CN105352679A - 一种光纤式漏水检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光纤式漏水检测装置，包括水平方向设置的安装板和竖直方向固定在所述安装板底部的主体块，主体块内设有沿水平方向贯穿主体块的第一通道、以及在同一水平面上与第一通道垂直连通第二通道；第一通道两端内侧分别同轴安装有滚动轴承，第二通道内同轴安装有第一光纤准直器；转轴的一端伸入所述第一通道内，并通过滚动轴承与第一通道同轴安装，其另一端伸出到主体块外部，与翻斗组件相连，当翻斗组件处于水平位置时，第一光纤准直器的光路导通，当翻斗组件发生翻转时，第一光纤准直器的光路断开。本发明提供的漏水检测装置提高了翻斗组件转动的灵活性，保证了翻斗倒水后的可靠复位，提高了翻斗的抗震性能、以及进、出光纤的同轴度。

Description

一种光纤式漏水检测装置

技术领域

本发明涉及一种漏水检测装置，具体讲涉及一种基于滚动轴承转动的直流换流阀用光纤式漏水检测装置。

背景技术

目前特高压直流技术的快速发展，对我国能源的优化配置起到了重要作用，而特高压直流换流阀均采用晶闸管换流技术。其中晶闸管及其阻尼、均压回路的电气元件散热功率很高，需采用水冷方式散热。水冷系统是换流阀运行的重要组成部分，同时对其水路的可靠性要求非常高，一旦阀塔漏水量达到10L/hour时就要有报警响应。

传统的换流阀阀塔漏水检测装置主要有两类：平面镜反射型和检测筒浮块型，平面镜反射型检漏装置特点是在阀塔底部放置漏水检测平面镜，不远处是一个连接光缆的探头。光缆探头发光，经过平面镜反射检测阀塔是否漏水。平面镜反射型检漏装置存在如下缺点：1)光缆探头暴露在空气中易收到污染，容易导致误报；2)无法识别漏水流量大小，只有一种报文。

检测筒浮块型漏水检测装置的特点是：根据浮筒内浮块位置高低不同，挡板挡住2个位置的光纤发射接收信号系统来判断漏水情况。这种方案存在如下缺点：1)光纤检测系统无冗余配置，易发生非漏水导致的漏水报警；2)检测系统光衰减较大，要求较高的发射功率的发射装置或能识别低功率的接收器，同时系统长时间运行后容易出现光路较大衰减，出现误报，导致老化性能差；3)装置由于需要较大的检测浮筒，整体体积较大。

鉴于上述传统换流阀阀塔漏水检测装置的缺点，相关领域的技术人员设计了一种结构简单紧凑，实用性强，造价低的直流换流阀用翻斗式光纤漏水检测装置。但现有翻斗式光纤漏水检测装置存在如下缺点：1)由于采用滑动轴承方式传动，且轴在孔中的位置没有固定会产生摩擦，因此轴在孔中的转动阻力大，会导致翻斗翻转不灵活；2)翻斗只有水平限位，没有转动极限位置限位，会导致翻斗翻转后不复位的情况；3)进、出光纤分别插在两个零件上，两个零件安装后同轴度难保证，从而增大光衰减率；4)转轴与翻斗连接块的孔采用过盈连接，安装后难保证翻斗达到水平位置时，轴上通光孔处于水平通光状态，从而增大光衰减率。

发明内容

为了解决现有技术中所存在的上述问题，本发明提供一种新型结构的光纤式漏水检测装置。

本发明提供的技术方案是：一种光纤式漏水检测装置，包括水平方向设置的安装板和竖直方向固定在所述安装板底部的主体块，所述主体块内设有沿水平方向贯穿所述主体块的第一通道、以及在同一水平面上与所述第一通道垂直连通的第二通道；其改进之处在于：所述第一通道两端内侧分别同轴安装有滚动轴承，所述第二通道内同轴安装有第一光纤准直器；转轴的一端伸入所述第一通道内，并通过所述滚动轴承与所述第一通道同轴安装，其另一端伸出到所述主体块外部，与第一主体块下方安装的翻斗组件相连，当所述翻斗组件处于水平位置时，所述第一光纤准直器的光路导通，当所述翻斗组件发生翻转时，所述第一光纤准直器的光路断开。

优选的，所述第一光纤准直器上留有与第二通道同轴的光通道，以及与第一通道同中心的安装孔，所述转轴的一端通过定位轴肩与第一通道一端的滚动轴承固定，其另一端依次贯穿所述安装孔和第一通道另一端的滚动轴承后，伸出到第一通道外部，并与第一通道另一端的滚动轴承固定。

优选的，所述主体块包括同一竖直平面上一体成型且相互垂直的第一主体块和第二主体块，所述第一主体块和所述第二主体块的顶部均与所述安装板固定，第一主体块在竖直方向上的高度小于所述第二主体块在竖直方向上的高度，所述第一主体块在垂直于所述竖直平面方向上的厚度小于第二主体块在垂直于所述竖直平面方向上的厚度。

进一步，所述第二主体块的下部设有第一通道和第二通道，所述第一主体块的下方安装的翻斗组件包括翻斗连接块、以及分别固定在翻斗连接块两侧的翻斗和配重块，所述翻斗连接块上设有水平方向贯穿所述翻斗连接块的固定通道；所述固定通道与所述第一通道同轴心，安装在第一通道内的转轴伸出第一通道后，贯穿所述翻斗连接块上的固定通道，并通过转轴外端的键将所述翻斗连接块固定在所述转轴上。

进一步，安装板为矩形板，所述安装板的四角处分别设有竖直方向贯穿安装板的四个螺孔，所述安装板上设置有与其底部翻斗相对应的漏水口。

进一步，所述转轴在位于第一光纤准直器内部的部位设有径向贯穿所述转轴的第一光通孔，当所述翻斗组件处于水平位置时，所述第一光通孔与所述第一光纤准直器内的光通道相连通；当所述翻斗组件发生翻转时，转轴与所述翻斗同步转动，使得所述第一光通孔与所述第一光纤准直器内的光通道交叉且不连通，第一光纤准直器内的光通道被阻断。

进一步，第一主体块的底部端面为与水平面呈倾斜角度的斜面；当所述翻斗组件处于水平位置时，翻斗的顶端略高于所述斜面的最低点，翻斗连接块的顶端略低于斜面的最低点，配重块顶端与所述翻斗连接块顶端平齐；当翻斗内因集水过多，导致翻斗组件发生逆时针旋转，使得配重块顶端与所述斜面的最高点接触时，翻斗内的水被倒出，水倒出后翻斗组件复位到水平位置。

进一步，所述翻斗组件在一次倒水过程中，逆时针旋转的度数为52°。

进一步，所述第一主体块在斜面的最高点和最低点处设置有防震垫片，所述防震垫片通过紧固螺栓固定在第一主体块上。

进一步，第二主体块内还设置有在同一水平面内与第一通道垂直连通的第三通道；所述第三通道内部同轴安装有第二光纤准直器，所述第二光纤准直器内留有与第三通道同轴的光通道，以及与第一通道同中心的安装孔，以使转轴贯穿所述第二光纤准直器上的安装孔同轴安装在第一通道内；

所述转轴在位于所述第二光纤准直器内的部位设有径向贯穿所述转轴的第二光通孔，当翻斗组件处于水平位置时，所述第二光通孔与所述第二光纤准直器内的光通道相连通；当所述翻斗组件发生翻转时，所述第二光通孔与所述第二光纤准直器内的光通道交叉且不连通，第二光纤准直器内的光通道被阻断。

与最接近的现有技术相比，本发明具有如下显著进步：

1、通过采用滚动轴承传动，和键连接固定轴与翻斗组件，翻斗旋转过程中无滑动摩擦，翻斗翻转动作可实时准确传至光纤传通断信号中，提高了漏水检测装置动作可靠性。

2、通过两个限位点限制翻斗的两个极限位置，和翻斗组件采用配重块设计，保证了翻斗在无漏水情况保持水平，漏水积至翻斗2/3高度时，翻斗快速翻转倒水，之后迅速回位，提高了漏水检测装置动作可靠性。

3、通过两个极限位置处设有防震垫保护，对漏斗起到缓冲作用，并保护翻斗动作不因碰撞而损坏。提高了翻斗运动的可靠性。

4、通过同一个光纤准直器连接一组进、出光纤，保证了漏水检测装置光路收、发端的同轴度，从而减小了光路传递的衰减率。

附图说明

图1为本发明提供的光纤式漏水检测装置的立体图；

图2为光纤式漏水检测装置的主视图；

图3为光纤式漏水检测装置的A-A剖面图；

图4为光纤式漏水检测装置的C-C剖面图；

图5为光纤式漏水检测装置光路开通时的结构示意图，其中图(a)为翻斗处于水平位置时光纤式漏水检测装置的主视图，图(b)为翻斗处于水平位置时进、出光纤与转轴的位置关系的剖面示意图；

图6为光纤式漏水检测装置光路断开时的结构示意图，其中图(a)为翻斗逆时针旋转52°时光纤式漏水检测装置的主视图，图(b)为翻斗逆时针旋转52°时进、出光纤与转轴的位置关系的剖面示意图；

其中1-安装板；2-第一光纤准直器；3-配重块；4-翻斗连接块；5-翻斗；6-第二主体块；7-第一主体块；8-漏水口；9-螺孔；10-防震垫片；11-键；12-轴承挡片；13-滚动轴承；14-转轴；15-第一挡圈；16-第二挡圈；17-轴承挡圈；18-光通孔；19-第二光纤准直器；20-紧固螺栓；21-最低限位点；22-最高限位点。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合说明书附图和实例对本发明的内容做进一步的说明。

本发明提供的光纤式漏水检测装置的结构图如图1-4所示，包括水平方向的安装板1和竖直方向固定在安装板1底部的主体块，所述主体块包括同一竖直平面上一体成型且相互垂直的第一主体块7和第二主体块6，所述第一主体块7和所述第二主体块6均为顶部与所述安装板1连接固定的矩形块，其中，第一主体块7在竖直方向上的高度小于第二主体块6在竖直方向上的高度，第一主体块7在垂直于所述竖直平面方向上的厚度小于第二主体块6在垂直于所述竖直平面方向上的厚度。

如图3所示：所述第二主体块6的下部在垂直于所述竖直平面的方向上设有贯穿所述第二主体块6的第一通道，以及与所述第一通道垂直连通的第二通道，所述第一通道与所述第二通道位于同一水平面内，所述第一通道两端内侧分别同轴安装有滚动轴承13，所述第二通道内同轴安装有第一光纤准直器2，同一组进光纤和出光纤分别安装在第一光纤准直器2两端外侧，其中第一光纤准直器2上留有与第二通道同轴的光通道，以及与第一通道同中心的安装孔；转轴14插入第一通道内，其一端通过定位轴肩与滚动轴承13固定，另一端依次贯穿所述第一光纤准直器2上的安装孔和第一通道另一端的滚动轴承13后，伸出到第一通道外部，并与第一通道另一端的滚动轴承13固定。第一通道的两端口外侧分别设置有轴端挡片和轴承挡圈17，轴端挡片用于固定第一滚动轴承13，轴承挡圈17用于定位转轴14。

采用滚动轴承13将转轴14与第二主体块6固定，可保证转轴14与主体块之间灵活转动，不产生任何摩擦力。

所述第一主体块7的下方安装有翻斗组件，所述翻斗组件固定于伸出在第一通道外的转轴14上，所述翻斗组件包括翻斗连接块4、以及分别固定在翻斗连接块4两侧的翻斗5和配重块3，其中翻斗5通过两个紧固螺栓20与翻斗连接块4固定，翻斗连接块4为六面体，翻斗连接块4上设有水平方向贯穿翻斗连接块4的固定通道，固定通道与第一通道同轴，以使伸出在第一通道外的转轴14贯穿翻斗连接块4上的固定通道，转轴14外端安装有键11，用于将翻斗组件与转轴14周向固定，所述固定通道的两端口外侧分别固定有第一挡圈15和第二挡圈16，用于定位翻斗连接块4。

所述转轴14在位于第一光纤准直器2内部的部位设有径向贯穿所述转轴14的第一光通孔18，当所述翻斗组件处于水平位置时，所述第一光通孔18与所述第一光纤准直器2内的光通道相连通，以使进光纤和出光纤处于接通状态；当所述翻斗5因积水过重，使其与翻斗连接块4另一侧的配重块3重量不匹配，而失去平衡、发生翻转时，所述第一光通孔18与所述第一光纤准直器2内的光通道交叉且不连通，使得第一光纤准直器2内的光通道被阻断，进光纤和出光纤断开。

如图5-6所示，为了保证键11所连接的翻斗组件与第一光通孔18的转动保持完全一致，通过一次装卡完成转轴14外端的键11与转轴14内部的第一光通孔18的加工工序，保证第一光纤准直器2内光通道的通断与翻斗动作实时一一对应，并且能够从键11的转动位置直接获取第一光通孔18的转动位置。

为了防止翻斗5发生翻转的角度过大，发生翻转后出现不复位的情况(例如翻转角度达到90°不回位)，将第一主体块7的底部端面加工成与水平面呈倾斜角度的斜面；该斜面的最低点(斜面最低边缘上的点)和最高点(斜面最高边缘上的点)为两个极限限位点，当翻斗5内水位没有达到极限时，翻斗5与翻斗连接块4相连的一面与第一主体块7的侧面相贴，翻斗5顶端略高于斜面的最低点，翻斗连接块4顶端略低于斜面的最低点，配重块3顶端与翻斗连接块4顶端平齐，翻斗组件被限制在水平位置；当翻斗5中的水量达到极限值后(例如翻斗5内的水位达到翻斗5整体高度的2/3时)，与配重块3重量失衡，翻斗5迅速发生翻转，带动转轴14逆时针转动，斜面的最高点用于限制翻斗逆时针转动的角度，当翻斗5达到翻转极限值，配重块3与斜面的最高点相接触，限制翻斗5做进一步的翻转。翻斗5翻转到极限位置时，水全部倒出，翻斗重量减轻，通过翻斗连接块4另一侧的配重块3作用，使得翻斗5顺时针旋转，迅速恢复到水平位置。

为了使翻斗5顺利复位，且能使翻斗5内的水全部倒出，斜面设计使得翻斗翻转角度的极限值为52°。

为了防止翻斗5在翻转过程中，与斜面最高点和最低点发生碰撞而损坏，在最高点和最低点两个极限位置均设置有防震垫片10，防震垫片10通过紧固螺栓固定在第一主体块7上，用于缓冲翻斗5与最高点和最低点的碰撞作用力，提高翻斗5的抗震性能。

安装板1为矩形板，主体块通过紧固螺栓固定在安装板1底部，安装板1的四角处分别设有竖直方向贯穿安装板1的四个螺孔9，用于将安装板1安装在换流阀底屏蔽罩底部，安装板1上设置有与其底部翻斗5相对应的漏水口8，换流阀阀冷系统的漏水通过该漏水口8被漏水口8下方的翻斗5收集，漏水积累到一定程度后由重力带动翻斗5翻转，转轴14也被带动同步旋转，进而使得第一光纤准直器的光通路被阻断；漏水被倒掉后，翻斗5恢复到原位，光通路导通，上位机收到信号，记录一次翻转。单位时间内不同的翻转次数对应不同的漏水量，由此为换流阀水冷系统控制和保护提供依据。

为了提高漏水检测装置的工作可靠性，设置两组进光纤和出光纤，实现光纤式漏水检测装置的双冗余设计，其中一组进光纤和出光纤安装在第一光纤准直器2两侧，另一组进光纤和出光纤安装在第二光纤准直器19两侧，为了将第二光纤准直器19固定在第二主体块6内，在第二主体块6的下部设计贯穿所述第二主体块6且与所述第一通道垂直连通、与所述第二通道平行的第三通道，将第二光纤准直器19同轴安装在所述第三通道内部，然后将另一组进光纤和出光纤接在第二光纤准直器19两侧；第二光纤准直器19与第一光纤准直器2的结构完全一致，并且转轴14与第二光纤准直器19的连接关系和位置关系也与第一光纤准直器2相同。

以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种光纤式漏水检测装置，包括水平方向设置的安装板和竖直方向固定在所述安装板底部的主体块，所述主体块内设有沿水平方向贯穿所述主体块的第一通道、以及在同一水平面上与所述第一通道垂直连通的第二通道；其特征在于：所述第一通道两端内侧分别同轴安装有滚动轴承，所述第二通道内同轴安装有第一光纤准直器；转轴的一端伸入所述第一通道内，并通过所述滚动轴承与所述第一通道同轴安装，其另一端伸出到所述主体块外部，与第一主体块下方安装的翻斗组件相连，当所述翻斗组件处于水平位置时，所述第一光纤准直器的光路导通，当所述翻斗组件发生翻转时，所述第一光纤准直器的光路断开。

2.根据权利要求1所述的一种光纤式漏水检测装置，其特征在于：

所述第一光纤准直器上留有与第二通道同轴的光通道，以及与第一通道同中心的安装孔，所述转轴的一端通过定位轴肩与第一通道一端的滚动轴承固定，其另一端依次贯穿所述安装孔和第一通道另一端的滚动轴承后，伸出到第一通道外部，并与第一通道另一端的滚动轴承固定。

3.根据权利要求1所述的一种光纤式漏水检测装置，其特征在于：

所述主体块包括同一竖直平面上一体成型且相互垂直的第一主体块和第二主体块，所述第一主体块和所述第二主体块的顶部均与所述安装板固定，第一主体块在竖直方向上的高度小于所述第二主体块在竖直方向上的高度，所述第一主体块在垂直于所述竖直平面方向上的厚度小于第二主体块在垂直于所述竖直平面方向上的厚度。

4.根据权利要求3所述的一种光纤式漏水检测装置，其特征在于：

所述第二主体块的下部设有第一通道和第二通道，所述第一主体块的下方安装的翻斗组件包括翻斗连接块、以及分别固定在翻斗连接块两侧的翻斗和配重块，所述翻斗连接块上设有水平方向贯穿所述翻斗连接块的固定通道；所述固定通道与所述第一通道同轴心，安装在第一通道内的转轴伸出第一通道后，贯穿所述翻斗连接块上的固定通道，并通过转轴外端的键将所述翻斗连接块固定在所述转轴上。

5.根据权利要求4所述的一种光纤式漏水检测装置，其特征在于：

安装板为矩形板，所述安装板的四角处分别设有竖直方向贯穿安装板的四个螺孔，所述安装板上设置有与其底部翻斗相对应的漏水口。

6.根据权利要求2所述的一种光纤式漏水检测装置，其特征在于：

所述转轴在位于第一光纤准直器内部的部位设有径向贯穿所述转轴的第一光通孔，当所述翻斗组件处于水平位置时，所述第一光通孔与所述第一光纤准直器内的光通道相连通；当所述翻斗组件发生翻转时，转轴与所述翻斗同步转动，使得所述第一光通孔与所述第一光纤准直器内的光通道交叉且不连通，第一光纤准直器内的光通道被阻断。

7.根据权利要求4所述的一种光纤式漏水检测装置，其特征在于：

第一主体块的底部端面为与水平面呈倾斜角度的斜面；当所述翻斗组件处于水平位置时，翻斗的顶端略高于所述斜面的最低点，翻斗连接块的顶端略低于斜面的最低点，配重块顶端与所述翻斗连接块顶端平齐；当翻斗内因集水过多，导致翻斗组件发生逆时针旋转，使得配重块顶端与所述斜面的最高点接触时，翻斗内的水被倒出，水倒出后翻斗组件复位到水平位置。

8.根据权利要求7所述的一种光纤式漏水检测装置，其特征在于：

所述翻斗组件在一次倒水过程中，逆时针旋转的度数为52°。

9.根据权利要求7所述的一种光纤式漏水检测装置，其特征在于：

所述第一主体块在斜面的最高点和最低点处设置有防震垫片，所述防震垫片通过紧固螺栓固定在第一主体块上。

10.根据权利要求3、4、5、7、8、9中任意一项所述的一种光纤式漏水检测装置，其特征在于：

第二主体块内还设置有在同一水平面内与第一通道垂直连通的第三通道；所述第三通道内部同轴安装有第二光纤准直器，所述第二光纤准直器内留有与第三通道同轴的光通道，以及与第一通道同中心的安装孔，以使转轴贯穿所述第二光纤准直器上的安装孔同轴安装在第一通道内；

所述转轴在位于所述第二光纤准直器内的部位设有径向贯穿所述转轴的第二光通孔，当翻斗组件处于水平位置时，所述第二光通孔与所述第二光纤准直器内的光通道相连通；当所述翻斗组件发生翻转时，所述第二光通孔与所述第二光纤准直器内的光通道交叉且不连通，第二光纤准直器内的光通道被阻断。