CN106373726B - 一种双干燥室纵向排布的温控投切免维护吸湿器 - Google Patents
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Abstract
本发明一种双干燥室纵向排布的温控投切免维护吸湿器，包括沿轴向从下到上依次设置的第一干燥室和第二干燥室，以及设置在第一干燥室下端的下法兰，设置在两个干燥室之间的中间法兰和设置在第二干燥室顶端的上法兰；下法兰上分别独立设置有进气口和总出水口；中间法兰下端分别设置有导水进气管和第一温控投切装置；导水进气管的一端与第二干燥室连通，另一端穿过第一干燥室分别与进气口和总出水口连通；上法兰上端通过上盖设置呼吸口，下端设置有第二温控投切装置；呼吸口通过第二温控投切装置与第二干燥室中心设置的第二呼吸管连通，呼吸口依次通过呼吸连接管和第一温控投切装置与第一干燥室中心设置的第一呼吸管连通。保证至少有一个干燥室作业。
Description
技术领域
本发明涉及变压器储油柜的吸湿器，具体为一种双干燥室纵向排布的温控投切免维护吸湿器。
背景技术
变压器是电力系统中非常重要的电气设备，是决定电力系统能否安全供电的重要因素之一；而变压器呼吸器是决定变压器性能的关键部件，其性能的优劣将直接影响到变压器的技术性能。由于变压器在运行中温度会随时变化，导致变压器内部的油位升高或降低。而储油柜为半封闭或全封闭储油柜，这样由于油面的升高或降低带来的呼吸效果才能使变压器内部保持常压状态。因此，为了减慢变压器油即绝缘油的劣化速度及防止空气对其的污染，在储油柜的呼气通道上加装呼吸器。呼吸器也叫硅胶罐，变压器呼吸通过硅胶，再通过呼吸器底部的油杯内的油过滤，基本可以保障空气的清洁与干燥。储油柜所连接的吸湿器如果对空气中水分滤除不彻底，极易造成储油柜胶囊水分的积聚，当储油柜胶囊发生渗油时会发生严重的设备故障。
由于变压器呼吸器一直处于工作中，长期使用下不可避免地会出现硅胶吸湿饱和现象或硅胶失效，在运行过程中，有水进入变压器本体，有可能会导致变压器油受到污染，油的变质等。严重时会导致设备运行故障。因此，对性能劣化的硅胶进行及时更换有利于变压器安全运行，保证供电可靠性。但是对变压器来说，更换吸湿器硅胶是一项经常性的维护工作，隔一定时间就要对干燥剂进行目测，而且要经常更换失效的干燥剂，这些工作所花费的成本高，并且若对更换后的废弃物如果处理不当，会进一步造成环境污染。
针对上述问题德国的MR公司研制了一种通过在线加热方式自动还原失效硅胶的装置，命名为免维护吸湿器，其采用原理为运用硅胶过滤后空气湿度检测的方法判断硅胶是否失效，如果湿度过大则认为硅胶失效，起动加热装置对硅胶进行加热脱水，以达到硅胶再利用和变废为宝之目的。MR公司的免维护吸湿器存在两个重大问题，1、变压器储油柜通气孔的进气和出气是伴随着油的热胀冷缩而实时变化的，而油的热胀冷缩又是随着变压器负荷在变化，无规律可循。这就会存在着硅胶正在加热脱水时湿热蒸汽被吸入变压器储油柜的可能性，进一步威胁变压器的可靠运行。2、免维护吸湿器的进气出气部分采用了金属烧结网结构形式，起到过滤空气尘埃的作用，但是呼吸状态无法观察，同时现有的免维护吸湿器由于水路与气路都是一个通道，故而不能安装传统式吸湿器下方配置的油杯，无法将装置内外界的空气完全隔离。
为解决MR免维护吸湿器存在的重大问题，意大利COMEN公司为了避免加热过程中的湿热蒸汽被吸入变压器，他们采用的是一用一备的左右双管结构，通过控制电磁阀自动切换方式，确保被吸入的空气是干燥的，以达到真正免维护的目的。经过用户使用后发现、双管式结构的免维护吸湿器运用于容量较大变压器时，体积过于庞大，不利于设计安装，其二是增加电磁阀后增加了故障环节。另一种方案是在单管的基础上，在呼吸通道的腔体上安装了半导体制冷片与散热片利用冷凝的原理阻止湿热空气上升及被吸入变压器，但是这种办法需要一定时间才能有效果，但变压器呼吸往往是一瞬间发生的，湿热空气不会在这么短的时间内在制冷片上立即冷凝，仍有大部分水蒸气或湿热空气被吸入变压器中。并且依然存在呼吸状态无法观察，装置内外界空气无法隔绝的问题。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种双干燥室纵向排布的温控投切免维护吸湿器，结构简单，设计合理，体积紧凑，安装方便，能够避免湿热空气被吸入变压器储油柜。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种双干燥室纵向排布的温控投切免维护吸湿器，包括沿轴向从下到上依次设置的第一干燥室和第二干燥室，以及设置在第一干燥室下端的下法兰，设置在两个干燥室之间的中间法兰和设置在第二干燥室顶端的上法兰；下法兰上分别独立设置有进气口和总出水口；中间法兰下端分别设置有导水进气管和第一温控投切装置；导水进气管的一端与第二干燥室连通，另一端穿过第一干燥室分别与进气口和总出水口连通；上法兰上端通过上盖设置呼吸口，下端设置有第二温控投切装置；呼吸口通过第二温控投切装置与第二干燥室中心设置的第二呼吸管连通，呼吸口依次通过呼吸连接管和第一温控投切装置与第一干燥室中心设置的第一呼吸管连通；第一温控投切装置和第二温控投切装置均包括投切活塞，以及分别设置在投切活塞下端和上端的记忆弹簧和复位弹簧；当干燥室加热时，对应温控投切装置的记忆弹簧受热后带动投切活塞，封堵对应干燥室与呼吸口的呼吸通路，加热完毕后，投切活塞由复位弹簧还原至初始状态。
优选的，第一温控投切装置包括第一记忆弹簧、第一投切活塞和第一复位弹簧；中间法兰下端中部向下形成第一凸起壳体伸入到第一干燥室内；第一凸起壳体内设置有第一活塞腔体，第一活塞腔体的上端中央设置有第一复位弹簧，下端中央设置有第一记忆弹簧，第一活塞腔体内滑动设置第一投切活塞；第一投切活塞的中部开孔，第一活塞腔体的上端对应第一投切活塞的部分开设有第一呼吸孔；第一呼吸孔与呼吸连接管连通。
优选的，呼吸连接管同轴间隙设置在第二呼吸管中间。
进一步，上法兰下端中部向下形成第二凸起壳体伸入到第二干燥室内，呼吸连接管同轴穿过第二凸起壳体设置；
第二温控投切装置包括依次套设在呼吸连接管上的第二记忆弹簧、第二投切活塞和第二复位弹簧；
第二凸起壳体内设置有第二活塞腔体，第二活塞腔体的上端中央设置有第二复位弹簧，下端中央设置有第二记忆弹簧，第二投切活塞间隙设置在第二活塞腔体内；第二活塞腔体的上端对应第二投切活塞的部分开设有第二呼吸孔，下端对应间隙的部分开设有第三呼吸孔；第二呼吸孔与呼吸口连通，第三呼吸孔与第二呼吸管连通。
优选的，第一干燥室和第二干燥室均包括设置在外部的冷凝罩，设置在对应法兰之间的吸湿硅胶和加热装置，吸湿硅胶外部包裹有过滤网；加热装置由设置在冷凝罩外部的控制盒控制。
优选的，导水进气管均匀排布在中间法兰上，中间法兰上端在导水进气管与第二干燥室连通一端的位置上对应设置有凹陷的集水槽，多个集水槽通过环形的干燥室导水槽连通。
优选的，下法兰上端设置有与总出水口连通的下法兰导水槽；下法兰导水槽呈环形设置，横截面呈倒锥形或倒梯形，且与导水进气管导通。
优选的，下法兰外部设置有油杯，油杯的一端与进气口连通，另一端经下法兰呼吸孔与第一干燥室以及导水进气管连通。
优选的，下法兰外部设置有出水电磁阀，出水电磁阀的输出端与总出水口连通。
优选的，上盖外部对应呼吸口的连接通道设置有压力传感器和压力释放电磁阀，压力传感器的输出端经控制盒连接到压力释放电磁阀的控制端；压力传感器的采集口和压力释放电磁阀的输入口均与呼吸口连通。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明通过采用上下结构，轴向设置的两个干燥室，整体效果为单管结构。利用对应设置的温控投切装置，配合分别独立并联设置的气体通路，能够对两个干燥室进行交替干燥，保证在任何情况下至少有一个干燥室在进行干燥作业，不会因为对吸湿硅胶的加热导致水汽进入变压器；通过导水进气管的设置，能够将第二干燥室的水在不对第一干燥室干扰的前提下从下法兰排出；并用记忆弹簧这种采用机械手段设置的投切装置在整体机构上达到体积小，结构简单，易安装，安全可靠的特点。经济实用，双通道上下结构，能够彻底解决加热还原过程中湿热空气上升及被吸入变压器，具有适用范围广的特点，保证了变压器呼吸器吸湿的真正免维护。
进一步的，本发明通过设置油杯有利于内外界空气的隔离及变压器呼吸状态的观察，利用下法兰上对应的气路和水路分离结构的设置，在气路通道上，设置油杯，呼气和吸气时会有气泡发生，变压器用户可观测到此现象，利于判断储油柜通气孔是否畅通，因为一旦通气孔堵塞，会导致瓦斯继电器误动。
进一步的，通过设置压力传感器有利于检测变压器呼吸的压力。当呼吸的正负压力超出所规定的范围时，发出报警及打开所述压力释放电磁阀，防止由于装置及其他原因导致气路堵塞，会导致瓦斯继电器误动；能够在线监测呼吸状态及超压力自动释放。
进一步的，安装出水电磁阀用于冷凝产生水后，通过打开出水电磁阀而放水，放水后关闭此电动阀，防止通过此阀进出气，结构设计中充分考虑了水路与气路的互不影响问题，利用下法兰导水槽和中间法兰上的集水槽，使得水集结的地方低于通气部分，这样水不会从气孔流向油杯，呼吸时空气也不会从排水阀进出。
附图说明
图1为本发明实例中所述的结构示意图。
图2为本发明实例中所述中间法兰及下端的结构放大剖视图。
图3为图2的俯视图。
图4为本发明实例中所述上法兰及下端的结构放大剖视图。
图5为图4的俯视图。
图6为本发明实例中所述下法兰的俯视图。
图7为本发明实例中所述下法兰的仰视图。
图中：呼吸口1、压力传感器2、上盖3、第二温控投切装置4、控制盒5、呼吸连接管6、中间法兰7、第一温控投切装置8、第一记忆弹簧9、第一呼吸管10、导水进气管11、下法兰12、油杯13、压力释放电磁阀14、上法兰15、第二呼吸管16、第二干燥室17、第一复位弹簧18、第一投切活塞19、冷凝罩20、第一干燥室21、出水电磁阀22、加热装置23、进气口24、过滤网25、总出水口26、下法兰导水槽27、集水槽28、干燥室导水槽29、第一呼吸孔30、第二记忆弹簧31、第二投切活塞32、第二复位弹簧33、第二呼吸孔34、第三呼吸孔35、下法兰呼吸孔36。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
一种双干燥室纵向排布的温控投切免维护吸湿器，包括沿轴向从下到上依次设置的第一干燥室21和第二干燥室17，以及设置在第一干燥室21下端的下法兰12，设置在两个干燥室之间的中间法兰7和设置在第二干燥室17顶端的上法兰15；下法兰12上分别独立设置有进气口24和总出水口26；中间法兰7下端分别设置有导水进气管11和第一温控投切装置8；导水进气管11的一端与第二干燥室17连通，另一端穿过第一干燥室21分别与进气口24和总出水口26连通；上法兰15上端通过上盖3设置呼吸口1，下端设置有第二温控投切装置8；呼吸口1通过第二温控投切装置4与第二干燥室17中心设置的第二呼吸管16连通，呼吸口1依次通过呼吸连接管6和第一温控投切装置8与第一干燥室21中心设置的第一呼吸管10连通；第一温控投切装置8和第二温控投切装置4均包括投切活塞，以及分别设置在投切活塞下端和上端的记忆弹簧和复位弹簧；当干燥室加热时，对应温控投切装置的记忆弹簧受热后带动投切活塞，封堵对应干燥室与呼吸口1的呼吸通路，加热完毕后，投切活塞由复位弹簧还原至初始状态。
本发明由两个干燥室，上下结构组成，通过中间法兰7连接在一起，每个干燥室都有安装了一个温控投切装置，每个干燥室都是独立工作的。正常是两个通道都处于干燥过滤的作用，变压器呼吸时在两个通道上同时进行。当需要加热还原时，任意只启动一个干燥室加热还原，当温度达到55度(可调)时，安装在此干燥室的投切装置内的记忆弹簧自动延伸到最长，推动活塞及复位弹簧堵住此干燥室的呼吸口，此时另一个干燥室处用于变压器的呼吸器的作用。当此装置的加热还原完成后，等到温度回到40度，此投切装置中的记忆弹簧或温控弹簧自动收回到最短，通过复位弹簧推动活塞打开呼吸通道；然后可以启动另外一个干燥室，这样互相交换使用。
具体的，如图1所示，本发明包括呼吸口1、油杯13、出水电磁阀22、压力传感器2、压力释放电磁阀14、第二温控投切装置4、第一温控投切装置8、第二干燥室17和第一干燥室21，两个干燥室分别包括冷凝罩20，过滤设置在冷凝罩20内的吸湿硅胶和加热装置23，以及设置在冷凝罩20外的控制盒5；吸湿硅胶内设置通过吸湿硅胶与油杯13的连接端连通的呼吸管；第一呼吸管10连接的第二温控投切装置8的一端，第一温控投切装置8的另一端与中间法兰7连接；呼吸连接管6在第二呼吸管16的中间穿过，一端通过第一温控投切装置4直接与上法兰15的出口连通，另一端与中间法兰7直接连接，呼吸连接管6是直通管，周边没有长条孔；第二呼吸管16与第一呼吸管10周边具有长条孔，作为进出气口；也就是说呼吸连接管6直接通过第一温控投切装置8与第一呼吸管10连通。
其中，第一干燥室21和第二干燥室17均包括设置在外部的冷凝罩20，设置在对应法兰之间的吸湿硅胶和加热装置23，吸湿硅胶外部包裹有过滤网25；加热装置23由设置在冷凝罩20外部的控制盒5控制。上盖3外部对应呼吸口1的连接通道设置有压力传感器2和压力释放电磁阀14，压力传感器2的输出端经控制盒5连接到压力释放电磁阀14的控制端；控制盒5中的控制器采集压力传感器2输出的压力，由控制器判断，如果异常就控制打开压力释放电磁阀14释放压力，压力传感器2的采集口和压力释放电磁阀14的输入口均与呼吸口1连通。
如图2和图3所示，中间法兰7与第一记忆弹簧9、第一投切活塞19、第一复位弹簧18组成第一温控投切装置8，安装在第一干燥室21中，同时第一干燥室21上部安装了导水进气管11穿过中间法兰7与第二干燥室17连通，作为第二干燥室17的导出水与呼吸气所用。中间法兰7上端在导水进气管11与第二干燥室17连通一端的位置上对应设置有凹陷的集水槽28，多个集水槽28通过环形的干燥室导水槽29连通。
如图4和图5所示，上法兰15下端中部向下形成第二凸起壳体伸入到第二干燥室17内，呼吸连接管6同轴穿过第二凸起壳体设置，且呼吸连接管6同轴间隙设置在第二呼吸管16中间。第二温控投切装置4包括依次套设在呼吸连接管6上的第二记忆弹簧31、第二投切活塞32和第二复位弹簧33；第二凸起壳体内设置有第二活塞腔体，第二活塞腔体的上端中央设置有第二复位弹簧33，下端中央设置有第二记忆弹簧31，第二投切活塞32间隙设置在第二活塞腔体内；第二活塞腔体的上端对应第二投切活塞32的部分开设有第二呼吸孔34，下端对应间隙的部分开设有第三呼吸孔35；第二呼吸孔34与呼吸口1连通，第三呼吸孔35与第二呼吸管16连通。下法兰12外部设置有出水电磁阀22，出水电磁阀22的输出端与总出水口26连通。
通过记忆弹簧、普通弹簧及活塞组成的温控投切装置，利用忆弹簧的特性：当弹簧的温度为55度时由原来的10mm长变为20mm长，当为40度时恢复到10mm的长度。能够来防止加热还原过程中水蒸气或湿热空气的上升。
如图6和图7所示，油杯13与下法兰12上的进出气孔连接，具体的，的一端与进气口24连通，另一端经下法兰呼吸孔36与第一干燥室21以及导水进气管11连通。油杯13的设计与传统吸湿器的油杯一致；出水电磁阀22与下法兰12上的总出水口26连接，下法兰12上设置完全独立分开的总出水口26与进气口24，以及对应的下法兰导水槽27和下法兰呼吸孔36，使得水路与气路完全分开。优选的，下法兰导水槽27呈环形设置，横截面呈倒锥形或倒梯形，且与导水进气管11导通。
本发明使用时，采用在线加热还原过程中产生的热量传递到记忆弹簧后，利用记忆弹簧的特性将加热的第二干燥室17的呼吸通道堵住，此通道不再呼吸，其同过呼吸连接管6呼吸通过第一干燥室21的空气。若加热的是第一干燥室21，则通过第一记忆弹簧9带动第一投切活塞19堵住第一干燥室21的呼吸通道，通过导水进气管11和第二干燥室17，再通过第二呼吸管16进行呼吸；如果两个干燥室都不加热，则两个干燥室共同参与呼吸气体的干燥，实现互相切换还原以及共同工作的控制模式。
经第一干燥室21呼吸的气体依次经由进气口24、油杯13、下法兰呼吸孔36、第一干燥室21中的吸湿硅胶、第一呼吸管10、第一投切活塞19中部开孔和第一呼吸孔30和呼吸连接管6与呼吸口1连通。
经第二干燥室17呼吸的气体依次经由进气口24、油杯13、下法兰呼吸孔36、导水进气管11、第二干燥室17中的吸湿硅胶、第二呼吸管16、第三呼吸孔35、第二投切活塞32的外侧、第二呼吸孔34与呼吸口1连通。
Claims (10)
1.一种双干燥室纵向排布的温控投切免维护吸湿器，其特征在于，包括沿轴向从下到上依次设置的第一干燥室(21)和第二干燥室(17)，以及设置在第一干燥室(21)下端的下法兰(12)，设置在两个干燥室之间的中间法兰(7)和设置在第二干燥室(17)顶端的上法兰(15)；
下法兰(12)上分别独立设置有进气口(24)和总出水口(26)；
中间法兰(7)下端分别设置有导水进气管(11)和第一温控投切装置(8)；导水进气管(11)的一端与第二干燥室(17)连通，另一端穿过第一干燥室(21)分别与进气口(24)和总出水口(26)连通；
上法兰(15)上端通过上盖(3)设置呼吸口(1)，下端设置有第二温控投切装置(4)；呼吸口(1)通过第二温控投切装置(4)与第二干燥室(17)中心设置的第二呼吸管(16)连通，呼吸口(1)依次通过呼吸连接管(6)和第一温控投切装置(8)与第一干燥室(21)中心设置的第一呼吸管(10)连通；
第一温控投切装置(8)和第二温控投切装置(4)均包括投切活塞，以及分别设置在投切活塞下端和上端的记忆弹簧和复位弹簧；当干燥室加热时，对应温控投切装置的记忆弹簧受热后带动投切活塞，封堵对应干燥室与呼吸口(1)的呼吸通路，加热完毕后，投切活塞由复位弹簧还原至初始状态。
2.根据权利要求1所述的一种双干燥室纵向排布的温控投切免维护吸湿器，其特征在于，第一温控投切装置(8)包括第一记忆弹簧(9)、第一投切活塞(19)和第一复位弹簧(18)；中间法兰(7)下端中部向下形成第一凸起壳体伸入到第一干燥室(21)内；第一凸起壳体内设置有第一活塞腔体，第一活塞腔体的上端中央设置有第一复位弹簧(18)，下端中央设置有第一记忆弹簧(9)，第一活塞腔体内滑动设置第一投切活塞(19)；第一投切活塞(19)的中部开孔，第一活塞腔体的上端对应第一投切活塞(19)的部分开设有第一呼吸孔(30)；第一呼吸孔(30)与呼吸连接管(6)连通。
3.根据权利要求1所述的一种双干燥室纵向排布的温控投切免维护吸湿器，其特征在于，呼吸连接管(6)同轴间隙设置在第二呼吸管(16)中间。
4.根据权利要求3所述的一种双干燥室纵向排布的温控投切免维护吸湿器，其特征在于，上法兰(15)下端中部向下形成第二凸起壳体伸入到第二干燥室(17)内，呼吸连接管(6)同轴穿过第二凸起壳体设置；
第二温控投切装置(4)包括依次套设在呼吸连接管(6)上的第二记忆弹簧(31)、第二投切活塞(32)和第二复位弹簧(33)；
第二凸起壳体内设置有第二活塞腔体，第二活塞腔体的上端中央设置有第二复位弹簧(33)，下端中央设置有第二记忆弹簧(31)，第二投切活塞(32)间隙设置在第二活塞腔体内；第二活塞腔体的上端对应第二投切活塞(32)的部分开设有第二呼吸孔(34)，下端对应间隙的部分开设有第三呼吸孔(35)；第二呼吸孔(34)与呼吸口(1)连通，第三呼吸孔(35)与第二呼吸管(16)连通。
5.根据权利要求1所述的一种双干燥室纵向排布的温控投切免维护吸湿器，其特征在于，第一干燥室(21)和第二干燥室(17)均包括设置在外部的冷凝罩(20)，设置在对应法兰之间的吸湿硅胶和加热装置(23)，吸湿硅胶外部包裹有过滤网(25)；加热装置(23)由设置在冷凝罩(20)外部的控制盒(5)控制。
6.根据权利要求1所述的一种双干燥室纵向排布的温控投切免维护吸湿器，其特征在于，导水进气管(11)均匀排布在中间法兰(7)上，中间法兰(7)上端在导水进气管(11)与第二干燥室(17)连通一端的位置上对应设置有凹陷的集水槽(28)，多个集水槽(28)通过环形的干燥室导水槽(29)连通。
7.根据权利要求1所述的一种双干燥室纵向排布的温控投切免维护吸湿器，其特征在于，下法兰(12)上端设置有与总出水口(26)连通的下法兰导水槽(27)；下法兰导水槽(27)呈环形设置，横截面呈倒锥形或倒梯形，且与导水进气管(11)导通。
8.根据权利要求1所述的一种双干燥室纵向排布的温控投切免维护吸湿器，其特征在于，下法兰(12)外部设置有油杯(13)，油杯(13)的一端与进气口(24)连通，另一端经下法兰呼吸孔(36)与第一干燥室(21)以及导水进气管(11)连通。
9.根据权利要求1所述的一种双干燥室纵向排布的温控投切免维护吸湿器，其特征在于，下法兰(12)外部设置有出水电磁阀(22)，出水电磁阀(22)的输出端与总出水口(26)连通。
10.根据权利要求1所述的一种双干燥室纵向排布的温控投切免维护吸湿器，其特征在于，上盖(3)外部对应呼吸口(1)的连接通道设置有压力传感器(2)和压力释放电磁阀(14)，压力传感器(2)的输出端经控制盒(5)连接到压力释放电磁阀(14)的控制端；压力传感器(2)的采集口和压力释放电磁阀(14)的输入口均与呼吸口(1)连通。
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