CN105609223B - 一种多功能真空浸油设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种新型的多功能真空浸油设备，属于模拟真空干燥浸油的试验设备技术领域。该设备包括真空泵(21)、真空罐(23)、油箱(3)和PLC自动控制系统(15)；所述真空泵(21)设置在箱体外部，所述真空泵(21)与真空罐(23)之间通过排气管(17)相连，所述排气管(17)上设置电磁阀门(19)以及冷井；所述油箱(3)设置在箱体上部，油箱(3)与真空罐(23)之间通过连通管(29)相连，所述连通管(29)上设置放油阀门；所述PLC自动控制系统(15)和真空罐温控仪(8)、油箱温控仪(9)以及真空仪(12)连接。本发明可实现绝缘材料真空干燥和浸油过程，设备可在目标温度和气压下长期稳定运行；同时，设备结构合理，安全可靠，操作方便简单，工作效率高，性能优良。

Description

一种多功能真空浸油设备

技术领域

本发明属于模拟真空干燥浸油的试验设备技术领域，涉及一种新型的多功能真空浸油设备。

背景技术

变压器作为电力变换和传送的重要设备，对绝缘性能要求很高，绝缘状态是否良好直接影响了变压器能否正常工作，目前投入运行的变压器种类主要为油浸式变压器，其内部主绝缘主要采用油浸式绝缘材料，所以研究油浸绝缘纸/纸板的绝缘性能具有重大的工程意义。油浸绝缘材料的制备过程是先对绝缘材料进行真空干燥，然后在真空环境下进行浸油过程。因为浸油与否，不同浸油环境，以及不同水分含量等不同条件均会对绝缘材料的电气性能，绝缘能力以及机械性能产生很大的影响，所以为了保证实验室研究的可行性和科学性首先需要按工艺流程，在保证足够精度的情况下制备所需的试验样品。

目前国内外的真空浸油设备均不能很好的同时实现真空干燥和浸油过程，且具有不能单独对油箱加热，浸油速度不可控，浸油方式不理想等缺点。

因此，目前急需一种浸油设备，能够很好地实现真空干燥和浸油过程，且具有能够对油箱单独加热，实现浸油速度可控，浸油方式合理等功能。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种多功能真空浸油设备，该设备能够实现不同材料的真空干燥和真空浸油过程，可充入特定气体，使设备在目标温度，气压和环境下长期稳定运行，利用气压差和重力作用，通过连通管实现真空环境下浸油过程，实现油的流速和流量可控，放油过程平缓，防止出现喷射现象。本发明结构合理，安全可靠，操作方便简单，工作效率高，性能优良。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种多功能真空浸油设备，包括真空泵21，真空罐23、油箱3和PLC自动控制系统15；真空泵21设置在箱体外部，所述真空泵21与真空罐23之间通过排气管17相连，所述排气管17上设置电磁阀门19以及冷井18，油箱3设置在箱体上部，所述油箱3与真空罐23之间通过连通管29相连，所述连通管29上设置放油阀门。

进一步，所述新型多功能真空浸油设备还包括一个PLC自动控制系统15，所述PLC自动控制系统15和真空罐温控仪8、油箱温控仪9以及真空仪12连接；

所述真空罐23内设置温度传感器24和压力传感器22，温度传感器与PLC15输入端连接，PLC15输出端与真空罐温控仪8连接，压力传感器22与PLC15输入端连接，PLC15输出端与真空仪12、真空泵21控制开关连接；所述油箱3内设置温度传感器5和液位检测浮球1，温度传感器5与PLC15输入端连接，PLC15输出端与油箱温控仪9连接，液位检测浮球1与PLC15输入端连接，PLC15输出端与油箱温控仪9连接；

所述真空罐23内温度传感器24能检测真空罐23内温度，并通过真空罐温控仪9实时调节真空罐23内温度，压力传感器22能检测真空罐23与大气压压强差，并通过真空仪12实现调节真空罐23内气压，所述油箱3内温度传感器5内检测油箱3内温度，并通过油箱温控仪8实时调节油箱3内温度，液面检测浮球1能检测低液位，通过油箱温控仪8实现低液位报警功能。

进一步，所述真空罐23与真空泵21之间还设置电磁阀门19和冷井20，所述电磁阀门19能自动关闭阀门，防止真空泵21内油倒吸进真空罐23；所述冷井20能冷却抽真空时抽出的水蒸气和油蒸气，冷井20上设置一个排放管道，用于排放油和杂质。

进一步，所述真空泵21与真空罐23之间排气管17上还应设置一个分支气管13，分支气管上设置充气阀门14，此分支气管13与充气口10连接，可充入各种不同气体。

进一步，所述真空罐23底部设置一个排放管道，所述排放管道上设置一个放油阀门18，所述真空罐内设置电加热管16，所述电加热管16控制开关与所述PLC15信号输出端连，所述真空罐23箱体与工作室之间充填隔热材料。

进一步，所述油箱3上部设置放油口2，所述油箱3底部设置排放管道，所述排放管道上设置一个放油阀门7，可定期对油箱进行清洗，通过排放管道排放油和杂质，所述油箱3侧面设置一个液面观测管4，用于检查液面位置，所述油箱3内部设置一个液面检测浮球1，用于检测液位，实现低液位报警功能，所述油箱3内设置电加热管6，所述电加热管6控制开关与所述PLC15信号输出端连接。

进一步，所述真空罐21与油箱3之间连通管29上设置一个放油阀门28，通过放油调速开关11能控制放油流速，防止出现喷射现象；所述真空罐23、PLC15自动控制系统在箱体内部，所述油箱3在箱体上部，所述邮箱温控仪8、真空罐温控仪9、真空仪12、充气口10和放油调速开关11在箱体表面，所述真空泵21、电磁阀19和冷井20在箱体外部。

进一步，所述真空罐23为圆柱体或长方体敞口罐，底部设置凹形，所述敞口处设置密封盖26，所述密封盖26中部设置为双层隔热玻璃27，密封盖26与敞口处设置密封垫圈25。

本发明的有益效果在于：本发明提供了一种新型多功能真空浸油设备，包括真空罐、油箱和真空泵主要结构，能够实现试验材料在真空罐内真空干燥，油在油箱内干燥，并利用气压差和重力效应实现了浸油过程，通过阀门和连通管能实现浸油流速可控，放油过程平缓，不会出现油喷射现象，邮箱内部可定期清洗；本发明还可通过充气阀门通入其他特定气体，使真空罐在特定环境下工作；本发明在真空泵与真空罐之间设置电磁阀门和冷井，电磁阀门能通过真空仪实现自动检测罐内气压，以此开关排气管，防止出现真空泵内油倒吸现象，冷井能冷却高温水蒸气和油蒸气，防止其对真空泵造成损坏，在冷井底部设置放油口，定期排放井内油和杂质。本发明采用PLC自动控制系统，分别于油箱温控仪、真空罐温控仪和真空仪连接，可以采集油箱内温度传感器、液位检测浮球信号，以及真空罐内温度传感器、压力传感器信号，实现对油箱内温度的控制，检测液位，实现低液位报警功能，以及对真空罐内温度和气压的控制，实现在目标温度和气压下的真空干燥和浸油过程。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。

图1为本发明的结构示意图，如图所示，该设备主要结构包括：真空罐23、油箱3和真空泵21，真空泵21设置在箱体外部，通过排气管17与真空罐23连接，中间设置电磁阀门19和冷井20，电磁阀门19能自动开关，防止真空泵17内油倒吸和外界空气进入真空罐23，冷井20能储存水蒸气和油蒸气，防止高温水蒸气和油蒸气对真空泵21造成损坏，冷井20底部设置放油口，用于定期排放油和杂质，通过真空仪12设置压强，并利用真空罐23内压力传感器22检测真空罐23内气压与大气压压强差，实现实时自动控制真空泵21的运行。真空罐23设置在箱体中部，其敞口处设置密封盖26，接触处通过耐高温耐腐蚀垫圈25进行真空密封，密封盖25中部为耐高温耐腐蚀透明材料27，方便观测真空罐23内情况，真空罐23四周设置电加热管16，使真空罐23均匀受热，真空罐23内温度传感器24检测真空罐23内温度，通过真空罐温控仪9实时自动调节真空罐23内温度，真空罐23通过底部设置放油管道，放油管道上设置放油阀门18，定期排放罐内废油杂质。油箱3设置在箱体上部，油箱3上部设置放油口2，方便从外界倒入油，油箱侧面设置液位计4，方便从外部直观观测油箱3内部油液面，油箱3内设置电加热管6，以及温度传感器5，实时检测油箱3内温度，并通过油箱温控仪8自动调节油箱3内温度，油箱3内还设置液面检测浮球1，实时检测油箱3内液位，实现低液位报警功能，油箱3与真空罐23之间通过连通管29连接，连通管29上设置放油阀门28，通过放油调速开关11可以控制流速，油箱3底部设置放油管道，放油管道上设置放油阀门7，油箱3可定期清洗，通过放油管道定期放油和杂质。真空泵21与真空罐23之间排气管17设置一分支气管13，从充气阀口10通过此分支气管13向真空罐23内通入特定气体，可使真空罐23在特定环境下工作。

在本实施例中，本发明的控制系统为PLC自动控制系统15，分别和真空罐温控仪9、油箱温控仪8以及真空仪12连接。真空罐23内设置温度传感器24和压力传感22器，温度传感器24与PLC15输入端连接，PLC15输出端与真空罐温控仪9连接，实现实时检测真空罐23内温度，并自动调节温度的功能，压力传感器22与PLC15输入端连接，PLC15输出端与真空仪12、真空泵21控制开关连接，实现实时检测真空罐23内与大气压压强差，自动调节压强的功能；所述油箱3内设置温度传感器5和液位检测浮球1，温度传感器5与PLC15输入端连接，PLC15输出端与油箱温控仪8连接，液位检测浮球1与PLC15输入端连接，PLC15输出端与油箱温控仪8连接，通过油箱温控仪8可设置目标温度，通过检测油箱3内部温度，实现自动调节温度功能，以及低液位报警功能。

实施例一：

本实验为真空干燥实例，真空罐23加热温度范围：RT+10-150℃，油箱3加热温度范围为：RT+10-150℃，温度波动度：±1℃，真空罐23真空度≤133Pa，真空罐23尺寸为φ500×450mm，实验前准备待干燥绝缘纸板20片，绝缘纸板厚2mm，直径为150mm，首先关闭真空罐23底部排放管道上放油阀门18，与油箱连接的连通管29上放油阀门28，以及充气阀门14，将待干燥绝缘纸板全部放入真空罐23中，关闭密封盖26，压进密封垫圈25，使真空罐23完全密封。开启总电源开关，以及抽真空开关，设置真空仪12上真空度为-90KPa，真空泵21开始工作，并通过真空罐23内压力传感器22检测真空罐23内气压与大气压压强差，当读数绝对值大于90KPa时，真空泵21停止工作，电磁阀门19关闭，当度数绝对值小于80KPa时，真空泵21开始工作，同时电磁阀门19打开，实现自动检测调节真空罐23内真空度的功能。开启真空罐温控仪9电源开关，设置目标温度为105℃，此时加热指示灯和抽真空指示灯亮，通过真空罐23内温度传感器24检测真空罐23内温度，实现自动检测和调温功能。在此种目标条件下真空干燥48小时后，依次关闭真空罐温控仪9，抽真空，总电源电源开关，停止加热和抽真空，打开充气口10，使真空罐23内压强和大气压强持平，待真空罐23适当冷却后，打开密封盖26，取出干燥绝缘纸板样品，完成真空干燥实验。

实施例二：

本实验为真空干燥浸油浸油实验：真空罐23加热温度范围：RT+10-150℃，油箱3加热温度范围为：RT+10-150℃，温度波动度：±1℃，真空罐23真空度≤133Pa，真空罐23尺寸为φ500×450mm，实验前准备待干燥绝缘纸板20片，绝缘纸板厚2mm，直径为150mm，耐高温耐腐蚀老化罐一个，将绝缘纸板样品放入老化罐中，油样品适量。首先关闭真空罐底部排放管道上放油阀门18，与油箱3连接的连通管29上放油阀门28，以及充气阀门14，将装有待干燥绝缘纸板的老化罐放入真空罐23中，关闭密封盖26，压进密封垫圈25，使真空罐23完全密封，将实验用油通过放油口2倒入油箱3中，油量达到油箱3低液位之上。开启总电源开关，以及抽真空开关，设置真空仪12上真空度为-90KPa，真空泵21开始工作，并通过真空罐23内压力传感器22检测真空罐内气压与大气压压强差，当读数绝对值大于90KPa时，真空泵21停止工作，电磁阀门18关闭，当度数绝对值小于80KPa时，真空泵21开始工作，同时电磁阀门18打开，实现自动检测调节真空罐23内真空度的功能。开启真空罐温控仪9电源开关，设置目标温度为105℃，此时加热指示灯和抽真空指示灯亮，通过真空罐23内温度传感器24检测真空罐23内温度，并实时显示在真空罐温控仪9显示屏上，实现自动检测和调温功能。开启油箱温控仪8电源开关，设置目标温度为60℃，此时加热指示灯亮，通过油箱3内温度传感器5检测油箱3内温度，并实时显示在油箱温控仪8显示屏上，实现自动检测和调温功能，并通过液位检测浮球1检测油箱3内油液位，当出现低液位使，通过低液位指示灯报警。在干燥48小时后，关闭油箱温控仪8电源，停止对油箱3加热，打开放油阀28，利用真空罐23与油箱3之间的气压差，以及重力效应，使油流入真空罐23内老化罐中，通过放油调速开关11实现油的流速控制，当老化罐中油量满足要求后，关闭放油阀28。调节真空罐温控仪9温度为60℃，使样品在真空60℃环境下浸油。48小时后，依次关闭真空罐温控仪9，抽真空，总电源电源开关，停止加热和抽真空，打开充气阀门14，使真空罐23内压强和大气压强持平，待真空罐23适当冷却后，打开密封盖26，取出干燥浸油绝缘纸板样品，完成真空干燥浸油实验。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其做出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (5)

1.一种多功能真空浸油设备，其特征在于：包括真空泵、真空罐、油箱和PLC自动控制系统；

所述真空泵设置在箱体外部，所述真空泵与真空罐之间通过排气管相连，所述排气管上设置电磁阀门以及冷井；所述油箱设置在箱体上部，油箱与真空罐之间通过连通管相连，所述连通管上设置放油阀门，所述连通管的出油口设置在真空罐内的上部，通过放油调速开关能控制放油流速，防止出现喷射现象；所述PLC自动控制系统和真空罐温控仪、油箱温控仪以及真空仪连接；

所述真空罐内设置温度传感器和压力传感器，温度传感器与PLC自动控制系统的输入端连接，PLC自动控制系统的输出端与真空罐温控仪连接；压力传感器与PLC自动控制系统输入端连接，PLC自动控制系统输出端与真空仪、真空泵控制开关连接；所述油箱内设置温度传感器和液位检测浮球，温度传感器与PLC自动控制系统输入端连接，液位检测浮球与PLC自动控制系统输入端连接，PLC自动控制系统输出端与油箱温控仪连接；

所述真空罐内的温度传感器能够检测真空罐内的温度，并通过真空罐温控仪实时调节真空罐内温度；压力传感器能检测真空罐与大气压压强差，并通过真空仪实现调节真空罐内气压；所述油箱内温度传感器内检测油箱内温度，并通过油箱温控仪实时调节油箱内温度，液面检测浮球用于检测低液位，通过油箱温控仪实现低液位报警功能；

所述真空罐与真空泵之间还设置有电磁阀门和冷井；所述电磁阀门能自动关闭阀门，防止真空泵内油倒吸进真空罐；所述冷井用于冷却抽真空时抽出的水蒸气和油蒸气，冷井上设置一个排放管道，用于排放油和杂质。

2.根据权利要求1所述的一种多功能真空浸油设备，其特征在于：所述真空泵与真空罐之间的排气管上还设置有一个分支气管，分支气管上设置有充气阀门，此分支气管与充气口连接，可充入各种不同气体。

3.根据权利要求2所述的一种多功能真空浸油设备，其特征在于：所述真空罐底部还设置有一个排放管道，所述排放管道上设置一个放油阀门，真空罐内设置电加热管，所述电加热管控制开关与所述PLC自动控制系统信号输出端相连，所述真空罐箱体与工作室之间充填隔热材料。

4.根据权利要求3所述的一种多功能真空浸油设备，其特征在于：所述油箱上部设置放油口，所述油箱底部设置排放管道，所述排放管道上设置一个放油阀门，用于定期对油箱进行清洗，通过排放管道排放油和杂质；所述油箱侧面设置一个液面观测管，用于检查液面位置；所述油箱内部设置一个液面检测浮球，用于检测液位，实现低液位报警功能；所述油箱内设置电加热管，所述电加热管控制开关与所述PLC自动控制系统信号输出端连接。

5.根据权利要求4所述的一种多功能真空浸油设备，其特征在于：所述真空罐为圆柱体或长方体敞口罐，底部设置凹形，所述敞口处设置密封盖，所述密封盖中部设置为双层隔热玻璃，密封盖与敞口处设置密封垫圈。