CN108413481A - 一种套筒补偿器监控预警装置及其监控方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种套筒补偿器监控预警装置及其监控方法，属于智能监控技术领域。在固定端管上安装摄像头，开孔安装压力传感器和温度传感器，在活动芯管和外罩上安装托架，托架上安装轴向位移传感器；在外罩内表面铺设导线，导线一端与泄漏报警传感器相连；轴向位移传感器、泄露报警传感器、压力传感器和温度传感器分别与模拟量采集模块相连，摄像头与无线路由器相连。本发明的优点和有益效果是可以全面监控补偿器，能够预判补偿器是否需要更换，或者预判补偿器损坏程度能否维持到检修期，从根本上解决了在管网运行中补偿器突然损坏的问题，防止因补偿器损坏而引起管网突然停止运行，减少停运引起的损失；并且安装便捷、节约能源。

Description

一种套筒补偿器监控预警装置及其监控方法

技术领域

本发明涉及一种套筒补偿器监控预警装置及其监控方法，属于智能监控技术领域。

背景技术

管道可以说是生活中的必备设施，尤其是供暖管道，北方的冬季必不可少。供暖管道中的工作介质主要是水和水蒸气，但管道中的工作介质和管道所处环境都会有温度的变化，管道的温度也势必会随其内部工作介质和其所处环境温度的变化而变化。若温度变化时管道不能完全自由地膨胀或收缩,管道中将产生热应力。在管道设计中必须考虑这种应力, 否则它可能导致管道的破裂, 影响正常生产的进行。

补偿器也叫伸缩器、伸缩节或膨胀节，是供暖管道上的常用部件，属于一种补偿元件。补偿器的主要作用就是保障管道的安全运行，其原理是利用补偿器主体的有效伸缩变形，来吸收管道由于热胀冷缩等原因而产生的尺寸变化，也可降噪减震，在现代工业中应用广泛。

套筒补偿器一般由活动芯管、固定端管、外罩、防脱法兰、螺栓组件、密封函和密封圈组成。

在整条管道中，补偿器是相对薄弱的部位，多种原因都可以造成补偿器的泄漏损坏，一旦补偿器突然损坏而造成管网的停止运行，由此造成的损失就是无法估量的。在供暖期一旦泄漏，需要管道停止运行之后才能实施抢修，虽然一些管道堵漏装置可以临时解决泄漏问题，却不能代替补偿器吸收管道的热位移，同样影响管道的安全运行。

套筒补偿器常见的损坏形式：

超压：介质超压引起的部件承压能力不足导致爆裂。

超温：介质超温会引起与介质接触的部件许用应力降低导致部件形变、介质泄漏或承压能力不足引起爆裂。

超补偿量：超出设计补偿量会导致介质大面积泄漏，管道只能停止运行。

对于管道采用补偿器监控预警装置会在补偿器损坏前，提前通知用户，用户可以借此机会采取一定的措施，比如改变管道内工作介质的运行参数，延长补偿器的使用时间，待供暖期结束后再实施真正意义上的维修或更换。

发明内容

为了解决上述存在的技术问题，本发明提供一种套筒补偿器监控预警装置及其监控方法，能够提前预判补偿器是否需要更换，从而尽量在管网停止运行的检修期间对补偿器进行更换，或者预判补偿器损坏程度能否维持到检修期；本发明从根本上预防在管网运行中补偿器突然损坏的问题，同时解决了因供暖管道上补偿器的突然损坏而导致供暖停止的问题，防止或减少了因补偿器损坏引起管网停止运行所带来的损失。

本发明采用的技术方案如下：

一种套筒补偿器监控预警装置，包括托架、轴向位移传感器、泄露报警传感器、压力传感器、温度传感器、模拟量采集模块、太阳能板、蓄电池、无线路由器、数据处理中心、用户监控中心、摄像头、固定端管、外罩、防脱法兰一、防脱法兰二、螺栓组件、活动芯管、导线；

在固定端管上安装摄像头，开孔安装压力传感器和温度传感器，在活动芯管和外罩上安装托架，托架上安装轴向位移传感器；活动芯管被外罩包裹，通过防脱法兰一、防脱法兰二和螺栓组件将外罩与活动芯管固定连接；在外罩内表面铺设导线，导线一端与泄漏报警传感器相连；轴向位移传感器、压力传感器和温度传感器、泄露报警传感器分别与模拟量采集模块相连，模拟量采集模块与无线路由器相连，摄像头与无线路由器直接相连，无线路由器连接蓄电池，蓄电池与太阳能板连接，无线路由器将采集的数字信号通过4G网络无线传输给远端的数据处理中心，数据处理中心与用户监控中心相连。

进一步地，在防脱法兰二上开设长孔，长孔位置在设备的最低点即周向6点方向；在外罩内表面涂刷绝缘材料，涂刷弧长50mm宽，距端面50mm长，在绝缘材料处铺设间距20mm的两根导线，导线一端通过防脱法兰二上的长孔引出，并连接一台泄漏报警传感器。

进一步地，所述的绝缘材料为有机硅三防漆。

进一步地，一种套筒补偿器监控预警装置的监控方法包括以下步骤：

S1. 压力传感器、温度传感器和轴向位移传感器分别监控补偿器管道内的介质压力、介质温度和轴向位移，根据管道设计参数设定报警参数，若管道内介质的压力、温度和管道位移有变化，对应的传感器会发出对应的电流信号，模拟量采集模块会将传感器的电流信号转换为数字信号，并将数字信号发送给无线路由器，无线路由器将采集的数据通过4G网络发送给远端的数据处理中心，数据处理后会在用户监控中心显示，一旦超出限定值就会报警；

S2. 泄漏报警传感器实时监控套筒补偿器是否泄漏，泄露后介质会进入导线铺设的位置，导线探测到信号，从而发生短路，发出远端报警，及时通知用户，采取对管道内的工作介质实施降温、降压等相应措施，维持运行，待供暖期结束维修更换；导线要铺设在设备的最低点即周向6点方向；

S3. 摄像头直观地观察补偿器的运行状况，一旦轴向位移传感器和泄露报警传感器失灵，可以直观地观察到补偿器是否有超补偿量和泄漏的情况。

本发明的有益效果是：

本发明的优点和有益效果是可以全面监控补偿器，能够预判补偿器是否需要更换，或者预判补偿器损坏程度能否维持到检修期，从根本上解决了在管网运行中补偿器突然损坏的问题，防止因补偿器损坏而引起管网突然停止运行，减少停运引起的损失；并且安装便捷、节约能源。

附图说明

图1为本发明的套筒补偿器监控预警装置结构示意图。

图2为本发明的套筒补偿器结构示意图。

图3为本发明图2的局部I放大结构示意图。

图4为本发明的活动芯管部件的左视图。

图5为本发明图4的局部II放大结构示意图。

图中，1为托架；2为轴向位移传感器；3为泄露报警传感器；4为压力传感器；5为温度传感器；6为模拟量采集模块；7为太阳能板；8为蓄电池；9为无线路由器；10为数据处理中心；11为用户监控中心；12为摄像头；13为固定端管；14为外罩；15为防脱法兰一；16为防脱法兰二；17为螺栓组件；18为活动芯管；19为导线。

具体实施方式

为了进一步说明本发明，下面结合附图及实施例对本发明进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例

如图1~5所示，一种套筒补偿器监控预警装置，在固定端管13上安装摄像头12，开孔安装压力传感器4和温度传感器5，在活动芯管18和外罩14上安装托架1，托架1上安装轴向位移传感器2；活动芯管18被外罩14包裹，通过防脱法兰一15、防脱法兰二16和螺栓组件17将外罩14与活动芯管18固定连接；在外罩14内表面铺设导线19，导线19一端与泄漏报警传感器3相连；轴向位移传感器2、压力传感器4和温度传感器5、泄露报警传感器3分别与模拟量采集模块6相连，模拟量采集模块6与无线路由器9相连，摄像头12与无线路由器9直接相连，无线路由器9连接蓄电池8，蓄电池8与太阳能板7连接，无线路由器9将采集的数字信号通过4G网络无线传输给远端的数据处理中心10，数据处理中心10与用户监控中心11相连。

在防脱法兰二16上开设长孔，长孔位置在设备的最低点即周向6点方向；在外罩14内表面涂刷绝缘材料有机硅三防漆，涂刷弧长50mm宽，距端面50mm长，在绝缘材料处铺设间距20mm的两根导线19，导线19一端通过防脱法兰二16上的长孔引出，并连接一台泄漏报警传感器3。

一种套筒补偿器监控预警装置的监控方法包括以下步骤：

S1. 压力传感器4、温度传感器5和轴向位移传感器2分别监控补偿器管道内的介质压力、介质温度和轴向位移，根据管道设计参数设定报警参数，若管道内介质的压力、温度和管道位移有变化，对应的传感器会发出对应的电流信号，模拟量采集模块6会将传感器的电流信号转换为数字信号，并将数字信号发送给无线路由器9，无线路由器9将采集的数据通过4G网络发送给远端的数据处理中心10，数据处理后会在用户监控中心显示，一旦超出限定值就会报警；

S2. 泄漏报警传感器3实时监控套筒补偿器是否泄漏，泄露后介质会进入导线19铺设的位置，导线19探测到信号，从而发生短路，发出远端报警，及时通知用户，采取对管道内的工作介质实施降温、降压等相应措施，维持运行，待供暖期结束维修更换；导线19要铺设在设备的最低点即周向6点方向；

S3. 摄像头12直观地观察补偿器的运行状况，一旦轴向位移传感器2和泄露报警传感器3失灵，可以直观地观察到补偿器是否有超补偿量和泄漏的情况。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种套筒补偿器监控预警装置，其特征在于：包括托架（1）、轴向位移传感器（2）、泄露报警传感器（3）、压力传感器（4）、温度传感器（5）、模拟量采集模块（6）、太阳能板（7）、蓄电池（8）、无线路由器（9）、数据处理中心（10）、用户监控中心（11）、摄像头（12）、固定端管（13）、外罩（14）、防脱法兰一（15）、防脱法兰二（16）、螺栓组件（17）、活动芯管（18）、导线（19）；

在固定端管（13）上安装摄像头（12），开孔安装压力传感器（4）和温度传感器（5），在活动芯管（18）和外罩（14）上安装托架（1），托架（1）上安装轴向位移传感器（2）；活动芯管（18）被外罩（14）包裹，通过防脱法兰一（15）、防脱法兰二（16）和螺栓组件（17）将外罩（14）与活动芯管（18）固定连接；在外罩（14）内表面铺设导线（19），导线（19）一端与泄漏报警传感器（3）相连；轴向位移传感器（2）、压力传感器（4）和温度传感器（5）、泄露报警传感器（3）分别与模拟量采集模块（6）相连，模拟量采集模块（6）与无线路由器（9）相连，摄像头（12）与无线路由器（9）直接相连，无线路由器（9）连接蓄电池（8），蓄电池（8）与太阳能板（7）连接，无线路由器（9）将采集的数字信号通过4G网络无线传输给远端的数据处理中心（10），数据处理中心（10）与用户监控中心（11）相连。

2.根据权利要求1所述的一种套筒补偿器监控预警装置，其特征在于：在防脱法兰二（16）上开设长孔，长孔位置在设备的最低点即周向6点方向；在外罩（14）内表面涂刷绝缘材料，涂刷弧长50mm宽，距端面50mm长，在绝缘材料处铺设间距20mm的两根导线（19），导线（19）一端通过防脱法兰二（16）上的长孔引出，并连接一台泄漏报警传感器（3）。

3.根据权利要求2所述的一种套筒补偿器监控预警装置，其特征在于：所述的绝缘材料为有机硅三防漆。

4.根据权利要求1所述的一种套筒补偿器监控预警装置的监控方法：其特征在于：包括以下步骤：

S1. 压力传感器（4）、温度传感器（5）和轴向位移传感器（2）分别监控补偿器管道内的介质压力、介质温度和轴向位移，根据管道设计参数设定报警参数，若管道内介质的压力、温度和管道位移有变化，对应的传感器会发出对应的电流信号，模拟量采集模块（6）会将传感器的电流信号转换为数字信号，并将数字信号发送给无线路由器（9），无线路由器（9）将采集的数据通过4G网络发送给远端的数据处理中心（10），数据处理后会在用户监控中心显示，一旦超出限定值就会报警；

S2. 泄漏报警传感器（3）实时监控套筒补偿器是否泄漏，泄露后介质会进入导线（19）铺设的位置，导线（19）探测到信号，从而发生短路，发出远端报警，及时通知用户，采取对管道内的工作介质实施降温、降压等相应措施，维持运行，待供暖期结束维修更换；导线（19）要铺设在设备的最低点即周向6点方向；

S3. 摄像头（12）直观地观察补偿器的运行状况，一旦轴向位移传感器（2）和泄露报警传感器（3）失灵，可以直观地观察到补偿器是否有超补偿量和泄漏的情况。