一种用于绕管式换热器的振动检测装置

1.本发明属于管道振动检测技术领域，尤其涉及一种用于绕管式换热器的振动检测装置。


背景技术：

2.换热器是一种广泛应用于过程工业的热交换设备。随着对换热效率要求的日益提高，各种形式的换热器层出不穷，其中就包括绕管式换热器。在现代工业的快速发展以及产能的日益提高的同时，对换热器的性能也有了更加严格的要求，尤其是换热器运行的安全性和稳定性。一方面因换热器的结构趋于大型化，使得管束间的跨度也越来越大，从而使得换热管束的抗振能力下降；另一方面因较高的流体速度使得管道剧烈振动，进而使换热管与相邻管间发生振动碰撞，或因管道和折流板之间的磨损而造成破坏，最终导致换热器失效。由流致振动而引起的换热管束失效已成为影响管壳式换热器结构完整性的重要因素之一。现有的换热器缺乏管道振动检测装置，无法检测管道的振动特性，无法避免振动对绕管式换热器的影响，从而易造成安全事故。


技术实现要素：

3.本发明目的在于提供一种用于绕管式换热器的振动检测装置，以解决上述的技术问题。
4.为解决上述技术问题，本发明的一种用于绕管式换热器的振动检测装置的具体技术方案如下：一种用于绕管式换热器的振动检测装置，包括夹板和微型控制台，所述夹板用于将微型控制台固定在螺旋管的管壁上，所述微型控制台用于检测换热器的振动，所述振动检测装置具有多个，每隔一定距离固定在螺旋管的管壁上，从而对螺旋管的每个部位进行振动检测和定位。
5.进一步的，所述微型控制台和夹板尾部设计为流线装，表面均涂有防腐涂层。
6.进一步的，所述夹板和微型控制台均包含半圆环状的曲面，分别为左半曲面和右半曲面，所述左半曲面和右半曲面嵌套在一起，共同组成一个圆环曲面，以此来完整地包裹住螺旋管的管壁。
7.进一步的，所述夹板头尾两端分别设有两对相对的螺纹孔，分别为第一螺纹对孔和第二螺纹对孔。
8.进一步的，所述微型控制台的内部包含一个凹槽，用于安装微型控制芯片；所述凹槽上具有顶板，顶板用于将凹槽进行密封。
9.进一步的，所述夹板和顶板的表面均由密封材料组成。
10.进一步的，所述微型控制台的头尾两端分别设有两对相对的螺纹孔，分别为第三螺纹对孔和第四螺纹对孔；所述第三螺纹对孔与第一螺纹对孔通过螺钉连接；第四螺纹对孔和第二螺纹对孔通过螺钉连接。
11.进一步的，所述微型控制台的凹槽所在的一侧在管道的背压测。
12.进一步的，在同一螺旋管中，每间隔180
°
安装一个振动检测装置。
13.进一步的，所述微型控制芯片中包括加速度传感器、控制模块、蓝牙收发模块、信号增强模块、电源模块、第一稳压模块和第二稳压模块；所述加速度传感器和蓝牙收发模块连接控制模块，所述信号增强模块连接蓝牙收发模块和外部信号接收装置，所述电源模块连接第一稳压模块和第二稳压模块，所述第一稳压模块连接加速度传感器，所述第二稳压模块连接控制模块；所述电源模块用于为加速度传感器和控制模块提供稳定的电源电压；所述第一稳压模块和第二稳压模块用于提供稳定的电压；所述加速度传感器用于感应到来自管道的振动数据，并将数据反馈给控制模块；所述控制模块用于对加速度传感器发出控制信号以及进行数据传输；所述蓝牙收发模块用于发送无线信号跟外部无线接收装置进行通信；所述信号增强模块用于将蓝牙收发模块的信号进行增强放大。
14.本发明的一种用于绕管式换热器的振动检测装置具有以下优点：（1）本发明提供了一种用于绕管式换热器的管道振动检测装置，通过一套固定在管道上的振动测量装置来检测绕管式换热器的管道振动特性，整体装置较为简易，便于安装与拆卸。
15.（2）利用其内部的加速度传感器来获取管道的振动参数，并通过无线传输模块将这些数据动态输送给外部的接收装置。
16.（3）整体装置的外形为流线型，使其自身受到的流体阻力更小，并尽可能地减少装置本身给管道振动带来的影响。
附图说明
17.图1为本发明一种用于绕管式换热器的振动检测装置的结构示意图；图2为本发明所述夹板示意图；图3为本发明所述微型控制台示意图；图4为加速度传感器及无线传输模块等设备的安装示意图；图5为本发明一种用于绕管式换热器的振动检测装置的安装示意图；图6为该装置在绕管上的分布示意图；图7为无线传输模块的实现过程。
18.图中标记说明：1、螺旋管；2、夹板；3、微型控制台；201、左半曲面；301、右半曲面；202、第一螺纹对孔；203、第二螺纹对孔；302、顶板；303、凹槽；304、第三螺纹对孔；305、第四螺纹对孔。
具体实施方式
19.为了更好地了解本发明的目的、结构及功能，下面结合附图，对本发明一种用于绕管式换热器的振动检测装置做进一步详细的描述。
20.如图1所示，本发明的一种用于绕管式换热器的振动检测装置，包括夹板2和微型控制台3，夹板2用于将微型控制台3固定在螺旋管1的管壁上，微型控制台3用于检测换热器
的振动。振动检测装置具有多个，每隔一定距离固定在螺旋管1的管壁上，从而对螺旋管1的每个部位进行振动检测和定位。
21.如图2、图3所示，微型控制台3和夹板2尾部设计为流线装，目的是尽可能地减少外部流体对该装置的冲击，尽可能降低该装置所受到的阻力，使其获得更加长久的使用价值。且表面均涂有防腐涂层，以防止材料在长时间的流体冲刷下而腐蚀损坏。夹板2和微型控制台3均包含半圆环状的曲面，左半曲面201和右半曲面301，分别为左半曲面201和右半曲面301嵌套在一起，共同组成一个圆环曲面，以此来完整地包裹住螺旋管1的管壁，使整个装置与管道1贴合得更加紧密。夹板2头尾两端分别设有两对相对的螺纹孔，分别为第一螺纹对孔202和第二螺纹对孔203。如图4所示，微型控制台3的内部包含一个凹槽303，用于安装微型控制芯片。凹槽303上具有顶板302，顶板302用于将凹槽303进行密封。夹板2和顶板302的表面均由密封材料组成，可对凹槽303内的微型控制芯片起到很好的防护效果。微型控制台3的头尾两端分别设有两对相对的螺纹孔，分别为第三螺纹对孔304和第四螺纹对孔305。第三螺纹对孔304与第一螺纹对孔202通过螺钉连接；第四螺纹对孔305和第二螺纹对孔203通过螺钉连接。
22.本发明的安装过程如下：首先进行微控制台3的安装：将顶板302从微型控制台3上取出，随后将微控制芯片安装在凹槽303中，并加以固定。确认安装完毕后，用螺钉将顶板302固定在凹槽303的上表面，形成完整的微型控制台3，如图3所示。
23.接下来通过夹板2将微型控制台3安装在螺旋管1上：如图5所示，首先将夹板2的左半曲面201与螺旋管1的管壁贴合，并将微型控制台3的凹槽303所在的一侧旋转至管道的背压测。位置调整后，将夹板2的尾部内侧与微型控制台3的尾部外侧完全贴合。随后用螺钉穿过第四螺纹对孔305和第二螺纹对孔203将夹板2和微型控制台3的尾部固定，用螺钉穿过第三螺纹对孔304与第一螺纹对孔202将夹板2和微型控制台3的头部固定，如图1所示。
24.同样的，对螺旋管1中的不同位置逐一进行该振动检测装置的安装，如图6所示，在同一螺旋管1中，每间隔180
°
安装一个振动检测装置，以确保其在螺旋管1上的均匀分布。
25.如图7所示，微型控制芯片中包括加速度传感器、控制模块、蓝牙收发模块、信号增强模块、电源模块、第一稳压模块和第二稳压模块。加速度传感器和蓝牙收发模块连接控制模块，信号增强模块连接蓝牙收发模块和外部信号接收装置，电源模块连接第一稳压模块和第二稳压模块，第一稳压模块连接加速度传感器，第二稳压模块连接控制模块。
26.电源模块用于为加速度传感器和控制模块提供稳定的电源电压。
27.第一稳压模块和第二稳压模块用于提供稳定的电压。
28.加速度传感器用于感应到来自管道的振动数据，并将数据反馈给控制模块。
29.控制模块用于对加速度传感器发出控制信号以及进行数据传输。
30.蓝牙收发模块用于发送无线信号跟外部无线接收装置进行通信。
31.信号增强模块用于将蓝牙收发模块的信号进行增强放大。
32.本发明通过振动检测装置收集绕管式换热器中管道的振动参数，并将收集到的数据通过无线传输的方式发送给外部的信号接收装置，从而得到管道的振动特性，根据这些振动特性对绕管式换热器的流致振动特性进行研究，进而得到流致振动的影响因素等，并为探究减少管道振动的方法做铺垫。
33.可以理解，本发明是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本技术的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。