CN213276383U - 一种智能式六氟化硫混合气体密度控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能式六氟化硫混合气体密度控制器，包括壳体、不锈钢巴登管、温度补偿片、管座、管帽、若干作为气体密度控制器信号发生器的小型开关、指针、表盘、压力变送器、温度变送器、嵌入式微处理单元、电源模块以及无线通讯模块。当密度值发生变化，不锈钢巴登管和温度补偿片产生相应的位移，该位移通过位移放大机构放大后传递给小型开关，使小型开关发出相应的报警或闭锁信号，实现对混合气体电气设备的气体密度的监视和控制。并可以通过所述无线通讯模块能够实现与便携式专用无线读数仪相连接，使便携式专用无线读数仪读取六氟化硫混合气体密度控制器监测到的数据或/和信息，大大提高巡检读取六氟化硫混合气体密度。

Description

一种智能式六氟化硫混合气体密度控制器

技术领域

本实用新型涉及气体密度控制器领域，尤其涉及一种智能式六氟化硫混合气体密度控制器。

背景技术

随着要求降低对六氟化硫气体的使用，保护环境。六氟化硫混合电气产品将会广泛应用在电力部门，工矿企业，促进电力行业的快速发展。保证六氟化硫混合电气产品的可靠安全运行已成为电力部门的重要任务之一。六氟化硫混合电气产品的灭弧介质和绝缘介质是六氟化硫混合气体，不能发生漏气，若发生漏气，就不能保证六氟化硫混合电气产品可靠安全运行。所以监测六氟化硫混合电气产品的六氟化硫混合密度值是十分必要的。目前，用来监测六氟化硫混合气体密度普遍采用一种机械的指针式六氟化硫混合气体密度控制器，如图1所示，来监测六氟化硫混合气体密度，即当六氟化硫混合电气产品发生漏气时该控制器能够报警及闭锁，同时还能显示现场密度值。该密度控制器一般采用表盘1、指针2、钢质巴登管3、温度补偿片4、管座5、机芯6 和游丝型磁助式电接点7。触点(报警或闭锁)闭合时，其闭合力仅靠触头游丝的微小力，即使加上磁助式的力，也还是很小，因此极其怕振，而且接触闭合也不够牢靠。且最重要的是在受到氧化或污染时，常发生电接点7接触不良的现象，造成严重后果。另外特别强调的是磁助式电接点的分断速度较慢，而且触点容量小，造成使用寿命短。所以该密度控制器就难以保证电气性能和寿命，一旦出现问题，用户只有重新更换，造成经济损失，不能很好满足要求。

鉴于上述游丝型磁助式电接点的缺点，目前的六氟化硫混合气体密度控制器的电气性能不够好、或接点接触不够稳定、工作寿命不长，或抗振性能不好、难以保证系统可靠工作，或精度不高、难以满足要求，需要研制新的混合气体密度控制器，以确保电网的可靠安全运行。另外，目前电力维护人员到现场巡检气体密度控制器的表计读数时，都要人工记录在纸上，回去要再把记录的数据录入计算机系统中，需要花费很多时间，非常费力，需要能够自动方便读取气体密度控制器的表计读数。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种抗震性能好、自动方便读取气体密度控制器的表计读数的六氟化硫混合气体密度控制器。

实用新型内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是如何提供一种抗震性能好、自动方便读取气体密度控制器的表计读数的六氟化硫混合气体密度控制器。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种智能式六氟化硫混合气体密度控制器，包括表盘(1)、指针(2)、不锈钢巴登管(3)、温度补偿片(4)、管座(5)、位移放大机构(6)、连接杆(7)、壳体(8)、接头(9)、小型开关(101、102、103)、信号调节机构(111、112、113)、连接臂(13)、管帽(14)、接线座(15)、表玻璃(16)、罩壳(17)、电线(21)、开关加强机构(24)、压力变送器(25)、温度变送器(26)、嵌入式微处理单元(27)、电源模块(28)、无线通讯模块(29)以及橡胶垫(30)；壳体(8)分为前壳体(801)和后壳体(802)，不锈钢巴登管(3)、温度补偿片(4)、管座(5)、管帽(14)、三个小型开关(101、102、103)、指针(2)和表盘(1)设置在前壳体(801)内相应位置，压力变送器(25)、温度变送器(26)、嵌入式微处理单元(27)、电源模块(28)以及无线通讯模块(29)设置在后壳体(802)内相应位置；橡胶垫(30)设置在壳体(8)的前壳体(801)和后壳体(802)之间，压力变送器(25)、温度变送器(26)、无线通讯模块(29)分别与嵌入式微处理单元(27)相连接，不锈钢巴登管(3)的一端连接在管座(5)上，另一端焊接在管帽(14)上，管帽(14) 与温度补偿片(4)的一端连接，温度补偿片(4)的另一端与连接臂(13)的第一端连接，连接臂(13)的第二端与连接杆(7)的一端相连接，连接杆(7)的另一端与位移放大机构(6)的起始端连接，位移放大机构(6)为扇形传动机构，包括轴(60)、扇形曲面齿轮(61)、中心齿轮(63)、上夹板(65)和下夹板(66)；上夹板(65)和下夹板(66)间隔并平行地固定在管座(5)上，上夹板(65)和下夹板(66)之间连接一扇形曲面齿轮转轴(610)，扇形曲面齿轮(61)的圆心径向地一体延伸一传动臂 (611)，扇形曲面齿轮(61)安装在扇形曲面齿轮转轴(610)上，传动臂(611)的一端作为位移放大机构(6)的起始端与连接杆(7)的另一端连接，中心齿轮(63) 作为位移放大机构(6)的放大端固定安装在轴(60)上并且与扇形曲面齿轮(61)啮合连接，三个小型开关(101、102、103)分别固定在管座(5)上并可以安装在不同方向，小型开关(101、102、103)分别带有接点操作手柄(1011、1021、1031)，信号调节机构(111、112、113)与三个小型开关(101、102、103)相应成对设置并分别安装在中心轴(62)上，中心轴(62)为轴(60)的延伸段而与轴(60)构成一体，信号调节机构(111、112、113)根据气体密度值和压力值驱动接点操作手柄(1011、 1021、1031)，使小型开关(101、102、103)上的接点接通或断开，小型开关的接点通过电线(21)连接到接线座(15)上，接线座(15)固定在壳体(8)上，接头(9) 固定在壳体(8)上，表玻璃(16)、罩壳(17)及其密封圈分别固定在壳体(8)上，表盘(1)固定在管座(5)上，指针(2)固定在轴(60)的前端；嵌入式微处理单元 (27)包括微处理器U1、存贮器U2、时钟U3和I/O接口U4，嵌入式微处理单元(27) 被设置为通过I/O接口U4和微处理器U1获取压力变送器(25)和温度变送器(26) 所采集的压力值P1和温度值T1，并根据六氟化硫混合气体压力-温度特性自动换算成20℃时的对应压力值P₂₀，完成六氟化硫混合气体控制器对其所监测的电气设备的六氟化硫混合气体密度的在线监测，微处理器U1把监测到的数据保存在存贮器U2上。

进一步的，无线通讯模块(29)的无线通讯方式包括但不限于NB-IOT、 2G/3G/4G/5G、WIFI、蓝牙、Lora、Zigbee。

进一步的，压力变送器(25)包括但不限于相对压力变送器，和/或绝对压力变送器。

进一步的，不锈钢巴登管(3)的宽度为18～25mm。

进一步的，壳体(8)为不锈钢板冲压而成。

进一步的，壳体(8)的内部充有硅油，硅油被配置为缓冲减震作用，提高密度控制器的抗震性能。

进一步的，信号调节机构(111、112、113)为偏心轮。

技术效果

由于采用不锈钢巴登管和温度补偿片的位移经位移放大机构把该位移放大，再去控制信号发生器(若干小型开关)，达到减震德目的。该位移放大机构根据气体密度值的大小控制小型开关，使小型开关发出相应的信号，完成密度控制器的功能，从而克服了现有技术的抗振性能不高问题，确保了密度控制器的电气性能好、接点接触好、工作寿命长等优点，保证了系统可靠工作，是一种名副其实的性能卓越的抗震性能好的六氟化硫混合气体密度控制器，同时，并可以通过所述无线通讯模块能够实现与便携式专用无线读数仪相连接，使便携式专用无线读数仪读取六氟化硫混合气体密度控制器监测到的数据或/和信息，大大提高巡检读取六氟化硫混合气体密度，可以很好地应用在六氟化硫混合电气设备上。

以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。

附图说明

图1是现有技术指针式六氟化硫混合气体密度控制器的一种结构示意图；

图2是本实用新型的一个较佳实施例的智能式六氟化硫混合气体密度控制器的结构示意图；

图3是图2的局部侧视图；

图4是本实用新型的一个较佳实施例的扇形传动机构的示意说明图；

图5是本实用新型的智能式六氟化硫混合气体密度控制器的控制原理图。

具体实施方式

以下参考说明书附图介绍本实用新型的多个优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本实用新型可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本实用新型的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。

如图2和3所示，本实用新型的一种智能式六氟化硫混合气体密度控制器，包括不锈钢巴登管3、温度补偿片4、管座5、位移放大机构6、连接杆7、壳体8、接头9、小型开关101、102、103、信号调节机构111、112、113、连接臂13、管帽14、接线座15、表玻璃16、罩壳17、电线21、开关加强机构24、压力变送器25、温度变送器26、嵌入式微处理单元27、电源模块28、无线通讯模块29以及橡胶垫30。

其中，壳体8分为前壳体801和后壳体802。不锈钢巴登管3、温度补偿片4、管座5、管帽14、三个小型开关101、102、103、指针2和表盘1设置在前壳体801内相应位置，而压力变送器25、温度变送器26、嵌入式微处理单元27，电源模块28以及无线通讯模块29设置在后壳体802内相应位置。橡胶垫30设置在壳体8的前壳体 801和后壳体802之间。橡胶垫30具有防水和隔热作用，能够起到很好的防水作用，同时消除压力变送器25、温度变送器26、嵌入式微处理单元27、电源模块28等电子元件工作发热对密度监控温度补偿片4的影响。壳体的前壳体801内部充有硅油，硅油被配置为缓冲减震作用，提高密度控制器的抗震性能。利用硅油的粘度，在震动时，能够起到阻尼缓冲作用，提高密度控制器的抗震性能。不锈钢巴登管3的一端连接在管座5上，另一端焊接在管帽14上。管帽14与温度补偿片4的一端连接，温度补偿片4的另一端与连接臂13连接。温度补偿片4的形状为Ω形。连接臂13又与连接杆 7的一端相连接，连接杆7的另一端与位移放大机构6的起始端连接。位移放大机构6 为扇形传动机构。不锈钢巴登管3的宽度为18～25mm，为了提高抗振性能，不锈钢巴登管3的宽度选为20mm。

本实施例以三个小型开关101、102、103作为气体密度控制器信号发生器，该气体密度控制器还带有用于显示示值的表盘1和指针2。三个小型开关101、102、103 分别固定在管座5上并可以安装在不同方向。小型开关101、102、103分别带有接点操作手柄1011、1021、1031。信号调节机构111、112、113与三个小型开关101、102、 103相应成对设置并分别安装在中心轴62上，中心轴62为轴60的延伸段而与轴60 构成一体；本实施例的信号调节机构为三个间隔地安装在中心轴62上的偏心轮。

连接臂13又与连接杆7的一端相连接，连接杆7的另一端与位移放大机构6的起始端连接；位移放大机构6为扇形传动机构(见图4)，它包括轴60、扇形曲面齿轮 61、中心齿轮63、上夹板65、下夹板66；上夹板65和下夹板66间隔并平行地固定在管座5上，上夹板65和下夹板66之间连接一扇形曲面齿轮转轴610，扇形曲面齿轮61的圆心还径向地一体延伸一传动臂611，扇形曲面齿轮61安装在扇形曲面齿轮转轴610上，传动臂611的一端作为位移放大机构6的起始端与连接杆7的另一端连接；中心齿轮63作为位移放大机构6的放大端固定安装在轴60上并且与扇形曲面齿轮61啮合连接；由于扇形曲面齿轮61的半径比中心齿轮63的半径大4～5倍，所以能够起到放大作用。本实用新型的六氟化硫混合气体密度控制器由于信号发生器采用小型开关，并且小型开关接点的控制全部由位移放大机构通过放大后来控制的，利用该位移放大机构6把位移放大，目的使提高精度，达到密度控制器的控制精度高的效果。

信号调节机构111、112、113根据气体密度值和压力值驱动接点操作手柄1011、1021、1031，使小型开关101、102、103上的接点接通或断开；小型开关的接点通过电线21连接到接线座15上，接线座15固定在壳体8上；接头9固定在壳体8上，表玻璃16、罩壳17及其密封圈分别固定在壳体8上，能保护壳体8内部机构免受机械损伤和污物、雨水侵入。道管的一端与管座5相连接，且可靠密封；道管的另一端与接头9相连接，且可靠密封。

表盘1固定在管座5上，指针2固定在轴60的前端。

当气体密度值发生变化，不锈钢巴登管3和温度补偿片4产生位移，该位移通过连接杆7传递到位移放大机构6的起始端，位移放大机构6的放大端(中心63)通过信号调节机构111、112、113与小型开关101、102、103的接点操作手柄1011、1021、 1031连接，根据气体密度值和压力值驱动接点操作手柄1011、1021、1031，使小型开关101、102、103上的接点接通或断开，使小型开关发出相应的报警或闭锁信号，完成密度控制器的功能。

开关加强机构24固定在小型开关上，在开关进行分合闸操作产生强烈振动时，该开关加强机构24可避免小型开关外壳断裂，并避免小型开关接点操作手柄脱落，因而可大大提高控制器的抗振性能，保证系统可靠工作。

本实用新型智能式六氟化硫混合气体密度控制器的工作原理是基于弹性元件不锈钢巴登管3，利用温度补偿片4对变化的压力和温度进行修正，反应六氟化硫混合气体密度的变化。即在被测介质六氟化硫混合气体的压力作用下，由于有了温度补偿片 4的作用，其密度值的变化，压力值也相应的变化，迫使不锈钢巴登管3之末端产生相应的弹性变形—位移，借助于温度补偿片4和连接杆7，传递给位移放大机构6的轴60，轴60又传递给指针2，遂将被测的六氟化硫混合气体密度值在表盘1上指示出来。如果漏气了，其密度值下降到一定程度(达到报警或闭锁值)，不锈钢巴登管3 产生相应的向下位移，通过温度补偿片4，使连接臂13向下位移，传递给连接杆7，连接杆7传递给位移放大机构6，扇形轴61传递给中心轴并进行放大，中心轴62带动相应的信号调节机构111、112、113转动，到一定程度时，信号调节机构111、112、 113就触发相应的小型开关101、102、103的接点操作手柄1011、1021、1031，相应的小型开关101、102、103接点就接通，发出相应的报警或闭锁信号，达到监视和控制电气开关等设备中的六氟化硫混合气体密度，使电气设备安全工作。如果其密度值升高了，压力值也相应的升高，升高到一定程度，不锈钢巴登管3也产生相应的向上位移，通过温度补偿片4，使连接臂13向上位移，传递给连接杆7，连接杆7传递给位移放大机构6，扇形轴61传递给中心轴62，中心轴62带动相应的信号调节机构111、112、113，到一定程度时，信号调节机构111、112、113就不触发相应的小型开关101、 102、103，相应的小型开关101、102、103接点就断开，信号(报警或闭锁)就解除。

图5为本实用新型智能式六氟化硫混合气体密度控制器的控制原理图，如图5所示，所述压力变送器25、温度变送器26、无线通讯模块29分别与嵌入式微处理单元 27相连接；所述无线通讯模块29的无线通讯方式包括、但不限于NB-IOT、 2G/3G/4G/5G、WIFI、蓝牙、Lora、Zigbee的一种。所述压力变送器25包括、但不限于相对压力变送器，和/或绝对压力变送器。嵌入式微处理单元27主要由微处理器U1、存贮器U2、时钟U3、I/O接口U4等组成。其工作过程为：运行工作时，所述嵌入式微处理单元27通过I/O接口U4和微处理器U1获取所述压力变送器25和温度变送器 26所采集的压力值P1和温度值T1，并根据六氟化硫混合气体压力-温度特性自动换算成20℃时的对应压力值P₂₀，完成所述六氟化硫混合气体控制器对其所监测的电气设备的六氟化硫混合气体密度的在线监测，微处理器U1把监测到的数据保存在存贮器 U2上；通过所述无线通讯模块29能够实现与便携式专用无线读数仪31相连接，使便携式专用无线读数仪31读取六氟化硫混合气体密度控制器监测到的数据或/和信息。具体来说，当便携式专用无线读数仪31靠近本实用新型智能式六氟化硫混合气体密度控制器时，便携式专用无线读数仪31通过无线信号自动与本实用新型智能式六氟化硫混合气体密度控制器相连接，便携式专用无线读数仪31就能够与本实用新型智能式六氟化硫混合气体密度控制器实现通讯，便携式专用无线读数仪31能够自动读取六氟化硫混合气体密度控制器监测到的数据或/和信息。这样一来，电力维护人员到现场巡检气体密度控制器的表计读数时，无须人工把读数记录在纸上，回去只要把便携式专用无线读数仪31保存的数据录入计算机系统中，非常方便，不需要花费很多时间，非常省力省时，大大提高效率。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种智能式六氟化硫混合气体密度控制器，其特征在于，包括表盘(1)、指针(2)、不锈钢巴登管(3)、温度补偿片(4)、管座(5)、位移放大机构(6)、连接杆(7)、壳体(8)、接头(9)、小型开关(101、102、103)、信号调节机构(111、112、113)、连接臂(13)、管帽(14)、接线座(15)、表玻璃(16)、罩壳(17)、电线(21)、开关加强机构(24)、压力变送器(25)、温度变送器(26)、嵌入式微处理单元(27)、电源模块(28)、无线通讯模块(29)以及橡胶垫(30)；

其中，所述壳体(8)分为前壳体(801)和后壳体(802)，所述不锈钢巴登管(3)、温度补偿片(4)、管座(5)、管帽(14)、三个小型开关(101、102、103)、指针(2)和表盘(1)设置在前壳体(801)内相应位置；所述压力变送器(25)、温度变送器(26)、嵌入式微处理单元(27)、电源模块(28)以及无线通讯模块(29)设置在后壳体(802)内相应位置；所述橡胶垫(30)设置在壳体(8)的前壳体(801)和后壳体(802)之间，所述压力变送器(25)、温度变送器(26)、无线通讯模块(29)分别与嵌入式微处理单元(27)相连接；

所述不锈钢巴登管(3)的一端连接在管座(5)上，另一端焊接在管帽(14)上，所述管帽(14)与所述温度补偿片(4)的一端连接，所述温度补偿片(4)的另一端与连接臂(13)的第一端连接，所述连接臂(13)的第二端与连接杆(7)的一端相连接，所述连接杆(7)的另一端与位移放大机构(6)的起始端连接，位移放大机构(6)为扇形传动机构，包括轴(60)、扇形曲面齿轮(61)、中心齿轮(63)、上夹板(65)和下夹板(66)；所述上夹板(65)和下夹板(66)间隔并平行地固定在管座(5)上，所述上夹板(65)和下夹板(66)之间连接一扇形曲面齿轮转轴(610)，所述扇形曲面齿轮(61)的圆心径向地一体延伸一传动臂(611)，所述扇形曲面齿轮(61)安装在扇形曲面齿轮转轴(610)上；所述传动臂(611)的一端作为位移放大机构(6)的起始端与连接杆(7)的另一端连接；所述中心齿轮(63)作为位移放大机构(6)的放大端固定安装在轴(60)上并且与扇形曲面齿轮(61)啮合连接；

所述三个小型开关(101、102、103)分别固定在所述管座(5)上并可以安装在不同方向，所述小型开关(101、102、103)分别带有接点操作手柄(1011、1021、1031)，所述信号调节机构(111、112、113)与所述三个小型开关(101、102、103)相应成对设置并分别安装在中心轴(62)上，所述中心轴(62)为轴(60)的延伸段而与轴(60)构成一体；

所述信号调节机构(111、112、113)根据气体密度值和压力值驱动接点操作手柄(1011、1021、1031)，使小型开关(101、102、103)上的接点接通或断开，小型开关的接点通过电线(21)连接到接线座(15)上，接线座(15)固定在壳体(8)上，接头(9)固定在壳体(8)上，表玻璃(16)、罩壳(17)及其密封圈分别固定在壳体(8)上，表盘(1)固定在管座(5)上，指针(2)固定在轴(60)的前端；

所述嵌入式微处理单元(27)包括微处理器U1、存贮器U2、时钟U3和I/O接口U4，所述嵌入式微处理单元(27)被设置为通过I/O接口U4和微处理器U1获取所述压力变送器(25)和温度变送器(26)所采集的压力值P1和温度值T1，并根据六氟化硫混合气体压力-温度特性自动换算成20℃时的对应压力值P₂₀，完成所述六氟化硫混合气体控制器对其所监测的电气设备的六氟化硫混合气体密度的在线监测，微处理器U1把监测到的数据保存在存贮器U2上。

2.如权利要求1所述的智能式六氟化硫混合气体密度控制器，其特征在于，所述无线通讯模块(29)的无线通讯方式包括NB-IOT、2G/3G/4G/5G、WIFI、蓝牙、Lora、Zigbee。

3.如权利要求1所述的智能式六氟化硫混合气体密度控制器，其特征在于，所述压力变送器(25)包括相对压力变送器，和/或绝对压力变送器。

4.如权利要求2或3所述的智能式六氟化硫混合气体密度控制器，其特征在于，所述不锈钢巴登管(3)的宽度为18～25mm。

5.如权利要求4所述的智能式六氟化硫混合气体密度控制器，其特征在于，所述壳体(8)为不锈钢板冲压而成。

6.如权利要求5所述的智能式六氟化硫混合气体密度控制器，其特征在于，所述壳体(8)的内部充有硅油，所述硅油被配置为缓冲减震作用，提高密度控制器的抗震性能。

7.如权利要求1所述的智能式六氟化硫混合气体密度控制器，其特征在于，所述信号调节机构(111、112、113)为偏心轮。

Images