本实用新型属于低温地区混合绝缘气体高压开关设备检修技术领域，具体涉及一种移动式六氟化硫和四氟化碳混合气体快速回收补气装置。
背景技术：
六氟化硫（SF6）气体是一种化学性能十分稳定的气体，作为一种优良的绝缘和灭弧介质，被广泛地应用于各种电气设备中。为保证SF6电气设备的正常运行，设备内密封的SF6气体需要保持一定的压力，而SF6气体的运行特性受环境温度变化的影响明显。在我国北方及一些高原地区，冬季会经常出现－40℃以下的极端低温，在低温条件下SF6电气设备内的SF6气体密度将逐渐减小，部分SF6气体由气态变为液态，使得SF6电气设备内的气体压力降低，严重影响设备正常运行。
为解决SF6电气设备中SF6气体在低温环境下的液化的问题，在我国北方寒冷地区多采用六氟化硫和四氟化碳（SF6/CF4）混合绝缘气体替代纯SF6气体，SF6/CF4混合绝缘气体可以在低温环境下不发生液化，目前混合绝缘气体已在我国低温地区的电气设备中大量使用。
在设备长期运行过程中，由于设备运行环境、设备制造质量以及原件损坏或老化等原因，混合绝缘气体电气开关需要停电检修，而检修时混合气体的回收储存一直是困扰检修人员较长时间的难题。目前我国混合绝缘气体回收方面采用的仍是通过SF6回收装置回收储存混合气体（SF6/ CF4），由于混合绝缘气体中SF6和CF4的性质，难以液化，因此需要较多的钢瓶或大容积容器来储存气体。故而低温环境下混合绝缘气体的快速回收存储技术成为目前电气设备气体回收领域亟需解决的课题。
由于设备制造质量、安装工艺、密封元件老化、充气压力等原因，SF6电气设备运行时设备里的SF6气体的泄漏是难以避免的，这就造成设备内气体压力降低，影响设备正常运行，因此当SF6电气设备运行一段时间后，需要进行补气。
随着我国混合绝缘气体电气设备使用量的增加，低温环境条件下混合绝缘气体电气设备的补气技术变得越来越重要。目前，我国常见的SF6混合绝缘气体的补气多是采用分压法单独补气，既增加了连接电气设备补气的次数，也难以通过分压力准确控制两种气体混合的比例，给混合绝缘气体电气设备的补气带来困难。因此，低温环境下混合绝缘气体的精确混合补气技术成为目前电气设备补气领域亟需解决的课题。
技术实现要素：
本实用新型为了解决现有技术中的不足之处，提供一种移动式六氟化硫和四氟化碳混合气体快速回收补气装置，该装置不仅能够回收混合气体，而且可以对混合气体进行分离，将浓度提高后的SF6和CF4分别通过专用压充系统，回收至钢瓶储存，提高混合绝缘气体在钢瓶中的储气量；而且该装置还可以通过配置的补气系统，配置所需比例的气体充入混合绝缘电气设备中。
为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：移动式六氟化硫和四氟化碳混合气体快速回收补气装置，包括混合气体回收系统、混合气体分离系统、制冷机组16、六氟化硫专用压充系统、四氟化碳专用压充系统、混合气体配气充气系统和抽真空系统，混合气体回收系统的出气口与混合气体分离系统的进气口连接，混合气体分离系统的出气口与四氟化碳专用压充系统的进气口连接，混合气体分离系统的出液口与六氟化硫专用压充系统的进液口连接，抽真空系统的抽气口分别与混合气体回收系统、六氟化硫专用压充系统、四氟化碳专用压充系统和混合气体配气充气系统连接，制冷机组16的制冷输出口分别与混合气体回收系统、混合气体分离系统和四氟化碳专用压充系统连接。
混合气体回收系统包括第一高压管1，第一高压管1的进气口设有混合进气自封快速接头2，第一高压管1上沿混合气体气流方向依次设有第一电磁阀V1、第一手动常开阀C1、第一分子筛3、第一分子筛4、无油压缩机5、第一单向阀6、第一冷热交换器7和混合出气自封快速接头8；第一电磁阀V1的进口和出口之间的第一高压管1上连接有增压高压管9，增压高压管9上沿混合气体气流方向依次设有第二电磁阀V2、真空压缩机10和第二单向阀11；制冷机组16的制冷输出口与第一冷热交换器7连接。
混合气体分离系统包括混合分离高压管12和气体分离罐13，混合分离高压管12的进气口连接在第一冷热交换器7和混合出气自封快速接头8之间的第一高压管1上，混合分离高压管12的出气口与气体分离罐13的进气口连接，混合分离高压管12上设有第三电磁阀V3，气体分离罐13底部设有液位计14，气体分离罐13顶部设有六氟化硫纯度仪15；制冷机组16的制冷输出口与气体分离罐13连接。
四氟化碳专用压充系统包括第二高压管20，第二高压管20的进气口与气体分离罐13顶部连接，第二高压管20的出气口设有四氟化碳出气自封快速接头21，第二高压管20上沿进气口到出气口方向依次设有第四电磁阀V4、高压压缩机22和第二冷热交换器23；制冷机组16的制冷输出口与第二冷热交换器23连接。
六氟化硫专用压充系统包括第三高压管17，第三高压管17的进液口与气体分离罐13底部连接，第三高压管17的出气口设有六氟化硫出气自封快速接头18，第三高压管17上沿进液口到出气口方向依次设有第五电磁阀V5、液态灌装机19和第六电磁阀V6。
混合气体配气充气系统包括配气充气高压管24、四氟化碳配气自封快速接头25和六氟化硫配气自封快速接头26，配气充气高压管24的充气口设有充气自封快速接头27，配气充气高压管24上由进气口到出气口依次设有配气仪28、缓存罐29、电磁比例调节阀D1、第七电磁阀V7、低压压缩机30和第三单向阀31；四氟化碳配气自封快速接头25和六氟化硫配气自封快速接头26分别与配气仪28的进气口连接。
抽真空系统包括抽真空主管33，抽真空主管33的两端分别与真空泵32和外界抽真空自封快速接头34连接，抽真空主管33上设有第八电磁阀V8；抽真空主管33与增压高压管9之间通过第一抽真空管35连接，第一抽真空管35上设有第九电磁阀V9；抽真空主管33与配气充气高压管24之间通过第二抽真空管36连接，第二抽真空管36上设有第十电磁阀V10；抽真空主管33与第三高压管17之间通过第三抽真空管37连接，第三抽真空管37上设有第十一电磁阀V11；第二高压管20与第三高压管17之间通过第四抽真空管38连接，第四抽真空管38上设有第十二电磁阀V12。
采用上述技术方案，混合绝缘电气设备检修时，混合绝缘气体六氟化硫和四氟化碳（SF6/CF4）通过专用的混合气体回收系统回收，第一分子筛和第一分子筛干燥过滤混合绝缘气体中的水分和分解产物等杂质。真空压缩机用于负压回收，减少混合绝缘气体残留；真空压缩机的进气口设有粉尘絮状物过滤器，粉尘絮状物过滤器采用精密滤芯，过滤粉尘和固态颗粒，过滤精度≤1μm，可防止粉尘和固态颗粒进入真空压缩机，延长设备使用寿命；采用分子筛吸附原理处理混合气体中的分解产物、水分、矿物油等杂质；然后通过无油压缩机，将干燥过滤后的气体回收至混合气体分离系统中。
回收后的SF6/CF4混合气体中不仅有SF6气体及混合气体分解产物，还有大量的CF4，混合绝缘气体中的分解物、水分以及粉尘等杂质通过混合气体回收系统过滤除去，剩下的气体为SF6 和CF4混合气体（SF6与CF4气体等质量混合），由于CF4不易液化（CF4的临界压力为3739kPa，临界温度为-45.6℃；SF6的临界温度为45.55℃，临界温度为3759kPa），因此在混合气体分离系统中可通过低温精馏方法将SF6液化，与CF4进行分离。
气体分离罐中安装有液位计，可以准确清晰测量SF6气体在气体分离罐中的液位，根据液位判断是否启动六氟化硫专用压充系统，将液态SF6灌装至储罐中。在整个气体灌装过程中，气体分离罐持续工作。当停止SF6灌装后，通过分离塔顶部SF6纯度仪测量SF6纯度，根据SF6纯度判断是否启动CF4压充系统，CF4压充采用专用高压压缩机，通过高压低温的方式将CF4压充至钢瓶中。
通过上述步骤的处理，保证回收后的SF6浓度在98%以上，CF4浓度在90%以上，将气体分离并充至钢瓶，不仅可减少现场混合气体回收对容器的大量需求，而且分离后的气体也便于后期的回收净化再生，达到再利用标准。
当设备检修完毕后，需充气时，充气自封快速接头与混合绝缘电气的进气口连接，首先通过抽真空系统对混合气体配气充气系统进行抽真空，然后将气瓶接至四氟化碳配气自封快速接头和六氟化硫配气自封快速接头处，通过动态配气仪进行配置所需比例的混合绝缘气体，然后通过电磁比例调节阀调节气体流量，最后通过低压压缩机将气体充至混合绝缘电气中，低压压缩机压力可根据客户要求进行设置，可安全高效的完成混合绝缘电气设备补气工作。
综上所述，本实用新型实现了混合绝缘气体的现场快速回收，混合气体的简单分离，分离后气体的储存，以及现场高精动态配气补气的功能；本实用新型回收储存前进行的SF6与CF4分离技术，和CF4专用高压压缩机，会减小气体储存容积（相较不分离CF4，利用通常使用的SF6回收装置回收，其储存所需容积将减小75%）；通过混合气体配气充气系统进行补气，不仅可以快速高效准确的配置所需比例的气体，也弥补了通常用分压补气法在准确度以及效率上的不足。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型的移动式六氟化硫和四氟化碳混合气体快速回收补气装置，包括混合气体回收系统、混合气体分离系统、制冷机组16、六氟化硫专用压充系统、四氟化碳专用压充系统、混合气体配气充气系统和抽真空系统，混合气体回收系统的出气口与混合气体分离系统的进气口连接，混合气体分离系统的出气口与四氟化碳专用压充系统的进气口连接，混合气体分离系统的出液口与六氟化硫专用压充系统的进液口连接，抽真空系统的抽气口分别与混合气体回收系统、六氟化硫专用压充系统、四氟化碳专用压充系统和混合气体配气充气系统连接，制冷机组16的制冷输出口分别与混合气体回收系统、混合气体分离系统和四氟化碳专用压充系统连接。
混合气体回收系统包括第一高压管1，第一高压管1的进气口设有混合进气自封快速接头2，第一高压管1上沿混合气体气流方向依次设有第一电磁阀V1、第一手动常开阀C1、第一分子筛3、第一分子筛4、无油压缩机5、第一单向阀6、第一冷热交换器7和混合出气自封快速接头8；第一电磁阀V1的进口和出口之间的第一高压管1上连接有增压高压管9，增压高压管9上沿混合气体气流方向依次设有第二电磁阀V2、真空压缩机10和第二单向阀11；制冷机组16的制冷输出口与第一冷热交换器7连接。
混合气体分离系统包括混合分离高压管12和气体分离罐13，混合分离高压管12的进气口连接在第一冷热交换器7和混合出气自封快速接头8之间的第一高压管1上，混合分离高压管12的出气口与气体分离罐13的进气口连接，混合分离高压管12上设有第三电磁阀V3，气体分离罐13底部设有液位计14，气体分离罐13顶部设有六氟化硫纯度仪15；制冷机组16的制冷输出口与气体分离罐13连接。
四氟化碳专用压充系统包括第二高压管20，第二高压管20的进气口与气体分离罐13顶部连接，第二高压管20的出气口设有四氟化碳出气自封快速接头21，第二高压管20上沿进气口到出气口方向依次设有第四电磁阀V4、高压压缩机22和第二冷热交换器23；制冷机组16的制冷输出口与第二冷热交换器23连接。
六氟化硫专用压充系统包括第三高压管17，第三高压管17的进液口与气体分离罐13底部连接，第三高压管17的出气口设有六氟化硫出气自封快速接头18，第三高压管17上沿进液口到出气口方向依次设有第五电磁阀V5、液态灌装机19和第六电磁阀V6。
混合气体配气充气系统包括配气充气高压管24、四氟化碳配气自封快速接头25和六氟化硫配气自封快速接头26，配气充气高压管24的充气口设有充气自封快速接头27，配气充气高压管24上由进气口到出气口依次设有配气仪28、缓存罐29、电磁比例调节阀D1、第七电磁阀V7、低压压缩机30和第三单向阀31；四氟化碳配气自封快速接头25和六氟化硫配气自封快速接头26分别与配气仪28的进气口连接。
抽真空系统包括抽真空主管33，抽真空主管33的两端分别与真空泵32和外界抽真空自封快速接头34连接，抽真空主管33上设有第八电磁阀V8；抽真空主管33与增压高压管9之间通过第一抽真空管35连接，第一抽真空管35上设有第九电磁阀V9；抽真空主管33与配气充气高压管24之间通过第二抽真空管36连接，第二抽真空管36上设有第十电磁阀V10；抽真空主管33与第三高压管17之间通过第三抽真空管37连接，第三抽真空管37上设有第十一电磁阀V11；第二高压管20与第三高压管17之间通过第四抽真空管38连接，第四抽真空管38上设有第十二电磁阀V12。
下面按照各个功能详细介绍本实用新型的具体操作过程。
（一）混合绝缘气体回收流程：将混合进气自封快速接头2与混合绝缘电气设备连接，关闭第二电磁阀V2，开启第一电磁阀V1和第三电磁阀V3，无油压缩机5开启，混合气体经第一高压管1上的第一分子筛3、第二分子筛4、无油压缩机5、第一冷热交换器7进入混合气体分离系统；当混合绝缘电气设备气室中气体压力低于0.1MPa时，第二电磁阀V2开启，第一电磁阀V1关闭，在真空压缩机10的作用下，混合气体经增压高压管9进入气体分离罐13；气体进入气体分离罐13后，通过机械制冷深度精馏，将SF6液化并与SF6分离。
若直接回收混合绝缘气体，可将第三电磁阀V3关闭，混合出气自封快速接头8与混合气钢瓶连接，就可将混合绝缘气体直接回收。
（二）混合绝缘气体分离流程：气体进入气体分离罐13后，采用机械制冷深度精馏原理，将气体分离罐13温度降至-15℃～-10℃，压力高于1.0MPa，由于SF6气体与CF4气体液态点不同，此时SF6气体液化，CF4仍然为气态，SF6通过填料后富集于气体分离罐13底部，可通过液位计14观察SF6液位高度。
（三）SF6压充灌装流程：混合绝缘气体在气体分离罐13分离后，SF6大部分以液态形式富集于气体分离罐13底部，CF4以气态的形式富集于气体分离罐13顶部。SF6以液态形式由气体分离罐13底部出，六氟化硫出气自封快速接头18与SF6钢瓶进气口连接，开启液态灌装机19，开启第五电磁阀V5，SF6经第三高压管17直接以液态形式灌装储存。
（四）CF4压充灌装流程：四氟化碳出气自封快速接头21与CF4钢瓶的进气口连接，CF4富集于气体分离罐13顶部，通过气体分离罐13顶部安装的六氟化硫纯度仪15可以检测CF4气体中SF6含量，SF6浓度低于10%时，开启高压压缩机22和第四电磁阀V4，CF4气体由第二高压管20抽出，在高压压缩机22（三级压缩，压力可达10MPa）的作用下以及第二冷热交换器23（降低CF4气体温度）后储存到钢瓶或储存容器，将CF4气体高压压缩储存，气体储存量可达25～30kg（与CF4新气一致）。
（五）混合气体充气流程：当混合绝缘电气设备由于检修或泄漏等情况需要充气时，首先需要抽真空，开启真空泵32，打开第八电磁阀V8、第七电磁阀V7和第十电磁阀V10，对混合气体配气充气系统等抽真空，避免残留气体影响配气准确度。若气室为真空气室，则直接将SF6气源接六氟化硫配气自封快速接头26，CF4气源接四氟化碳配气自封快速接头25，设定需要气体比例，然后通过配气仪28配气，配制的气体在缓存罐29储存，通过电磁比例调节阀D1调节流量，再经低压压缩机30（最高压力为0.65～0.7MPa，可根据所需压力，设定压力开关报警值，避免压力过大，冲击开关气室），进入混合绝缘气体电气设备气室。若气室中有气体，仅需要补充压力，则需要检测气室中混合气体比例，然后通过配气设备计算所需配制的SF6和CF4浓度，并设定参数后，直接配气，后面补气流程与上述真空气室补气流程一致。
（六）对混合气体回收系统、六氟化硫专用压充系统和四氟化碳专用压充系统抽真空流程：（1）、关闭第九电磁阀V9、第十电磁阀V10和第十二电磁阀V12，打开第八电磁阀V8和第十一电磁阀V11，开启真空泵32，即可对六氟化硫专用压充系统抽真空；（2）、关闭第十电磁阀V10、第十一电磁阀V11和第十二电磁阀V12，打开第八电磁阀V8和第九电磁阀V9，开启真空泵32，即可对混合气体回收系统抽真空；（2）、关闭第九电磁阀V9、第六电磁阀V6、第十电磁阀V10，打开第八电磁阀V8、第十一电磁阀V11和第十二电磁阀V12，开启真空泵32，即可对四氟化碳专用压充系统抽真空。
以上实施例仅用以说明而非限制本实用新型的技术方案，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。