一种板片式加热器全局超温检测和控温辅助系统的制作方法

1.本实用新型涉及一种板片式加热器全局超温检测和控温辅助系统，属于风洞试验技术领域。


背景技术：

2.风洞板片蓄热式加热器是一个在高温高压环境中工作的设备，内部最高温度约800摄氏度。通常情况加热器壳体由卧式放置的前、后筒体组成，筒体两端设有法兰，筒体与法兰均为整体锻件经过机加工而成，采用u型坡口埋弧自动对接焊将法兰与筒体焊接在一起。这种加热器的制作工艺，使得连接的环缝、加热器的燃烧室防隔热、前后的连接缝都很多，都是受热后强度存在风险的危险点。
3.由于风洞使用频繁、加热器利用率较高，而加热器又属于循环使用设备，用量每年约6000小时。加热器最为重要部分为燃烧室，此处内部温度最高，是重点需要关注的部件。由于加热器属于早期设计，没有超温检测装置，测温主要靠人工对壳体局部的点测温，非实时测量，人为误差大，不确定性较大。
4.多次检修时发现，加热器燃烧室内部长时间处在高温状态下焊接处有断裂情况，保温衬筒使用年限较长，局部保温层脱落造成局部超温，是另一处不容易察觉的安全隐患。


技术实现要素：

5.本实用新型解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种板片式加热器全局超温检测和控温辅助系统，解决加热器运行隐患，保障风洞试验安全有序进行。
6.本实用新型解决技术的方案是：
7.一种板片式加热器全局超温检测和控温辅助系统，包括红外全局测温单元和冷却单元，
8.红外全局测温单元包括红外摄像头、龙门架、驱动器和移动滑轨，龙门架设置在移动滑轨上，通过驱动器驱动龙门架沿移动滑轨滑动；
9.红外摄像头均布在龙门架上，板片式加热器置于龙门架下方，可实现360
°
全局对板片式加热器外壳的温度测量，如果测量值大于警戒值，则通过冷却单元对测量值大于警戒值处的板片式加热器外壳降温，如果6
‑
15min之间，测量值仍大于警戒值，则板片式加热器内部停止加热；
10.冷却单元包括吹冷喷嘴、下游吹冷环、上游吹冷环、燃烧室吹冷环、电磁阀和气源管路，
11.下游吹冷环、上游吹冷环、燃烧室吹冷环均与气源管路连接，吹冷喷嘴均布在吹冷环上，形成沿加热器外壁面的冷却风场，气源管路中的气体经吹冷环，最终由吹冷喷嘴喷出，喷出的气体作用在板片式加热器外壳上，为测量值大于警戒值处的板片式加热器外壳降温。
12.进一步的，板片式加热器包括燃烧室和蓄热器，燃烧室和蓄热器连接；蓄热器包括
上游段和下游段，上游段接近燃烧室。
13.进一步的，喷嘴与壳体轴线成40
°‑
50
°
夹角，聚焦在轴线上的一点进行喷气，形成环形冷却风场。
14.进一步的，气源管路与风洞的中压气源管道相连，提供的压力不小于1兆帕。
15.进一步的，吹冷环分别位于加热器主体的前、中、后部，分别对应燃烧室、壳体前段和壳体后段。
16.进一步的，电磁阀可独立开启对不同位置的吹冷环供气。
17.进一步的，冷却单元与中压气罐连接，获得稳定的压力气源，通过分别安装在加热器燃烧室、壳体前段和壳体后段位置的吹冷环提供分段供气。
18.本实用新型与现有技术相比的有益效果是：
19.(1)本实用新型将红外摄像头在加热器周向均布的安装在龙门架上，能够实时测量加热器360度结构的温度，对加热过程进行实时跟踪，避免了原有传感器点测量的局限性；
20.(2)本实用新型为了节约摄像头安装的空间，采用了滑轨结合龙门架的安装形式，对加热器温度进行纵向扫描，避免了视场过大，局部温度不准确的问题；
21.(3)本实用新型可以对1000摄氏度以下的温度进行实时测量，温度测量实时显示，刷新率1秒，温度分辨率1摄氏度；
22.(4)本实用新型可以对加热器全局进行实时温度测量，使得加热器安全使用得到保证，对温度过高的问题，可通过冷却系统完成加热器的分段冷却。
附图说明
23.图1为本实用新型示意图。
24.图2为本实用新型红外全局测温单元示意图；
25.图3为本实用新型冷却单元示意图。
具体实施方式
26.下面结合实施例对本实用新型作进一步阐述。
27.一种板片式加热器全局超温检测和控温辅助系统，如图1所示，包括红外全局测温单元101和冷却单元103，
28.如图2所示，红外全局测温单元101包括红外摄像头201、龙门架202、驱动器203和移动滑轨204，龙门架202设置在移动滑轨204上，通过驱动器203 驱动龙门架202沿移动滑轨204滑动；
29.红外摄像头201均布在龙门架上，板片式加热器104置于龙门架下方，可实现360
°
全局对板片式加热器外壳的温度测量，如果测量值大于警戒值，则通过冷却单元103对测量值大于警戒值处的板片式加热器外壳降温，如果 6
‑
15min之间，测量值仍大于警戒值，则板片式加热器内部停止加热；
30.如图3所示，冷却单元103包括吹冷喷嘴301、下游吹冷环302、上游吹冷环303、燃烧室吹冷环304、电磁阀305和气源管路306，
31.下游吹冷环302、上游吹冷环303、燃烧室吹冷环304均与气源管路306 连接，吹冷
喷嘴301均布在吹冷环上，形成沿加热器外壁面的冷却风场，气源管路306中的气体经吹冷环，最终由吹冷喷嘴喷出，喷出的气体作用在板片式加热器外壳上，为测量值大于警戒值处的板片式加热器外壳降温。
32.板片式加热器包括燃烧室和蓄热器，燃烧室和蓄热器连接；蓄热器包括上游段和下游段，上游段接近燃烧室。
33.喷嘴与壳体轴线成40
°‑
50
°
夹角，聚焦在轴线上的一点进行喷气，形成环形冷却风场。
34.气源管路306与风洞的中压气源管道相连，提供的压力不小于1兆帕。
35.吹冷环分别位于加热器主体的前、中、后部，分别对应燃烧室、壳体前段和壳体后段。
36.电磁阀305可独立开启对不同位置的吹冷环供气。
37.冷却单元103与中压气罐连接，获得稳定的压力气源，通过分别安装在加热器燃烧室、壳体前段和壳体后段位置的吹冷环提供分段供气。
38.本实用新型将红外摄像头在加热器周向均布的安装在龙门架上，能够实时测量加热器360度结构的温度，对加热过程进行实时跟踪，避免了原有传感器点测量的局限性；
39.本实用新型为了节约摄像头安装的空间，采用了滑轨结合龙门架的安装形式，对加热器温度进行纵向扫描，避免了视场过大，局部温度不准确的问题；
40.本实用新型可以对1000摄氏度以下的温度进行实时测量，温度测量实时显示，刷新率1秒，温度分辨率1摄氏度；
41.本实用新型可以对加热器全局进行实时温度测量，使得加热器安全使用得到保证，对温度过高的问题，可通过冷却系统完成加热器的分段冷却。
42.此运行辅助系统作为一套独立的装置，是对原有风洞加热器结构和运行程序的提升，有效解决加热器燃烧室超温监测问题，特别是可以解决加热器内部保温材料脱落造成的随机超温点位置判断问题，可以有效保障风洞设备安全有序运行。
43.实用新型虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本实用新型，任何本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本实用新型技术方案的保护范围。