CN114858337A - 一种核安全级电容式压力变送器及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种核安全级电容式压力变送器及其制造方法，包括引压组件固定设置在电容式压力变送器的膜片部件的一侧，所述引压组件包括内套件和外套件，内套件的内部设置有压力引入孔，外套件的内侧面与所述圆板的外侧面固定连接，所述外套件内设置有与所述内套件同轴的阶梯孔，所述阶梯孔包括内孔和外孔，所述外套件上设置有与所述外孔连通的接入孔，封堵螺母，其固定设置在所述外孔内；本发明通过将引压组件和电容式压力变送器的膜片部件固定连接，省去了传统结构中的密封圈，直接在内部需要密封的地方用焊接方式焊接密封，由于减少密封圈的使用，对于各种性能条件下的影响降至最低，从而提高变送器在核安全级技术性能指标。

Description

一种核安全级电容式压力变送器及其制造方法
技术领域
本发明涉及核电领域，具体涉及一种核安全级电容式压力变送器及其制造方法。
背景技术
现有的变送器结构基本上是在测量压力的膜片部件采用密封圈型式密封，由于密封圈特定的物理和化学性能，使的变送器在核安全级技术性能，如热老化性能、辐照老化性能、抗地震性能、事故辐照性能、失水事故性能、严重事故辐照性能、严重事故性能状态下的功能退化甚至失效的情况发生。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有的电容式压力变送器通过密封圈密封，而密封圈容易出现老化等问题而导致密封性能下降，目的在于提供一种核安全级电容式压力变送器及其制造方法，解决了变送器的密封问题。
本发明通过下述技术方案实现：
一种核安全级电容式压力变送器，包括：
引压组件，其固定设置在电容式压力变送器的膜片部件的一侧，且所述引压组件与所述膜片部件的测压正腔连通；
所述引压组件包括：
内套件，其内部设置有压力引入孔，所述内套件包括：
圆板，其内侧面与所述膜片部件固定连接；
圆台，其与所述圆板同轴设置，且所述圆台的内侧面与所述圆板的外侧面固定连接；
外套件，其内侧面与所述圆板的外侧面固定连接，所述外套件内设置有与所述内套件同轴的阶梯孔，所述阶梯孔包括：
内孔，其内侧面与所述外套件的内侧面重合；
外孔，其外侧面与所述外套件的外侧面重合，所述外孔的内侧面与所述内孔的外侧面重合，所述外套件上设置有与所述外孔连通的接入孔；
封堵螺母，其固定设置在所述外孔内。
进一步，所述变送器还包括：
固定组件，其设置在所述膜片部件的另一侧；
连接组件，其连接所述引压组件和所述固定组件，且对所述引压组件和所述固定组件施加相向的作用力。
进一步，所述引压组件还包括引压接口，其与所述接入孔的外端连通，且向所述膜片部件的测压正腔引入气体或液体。
优选地，所述压力引入孔贯穿的设置在所述圆板和所述圆台的中轴线上，所述圆板的直径大于所述圆台的直径；
所述内孔的内径等于所述圆台的直径，所述内孔的深度等于所述圆台的高度，所述封堵螺母的长度小于所述外孔的深度，所述接入孔的内端连通至所述封堵螺母的内端面、所述外孔、所述圆台的外端面之间的空腔。
具体地，所述接入孔的中轴线与所述阶梯孔的中轴线垂直设置，所述接入孔的直径大于所述封堵螺母的内端面与所述圆台的外端面之间的距离。
具体地，所述固定组件包括：
固定板，其与所述外套件平行设置，且贴合在所述所述膜片部件的另一侧。
具体地，所述连接组件包括连接螺栓和与其配套的固定螺母；
所述外套件上设有多个第一通孔，所述固定板上设置有与所述第一通孔同轴的第二通孔，所述连接螺栓穿过所述第一通孔和所述第二通孔与所述固定螺母螺纹连接。
优选地，所述第一通孔/所述第二通孔的数量为四个，四个所述第一通孔/所述第二通孔呈矩形分布，且其中心与所述引压组件的中轴线重合。
一种核安全级电容式压力变送器的制造方法，用于制造上述的一种核安全级电容式压力变送器，所述方法包括：
将膜片部件固定，并将内套件贴合至膜片部件的测压正腔处；
焊接内套件的圆板与膜片部件；
将固定组件和外套件安装至膜片部件的两侧，并通过连接组件固定；
焊接内套件的圆台与外套件的阶梯孔，焊接内套件的圆板与外套件的内侧面；
将封堵螺母旋入外套件的外孔，并焊接封堵螺母与外套件。
具体地，进行焊接操作后，均对焊接处进行探漏，并包括漏率不大于1×10-12Pa·m3/s。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
本发明通过将引压组件和电容式压力变送器的膜片部件固定连接，省去了传统结构中的密封圈，直接在内部需要密封的地方用焊接方式焊接密封，由于减少密封圈的使用，对于各种性能条件下的影响降至最低，从而提高变送器在核安全级技术性能指标。
附图说明
附图示出了本发明的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本发明的原理，其中包括了这些附图以提供对本发明的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。
图1是根据本发明所述的一种核安全级电容式压力变送器的结构示意图。
图2是根据本发明所述的一种核安全级电容式压力变送器的局部剖视图。
图3是根据本发明所述的外套件的侧剖视图。
图4是根据本发明所述的外套件的横剖视图。
图5是根据本发明所述的内套件的侧剖视图。
附图标记：1-膜片部件，2-引压组件，3-固定组件，4-引压接口，5-连接螺栓，6-固定螺母；
21-内套件，22-压力引入孔，23-外套件，24-封堵螺母，41-接入孔，211-圆板，212-圆台，231-内孔，232-外孔。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本发明的限定。
另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分。
在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本发明。
本发明中，部分部件之间的固定连接方式采用焊接的方式进行连接，在实际的使用中，也可以通过其他的方式进行固定连接，不对其进行特别的描述。
本实施例中的电容式压力变送器的膜片部件1为现有技术，本领域技术人员能够理解并实施，膜片部件1除了壳体，还具有一个测压正腔，通过将气体或者液体引入至测压正腔内，并在压力的作用下使膜片组件内部的膜片产生形变，这种位移转变为电容极板上形成差动电容，通过转换电路可实时测量当前压力值。
本发明的中内侧面均是以膜片部件1为参考基准，靠近膜片部件1的一侧即为内侧面，原理膜片部件1的一侧为外侧面。
实施例一
为了针对密封圈容易损坏的问题，本实施例提供一种核安全级电容式压力变送器，包括引压组件2，引压组件2用于将外部的压力引入至膜片部件1的测压正腔内。
因此将引压组件2固定设置在电容式压力变送器的膜片部件1的一侧，且引压组件2与膜片部件1的测压正腔连通，如图1、图2所示。
引压组件2包括内套件21、外套件23和封堵螺母24。
内套件21的内部设置有压力引入孔22，压力引入孔22用于将外部的压力引入至测压正腔内。
如图5所示，内套件21包括圆板211和圆台212，圆台212与圆板211同轴设置，圆台212的内侧面与圆板211的外侧面固定连接；圆板211和圆台212可以采用焊接的结构，也可以采用一体成型，且以一体成型为佳。
圆板211的内侧面与膜片部件1固定连接，将圆板211与膜片部件1焊接连接，实现密封。
外套件23的内侧面与圆板211的外侧面固定连接，外套件23内设置有与内套件21同轴的阶梯孔，通过设置阶梯孔，便于实现外套件23与内套件21的焊接。
如图3、图4所示，阶梯孔包括内孔231和外孔232，内孔231的内侧面与外套件23的内侧面重合，外孔232的外侧面与外套件23的外侧面重合，外孔232的内侧面与内孔231的外侧面重合，
将圆台212设置在内孔231内，并在外套件23的内部对圆台212和阶梯孔进行焊接。
然后，在外套件23上设置与外孔232连通的接入孔41，用于将外部压力接入至压力引入孔22，接入孔41的数量可以根据实际情况进行设定，如图4所示，接入孔41的数量为两个，且沿外套件23的中轴线对称设置。
封堵螺母24固定设置在外孔232内，用于在完成圆台212与阶梯孔的焊接后，对外孔232进行密封，同时也通过焊接的方式将封堵螺母24与外孔232密封。
实施例二
本实施例中的变送器还包括固定组件3和连接组件，其主要目的是在进行变送器制造过程中，对引压组件2进行定位，具体可参见后述的实施例。
固定组件3设置在膜片部件1的另一侧，连接组件连接引压组件2和固定组件3，且对引压组件2和固定组件3施加相向的作用力。
另外，需要进行说明的时，为了制造方便，可以将固定组件3设置成为与引压组件2一样的结构，只是不将其与测压正腔连通即可。
实施例三
为了方便的接入压力，引压组件2还包括引压接口4，并将引压接口4与接入孔41的外端连通，且向膜片部件1的测压正腔引入气体或液体。
使用时直接将引压接口4与需要测压的流体进行连通即可。
为了实现引压组件2的有效工作，避免出现无法连通的情况，对部分结构的参数进行限定。
压力引入孔22贯穿的设置在圆板211和圆台212的中轴线上，圆板211的直径大于圆台212的直径，内孔231的内径等于圆台212的直径，内孔231的深度等于圆台212的高度。
封堵螺母24的长度小于外孔232的深度，从而可以在封堵螺母24的内端面、外孔232、圆台212的外端面之间形成空腔，然后将接入孔41的内端连通至该空腔，从容实现与压力引入孔22连通。
接入孔41的中轴线与阶梯孔的中轴线垂直设置，接入孔41的直径大于封堵螺母24的内端面与圆台212的外端面之间的距离。
实施例四
本实施例对固定组件3的结构加以简化，固定组件3包括固定板，固定板与外套件23平行设置，且贴合在膜片部件1的另一侧。
连接组件包括连接螺栓5和与其配套的固定螺母6，并在引压组件2和固定组件3上设置通孔，从而构成法兰的结构，通过连接法兰的方式进行连接，本领域技术人员能够理解。
外套件23上设有多个第一通孔，固定板上设置有与第一通孔同轴的第二通孔，连接螺栓5穿过第一通孔和第二通孔与固定螺母6螺纹连接。
为了实现稳定连接，本实施例中第一通孔/第二通孔的数量为四个，四个第一通孔/第二通孔呈矩形分布，且其中心与引压组件2的中轴线重合。
实施例五
本实施例提供一种核安全级电容式压力变送器的制造方法，用于制造上述实施例中的一种核安全级电容式压力变送器，方法包括：
第一步，焊接前的准备，准备好按工艺要求调试好后的膜片部件1及需要用到的各种零件。
将约为10％的洗涤精溶液加热至80℃左右，然后将需要用到的各种零件放入溶液内仔细擦洗，擦洗完成后用清水冲洗零件，清洗后的零件不能有油污、灰尘和铁屑等。将清洗后的零件放入80℃下烘干，然后取出放入周转箱。
第二步，将膜片部件1固定在焊接设备上，并将内套件21贴合至膜片部件1的测压正腔处，并将内套件21与膜片部件1夹持，使其位置固定。
焊接内套件21的圆板211与膜片部件1，焊接方法为：
调节焊接转速1r/min，焊枪与焊缝距离约为1mm，氩气流量15L/min，焊接电流30A，检查焊缝应光洁，无裂缝、气孔、咬边等缺陷，用金相砂纸插去焊缝处的氧化层，并用无水酒精擦洗焊缝处。
第三步，用检漏仪对第二步中的焊接处进行探漏，漏率应不大于1×10-12Pa·m3/s。
第四步，将固定组件3和外套件23安装至膜片部件1的两侧，并通过连接组件固定，具体方法为：
将外套件23安装于焊接后膜片部件1与内零件处，将固定组件3安装于膜片组件的另一侧，并通过夹具夹紧，确认变送器不能有松动，然后通过将4组M12×90螺栓将外套件23与固定组件3固定，采用对角顺序拧紧四个固定螺母6，然后使用扭矩扳手，扭矩示值为60N.m，采用对角顺序逐步拧紧四个固定螺母6。
第五步，将第四步中安装完成的装置安装在焊接设备上，然后焊接内套件21的圆台212与外套件23的阶梯孔，焊接内套件21的圆板211与外套件23的内侧面，焊接方法为：焊接线速度30mm/min，焊枪与焊缝距离约1mm，氩气流量15L/min，焊接电流30A。
第六步，用检漏仪对第五步中的焊接处进行探漏，漏率应不大于1×10-12Pa·m3/s。
第七步，将封堵螺母24旋入外套件23的外孔232(为了便于固定，在外孔232内设置与封堵螺母24适配的内螺纹)，并焊接封堵螺母24与外套件23，焊接方法为：焊接线速度30mm/min，焊枪与焊缝距离约1mm，氩气流量15L/min，焊接电流100A，先自熔焊焊接螺母6和法兰2装配结合处。再采用焊接线速度30mm/min，焊接电流120A，氩气流量15L/min，采用不锈钢焊丝氩弧焊焊接，然后用不锈钢细丝刷刷去焊缝处的黄迹。
第八步，用检漏仪对第七步中的焊接处进行探漏，漏率应不大于1×10-12Pa·m3/s。
第九步，将引压接口4安装至外套件23上，然后引入气体或液体，通过空腔、压力引入孔22引入至膜片部件1内，压力是膜片部件1产生相应的变形位移，这种位移转变为电容极板上形成差动电容，通过转换电路可实时测量当前压力值。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例/方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本发明，而并非是对本发明的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述发明的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种核安全级电容式压力变送器，其特征在于，包括：
引压组件，其固定设置在电容式压力变送器的膜片部件的一侧，且所述引压组件与所述膜片部件的测压正腔连通；
所述引压组件包括：
内套件，其内部设置有压力引入孔，所述内套件包括：
圆板，其内侧面与所述膜片部件固定连接；
圆台，其与所述圆板同轴设置，且所述圆台的内侧面与所述圆板的外侧面固定连接；
外套件，其内侧面与所述圆板的外侧面固定连接，所述外套件内设置有与所述内套件同轴的阶梯孔，所述阶梯孔包括：
内孔，其内侧面与所述外套件的内侧面重合；
外孔，其外侧面与所述外套件的外侧面重合，所述外孔的内侧面与所述内孔的外侧面重合，所述外套件上设置有与所述外孔连通的接入孔；
封堵螺母，其固定设置在所述外孔内。
2.根据权利要求1所述的一种核安全级电容式压力变送器，其特征在于，还包括：
固定组件，其设置在所述膜片部件的另一侧；
连接组件，其连接所述引压组件和所述固定组件，且对所述引压组件和所述固定组件施加相向的作用力。
3.根据权利要求2所述的一种核安全级电容式压力变送器，其特征在于，所述引压组件还包括引压接口，其与所述接入孔的外端连通，且向所述膜片部件的测压正腔引入气体或液体。
4.根据权利要求2所述的一种核安全级电容式压力变送器，其特征在于，所述压力引入孔贯穿的设置在所述圆板和所述圆台的中轴线上，所述圆板的直径大于所述圆台的直径；
所述内孔的内径等于所述圆台的直径，所述内孔的深度等于所述圆台的高度，所述封堵螺母的长度小于所述外孔的深度，所述接入孔的内端连通至所述封堵螺母的内端面、所述外孔、所述圆台的外端面之间的空腔。
5.根据权利要求4所述的一种核安全级电容式压力变送器，其特征在于，所述接入孔的中轴线与所述阶梯孔的中轴线垂直设置，所述接入孔的直径大于所述封堵螺母的内端面与所述圆台的外端面之间的距离。
6.根据权利要求2所述的一种核安全级电容式压力变送器，其特征在于，所述固定组件包括：
固定板，其与所述外套件平行设置，且贴合在所述所述膜片部件的另一侧。
7.根据权利要求6所述的一种核安全级电容式压力变送器，其特征在于，所述连接组件包括连接螺栓和与其配套的固定螺母；
所述外套件上设有多个第一通孔，所述固定板上设置有与所述第一通孔同轴的第二通孔，所述连接螺栓穿过所述第一通孔和所述第二通孔与所述固定螺母螺纹连接。
8.根据权利要求7所述的一种核安全级电容式压力变送器，其特征在于，所述第一通孔/所述第二通孔的数量为四个，四个所述第一通孔/所述第二通孔呈矩形分布，且其中心与所述引压组件的中轴线重合。
9.一种核安全级电容式压力变送器的制造方法，其特征在于，用于制造如权利要求2-8中任一项所述的一种核安全级电容式压力变送器，所述方法包括：
将膜片部件固定，并将内套件贴合至膜片部件的测压正腔处；
焊接内套件的圆板与膜片部件；
将固定组件和外套件安装至膜片部件的两侧，并通过连接组件固定；
焊接内套件的圆台与外套件的阶梯孔，焊接内套件的圆板与外套件的内侧面；
将封堵螺母旋入外套件的外孔，并焊接封堵螺母与外套件。
10.根据权利要求9所述的一种核安全级电容式压力变送器的制造方法，其特征在于，进行焊接操作后，均对焊接处进行探漏，并包括漏率不大于1×10-12Pa·m3/s。
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