CN217030409U - 一种可监测外压型波纹管波峰塌陷的装置 - Google Patents

Abstract

一种可监测外压型波纹管波峰塌陷的装置，包括多个设置在外压型波纹管波峰内的光纤应变箍、多个滑动支撑环、信号线和数采控制器，多个光纤应变箍与多个滑动支撑环一一对应设置，光纤应变箍由滑动支撑环支撑设置在外压型波纹管波峰内，光纤应变箍与外压型波纹管波峰内壁不接触设置，滑动支撑环可滑动套设在位于外压型波纹管内的端管上，光纤应变箍由光纤弯曲形成具有开口的环形结构，每个光纤应变箍的两个端点分别通过一根信号线与数采控制器相连。解决外压型波纹管波峰塌陷不可预知问题，避免产品“带病”运行而导致突发安全事故产生。

Description

一种可监测外压型波纹管波峰塌陷的装置

技术领域

本实用新型涉及监测预警技术领域，具体说的是一种可监测外压型波纹管波峰塌陷的装置。

背景技术

常见的外压型波纹管结构如图1所示，该结构的其中一个优点是：薄壁的外压型波纹管4外侧有厚壁的外管5保护，从而不容易出现磕碰损坏。但在实际使用过程中，由于波纹管的外侧承受流动介质的压力，时常会出现因波纹管强度裕量不足，而导致在水压试验时、吸收管线热胀冷缩位移时、超工况运行时，出现波峰塌陷的失效问题。

由于外压型波纹管4隐藏于整个膨胀节结构的内部，因而在其失效时，基本上不可能被及时发现。出现波峰塌陷的波纹管，不一定会导致产品立即泄漏，但其位移补偿功能已大大削弱；此时若继续运行，则可能会造成较大的安全事故。然而，目前在外压型波纹管强度失效的监测方面，未有适当方法或结构形式予以采用。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种可监测外压型波纹管波峰塌陷的装置，解决外压型波纹管波峰塌陷不可预知问题，避免产品“带病”运行而导致突发安全事故产生。

为实现上述技术目的，所采用的技术方案是：一种可监测外压型波纹管波峰塌陷的装置，包括多个设置在外压型波纹管波峰内的光纤应变箍、多个滑动支撑环、信号线和数采控制器，多个光纤应变箍与多个滑动支撑环一一对应设置，光纤应变箍由滑动支撑环支撑设置在外压型波纹管波峰内，光纤应变箍与外压型波纹管波峰内壁不接触设置，滑动支撑环可滑动套设在位于外压型波纹管内的端管上，光纤应变箍由光纤弯曲形成具有开口的环形结构，每个光纤应变箍的两个端点分别通过一根信号线与数采控制器相连。

滑动支撑环由光纤支撑架和滑动环组成，滑动环与光纤支撑架固定连接，光纤支撑架为多根等长长杆或长板沿滑动环周向固定设置而成，支撑架的外侧用于与光纤应变箍固定连接，将光纤应变箍的形状撑起为圆形。

本实用新型有益效果是：本实用新型的外压型波纹管失效预警结构，可应用于能源化工火炬管线、原油码头、城镇集中供热等领域应用的外压型膨胀节中，可有效监测外压型波纹管在补偿轴向拉伸位移，或超工况运行时，导致的波纹管强度失稳破坏问题，并及时向使用单位发出预警，并避免因产品进一步“带病”运行而导致突发安全事故产生，减轻给使用单位造成的经济损失。助力提升波纹管的长周期运行可靠性和功能价值。同时，通过设置的远程预警系统，及时向使用单位反馈产品运行的预警信息，并积极采取相应的解决措施，保障系统管网的长周期安全运行。

附图说明

图1为现有技术膨胀节结构示意图；

图2为具有波峰塌陷监测功能的外压型膨胀节；

图3为滑动支撑环的结构示意图；

图中：1、进口管，2、导流筒，3、限位板组件，4、外压型波纹管，5、外管，6、端管，7、支撑管组件，8、光纤应变箍，9、滑动支撑环，10、信号线，11、数采控制器，9-1、光纤支撑架，9-2、滑动环。

具体实施方式

结合附图和具体实施例对本实用新型加以说明，但是，本实用新型并不局限于这些实施例，还可用于旁通直管压力平衡型、外压直管压力平衡型等结构形式的波纹管膨胀节。

如图2所示，该膨胀节为外压轴向型膨胀节，主要由进口管组件1、导流筒2、限位板组件3、波纹管4、外管5、端管6、支撑管组件7组成。一种可监测外压型波纹管波峰塌陷的装置，实现对外压型波纹管波峰塌陷的监测预警。通过合理布置结构稳定、应变传递损失小、灵敏度可调的光纤光栅应变箍，实现外压型波纹管发生波峰塌陷等结构的大应变变形时，导致光纤光栅出现明显应变变形，从而实现产品的监测预警。

装置包括多个设置在外压型波纹管4波峰内的光纤应变箍8、多个滑动支撑环9、信号线10和数采控制器11，多个光纤应变箍8与多个滑动支撑环9一一对应设置，光纤应变箍8由滑动支撑环9支撑设置在外压型波纹管4波峰内，光纤应变箍8固定在滑动支撑环9上，光纤应变箍8与外压型波纹管4波峰内壁不接触设置，存在有5-8mm间隙，该结构可保证外压型波纹管在进行正常位移补偿时，不触及光纤应变箍大变形的发生。滑动支撑环9可滑动套设在位于外压型波纹管4内的端管6上，光纤应变箍8由光纤弯曲形成具有开口的环形结构，每个光纤应变箍8的两个端点分别通过一根信号线10与数采控制器11相连。光纤光栅应变箍测得的波纹管波峰变形信息，可通过与之相联系的数采控制器，实现有关信息的实时采集，并及时远传至使用单位的监控云平台，帮助用户及时获取产品预警信息，并采取相应措施。

光纤应变箍8通过信号线9与就近布置的数采控制器11连接，随后远传至用户的监控系统云平台。通过该结构设置，外压型波纹管发生波峰塌陷等结构的大应变变形时，将导致光纤光栅出现明显应变变形，从而实现产品的监测预警。

滑动支撑环9由光纤支撑架9-1和滑动环9-2组成，滑动环9-2与光纤支撑架9-1固定连接，滑动环的内表面光滑可在端管6上轴向自由滑动，外压型波纹管4在进行轴向拉伸、压缩位移补偿时，波纹管侧壁会轻触到光纤支撑架9-1，光纤支撑架9-1带动滑动环9-2沿端管外表面进行自由运动。滑动时光纤应变箍不会产生大变形，因光纤支撑架9-1为多根等长长杆或长板沿滑动环9-2周向固定设置而成，光纤支撑架9-1的外侧用于与光纤应变箍8固定连接，将光纤应变箍8的形状撑起为圆形，为光纤应变箍提供形状支持。

以上这种可监测外压型波纹管波峰塌陷的膨胀节型式，能有效监测外压型波纹管在补偿轴向拉伸位移，或超工况运行时，导致的波纹管强度失稳破坏问题，并及时向使用单位发出预警，并避免因产品进一步“带病”运行而导致突发安全事故产生，减轻给使用单位造成的经济损失。本实用新型膨胀节功能可靠，结构紧凑，监测装置与波纹管膨胀节连接方便，易于扩展和实现。

Claims (2)

1.一种可监测外压型波纹管波峰塌陷的装置，其特征在于：包括多个设置在外压型波纹管（4）波峰内的光纤应变箍（8）、多个滑动支撑环（9）、信号线（10）和数采控制器（11），多个光纤应变箍（8）与多个滑动支撑环（9）一一对应设置，光纤应变箍（8）由滑动支撑环（9）支撑设置在外压型波纹管（4）波峰内，光纤应变箍（8）与外压型波纹管（4）波峰内壁不接触设置，滑动支撑环（9）可滑动套设在位于外压型波纹管（4）内的端管（6）上，光纤应变箍（8）由光纤弯曲形成具有开口的环形结构，每个光纤应变箍（8）的两个端点分别通过一根信号线（10）与数采控制器（11）相连。

2.如权利要求1所述的一种可监测外压型波纹管波峰塌陷的装置，其特征在于：滑动支撑环（9）由光纤支撑架（9-1）和滑动环（9-2）组成，滑动环（9-2）与光纤支撑架（9-1）固定连接，光纤支撑架（9-1）为多根等长长杆或长板沿滑动环（9-2）周向固定设置而成，光纤支撑架（9-1）的外侧用于与光纤应变箍（8）固定连接，将光纤应变箍（8）的形状撑起为圆形。

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