液体泄漏流量检测装置、检测方法及换流阀

文档序号:934069 发布日期:2021-03-05 浏览:1次 >En<

阅读说明:本技术 液体泄漏流量检测装置、检测方法及换流阀 (Liquid leakage flow detection device, detection method and converter valve ) 是由 郑力 孟佳 张翔 赵赢峰 陈赤汉 李海英 于 2019-08-30 设计创作,主要内容包括:本公开提供一种液体泄漏流量检测装置、检测方法及换流阀。液体泄漏流量检测装置包括:容器,用于盛接泄漏的液体,包括进水口和出水口;液体检测模块,包括检测探头,检测探头与泄漏的液体接触产生信号,液体检测模块传送出信号;升降机构,用于将液体检测模块设置于容器上,并可调节检测探头相对于容器底部的高度。本公开的液体泄漏流量检测装置可调整泄漏流量阈值的大小,提升产品的适应性。(The disclosure provides a liquid leakage flow rate detection device, a liquid leakage flow rate detection method and a converter valve. The liquid leakage flow rate detection device includes: the container is used for containing leaked liquid and comprises a water inlet and a water outlet; the liquid detection module comprises a detection probe, the detection probe is contacted with leaked liquid to generate a signal, and the liquid detection module transmits the signal; and the lifting mechanism is used for arranging the liquid detection module on the container and adjusting the height of the detection probe relative to the bottom of the container. The liquid leakage flow detection device can adjust the size of the leakage flow threshold value and improve the adaptability of products.)

液体泄漏流量检测装置、检测方法及换流阀

技术领域

本公开属于输电设备领域,尤其涉及一种液体泄漏流量检测装置、检测方法及换流阀。

背景技术

直流换流阀是特高压直流输电的核心设备,其内部元件通常采用去离子循环水进行冷却。液体泄漏检测装置安装在换流阀阀塔底部,用于检测冷却水回路是否存在泄漏及泄漏的严重程度,一般分为轻微泄漏和严重泄漏两种等级进行上报。在特高压直流换流阀工程领域,通常把泄漏流量10L/h作为轻微泄漏报警,15L/h作为严重泄漏报警。

早期的漏水检测装置仅能对是否有漏水进行检测,至于漏水的多少、持续时间无法获知。近些年,直流换流阀阀塔漏水检测装置已经可以实现泄漏的实时检测和泄漏流量的判断,但是判断的阈值指标难以灵活调节。如专利CN102519689A,及对其进一步阐述的文献《高压直流输电换流阀阀塔漏水检测功能设计与实现》(孟学磊,王之浩,王红青等发表在“电测与仪表”,2016,53(12))。泄漏流量与底部小孔大小、挡光板开孔长度有关,如果需要更改泄漏流量对应的泄漏流量大小,必须对挡光板进行更换或对小孔尺寸进行更改。在实际加工中,小孔的尺寸无法确保绝对精确,对于这种极微小泄漏的检测,小孔直径增大0.1mm带来的可能就是流量1L/h的偏差,难以灵活修正。

专利CN107817072A使用的浮球浮起带动转轴转动到一定角度引起光路错位的方案,使用的浮球很轻,其重量误差也会影响对应液面高度下浮球旋转的角度,进而导致泄漏流量判断不准。在实际生产调试中,需要对浮球进行配重以调节各部件误差带来的判断阈值偏差,这种方式实践起来难度大,调试时间长。并且若存在多级流量判断,很难解耦进行独立的阈值调整。

发明内容

本公开旨在提出一种液体泄漏流量检测装置、检测方法及换流阀。通过调整检测探头相对于容器底部的高度,灵活调整泄漏流量阈值。

本公开的一个实施例提供一种液体泄漏流量检测装置,包括:容器,用于盛接泄漏的液体,包括进水口和出水口;液体检测模块,包括检测探头,所述检测探头与所述泄漏的液体接触产生信号,所述液体检测模块传送出所述信号;升降机构,用于将所述液体检测模块设置于所述容器上,并可调节所述检测探头相对于所述容器底部的高度。

根据本公开的一些实施例,所述进水口位于所述容器的顶部,所述出水口位于所述容器的底部。

根据本公开的一些实施例,所述容器还包括溢水口,所述溢水口位于所述进水口的下方。

根据本公开的一些实施例,所述进水口处设有滤网。

根据本公开的一些实施例,所述容器包括位于顶端的安装板,所述升降机构连接所述安装板。

根据本公开的一些实施例,所述安装板上设有螺纹孔;所述升降机构包括:轴承,位于所述液体检测模块的侧壁上;螺杆,一端穿入所述轴承,另一端与所述安装板的螺纹孔螺纹连接;锁紧螺母,锁紧调整到位的螺杆。

根据本公开的一些实施例于,所述容器的侧壁上标记有刻度,和/或所述液体检测模块的侧壁上标记有刻度。

根据本公开的一些实施例,所述液体检测模块的数量为多个,每个所述液体检测模块的检测探头相对于所述容器底部的高度为对应的预设值。

根据本公开的一些实施例,所述液体检测模块的底部设有探头护栏,所述检测探头位于所述探头护栏围成的空间内。

根据本公开的一些实施例,液体泄漏流量检测装置还包括防尘罩,防尘罩内部为空腔,所述液体检测模块的顶部位于所述空腔内,所述防尘罩连接所述容器;所述容器还包括接水盘,所述接水盘用于收集泄漏的液体,并将泄漏的液体引入所述进水口。

本公开的一个实施例还提供了一种液体泄漏流量检测的方法,包括:将泄漏的液体由进水口引入容器,所述泄漏的液体由出水口流出所述容器,泄漏流量增大,所述容器内的液面升高;若所述泄漏流量到达泄漏流量阈值,所述容器内的液体与液体检测模块的检测探头接触,所述检测探头产生信号,并由所述液体检测模块传送出所述信号;若调整所述泄漏流量阈值,则将所述检测探头相对于所述容器底部的高度调整为与调整后的泄漏流量阈值相对应。

根据本公开的一些实施例,所述检测探头相对于所述容器底部的高度h、所述出水口的开口面积A与所述泄漏流量阈值Q满足关系式:其中,g为重力加速度,μ为出水口流量系数。

根据本公开的一些实施例,通过模拟泄漏试验对所述检测探头相对于所述容器底部的高度h进行校准:向所述容器输入液体,维持输入流量为所述泄漏流量阈值Q,所述容器内的液面停止上升并稳定后,稳定的液面高度为所述泄漏流量阈值Q对应的所述检测探头相对于所述容器底部的高度h。

根据本公开的一些实施例,若所述泄漏流量大于多个所述液体检测模块中的最大泄漏流量阈值,所述容器中多余的液体由溢水口排出。

本公开的一个实施例还提供一种换流阀,包括阀塔和如上所述的液体泄漏流量检测装置,所述液体泄漏流量检测装置位于所述阀塔的底部。

本公开液体泄漏流量检测装置及检测方法,通过升降机构调节检测探头相对于容器底部的高度;可灵活方便调整液体的泄漏流量阈值的大小;产品的适用性得到大幅提升,同时还提高了生产、现场调试效率,减少安装调试人员技术水平要求,提高了维护便利性。

附图说明

图1是本公开一个实施例液体泄漏流量检测装置的示意图;

图2是本公开一个实施例液体泄漏流量检测装置的底部示意图;

图3是本公开一个实施例液体泄漏流量检测装置的爆炸图;

图4是本公开一个实施例液体检测模块的示意图;

图5是本公开一个实施例防尘罩安装示意图;

图6是本公开一个实施例液体泄漏流量检测方法的示意图;

图7是本公开一个实施例液体泄漏流量检测方法的流程图。

其中,

100容器;101进水口;102出水口;103溢水口;104滤网;105安装板;106螺纹孔;107导流板;108接水盘;109连接孔;110支撑块;200液体检测模块;201检测探头;202探头护栏;203光纤接口;204刻度;210第一液体检测模块;220第二液体检测模块;300升降机构;301轴承;302螺杆;303锁紧螺母;304防松螺母;305凹槽;400防尘罩。

具体实施方式

在下文中,仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样,在不脱离本公开的精神或范围的情况下,可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此,附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

在本公开的描述中,需要理解的是,术语″中心″、″纵向″、″横向″、″长度″、″宽度″、″厚度″、″上″、″下″、″前″、″后″、″左″、″右″、″坚直″、″水平″、″顶″、″底″、″内″、″外″、″顺时针″、″逆时针″等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本公开和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本公开的限制。此外,术语″第一″、″第二″仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有″第一″、″第二″的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本公开的描述中,″多个″的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。

在本公开的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语″安装″、″相连″、″连接″应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接:可以是机械连接,也可以是电连接或可以相互通讯;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。

在本公开中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之″上″或之″下″可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征″之上″、″上方″和″上面″包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征″之下″、″下方″和″下面″包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本公开的不同结构。为了简化本公开的公开,下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然,它们仅仅为示例,并且目的不在于限制本公开。此外,本公开可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母,这种重复是为了简化和清楚的目的,其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外,本公开提供了的各种特定的工艺和材料的例子,但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

以下结合附图对本公开的示例性实施例进行说明,应当理解,此处所描述的示例性实施例仅用于说明和解释本公开,并不用于限定本公开。

如图1、图2、图3和图4所示,本公开的一个示例性实施例提供一种液体泄漏流量检测装置。液体泄漏流量检测装置安装于换流阀的底部,若换流阀的液体泄漏流量达到泄漏流量阈值,液体泄漏流量检测装置可发出相应的信号。液体泄漏流量检测装置包括容器100、液体检测模块200和升降机构300。泄漏的液体流入容器100中,液体检测模块200通过升降机构300安装于容器100上,若容器中的液体上升至液体检测模块200可检测到的位置,说明泄漏流量达到了泄漏流量阈值。

容器100用于盛接泄漏的液体,包括进水口101和出水口102。本实施例中,容器100近似为正方形(也可为其他的形状),内部为空腔。换流阀泄漏的液体被汇集至进水口101,由进水口101进入容器100。容器100内的液体由出水口102流出。

可选地,容器100的四个侧壁上均设置有进水口101,进水口101位于容器的顶部,出水口102位于容器的底部中心处。本实施例中出水口102的数量为一个,根据需要,出水口102也可在多个。

如图6所示,出水口的开口面积(横截面积)为A,出水口流量系数为μ(实际流量与理想流量之比),当前容器的液面高度为H,此时经出水口排出的液体流量Qout为:

从上式可以得出,只有入水流量Qin大于出水流量Qout时,液面才能上升。液面高度H越高,此时出水流量Qout也越大。当入水流量Qin等于出水流量Qout时,液面高度将会稳定不变。因此,通过泄漏液体在容器内达到的液面高度H可判断泄漏流量Qin

出水口开口面积A的大小可根据需求适当设计,如可设计为2~10mm2。本实施中,出水口开口面积A的大小为7mm2。出水口流量系数μ可以根据经验公式计算得到,也可以利用具有该出水口的实物的实际试验数据获取。本实施例中出水口流量系数为μ为0.6。

容器100还包括接水盘108,接水盘108用于收集泄漏的液体,并将泄漏的液体引入进水口101。本实施例中,容器100侧壁的四角均设有支撑块110,接水盘108通过支撑块110安装在容器100侧壁的外侧。泄漏的液体经接水盘108的盘面收集后流入进水口101。接水盘108上设有多个连接孔109,容器100通过连接孔109安装在换流阀阀塔的底部。

如图4所示,液体检测模块200包括检测探头201。检测探头201位于容器100中,若容器100的液体与检测探头201接触,检测探头201产生信号,并由液体检测模块传送出此信号。

容器100的液体与检测探头201接触,说明液面高度H达到了检测探头201相对于容器100底部的高度。此时泄漏流量大于或等于检测探头201相对于容器100底部的高度对应的泄漏流量阈值。泄漏流量达到泄漏流量阈值,控制器(图中未示出)接收到液体检测模块传送的信号后可发出报警。

可选地,检测探头201位于液体检测模块200的底部,检测探头201的外围设有探头护栏202,即检测探头201位于探头护栏202围成的空间内。这样设置,一方面让液体能顺畅接触到检测探头201,另一方面避免生产、调试过程中可能对检测探头201的碰撞。

本实施例中,检测探头201可为一全反射玻璃棱镜。当棱镜与液体不接触时,光信号将在棱镜内发生全反射现象,光信号通过。当棱镜与液体接触后,大部分光信号将折射入液体中,光信号中断。液体检测模块200通过光纤接口203与控制器连接,控制器基于光信号的有无对泄漏流量是否达到泄漏流量阈值进行判断。

升降机构300用于将液体检测模块200设置于容器100上。通过调节升降机构300可调节检测探头210相对于容器100的底部的高度,从而调节液体检测模块200对应的泄漏流量阈值。

本实施例的液体泄漏流量检测装置通过升降机构300调节检测探头210相对于容器100底部的高度,可灵活方便调整液体的泄漏流量阈值的大小;产品的适用性得到大幅提升,同时还提高了生产、现场调试效率,减少安装调试人员技术水平要求,提高了维护便利性。

根据本公开一个可选的技术方案,容器100还包括溢水口103,溢水口103位于进水口101的下方。当泄漏流量很大,出水口102无法及时排除容器100内的液体时,容器100中多余的液体由溢水口103排出,可避免设备损坏。

根据本公开一个可选的技术方案,进水口101处设有滤网104。滤网104可对泄漏液体中的大颗粒杂质进行过滤,避免杂质进行容器100中,造成出水口102的堵塞,影响设备的运行。

本实施例中,容器100还包括导流板107。导流板107的下端倾斜,导流板107设置于进水口101处。经滤网104过滤的液体,沿着导流板107流入容器100内部。

根据本公开一个可选的技术方案,容器100包括位于顶端的安装板105。安装板105通过螺钉固定在容器100的顶端,覆盖容器100的顶端开口。安装板105上设有螺纹孔106,升降机构300通过螺纹孔106连接安装板105。

可选地,升降机构300包括轴承301、带有螺纹的螺杆302和锁紧螺母303。液体检测模块200的侧壁延伸出轴承块,轴承301安装于液体检测模块200侧壁的轴承块上。螺杆302的一端沿竖直方向穿过轴承301的内孔,螺杆302与轴承301过盈配合。螺杆302的另一端与安装板的螺纹孔106螺纹连接。通过旋转螺杆302可调整液体检测模块200的高度,即调节检测探头210相对于容器100的底部的高度,从而调整泄漏流量阈值。本实施例中,液体检测模块200相对的两侧壁均设有升降机构300。

锁紧螺母303位于螺杆302上,螺杆302调整到位后,拧紧锁紧螺母303,使得锁紧螺母303与安装板105接触锁紧螺杆302,螺杆302不能旋转。可选地,螺杆302还安装有防松螺母304,防松螺母304抵住锁紧螺母303,避免锁紧螺母303在工作中松动,进而造成液体检测模块200的高度改变、影响产品准确性。螺杆302顶端设有凹槽305,便于转动螺杆302。

根据本公开一个可选的技术方案,液体检测模块200的侧壁上标记有刻度204。若对液体泄漏流量检测装置进行批量生产,刻度204可帮助调试人员快速的将液体检测模块200调整至预设的高度,提高生产效率。刻度204还可设置于容器100的侧壁上,也可在容器100的侧壁和液体检测模块200的侧壁上同时设置刻度,便于调试人员进行调试即可。

根据本公开一个可选的技术方案,液体检测模块200的数量为多个,每个液体检测模块的检测探头201相对于容器100底部的高度为对应的预设值。不同液体检测模块的检测探头201相对于容器100底部的高度可以不同,以便产生多级信号。本实施例中,液体检测模块200包括第一液体检测模块210和第二液体检测模块220。

相对于第二液体检测模块220,第一液体检测模块210竖直方向的高度更大,第一液体检测模块210能够进入容器100内较深。第一液体检测模块210的检测探头1较第二液体检测模块220的检测探头2的位置更低。一旦容器100内的液面高度上升,最先触发的是检测探头1。检测探头1的信号可作为泄漏轻微级别的报警信号。若液面高度继续上升,到达检测探头2的高度,触发检测探头2发出信号。检测探头2的信号可作为泄漏严重级别的报警信号。若液面高度仍然上升,液体由溢水口103排出。

如图5所示,根据本公开一个可选的技术方案,液体泄漏流量检测装置还包括防尘罩400。防尘罩400内部为空腔,液体检测模块200的顶部位于防尘罩400的空腔内。防尘罩400连接容器100,避免其他液体或灰尘进入体泄漏流量检测装置。

如图7所示,本公开的一个实施例还提供了一种通过上述的液体泄漏流量检测装置检测液体泄漏流量的方法。方法包括:

将泄漏的液体由进水口101引入容器,泄漏的液体由出水口102流出容器,泄漏流量增大,容器内的液面升高。

出水口102的开口面积(横截面积)为A,出水口流量系数为μ(实际流量与理想流量之比),当前容器的液面高度为H,此时经出水口排出的液体流量Qout为:

从上式可以得出,只有入水流量Qin大于出水流量Qout时,液面才能上升。液面高度H越高,此时出水流量Qout也越大。当入水流量Qin等于出水流量Qout时,液面高度将会稳定不变。因此,通过泄漏液体在容器内达到的液面高度H可判断泄漏流量Qin

若泄漏流量Qin到达泄漏流量阈值Q,容器100内的液体与液体检测模块的检测探头接触,检测探头产生信号,并由液体检测模块传送出信号。

本实施例中,检测探头201相对于容器底部的高度h、出水口102的开口面积A与泄漏流量阈值Q满足关系式:其中,g为重力加速度,μ为出水口流量系数。

当液面高度H等于h时,容器100内的液体与检测探头201接触,产生信号。

如图6所示,以本公开的液体泄漏流量检测装置包括第一液体检测模块210和第二液体检测模块220为例。第一液体检测模块210的检测探头1相对于容器100底部的高度为h1,第二液体检测模块220检测探头2相对于容器100底部的高度为h2

当泄漏的液体在容器内开始积累,底部出水口102无法及时排出容器内的液体,液面将开始上升。首先液面高度达到H1=h1,即液面到达检测探头1的高度,此时必然有:由于泄漏流量达到检测探头1对应的泄漏流量阈值,检测探头1将促使控制器产生一个轻微泄漏报警信号。

如果泄漏流量足够大,致使液面高度上升至H2=h2,则必然有:泄漏流量超过检测探头2对应的泄漏流量阈值,检测探头2将促使控制器产生一个严重泄漏报警信号。

若需调整泄漏流量阈值Q,则将检测探头210相对于容器100底部的高度调整为与调整后的泄漏流量阈值相对应。

不同的使用环境,对轻微、严重泄漏报警时对应的泄漏流量阈值设定有所不同。可以通过旋转螺杆302,调节检测探头相对于容器100底部的高度h1、h2来调整对应的泄漏流量阈值。

实际生产中,由于加工造成的出水口102尺寸的误差,会使原有设定的检测探头相对于容器底部的高度h无法准确对应所需的泄漏流量阈值。这时,可以使用模拟泄漏试验进行校准:

通过泵向容器100输入液体,维持输入流量为泄漏流量阈值Q,容器内的液面停止上升并稳定后,稳定的液面高度为泄漏流量阈值Q对应的检测探头相对于容器底部的高度h。

可选地,若液体泄漏流量检测装置包括多个液体检测模块,泄漏流量大于多个液体检测模块中的最大泄漏流量阈值时,容器中多余的液体由溢水口排出。

本公开的一个实施例还提供一种换流阀,包括阀塔和如上的液体泄漏流量检测装置,液体泄漏流量检测装置位于阀塔的底部。

以上所述仅为本公开的较佳实施例而已,并不用以限制本公开,凡在本公开的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本公开的保护范围之内。

最后应说明的是:以上所述仅为本公开的示例性实施例而已,并不用于限制本公开,尽管参照前述实施例对本公开进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本公开的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本公开的保护范围之内。

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