氣-液熱管換熱器的油箱漏油預(yù)警裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于氣-液熱管換熱器技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于氣-液熱管換熱器油箱漏油的預(yù)警裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)生產(chǎn)中常常需要采用換熱器設(shè)備來進(jìn)行加熱、冷卻或恒溫等工藝流程。常用的換熱器種類有管式、管殼式、板式等。熱管換熱器是管式換熱器的一種，隨著熱管的發(fā)展而開始出現(xiàn)和應(yīng)用，屬于一種新型的換熱器。在工業(yè)規(guī)模應(yīng)用中，熱管往往不是以單支元件的形式出現(xiàn)，而是由幾十支、甚至上百支熱管組合起來應(yīng)用，這種結(jié)構(gòu)形式就是熱管換熱器。因此熱管換熱器具有熱管的全部優(yōu)點，相比其他換熱器，它具有傳熱量大、安全性高、節(jié)省動力和材料、維護(hù)簡單成本低、布置靈活方便、綠色環(huán)保等。目前熱管換熱器已在六大耗能行業(yè)的余熱回收利用、電器設(shè)備散熱、太陽能和地?zé)豳Y源開發(fā)利用等方面有較為廣泛的應(yīng)用。
[0003]熱管換熱器根據(jù)熱管兩端工作的環(huán)境可以分為氣-氣、氣-液、氣-汽和液-液熱管換熱器等。在氣-液熱管換熱器中，熱管的一段處于流動的高溫氣體風(fēng)箱中，熱管的另一段處于流動的液體箱中，熱管換熱器將高溫氣體中的熱量傳遞給液體中，實現(xiàn)液體的加熱。為了提高熱管的換熱效率，氣體側(cè)和液體側(cè)是密封隔開的，常采用焊接的方式實現(xiàn)完全密封。液體采用的工作介質(zhì)有水或?qū)嵊偷?，目前工業(yè)上水最常用。當(dāng)氣-液熱管換熱器的液體側(cè)為導(dǎo)熱油時，油箱底板與熱管管排束的焊接密封性顯得尤為重要，一旦熱油泄露后遇外界的火花或者高溫氣體，將會可能導(dǎo)致燃燒，從而引起整個油箱的燃燒或爆炸，后果不堪設(shè)想。因此，迫切需求一種適應(yīng)于熱管換熱器結(jié)構(gòu)的油箱漏油預(yù)警裝置來降低此類事故的安全風(fēng)險。
[0004]目前現(xiàn)有技術(shù)中并沒有有效地實現(xiàn)熱管換熱器油箱的漏油預(yù)警裝置及方法。發(fā)明專利(申請?zhí)?01410057177.5)公開了一種基于光纖FBG傳感器的油罐車漏油預(yù)警裝置，將軟管插入液體內(nèi)部，液面外軟管和液面內(nèi)軟管的內(nèi)壁面上都有光纖傳感器，當(dāng)漏油導(dǎo)致的液面變化會引起光纖波長的漂移從而啟動報警。但是該專利無法適應(yīng)于熱管換熱器油箱的漏油預(yù)警:I)換熱器油箱有導(dǎo)熱油的進(jìn)口和出口，油是流動的，液面會一直波動，顯然專利公開的方法不適應(yīng);2)換熱器油箱是帶壓力運行的，從油箱內(nèi)引出一根管子或是其他傳感器信號線到外界，都需要進(jìn)行密封焊接，這會增加一個漏油點。實用新型專利(申請?zhí)?01320505387.7)公開了一種涉及柴油機油箱漏油的報警裝置，在油箱外部設(shè)計一個大箱體，箱體將油箱包含在里面，通過收集泄露的燃油，用浮球傳感器判斷箱體中的液面而實現(xiàn)預(yù)警。該專利存在以下不足之處:I)整個報警裝置太過龐大和笨重，必須大于油箱，這對于換熱器而言是不可實現(xiàn)的；2)液位傳感器的方法不適應(yīng)于微漏油報警，精度不夠。實用新型專利(申請?zhí)?01220044594.2)公開了一種注油設(shè)備漏油報警裝置，親油塑料條被油脂沾染或浸沒后會導(dǎo)致機械性能的改變，在彈簧回彈力的作用下會斷裂，彈簧復(fù)位接通電路從而實現(xiàn)預(yù)警。該專利的基本原理適用性強，精度較高，但存在以下不足之處:I)適用于漏點不多的機械漏油報警;2)該專利沒有公開裝置與注油設(shè)備的系統(tǒng)耦合圖，實用性有待提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提出一種用于氣-液熱管換熱器中油箱漏油預(yù)警的裝置和方法，針對熱管換熱器油箱底板與多排熱管管束焊接密封的復(fù)雜結(jié)構(gòu)特征，提供一種全新的有效的微漏油預(yù)警系統(tǒng)，可以實時精密地監(jiān)測油箱底板焊接處的微漏油情況，有效避免可能出現(xiàn)的火災(zāi)或爆炸風(fēng)險，并且裝置系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、體積較小、易于安裝和成本低廉。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0007]為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明公開一種用于氣-液熱管換熱器中油箱漏油預(yù)警的裝置，氣-液熱管換熱器通過多排裝有能夠根據(jù)溫度進(jìn)行氣-液轉(zhuǎn)換的密閉熱管穿過下面的高溫風(fēng)箱和上面的油箱而實現(xiàn)熱交換，從而通過密閉加熱管中介質(zhì)的氣化和冷凝對上面油箱中的油進(jìn)行加熱，預(yù)警裝置包括橫向凹形槽、縱向凹形槽、儲油槽、微重量光纖傳感器、信號處理系統(tǒng)和報警器，所述油箱與所述風(fēng)箱按照間距一定間隔的方式上下配置，每一排熱管對應(yīng)一條所述橫向凹形槽，每條所述橫向凹形槽按照其對應(yīng)的一排熱管穿過其中間線的方式設(shè)置于所述風(fēng)箱的頂壁上，所述橫向凹形槽均以相同斜度按照左高右低的方式配置;所述縱向凹形槽以位于全部所述橫向凹形槽的出口的正下方的方式固定于風(fēng)箱的右側(cè)壁面，所述縱向凹形槽按照出口處略低的方式配置;所述儲油槽以位于縱向凹形槽的右側(cè)出口的正下方的方式固定于風(fēng)箱的右側(cè)壁面;所述微重量光纖傳感器伸入儲油槽的底板并密封;所述信號處理系統(tǒng)將微重量光纖傳感器與報警器連接起來。
[0008]優(yōu)選所述橫向凹形槽和縱向凹形槽的上表面為光滑彎月面，彎月面中間點最低，表面材料為非親油材料，油滴在上面流動而不粘附。
[0009]優(yōu)選所述橫向凹形槽的制作采取膠狀液體填充硬化加表面塑造成型的方式實現(xiàn)，材料必須防火耐高溫。
[0010]優(yōu)選所述縱向凹形槽采取塑料或金屬成型的方式制作，材料必須防火耐高溫。
[0011]優(yōu)選所述微重量光纖傳感器包含外殼、感應(yīng)膜片、精密彈簧、位移片、光纖激光射源器和信號線，所述信號線引出與所述信號處理系統(tǒng)連接。
[0012]優(yōu)選微重量光纖傳感器的感應(yīng)膜片的材質(zhì)是親油性好的材料。
[0013]優(yōu)選所述報警器包括LED閃爍燈和揚聲器。
[0014]本發(fā)明同時公開了一種氣-液熱管換熱器的油箱漏油預(yù)警方法，包括:步驟一，在油箱I底板與熱管3的焊接處的微量漏油，會沿著熱管外壁面流到橫向凹形槽中，在傾斜條件下匯集流入縱向凹形槽中；步驟二，油從縱向凹形槽中沿傾斜方向向下流入儲油槽中；步驟三，流入儲油槽的油會被油槽底部的微重量光纖傳感器的感應(yīng)膜片所吸收，感應(yīng)膜片的重量會加大而壓縮精密彈簧;步驟四，精密彈簧會將作用力傳遞給位移片，引起位移片向下方向的移動;步驟五，光纖激光射源器發(fā)射出的激光射線打向位移片后回彈，之后遇底部壁面再次反彈，如此反復(fù)10次后被光纖激光射源器所接收;步驟六，光纖激光射源器輸出射線10次回彈走過的總距離L給信號處理系統(tǒng);步驟七，設(shè)定感應(yīng)膜片未吸收油和位移片未移動時，射線10次回彈走過的總距離為L0，設(shè)定啟動報警器的距離減少量閥值為AL;步驟八，信號處理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和判斷，當(dāng)(LO-L) > AL時，信號處理系統(tǒng)輸出報警信號給報警器，油箱側(cè)邊的揚聲器發(fā)出報警信號，LED燈持續(xù)閃爍紅光，同時信號處理系統(tǒng)輸出關(guān)閉信號，關(guān)閉油箱入油口的閥門，切斷供油。
[0015]本發(fā)明的有益效果:
[0016]I)本裝置及方法能夠?qū)崟r監(jiān)測氣-液熱管換熱器油箱底部與熱管焊接處的多個部位的微漏油狀況，并且采用微重量光纖傳感器的監(jiān)測方案具有精度高和響應(yīng)快的優(yōu)點，滿足了全天24小時自動化監(jiān)控的需求。
[0017]2)本裝置創(chuàng)新地設(shè)計了橫向凹形槽和縱向凹形槽相結(jié)合的方案，解決了因多排熱管交叉密布排列而無法有效地收集漏油的難題。
[0018]3)整個裝置結(jié)構(gòu)十分簡單，采用的部件體積較小，布置所占空間較小，靈活方便。同時裝置無需在油箱中插入管道，無需監(jiān)測壓力，避免了額外增加安全隱患的可能。
[0019]4)本發(fā)明的橫向凹形槽采取膠狀液體澆注硬化成型的方式來實現(xiàn)，因此整個裝置在工程上十分易于實現(xiàn)，裝置可行性高，易于推廣應(yīng)用。
【附圖說明】
[0020]圖1為一種氣-液熱管換熱器的油箱漏油預(yù)警裝置的工作原理圖；
[0021 ]圖2為微重量光纖傳感器的主要結(jié)構(gòu)圖。
[0022]其中:1、油箱;2、風(fēng)箱;3、熱管;4、橫向凹形槽;5、縱向凹形槽;6、儲油槽;7、微重量光纖傳感器;8、信號處理系統(tǒng);9、報警器；10、外殼；11、感應(yīng)膜片；12、精密彈簧;13、位移片；14、光纖激光射源器;15、信號線。
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方式作進(jìn)一步說明。
[0024]如圖1所示，用于氣-液熱管換熱器中油箱漏油預(yù)警的裝置，包括橫向凹形槽4、縱向凹形槽5、儲油槽6、微重量光纖傳感器7、信號