CN113357246B - 螺栓 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种螺栓，包括螺杆、螺栓头部及活塞组件，螺栓头部连接于所述螺杆的一端，且设有第一通孔；活塞组件适配于第一通孔，活塞组件包括缸体与活塞，缸体具有活塞腔，活塞可移动地连接于所述活塞腔内，所述活塞一端与所述活塞腔之间设有热导介质，热导介质被配置为能够响应于环境参数地变化而体积发生变化，环境参数包括温度。这样，当电气连接处因螺栓松动使接触电阻增大，进而使接触面发热时，由于热传导作用，活塞腔内热导介质体积增大，推动活塞朝缸体外移动，从而使电缆接线鼻与出线板之间压力增加，接触电阻减小，电气连接处温度降低，达到自主降温的目的。

Description

螺栓

技术领域

本申请涉及电力技术领域，特别是涉及一种螺栓。

背景技术

目前，螺栓在电力行业中有广泛的应用，运行的输、变、配电各***设备和设施之间均需要大量螺栓，以实现电能的分配和传输。在长期运行情况下，螺栓的疲劳松动，易引起电气连接件的接触面在载流状态下发热甚至熔断。尤其是当电缆终端采用单孔径接线鼻，并与出线板通过螺栓连接时，上述问题易导致电力供应中断等事故发生。现有技术中，为防止螺栓与螺母的连接处松动，一般采用止动件如止动垫圈等，以阻止螺纹与零件的相对转动。

然而，目前防止松动的螺栓，无法从根本上解决电气连接处在载流状态下易发热的问题。

发明内容

基于此，有必要针对目前电气连接处发热的问题，提供一种能解决电气连接处发热问题的螺栓。

根据本申请的一个方面，提供一种螺栓，包括：

螺杆；

螺栓头部，连接于所述螺杆的一端，所述螺栓头部靠近所述螺杆的一侧设有第一通孔，所述第一通孔的轴线与所述螺杆的轴线平行；

所述螺栓还包括适配于所述第一通孔内的活塞组件，所述活塞组件包括：缸体，安装于所述第一通孔内，所述缸体具有活塞腔；

活塞，可移动地连接于所述活塞腔内，且所述活塞一端与所述活塞腔之间设有热导介质；

其中，所述热导介质被配置为能够响应于环境参数的变化而体积发生变化；所述环境参数包括温度。

上述螺栓，通过在螺栓头部内设置内有热导介质的的活塞组件，当电气连接处因螺栓松动使接触电阻增大，进而使接触面发热时，由于热传导作用，活塞腔内热导介质体积增大，推动活塞朝缸体外移动，从而使电缆接线鼻与出线板之间压力增加，该压力大小与温度成正比，接触电阻随该压力增加而减小，使电气连接处温度降低，从而达到自主降温的目的。

在其中一实施例中，所述热导介质被配置为其所处环境的温度升高而体积增大，以推动所述活塞向外运动。

在其中一实施例中，所述缸体包括彼此连通的活塞腔和一端与所述活塞腔连通的封堵腔；

所述活塞组件还包括：

封堵片，设于所述活塞腔和所述封堵腔的连接处；

封堵头，螺纹连接于所述封堵腔的另一端，且被构造为抵压于所述封堵片，以使所述封堵片能够密封所述活塞腔远离所述活塞的一端。

在其中一实施例中，所述封堵头靠近所述活塞的一端设有台阶孔；

所述封堵片适配于所述台阶孔。

在其中一实施例中，所述台阶孔包括彼此连通的第一台阶孔和第二台阶孔；

其中，第一台阶孔的径向尺寸小于所述第二台阶孔的径向尺寸，所述封堵片装设于所述第二台阶孔，且所述第二台阶孔的径向尺寸大于所述活塞腔的径向尺寸。

在其中一实施例中，所述活塞组件还包括第一密封圈；

所述第一密封圈设置于所述封堵头，以使所述封堵头与所述封堵腔之间形成液体密封。

在其中一实施例中，所述活塞包括：

活塞本体，可移动地且密封地连接于所述活塞腔；及

抵压部，连接于所述活塞本体远离热导介质的一端；

所述抵压部的径向尺寸大于所述活塞腔的径向尺寸。

在其中一实施例中，所述活塞组件还包括沿所述活塞腔的轴线方向间隔布设的第二密封圈和第三密封圈；

所述第二密封圈和所述第三密封圈设置于所述活塞，且与所述活塞腔之间形成液体密封。

在其中一实施例中，所述第一通孔包括多个，所述多个第一通孔以所述螺栓的轴线为基准中心对称排布。

在其中一实施例中，所述螺栓头部被构造为呈梅花状，所述螺杆的轴线与所述螺栓头部的轴线重合；

所述多个第一通孔分别位于呈梅花状的所述螺栓头部的花瓣中心。

附图说明

图1为本申请一实施例中螺栓的结构示意图；

图2为本申请一实施例中活塞组件的剖视图；

图3为本申请一实施例中活塞的结构示意图；

图4为本申请一实施例中缸体的剖视图；

图5为本申请一实施例中封堵头的剖视图；

图6为本申请一实施例中螺栓头部的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。

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。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

目前，螺栓被广泛应用于电力行业中，尤其在电缆终端普遍采用单孔径接线鼻的情况下，接线鼻需通过螺栓紧固件与出线板连接，经过长期运行后，此电气连接处易发热甚至熔断，引发电力供应中断或火灾等事故发生。上述问题的主要原因在于，电气设备在运行中，其连接处受机械震动或螺栓自身疲劳松动，使连接处接触表面的压力减小，从而使接触面积减小，接触电阻增大，导致连接处发热。另一方面，当连接处的金属因过热而膨胀时，接触面之间形成空隙，使接触面氧化加速，因氧化膜产生的膜层电阻使接触电阻急剧上升，加重发热，形成恶性循环。现有技术中，大多通过设置止动垫圈以防止松动，但是该方式无法从根本上解决电气连接处发热的问题。

因此，有必要提供一种能解决电气连接处发热问题的螺栓。

图1为本申请一实施例中螺栓的结构示意图；图2为本申请一实施例中活塞组件的剖视图。

参阅图1与图2，本申请一实施例中的螺栓，包括螺杆10、螺栓头部20及活塞组件30。螺栓头部20连接于所述螺杆10的一端，螺栓头部20靠近螺杆10的一侧设有第一通孔22，第一通孔22的轴线与螺杆10的轴线平行，活塞组件30适配于第一通孔22。

如图2所示，活塞组件30包括缸体32及活塞34。缸体32安装于第一通孔22内，缸体32具有活塞腔322，活塞34可移动地连接于活塞腔322内，且活塞34一端与活塞腔322之间设有热导介质，其中，热导介质被配置为能够响应于环境参数的变化而体积发生变化，该环境参数包括温度。具体到实施例中，热导介质被配置为其所处环境的温度升高而体积增大，以推动活塞34向外运动。

这样，当螺栓松动导致电气连接处接触电阻增大，从而使连接处发热时，由于热传导作用，活塞腔322内的热导介质受热体积增大，推动活塞34向外运动，使电缆接线鼻与出线板之间压力增加，接触电阻变小，电气连接处温度降低，达到自主降温的作用。

一些实施例中，如图1所示，第一通孔22包括第一部分222和第二部分224，第一部分222设于螺栓头部20靠近螺杆10的一侧并与活塞组件30适配，第二部分224设于螺栓头部20的另一侧，且第二部分224的径向尺寸小于第一部分222的径向尺寸。通过设置径向尺寸较小的第二部分224，使活塞组件30便于装卸与移动。

具体地，如图2所示，活塞组件30还包括沿活塞腔322的轴线方向间隔布设的第二密封圈37和第三密封圈38，第二密封圈37和第三密封圈38设置于所述活塞34，且与活塞腔322之间形成液体密封。通过在活塞34上设置第二密封圈37与第三密封圈38，防止活塞腔322内的热导介质泄露，失去作用。

图3为本申请一实施例中活塞的结构示意图。

如图3所示，一些实施例中，活塞34包括活塞本体342与抵压部344。如图2所示，活塞本体342可移动地且密封地连接于活塞腔322，抵压部344连接于活塞本体342远离热导介质的一端，且抵压部344的径向尺寸大于活塞腔322的径向尺寸。优选地，抵压部344的径向尺寸等于缸体32的外径向尺寸。通过设置抵压部344，当螺栓降温，活塞腔322内热导介质体积减小时，防止活塞34缩回缸体32内使对接触面的压力减小。

图4为本申请一实施例中缸体的剖视图。

参阅图2与图4，本申请的一些实施例中，缸体32还包括封堵腔324，活塞组件30还包括封堵片35及封堵头36。如图4所示，封堵腔324的一端与活塞腔322连通。如图2所示，封堵片35设于活塞腔322和封堵腔324的连接处；封堵头36螺纹连接于封堵腔324的另一端，且被构造为抵压于封堵片35，以使封堵片35能够密封活塞腔322远离所述活塞34的一端。通过设置封堵腔324，可使活塞腔322内的热导介质冗余量被封堵腔324容纳。通过设置封堵片35，且封堵片35与活塞34能分别密封活塞腔322的两端，使螺栓整体温度降低后，活塞34移动量不会由于热导介质温度下降体积收缩而回返，导致连接处再次发热，因此封堵片35具有对活塞34的单向逆止作用。

具体到实施方式中，如图2所示，活塞组件30还包括第一密封圈39，第一密封圈39设置于封堵头36，以使封堵头36与封堵腔324之间形成液体密封，防止热导介质从封堵头36一端泄露。

图5为本申请一实施例中封堵头36的剖视图。

如图2与图5所示，封堵头36靠近活塞34的一端设有台阶孔362，封堵片35适配于所述台阶孔362。具体到实施例中，台阶孔362包括彼此连通的第一台阶孔3624和第二台阶孔3622；其中，第一台阶孔3624的径向尺寸小于第二台阶孔3622的径向尺寸，封堵片35装设于第二台阶孔3622，且第二台阶孔3622的径向尺寸大于活塞腔322的径向尺寸。通过设置径向尺寸小于第二台阶孔3622径向尺寸的第一台阶孔3624，使封堵腔324能抵压于封堵片35，从而当封堵片35受到来自活塞腔322内热导介质的压力时，封堵片35与第二台阶孔3622和第一台阶孔3624之间的台阶面紧密贴合，实现对活塞腔322靠近封堵腔324一端的密封。通过设置第二台阶孔3622的径向尺寸大于活塞腔322的径向尺寸，使活塞34实际上被限位于第二台阶孔3622内，防止封堵片35移动到活塞腔322内失去逆止作用。

图6为本申请一实施例中螺栓头部的结构示意图。

参阅图6，本申请的一些实施例中，第一通孔22包括多个，多个第一通孔22以螺栓的轴线为基准中心对称排布。通过设置多个通孔，使当电气连接处发热时，多个活塞34的推力共同作用于电气连接的接触面上，进一步增大接触压力，增加接触面积，从而使接触电阻减小。

一些实施例中，如图1所示，螺杆10的轴线与螺栓头部20的轴线重合，如图6所示，螺栓头部20被构造为呈梅花状，多个第一通孔22分别位于呈梅花状的螺栓头部20的花瓣中心。在优选的实施方式中，呈梅花状的螺栓头部20被构造为包括三片花瓣，有效地加强接触压力，并具有结构简单的优点。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种螺栓，其特征在于，包括：

螺杆；

螺栓头部，连接于所述螺杆的一端，所述螺栓头部靠近所述螺杆的一侧设有第一通孔，所述第一通孔的轴线与所述螺杆的轴线平行；

所述螺栓还包括适配于所述第一通孔内的活塞组件，所述活塞组件包括：

缸体，安装于所述第一通孔内，所述缸体具有活塞腔；

活塞，可移动地连接于所述活塞腔内，且所述活塞一端与所述活塞腔之间设有热导介质；

其中，所述热导介质被配置为能够响应于环境参数的变化而体积发生变化；所述环境参数为温度。

2.根据权利要求1所述的螺栓，其特征在于，所述热导介质被配置为其所处环境的温度升高而体积增大，以推动所述活塞向外运动。

3.根据权利要求1所述的螺栓，其特征在于，所述缸体包括彼此连通的活塞腔和一端与所述活塞腔连通的封堵腔；

所述活塞组件还包括：

封堵片，设于所述活塞腔和所述封堵腔的连接处；

封堵头，螺纹连接于所述封堵腔的另一端，且被构造为抵压于所述封堵片，以使所述封堵片能够密封所述活塞腔远离所述活塞的一端。

4.根据权利要求3所述的螺栓，其特征在于，所述封堵头靠近所述活塞的一端设有台阶孔；

所述封堵片适配于所述台阶孔。

5.根据权利要求4所述的螺栓，其特征在于，所述台阶孔包括彼此连通的第一台阶孔和第二台阶孔；

其中，第一台阶孔的径向尺寸小于所述第二台阶孔的径向尺寸，所述封堵片装设于所述第二台阶孔，且所述第二台阶孔的径向尺寸大于所述活塞腔的径向尺寸。

6.根据权利要求3所述的螺栓，其特征在于，所述活塞组件还包括第一密封圈；

所述第一密封圈设置于所述封堵头，以使所述封堵头与所述封堵腔之间形成液体密封。

7.根据权利要求1所述的螺栓，其特征在于，所述活塞包括：

活塞本体，可移动地且密封地连接于所述活塞腔；及

抵压部，连接于所述活塞本体远离热导介质的一端；

所述抵压部的径向尺寸大于所述活塞腔的径向尺寸。

8.根据权利要求7所述的螺栓，其特征在于，所述活塞组件还包括沿所述活塞腔的轴线方向间隔布设的第二密封圈和第三密封圈；

所述第二密封圈和所述第三密封圈设置于所述活塞，且与所述活塞腔之间形成液体密封。

9.根据权利要求1所述的螺栓，其特征在于，所述第一通孔包括多个，所述多个第一通孔以所述螺栓的轴线为基准中心对称排布。

10.根据权利要求9所述的螺栓，其特征在于，所述螺栓头部被构造为呈梅花状，所述螺杆的轴线与所述螺栓头部的轴线重合；

所述多个第一通孔分别位于呈梅花状的所述螺栓头部的花瓣中心。

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