一种用于水冷却系统的稳压装置及泄漏检测方法

文档序号:166855 发布日期:2021-10-29 浏览:39次 >En<

阅读说明:本技术 一种用于水冷却系统的稳压装置及泄漏检测方法 (Pressure stabilizing device for water cooling system and leakage detection method ) 是由 谢小冬 李何伟 肖佳伟 段小辉 于 2021-08-09 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种用于水冷却系统的稳压装置及泄漏检测方法,其包括,气囊式膨胀罐,其内接口与主泵进口管道相连接;压强比对管道,所述压强比对管道通过压力阀、连通阀与气囊式膨胀罐相连接,压强比对管道末端设置有第一压力变送器;所述主泵进口管道上设置有温度变送器和第二压力变送器。本发明提供的一种水冷却系统的稳压装置及泄漏检测方法,可以实时检测水冷却系统的稳压装置是否发生介质泄漏状况,并及时采取补水或补气操作,保证系统运行状态的良好,解决气囊式膨胀罐稳压形式无法检测泄漏、无法实现在线补气及补水等问题,大大增强了系统的可靠性。(The invention discloses a pressure stabilizing device for a water cooling system and a leakage detection method, wherein the pressure stabilizing device comprises an air bag type expansion tank, an air bag type expansion tank and a water tank, wherein an inner interface of the air bag type expansion tank is connected with a main pump inlet pipeline; the pressure intensity comparison pipeline is connected with the air bag type expansion tank through a pressure valve and a communication valve, and a first pressure transmitter is arranged at the tail end of the pressure intensity comparison pipeline; and a temperature transmitter and a second pressure transmitter are arranged on the inlet pipeline of the main pump. The pressure stabilizing device of the water cooling system and the leakage detection method provided by the invention can detect whether the medium leakage condition occurs in the pressure stabilizing device of the water cooling system in real time, adopt water supplement or air supplement operation in time, ensure the good running state of the system, solve the problems that the air bag type expansion tank cannot detect leakage in a pressure stabilizing mode, cannot realize online air supplement and water supplement and the like, and greatly enhance the reliability of the system.)

一种用于水冷却系统的稳压装置及泄漏检测方法

技术领域

本发明涉及泄漏检测及稳压技术领域,特别是一种用于水冷却系统的稳压装置及泄漏检测方法。

背景技术

目前,水冷却系统的稳压形式主要有高位水箱稳压、气囊式膨胀罐稳压、氮气加缓冲罐稳压三种形式,其中气囊式膨胀罐稳压形式多应用于占地要求较为严苛的场合,其成本优势较大,在工程中使用较为广泛。

但是,气囊式膨胀罐稳压形式无法检测泄漏、无法实现在线补气及补水,一旦系统发生漏气和漏水都需要停机进行补气和补水,这大大限制了该种稳压形式的使用范围,现提出一种稳压装置及泄漏检测方法,对气囊式膨胀罐稳压形式缺陷进行改进,在气囊式膨胀罐上增加空气支路,连接空气泵及压力变送器,同时检测气路与水路的压力,以此来判断系统的泄漏情况,解决气囊式膨胀罐稳压形式无法检测泄漏、无法在线补气及补水等问题,这在工程应用上有重大意义。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊,而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

为解决上述技术问题,本发明提供如下技术方案:

第一方面,提供了一种用于水冷却系统的稳压装置,其包括,气囊式膨胀罐,其内接口与主泵进口管道相连接;压强比对管道,所述压强比对管道通过压力阀、连通阀与气囊式膨胀罐相连接,压强比对管道末端设置有第一压力变送器;所述主泵进口管道上设置有温度变送器和第二压力变送器。

作为本发明所述用于水冷却系统的稳压装置的一种优选方案,其中:所述压力阀包括阀座和设置于阀座顶部的凸状阀芯,所述压强比对管道内设置有与所述凸状阀芯适配的阀盖,阀盖上设置有通孔。

作为本发明所述用于水冷却系统的稳压装置的一种优选方案,其中:所述气囊式补气罐气囊外接口连接有补气支路,由补气泵、第一止回阀串联组成。

作为本发明所述用于水冷却系统的稳压装置的一种优选方案,其中:所述主泵进口管道连接有补水支路,所述补水支路包括补水罐、补水泵以及第二止回阀。

第二方面,提供了一种基于所述用于水冷却系统的稳压装置的泄漏检测方法,其包括,记录气囊式膨胀罐初始水量V;记录主泵进口管道初始温度值 T0以及压力值P10,记录压强比对管道初始压力值P20;记录任意时刻主泵进口管道温度值T1以及压力值P11,以及压强比对管道该时刻压力值P21

作为本发明所述泄漏检测方法的一种优选方案,其中:若所述T1<8℃或 T1>23℃,比较主泵进口管道压力值P11和压强比对管道压力值P21;若P11=P21≥P20,则水冷却系统有介质泄漏;若P11=P21<P20,则水冷却系统有液体介质泄漏。

作为本发明所述泄漏检测方法的一种优选方案,其中:若8℃≤T1≤23℃,根据理想气体状态方程PV=nRT,计算出气体因温度变化而引起的体积变化为ΔV=nR|T0/P0-T1/P1|;获取初始温度值T0和温度值T1下的水密度ρT0和ρT1,计算出液体因温度变化而引起的体积变化为ΔV=|ρT1T0-1|V;若ΔV =ΔV时,则判定系统压力变化有温度变化引起,无泄漏;若ΔV>ΔV时,则判定系统漏气;当ΔV<ΔV时,则判定系统漏水。

作为本发明所述泄漏检测方法的一种优选方案,其中:所述压强比对管道初始压力值P20设定为系统漏水量为气囊式膨胀罐囊内的水量时系统压力值。

本发明有益效果为:本发明提供的一种水冷却系统的稳压装置及泄漏检测方法,可以实时检测水冷却系统的稳压装置是否发生介质泄漏状况,并及时采取补水或补气操作,保证系统运行状态的良好,解决气囊式膨胀罐稳压形式无法检测泄漏、无法实现在线补气及补水等问题,大大增强了系统的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。其中:

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明中压强比对管道结构示意图。

图3为本发明压力阀设置结构示意图。

图4为本发明压力阀开启状态结构示意图。

图5为本发明压力阀闭合状态结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广,因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次,此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例,也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

实施例1

参照图1至图5,为本发明第一个实施例,该实施例提供了一种用于水冷却系统的稳压装置,其包括,气囊式膨胀罐100,其内接口与主泵进口管道相连接,与主泵进口管道保持相同的压力值,主泵进口管道内的冷却水联通至气囊式膨胀罐100内;压强比对管道200,压强比对管道200通过压力阀201、连通阀202与气囊式膨胀罐100相连接,压强比对管道200与气囊式膨胀罐100 相连接,压强比对管道200的初始压力值设定为系统漏水量为气囊式膨胀罐囊内的水量时系统压力值,压强比对管道200末端设置有第一压力变送器203,第一压力变送器203用于实时检测压强比对管道200内的压力值,当系统正常运行时,气囊式膨胀罐100内的压力值大于压强比对管道200的压力值,压力阀201在两者压差值的作用处于关闭状态,当系统发生泄漏,气囊式膨胀罐100 和压强比对管道200的压力差值不足以保证压力阀201处于关闭状态,气囊式膨胀罐100内的气体进入压强比对管道200内;主泵进口管道上设置有温度变送器101和第二压力变送器102,温度变送器101用于测定主泵进口管道即气水冷系统内冷却水的温度值,第二压力变送器102用于检测主泵进口管道入口处的压力,即气囊式膨胀罐100内的水压。

进一步的,压力阀201包括阀座201a和设置于阀座201a顶部的凸状阀芯 201b,压强比对管道200内设置有与凸状阀芯201b适配的阀盖201c,阀盖201c 上设置有通孔201d,当系统处于正常压力状态下,由于气囊式膨胀罐100内的压力值大于压强比对管道200内压力值,阀座201a在压力差作用下与阀盖201c 保持气密性连接,阀座201a顶部的凸状阀芯201b封堵阀盖201c上设置有通孔 201d,隔绝气囊式膨胀罐100和压强比对管道200;当系统由于介质泄漏发生压力值下降的情况,气囊式膨胀罐100和压强比对管道200之间的压力差不足以保证阀座201a与阀盖201c保持气密性连接,阀座201a下落,凸状阀芯201b离开阀盖201c上设置有通孔201d,气囊式膨胀罐100和压强比对管道200之间隔绝状态消失,二者气体介质流通。压力阀201设置为在系统温度为4℃时仍能够保证气囊式膨胀罐100和压强比对管道200之间的气密性隔绝,此时气囊式膨胀罐100内液体介质体积最小,气体介质压强最低,从而消除温度变化导致压力阀201失效。

进一步的,气囊式补气罐100气囊外接口连接有补气支路300,由补气泵301、第一止回阀302串联组成,当检测到由于气体介质泄漏导致的系统压力降低,启动补气泵301通过给气囊式膨胀罐100补气来维持罐内压力稳定,进而维持主泵进口管道压力稳定。

进一步的,主泵进口管道连接有补水支路400,补水支路400包括补水罐 401、补水泵402以及第二止回阀403,当检测到由于液体介质泄漏导致的系统压力降低,启动补水泵402通过给系统补水来维持系统压力稳定。

实施例2

参照图1至图5,一种采用上述水冷却系统的稳压装置的泄漏检测方法,泄漏检测步骤如下:记录气囊式膨胀罐100初始水量V;记录主泵进口管道初始温度值T0以及压力值P10,记录压强比对管道200初始压力值P20;记录任意时刻主泵进口管道温度值T1以及压力值P11,以及压强比对管道200该时刻压力值P21

若T1<8℃或T1>23℃,比较主泵进口管道压力值P11和压强比对管道200 压力值P21;若P11=P21≥P20,则水冷却系统有介质泄漏;若P11=P21<P20,则水冷却系统有液体介质泄漏。

若T1<8℃或T1>23℃,即系统运行温度小于8℃的低温状态或系统运行温度大于23℃的高温状态,此时开启压强比对管道200的连通阀202,比较任意时刻主泵进口管道压力值P11以及同一时刻所记录的压强比对管道200压力值 P21,若P11=P21≥P20,则表明气囊式膨胀罐100存在介质泄漏导致压力降低,压力阀201的密封状态失效,气囊式膨胀罐100和压强比对管道200之间隔绝状态消失,此时启动补气泵301通过给气囊式膨胀罐100补气来维持罐内压力稳定,进而维持主泵进口管道压力稳定;若P11=P21<P20,则表明系统发生液体介质泄漏且泄漏量大于气囊式膨胀罐囊100内的水量,此时补气将无法补偿系统压力的下降,启动补水泵402通过给系统补水来维持系统压力稳定。压强比对管道200初始压力值P20设定为系统漏水量为气囊式膨胀罐囊内的水量时系统压力值。

该种检测方案的思路为系统出现压力下降时,无论是漏水还是漏气都通过补气进行补偿,当系统漏水量大于气囊式膨胀罐囊100内的水量时,此时补气将无法补偿系统压力的下降,再进行补水。该种检测方法简单方便,通过比较任意时刻主泵进口管道压力值P11以及同一时刻所记录的压强比对管道200压力值P21,即可判断系统是否发生介质泄漏,且压力阀201设置为在系统温度为4℃时仍能够保证气囊式膨胀罐100和压强比对管道200之间的气密性隔绝,从而消除温度变化对二者压力的影响。

实施例3

参照图1,泄漏检测步骤如下:记录气囊式膨胀罐100初始水量V;记录主泵进口管道初始温度值T0以及压力值P10,记录压强比对管道200初始压力值P20;记录任意时刻主泵进口管道温度值T1以及压力值P11,以及压强比对管道200该时刻压力值P21

若8℃≤T1≤23℃,根据理想气体状态方程PV=nRT,计算出气体因温度变化而引起的体积变化为ΔV=nR|T0/P0-T1/P1|,从而得出在初始时间至任意时刻t1该时间段内气囊式膨胀罐100内气体介质由于温度变化的体积变化量ΔV

获取初始温度值T0和温度值T1下的水密度ρT0和ρT1,计算出液体因温度变化而引起的体积变化为ΔV=|ρT1T0-1|V,通过查询水密度随温度变化曲线图得知温度值T0和温度值T1下的水密度ρT0和ρT1,从而得出初始时间至任意时刻t1该时间段内系统水介质由于温度变化的体积变化量ΔV

若ΔV=ΔV时,则判定系统压力变化有温度变化引起,无泄漏,系统运行良好;若ΔV>ΔV时,则判定系统漏气,启动补气泵301通过给气囊式膨胀罐100补气维持罐内压力稳定,直至ΔV=ΔV,消除因气体介质泄漏导致的系统压力值降低;当ΔV<ΔV时,则判定系统漏水,启动补水泵402通过给系统补水来维持系统压力稳定,直至ΔV=ΔV,消除因液体介质泄漏导致的系统压力值降低。

该种检测方案的思路是通过比较因温度变化导致的气体介质体积变化量ΔV和液体介质体积变化量ΔV,判断系统是否发生漏气或漏水情况,并可以精确测定泄漏量,及时进行补水或补气操作,保证系统运行状态良好。

但由于理想气体状态方程有一定的适用条件,当系统运行温度较低,小于 8℃,会导致计算出的气囊式膨胀罐100内气体介质由于温度变化的体积变化量ΔV误差较大,影响对系统是否发生泄漏的判断;当系统运行温度较高,大于 23℃,此时液体介质和气体介质由于热胀冷缩导致气囊式膨胀罐100气体介质压强较高,同样会导致计算出的气囊式膨胀罐100内气体介质由于温度变化的体积变化量ΔV误差较大,影响对系统是否发生泄漏的判断。当8℃≤T1≤23℃,理想气体状态方程适用良好,泄漏检测精度高,此时采用如实施例3中的泄漏检测方法,当T1<8℃或T1>23℃,理想气体状态方程适用差,此时采用如实施例2中的泄漏检测方法。

应说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的精神和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

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