CN203798622U - 六氟化硫气体中矿物油吸收装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了六氟化硫气体中矿物油吸收装置，所述装置包括：底座，所述底座上设有半封闭壳体，所述壳体上设有与壳体匹配的散热盖，所述壳体两侧面分别设置电源接口和快插式尾气排放口，所述底座上安装有机械压缩制冷装置、质量流量控制计、电控装置和温控装置，所述壳体上表面还设有自封进气口，所述自封进气口与壳体外部的盛有待检测六氟化硫气体的钢瓶连接，所述自封进气口还与质量流量控制计连接，所述质量流量控制计与悬浮于能够保温且密封的制冷装置内的矿物油吸收装置的输入端连接，优点是自动化程度高，样品流量稳定，温度控制稳定，提高了取样准确性，六氟化硫气体中矿物油吸收完全。

Description

六氟化硫气体中矿物油吸收装置

技术领域

本实用新型涉及一种六氟化硫气体中矿物油吸收装置，适用于六氟化硫气体中矿物油含量的测定，属于六氟化硫气体分析技术领域。

背景技术

随着我国电力工业的迅速发展和技术装备水平的提高,六氟化硫电气设备已经成为电网中的主要设备，六氟化硫气体以其优异的绝缘和灭弧性能，在电力装置中得到广泛应用。六氟化硫气体质量监督主要是对其杂质组分含量的控制，其中六氟化硫气体中矿物油含量是一个重要控制指标，气体中矿物油大量存在将影响电气设备的绝缘性能。GB12022-2006规定,六氟化硫新气中矿物油含量指标应≤4μg/g。

目前实验室用于测量六氟化硫气体中矿物油含量的方法主要是红外光谱分析法。而这种方法的关键就是气体中矿物油的吸收和各实验参数的测定。在现行的测定方法中，起始和终结时的大气压力，环境温度和气体流量计上的体积，测量数据误差较大，同时，两只四氯化碳吸收瓶是放入冰水浴中，随着实验时间的增长，冰水浴的温度变化较大，影响矿物油的完全吸收，从而影响吸光度的测定，进而影响实验结果。在实际试验过程中，考虑到实验数据的不稳定性，通常要做多次实验，取实验数据的平均值。这样大大延长了实验时间，大量的六氟化硫气体排放到大气中，污染坏境。

中国实用新型专利201310015125-一种六氟化硫气体分析中矿物油含量测定的吸收装置，存在以下技术缺陷：

（1）使用的制冷装置为半导体制冷，在大制冷量的情况下，半导体制冷器的制冷效率比机械压缩式冷冻机低，开机后要使两个盛有四氯化碳吸收液的封固式洗气瓶达到0℃时间比较长，约30分钟，并且制冷不均匀；

（2）电偶对中的电源只能使用直流电源，如果使用交流电源，就会产生焦耳热，达不到吸热降温的目的；

（3）电偶堆元件采用高纯稀有材料，再加上工艺条件尚未十分成熟，导致元件成本比较高，目前还不能在普通制冷领域广泛使用。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了解决上述问题，提供一种六氟化硫气体中矿物油吸收装置，它具有自动化程度高，实验参数测量准确可靠，温控装置稳定的优点。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

六氟化硫气体中矿物油吸收装置，包括：底座，所述底座上设有半封闭壳体，所述壳体上设有与壳体匹配的散热盖，所述壳体两侧面分别设置电源接口和快插式尾气排放口，所述底座上安装有机械压缩制冷装置、质量流量控制计、电控装置和温控装置，所述壳体上表面还设有自封进气口，所述自封进气口与壳体外部的盛有待检测六氟化硫气体的钢瓶连接，所述自封进气口还与质量流量控制计连接，所述质量流量控制计与悬浮于能够保温且密封的制冷装置内的矿物油吸收装置的输入端连接，所述矿物油吸收装置是部分露出散热盖上表面的，所述矿物油吸收装置的输出端与壳体侧面的快插式尾气排放口连接，所述质量流量控制计还与电控装置连接，所述电控装置分别与温控装置和机械压缩制冷装置连接，所述壳体侧面设有倾斜的控制面板，所述控制面板上设有触摸屏、打印机、开关装置、自封进气口和调节针型阀，所述开关装置与电控装置连接，所述触摸屏和打印机均与电控装置连接。

所述机械压缩制冷装置包括中空的制冷壳体，所述制冷壳体内部通过隔断分为两个空间：第一空间和第二空间，其中第一空间内设有风冷器和压缩机，所述风冷器的一端通过第一管道与所述压缩机连接，所述风冷器的另外一端通过大部分位于第二空间内的第二管道与所述压缩机连接，所述第二管道的位于第二空间内的部分为螺旋状，所述第二空间的上表面与用于密封住第二空间的盖子配合，所述盖子的内侧设有加热器，所述加热器与主控制板连接；所述盖子上表面还设有两个用于放置吸收瓶的孔。

所述散热盖的两个侧面，根据机械压缩制冷装置中压缩机排热的方向，设置了两个散热风扇，其中一个排气扇用于从外吸风，另外一个排气扇用于对外排风，形成一个散热通道。

所述电控装置包括主控制板，所述主控制板分别与壳体前面的触摸屏、开关电源和温度传感器连接；所述开关电源与电源开关连接，所述电源开关通过电源接口与220V电源连接，所述电源开关还与冷浴开关连接，所述冷浴开关还分别与风冷器和压缩机连接。

所述温控装置为两个温度传感器，其中一个温度传感器设置在制冷装置内部，另外一个温度传感器设置在质量流量控制计的出口处，所述温度传感器均与开关电源连接。

所述自封进气口与质量流量控制计之间的连接管道上依次设有针型阀和电磁阀，所述电磁阀还与主控制板连接。

所述自封进气口与钢瓶之间的连接管道上还设有减压阀。

所述矿物油吸收装置为两个彼此连接的吸收瓶，其中一个吸收瓶与质量流量控制计的输出端连接，另外一个吸收瓶还与快插式尾气排放口连接；所述两个吸收瓶内均装有设定体积的四氯化碳吸收液；所述吸收瓶均悬浮固定于制冷装置中，所述吸收瓶2/3部分完全处于制冷装置中。

所述制冷装置中的温度由温控装置调节。整个管路气体的瞬时流量和累积流量由质量流量控制计调节。

六氟化硫气体中矿物油吸收装置的工作方法：

1）连通AC220V电源，打开电源开关，冷浴开关，装置开始工作；此时，机械压缩制冷装置开始制冷，达到0℃后，通过温控装置调节，使之稳定在0℃；

2）两个pt100温度传感器分别测量冷却装置的稳定和质量流量控制计出口的环境温度；大气压传感器置于主控制装置中，测量通气起始和终结时环境中的大气压力；

3）通气前关闭针型阀，通气时慢慢调节针型阀，使气体由小到大慢慢达到稳定值；通过质量流量控制计控制和测量通过六氟化硫气体的质量流量和设定时间内总流量；电磁阀，保护装置内气体压力，超过安全值时将自动关闭；

4）打开钢瓶减压阀，六氟化硫气体流过针型阀，在针型阀的调节作用下，通过电磁阀，进入质量流量控制器，在质量流量控制器的调节下，以稳定的流速通过两个四氯化碳吸收瓶，使六氟化硫气体中的矿物油在0℃的四氯化碳中完全吸收，尾气排出设备回收。

其设计依据原理为:将定量的六氟化硫气体按一定流速通过两个装有一定体积一定温度的四氯化碳的洗气瓶，使分散在六氟化硫气体中的矿物油被完全吸收，然后测定该吸收液2930cm-1吸收峰的吸光度，再从工作曲线上查出吸收液中矿物油浓度，计算其含量。

本实用新型的有益效果是：操作简单，样品流量稳定，温度控制不受环境温度的影响，提高了取样准确性，试验吸收误差小，六氟化硫气体中矿物油吸收完全。

1）本实用新型使用的制冷装置为机械压缩式制冷，制冷量大，制冷效率高，技术娴熟，稳定可靠；

2）温度控制装置不同点：本实用新型温度控制装置还包括加热器，在冷浴室内温度低于0℃时，自动加热，在两个温度传感器共同作用下，始终维持冷浴室内温度在0℃（±0.1℃），这样确保了矿物油的充分吸收，不会因为温度高而挥发，也不会因为温度低而影响到气体的各项状态参数；

3）本实用新型在主控制板上设有大气压传感器，准确监测实验开始和终了时刻的大气压力值，提高了计算结果的准确性；

4）本实用新型通过质量流量控制器精准的控制了通过吸收瓶中的瞬时流量和累积流量，并可调节流量稳定在实验所需的最佳稳定流量值；

5）本实用新型各控制装置均集成在主控制板中，控制方便快捷，通过7英寸显示屏，操作简单；

6）机械结构上的特点：

（6-1）仪器壳体材料使用ABS树脂，其抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能优良，制品尺寸稳定、表面光泽性好，密度小，特别适合实验室工作环境使用；

（6-2）仪器壳体设计巧妙，外观简洁大方。

7）四氯化碳吸收液被充分且均匀制冷，如此以来，当实验结束时，便可轻松拔下连接套管，取下吸收瓶待用。

8）在散热盖侧面两个垂直的面上，根据压缩机排热方向，增设了两个散热风扇，一个从仪器外吸风，一个从仪器内排风到仪器外，正好形成了一个散热通道，散热效果十分理想，确保了压缩机正常工作，仪器内温度适中。

9）壳体为半封闭结构，其中制冷装置1，质量流量控制计3，电控装置4，温控装置5，安装在底面，拆装，检查，维修等非常方便。

10）仪器面板为倾斜结构，置于实验台上时方便操作触摸屏，观察数据，打印实验结果等等。

11）尾气排放口为快插式接口，方便管路连接，回收尾气。终上所述，不难发现该装置壳体外观设计巧妙，结构设计合理新颖，轻巧美观，材料选择得当，经济实惠，尤其适合实验室等工作环境使用。

12）柜式集成，方便静态放置；简约设计，易于操作；优化的气路设计，冷效益更高；合理的电路设计，兼顾实用性和可靠性；7英寸工业触控屏，操作更直观；优质的快插式进出气口。

附图说明

图1是本实用新型内部管路连接原理图；

图2是本实用新型的机械压缩制冷装置机械结构横剖面俯视图；

图3和图4是本实用新型结构图；

图5是本实用新型外观图；

其中：

1机械压缩制冷装置，2吸收瓶，3质量流量控制计，4电控装置，5温控装置，6触摸屏，7壳体，8打印机，9开关装置，10自封进气口，11调节针型阀，12散热盖，13钢瓶,14减压阀,15电磁阀，16快插式尾气排放口,17主控制板,18开关电源,19电源开关,20冷浴开关,21温度传感器，22大气压传感器，23风冷器,24压缩机,25第一管道,26第二管道，27制冷壳体。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1-5所示，

六氟化硫气体中矿物油吸收装置，包括：底座，所述底座上设有半封闭壳体7，所述壳体7上设有与壳体7匹配的散热盖12，所述壳体7两侧面分别设置电源接口和快插式尾气排放口16，所述底座上安装有机械压缩制冷装置1、质量流量控制计3、电控装置4和温控装置5，所述壳体7上表面还设有自封进气口10，所述自封进气口10与壳体7外部的盛有待检测六氟化硫气体的钢瓶13连接，所述自封进气口10还与质量流量控制计3连接，所述质量流量控制计3与悬浮于能够保温且密封的制冷装置内的矿物油吸收装置的输入端连接，所述矿物油吸收装置是部分露出散热盖12上表面的，所述矿物油吸收装置的输出端与壳体7侧面的快插式尾气排放口16连接，所述质量流量控制计3还与电控装置4连接，所述电控装置4分别与温控装置5和机械压缩制冷装置1连接，所述壳体7侧面设有倾斜的控制面板，所述控制面板上设有触摸屏6、打印机8、开关装置9、自封进气口10和调节针型阀11，所述开关装置9与电控装置4连接，所述触摸屏6和打印机8均与电控装置4连接。所述开关装置9包括电源开关19和冷浴开关20。

所述机械压缩制冷装置1包括中空的制冷壳体27，所述制冷壳体27内部通过隔断分为两个空间：第一空间和第二空间，其中第一空间内设有风冷器23和压缩机24，所述风冷器23的一端通过第一管道25与所述压缩机24连接，所述风冷器23的另外一端通过大部分位于第二空间内的第二管道26与所述压缩机24连接，所述第二管道26的位于第二空间内的部分为螺旋状，所述第二空间的上表面与用于密封住第二空间的盖子配合，所述盖子的内侧设有加热器，所述加热器与主控制板17连接；所述盖子上表面还设有两个用于放置吸收瓶2的孔。

所述压缩机24将气态低温低压制冷剂压缩为气态高压制冷剂，通过第一管道25将气态高压制冷剂输送给风冷器23，风冷器23将气态高压制冷剂液化，液态的制冷剂通过第二管道26输送到第二空间中，经过螺旋状第二管道26后，液态制冷剂吸收第二空间的热量气化，从而降低了第二空间的温度。如果温度传感器21检测到第二空间内的空气温度低于零摄氏度，主控制板17将控制加热器自动开启或断开，使第二空间内温度稳定在零摄氏度。

所述散热盖12的两个侧面，根据机械压缩制冷装置1中压缩机24排热的方向，设置了两个散热风扇，其中一个排气扇用于从外吸风，另外一个排气扇用于对外排风，形成一个散热通道。

所述电控装置4包括主控制板17，所述主控制板17分别与壳体7前面的触摸屏6、开关电源18和温度传感器21连接；所述开关电源18与电源开关19连接，所述电源开关19通过电源接口与220V电源连接，所述电源开关19还与冷浴开关20连接，所述冷浴开关20还分别与风冷器23和压缩机24连接。

所述温控装置5为两个温度传感器21，其中一个温度传感器21设置在制冷装置内部，另外一个温度传感器21设置在质量流量控制计3的出口处，所述温度传感器21均与开关电源18连接。

所述自封进气口10与质量流量控制计3之间的连接管道上依次设有针型阀和电磁阀15，所述电磁阀15还与主控制板17连接。

所述自封进气口10与钢瓶13之间的连接管道上还设有减压阀14。

所述矿物油吸收装置为两个彼此连接的吸收瓶2，其中一个吸收瓶2与质量流量控制计3的输出端连接，另外一个吸收瓶2还与快插式尾气排放口16连接；所述两个吸收瓶2内均装有设定体积的四氯化碳吸收液；所述吸收瓶2均悬浮固定于制冷装置中，所述吸收瓶2的2/3部分完全处于制冷装置中。

所述制冷装置中的温度由温控装置5调节。整个管路气体的瞬时流量和累积流量由质量流量控制计3调节。

六氟化硫气体中矿物油吸收装置的工作方法：

1）连通AC220V电源，打开电源开关19，冷浴开关20，装置开始工作；此时，机械压缩制冷装置1开始制冷，达到0℃后，通过温控装置5调节，使之稳定在0℃；

2）两个pt100温度传感器21分别测量冷却装置的稳定和质量流量控制计3出口的环境温度；大气压传感器22置于主控制装置中，所述大气压传感器22与主控制板17连接，测量通气起始和终结时环境中的大气压力；

3）通气前关闭调节针型阀11，通气时慢慢调节针型阀11，使气体由小到大慢慢达到稳定值；通过质量流量控制计3控制和测量通过六氟化硫气体的质量流量和设定时间内总流量；电磁阀15，保护装置内气体压力，超过安全值时将自动关闭；

4）打开钢瓶13减压阀14，六氟化硫气体流过调节针型阀11，在调节针型阀11的调节作用下，通过电磁阀15，进入质量流量控制器，在质量流量控制器的调节下，以稳定的流速通过两个四氯化碳吸收瓶2，使六氟化硫气体中的矿物油在0℃的四氯化碳中完全吸收，尾气排出设备回收。

仪器操作说明：

1）按照图4所示接好管路，关闭调节针型阀11（顺时方向旋紧即关闭）；

2）插上电源，打开电源开关19和冷浴开关20，装置开始预热8分钟（首次使用需要预热，反之，可跳过预热）；

3）预热结束后，待触摸屏6上液温显示值为0℃，且稳定时，点击运行，打开气瓶总阀，氧气减压阀14，然后缓慢打开调节针型阀11（逆时针旋转即打开）；

4）通入设置容量值的气体后，关闭气瓶总阀，氧气减压阀14，让其余气体继续排出，直至流完为止；

5）尾气通过排气口排出室外，设备少部分冷凝水由排水口排出；

6）取下两只吸收瓶2待测试用；

7）使用红外分光光度计测定吸收液的吸光度，进而求出吸收液中矿物油的浓度；

8）将吸收液中矿物油的浓度值输入本设备，即可得出所测六氟化硫气体中矿物油的含量。六氟化硫气体中矿物油吸收装置，其性能在于：

1)温度测量范围：-20～+50℃

2)温度测量精度：±1℃

3）大气压测量范围：60Kpa～110Kpa

4）流量测量精度：±1%FS

5）流量测量重复性：±0.2%FS

6）流量设置范围：0～480SCCM（标准毫升每分钟)

7）工作电源：AC220V±10%

8）存储容量：＞200条。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (8)

1.六氟化硫气体中矿物油吸收装置，其特征是，包括：底座，所述底座上设有半封闭壳体，所述壳体上设有与壳体匹配的散热盖，所述壳体两侧面分别设置电源接口和快插式尾气排放口，所述底座上安装有机械压缩制冷装置、质量流量控制计、电控装置和温控装置，所述壳体上表面还设有自封进气口，所述自封进气口与壳体外部的盛有待检测六氟化硫气体的钢瓶连接，所述自封进气口还与质量流量控制计连接，所述质量流量控制计与悬浮于能够保温且密封的制冷装置内的矿物油吸收装置的输入端连接，所述矿物油吸收装置是部分露出散热盖上表面的，所述矿物油吸收装置的输出端与壳体侧面的快插式尾气排放口连接，所述质量流量控制计还与电控装置连接，所述电控装置分别与温控装置和机械压缩制冷装置连接，所述壳体侧面设有倾斜的控制面板，所述控制面板上设有触摸屏、打印机、开关装置、自封进气口和调节针型阀，所述开关装置与电控装置连接，所述触摸屏和打印机均与电控装置连接。

2.如权利要求1所述的六氟化硫气体中矿物油吸收装置，其特征是，所述机械压缩制冷装置包括中空的制冷壳体，所述制冷壳体内部通过隔断分为两个空间：第一空间和第二空间，其中第一空间内设有风冷器和压缩机，所述风冷器的一端通过第一管道与所述压缩机连接，所述风冷器的另外一端通过大部分位于第二空间内的第二管道与所述压缩机连接，所述第二管道的位于第二空间内的部分为螺旋状，所述第二空间的上表面与用于密封住第二空间的盖子配合，所述盖子的内侧设有加热器，所述加热器与主控制板连接；所述盖子上表面还设有两个用于放置吸收瓶的孔。

3.如权利要求1或2所述的六氟化硫气体中矿物油吸收装置，其特征是，所述散热盖的两个侧面，根据机械压缩制冷装置中压缩机排热的方向，设置了两个散热风扇，其中一个排气扇用于从外吸风，另外一个排气扇用于对外排风，形成一个散热通道。

4.如权利要求1所述的六氟化硫气体中矿物油吸收装置，其特征是，所述电控装置包括主控制板，所述主控制板分别与壳体前面的触摸屏、开关电源和温度传感器连接；所述开关电源与电源开关连接，所述电源开关通过电源接口与220V电源连接，所述电源开关还与冷浴开关连接，所述冷浴开关还分别与风冷器和压缩机连接。

5.如权利要求1所述的六氟化硫气体中矿物油吸收装置，其特征是，所述温控装置为两个温度传感器，其中一个温度传感器设置在制冷装置内部，另外一个温度传感器设置在质量流量控制计的出口处，所述温度传感器均与开关电源连接。

6.如权利要求1所述的六氟化硫气体中矿物油吸收装置，其特征是，所述自封进气口与质量流量控制计之间的连接管道上依次设有针型阀和电磁阀，所述电磁阀还与主控制板连接。

7.如权利要求1所述的六氟化硫气体中矿物油吸收装置，其特征是，所述自封进气口与钢瓶之间的连接管道上还设有减压阀。

8.如权利要求1所述的六氟化硫气体中矿物油吸收装置，其特征是，所述矿物油吸收装置为两个彼此连接的吸收瓶，其中一个吸收瓶与质量流量控制计的输出端连接，另外一个吸收瓶还与快插式尾气排放口连接；所述两个吸收瓶内均装有设定体积的四氯化碳吸收液；所述吸收瓶均悬浮固定于制冷装置中，所述吸收瓶2/3部分完全处于制冷装置中。