温度时，所述感温紧固件处于第一形态，在所述感温紧固件的温度大于或等于第一预设温度时，所述感温紧固件处于第二形态；
在所述螺栓本体与所述螺母紧固所述铜排连接结构后，将处于第一形态的所述感温紧固件的其中一端与所述螺杆固定连接，另一端与所述螺母活动连接，以使所述感温紧固件切换成第二形态时能够驱使所述螺母向所述螺栓头靠近。
2.根据权利要求1所述的螺栓组件，其特征在于，所述螺栓头的表面设置有感温变色粉层，在所述感温变色粉层的温度大于第二预设温度时，能够从第一颜色变换成第二颜色。
3.根据权利要求2所述的螺栓组件，其特征在于，所述感温变色粉层背离所述螺栓头的一侧设置有透明保护层。
4.根据权利要求2所述的螺栓组件，其特征在于，所述感温变色粉层通过电镀或喷涂微胶囊感温变色粉形成。
5.根据权利要求2所述的螺栓组件，其特征在于，所述第二预设温度为75℃，所述第二颜色为红色。
6.根据权利要求2所述的螺栓组件，其特征在于，所述感温变色粉层与所述螺栓头的连接处设置有连接层，所述连接层用于承载所述感温变色粉层。
7.根据权利要求6所述的螺栓组件，其特征在于，所述连接层设置有承载腔，所述感温变色粉层嵌设在所述承载腔内，所述承载腔的形状包括字符和图形中的任一种。
8.根据权利要求1所述的螺栓组件，其特征在于，所述感温紧固件由记忆金属制成。
9.根据权利要求8所述的螺栓组件，其特征在于，所述感温紧固件的形状为螺旋形。
10.一种一次设备，其特征在于，包括外壳，铜排连接结构，及权利要求1至9任一项所述的螺栓组件，所述铜排连接结构固设在所述外壳上，且至少包括两个铜排，所述铜排上穿设有通孔，所述螺栓组件穿设在所述通孔中，用于紧固所述铜排连接结构。
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