CN108627601A - 用于油色谱在线监测的油喷淋真空脱气装置及使用方法 - Google Patents

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杨俊海
张国栋
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Abstract

本发明公开了一种用于油色谱在线监测的油喷淋真空脱气装置及使用方法，涉及色谱法将材料分离领域，包括用于脱气的脱气缸,所述脱气缸设有用于进油的进油口和用于排油的回油口，还包括用于实现脱气缸负压的真空泵和用于实现循环油的循环电磁阀，所述进油口和回油口通过设有循环电磁阀的管路连接，所述进油口处连接喷淋结构。在使用时，先将脱气缸内部压力抽至完全真空负压状态，再注入变压器油，接着进行多次循环，抽过滤的气体，完成浓度检测工作，最后回收油样。本发明的有益效果是，提高了脱气效率，缩短了脱气时间；将脱气缸的内部底端侧面设置成倒锥形面，不仅仅可以有效减少残油体积，还可以避免将脱气缸内侧底部沉积的杂质抽入管路。

Description

用于油色谱在线监测的油喷淋真空脱气装置及使用方法
技术领域
本发明涉及色谱法将材料分离领域，特别是一种用于油色谱在线监测的油喷淋真空脱气装置及使用方法。
背景技术
目前，国内外都没有直接检测变压器油中溶解气体含量的技术，无论是实验室检测设备还是现场安装的在线检测设备必须将溶解在变压器油中的气体脱出后再进行测量。从变压器油中脱出溶解气体是实现快速检测、准确计量的关键和必要前提。最常用的变压器油中脱出溶解气体技术真空脱气法有往复抽拉波纹管或活塞式和磁力驱动搅拌式，均存在结构复杂、脱气时间长、脱气效率低等缺点。
发明内容
本发明的目的是缩短变压器油脱气时间和提高脱气效率，设计了一种用于油色谱在线监测的油喷淋真空脱气装置及使用方法。
实现上述目的本发明的技术方案为，一种用于油色谱在线监测的油喷淋真空脱气装置，包括用于脱气的脱气缸,所述脱气缸设有用于进油的进油口和用于排油的回油口，还包括用于实现脱气缸负压的真空泵和用于实现循环油的循环电磁阀，所述进油口和回油口通过设有循环电磁阀的管路连接，所述进油口处连接喷淋结构。
进一步的，所述脱气缸内的底端侧面设置成倒锥形面，所述回油口设置在倒锥形面上。
进一步的，所述脱气缸包括缸体和缸盖，所述缸盖设有密集分布的数个通孔形成喷淋结构。
进一步的，所述喷淋结构为花洒。
进一步的，还包括真空电磁阀和用于过滤油雾的过滤器，所述真空泵通过设有真空电磁阀和过滤器的管道与脱气缸连接。
进一步的，所述脱气缸的外侧设有加热器和用于检测脱气缸内温度的温度传感器，所述加热器通过PID控制器控制连接。
进一步的，所述脱气缸内设有用于监测油位的液位传感器。
进一步的，所述循环电磁阀和进油口之间的管道上依次设有油泵和止逆电磁阀，所述循环电磁阀和油泵之间的管道设置成三通管A，所述三通管A的另一个管道出口处设有进油阀；所述油泵和止逆电磁阀间的管道设置成三通管B，所述三通管B的另一个管道出口处设有出油阀。
进一步的，所述脱气缸内还设有旋转的过滤网组件，所述喷淋结构正对过滤网组件，所述过滤网组件包括旋转的转杆、环绕在转杆外侧的圆柱形支架和设置在圆柱形支架上的过滤网。
一种用于油色谱在线监测的油喷淋真空脱气装置的使用方法，包括以下步骤：
A、利用真空泵将脱气缸内部压力抽至负压状态；
B、向脱气缸内注入适量的油；
C、将脱气缸内的油通过循环管路进行多次喷淋，使油与脱气缸内顶部的负压环境充分接触，加快溶解气体从油中向负压区域进行扩散；
D、利用真空泵将脱气缸内的气体抽出并送入检测器，完成浓度检测工作。
E、将脱气后的油样抽出。
本发明的有益效果是：
设计了一种新的将变压器油中的溶解气体从变压器油中扩散出来的装置和方法，大大的简化了原往复抽拉波纹管等装置和方法，提高了脱气效率，缩短了脱气时间；设计了与其相匹配的管道，管道在使用的时候，清楚简洁易懂；将脱气缸的内部底端侧面设置成倒锥形面，不仅仅可以有效减少残油体积，还可以避免将脱气缸内侧底部沉积的杂质抽入管路；设计了过滤网组件，提高油样的流速，加大扩散的速度，也避免了油样以及脱气气体集中于喷淋结构的喷口处，影响扩散效果。
附图说明
图1是本发明油喷淋真空脱气装置的结构示意图；
图2是本发明带有过滤网组件的油喷淋真空脱气装置的结构示意图；
图3是本发明过滤网组件的局部结构示意图；
图4是图3的左视结构示意图。
以上各图中，1、脱气缸；101、缸体；102、缸盖；2、进油口；3、回油口；4、真空泵；5、循环电磁阀；6、喷淋结构；7、真空电磁阀；8、过滤器；9、加热器；10、温度传感器；11、液位传感器；12、油泵；13、止逆电磁阀；14、进油阀；15、出油阀；16、过滤网组件；161、转杆；162、圆柱形支架；163、过滤网。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下：
本申请的原理是，变压器油中脱出溶解气体的实质是溶解气体从变压器油中向真空区域进行扩散并趋于平衡的过程。在相同体积、温度、和压力条件下，接触面积越大，溶解气体的扩散速度越快，到达扩散平衡所需的时间越短。因此，可以通过增大变压器油与真空区域的接触面积，来缩短脱气时间和提高脱气效率。
一种用于油色谱在线监测的油喷淋真空脱气装置，如图1所示，包括用于脱气的脱气缸1,脱气缸1设有用于进油的进油口2和用于排油的回油口3，本申请的重点在于，还包括真空泵4和循环电磁阀5，其中，真空泵4用于实现脱气缸1内腔处于负压状态，最好是真空状态；循环电磁阀5用于实现脱气缸1内变压器油循环流动，进油口2和回油口3通过设有循环电磁阀5的管路连接，进油口2处连接喷淋结构6，即循环电磁阀5使变压器油多次流动，喷淋到脱气缸1内的负压空腔内，使溶解气体从变压器油中向真空区域进行多次扩散，提高扩散出来的效果。
本申请的另一个重点在于，脱气缸1的内部底端侧面设置成倒锥形面，其形状可以是倒置的圆锥形，也可以是倒置的圆台形，在此不做具体的限定。回油口3设置在倒锥形面上，相比于平底接口，可以有效减少9/16的残油体积，除此之外，还可以避免将脱气缸1内侧底部沉积的杂质抽入管路。
本申请的喷淋结构6可有多种设计方案，其一，脱气缸1包括缸体101和缸盖102，在缸盖102设有密集分布的数个通孔，进油口2连接通孔，高压变压器油从进油口2流出后，通过通孔，形成喷淋结构6。其二，直接在进油口2处连接一个花洒。高压变压器油通过喷淋结构6形成雾状，脱气时被监测油样喷淋在脱气缸装置中，增大了变压器油与真空区域的接触面积，进而缩短了脱气时间和提高脱气效率。
为了避免油雾污染检测器，在脱气缸1的上方连接了真空电磁阀7和用于过滤油雾的过滤器8，真空泵4通过设有真空电磁阀7和过滤器8的管道与脱气缸1连接，过滤器8可以过滤掉脱出气体的油雾成分。
脱气缸1的外侧设有加热器9和用于检测脱气缸1内温度的温度传感器10，加热器9通过PID控制器控制连接。通过调节控制温度，来缩短脱气时间和提高脱气效率；在脱气缸1内设有用于监测油位的液位传感器11，该液位传感器11的高度可调节，以用于定量循环变压器油。
为实现供油和回油顺畅，本申请提供了一种管路设计，具体如图1所示，循环电磁阀5和进油口2之间的管道上依次设有油泵12和止逆电磁阀13，循环电磁阀5和油泵12之间的管道设置成三通管A，三通管A的另一个管道出口处设有进油阀14；油泵12和止逆电磁阀13间的管道设置成三通管B，三通管B的另一个管道出口处设有出油阀15。设计的该管路，既能够满足进油，出油，还能够满足变压器油的循环流动。另外，本申请中涉及到的管路可以用3mm不锈钢管路组成。
此外，如图2至图4所示，在脱气缸1内还设有旋转的过滤网组件16，该喷淋结构6正对过滤网组件，过滤网组件16包括旋转的转杆161、环绕在转杆161外侧的圆柱形支架162和设置在圆柱形支架162上的过滤网163。从喷淋结构6喷出的油样，经过高速旋转的过滤网163，提高了油样的流速，加大了其扩散的速度，也避免了油样以及脱气气体集中于喷淋结构6的喷口处，影响扩散效果。
本申请还提供了一种用于油色谱在线监测的油喷淋真空脱气装置的使用方法，包括以下步骤：
A、脱气启动前，循环电磁阀5、油泵12、止逆电磁阀13、进油阀14和出油阀15均处于关闭状态。启动后，首先打开真空泵4和真空电磁阀7，将脱气缸1内部压力抽至完全真空负压状态。
B、打开止逆电磁阀13、进油阀14以及油泵12，油泵12将变压器油由进油口2通过喷淋结构6喷淋至脱气缸1中，直至液位传感器11监测到油位线达到预设值后，关闭止逆电磁阀13、进油阀14和油泵12。
C、打开循环电磁阀5、油泵12和止逆电磁阀13，实现脱气缸1中的变压器油反复喷淋，使变压器油与脱气缸1内顶部真空环境充分接触。大约5分钟后，关闭循环电磁阀5、油泵12和止逆电磁阀13。
D、启动真空泵4和真空电磁阀7将由过滤器8油雾过滤的气体抽出并送入检测器，完成浓度检测工作。
E、打开循环电磁阀5、油泵12和出油阀15将脱气后的油样由回油口3从脱气缸1中抽出并返回变压器中。
另外，整个过程加热器9和温度传感器10一致处于工作状态，将脱气缸1恒定在预定温度。
以上参考了优选实施例对本发明进行了描述，但本发明的保护范围并不限制于此，在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来，且不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的。因此，任何落入权利要求的范围内的所有技术方案均在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于油色谱在线监测的油喷淋真空脱气装置，包括用于脱气的脱气缸(1),所述脱气缸(1)设有用于进油的进油口(2)和用于排油的回油口(3)，其特征在于，还包括用于实现脱气缸(1)负压的真空泵(4)和用于实现循环油的循环电磁阀(5)，所述进油口(2)和回油口(3)通过设有循环电磁阀(5)的管路连接，所述进油口(2)处连接喷淋结构(6)。
2.根据权利要求1所述的用于油色谱在线监测的油喷淋真空脱气装置，其特征在于，所述脱气缸(1)内的底端侧面设置成倒锥形面，所述回油口(3)设置在倒锥形面上。
3.根据权利要求1所述的一种用于油色谱在线监测的油喷淋真空脱气装置，其特征在于，所述脱气缸(1)包括缸体(101)和缸盖(102)，所述缸盖(102)设有密集分布的数个通孔形成喷淋结构(6)。
4.根据权利要求1所述的用于油色谱在线监测的油喷淋真空脱气装置，其特征在于，所述喷淋结构(6)为花洒。
5.根据权利要求1所述的一种用于油色谱在线监测的油喷淋真空脱气装置，其特征在于，还包括真空电磁阀(7)和用于过滤油雾的过滤器(8)，所述真空泵(4)通过设有真空电磁阀(7)和过滤器(8)的管道与脱气缸(1)连接。
6.根据权利要求1所述的用于油色谱在线监测的油喷淋真空脱气装置，其特征在于，所述脱气缸(1)的外侧设有加热器(9)和用于检测脱气缸(1)内温度的温度传感器(10)，所述加热器(9)通过PID控制器控制连接。
7.根据权利要求1所述的用于油色谱在线监测的油喷淋真空脱气装置，其特征在于，所述脱气缸(1)内设有用于监测油位的液位传感器(11)。
8.根据权利要求1所述的用于油色谱在线监测的油喷淋真空脱气装置，其特征在于，所述循环电磁阀(5)和进油口(2)之间的管道上依次设有油泵(12)和止逆电磁阀(13)，所述循环电磁阀(5)和油泵(12)之间的管道设置成三通管A，所述三通管A的另一个管道出口处设有进油阀(14)；所述油泵(12)和止逆电磁阀(13)间的管道设置成三通管B，所述三通管B的另一个管道出口处设有出油阀(15)。
9.根据权利要求1所述的用于油色谱在线监测的油喷淋真空脱气装置，其特征在于，所述脱气缸(1)内还设有旋转的过滤网组件(16)，所述喷淋结构(6)正对过滤网组件，所述过滤网组件(16)包括旋转的转杆(161)、环绕在转杆(161)外侧的圆柱形支架(162)和设置在圆柱形支架(162)上的过滤网(163)。
10.一种用于油色谱在线监测的油喷淋真空脱气装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、利用真空泵(4)将脱气缸(1)内部压力抽至负压状态；
B、向脱气缸(1)内注入适量的油；
C、将脱气缸(1)内的油通过循环管路进行多次喷淋，使油与脱气缸(1)内顶部的负压环境充分接触，加快溶解气体从油中向负压区域进行扩散；
D、利用真空泵(4)将脱气缸(1)内的气体抽出并送入检测器，完成浓度检测工作。
E、将脱气后的油样抽出。
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