CN109925900B - 一种气体混合装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种气体混合装置，包括具有进气口和出气口的空压机，还包括用于储存混合气体的第一储气罐和第二储气罐，第一储气罐通过第一管路与空压机的进气口相连，第二储气罐通过第二管路与空压机的进气口相连，第一储气罐通过第三管路与空压机的出气口连通，第二储气罐通过第四管路与空压机的出气口连通，第一~第四管路上对应设有控制相应管路通断的第一~第四控制阀，空压机通过第一管路和第四管路将第一储气罐中的气体泵送入第二储气罐中、通过第二管路和第三管路将第二储气罐中的气体泵送入第一储气罐中。利用空压机将两储气罐中的气体来回的循环倒气，可有效加快混合气体的混合速度，不需要长时间静置即可在短时间内达到混合要求。
Description
本申请为下述申请的分案申请，原申请的申请日：2016年10月17日，原申请的申请号：201610900814X，原申请的发明名称：一种气体混合装置。
技术领域
本发明涉及一种气体混合装置。
背景技术
随着电力行业的快速发展，人们迫切追求高压开关的小型化设计，对电力设备绝缘提出了更高的要求。目前，高压开关中的填充介质多采用SF6气体，SF6气体因具有较高的绝缘和灭弧能力，被广泛的应用在电力工业中。但是，SF6气体具有以下缺陷：一是液化温度较高，在高寒地区的冬季寒冷季节使用时，易产生液化现象，对电力设备的安全运行构成严重威胁；二是SF6气体是极强的温室效应气体，其GWP值是等量CO2的23900倍，1997年通过的《京都议定书》将SF6气体列为需全球管制使用的气体；三是对电力设备中的电场不均匀度比较敏感；四是在高温电弧的持续作用下会发生分解。随着环境污染和全球变暖等因素的影响，人们在致力于寻找SF6气体的替代气体。但目前还尚未寻找到能有效替代SF6气体的性能优良的单一绝缘气体，于是人们开始寻求使用SF6混合气体作为绝缘灭弧介质，不仅可以降低绝缘气体的液化温度，而且可以减少SF6气体的使用量。
如申请公布号为CN105699366A的中国发明专利申请中公开了一种SF6混合气体等离子体光谱测量装置及方法，公开了向实验容器提供SF6混合气体的装置，该装置包括一个混合气体储气罐，混合气体储气罐连接有两个气源气瓶，两气源气瓶中装有待混合的气体，混合气体储气罐上设有两个出气口，一个出气口通过充气管路向实验容器供气，在充气管路上设有充气控制阀、空压机和冷凝器，上述充气管路通过主管路与实验容器连通，在充气管路上靠近主管路的位置处设有抽气控制阀，上述的主管路通过气体回收管路与空压机的进气口连通，且在气体回收管路上对应设有回收控制阀和过滤器，并且，在充气管路上于冷凝器和抽气控制阀之间连接有与混合气体储气罐上的另一个出气口连通的回气管路，回气管路上设有回气控制阀。另外，上述的主管路还连接有抽真空管路，抽真空管路上对应设有抽真空控制阀、真空泵及过滤吸收装置。
工作时，首先利用抽真空管路将主管路及实验容器抽真空，而且，打开抽气控制阀、回气控制阀，利用充气管路的管路段将混合气体储气罐抽真空，然后由两气源气瓶向混合气体储气罐中充气，静置24小时，使气体充分混合。在向实验容器充气时，打开充气控制阀、抽气控制阀，使充气管路与主管路连通，空压机工作，将混合气体储气罐中的混合气体泵送入实验容器中。在实验完成后，打开回收控制阀和回气控制阀，利用与空压机的进气口连通的气体回收管路，将实验容器中的混合气体送入混合气体储气罐中，实现回收利用，在气体回收管路上设有过滤器，这样可以对实验气体进行过滤。
目前开展的混合气体研究主要有SF6气体N2、CF4、CO2及CF3I等气体在不同压强不同比例下的试验研究。而在进行研究的过程中，为了得到准确的绝缘性能试验的工作量及操作过程是及其繁琐耗时，极大地制约了研究的进展，通常对一组新的混合气体，在一般混合情况下，需要静置4小时以上，有的大容器甚至需要一天的静置时间。这是因为在做混合气体介质耐压击穿时，局部混合的不充分极大地影响实验结果的可靠性，所以，必须保证其充分混合。但现有的这种静置混合的做法过于浪费时间，严重影响实验进度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种气体混合装置，以解决现有技术中依靠自然静置来实现混合储气罐中的气体时静置时间过长的技术问题。
为实现上述目的，本发明所提供的气体混合装置的技术方案是：一种气体混合装置，包括具有进气口和出气口的空压机，还包括用于储存混合气体的第一储气罐和第二储气罐，第一储气罐通过第一管路与空压机的进气口相连，第二储气罐通过第二管路与空压机的进气口相连，第一储气罐通过第三管路与空压机的出气口连通，第二储气罐通过第四管路与空压机的出气口连通，第一~第四管路上对应设有控制相应管路通断的第一~第四控制阀，空压机通过第一管路和第四管路将第一储气罐中的气体泵送入第二储气罐中、通过第二管路和第三管路将第二储气罐中的气体泵送入第一储气罐中，使用时，利用空压机将混合气体在第一储气罐和第二储气罐之间来回倒气以实现快速混合。
所述第二管路上于所述第二控制阀和所述空压机的进气口之间的管路段上连接有用于与实验容器接口相连的接口管路，接口管路上设有接口控制阀，第二管路上于所述接口管路和所述空压机的进气口之间的管路段上设有气体回收控制阀，第二管路上于所述接口管路和所述气体回收控制阀之间的管路段上连接有供气管路，该供气管路与所述空压机的出气口连通，供气管路上设有供气控制阀。
所述第二管路上于所述气体回收控制阀和所述空压机的进气口之间的管路段上设有过滤器。
所述供气管路上于所述第二管路和供气控制阀之间的管路段上连接有抽真空管路，抽真空管路上设有真空泵和抽真空管路控制阀。
所述抽真空管路上于所述真空泵和抽真空管路控制阀之间的管路段上连接有气体回收管路，气体回收管路与第一管路连通，所述第一管路上于第一储气罐和气体回收管路之间的管路段上设有所述的第一控制阀，第一管路上于所述气体回收管路和所述空压机的进气口之间的管路段上设有第五控制阀。
所述抽真空管路上于所述供气管路和所述真空泵之间设有第六控制阀。
所述第三管路和第四管路具有共用管路段，该共用管路段与所述空压机的出气口连通，共用管路段上设有共用控制阀，第三管路包括所述的共用管路段和与共用管路段连通的第三支路段，第三支路段与所述第一储气罐连通，第三控制阀设置在第三支路段上，第四管路包括所述的共用管路段和与共用管路段连通的第四支路段，第四支路段与所述第二储气罐连通，第四控制阀设置在第四支路段上，所述共用管路段上于所述空压机的出气口和共用控制阀之间的管路段与所述供气管路连通以使得供气管路与所述空压机的出气口连通。
所述第一储气罐通过进气管路连通有至少两个气源气瓶。
本发明的有益效果是：本发明所提供的气体混合装置中，配置有两个用于储存混合气体的储气罐，而且，第一储气罐通过第一管路与空压机的进气口相连，第一储气罐通过第三管路与空压机的出气口连通，第二储气罐通过第二管路与空压机的进气口相连，第二储气罐通过第四管路与空压机的出气口连通，在将混合气体充入第一储气罐中时，利用空压机将第一储气罐中的气体泵送入第二储气罐中，然后再利用空压机将第二储气罐中的混合气体泵送入第一储气罐中，这样来回的循环倒气，可有效加快混合气体的混合速度，将需要混合的气体快速均匀混合，不需要长时间静置即可在短时间内达到混合要求。
进一步地，实现来回循环倒气的空压机的出气口通过供气管路、第二管路与接口管路连通，这样该空压机可以实现正常的供气操纵。而且，该空压机的进气口通过第二管路与接口管路连通，可以利用空压机对实验容器进行正常的气体回收操作。利用该空压机实现倒气、供气及气体回收的操作，可有效降低成本，简化整个气体混合装置的结构。
进一步地，供气管路上于第二管路和供气控制阀之间的管路段上设有抽真空管路，这样，可以利用该抽真空管路、第二管路及接口管路对实现容器进行抽真空操作。
进一步地，抽真空管路上于真空泵和抽真空管路控制阀之间的管路段上连接有气体回收管路，该气体回收管路与第一管路连通，在真空泵工作且抽真空管路控制阀关闭时，由于抽真空管路通过供气管路、第二管路与接口管路连通，可利用真空泵将实验容器中的气体回收至第一储气罐中，实现气体回收。
附图说明
图1为本发明所提供的气体混合装置的一种实施例的结构原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
本发明所提供的气体混合装置的具体实施例，如图1所示，该实施例中的气体混合装置包括用于储存混合气体的第一储气罐3和第二储气罐9，其中，第一储气罐3通过充气管路101连接有两个气源气瓶1，两气源气瓶中装配有待混合的气体，而且，在充气管路101上还配置有充气控制阀11，并配置有相应的第一气体流量计31来检测两个气源气瓶1向第一储气罐3中冲入的气体流量。
本实施例中，气体混合装置包括具有进气口和出气口的空压机6，该空压机6不仅用于正常的向实验容器供气的操作，还在两个储气罐中来回倒气，从而加快气体混合，具体来说，第一储气罐3通过第一管路102与空压机6的进气口相连，第二储气罐9通过第二管路107与空压机6的进气口相连，第一储气罐3通过第三管路与空压机6的出气口连通，第二储气罐9通过第四管路与空压机的出气口连通。第一管路102上设有控制相应管路通断的第一控制阀12，第二管路107上设有控制相应管路通断的第二控制阀20，第三管路上设有控制相应管路通断的第三控制阀21，第四管路上设有控制相应管路通断的第四控制阀22。
空压机6通过第一管路102和第四管路将第一储气罐3中的气体泵送入第二储气罐9中，通过第二管路107和第三管路将第二储气罐9中的气体泵送入第一储气罐3中，从而实现气体在两个储气罐之间的来回倒气，加快混合速度。
实际上，此处的第三管路和第四管路具有共用管路段106，该共用管路段106与空压机6的出气口连通，而且，在共用管路段106上设有共用控制阀23，第三管路包括上述的共用管路段106和与共用管路段106连通的第三支路段110，第三支路段110与第一储气罐3连通，第三控制阀21设置在第三支路段110上，第三支路段110上还设有第二气体流量计32，第四管路包括上述的共用管路段106和与共用管路段106连通的第四支路段109，第四支路段109与第二储气罐9连通，第四控制阀22设置在第四支路段109上。
需要说明的是，上述的空压机6不仅在两个储气罐之间进行来回倒气，还实现向实验容器的正常供气。
第二管路107上于第二控制阀20和空压机6的进气口之间的管路段上连接有用于与实验容器接口相连的接口管路108，接口管路108上设有接口控制阀19。
第二管路107上于接口管路108和空压机6的进气口之间的管路段上设有气体回收控制阀18和过滤器8。
在第二管路107上于气体回收控制阀18和接口管路108之间的管路段上设有第四气体流量计34。
第二管路107上于接口管路108和气体回收控制阀18之间的管路段上连接有供气管路105，该供气管路105与空压机6的出气口连通，供气管路105上设有供气控制阀17。实际上，共用管路段106上于空压机6的出气口和共用控制阀23之间的管路段与供气管路105连通以使得供气管路105与空压机6的出气口连通。
在供气管路105上于第二管路107和供气控制阀17之间的管路段上连接有抽真空管路104，抽真空管路104上设有真空泵5和抽真空管路控制阀15，在抽真空管路104上还设有过滤吸收装置4，抽真空管路104上于供气管路105和真空泵5之间设有第六控制阀16和第三气体流量计33。并且，抽真空管路104上于真空泵5和抽真空管路控制阀15之间的管路段上连接有气体回收管路103，气体回收管路103与第一管路102连通，第一管路102上于第一储气罐3和气体回收管路103之间的管路段上设有上述的第一控制阀12，第一管路102上于气体回收管路103和空压机3的进气口之间的管路段上设有第五控制阀13，气体回收管路103上设有第七控制阀14。
当需要利用本实施例中的气体混合装置向实验容器输入SF6混合气体时，一个气源气瓶中装入SF6气体，另一个气源气瓶中装入其他的混合气体如氮气等，然后根据需要将设计流量的气体充入第一储气罐3中。
此时，可以选择静置，也可以选择利用空压机6将混合气体在两个储气罐中来回倒气，实现快速混合。
在倒气时，打开第一控制阀12、第五控制阀13及共用控制阀23、第四控制阀22，此时，连通第一储气罐3和空压机6的进气口的第一管路102导通，连通空压机6的出气口与第二储气罐9的第四管路导通，利用空压机将第一储气罐3中的气体倒入第二储气罐9中。然后关闭第一控制阀12、第五控制阀13及共用控制阀23、第四控制阀22，打开第二控制阀20、气体回收控制阀18级共用控制阀23、第三控制阀22，此时，连通第二储气罐9和空压机6的进气口的第二管路107导通，连通空压机6的出气口与第一储气罐3的第三管路导通，利用空压机将第二储气罐9中的气体倒入第一储气罐3中。如此这样，在两储气罐之间来回的进行多次倒气操作，可以有效的加快气体混合效率。
待混合充分后，打开第一控制阀12、第五控制阀13，供气控制阀17及接口控制阀19，此时，气体回收控制阀18关闭，第一管路导通，供气管路与接口管路导通，由空压机6将第一储气罐3中的气体通过供气管路、接口管路泵送入实验容器中。
在实验完成后，需要将气体回收时，本实施例提供了两种回收方式：可以通过空压机6回收，也可通过真空泵5进行回收操作。
当利用空压机进行气体回收时，接口控制阀19、气体回收控制阀18、共用控制阀23打开，第三控制阀和/或第四控制阀打开，此时，空压机6工作，通过接口管路108、第二管路107将实验容器中的气体回收至第一储气罐和/或第二储气罐中。
当利用真空泵进行回收操作时，打开接口控制阀19、第六控制阀16、第七控制阀14、第一控制阀12，而且，抽真空控制阀15关闭，真空泵5工作，将实验容器中的气体回收至第一储气罐1中。
当需要对实验容器或管路进行抽真空操作时，打开接口控制阀19、第六控制阀16及抽真空控制阀15，此时，气体回收管路103上的第七控制阀14关闭，真空泵5工作，进行相应的抽真空操作。
而且，如果将供气控制阀17打开，可利用供气管路对储气罐进行抽真空操作，具体来说，此时可以打开共用控制阀23，第三控制阀和/或第四控制阀，从而实现对第一储气罐3和/或第二储气罐9的抽真空操作。
本实施例中，气体混合装置可以对两个气瓶中的气体进行混合，在其他实施例中，也可以根据实际需要对多个气源气瓶中的气体进行混合。
本实施例中，第三管路和第四管路具有共用管路段，这样可以节省管路。在其他实施例中，也可以将第三管路和第四管路分别设置。
本实施例中，利用抽真空管路实现回收，在其他实施例中，抽真空管路也可以仅用于抽真空操作，不用于气体回收。
本实施例中，空压机既用于实现两个储气罐的来回倒气，也用于实现正常供气及气体回收。在其他实施例中，也可以另外单独设置空压机仅用于实现两个储气罐的来回倒气，此时，可利用申请公布号为CN105699366A的中国发明专利申请中所公开的气体充放及回收装置来实现正常的气体充放和回收。
Claims (6)
1.一种气体混合装置，其特征在于：包括具有进气口和出气口的空压机，还包括用于储存混合气体的第一储气罐和第二储气罐，第一储气罐通过第一管路与空压机的进气口相连，第二储气罐通过第二管路与空压机的进气口相连，第一储气罐通过第三管路与空压机的出气口连通，第二储气罐通过第四管路与空压机的出气口连通，第一~第四管路上对应设有控制相应管路通断的第一~第四控制阀，空压机通过第一管路和第四管路将第一储气罐中的气体泵送入第二储气罐中、通过第二管路和第三管路将第二储气罐中的气体泵送入第一储气罐中，使用时，利用空压机将混合气体在第一储气罐和第二储气罐之间来回倒气以实现快速混合；所述第二管路上于所述第二控制阀和所述空压机的进气口之间的管路段上连接有用于与实验容器接口相连的接口管路，接口管路上设有接口控制阀，第二管路上于所述接口管路和所述空压机的进气口之间的管路段上设有气体回收控制阀，第二管路上于所述接口管路和所述气体回收控制阀之间的管路段上连接有供气管路，该供气管路与所述空压机的出气口连通，供气管路上设有供气控制阀，所述第一储气罐通过充气管路连通有至少两个气源气瓶，充气管路上设置有充气控制阀。
2.根据权利要求1所述的气体混合装置，其特征在于：所述第二管路上于所述气体回收控制阀和所述空压机的进气口之间的管路段上设有过滤器。
3.根据权利要求1所述的气体混合装置，其特征在于：所述供气管路上于所述第二管路和供气控制阀之间的管路段上连接有抽真空管路，抽真空管路上设有真空泵和抽真空管路控制阀。
4.根据权利要求3所述的气体混合装置，其特征在于：所述抽真空管路上于所述真空泵和抽真空管路控制阀之间的管路段上连接有气体回收管路，气体回收管路与第一管路连通，所述第一管路上于第一储气罐和气体回收管路之间的管路段上设有所述的第一控制阀，第一管路上于所述气体回收管路和所述空压机的进气口之间的管路段上设有第五控制阀。
5.根据权利要求4所述的气体混合装置，其特征在于：所述抽真空管路上于所述供气管路和所述真空泵之间设有第六控制阀。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的气体混合装置，其特征在于：所述第三管路和第四管路具有共用管路段，该共用管路段与所述空压机的出气口连通，共用管路段上设有共用控制阀，第三管路包括所述的共用管路段和与共用管路段连通的第三支路段，第三支路段与所述第一储气罐连通，第三控制阀设置在第三支路段上，第四管路包括所述的共用管路段和与共用管路段连通的第四支路段，第四支路段与所述第二储气罐连通，第四控制阀设置在第四支路段上，所述共用管路段上于所述空压机的出气口和共用控制阀之间的管路段与所述供气管路连通以使得供气管路与所述空压机的出气口连通。
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