CN113758146A - 一种油色谱在线监测载气瓶自产载气装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种油色谱在线监测载气瓶自产载气装置，涉及变电站技术领域，包括：空气压缩组件、空气净化组件、液态空气分离组件、载气瓶、智能控制组件、三通阀、油色谱在线监测组件；空气压缩组件的输出端连接空气净化组件，空气净化组件的输出端连接液态空气分离组件，液态空气分离组件与载气瓶连接，载气瓶的输出端与油色谱在线监测组件连接；载气瓶上设置用于检测载气瓶内部压力的压力传感器；压力传感器的输出端连接智能控制组件，智能控制组件的输出端连接第一控制开关和第二控制开关；载气瓶上设置三通阀。本发明对载气瓶内气体压力进行实时监测，及时对载气瓶进行充气，保障油色谱在线监测装置稳定可靠运行。
Description
技术领域
本发明涉及变电站技术领域,具体涉及一种油色谱在线监测载气瓶自产载气装置。
背景技术
随着电网规模的日益扩大，变电站充油式主变高抗油色谱在线监测装置也逐渐增多，充油式主变高抗油色谱在线监测装置已经占据较为重要的地位。油色谱在线监测系统是集控制、测量分析技术于一体的精密设备，且油色谱在线监测装置，能准确地反映数据变化，这成为评判主变高抗运行状况的重要指标之一。变电站充油式主变高抗油色谱在线监测装置因载气气瓶压力过低而无法自动产生载气，导致油色谱在线监测装置停运。
当前，油色谱在线监测装置载气为外部加装氮气瓶，但由于油色谱在线监测装置长期运行使用，载气用量较大，使载气瓶压力不够导致装置停运。因此当需要实时掌握主设备状态时，则需要密切关注载气用量，经常更换载气瓶，增加了变电站运行成本及运行检修人员的工作量。
发明内容
本发明针对上述现有技术的不足，提供一种油色谱在线监测载气瓶自产载气装置。
本发明采用的技术方案是：
一种油色谱在线监测载气瓶自产载气装置，包括：
空气压缩组件、空气净化组件、液态空气分离组件、载气瓶、智能控制组件、三通阀、油色谱在线监测组件；
所述空气压缩组件的输出端连接空气净化组件，所述空气净化组件的输出端连接液态空气分离组件，所述液态空气分离组件与载气瓶连接，所述载气瓶的输出端与油色谱在线监测组件连接；
所述空气压缩组件上设置第一控制开关，所述液态空气分离组件上设置第二控制开关，所述载气瓶上设置用于检测载气瓶内部压力的压力传感器；所述压力传感器的输出端连接智能控制组件，所述智能控制组件的输出端连接第一控制开关和第二控制开关；
所述载气瓶上设置三通阀，所述三通阀的输入端与液态空气分离组件的输出端连接，所述三通阀的第一输出端与载气瓶连接，所述三通阀的第二输出端与油色谱在线监测组件连接。
作为本发明的进一步地技术方案为，所述三通阀的输入端设置第一电磁阀和第一单向阀，所述三通阀的第二输出端设置第二电磁阀和第二单向阀，所述第一电磁阀和第二电磁阀与智能控制组件的输出端连接。
作为本发明的进一步地技术方案为，所述三通阀为3D打印结构。
作为本发明的进一步地技术方案为，所述空气压缩组件包括：气缸盖、气缸、冷却套、连杆和曲轴，所述气缸盖与气缸连接，所述气缸上设置第一开口和第二开口，所述第一开口上设置排气阀，所述第二开口设置进气阀，所述气缸盖与所述第一开口和第二开口所在的气缸一侧扣合，所述气缸盖上设置进气口和排气口，所述气缸内部设置活塞，所述活塞的外侧设置活塞环，所述活塞与连杆连接，所述连杆与曲轴连接并通过曲轴转动而移动。
作为本发明的进一步地技术方案为，所述气缸盖的进气口处设置气体过滤器和单向阀。
作为本发明的进一步地技术方案为，所述液态空气分离组件包括增压室和蒸发室，所述增压室的输入端与空气净化组件连接，所述增压室将空气净化组件输出的空气冷却形成液态空气，所述蒸发室的入口端与增压室连接，所述蒸发室设置加热器，所述蒸发室的上端设置氮气出口，所述氮气出口与输气管道连接。
作为本发明的进一步地技术方案为，所述蒸发室的温度为-195.8°。
本发明还提供一种油色谱在线监测载气瓶自产载气方法，包括以下步骤：
设置于载气瓶的压力传感器检测到载气瓶压力为第一设定值时，空气压缩组件和液态空气分离组件启动，空气压缩组件将外部空气进行压缩并输送给空气净化组件，通过空气净化组件传输至液态空气分离组件，液态空气分离组件对空气进行液化及蒸发分离出氮气，通过输气管道输送给载气瓶；
当载气瓶压力传感器检测到载气瓶压力为第二设定值时，则控制液态空气分离组件和空气压缩组件停止运行，完成载气瓶的自补气。
作为本发明的进一步地技术方案为，所述第一设定值为0.2mpa。
作为本发明的进一步地技术方案为，所述第二设定值为0.6mpa。
本发明的有益效果：
1、本发明载气瓶自产载气装置采用液态空气分离法，液态空气分离组件是载气瓶排气口通过螺母固定，该液态空气分离组件固定螺母可调，可与现场各类型号载气瓶连接。
2，本发明使用液态空气压缩装置采用活塞式压缩装置，将空气压缩供给液态空气分离组件。
3，本发明使用液态空气分离组件，通过给空气加压降温，使其变成液态，然后液体蒸发，由于氮气沸点低，先蒸发出来，再进行冷凝，实现氮气的分离提取；
4，本发明通过压力传感器对载气瓶内气体压力进行实时监测，以便载气瓶内压力降低时，液态空气分离组件能及时对载气瓶进行充气；
5，本发明通过三通阀连接且液态空气分离组件处设置单相阀，防止气体倒灌，保障油色谱在线监测装置稳定可靠运行。
附图说明
图1为本发明的一种用于油色谱在线监测载气瓶自动产载气装置结构示意图。
图2为本发明的活塞式压缩装置结构示意图。
附图标记说明：
1-空气压缩组件，2-空气净化组件，3-液态空气分离组件，4-载气瓶，5-智能控制组件，6-三通阀，7-油色谱在线监测组件；
11-第一控制开关，12-气缸盖，13-气缸，14-活塞，15-连杆，16-曲轴，17-冷却套，18-进气阀，19-排气阀；
61-第一电磁阀，62-第一单向阀，63-第二电磁阀，64-第二单向阀；
141-活塞环；
31-增压室，32-蒸发室，33-加热器，34-氮气出口，35-输气管道。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
需要说明的是，除非另外定义，本发明实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。
参见图1，为本发明提出的一种油色谱在线监测载气瓶自产载气装置结构示意图；
如图1所示，一种油色谱在线监测载气瓶自产载气装置，包括：
空气压缩组件1、空气净化组件2、液态空气分离组件3、载气瓶4、智能控制组件5、三通阀6、油色谱在线监测组件7；
所述空气压缩组件1的输出端连接空气净化组件2，所述空气净化组件2的输出端连接液态空气分离组件3，所述液态空气分离组件3与载气瓶4连接，所述载气瓶4的输出端与油色谱在线监测组件7连接；
所述空气压缩组件1上设置第一控制开关11，所述液态空气分离组件3上设置第二控制开关，所述载气瓶4上设置用于检测载气瓶4内部压力的压力传感器41；所述压力传感器41的输出端连接智能控制组件5，所述智能控制组件5的输出端连接第一控制开关11和第二控制开关；
所述载气瓶4上设置三通阀6，所述三通阀6的输入端与液态空气分离组件3的输出端连接，所述三通阀6的第一输出端与载气瓶4连接，所述三通阀6的第二输出端与油色谱在线监测组件7连接。
本发明实施例中，通过空气压缩组件和空气净化组件对外部空气进行压缩净化得到纯净的压缩空气，通过液态空气分离组件对压缩空气进行液化并分离出氮气，为载气瓶补气，通过载气瓶对油色谱在线监测组件补气，其中智能控制组件用于对载气瓶内的压力进行检测，并对空气压缩组件、空气净化组件及业态空气分离组件进行控制，当载气瓶内的压力低于设定值时，智能控制组件控制空气压缩组件和液态空气分离组件启动产生氮气为载气瓶内补气。
本发明实施例通过设置自产载气，不需要更换载气瓶，通过智能控制组件可自动进行载气瓶自动补气，智能化程度高，且不需要人工干预，实用方便，减少了变电站运行成本及运行检修人员的工作量。
本发明实施例中，三通阀6的输入端设置第一电磁阀61和第一单向阀62，所述三通阀6的第二输出端设置第二电磁阀63和第二单向阀64，所述第一电磁阀61和第二电磁阀63与智能控制组件5的输出端连接。第一电磁阀和第二电磁阀用于对载气瓶补气和充气进行控制，第一单向阀用于防止载气瓶的气体进入液态空气分离组件内，第二单向阀用于防止油色谱在线监测组件中的气体进入载气瓶中，三通阀实现将液态空气分离组件、载气瓶和油色谱在线监测组件的连接，通过第一电磁阀和第二电磁阀进行导通控制，并通过第一单向阀和第二单向阀对导通方向进行控制，安装控制方便。
其中，三通阀6为3D打印结构，组件尺寸为标准孔距，主要功能是与各型号载气瓶接口连接。
参见图2，为本发明的活塞式压缩装置结构示意图。
如图2所示，空气压缩组件1包括：气缸盖12、气缸13、活塞14、连杆15和曲轴16，所述气缸盖12与气缸13连接，所述气缸13上设置第一开口和第二开口，所述第一开口设置进气阀18，所述第二开口上设置排气阀19，所述气缸盖12与所述第一开口和第二开口所在的气缸13一侧扣合，所述气缸盖12上设置进气口P1和排气口P2，所述气缸13内部设置活塞14，所述活塞14的外侧设置活塞环141，所述活塞14与连杆连接，所述连杆15与曲轴16连接并通过曲轴16转动而移动。所述气缸外侧设置冷却套17，曲轴通过驱动电机驱动实现转动，第一控制开关用于对驱动电机的启停进行控制，第一的控制开关为电磁继电器，通过智能控制组件连接实现自动启停。
本发明实施例中，空气压缩组件采用活塞式压缩装置，其压缩原件是以一个活塞为主体，在气缸内做往复运动，达到将空气压缩的目的。
其中在气缸盖12的进气口处设置气体过滤器和单向阀。通过气体过滤器对空气中的杂质进行过滤，单向阀防止气缸压缩时压缩空气被排除气缸外部，保证压缩空气从排气口排出至空气净化组件中。空气净化组件用于对压缩空气进行净化，去除空气中的灰尘、浮尘等杂质，空气净化组件可采用活性炭吸附或过滤芯或过滤棉进行空气净化过滤，使得其输出纯净的空气。
本发明实施例中，液态空气分离组件3包括增压室31和蒸发室32，所述增压室31的输入端与空气净化组件2连接，所述增压室31将空气净化组件2输出的空气冷却形成液态空气，所述蒸发室32的入口端与增压室31连接，所述蒸发室32设置加热器33，所述蒸发室32的上端设置氮气出口34，所述氮气出口34与输气管道35连接。
其中，蒸发室32的温度为-195.8°，该温度为氮气由液态转为气态的蒸发温度。液态空气分离组件采用空气加压降温，空气中各种气体的沸点不同，让液态空气保持在不同的温度，就会导致不同的气体气化。将液态空气保持在氮气的沸点时，就会挥发出氮气。减少了由于化学提纯造成的污环境染；其输入端与所述空气压缩机的出口端连通，串联在所述单向阀之后。
本发明还提供一种油色谱在线监测载气瓶自产载气方法，包括以下步骤：
设置于载气瓶的压力传感器检测到载气瓶压力为第一设定值时，空气压缩组件和液态空气分离组件启动，空气压缩组件将外部空气进行压缩并输送给空气净化组件，通过空气净化组件传输至液态空气分离组件，液态空气分离组件对空气进行液化及蒸发分离出氮气，通过输气管道输送给载气瓶；
当载气瓶压力传感器检测到载气瓶压力为第二设定值时，则控制液态空气分离组件和空气压缩组件停止运行，完成载气瓶的自补气。
其中，第一设定值为0.2mpa，第二设定值为0.6mpa。
智能压力控制组件与三通阀连接，智能控制液态空气分离组件工作。
在线监测载气瓶自动产载气装置运行步骤为：当载气瓶压力降低到正常值(0.2MP)时，通过智能控制组件实时采集载气瓶内压力值，通过控制液态空气分离组件，使液态空气分离组件工作，自产载气供给载气瓶。
在线监测载气瓶自动产载气装置停止运行步骤为：当载气瓶压力回归正常值(0.6MP)时，通过智能控制组件实时采集载气瓶内压力值，通过控制液态空气分离组件停止运行。
本发明载气瓶自产载气装置采用液态空气分离法，液态空气分离组件是载气瓶排气口通过螺母固定，该液态空气分离组件固定螺母可调，可与现场各类型号载气瓶连接。
本发明使用液态空气压缩装置采用活塞式压缩装置，将空气压缩供给液态空气分离组件。本发明使用液态空气分离组件，通过给空气加压降温，使其变成液态，然后液体蒸发，由于氮气沸点低，先蒸发出来，再进行冷凝，实现氮气的分离提取；本发明通过压力传感器对载气瓶内气体压力进行实时监测，以便载气瓶内压力降低时，液态空气分离组件能及时对载气瓶进行充气；本发明通过三通阀连接且液态空气分离组件处设置单相阀，防止气体倒灌，保障油色谱在线监测装置稳定可靠运行。
本发明通过智能控制组件实时采集载气瓶内压力值，可以通过设置移动终端接收载气瓶的压力值，方便操作维护人员的实时获取信息，移动终端可以是手机、平板或笔记本电脑，智能控制组件通过无线方式发送实时载气瓶压力值信息至手机等终端设备上，终端设备上对应安装app，通过手机等设备的app控制液态空气分离组件。
上面结合附图对本发明优选实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本发明不限于特定的实施方式，本发明的范围由所附权利要求限定。
Claims (10)
1.一种油色谱在线监测载气瓶自产载气装置，其特征在于，包括：
空气压缩组件、空气净化组件、液态空气分离组件、载气瓶、智能控制组件、三通阀、油色谱在线监测组件；
所述空气压缩组件的输出端连接空气净化组件，所述空气净化组件的输出端连接液态空气分离组件，所述液态空气分离组件与载气瓶连接，所述载气瓶的输出端与油色谱在线监测组件连接；
所述空气压缩组件上设置第一控制开关，所述液态空气分离组件上设置第二控制开关，所述载气瓶上设置用于检测载气瓶内部压力的压力传感器；所述压力传感器的输出端连接智能控制组件，所述智能控制组件的输出端连接第一控制开关和第二控制开关；
所述载气瓶上设置三通阀，所述三通阀的输入端与液态空气分离组件的输出端连接，所述三通阀的第一输出端与载气瓶连接，所述三通阀的第二输出端与油色谱在线监测组件连接。
2.根据权利要求1所述的一种油色谱在线监测载气瓶自产载气装置，其特征在于，所述三通阀的输入端设置第一电磁阀和第一单向阀，所述三通阀的第二输出端设置第二电磁阀和第二单向阀，所述第一电磁阀和第二电磁阀与智能控制组件的输出端连接。
3.根据权利要求1所述的一种油色谱在线监测载气瓶自产载气装置，其特征在于，所述三通阀为3D打印结构。
4.根据权利要求1所述的一种油色谱在线监测载气瓶自产载气装置，其特征在于，所述空气压缩组件包括：气缸盖、气缸、冷却套、连杆和曲轴，所述气缸盖与气缸连接，所述气缸上设置第一开口和第二开口，所述第一开口上设置排气阀，所述第二开口设置进气阀，所述气缸盖与所述第一开口和第二开口所在的气缸一侧扣合，所述气缸盖上设置进气口和排气口，所述气缸内部设置活塞，所述活塞的外侧设置活塞环，所述活塞与连杆连接，所述连杆与曲轴连接并通过曲轴转动而移动。
5.根据权利要求4所述的一种油色谱在线监测载气瓶自产载气装置，其特征在于，所述气缸盖的进气口处设置气体过滤器和单向阀。
6.根据权利要求1所述的一种油色谱在线监测载气瓶自产载气装置，其特征在于，所述液态空气分离组件包括增压室和蒸发室，所述增压室的输入端与空气净化组件连接，所述增压室将空气净化组件输出的空气冷却形成液态空气，所述蒸发室的入口端与增压室连接，所述蒸发室设置加热器，所述蒸发室的上端设置氮气出口，所述氮气出口与输气管道连接。
7.根据权利要求6所述的一种油色谱在线监测载气瓶自产载气装置，其特征在于，所述蒸发室的温度为-195.8°。
8.一种油色谱在线监测载气瓶自产载气方法，采用如权利要求1-7中任一所述的一种油色谱在线监测载气瓶自产载气装置，其特征在于，包括以下步骤：
设置于载气瓶的压力传感器检测到载气瓶压力为第一设定值时，空气压缩组件和液态空气分离组件启动，空气压缩组件将外部空气进行压缩并输送给空气净化组件，通过空气净化组件传输至液态空气分离组件，液态空气分离组件对空气进行液化及蒸发分离出氮气，通过输气管道输送给载气瓶；
当载气瓶压力传感器检测到载气瓶压力为第二设定值时，则控制液态空气分离组件和空气压缩组件停止运行，完成载气瓶的自补气。
9.根据权利要求8所述的一种油色谱在线监测载气瓶自产载气装置，其特征在于，所述第一设定值为0.2mpa。
10.根据权利要求8所述的一种油色谱在线监测载气瓶自产载气装置，其特征在于，所述第二设定值为0.6mpa。
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| CN202111126613.6A Pending CN113758146A (zh) | 2021-09-26 | 2021-09-26 | 一种油色谱在线监测载气瓶自产载气装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113758146A (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2021
- 2021-09-26 CN CN202111126613.6A patent/CN113758146A/zh active Pending
Patent Citations (7)
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