一种SF6-N2混合气体灌充装置的制作方法

本发明涉及气体灌充，具体为一种sf6-n2混合气体灌充装置。

背景技术：

1、六氟化硫（sf6）以其优良的电气绝缘性能，被广泛应用在高压电气设备中，然而，随着sf6的大量使用，灌充以及更换的sf6被大量排放到大气当中，sf6作为一种强温室气体，会对环境造成一定的危害。因此，在保证一定绝缘强度的情况下，减少sf6气体的使用，成为潜在趋势。

2、sf6-n2混合气体，其中sf6的比例为30%左右，极大地减少了sf6气体的使用，同时也保证了一定的电气绝缘强度。然而，在进行sf6-n2混合气的灌充过程中，由于管道内容易残留气体，无法精确保证混合气中各成分的比例，从而无法保证最终的灌充精度，会对电气绝缘性能有一定影响。

3、此外，常规的灌充装置，容易造成空气进入输送管道中，影响混合气体的纯度。同时，无论是同时输送sf6、n2气体，还是依次输送，混合程度都较差，一般需静置30min左右，才能达到混合均匀的状态，影响后续精度检验。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种sf6-n2混合气体灌充装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

3、一种sf6-n2混合气体灌充装置，灌充装置用于向电气元件内灌充混合气体，灌充装置包括载体、导流装置和存储装置，导流装置和载体连接，存储装置和载体管道连通，载体上分别设有上气道和下气道，存储装置包括第一储罐和第二储罐，第一储罐和上气道管道连通，第二储罐和下气道管道连通，导流装置用于进行气体流路切换。

4、通过灌充装置向电气元件内进行混合气体灌充，电气元件主要为电气、电力行业的高压电力设备，通过充入混合气体，保证电气元件具有良好的绝缘性能，第一储罐用于供应sf6，第二储罐用于供应n2，通过上下分层供应的方式，提高气体供应精度，载体作为主要的安装基础，用于对其他装置进行承载，载体可以为箱框式设计，为了提高移动性，也可以在底部设置车轮，进行便携式设计，导流装置主要用于进行流路切换，在sf6供气完成后，通过流路切换，使得n2对上气道进行冲刷，从而保证供应的sf6全都进入电气元件内。

5、进一步的，存储装置还包括截止阀和调节阀，截止阀设置有两个，两个截止阀分别位于上气道进出口位置，调节阀位于下气道进口处，载体上设有均混腔，上气道和下气道末端分别与均混腔连通，电气元件上设有灌充口，均混腔和灌充口连通，导流装置包括密封板和电磁铁，载体上设有切换流道，切换流道两端分别与上气道和下气道连通，密封板和切换流道上端转动连接，电磁铁置于切换流道内，密封板为磁铁材质；

6、通电时：电磁铁和密封板相向端为异名磁极；

7、初始状态：截止阀和调节阀都处于导通状态，电磁铁处于通电状态，切换流道和上气道处于截止状态。

8、截止阀设置在上气道的进出口，采用电动型号，两个截止阀联动控制，同时导通或者同时截止，调节阀用于控制下气道的瞬时进气量，当sf6和n2进气完成后，将其导入均混腔内，进行混合，并通过灌充口送入电气元件内，电磁铁通电过程，显示的磁极和密封板为异名磁极，即电磁铁通电时，可以对密封板进行吸附，从而使切换流道上端不和上气道导通，在初始状态下，sf6和n2分别通过上气道和下气道进行供气，送入均混腔内进行初步混合，通过分体式供气，进行末端混合，防止气体串流，便于进行分类贮存，有利于保证供气精度。

9、进一步的，下气道沿着气流输送方向依次设有入口段、收缩段、喉道和扩散段，第二储罐和入口段连通，扩散段和均混腔连通，喉道一侧设有引流道，引流道远离喉道一端和上气道连通后；

10、除气过程：两个截止阀处于截止状态。

11、sf6-n2混合气体中sf6的比例一般为30%左右，n2比sf6气体量多，当n2沿着下气道的多个分段路径流通时，通过直径的改变，经由入口段进入收缩段进行压缩，压缩完成后进入喉道，由于过流截面的减小，流速增大，从而使得喉道的压力降低，在引流道内形成负压，引流道和上气道连通，使得部分sf6进入n2中，进行预混合，sf6供气完成后，通过两个截止阀使上气道两端同时截止，上气道内残留的sf6气体会继续在负压作用下，通过引流道进入喉道，降低管内sf6余量，提高配气精度。

12、进一步的，收缩段直径沿气体输送方向递减设置，切换流道进口位于收缩段内；

13、冲刷时：电磁铁断电，切换流道和上气道导通。

14、收缩段直径递减设置，用于对n2气体进行压缩，在除气完成后，不再向电磁铁通电，电磁铁端部磁性消失，不对密封板进行吸附，n2从切换流道冲入上气道内，对上气道内经过负压吸附参与的sf6气体进行冲刷，并裹挟着从引流道进入喉道内，并最终排入均混腔内，使得从第一储罐输出的sf6气体，会完全进入电气元件的内腔，避免管道输送过程中sf6余气，影响最终的配比精度。

15、进一步的，均混腔包括内流道和外流道，上气道出口朝向内流道，扩散段末端和外流道连通。

16、内流道直径较小，sf6流速快于外流道内的n2流速，在sf6从内流道流出时，气体间的摩擦较小，n2和外流道的壁面摩擦较大，形成拖曳流动，使得sf6具有向n2运动的趋势，提高扩散混合性能，使得进入电气元件内的气体呈混合状，不需要长时间等待混合，即可使用。

17、进一步的，导流装置还包括截断组件，载体上设有感压腔，感压腔位于均混腔一侧，截断组件包括感压膜片和感应线圈，感压膜片位于感压腔和均混腔连接处，感应线圈置于感压腔内，感压膜片向上延伸设有感应杆，感应杆上端伸入感应线圈内圈。

18、通过在均混腔一侧设置感压腔，接口处设置感压膜片，当电气元件内混合气体灌充完毕后，会使均混腔内的压力增大，感压膜片在压力作用下发生形变，带动感应杆移动，感应线圈做切割磁感线运动，并产生感应电流，当感应线圈产生的感应电流值达到标准值时，即电气元件内充气完毕，在第一储罐输出的sf6完全进入电气元件内的前提下，当达到预定压力，输入的n2也是定量的，从而保证混合气体的灌充为定量灌充，且sf6和n2比例固定，保证灌充精度。

19、作为优化，感应杆和感应线圈构成检测电路，检测电路和调节阀电连。当感应线圈收集到的电流大小达到标准值时，即电气元件内填充的混合气体达到标准时，关闭电气元件进口的进气阀，并控制调节阀关闭第二储罐供应的n2，从而达到充满自停的目的。

20、作为优化，密封板旋转轴线位于靠近上气道进口一侧。将密封板的旋转轴线设置在靠近上气道进口的一侧，初始状态下，sf6进入上气道后，气体压力会辅助使电磁铁和密封板贴合，保证切换流道和上气道的截止性能。

21、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明在初始状态下，sf6和n2分别通过上气道和下气道进行供气，送入均混腔内进行初步混合，通过分体式供气，进行末端混合，防止气体串流，便于进行分类贮存，有利于保证供气精度；当n2沿着下气道的多个分段路径流通时，通过直径的改变，经由入口段进入收缩段进行压缩，压缩完成后进入喉道，由于过流截面的减小，流速增大，从而使得喉道的压力降低，在引流道内形成负压，引流道和上气道连通，使得部分sf6进入n2中，进行预混合，sf6供气完成后，通过两个截止阀使上气道两端同时截止，上气道内残留的sf6气体会继续在负压作用下，通过引流道进入喉道，降低管内sf6余量，提高配气精度；在除气完成后，不再向电磁铁通电，电磁铁端部磁性消失，不对密封板进行吸附，n2从切换流道冲入上气道内，对上气道内经过负压吸附参与的sf6气体进行冲刷，并裹挟着从引流道进入喉道内，并最终排入均混腔内，使得从第一储罐输出的sf6气体，会完全进入电气元件的内腔，避免管道输送过程中sf6余气，影响最终的配比精度。