CN114858343B - 一种基于无机固态气体绝热材料的核安全级变送器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于无机固态气体绝热材料的核安全级变送器，包括躯壳、接线防护组件、电子线路防护组件、第一封盖和第二封盖，躯壳设置有第一安装槽和第二安装槽，所述接线板设置在所述接线防护组件内，所述电子线路板设置在所述电子线缆防护组件内，第一封盖封闭所述第一安装槽，第二封盖封闭所述第二安装槽；本发明通过在躯壳内设置接线防护组件和电子线路防护组件，对变送器中的电子元器件进行针对性的保护，提高变送器耐高温冷热冲击性能，大大减小了压力变送器中电子元器件在蒸气高温、高压、化学喷淋、热老化、交变湿热等工况下的性能影响。

Description

一种基于无机固态气体绝热材料的核安全级变送器

技术领域

本发明涉及核安全级压力变送器领域，具体涉及一种基于无机固态气体绝热材料的核安全级变送器。

背景技术

核电厂中核安全级压力变送器主要用于反应堆保护系统和事故测量系统。为了保证压力变送器在核电站安全壳内安全、准确地运行，所以它除了需具有优异的常规性能以外，还需具有耐辐射、耐蒸气高温、高压、化学喷淋等特殊性能，这些性能是一般的压力变送器无法达到的。

核安全级变送器在耐蒸汽高温、高压、化学喷淋、热老化等方面性能有特殊需要，对于产品设计、材料性能、生产工艺都有很高的要求，因此有别于传统民用产品。

提高核安全级变送器的耐蒸气高温、高压、化学喷淋、热老化等特殊性能完全依靠变送器内部的机械零部件、电子元器件本身的性能，对变送器的要求极高，成本也很高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是核安全级别的变送器需要具有全、准确地运行，所以它除了需具有优异的常规性能以外，还需具有耐辐射、耐蒸气高温、高压、化学喷淋等特殊性能，但会导致性能需求高、成本高，目的在于提供一种基于无机固态气体绝热材料的核安全级变送器，解决了在相对底成本的状态下，如何达到耐辐射、耐蒸气高温、高压、化学喷淋等特殊性能的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种基于无机固态气体绝热材料的核安全级变送器，包括：

躯壳，其具有平行设置的第一侧面和第二侧面，所述第一侧面设置有用于安装接线板的第一安装槽，所述第二侧面设置有用于安装电子线路板的第二安装槽；

接线防护组件，其设置在所述第一安装槽内，且所述接线板设置在所述接线防护组件内；

电子线路防护组件，其设置在所述第二安装槽内，且所述电子线路板设置在所述电子线路防护组件内；

第一封盖，其与所述躯壳的第一侧面连接，且封闭所述第一安装槽；

第二封盖，其与所述躯壳的第二侧面连接，且封闭所述第二安装槽。

具体地，所述接线防护组件包括：

第一罩体，其具有第一圆板和第一圆筒，所述第一圆筒的第一端与所述第一圆板的圆周固定连接，所述第一圆筒的第二端的外侧面与所述第一安装槽的内侧面连接，所述第一圆板固定设置在所述第一封盖的内侧面；

第二罩体，其具有第二圆板和第二圆筒，所述第二圆筒的第一端与所述第二圆板的圆周固定连接，所述第二圆板固定设置在所述第一安装槽的底面，所述第二圆筒的外侧面与所述第一安装槽的内侧面连接；

其中，所述第一圆筒的第二端端面与所述第二圆筒的第二端端面贴合，所述接线板设置在所述第一罩体与所述第二罩体之间。

具体地，所述电子线路防护组件包括：

第三罩体，其具有第三圆板和第三圆筒，所述第三圆筒的第一端与所述第三圆板的圆周固定连接，所述第三圆筒的第二端的外侧面与所述第一安装槽的内侧面连接，所述第三圆板固定设置在所述第二安装槽的底面；

第四罩体，其具有第四圆板和第四圆筒，所述第四圆筒的第一端与所述第四圆板的圆周固定连接，所述第四圆筒的的第二端的外侧面与所述第二安装槽的内侧面连接，所述第四圆板固定设置在所述第二封盖的内侧面；

其中，所述第三圆筒的第二端端面与所述第四圆筒的第二端端面贴合，所述电子线路防护组件设置在所述第三罩体与所述第四罩体之间。

优选地，所述第一罩体、所述第二罩体、所述第三罩体和所述第四罩体采用无机固态气体绝热材料。

具体地，所述第一封盖包括：

第一端板；

第一封筒，其具有第一端和第二端，所述第一封筒的第一端与所述第一端板固定连接，所述第一封筒的第二端内侧面设置内螺纹，所述躯壳的第一侧面的外圆周侧面设置外螺纹，所述第一封筒与所述躯壳通过螺纹可拆卸连接。

具体地，所述第二封盖包括：

第二端板；

第二封筒，其具有第一端和第二端，所述第二封筒的第一端与所述第二端板固定连接，所述第二封筒的第二端内侧面设置有内螺纹，所述躯壳的第二侧面的外圆周侧面设置有外螺纹，所述第二封筒与所述躯壳通过螺纹可拆卸连接。

优选地，所述第一端板与所述第一安装槽的底面之间的最小距离不大于所述第一圆板和所述第二圆板之间的距离；

所述第二端板与所述第二安装槽的底面之间的最小距离不大于所述第三圆板和所述第四圆板之间的距离。

进一步，所述躯壳与所述第一封盖的连接处设置有第一O型密封圈；

所述躯壳与所述第二封盖的连接处设置有第二O型密封圈。

具体地，所述躯壳的侧面设置有连通所述第二安装槽的通孔，所述通孔内设置有用于调零、调节量程的调节轴，所述调节轴与所述通孔动密封连接。

作为一个实施例，所述躯壳为三段式结构，包括第一段、中间段和第二段，所述第一段和所述第二段分别与所述中间段的两端面固定连接，所述第一段的直径与所述第二段的直径相等，且小于所述中间段的直径。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

本发明通过在躯壳内设置接线防护组件和电子线路防护组件，对变送器中的电子元器件进行针对性的保护，提高变送器耐高温冷热冲击性能，大大减小了压力变送器中电子元器件在蒸气高温、高压、化学喷淋、热老化、交变湿热等工况下的性能影响。

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基于无机固态气体绝热材料的核安全级变送器的结构示意图。

附图标记：1-躯壳，2-接线板，3-电子线路板，4-第一封盖，5-第二封盖，6-第一罩体，7-第二罩体，8-第三罩体，9-第四罩体，10-第一O型密封圈，11-第二O型密封圈，12-调节轴。

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。

随着我国应用第三代及更高核电技术建造新型核电站的形势，对核电站一回路压力、流量安全检测的关键部件，核安全级压力变送器(差压、压力、绝压、流量、液位等品种)提出了更高的技术要求，国内现有核安全级电容式差压/压力变送器技术性能指标与代表国际先进水平的美国Rosemount公司、法国RRCN(ROLLS ROYCE CIVIL NUCLEAR，原属DS&S)等公司的产品还有很大差距，难以满足新型核电建设和运营需要。

提高核安全级变送器的耐蒸气高温、高压、化学喷淋、热老化等特殊性能完全依靠变送器内部的机械零部件、电子元器件本身的性能，对零部件材料、电子元器件的性能要求极高，成本也很高。

经发明人研究发现，在实际的核安全级变送器的使用中，对工作性能的影响较大的部件均为电子元器件，而传统的机械零部件，因为其结构较为简单，且材料较为稳定，对工作性能的影响率远远小于电子元器件。

因此，本发明提供下述实施例解决上述问题。

实施例一

如图1所示，本实施例提供一种基于无机固态气体绝热材料的核安全级变送器，包括躯壳1、接线防护组件、电子线路防护组件、第一封盖4和第二封盖5。

躯壳1具有平行设置的第一侧面和第二侧面，以图1为例，第一侧面为上侧面，第二侧面为下侧面。

第一侧面设置有用于安装接线板2的第一安装槽，第二侧面设置有用于安装电子线路板3的第二安装槽；接线板2和电子线路板3为现阶段使用的变送器的常规构件，将其安装在躯壳1的第一安装槽和第二安装槽，也为现阶段使用的常规安装方法，其他的连接结构均以现有技术为参考。

接线防护组件设置在第一安装槽内，且接线板2设置在接线防护组件内，电子线路防护组件设置在第二安装槽内，且电子线路板3设置在电子线路防护组件内；

通过将接线板2安装在接线防护组件内，将电子线路板3安装在电子线路防护组件内，通过接线防护组件和电子线路防护组件对它们进行防护，并且在保证接线防护组件和电子线路防护组件的隔热、防火放水、耐辐射等性能的情况下，提升接线板2和电子线路板3的工作环境的舒适度，延长其使用寿命，提高其工作性能。而在现有技术中，并未有相关的技术应用了到核安全级变送器内。

第一封盖4与躯壳1的第一侧面连接，且封闭第一安装槽，第二封盖5与躯壳1的第二侧面连接，且封闭第二安装槽。

第一封盖4、第二封盖5和躯壳1构成一个整体，进一步的增加其防水防火防辐射隔热等性能。

实施例二

本实施例对实施例一中的两个防护组件的结构加以说明。

接线防护组件包括第一罩体6和第二罩体7，第一罩体6和第二罩体7构成一个密封的空腔，接线板2设置在第一罩体6与第二罩体7构成的密封空腔内。

第一罩体6为一体成型的结构，第二罩体7也为一体成型结构，但是为了便于描述，设定第一罩体6具有第一圆板和第一圆筒，第二罩体7其具有第二圆板和第二圆筒，第一圆筒的第一端与第一圆板的圆周固定连接，第二圆筒的第一端与第二圆板的圆周固定连接。

第一圆筒的直径等于第二圆筒的直径，且第一圆板、第一圆筒、第二圆板和第二圆筒的厚度均可以根据选择的材料和变送器的内部空间进行调整，使其在满足提升性能的前提下，不影响变送器内部的空间布置。

如果第一安装槽的底面为异形结构，即可以参照第一安装槽底面的形状对第二圆板的结构进行改进。

第一圆筒的第二端的外侧面与第一安装槽的内侧面连接，第一圆板固定设置在第一封盖4的内侧面，即实现第一罩体6与第一封盖4固定连接。

第二圆板固定设置在第一安装槽的底面，第二圆筒的外侧面与第一安装槽的内侧面连接，即实现第二罩体7与第一安装槽固定连接。

因此，在进行第一封盖4的安装时，在安装的过程中即可以实现第一罩体6和第二罩体7的合拢，不需要单独的对第一罩体6和第二罩体7进行安装，减少安装流程，同时与现有的变送器相比，操作人员并不会感觉有和不同。

安装完成后，第一圆筒的第二端端面与第二圆筒的第二端端面贴合，实现密闭。

电子线路防护组件包括第三罩体8和第四罩体9，第三罩体8和第四罩体9构成一个密封的空腔，电子线路防护组件设置在第三罩体8与第四罩体9构成的密封空腔内。

第三罩体8为一体成型的结构，第四罩体9也为一体成型结构，但是为了便于描述，设定第三罩体8具有第三圆板和第三圆筒，第四罩体9具有第四圆板和第四圆筒，第三圆筒的第一端与第三圆板的圆周固定连接，第四圆筒的第一端与第四圆板的圆周固定连接。

第三圆筒的第二端的外侧面与第一安装槽的内侧面连接，第三圆板固定设置在第二安装槽的底面，即实现第三罩体8与第二安装槽的固定连接。

第四圆筒的的第二端的外侧面与第二安装槽的内侧面连接，第四圆板固定设置在第二封盖5的内侧面，实现第四罩体9与第二封盖5的固定连接。

安装完成后，第三圆筒的第二端端面与第四圆筒的第二端端面贴合，实现封闭。

同时，为了不影响变送器的整体结构和整体重量，本实施例中的第一罩体6、第二罩体7、第三罩体8和第四罩体9采用无机固态气体绝热材料。

无机固态气体绝热材料具有小于0.014W/mK(20℃)的导热系数，轻薄柔软易加工、防火防水、隔声、无烟无毒无刺激、无二次污染、使用寿命长，并且能抑制红外侦测等特点，且其隔热性能是传统材料的2～8倍，使用温度范围从-196℃至1100℃。

实施例三

本实施例对变送器的外部结构加以说明。

如图1所示，本实施例中的躯壳1为三段式结构，包括第一段、中间段和第二段，第一段和第二段分别与中间段的两端面固定连接，第一段的直径与第二段的直径相等，且小于中间段的直径。

具体采用一体成型的结构，第一侧面为第一段的上侧面，第一段的下侧面与中间段的上侧面连接，第二段的上侧面与中间段的下侧面连接，第二段的下侧面为第二侧面。

为了便于描述，设定第一封盖4包括第一端板和第一封筒，其可以为一体成型结构，也可以为焊接结构。

第一封筒具有第一端和第二端，第一封筒的第一端与第一端板固定连接，第一封筒的第二端内侧面设置内螺纹，躯壳1的第一侧面的外圆周侧面设置外螺纹(即第一段的外侧面设置有外螺纹)，第一封筒与躯壳1通过螺纹可拆卸连接。

为了便于描述，设定第二封盖5包括第二端板和第二封筒，其可以为一体成型结构，也可以为焊接结构。

第二封筒具有第一端和第二端，第二封筒的第一端与第二端板固定连接，第二封筒的第二端内侧面设置有内螺纹，躯壳1的第二侧面的外圆周侧面设置有外螺纹(即第二段的外侧面设置有外螺纹)，第二封筒与躯壳1通过螺纹可拆卸连接。

为了避免在第一封盖4和第二封盖5安装至躯壳1上后，接线防护组件、电子线路防护组件出现未密闭而导致防护性能不佳的情况，第一端板与第一安装槽的底面之间的最小距离不大于第一圆板和第二圆板之间的距离；

第二端板与第二安装槽的底面之间的最小距离不大于第三圆板和第四圆板之间的距离。

躯壳1与第一封盖4的连接处设置有第一O型密封圈10，躯壳1与第二封盖5的连接处设置有第二O型密封圈11。通过设置密封圈进一步保证其密封性能。

另外的，因为需要对电子接线板2进行操作，设定躯壳1的侧面(即中间段上)设置有连通第二安装槽的通孔，通孔内设置有用于调零、调节量程的调节轴12，调节轴12与通孔动密封连接。其操作方法与现有技术中的调节方法相同，再次不做赘述。

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 (7)

1.一种基于无机固态气体绝热材料的核安全级变送器，其特征在于，包括：

躯壳，其具有平行设置的第一侧面和第二侧面，所述第一侧面设置有用于安装接线板的第一安装槽，所述第二侧面设置有用于安装电子线路板的第二安装槽；

接线防护组件，其设置在所述第一安装槽内，且所述接线板设置在所述接线防护组件内；所述接线防护组件包括第一罩体和第二罩体，所述第一罩体具有第一圆板和第一圆筒，所述第一圆筒的第一端与所述第一圆板的圆周固定连接，所述第一圆筒的第二端的外侧面与所述第一安装槽的内侧面连接，所述第一圆板固定设置在第一封盖的内侧面；所述第二罩体具有第二圆板和第二圆筒，所述第二圆筒的第一端与所述第二圆板的圆周固定连接，所述第二圆板固定设置在所述第一安装槽的底面，所述第二圆筒的外侧面与所述第一安装槽的内侧面连接；其中，所述第一圆筒的第二端端面与所述第二圆筒的第二端端面贴合，所述接线板设置在所述第一罩体与所述第二罩体之间；

电子线路防护组件，其设置在所述第二安装槽内，且所述电子线路板设置在所述电子线路防护组件内；所述电子线路防护组件包括第三罩体和第四罩体，所述第三罩体具有第三圆板和第三圆筒，所述第三圆筒的第一端与所述第三圆板的圆周固定连接，所述第三圆筒的第二端的外侧面与所述第一安装槽的内侧面连接，所述第三圆板固定设置在所述第二安装槽的底面；所述第四罩体具有第四圆板和第四圆筒，所述第四圆筒的第一端与所述第四圆板的圆周固定连接，所述第四圆筒的的第二端的外侧面与所述第二安装槽的内侧面连接，所述第四圆板固定设置在第二封盖的内侧面；其中，所述第三圆筒的第二端端面与所述第四圆筒的第二端端面贴合，所述电子线路防护组件设置在所述第三罩体与所述第四罩体之间；

第一封盖，其与所述躯壳的第一侧面连接，且封闭所述第一安装槽；

第二封盖，其与所述躯壳的第二侧面连接，且封闭所述第二安装槽；

其中，所述第一罩体、所述第二罩体、所述第三罩体和所述第四罩体采用无机固态气体绝热材料。

2.根据权利要求1所述的一种基于无机固态气体绝热材料的核安全级变送器，其特征在于，所述第一封盖包括：

第一端板；

第一封筒，其具有第一端和第二端，所述第一封筒的第一端与所述第一端板固定连接，所述第一封筒的第二端内侧面设置内螺纹，所述躯壳的第一侧面的外圆周侧面设置外螺纹，所述第一封筒与所述躯壳通过螺纹可拆卸连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于无机固态气体绝热材料的核安全级变送器，其特征在于，所述第二封盖包括：

第二端板；

第二封筒，其具有第一端和第二端，所述第二封筒的第一端与所述第二端板固定连接，所述第二封筒的第二端内侧面设置有内螺纹，所述躯壳的第二侧面的外圆周侧面设置有外螺纹，所述第二封筒与所述躯壳通过螺纹可拆卸连接。

4.根据权利要求3所述的一种基于无机固态气体绝热材料的核安全级变送器，其特征在于，所述第一端板与所述第一安装槽的底面之间的最小距离不大于所述第一圆板和所述第二圆板之间的距离；

所述第二端板与所述第二安装槽的底面之间的最小距离不大于所述第三圆板和所述第四圆板之间的距离。

5.根据权利要求4所述的一种基于无机固态气体绝热材料的核安全级变送器，其特征在于，所述躯壳与所述第一封盖的连接处设置有第一O型密封圈；

所述躯壳与所述第二封盖的连接处设置有第二O型密封圈。

6.根据权利要求1所述的一种基于无机固态气体绝热材料的核安全级变送器，其特征在于，所述躯壳的侧面设置有连通所述第二安装槽的通孔，所述通孔内设置有用于调零、调节量程的调节轴，所述调节轴与所述通孔动密封连接。

7.根据权利要求1所述的一种基于无机固态气体绝热材料的核安全级变送器，其特征在于，所述躯壳为三段式结构，包括第一段、中间段和第二段，所述第一段和所述第二段分别与所述中间段的两端面固定连接，所述第一段的直径与所述第二段的直径相等，且小于所述中间段的直径。