CN114630074B - 一种阀腔监控系统 - Google Patents

Abstract

本公开实施例提供了一种阀腔监控系统，涉及监控系统技术领域。解决现有技术中无法观察高炉热风阀阀腔内部情况的技术问题，阀腔监控系统包括显示装置、图像采集装置以及控制装置。图像采集装置通过至少部分插入阀腔内的安装组件装设于阀体上，图像采集装置包括用于采集阀腔内的图像信息的采集探头，安装组件包括冷却套管，采集探头设于冷却套管内。控制装置与图像采集装置和显示装置分别电连接，控制装置接收图像信息，并将图像信息发送至显示装置。阀腔监控系统能在阀体的阀腔内部出现故障、漏水等问题时及时发现并反馈给用户，且用户能够通过显示装置直观地获取到阀腔内的图像信息，有效地避免了因阀体故障导致的停产的情况发生。

Description

一种阀腔监控系统

技术领域

本专利涉及一种监控系统技术领域，尤其涉及一种阀腔监控系统。

背景技术

目前，工业上使用的阀体的工作环境常为高压或高温等恶劣环境，非常容易损坏阀体，减少阀体的使用寿命，并且在阀体出现故障时难以及时发现，导致阀体最终彻底损坏，需要花费一定的时间检修或更换阀体，导致降低生产效率。尤其是热风炉系统中采用的热风阀，热风阀是安装在冶金行业高炉炼铁热风炉系统的热风管道上，用来控制热风炉燃烧期和送风期管路启闭的切断设备。它的工作介质为温度1300℃，压力0.50MPa左右的热空气。

热风阀为钢板焊接结构，主体由阀体、阀盖、阀板三个部件组成，阀腔内设有不定型耐火浇注料。工作时热风阀采用循环冷却水进行强制冷却，热风阀属于密闭的高温、高压密闭容器，工况条件恶劣，易损坏。在损坏初期时，阀腔内部只有少量冷却水泄漏，无法被发现；待到损坏后期，阀腔内出现大量冷却水泄漏时，高炉只能进行计划外紧急停产休风更换新阀，这将严重降低高炉的生产效率。

发明内容

针对现有技术中存在的上述技术问题，本公开提供了一种阀腔监控系统。

本公开提供了一种阀腔监控系统，用于监控阀体的阀腔，包括：

显示装置；

图像采集装置，其通过至少部分插入阀腔内的安装组件装设于阀体上，所述图像采集装置包括用于采集所述阀腔内的图像信息的采集探头，所述安装组件包括冷却套管，所述采集探头设于所述冷却套管内；

控制装置，其与所述图像采集装置和所述显示装置分别电连接，所述控制装置接收所述图像信息，并将所述图像信息发送至所述显示装置。

在一些实施例中，所述冷却套管包括外管道和设于所述外管道内的内管道，所述外管道和所述内管道之间形成冷却腔，所述采集探头设于所述内管道内；

所述冷却套管具有伸入所述阀腔内的第一端，所述图像采集装置还包括设于所述冷却套管的第一端上的探头视窗口以及设于所述探头视窗口上的透视件，以使所述采集探头通过所述透视件采集所述图像信息。

在一些实施例中，所述图像采集装置还包括用于清扫所述透视件的外表面的清理组件，所述清理组件包括至少部分处于所述冷却腔内的气体管道，所述气体管道的进气端与外部气源连通，所述气体管道的出气端穿出所述外管道的第一端，且所述出气端相对所述透视件的外表面设置。

在一些实施例中，所述阀腔监控系统还包括所述安装组件，所述安装组件还包括设于所述冷却套管上的阀门和第一安装板，所述阀门相对所述采集探头远离所述冷却套管的第一端设置，所述第一安装板用于装设所述阀门。

在一些实施例中，所述冷却套管伸入所述阀腔内的第一端处设有平面倒角，所述平面倒角上设有探头视窗口以及设于所述探头视窗口上的透视件。

在一些实施例中，所述图像采集装置还包括与所述采集探头电性连接的摄像机，所述摄像机用于收集由采集探头采集的图像信息，所述摄像机外套设有摄像机保护套，所述摄像机保护套套与所述冷却套管的第二端固定连接。

在一些实施例中，所述冷却套管还包括设置在外管道上且位于在第一安装板与摄像机之间的进水口、出水口和气体接口，所述进水口和出水口与所述冷却腔连通，所述气体接口与气体管道的进气端连通。

在一些实施例中，所述控制装置包括现场控制柜，所述摄像机与现场控制柜电性连接，所述现场控制柜上嵌装有显示装置，所述现场控制柜接收由摄像机收集的图像信息，并将所述图像信息发送至所述显示装置。

在一些实施例中，所述图像采集装置还包括连接管，所述连接管的第一端装设所述摄像机，所述采集探头为多个，且多个所述采集探头布设于所述连接管的第二端。

在一些实施例中，所述安装组件还包括扣设于所述平面倒角的外侧的盖板，所述盖板上开设有与所述探头视窗口对应设置的通槽，且所述盖板靠近所述平面倒角的一侧开设有用于容置所述气体管道的凹槽。

与现有技术相比，本公开实施例的有益效果在于：本公开通过一种阀腔监控系统，可实时监控阀体的阀腔内部情况，让现场技术人员方便快捷的掌握阀体的使用情况。阀腔监控系统能在阀体的阀腔内部出现故障、漏水等问题时及时发现并反馈给用户，且用户能够通过显示装置直观地获取到阀腔内的图像信息，用户能够将更换阀体合理安排在计划的检修周期内，有效地避免了采用该阀体的工业生产线因阀体故障导致的额外停产的情况发生。

附图说明

在不一定按比例绘制的附图中，相同的附图标记可以在不同的视图中描述相似的部件。具有字母后缀或不同字母后缀的相同附图标记可以表示相似部件的不同实例。附图大体上通过举例而不是限制的方式示出各种实施例，并且与说明书以及权利要求书一起用于对所公开的实施例进行说明。在适当的时候，在所有附图中使用相同的附图标记指代同一或相似的部分。这样的实施例是例证性的，而并非旨在作为本装置或方法的穷尽或排他实施例。

图1为本公开实施例阀腔监控系统的安装示意图；

图2为本公开实施例阀腔监控系统的另一安装示意图；

图3为图2中I部分的局部放大图；

图4为本公开实施例阀腔监控系统的图像采集装置与安装组件的安装结构示意图；

图5为本公开实施例阀腔监控系统的图像采集装置的结构示意图；

图6为本公开实施例阀腔监控系统的安装组件的结构示意图；

图7为图6中II部分的局部放大图；

图8为图6中III部分的局部放大图。

图中的附图标记所表示的构件：

1-阀体；2-阀腔；3-阀门；4-安装组件；401-进水口；402-出水口；403-第一安装板；404-外管道；405-冷却腔；406-内管道；407-平面倒角；408-盖板；5-显示装置；6-控制装置；7-图像采集装置；701-采集探头；702-气体管道；703-连接管；704-气体接口；705-摄像机保护套；706-透视件；707-摄像机；8-现场控制柜。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好的理解本公开的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本公开作详细说明。下面结合附图和具体实施例对本公开的实施例作进一步详细描述，但不作为对本公开的限定。

本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

在本公开中，当描述到特定器件位于第一器件和第二器件之间时，在该特定器件与第一器件或第二器件之间可以存在居间器件，也可以不存在居间器件。当描述到特定器件连接其它器件时，该特定器件可以与所述其它器件直接连接而不具有居间器件，也可以不与所述其它器件直接连接而具有居间器件。

本公开使用的所有术语(包括技术术语或者科学术语)与本公开所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

本公开实施例提供了一种阀腔监控系统，请参阅图1至图8，阀腔监控系统用于监控阀体1的阀腔2，阀腔监控系统包括显示装置5、图像采集装置7以及控制装置6。图像采集装置7通过至少部分插入阀腔2内的安装组件4装设于阀体1上，图像采集装置7包括用于采集阀腔2内的图像信息的采集探头701，安装组件4包括冷却套管，采集探头701设于冷却套管内。控制装置6与图像采集装置7和显示装置5分别电连接，控制装置6接收图像信息，并将图像信息发送至显示装置5。

具体地，本公开通过设置显示装置5、图像采集装置7和控制装置6，图像采集装置7包括用于采集阀腔2内的图像信息的采集探头701，控制装置6接收图像信息，并将图像信息发送至显示装置5，可实时监控阀体1的阀腔2的内部情况，让现场技术人员方便快捷的掌握阀体1的使用情况。阀腔监控系统能在阀体1的阀腔2内部出现故障、漏水等问题时及时发现并反馈给用户，且用户能够通过显示装置5直观地获取到阀腔2内的图像信息，用户能够将更换阀体1合理安排在计划的检修周期内，有效地避免了采用该阀体1的工业生产线因阀体1故障导致的额外停产的情况发生，提高了生产效率；同时，本公开提出的阀腔监控系统适用于不同工况的阀体，尤其是高炉系统中的热风阀。

在一些实施例中，冷却套管包括外管道404和设于外管道404内的内管道406，外管道404和内管道406之间形成冷却腔405，采集探头701设于内管道406内。冷却套管具有伸入阀腔2内的第一端，图像采集装置7还包括设于冷却套管的第一端上的探头视窗口以及设于探头视窗口上的透视件706，以使采集探头701通过透视件706采集图像信息。

具体地，为了保证处于高温环境下的采集探头701能够正常工作，设置上述冷却套管，冷却液进入冷却腔405内，使采集探头701能够在正常的温度范围下工作；采集探头701通过透视件706观察阀腔2内的情况，通过设置透视件706，可以起到隔离阀腔2和采集探头701的目的，使采集探头701能够更好的被冷却套管内的冷却液冷却，同时，又不会妨碍采集探头701观察阀腔2内部情况。上述透视件706由耐高温石英玻璃制作而成；冷却腔405内的冷却液用冷却水即可。

在一些实施例中，图像采集装置7还包括用于清扫透视件706的外表面的清理组件，清理组件包括至少部分处于冷却腔405内的气体管道702，气体管道702的进气端与外部气源连通，气体管道702的出气端穿出外管道404的第一端，且该出气端相对透视件706的外表面设置。

具体地，由于工业上采用的阀体1的阀腔2的工作环境较为恶劣，阀腔2内属于高温、高压、含尘的工况环境，阀腔2内的粉尘极易落到透视件706的表面，造成了采集探头701不能清晰地观察阀腔2内的情况，通过设置上述清理组件能够有效地清理落到透视件706上的粉尘。进一步地，为了防止阀腔2内部发生危险，所以采用惰性气体如氮气吹扫解决，外界的氮气气源通过气体管道702对处于阀腔2内的透视件706的外表面进行吹扫，这样既保证了吹扫气体不会与阀腔2内的物质发生反应，确保安全，又能够保证透视件706的表面的清洁。

在一些实施例中，阀腔监控系统还包括安装组件4，安装组件4还包括设于冷却套管上的阀门3和第一安装板403，阀门3相对采集探头701远离冷却套管的第一端设置，第一安装板403用于装设阀门3，当装设图像采集装置7时，打开阀门3使图像采集装置7的采集探头701穿过阀门3装设于冷却套管内。

具体地，为防止阀体1运输时损坏图像采集装置7，运输过程中采集探头701不与阀体1安装在一起，待运抵现场阀体1安装完毕后，将与阀体1固定连接的阀门3打开，采集探头701由阀门3通径孔处插入，然后将采集探头701与现场控制柜连接和中控室控制接通，可在现场和中控室实时监测阀腔2的内部情况。

在一些实施例中，冷却套管伸入阀腔2内的第一端处设有平面倒角407，平面倒角407上设有探头视窗口以及设于探头视窗口上的透视件706。

具体地，设置平面倒角407可以方便安装透视件706，利于采集探头701观察阀腔2内的情况。

在一些实施例中，图像采集装置7还包括与采集探头701电性连接的摄像机707，摄像机707用于收集由采集探头701采集的图像信息，摄像机707外套设有摄像机保护套705，摄像机保护套705套与冷却套管的第二端固定连接。

具体地，利用摄像机保护套705可以防止外部杂质污染摄像机707，保证了摄像机707的正常使用，如图4所示，冷却套管的第一端为平面倒角408处，远离第一端的位置为冷却套管的第二端。

在一些实施例中，冷却套管还包括设置在外管道404上且位于第一安装板403与摄像机707之间的进水口401、出水口402和气体接口704，进水口401和出水口402与冷却腔405连通，气体接口704与气体管道702的进气端连通。

具体地，在工作时冷却液由进水口401通入冷却腔405内并对采集探头701进行降温，冷却液由出水口402排出，实现对采集探头701降温的目的；冷却套管为钢板焊接而。外界的气源与气体接口704连接，对气体管道702供气，完成对透视件706清理的目的；进水口401、出水口402和气体接口704处在第一安装板403与摄像机707之间，也就是说进水口401、出水口402和气体接口704处在阀门3的外侧，这样的位置便于外界的冷却液和气源与进水口401、出水口402和气体接口704连接。

在一些实施例中，如图1所示，控制装置6包括现场控制柜8，摄像机707与现场控制柜8电性连接，现场控制柜8上嵌装有显示装置5，现场控制柜8接收由摄像机707收集的图像信息，并将图像信息发送至显示装置5。

具体地，工作时安装组件4连同图像采集装置7装入热风阀阀腔2内，通过信号电缆与现场控制柜8进行连接，优选地，为保证信号传输质量现场控制柜8与图像采集装置7之间信号电缆长度需≤70m，每个现场控制柜8可集中控制四组图像采集装置7，现场控制柜8前面板上嵌装显示装置5为10.4寸工业监视器，可单画面/四画面实时显示各阀腔2内监控图像，并根据阀腔2内工况调节摄像头参数，达到清晰的图像。每路可单独控制。每路图像可放大单独显示，便于现场技术人员安装调试和故障分析。现场控制柜8可以外接光纤与中控室连接引入中控室的监控大屏幕进行显示，并进行硬盘刻录保存。

在一些实施例中，图像采集装置7还包括连接管703，连接管703的第一端装设摄像机707，采集探头701为多个，且多个采集探头701布设于连接管703的第二端。

具体地，连接管703可以为采集探头701起到支撑的作用，其内部走线，方便摄像机707与采集探头701的电性连接，并且可以实现一个连接管703安装多个采集探头701，达到备用和及时更替采集探头701的目的。上述连接管703可为硬质管道。

在一些实施例中，安装组件4还包括扣设于平面倒角407的外侧的盖板408，盖板408上开设有与探头视窗口对应设置的通槽，且盖板408靠近平面倒角407的一侧开设有用于容置气体管道702的凹槽。

具体地，由于对透视件706表面清理的时候气体管道702内充满气体，所以在阀腔2内的部分气体管道702很容易翘起，从而导致无法对透视件706表面进行清理，所以设置了盖板408，通过设置盖板408可以防止气体管道702翘起，保证清理透视件706的效果。

在一些实施例中，阀腔监控系统还可包括网络交换机、硬盘录像机以及大屏幕显示屏，网络交换机与现场控制柜连接以获取图像信息，硬盘录像机与网络交换机连接，用于将探头701采集到的图像信息保存至硬盘内，以便用户随时查看图像信息。大屏幕显示屏与网络交换机连接，用于显示上述图像信息。

此外，尽管已经在本文中描述了示例性实施例，其范围包括任何和所有基于本公开的具有等同元件、修改、省略、组合(例如，各种实施例交叉的方案)、改编或改变的实施例。权利要求书中的元件将被基于权利要求中采用的语言宽泛地解释，并不限于在本说明书中或本申请的实施期间所描述的示例，其示例将被解释为非排他性的。因此，本说明书和示例旨在仅被认为是示例，真正的范围和精神由以下权利要求以及其等同物的全部范围所指示。

以上描述旨在是说明性的而不是限制性的。例如，上述示例(或其一个或更多方案)可以彼此组合使用。例如本领域普通技术人员在阅读上述描述时可以使用其它实施例。另外，在上述具体实施方式中，各种特征可以被分组在一起以简单化本公开。这不应解释为一种不要求保护的公开的特征对于任一权利要求是必要的意图。相反，本公开的主题可以少于特定的公开的实施例的全部特征。从而，以下权利要求书作为示例或实施例在此并入具体实施方式中，其中每个权利要求独立地作为单独的实施例，并且考虑这些实施例可以以各种组合或排列彼此组合。本公开的范围应参照所附权利要求以及这些权利要求赋权的等同形式的全部范围来确定。

以上实施例仅为本公开的示例性实施例，不用于限制本公开，本公开的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本公开的实质和保护范围内，对本公开做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本公开的保护范围内。

Claims (5)

1.一种阀腔监控系统，用于监控阀体的阀腔，其特征在于，包括：

显示装置；

图像采集装置，其通过至少部分插入所述阀腔内的安装组件装设于所述阀体上，所述图像采集装置包括用于采集所述阀腔内的图像信息的采集探头，所述安装组件包括冷却套管，所述采集探头设于所述冷却套管内；

所述冷却套管包括外管道和设于所述外管道内的内管道，所述外管道和所述内管道之间形成冷却腔，所述采集探头设于所述内管道内；

所述冷却套管具有伸入所述阀腔内的第一端，所述图像采集装置还包括设于所述冷却套管的第一端上的探头视窗口以及设于所述探头视窗口上的透视件，以使所述采集探头通过所述透视件采集所述图像信息；

所述图像采集装置还包括用于清扫所述透视件的外表面的清理组件，所述清理组件包括至少部分处于所述冷却腔内的气体管道，所述气体管道的进气端与外部气源连通，所述气体管道的出气端穿出所述外管道的第一端，且所述出气端相对所述透视件的外表面设置；

所述安装组件还包括设于所述冷却套管上的阀门和第一安装板，所述阀门相对所述采集探头远离所述冷却套管的第一端设置，所述第一安装板用于装设所述阀门；

所述冷却套管伸入所述阀腔内的第一端处设有平面倒角，所述平面倒角上设有探头视窗口以及设于所述探头视窗口上的透视件；

所述安装组件还包括扣设于所述平面倒角的外侧的盖板，所述盖板上开设有与所述探头视窗口对应设置的通槽，且所述盖板靠近所述平面倒角的一侧开设有用于容置所述气体管道的凹槽，所述盖板用于防止所述气体管道翘起；

控制装置，其与所述图像采集装置和所述显示装置分别电连接，所述控制装置接收所述图像信息，并将所述图像信息发送至所述显示装置；

运输过程中所述采集探头不与所述阀体安装在一起，待运抵现场所述阀体安装完毕后，将与所述阀体固定连接的所述阀门打开，以使所述采集探头由所述阀门的通径孔处插入。

2.根据权利要求1所述的阀腔监控系统，其特征在于，所述图像采集装置还包括与所述采集探头电性连接的摄像机，所述摄像机用于收集由采集探头采集的图像信息，所述摄像机外套设有摄像机保护套，所述摄像机保护套套与所述冷却套管的第二端固定连接。

3.根据权利要求2所述的阀腔监控系统，其特征在于，所述冷却套管还包括设置在外管道上且位于所述第一安装板与摄像机之间的进水口、出水口和气体接口，所述进水口和出水口与所述冷却腔连通，所述气体接口与气体管道的进气端连通。

4.根据权利要求2所述的阀腔监控系统，其特征在于，所述控制装置包括现场控制柜，所述摄像机与现场控制柜电性连接，所述现场控制柜上嵌装有显示装置，所述现场控制柜接收由摄像机收集的图像信息，并将所述图像信息发送至所述显示装置。

5.根据权利要求2所述的阀腔监控系统，其特征在于，所述图像采集装置还包括连接管，所述连接管的第一端装设所述摄像机，所述采集探头为多个，且多个所述采集探头布设于所述连接管的第二端。