CN208887830U - 封闭管路内的水流安全检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种封闭管路内的水流安全检测装置，其特征在于：包括设置在水流管路中的文丘里管，设置在所述文丘里管上的水压传感器，与水压传感器电连接的控制器。通过检测水泵开启前的静态水压、水泵开启后水压波动时间区间内的波动水压、水泵开启后水压稳定后的动态水压，水泵关闭后且水压稳定后的静止水压与预设的水压值进行比较，进而获取水压是否异常以及水泵是否异常的情况。本实用新型中的封闭管路内的水流安全检测装置构成元件少，成本低。水流安全检测方法获取水流是否正常的速度快，保证了封闭管路及其内部工作部件的使用安全性。
Description
技术领域
本发明涉及一种水路安全检测技术领域，特别涉及一种封闭管路内的水流安全检测装置。
背景技术
燃气采暖热水炉或燃气采暖炉中存在封闭的采暖水路，板换式燃气采暖热水炉中存在封闭的板换加热水路，水路中有循环水泵用于推动水流进行流动。为了保证封闭水路的安全性，需要将管路水压保持在一定范围内，水压低于安全下限值时可能出现水路中的水流水温过高甚至是干烧的问题。如在水路不能正常流动的情况下开始对水路中的水进行加热，则会使得水路中的水温瞬间骤升，影响水路中各种器件的正常工作。水压高于安全上限值时会影响管路内组件的正常工作，如直接影响水路中水压传感器的正常工作，无法获取准确的水压信息。
现有技术中通常采用水压翻板开关、压差传感器、水温异常逻辑判断等方法来检测水路是否处于流动状态。其中，水压翻版开关很容易出现机械卡死的故障，压差传感器的成本较高，水温异常逻辑判断属于事后判断，如在判断出水路中的水流未流动时已经出现异常燃烧的情况了，判断结果的延迟已经造成一定的不良影响。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种仅通过简单的结构即能实现封闭管路内水压和水流安全情况检测的封闭管路内的水流安全检测装置。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种封闭管路内的水流安全检测装置，其特征在于：包括
文丘里管，设置在水流管路中；
水压传感器，设置在所述文丘里管上，用于检测文丘里管内的水压；
控制器，与所述水压传感器电连接，用于接收水压传感器传送的水压信号，并根据水压信号进行安全判断及响应控制。
可选择地，所述水压传感器设置在文丘里管的喉道处、文丘里管的收缩段上靠近喉道处的位置和/或文丘里管的入口段上。
优选地，还包括与所述控制器电连接的报警器。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明中的封闭管路内的水流安全检测装置构成元件少，成本低。通过文丘里管的设置可以放大水压的变化过程，进而通过水压传感器检测水压变化即可以判断出管路内水流量是否正常，也能检测出管路内水流的启动和停止以及是否正常流动的情况。可以在封闭管路内水泵开启后且管路中水压未稳定前即快速实现对封闭水流管路内异常情况的检测，检测过程可靠、检测速度快且结果准确。特别对于需要加热的封闭管路来说，如应用在燃气采暖装置的主换热器管路中，可以将该水流安全检测装置与加热装置配合使用，由于获取水流是否正常的速度快，则可以在确定封闭管路内水流正常的情况下再启动加热装置，可有效避免管路内水流未流动的情况异常加热或者因水流过小而引起管路内水温骤升的情况，保证了封闭管路及其内部工作部件的使用安全性。
附图说明
图1为本发明实施例中封闭管路内的水流安全检测装置的结构示意图。
图2为本发明实施例中水流安全检测方法的流程图。
图3为水泵正常开关状态下的水泵状态和水压变化曲线的关系图。
图4为水泵异常关闭状态下的水泵状态和水压变化曲线的关系图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
本实施例中的水流安全检测装置可以应用在各种封闭管路中，以用于检测封闭管路内水压、流速、流量等水流情况，进而方便根据这些信息用于其他功能控制。该水流安全检测装置可以适用于燃气采暖热水炉、燃气采暖炉等封闭采暖水路中，特别适用于这些装置的主换热器管路中，可以解决主换热器管路中水温过高、干烧、水压过高、水路未流动情况下的异常燃烧等问题。
如图1所示，本实施例中的封闭管路内的水流安全检测装置，包括水流管路，文丘里管1、水压传感器2、控制器3以及报警器4。其中水压传感器2、报警器4分别与控制器3电连接，该报警器4根据需要可以设置为声音报警器4、报警灯、显示器等。控制器3可以单独采用现有的控制芯片，或者直接使用该水流安全检测装置应用环境中的控制电路板作为控制器3。
该水流安全检测装置可以应用在普通的水流管路上，但是特别适用于封闭的水流管路中，本实施例中的水流管路采用现有的至少两段水管，文丘里管1连接在两段水管之间，即设置在水流管路中。水流管路的两端则连接在对应的连接口上。
同现有技术，该文丘里管1包括依次连通的入口段、收缩段、喉道段以及扩散段。由于文丘里管1的自身结构特点，可以加强水流管路内水流流速的变化，进而引起水体动量迅速改变，如此可以通过检测水流管路内的压力变化对水流是否流动以及水流的流量进行判断。
水压传感器2则安装在文丘里管1上，该水压传感器2实时的检测获取文丘里管1内的水压数据。水压传感器2将获取的水压数据传动给控制器3，控制器3可以根据接收到的水压信号进行安全判断及响应控制，如可以控制报警器4、水流管路中的循环水泵以及水流安全检测装置安装环境中的加热装置等进行响应。
根据需要，水压传感器2可以设置在文丘里管1的喉道处、文丘里管1的收缩段上靠近喉道处的位置和/或文丘里管1的入口段上。本实施例中水压传感器2设置在文丘里管1的喉道处，为了使得检测结果更加准确，可以同时在文丘里管1的喉道处以及文丘里管1的入口段上分别设置水压传感器2。
在封闭的水流管路内的循环水泵不工作的状态时，水流管路内的水处于静态状态时，文丘里管1内的水也相应处于静态状态，此时，水流管路内各处的水压相同，记为静态水压。当循环水泵开启，水流管路内的水开始流动，则会引起水流管路内的水压发生波动，而文丘里管1可以加强该水压波动的幅度，则检测文丘里管1内的水压变化可以有效的获取水流开始流动的信息。并且封闭管路内水流开始流动的情况下的波动水压小于静态水压，并且水流量越大，波动水压与静态舒雅的偏差越大。当水流管路内的水流流动稳定后，水流管路内的水压重新恢复稳定且各处的水压相同，并且水流流动时的动态水压小于且接近静态水压。
如图2所示，本实施例中应用前述的水流安全检测装置实现的水流安全检测方法，包括以下步骤：
S1、利用水压传感器2检测文丘里管1内水流静态状态下的静态水压P0；
S2、控制器3接接收水压传感器2检测获取的静态水压P0，并将静态水压P0与安全静态水压范围[P0l,P0h]中的低安全静态水压阈值P0l以及高安全静态水压阈值P0h进行比较，其中P0l＜P0h；
如果P0l≤P0≤P0h，则判断水流通道内的水压正常；如果P0＜P0l或者P0＞P0h则判断水流通道内的水压异常，进而可以通过报警器进行报警；
S3、水流管路内的循环水泵刚开启的一段时间内，水流管路中的水压会发生波动，首先变大，然后再变小，当水流管路内的水流稳定后，水流管路内的水压则重新稳定；利用水压传感器2检测水泵开启后水压波动时间区间T内的波动水压P1；获取波动水压 P1的方法可以采用以下方法：采集水泵开启后水压波动时间区间T内的任意时间区间内的最小水压值或者平均水压值作为波动水压P1；为了尽快且准确的获取水路中的异常情况，可以将水压波动时间区间T比较中间时间段区间内的最小水压值或者平均水压值作为波动水压P1；
S4、控制器3将波动水压P1与安全波动水压范围[P1l,P1h]中的低安全波动水压阈值P1l以及高安全波动水压阈值P1h进行比较，其中P1l＜P1h；
其中安全静态水压范围[P1l,P1h]可以采用经验值，或者通过静态水压-启动水压的经验关系表查询获取，或者根据静态水压-启动水压经验关系拟合的静态水压-启动水压公式计算获取；
如果P1l≤P1≤P1h，则在判断水泵开启后水压波动时间区间T内水压正常；如果P1＜P1l或者P1＞P1h则判断水泵开启后水压波动时间区间T内水压异常，进而控制报警器进行报警；
当P1＜P0或者P1＜P1l时，则判断水泵失效或者水流管路堵塞，并进行相应报警；
当P1＞P1h时，则判断水泵转速过高或者文丘里管1喉道处部分堵塞，并进行相应报警；
S5、利用水压传感器2检测水泵开启后水压稳定后的动态水压P2；在具体检测时，当水压传感器2在设定时长内检测到的水压波动不超过一定误差范围的话，则认为水压稳定；
S6、控制器判断是否P2＞P0+ΔPX，其中ΔPX表示水泵开启后水压增加的最小阈值，如果是则判断水泵正常开启，如果否则判断水泵故障；
检测获取是否存在异常停止水压P4，P4＜P30－ΔPZ，其中P30表示水泵工作时水压稳定时间区间内的最大水压值，ΔPZ表示水泵在正常工作时水压允许减小的最大值，如果是则判断水泵在运行过程中异常关闭；
S7、水压传感器2检测获取水泵关闭后且水压稳定后的静止水压P3并传送至控制器；
S8、控制器判断是否P3＜P2－ΔPY，其中ΔPY表示水泵关闭后水压减小的最小阈值，如果是则判断水泵正常关闭，如果否则判断水泵故障。
本发明中的封闭管路内的水流安全检测装置构成元件少，成本低。通过文丘里管1的设置可以放大水压的变化过程，进而通过水压传感器2检测水压变化即可以判断出管路内水流量是否正常，也能检测出管路内水流的启动和停止以及是否正常流动的情况。通过对应的水流安全检测方法可以在封闭管路内水泵开启后且管路中水压未稳定前即快速实现对封闭水流管路内异常情况的检测，检测过程可靠、检测速度快且结果准确。特别对于需要加热的封闭管路来说，如应用在燃气采暖装置的主换热器管路中，可以将该水流安全检测装置与加热装置配合使用，由于获取水流是否正常的速度快，则可以在确定封闭管路内水流正常的情况下再启动加热装置，可有效避免管路内水流未流动的情况异常加热或者因水流过小而引起管路内水温骤升的情况，保证了封闭管路及其内部工作部件的使用安全性。
Claims (3)
1.一种封闭管路内的水流安全检测装置，其特征在于：包括
文丘里管(1)，设置在水流管路中；
水压传感器(2)，设置在所述文丘里管(1)上，用于检测文丘里管(1)内的水压；
控制器(3)，与所述水压传感器(2)电连接，用于接收水压传感器(2)传送的水压信号，并根据水压信号进行安全判断及响应控制。
2.根据权利要求1所述水流安全检测装置，其特征在于：所述水压传感器(2)设置在文丘里管(1)的喉道处、文丘里管(1)的收缩段上靠近喉道处的位置和/或文丘里管(1)的入口段上。
3.根据权利要求1或2任一权利要求所述的水流安全检测装置，其特征在于：还包括与所述控制器(3)电连接的报警器(4)。
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| CN112415225A (zh) * | 2020-11-12 | 2021-02-26 | 中铁第一勘察设计院集团有限公司 | 判断客栓上水管道内水流动的方法 |
| CN112484315A (zh) * | 2020-12-11 | 2021-03-12 | 万家乐热能科技有限公司 | 带自动补水功能的零冷水壁挂炉及其控制方法 |
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