CN112304452A - 一种测温型复合螺母 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种测温型复合螺母，包括主筒、支撑环和套筒，主筒包括第一内螺纹和螺纹段，螺纹段与第一内螺纹的旋转方向相反，主筒和支撑环采用吸波材料制成，套筒包括内筒体和外筒体，内筒体采用第一长纤维和第二长纤维制成，一部分第一长纤维的第一段形成第二内螺纹，另一部分第一长纤维的第一段形成第一外螺纹，第二长纤维沿周向环绕于第二内螺纹和第一外螺纹之间，第一长纤维的第二段形成第三内螺纹，第三内螺纹的外侧缠绕有主天线，主天线连接有无源测温芯片，外筒体的内部开设有容纳腔，容纳腔内设有辐射环，辐射环与主天线电耦合，辐射环与容纳腔之间设有热膨胀介质。本发明具有安装较为便捷和抗干扰能力强的优点。

Description

一种测温型复合螺母

技术领域

本发明涉及测温技术领域，具体为一种测温型复合螺母。

背景技术

接头作为环网柜和高压电缆分支箱等电气设备的关键节点，容易发生老化、接触不良或者负载过重等故障，导致接头过量发热，严重的甚至会引发电缆起火，损坏电气设备。为防止电气设备被损坏，有必要预警电缆的起火风险，而监控接头的温度变化是行之有效的方法。

传统的电缆温度检测方法，为人工手持测温仪定时对接头的温度进行检测，该方法效率低，不具有实时性，不能够及时地获知在巡检空档期内发生的危险，并容易出现人为的失误，此外，高压线对靠近的人员存在有一定的危险性。而现有的电缆温度检测设备大多是采用电传感的方式，该方式能够实时地检测接头的温度变化，并通过电信号将测得的数据发送至后台，解决了效率和实时性等问题，但该类型的电缆温度检测设备存在有安装不方便、抗干扰能力弱等缺点。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提供了一种安装较为便捷、抗干扰能力强的测温型复合螺母。

本发明采用了以下的技术方案。

一种测温型复合螺母，包括主筒和套筒，所述主筒的内径呈二级阶梯状，所述主筒的小径段的内侧壁设有第一内螺纹，所述主筒的大径段的侧壁沿轴向起伏形成螺纹段，所述螺纹段与第一内螺纹的旋转方向相反，所述主筒的小径端设有向外侧延伸的支撑环，所述主筒和支撑环采用吸波材料制成，所述套筒包括内筒体和外筒体，所述内筒体采用第一长纤维和第二长纤维制成，所述第一长纤维包括依次相连接的第一段、第二段和第三段，一部分第一长纤维的第一段沿轴向延伸并起伏形成与第一内螺纹相符合的第二内螺纹，另一部分第一长纤维的第一段沿轴向延伸并起伏形成第一外螺纹，所述第一外螺纹与螺纹段的内侧相配合，所述第二长纤维沿周向环绕于第二内螺纹和第一外螺纹之间，所述第一长纤维的第二段绕过主筒的大径端后沿轴向延伸并起伏形成第三内螺纹，所述第三内螺纹与螺纹段的外侧相配合，所述第三内螺纹的外侧缠绕有沿轴向螺旋延伸的主天线，所述主天线连接有无源测温芯片，所述外筒体紧密地套设于第三内螺纹的外侧，所述外筒体的内部开设有沿轴向延伸的环形的容纳腔，所述容纳腔内设有辐射环，所述辐射环与主天线电耦合，所述辐射环与容纳腔之间设有热膨胀介质，所述热膨胀介质随温度的变化而膨胀或收缩，并带动辐射环沿轴向位移，改变辐射环相对于主天线的位置，从而改变辐射环的谐振频率，所述外筒体采用非金属材料制成，所述第一长纤维的第三段埋设于外筒体的内部并呈散射状地沿径向倾斜延伸。

进一步，所述容纳腔呈二级阶梯状，所述辐射环与容纳腔的小径段滑动相连接并部分伸入容纳腔的大径段内部，所述热膨胀介质设于容纳腔的大径段内部，所述热膨胀介质的外表面覆盖有弹性膜，并且热膨胀介质和辐射环之间设有压力传递件，所述压力传递件包括软囊，以及填充于软囊的内部的液体介质。

进一步，所述容纳腔的大径端为开口端，所述容纳腔的开口端设有封堵环，所述封堵环采用高导热系数的非金属材料制成，所述软囊和弹性膜的横截面均为U字型，并且软囊和弹性膜的开口朝向一致，所述软囊套设于弹性膜的外部，所述液体介质设于软囊和弹性膜之间，所述软囊和弹性膜的侧壁位于封堵环和容纳腔的侧壁之间，并被封堵环和容纳腔的侧壁所夹紧。

进一步，所述封堵环的内、外侧均设有弹性环，所述封堵环的侧壁开设有与弹性环相配合的环形槽，所述弹性环将软囊和弹性膜的侧壁抵紧在环形槽内。

进一步，所述第一长纤维为低导热系数材料，所述容纳腔的开口端设于外筒体靠近支撑环的一端，所述外筒体与支撑环之间保持有间隙并设有记忆金属件，所述记忆金属件一端与支撑环相固连，另一端抵住封堵环和外筒体，所述记忆金属件受热至预设的温度后变形，并脱离外筒体和封堵环，使封堵环能够从容纳腔内脱出。

进一步，所述记忆金属件的横截面呈Z字型。

进一步，所述容纳腔的小径端为密封端，所述辐射环与容纳腔的密封端之间设置有弹性件。

进一步，至少一部分第一长纤维的第三段绕过容纳腔的密封端。

进一步，所述外筒体的外侧缠绕有第三长纤维。

进一步，所述外筒体的端部开设有安装腔，所述无源测温芯片封装于安装腔内，所述主天线的延长线贯穿外筒体并与无源测温芯片电连接。

本发明的有益效果为：

本发明提供了一种测温型复合螺母，包括主筒和套筒，其中，主筒通过第一内螺纹与螺杆相连接，套筒通过第二内螺纹与螺杆相连接，主筒和套筒之间通过螺纹段、第一外螺纹和第三内螺纹相连接，在实际的使用中，先将主筒和套筒相连接，接着将连接后的主筒和套筒安装在螺杆上，安装较为便捷，此外，螺杆和螺纹段的螺纹旋转方向相反，使得主筒和套筒在与螺杆完成安装后能够相互之间起防松的作用。

一部分第一长纤维的第一段沿轴向延伸并起伏形成第二内螺纹，提高了第二内螺纹的轴向结构强度；另一部第一长纤维的第一段沿轴向延伸并起伏形成第一外螺纹，提高了第一外螺纹的轴向结构强度，同时，第二内螺纹和第一外螺纹之间环绕有第二长纤维，提高了第二内螺纹和第一外螺纹的径向结构强度，第一长纤维的第二段沿轴向延伸并起伏形成第三内螺纹，提高了第三内螺纹的轴向结构强度，此外，第一长纤维的第三段埋设于外筒体的内部，提高了外筒体和内筒体之间的连接强度，再者，第一长纤维的第三段呈散射状地沿径向倾斜延伸，提高了外筒体的径向结构强度和轴向结构强度，能有效的防止外筒体开裂。

本发明还设有无源测温芯片、主天线和辐射环，其中，无源测温芯片用于对接头的温度进行测量，并通过主天线、辐射环与阅读器进行电信号的传输，能够实时地检测接头的温度变化，此外，主天线缠绕在第三内螺纹的外侧，提高了第三内螺纹的径向结构强度，无需另外加设纤维层，简化了制造工序和结构；另外，温度会改变电路的谐振频率，使无源测温芯片和阅读器之间的信号传递效率，本发明的热膨胀介质会随温度的变化而膨胀或收缩，并带动辐射环沿轴向位移，改变辐射环相对于主天线的位置，从而改变辐射环的谐振频率，以消除温度对辐射环的谐振频率的影响，提高了抗干扰能力；再者，主筒和支撑环采用吸波材料制成，提高了本发明的抗金属能力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实施例的组装剖视结构示意图；

图2为图1的A部放大图；

图3为本实施例的拆分立体结构示意图；

图4为本实施例的主筒的剖视结构示意图；

图5为本实施例的套筒的剖视结构示意图。

附图标注说明：

主筒1，第一内螺纹11，螺纹段12，支撑环13，

套筒2，内筒体21，外筒体22，

第二内螺纹211，第一外螺纹212，第三内螺纹213，

容纳腔221，安装腔222,

第一长纤维2a，第二长纤维2b，第三长纤维2c，

主天线3，无源测温芯片4，辐射环5，封堵环8，记忆金属件9，弹性件10,

热膨胀介质61，弹性膜62，

软囊71，液体介质72，

弹性环81，环形槽82。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

参照附图所示的一种测温型复合螺母，包括主筒1和套筒2，主筒1的内径呈二级阶梯状，主筒1的小径段的内侧壁设有第一内螺纹11，主筒1的大径段的侧壁沿轴向起伏形成螺纹段12，螺纹段12与第一内螺纹11的旋转方向相反，主筒1的小径端设有向外侧延伸的支撑环13，主筒1和支撑环13采用吸波材料整体制造而成。套筒2包括内筒体21和外筒体22，内筒体21采用第一长纤维2a和第二长纤维2b制成，第一长纤维2a包括依次相连接的第一段、第二段和第三段，一部分第一长纤维2a的第一段沿轴向延伸并起伏形成与第一内螺纹11相符合的第二内螺纹211，即第一内螺纹11和第二内螺纹211能够与同一的螺杆相连接，另一部分第一长纤维2a的第一段沿轴向延伸并起伏形成第一外螺纹212，第一外螺纹212与螺纹段12的内侧相配合，第二长纤维2b沿周向环绕于第二内螺纹211和第一外螺纹212之间，第一长纤维2a的第二段绕过主筒1的大径端后沿轴向延伸并起伏形成第三内螺纹213，第三内螺纹213与螺纹段12的外侧相配合，第三内螺纹213的外侧缠绕有沿轴向螺旋延伸的主天线3，主天线3连接有无源测温芯片4，外筒体22紧密地套设于第三内螺纹213的外侧，外筒体22的内部开设有沿轴向延伸的环形的容纳腔221，容纳腔221内设有辐射环5，辐射环5与主天线3电耦合，辐射环5与容纳腔221之间设有热膨胀介质61，热膨胀介质61随温度的变化而膨胀或收缩，并带动辐射环5沿轴向位移，改变辐射环5相对于主天线3的位置，从而改变辐射环5的谐振频率，外筒体22采用非金属材料制成，第一长纤维2a的第三段埋设于外筒体22的内部并呈散射状地沿径向倾斜延伸。优选的，主筒1和支撑环13采用铁芯吸波材料制成；外筒体22采用氧化铝粉末制成；主天线3和辐射环5采用金属材料或半导体材料制成。

容纳腔221呈二级阶梯状，辐射环5与容纳腔221的小径段滑动相连接并部分伸入容纳腔221的大径段内部，热膨胀介质61设于容纳腔221的大径段内部，热膨胀介质61的外表面覆盖有弹性膜62，并且热膨胀介质61和辐射环5之间设有压力传递件，压力传递件包括软囊71，以及填充于软囊71的内部的液体介质72。其中，热膨胀介质61的体积变化通过软囊71内的液体介质72转换成作用在辐射环5上的力，从而驱动辐射环5位移。弹性膜62覆盖在热膨胀介质61的外表面，随热膨胀介质61的体积变化而变化。具体的，每变化1℃，辐射环5的位移量接近于热膨胀介质61每1℃的体积变化量乘以容纳腔221的大径段和小径段的横截面积之比。热膨胀介质61可选择石蜡。

容纳腔221的大径端为开口端，容纳腔221的开口端设有封堵环8，封堵环8采用高导热系数的非金属材料制成，软囊71和弹性膜62的横截面均为U字型，并且软囊71和弹性膜72的开口朝向一致，软囊71套设于弹性膜62的外部，液体介质72设于软囊71和弹性膜62之间，软囊71和弹性膜62的侧壁位于封堵环8和容纳腔221的侧壁之间，并被封堵环8和容纳腔221的侧壁所夹紧，能够防止热膨胀介质61和液体介质72发生泄漏，并且在弹性膜62的反作用下，封堵环8与容纳腔221相固定。

封堵环8的内、外侧均设有弹性环81，封堵环8的侧壁开设有与弹性环81相配合的环形槽82，弹性环81将软囊71和弹性膜62的侧壁抵紧在环形槽82内。

在实际的使用中，支撑环13远离套筒2的一端面与接头相抵，为受力面，第一长纤维2a为现有的低导热系数材料，接头传递至主筒1的热量不能经内筒体21传递至外筒体22，并且外筒体22与支撑环13之间保持有间隙，支撑环13的热量不能直接传递至外筒体22，容纳腔221的开口端设于外筒体22靠近支撑环13的一端，外筒体22与支撑环13之间的间隙内设有记忆金属件9，记忆金属件9一端与支撑环13相固连，另一端抵住封堵环8和外筒体22，记忆金属件9受热至预设的温度后变形，并脱离外筒体22和封堵环8，使封堵环8能够从容纳腔221内脱出。在正常的使用状态下，接头的热量依次经支撑环13、记忆金属件9传递至封堵环8和外筒体22，封堵环8再将热量传递至热膨胀介质61，使热膨胀介质61的体积发生改变，同时，外筒体22将热量传递至无源测温芯片4，使无源测温芯片4获取接头的温度。其中，记忆金属件9抵住封堵环8，能防止热膨胀介质61的体积变大后将封堵环8推出容纳腔211，进而导致热膨胀介质61和液体介质72泄漏。优选的，记忆金属件9的变形温度可为热膨胀介质61的沸腾值、液体介质72的沸腾值和无源测温芯片4的极限温度值之中的孰低值，以防止热膨胀介质61、液体介质72沸腾而导致外筒体22炸裂，防止无源测温芯片4过热而受损。具体的，假设记忆金属件9的变形温度为热膨胀介质61的沸腾值，若记忆金属件9受热至此温度值，则记忆金属件9松开封堵环8，沸腾的热膨胀介质61先将封堵环8推离容纳腔211，接着，沸腾的热膨胀介质61撑开弹性环81后从弹性膜62的开口处流出，从而降低容纳腔221内部的压力，防止外筒体22炸裂。再者，在正常的使用状态下，记忆金属件9被外筒体22和支撑环13所压缩，对外筒体22产生反作用力，从而在记忆金属件9和外筒体22之间产生摩擦力，有利于防止主筒1和套筒2的松动。

记忆金属件9的横截面呈Z字型。

容纳腔221的小径端为密封端，辐射环5与容纳腔221的密封端之间设置有弹性件10。具体的，随着温度的升高，热膨胀介质61的体积变大，热膨胀介质61通过液体介质72推动辐射环5向容纳腔的密封端运动，辐射环5压缩弹性件10，使弹性件10保持回弹力；当温度下降，热膨胀介质61的体积开始变小，在弹性件10的回弹力作用下，辐射环2通过液体介质72均匀地挤压热膨胀介质61，使热膨胀介质61能够均匀的恢复至初始体积，避免热膨胀介质61的内部产生空隙，最终确保辐射环5回归至初始位置。弹性件10可为非金属的弹簧或弹片。

至少一部分第一长纤维2a的第三段绕过容纳腔221的密封端,从而提高了外筒体22于容纳腔221的密封端的位置处的轴向结构强度，有利于防止外筒体22受弹性件10的作用力而发生轴向开裂。

外筒体22的外侧缠绕有第三长纤维2c，从而提高了外筒体22的径向结构强度，有利于防止外筒体22受热膨胀介质61和弹性件10的作用力而发生径向开裂。

外筒体22远离支撑环13的一端开设有安装腔222，无源测温芯片4封装于安装腔222内，主天线3的延长线贯穿外筒体22并与无源测温芯片4电连接。在其他实施中，安装腔222可设于外筒体22靠近支撑环13的一端，同时，无源测温芯片4不应与支撑环13相接触。

优选的，第一长纤维2a、第二长纤维2b和第三长纤维2c可为玻璃纤维。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。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，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种测温型复合螺母，其特征在于，包括主筒和套筒，

所述主筒的内径呈二级阶梯状，所述主筒的小径段的内侧壁设有第一内螺纹，所述主筒的大径段的侧壁沿轴向起伏形成螺纹段，所述螺纹段与第一内螺纹的旋转方向相反，所述主筒的小径端设有向外侧延伸的支撑环，所述主筒和支撑环采用吸波材料制成，

所述套筒包括内筒体和外筒体，

所述内筒体采用第一长纤维和第二长纤维制成，所述第一长纤维包括依次相连接的第一段、第二段和第三段，一部分第一长纤维的第一段沿轴向延伸并起伏形成与第一内螺纹相符合的第二内螺纹，另一部分第一长纤维的第一段沿轴向延伸并起伏形成第一外螺纹，所述第一外螺纹与螺纹段的内侧相配合，所述第二长纤维沿周向环绕于第二内螺纹和第一外螺纹之间，所述第一长纤维的第二段绕过主筒的大径端后沿轴向延伸并起伏形成第三内螺纹，所述第三内螺纹与螺纹段的外侧相配合，所述第三内螺纹的外侧缠绕有沿轴向螺旋延伸的主天线，所述主天线连接有无源测温芯片，

所述外筒体紧密地套设于第三内螺纹的外侧，所述外筒体的内部开设有沿轴向延伸的环形的容纳腔，所述容纳腔内设有辐射环，所述辐射环与主天线电耦合，所述辐射环与容纳腔之间设有热膨胀介质，所述热膨胀介质随温度的变化而膨胀或收缩，并带动辐射环沿轴向位移，改变辐射环相对于主天线的位置，从而改变辐射环的谐振频率，

所述外筒体采用非金属材料制成，所述第一长纤维的第三段埋设于外筒体的内部并呈散射状地沿径向倾斜延伸。

2.根据权利要求1所述的一种测温型复合螺母，其特征在于，所述容纳腔呈二级阶梯状，所述辐射环与容纳腔的小径段滑动相连接并部分伸入容纳腔的大径段内部，所述热膨胀介质设于容纳腔的大径段内部，所述热膨胀介质的外表面覆盖有弹性膜，并且热膨胀介质和辐射环之间设有压力传递件，所述压力传递件包括软囊，以及填充于软囊的内部的液体介质。

3.根据权利要求2所述的一种测温型复合螺母，其特征在于，所述容纳腔的大径端为开口端，所述容纳腔的开口端设有封堵环，所述封堵环采用高导热系数的非金属材料制成，所述软囊和弹性膜的横截面均为U字型，并且软囊和弹性膜的开口朝向一致，所述软囊套设于弹性膜的外部，所述液体介质设于软囊和弹性膜之间，所述软囊和弹性膜的侧壁位于封堵环和容纳腔的侧壁之间，并被封堵环和容纳腔的侧壁所夹紧。

4.根据权利要求3所述的一种测温型复合螺母，其特征在于，所述封堵环的内、外侧均设有弹性环，所述封堵环的侧壁开设有与弹性环相配合的环形槽，所述弹性环将软囊和弹性膜的侧壁抵紧在环形槽内。

5.根据权利要求3所述的一种测温型复合螺母，其特征在于，所述第一长纤维为低导热系数材料，所述容纳腔的开口端设于外筒体靠近支撑环的一端，所述外筒体与支撑环之间保持有间隙并设有记忆金属件，所述记忆金属件一端与支撑环相固连，另一端抵住封堵环和外筒体，所述记忆金属件受热至预设的温度后变形，并脱离外筒体和封堵环，使封堵环能够从容纳腔内脱出。

6.根据权利要求5所述的一种测温型复合螺母，其特征在于，所述记忆金属件的横截面呈Z字型。

7.根据权利要求2所述的一种测温型复合螺母，其特征在于，所述容纳腔的小径端为密封端，所述辐射环与容纳腔的密封端之间设置有弹性件。

8.根据权利要求7所述的一种测温型复合螺母，其特征在于，至少一部分第一长纤维的第三段绕过容纳腔的密封端。

9.根据权利要求1所述的一种测温型复合螺母，其特征在于，所述外筒体的外侧缠绕有第三长纤维。

10.根据权利要求1所述的一种测温型复合螺母，其特征在于，所述外筒体的端部开设有安装腔，所述无源测温芯片封装于安装腔内，所述主天线的延长线贯穿外筒体并与无源测温芯片电连接。

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