CN214666706U - 一种法兰连接螺栓监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种法兰连接螺栓监测系统，包括牵引线、高精度位移传感器、采集仪和上位机，牵引线的一端与高精度位移传感器的测量端连接，牵引线的另一端将螺栓串联拉紧，高精度位移传感器与采集仪连接且均固定于法兰上或法兰附近，采集仪与上位机连接，螺栓上均安装有螺栓卡扣，螺栓卡扣呈弹簧丝状并与螺栓的螺纹相匹配，螺栓卡扣上至少一端设置有过线孔，牵引线设置有一根以上，牵引线的另一端穿过过线孔将所有螺栓或者部分螺栓串联拉紧后连接于同一高精度位移传感器的测量端或者牵引线末端的过线孔上。该系统能够实时监测法兰连接螺栓的松动和断裂情况，且结构简单、安装方便、便于维护、监测效果好。

Description

一种法兰连接螺栓监测系统

技术领域

本实用新型涉及法兰连接螺栓监测技术领域，具体涉及一种法兰连接螺栓监测系统。

背景技术

法兰连接是指由法兰、垫片及螺栓三者相互连接作为一种可拆结构的连接方式，法兰连接在目前工业领域中极其常见，并发挥着十分重要的作用。法兰连接结构在工作中会受到各种交变载荷、冲击载荷的作用，在这些外界载荷的作用下，螺纹发生塑性变形而导致螺栓松动或者断裂，从而影响设备的正常运行，严重时甚至会导致设备损坏、结构倒塌等事故，给用户带来极大的经济损失。因此对法兰连接螺栓进行监测，及时发现并处理螺栓断裂问题，对法兰连接结构正常安全运行具有重要意义。

目前有采用位移传感器和牵引绳对法兰连接螺栓进行监测的技术方案，例如中国专利CN202021014655提供了一种法兰螺栓松动监测装置，该装置包括直线位移传感器、定滑轮以及牵引绳，牵引绳的一端连接于直线位移传感器的探头的端部，牵引绳的另一端经过定滑轮导向后，将法兰连接处的所有螺栓或部分螺栓进行串联并拉紧，从而实现法兰连接螺栓松动监测，该监测装置中牵引绳串联在螺栓的任何部位或者螺栓的附着物上，串联的方式为穿孔、缠绕或用外物固定，实施例中详细说明牵引绳在螺栓的尾部穿孔串联，但是直接在尾部串联穿孔，一方面增加螺栓的生产工序，破坏螺栓的整体性；另一方面若螺栓断裂，更换螺栓后需要将牵引绳重新穿孔连接，不便于后期维护以及影响装置的稳定性。

实用新型内容

针对现有技术中存在的上述不足，本实用新型提供了一种法兰连接螺栓监测系统，该系统能够实时监测法兰连接螺栓的松动和断裂情况，且结构简单、安装方便、便于维护、监测效果好。

实现本实用新型上述目的所采用的技术方案为：

一种法兰连接螺栓监测系统，至少包括牵引线、高精度位移传感器、采集仪和上位机，其中牵引线的一端与高精度位移传感器的测量端连接，牵引线的另一端将螺栓串联拉紧，高精度位移传感器与采集仪连接且均固定于法兰上或法兰附近，采集仪与上位机连接，所述螺栓上均安装有螺栓卡扣，螺栓卡扣呈弹簧丝状并与螺栓的螺纹相匹配，螺栓卡扣上至少一端设置有过线孔，所述牵引线设置有一根以上，牵引线的另一端穿过过线孔将所有螺栓或者部分螺栓串联拉紧后连接于同一高精度位移传感器的测量端或者牵引线末端的过线孔上，法兰连接处的所有螺栓均被牵引线串联拉紧，螺栓发生松动或断裂时导致牵引线的拉力产生变化从而使高精度位移传感器的测量端产生位移，采集仪接收位移数据并将数据传输至上位机，实现法兰连接螺栓的监测。

当高精度位移传感器为双向高精度位移传感器时，相邻的两根牵引线的一端分别连接于双向高精度位移传感器两侧的测量端。

所述螺栓卡扣上的过线孔为卡圈结构。

所述螺栓卡扣位于螺母的外侧并紧邻螺母，螺栓卡扣的弹簧丝的直径小于螺纹牙的开口尺寸并嵌入螺纹内。

所述采集仪上设置有一个以上的端口，兼容一个以上的高精度位移传感器的接入，所述高精度位移传感器与采集仪通过信号线连接并将数据传输给采集仪。

所述高精度位移传感器内部集成设置有温度传感芯片、振动传感芯片和单片机，高精度位移传感器根据环境温度数据和振动数据对位移数据进行修正处理并获得修正后的位移数据。

所述高精度位移传感器通过胶粘、磁力连接和紧固件连接的方式固定于法兰上或法兰附近。

所述采集仪与上位机通过有线或者无线的方式连接，从而将接收的数据传输到上位机。

所述上位机上设置有监测程序，监测程序对接收的数据进行存储和分析并实现报警功能。

与现有技术相比，本实用新型提供的法兰连接螺栓监测系统的有益效果是：1、本实用新型提供的监测系统可实现对法兰所有螺栓的松动和断裂问题监测、报警，其监测效果好，可靠性强。2、本实用新型通过螺栓卡扣和牵引线将螺栓串联拉紧，安装方便，需要的高精度位移传感器数量少，节省人力物力。3、本实用新型中螺栓卡扣的过线孔为卡扣结构，牵引线安装方便，且螺栓断裂后重新更换螺栓方便简单，监测系统稳定可靠。4、本实用新型中螺栓卡扣呈弹簧丝状，安装时可直接卡在螺栓的螺杆上，安装方便，另外，弹簧丝的直径小于螺栓螺纹牙的开口尺寸，使得螺栓卡扣嵌入螺纹内，不易脱离螺杆。5、本实用新型中无需在每个螺栓上设置高精度位移传感器，成本较低。

附图说明

图1为本实用新型中牵引线与螺栓卡扣的安装示意图；

图2为实施例1中法兰连接螺栓监测系统的安装示意图；

图3为本实用新型中螺栓卡扣的结构示意图；

图4为实施例2中法兰连接螺栓监测系统的安装示意图；

图5为实施例3中法兰连接螺栓监测系统的安装示意图；

图6为实施例4中法兰连接螺栓监测系统的安装示意图；

图中：1-单向高精度位移传感器，2-螺栓卡扣，21-过线孔，3-牵引线，4-上法兰，5-下法兰，6-螺栓，7-双向高精度位移传感器，8-牵引线末端。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。

实施例1

本实施例提供的法兰连接螺栓监测系统的结构如图1和图2所示，螺栓6将上法兰4和下法兰5连接，法兰连接结构在工作中会受到各种载荷的作用，导致螺栓发生松动或断裂，本实施例提供的法兰连接螺栓监测系统能够实现对连接法兰上的所有螺栓进行监测。该监测系统包括高精度位移传感器、采集仪、上位机以及牵引线3，本实施例中螺栓上均安装有螺栓卡扣2，本实施例中的高精度位移传感器为单向高精度位移传感器 1。

采集仪上设置有一个以上的端口，兼容一个以上的高精度位移传感器的接入，所述高精度位移传感器与采集仪通过信号线连接并将数据传输给采集仪。高精度位移传感器与采集仪均固定于法兰上或法兰附近，其中高精度位移传感器通过胶粘、磁力连接和紧固件连接的方式固定于法兰上或法兰附近。所述采集仪与上位机通过有线或者无线的方式连接，从而将接收的数据传输到上位机。所述上位机上设置有监测程序，监测程序对接收的数据进行存储和分析并实现报警功能，监测程序内设定有报警阈值，当传感器的位移数据达到报警阈值时，上位机发出警示。本实施例中的高精度位移传感器内部集成设置有温度传感芯片、振动传感芯片和单片机，温度传感芯片采集环境温度数据，并将环境温度数据传输至单片机；振动传感芯片同时振动传感芯片采样外界的振动数据，并将振动数据传给单片机；单片机根据环境温度数据和振动数据对位移数据进行修正处理并获得修正后的位移数据。

螺栓卡扣呈弹簧丝状并与螺栓的螺纹相匹配，螺栓卡扣安装时可直接旋入螺栓的螺杆上，安装简单方便。螺栓卡扣上至少一端设置有过线孔21，本实施例中螺栓卡扣的两端均设置有过线孔，一方面能够保证将螺栓卡扣拧入到螺杆上靠近螺母的位置时，尽量保证螺栓卡扣上有过线孔间形成圆环，便于牵引线的穿入和串联拉紧；另一方面若其中一个过线孔损坏，另一个过线孔可备用，螺栓卡扣的结构如图3所示。螺栓卡扣的过线孔可以设置为卡圈结构，普通结构的过线孔在安装牵引线时，须按顺序将牵引线穿过过线孔，若发生螺栓断裂需要更换螺栓时，需将牵引线重新安装。但是使用卡扣结构的过线孔，在安装牵引线时只需将卡扣从原螺栓上松开，再将卡扣安装到新的螺栓上即可，安装方便，另外，若发生螺栓断裂需要更换螺栓时，无需重新安装牵引线，便于维护以及保证监测系统的稳定性。所述螺栓卡扣位于螺母的外侧并紧邻螺母，螺栓卡扣的弹簧丝的直径小于螺纹牙的开口尺寸并嵌入螺纹内，确保螺栓卡扣旋入螺杆后不易脱离。螺栓卡扣材质可为金属或非金属，但需具备一定弹性，且表面光滑。

本实施例中，所述监测系统设置有一根牵引线3，牵引线的一端与单向高精度位移传感器的测量端连接，牵引线的另一端穿过过线孔将所有螺栓串联拉紧后连接于牵引线末端8的过线孔上，法兰连接处的所有螺栓均被牵引线串联拉紧。牵引线为钢丝或非金属丝。

当螺栓发生松动或断裂时，在螺栓随法兰旋转产生的离心力作用或脱落部分螺栓的重力作用下，牵引线将产生一定的拉力，在该拉力作用下，高精度位移传感器测量端将产生一定的位移。高精度位移传感器监测该位移数据，并将该位移数据传输至采集仪。采集仪接收位移数据并将数据传输至上位机，上位机的监测程序将位移数据与报警阈值进行比对，当位移数据达到报警阈值时，上位机发出警示，从而实现法兰连接螺栓的监测。

实施例2

本实施例提供的法兰连接螺栓监测系统的结构与实施例1基本一致，所区别之处在于本实施例中牵引线设置有两根，单向高精度位移传感器对应设置有两个，每根牵引线串联的螺栓数目相等且所有螺栓均被串联拉紧，即每根牵引线分别串连一半的螺栓，本实施例的监测系统安装示意图如图4所示。同理，牵引线设置有三根以上时，单向高精度位移传感器对应设置有三个以上，并保证所有螺栓均被串联拉紧。本实施例提供的法兰连接螺栓监测系统监测精度比实施例1监测精度高。

实施例3

本实施例提供的法兰连接螺栓监测系统的结构与实施例1基本一致，所区别之处在于本实施例中牵引线的另一端穿过过线孔将所有螺栓进行串联拉紧后连接于同一单向高精度位移传感器的测量端，此时牵引线的两端均连接于一个单向高精度位移传感器的测量端上，其安装示意图如图5所示。

实施例4

本实施例提供的法兰连接螺栓监测系统的结构与实施例1基本一致，所区别之处在于本实施例中牵引线设置有两根，高精度位移传感器设置有一个且为双向高精度位移传感器7，两根牵引线的一端分别连接于双向高精度位移传感器两侧的测量端，两根牵引线的另一端均连接于牵引线末端的过线孔上，其安装示意图如图6所示。同理，当牵引线设置有三根以上时，相邻的两根牵引线均对应设置有一个双向高精度位移传感器，此时相邻的两根牵引线的一端分别连接于一个双向高精度位移传感器两侧的测量端。本实施例提供的法兰连接螺栓监测系统监测精度比实施例1监测精度高。

Claims (7)

1.一种法兰连接螺栓监测系统，至少包括牵引线、高精度位移传感器、采集仪和上位机，其中牵引线的一端与高精度位移传感器的测量端连接，牵引线的另一端将螺栓串联拉紧，高精度位移传感器与采集仪连接且均固定于法兰上，采集仪与上位机连接，其特征在于：所述螺栓上均安装有螺栓卡扣，螺栓卡扣呈弹簧丝状并与螺栓的螺纹相匹配，螺栓卡扣上至少一端设置有过线孔，所述牵引线设置有一根以上，牵引线的另一端穿过过线孔将所有螺栓或者部分螺栓串联拉紧后连接于同一高精度位移传感器的测量端或者牵引线末端的过线孔上，法兰连接处的所有螺栓均被牵引线串联拉紧。

2.根据权利要求1所述的法兰连接螺栓监测系统，其特征在于：当高精度位移传感器为双向高精度位移传感器时，相邻的两根牵引线的一端分别连接于双向高精度位移传感器两侧的测量端。

3.根据权利要求1所述的法兰连接螺栓监测系统，其特征在于：所述螺栓卡扣上的过线孔为卡圈结构。

4.根据权利要求1所述的法兰连接螺栓监测系统，其特征在于：所述螺栓卡扣位于螺母的外侧并紧邻螺母，螺栓卡扣的弹簧丝的直径小于螺纹牙的开口尺寸并嵌入螺纹内。

5.根据权利要求1所述的法兰连接螺栓监测系统，其特征在于：所述采集仪上设置有一个以上的端口，兼容一个以上的高精度位移传感器的接入，所述高精度位移传感器与采集仪通过信号线连接并将数据传输给采集仪。

6.根据权利要求1所述的法兰连接螺栓监测系统，其特征在于：所述高精度位移传感器通过胶粘、磁力连接和紧固件连接的方式固定于法兰上。

7.根据权利要求1所述的法兰连接螺栓监测系统，其特征在于：所述采集仪与上位机通过有线或者无线的方式连接，从而将接收的数据传输到上位机。

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