CN109696542A - 一种提高油气融合速率的压气装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种提高油气融合速率的压气装置,包括筒体、连接座、顶盖、活塞、涡轮、观察窗、进/取油口、进气口、输气管道和压力传感器,活塞顶面设置有用于放置重物的环形凹槽,压力传感器的测试端延伸至活塞与筒体底面之间,本发明利用长螺旋状输气管道增加气‑液接触面积,通过内置小型涡轮增加气‑液两相扰动程度,从而降低气‑液膜面阻力并增加气‑液界面大小,同时利用承重活塞增加气‑液界面压力,能够有效提高故障特征气体在变压器油中的溶解速率,筒体侧壁安装有压力传感器,可以实时监测筒体内部气体压力的大小,便于计算气体的溶解量。
Description
技术领域
本发明涉及气体溶解装置,尤其涉及一种提高油气融合速率的压气装置。
背景技术
大型油浸式电力变压器是输变电系统的核心设备,当其发生故障或损坏时将会威胁电网的稳定与安全运行,甚至引发严重的安全事故,给人民生命财产带来重大危害。
油浸式电力变压器油纸绝缘系统中的变压器油和绝缘纸长期工作在过热、局部放电和机械应力等环境下会发生裂解并产生一些故障特征气体,如H2、CO、CO2、CH4、C2H6、C2H4、C2H2等,这些气体会溶解在变压器油中,准确检测变压器油中溶解的故障特征气体以及气体的溶解量是实现油浸式电力变压器早期潜伏性故障诊断的关键。
在变压器油溶解气体原位检测试验中,将故障气体通过注射器注入到装有变压器油的玻璃瓶中获取溶解故障气体的变压器油,以模拟现场变压器油溶解气体的状态,并对其进行检测,但是该方法操作困难且效率低下,无法满足大量实验的需求。此外,对于从现场运行变压器取油口获得的真实变压器油的检测成本较高,获取不同状态样品的周期较长,一般需要等到变压器发生故障进行检修时才可获取,并且样品数量较少,无法获知气体的溶解量。
发明内容
本发明提供一种提高油气融合速率的压气装置,提高故障特征气体在变压器油中的溶解速率,以解决故障气体溶解效率低,无法确定气体溶解量的问题。
本发明提供一种提高油气融合速率的压气装置,包括:
筒体,筒体的底部密封设置,筒体顶部设置有环形的连接座,连接座上设置有与其相互匹配的顶盖,顶盖可密封筒体顶部;
筒体内设置有活塞,活塞与筒体底面之间设置有涡轮,靠近涡轮的筒体侧壁设置有透明的观察窗,靠近观察窗的筒体侧壁开设有进/取油口和进气口,进气口于筒体内的一端连接有输气管道,输气管道在筒体内的底部呈螺旋状分布,输气管道上设置有多个出气口;
活塞顶面设置有用于放置重物环形凹槽,环形凹槽中部开设有用于提起活塞的螺纹孔;
筒体侧壁设置有压力传感器,压力传感器的测试端延伸至活塞与筒体底面之间,可测量活塞与筒体底面之间的压力。
根据本发明的一个实施例,连接座与顶盖之间设置有密封垫圈。
根据本发明的一个实施例,连接座和顶盖开设有螺纹通孔,连接座与顶盖通过螺纹通孔以螺栓固定连接。
根据本发明的一个实施例,顶盖上设置有用于提起顶盖的把手。
根据本发明的一个实施例,与筒体内壁接触的活塞侧壁设置有耐磨圈和两组活塞密封圈。
根据本发明的一个实施例,活塞与筒体底面之间设置有两组涡轮,涡轮的旋转平面与观察窗垂直。
根据本发明的一个实施例,靠近观察窗的筒体侧壁开设有多个进气口。
根据本发明的一个实施例,筒体内壁和活塞表面均电镀金属铬。
本发明提供的提高油气融合速率的压气装置,利用长螺旋状输气管道增加气-液接触面积,通过内置小型涡轮增加气-液两相扰动程度,从而降低气-液膜面阻力并增加气-液界面大小,同时利用承重活塞增加气-液界面压力,能够有效提高故障特征气体在变压器油中的溶解速率,筒体侧壁安装有压力传感器,可以实时监测筒体内部气体压力的大小,便于计算气体的溶解量。
附图说明
图1为本发明实施例提供的提高油气融合速率的压气装置的结构示意图;
图2为本发明实施例提供的提高油气融合速率的压气装置的应用示意图。
图中标号表示:
1-筒体,2-连接座,3-顶盖,4-活塞,5-涡轮,6-观察窗,7-进/取油口,8-进气口,9-输气管道,10-环形凹槽,11-螺纹孔,12-压力传感器,13-密封垫圈,14-螺栓,15-把手,16-耐磨圈,17-活塞密封圈,18-真空泵,19-注油箱,20-气瓶。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
参见图1,为本发明实施例提供的提高油气融合速率的压气装置的结构示意图,该压气装置包括:
筒体1,筒体1的底部密封设置,筒体1顶部设置有环形的连接座2,连接座2上设置有与其相互匹配的顶盖3,顶盖3可密封筒体1顶部。
本发明实施例提供的筒体1、连接座2和顶盖3由304不锈钢(含铬量大于18%,含镍量大于8%)制作而成,加工性能好,韧性高,抗腐蚀性优良。筒体1的外径为110mm,内径为100mm,壁厚5mm,筒体1的底部厚度为8mm,筒体1的内壁电镀金属铬,以提高筒体内壁的抗腐蚀性能。
环形的连接座2的外径为200mm,内径为100mm,厚度为12mm,为了提升连接座2和顶盖3的连接强度,在连接座2和顶盖3均匀开设有8个直径为6mm的螺纹通孔,连接座2与顶盖3通过螺纹通孔以螺栓14固定连接。此外,为了进一步提升连接座2与顶盖3之间的密封性,在连接座2与顶盖3之间设置密封垫圈13。
顶盖3位直径200mm,厚度8mm的圆盘,顶盖3上设置有便于提起顶盖3的把手15,把手15为拱形,高度为50mm。
筒体1内设置有活塞4,活塞4与筒体1底面之间设置有涡轮5,靠近涡轮5的筒体1侧壁设置有透明的观察窗6,靠近观察窗6的筒体1侧壁开设有进/取油口7和进气口8,进气口8于筒体1内的一端连接有输气管道9,输气管道9在筒体1内的底部呈螺旋状分布,输气管道9上设置有多个出气口。
透明的观察窗6用于观察筒体1内的油位,本发明实施例中,观察窗6在筒体1的侧壁上相对设置有2个,且相互平行,观察窗6为圆形,直径为15mm,观察窗6的中心与筒体1的底面距离为30mm,观察窗6上设置有刻度。
本发明实施例中,活塞4与筒体1底面之间设置有两组涡轮5,涡轮5的直径为15mm,用于增加气-液两相扰动程度,从而降低气-液膜面阻力并增加气-液界面大小。涡轮5的中心与筒体1底面的距离为30mm,两组涡轮5的旋转平面与观察窗6垂直。
活塞4顶面设置有用于放置重物的环形凹槽10,环形凹槽10中部开设有用于提起活塞4的螺纹孔11。
活塞4的截面为倒E形结构,表面电镀金属铬,以提高活塞4的抗腐蚀性能,活塞4的外部直径为100mm,高度为50mm。环形凹槽10的外径为78mm,内径为18mm,深度为44mm,用于防止重物以增加筒体1内的气-液界面压力,以提高气体在油中的溶解度,也可以放置低温液体,如冰水。
螺纹孔11用于连接起吊设备将活塞4提起,螺纹孔11的直径为12mm,深度为15mm。
本发明实施例中,与筒体1内壁接触的活塞4侧壁设置有耐磨圈16和两组活塞密封圈17,活塞密封圈17用于密封筒体1内的气体,耐磨圈16用于减缓活塞4侧壁与筒体1内壁之间的摩擦,耐磨圈16和活塞密封圈17材质为丁晴橡胶,具有良好的耐油性(尤其是烷烃油)、耐磨性、气密性、耐热性、粘接力和耐老化性。
进/取油口7用于向筒体1内充油,如变压器油,或者,取油,如油气混合样品,此外,进/取油口7还用于连接真空泵对筒体1内部抽气。
进气口8用于与气瓶连通向筒体1内充气,本发明实施例中,靠近观察窗6的筒体1侧壁相对开设有两个进气口8,且分别与长300mm,外径为3mm,内径为2mm的输气管道9连通,输气管道9上的出气口的直径小于变压器油的分子直径。
筒体1侧壁设置有压力传感器12,压力传感器12的测试端延伸至活塞4与筒体1底面之间,可测量活塞4与筒体1底面之间的压力。
压力传感器12用于实时监测筒体1内部气体压力,从而推算气体在油中的溶解量,压力传感器12的测试端与筒体1底面之间的距离为40mm。
参见图2,为本发明实施例提供的提高油气融合速率的压气装置的应用示意图。
实际使用时,首先将真空泵18和注油箱19分别与进/取油口连通,将气瓶20分别与两个进气口8连通,关闭所有阀门。
将活塞4提起并固定,使活塞4的底面与筒体1的底面距离为60mm。
打开进/取油口7的阀门和真空泵18对筒体1内抽气,待压力传感器12的读数为-1bar时,依次关闭进/取油口7的阀门和真空泵18。
打开注油箱19的阀门和进/取油口7的阀门,向筒体1内充油至观察窗6的中部,然后依次关闭进/取油口7的阀门和注油箱19的阀门。
依次打开气瓶20的阀门和2个进气口8的阀门,向筒体1内充气至压力传感器12的读数为4bar,然后依次关闭2个进气口8的阀门和气瓶20的阀门。
开启两组涡轮5,向环形凹槽10内注入冰水混合物,释放活塞4,盖上顶盖3,用8跟直径为6mm,长度为50mm的螺栓将顶盖3与连接座2连接固定。
每隔5min读取并记录压力传感器12的示数和观察窗6上的气-液面位置,计算气体的溶解量。
综上所述,本发明提供一种提高油气融合速率的压气装置,包括筒体、连接座、顶盖、活塞、涡轮、观察窗、进/取油口、进气口、输气管道和压力传感器,活塞顶面设置有用于放置重物的环形凹槽,压力传感器的测试端延伸至活塞与筒体底面之间,本发明利用长螺旋状输气管道增加气-液接触面积,通过内置小型涡轮增加气-液两相扰动程度,从而降低气-液膜面阻力并增加气-液界面大小,同时利用承重活塞增加气-液界面压力,能够有效提高故障特征气体在变压器油中的溶解速率,筒体侧壁安装有压力传感器,可以实时监测筒体内部气体压力的大小,便于计算气体的溶解量。
以上所述的本发明的具体实施方式并不构成对本发明保护范围的限定。
Claims (8)
1.一种提高油气融合速率的压气装置,其特征在于,包括:
筒体(1),筒体(1)的底部密封设置,筒体(1)顶部设置有环形的连接座(2),连接座(2)上设置有与其相互匹配的顶盖(3),顶盖(3)可密封筒体(1)顶部;
筒体(1)内设置有活塞(4),活塞(4)与筒体(1)底面之间设置有涡轮(5),靠近涡轮(5)的筒体(1)侧壁设置有透明的观察窗(6),靠近观察窗(6)的筒体(1)侧壁开设有进/取油口(7)和进气口(8),进气口(8)于筒体(1)内的一端连接有输气管道(9),输气管道(9)在筒体(1)内的底部呈螺旋状分布,输气管道(9)上设置有多个出气口;
活塞(4)顶面设置有用于放置重物的环形凹槽(10),环形凹槽(10)中部开设有用于提起活塞(4)的螺纹孔(11);
筒体(1)侧壁设置有压力传感器(12),压力传感器(12)的测试端延伸至活塞(4)与筒体(1)底面之间,可测量活塞(4)与筒体(1)底面之间的压力。
2.根据权利要求1所述的提高油气融合速率的压气装置,其特征在于,连接座(2)与顶盖(3)之间设置有密封垫圈(13)。
3.根据权利要求1所述的提高油气融合速率的压气装置,其特征在于,连接座(2)和顶盖(3)开设有螺纹通孔,连接座(2)与顶盖(3)通过螺纹通孔以螺栓(14)固定连接。
4.根据权利要求1所述的提高油气融合速率的压气装置,其特征在于,顶盖(3)上设置有用于提起顶盖(3)的把手(15)。
5.根据权利要求1所述的提高油气融合速率的压气装置,其特征在于,与筒体(1)内壁接触的活塞(4)侧壁设置有耐磨圈(16)和两组活塞密封圈(17)。
6.根据权利要求1所述的提高油气融合速率的压气装置,其特征在于,活塞(4)与筒体(1)底面之间设置有两组涡轮(5),涡轮(5)的旋转平面与观察窗(6)垂直。
7.根据权利要求1所述的提高油气融合速率的压气装置,其特征在于,靠近观察窗(6)的筒体(1)侧壁开设有多个进气口(8)。
8.根据权利要求1所述的提高油气融合速率的压气装置,其特征在于,筒体(1)内壁和活塞(4)表面均电镀金属铬。
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Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190430 |
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