CN211800516U - 一种混合充气装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及气体混合技术领域，特别涉及一种混合充气装置，包括气体配比调节装置、第一混合器和第二混合器；第一混合器的内腔设有两根螺旋管，各根螺旋管的第一端均与气体配比调节装置连接，各根螺旋管的第二端均为密闭端；两根螺旋管的表面均设有通孔，两根螺旋管的通孔相对设置；第一混合器和第二混合器连接，第二混合器内设有搅拌装置。本申请依次通过气体配比调节装置、第一混合器和第二混合器可以将两种气体以高精度的配比、混合均匀的形式充入电力设备，使得混合气体能够表现出稳定的电气性能，可以满足电力行业对SF6替代的需求，以实现电力设备充气后的即充即用，有效地解决现有技术存在气体混合效果不佳的技术问题。

Description

一种混合充气装置

技术领域

本申请涉及气体混合技术领域，特别涉及一种混合充气装置。

背景技术

随着环保问题的日益严重，国家对于碳排放的控制愈发严格。电力系统中广泛应用的SF6是一种温室效应非常强的气体，以SF6为绝缘和灭弧介质的电力设备在其全生命运行周期中对环境潜在的威胁一直存在。为了消除此类威胁，SF6在电力设备中的替代研究成为近期的行业热点。从目前前沿的研究成果来看，主流的技术路线是通过两种或多种不同气体混合，以达到与SF6接近的绝缘和灭弧效果。而混合气体只有在成分气体混合均匀后才能表现出稳定的物理性质，实现工程化应用。

因此，行业急需一种高效而精确的电力设备的混合充气方法。目前比较常见的有分压法和流量控制法。分压法是根据预设气体的充气压力和配比，计算出不同气体的分压。然后依次充入对应气压的气体。该方法的特点是操作简单，但是充入电力设备的气体往往还需静置很长一段时间才能充分混合，对于某些特殊结构，例如通过盆子上的气孔保持气路联通的电力设备，静置的时间会更长，甚至最终无法达到充分混合的状态。与此同时，不同的气体需要对应的气压表进行测量，充气过程中频繁更换气压表对于充气操作造成了很大的不便。流量控制法是根据不同气体的宏观流动特性，通过电磁阀调节所充气体的流速，实现预期的混合气体的配比。流量控制法可以保证每个时刻充入的气体均是预期配比，从而实现精确的混合气体成分控制。然而流量控制法扔无法实现充入电力设备的气体能够充分混合。实验证明，在高度两米左右的电力设备中，通过流量控制法充气，设备的上部和下部配比差异较大，无法实现均匀混合，静置三天左右，配比才趋向一致。

综上所述，现有技术方案存在气体混合效果不佳、气体混合不均匀的问题，无法实现电力设备充气后的即充即用。

实用新型内容

有鉴于此，本申请的目的在于提供一种混合充气装置，有效地解决现有技术存在气体混合效果不佳的技术问题，以进一步提高混合充气装置的气体混合效率，使得气体能够快速混合均匀，以实现电力设备充气后的即充即用。

为达到上述目的，本申请提供以下技术方案：

一种混合充气装置，包括气体配比调节装置、第一混合器和第二混合器；所述第一混合器的内腔设有两根螺旋管，各根所述螺旋管的第一端均与所述气体配比调节装置连接，各根所述螺旋管的第二端均为密闭端；两根所述螺旋管的表面均设有通孔，所述通孔与所述第一混合器的内腔相连通，两根所述螺旋管的通孔相对设置；所述第一混合器和所述第二混合器连接，所述第二混合器内设有搅拌装置。

优选地，在上述的混合充气装置中，所述通孔为圆形孔、多边形孔或长条孔。

优选地，在上述的混合充气装置中，当所述通孔为圆形孔时，所述通孔的直径为所述螺旋管的直径的1/20～1/2。

优选地，在上述的混合充气装置中，两根所述螺旋管相互嵌套。

优选地，在上述的混合充气装置中，所述搅拌装置包括电机和搅拌杆；所述搅拌杆与所述电机连接，所述搅拌杆上设有搅拌叶。

优选地，在上述的混合充气装置中，所述搅拌杆和所述搅拌叶均由金属材料制成。

优选地，在上述的混合充气装置中，所述第一混合器设有可拆卸的密封盖。

优选地，在上述的混合充气装置中，所述密封盖设有密封圈，使得所述密封盖与所述第一混合器密封连接。

与现有技术相比，本申请的有益效果是：

本申请提供的一种混合充气装置，包括气体配比调节装置、第一混合器和第二混合器；所述第一混合器内设有两根螺旋管，各根所述螺旋管的第一端均与所述气体配比调节装置连接，各根所述螺旋管的第二端均为密闭端；两根所述螺旋管均设有通孔，所述通孔与所述第一混合器的内腔相连通，两根所述螺旋管的通孔相对设置；所述第一混合器和所述第二混合器连接，所述第二混合器内设有搅拌装置。本申请通过气体配比调节装置根据混合气体的预期配比和两种气体各自的流体运动特性，计算出在该配比下，两种气体通入第一混合器的流速，从而将两种气体以高精度的配比分别通过不同的螺旋管通入到第一混合器中，由于两根螺旋管的第二端均为密闭设置，使得两种气体均会通过螺旋管的通孔喷出，而两根所述螺旋管的通孔相对设置，使得两根螺旋管的通孔喷出的气体会相互冲击，从而形成自搅拌，使得两种气体在第一混合器中均匀混合，最后通过第二混合器的搅拌装置对第一混合器排出的混合气体进行搅拌，使得混合气体被搅拌的更均匀。本申请依次通过气体配比调节装置、第一混合器和第二混合器可以将两种气体以高精度的配比、混合均匀的形式充入电力设备，使得混合气体能够表现出稳定的电气性能，可以满足电力行业对SF6替代的需求，以实现电力设备充气后的即充即用，有效地解决现有技术存在气体混合效果不佳的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的第一混合器的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种混合充气装置的气体混合流程图；

图3为本申请实施例提供的两根螺旋管的主视图；

图4为本申请实施例提供的两根螺旋管的左视图；

图5为本申请实施例提供的两根螺旋管的俯视图。

图中：

1为第一混合器、11为第一进气口、12为第二进气口、13为出气口、2为螺旋管、21为通孔、3为密封盖。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可更换连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

目前比较常见的有分压法和流量控制法。分压法是根据预设气体的充气压力和配比，计算出不同气体的分压。然后依次充入对应气压的气体。该方法的特点是操作简单，但是充入电力设备的气体往往还需静置很长一段时间才能充分混合，对于某些特殊结构，例如通过盆子上的气孔保持气路联通的电力设备，静置的时间会更长，甚至最终无法达到充分混合的状态。与此同时，不同的气体需要对应的气压表进行测量，充气过程中频繁更换气压表对于充气操作造成了很大的不便。流量控制法是根据不同气体的宏观流动特性，通过电磁阀调节所充气体的流速，实现预期的混合气体的配比。流量控制法可以保证每个时刻充入的气体均是预期配比，从而实现精确的混合气体成分控制。然而流量控制法扔无法实现充入电力设备的气体能够充分混合。实验证明，在高度两米左右的电力设备中，通过流量控制法充气，设备的上部和下部配比差异较大，无法实现均匀混合，静置三天左右，配比才趋向一致。本申请提供了一种混合充气装置，有效地解决现有技术存在气体混合效果不佳的技术问题，以进一步提高混合充气装置的气体混合效率，使得气体能够快速混合均匀，以实现电力设备充气后的即充即用。

请参阅图1-图5，本申请实施例提供了一种混合充气装置，包括气体配比调节装置、第一混合器1和第二混合器；第一混合器1内设有两根螺旋管2，各根螺旋管2的第一端均与气体配比调节装置连接，各根螺旋管2的第二端均为密闭端；两根螺旋管2均设有通孔21，通孔21与第一混合器1的内腔相连通，两根螺旋管2的通孔21相对设置；第一混合器1和第二混合器连接，第二混合器内设有搅拌装置。

本申请除了可以应用于对两种气体进行混合，还可以应用于三种或者三种以上的气体进行混合，而气体配比调节装置会为每种气体计算通入到第一混合器1的流速，每一种气体在第一混合器1内均配备有一根螺旋管2，具体结构本申请不再一一赘述。

请参阅图2，图2中的S1和S2指的是两种不同气体，图2的S3指的是气体配比调节装置，图2的S4指的是第一混合器1，图2的S5指的是第二混合器，图2 的S6指的是电力设备，在使用时，本申请通过气体配比调节装置根据混合气体的预期配比和两种气体各自的流体运动特性，计算出在该配比下，两种气体通入第一混合器1的流速，从而将两种气体以高精度的配比分别通过不同的螺旋管2通入到第一混合器1中，由于两根螺旋管2的第二端均为密闭设置，使得两种气体均会通过螺旋管2的通孔21喷出，而两根螺旋管2的通孔21相对设置，使得两根螺旋管2的通孔21喷出的气体会相互冲击，从而形成自搅拌，使得两种气体在第一混合器1中均匀混合，最后通过第二混合器的搅拌装置对第一混合器1排出的混合气体进行搅拌，使得混合气体被搅拌的更均匀，第二混合器排出的混合气体可以直接通入电力设备使用。

本申请依次通过气体配比调节装置、第一混合器1和第二混合器可以将两种气体以高精度的配比、混合均匀的形式充入电力设备，使得混合气体能够表现出稳定的电气性能，可以满足电力行业对SF6替代的需求，以实现电力设备充气后的即充即用，有效地解决现有技术存在气体混合效果不佳的技术问题。

更具体地说，充气前，输入两种气体的种类和预期配比，气体配比调节装置即可根据预设的函数关系确定此两种气体的流速，同时控制电磁阀对气体流速进行调节。气体配比调节装置也设有闭锁功能，如果输出压强大于 0.7MPa，则进入闭锁状态，防止后级装置气体没有及时排出损坏设备。第一混合器1的外壳为铸铁件，可承受5MPa的压强。第二混合器的腔体可承受5MPa 的压强。

进一步地，在本实施例中，通孔21为圆形孔、多边形孔或长条孔。孔的形状对于两根螺旋管2喷出的气体相互冲击效果没有太大影响，无论通孔21的形状如何，只要满足两根螺旋管2喷出的气体流向相冲即可，因此通孔21可以为圆形孔，也可以为多边形孔，也可以为长条孔，又或者其他形状的孔，本申请不再一一赘述。

更具体地说，一根螺旋管2上的通孔21可以是长条孔，另一根螺旋管2上的通孔21可以为圆形孔，然后长条孔可以设置成与多个圆形孔相对设置。当然，两根螺旋管2的通孔21也可以均为相同大小的圆形孔或多边形孔，且两根螺旋管2的通孔21最优选为一一相对设置。一一相对设置的不同螺旋管2的通孔21，使得不同螺旋管2喷出的气体可以更频繁地相互冲击，进而可以使得不同螺旋管2喷出的气体混合更加均匀。当一根螺旋道为C4气体，另一根充气管道为缓冲气体，由于C4气体的分子量更大，运动时粘滞阻力比缓冲气体大，所以C4气体螺旋管上的开孔应大于缓冲气体的开孔，一对多的情况中，一是 C4气体的螺旋管，也就是C4气体的螺旋管的孔为长条孔；多是缓冲气体的螺旋管，也就是缓冲气体的螺旋管的孔为圆形孔。

进一步地，在本实施例中，当通孔21为圆形孔时，通孔21的直径为螺旋管2的直径的1/20～1/2。通孔21过大，气体大部分都从靠近螺旋管2进风端的通孔21通过，无法保证所有的通孔21都起到混合作业中去，降低了两根螺旋管2喷出的气体的相互冲击效果；通孔21过小，螺旋管2喷出的气体过少，相互冲击效果也低，而且由于喷出气体的效率低，也会导致整体搅拌效率的降低。更具体地说，优选为C4气体的螺旋管的通孔可设计成螺旋管2的直径的 1/10-1/8，缓冲气体的螺旋管通孔可设计成螺旋管2的直径的1/20-1/16。

进一步地，在本实施例中，请参阅图1，两根螺旋管2相互嵌套。这样设置可以使得第一混合器1的各个方向都有相对设置的通孔21，在相对的通孔21 喷出的气体进行冲击混合搅拌后，不同方向的通孔21喷出的气体也会发生冲击混合搅拌，进而可以使得不同螺旋管2喷出的气体混合更加均匀。

更具体地说，图1的第一进气口11也就是一根螺旋管2与气体配比调节装置的连接接口，图1的第二进气口12也就是另一根螺旋管2与气体配比调节装置的连接接口，图1的出气口13也就是第一混合器1与第二混合器的连接接口。

进一步地，在本实施例中，搅拌装置包括电机和搅拌杆；搅拌杆与电机连接，搅拌杆上设有搅拌叶。通过电机驱使搅拌杆转动进而带动搅拌叶转动对第二混合器的混合气体进行搅拌，通过搅拌装置可以进一步混合，使得两种气体混合更加均匀。而且搅拌还可以加快混合气体的流速，方便混合气体从第二混合器通入到通入电力设备使用。

更具体地说，搅拌叶片的速度可以通过调节电机的转速而调节，根据不同的混合气体，可以设置搅拌效果最佳的转速。混合气体从第二混合器的出口排出，充入电力设备。

进一步地，在本实施例中，搅拌杆和搅拌叶均由金属材料制成。由于搅拌叶对混合气体进行搅拌时，搅拌叶和混合气体之间会发生摩擦并产生静电，由于充入电力设备的混合气体需要具备绝缘的特性，因此为了防止混合气体与搅拌叶摩擦产生的电荷会累积在混合气体中，搅拌杆和搅拌叶可以由导电的金属材料制成，以便于混合气体与搅拌叶摩擦产生的电荷通过搅拌杆和搅拌叶传导到第二混合器的外部。

进一步地，在本实施例中，请参阅图1，第一混合器1设有可拆卸的密封盖3，密封盖3的设置主要是方便螺旋管2安装到第一混合器1中。密封盖3设有密封圈，使得密封盖3与第一混合器1密封连接。为了保证密封盖3与第一混合器1的连接处不会泄漏气体，可以通过密封圈密封盖3与第一混合器1的连接处对进行密封，并且通过多个螺栓进行固定。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种混合充气装置，其特征在于，包括气体配比调节装置、第一混合器和第二混合器；

所述第一混合器的内腔设有两根螺旋管，每根所述螺旋管的第一端均与所述气体配比调节装置连接，每根所述螺旋管的第二端均为密闭端；

两根所述螺旋管的表面均设有通孔，所述通孔与所述第一混合器的内腔相连通，两根所述螺旋管的通孔相对设置；

所述第一混合器和所述第二混合器连接，所述第二混合器内设有搅拌装置。

2.根据权利要求1所述的混合充气装置，其特征在于，所述通孔为圆形孔、多边形孔或长条孔。

3.根据权利要求2所述的混合充气装置，其特征在于，当所述通孔为圆形孔时，所述通孔的直径为所述螺旋管的直径的1/20～1/2。

4.根据权利要求1所述的混合充气装置，其特征在于，两根所述螺旋管相互嵌套。

5.根据权利要求1所述的混合充气装置，其特征在于，所述搅拌装置包括电机和搅拌杆；所述搅拌杆与所述电机连接，所述搅拌杆上设有搅拌叶。

6.根据权利要求5所述的混合充气装置，其特征在于，所述搅拌杆和所述搅拌叶均由金属材料制成。

7.根据权利要求1所述的混合充气装置，其特征在于，所述第一混合器设有可拆卸的密封盖。

8.根据权利要求7所述的混合充气装置，其特征在于，所述密封盖设有密封圈，使得所述密封盖与所述第一混合器密封连接。

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