一种混合充气装置的制作方法

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。

技术实现要素：

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，通过增压的方式增加两种气体相互冲击的频率，使得两种气体能够在第一混合器内快速混合均匀，可以有效地提高混合充气装置的气体混合效率，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，包括第一混合器和增压器，所述增压器安装在所述第一混合器的内腔中；

所述增压器包括容器体、密封罩和限位组件，所述容器体的侧壁设有喷气孔，所述容器体的底壁设有驱动孔；

所述密封罩包括底板和所述底板边缘延伸形成的侧板，所述限位组件将所述底板抵接到所述容器体的底壁上，使得所述底板堵住所述驱动孔，所述侧板套在所述容器体的侧壁上，且所述侧板包覆所述喷气孔；

所述第一混合器设有第一进气口、第二进气口和出气口，所述第一进气口和所述出气口均与所述第一混合器的内腔相连通，所述第二进气口与所述容器体相连通；

当所述容器体内的压强大于预置压强时，所述容器体内的气体可通过所述驱动孔推动所述底板沿远离所述容器体的方向移动，进而带动所述侧板移动使得所述侧板不再覆盖所述喷气孔，所述喷气孔与所述第一混合器的内腔相连通；当所述容器体内的压强小于预置压强时，所述限位组件推动所述底板沿靠近所述容器体的方向移动，进而带动所述侧板移动使得所述侧板再次覆盖所述喷气孔。

优选地，在上述的混合充气装置中，所述限位组件为多个，多个所述限位组件环绕所述驱动孔均匀分布在底板上。

优选地，在上述的混合充气装置中，所述限位组件设置在所述容器体的外部，所述限位组件包括第一螺栓和第一弹簧，所述第一螺栓贯穿所述底板与所述容器体的底壁连接；

所述第一弹簧套设于所述第一螺栓上，所述第一弹簧的第一端与所述底板连接，所述第一弹簧的第二端与所述第一螺栓的螺栓头连接。

优选地，在上述的混合充气装置中，还包括第一密封圈，所述底板设有与所述驱动孔相匹配的凸起，所述凸起和所述驱动孔通过所述第一密封圈密封连接。

优选地，在上述的混合充气装置中，所述凸起呈环状。

优选地，在上述的混合充气装置中，所述限位组件设置在所述容器体的内部，所述限位组件包括第二螺栓和第二弹簧，所述第二螺栓贯穿所述容器体的底壁与所述底板连接；

所述第二弹簧套设于所述第二螺栓上，所述第二弹簧的第一端与所述容器体的底壁连接，所述第二弹簧的第二端与所述第二螺栓的螺栓头连接。

优选地，在上述的混合充气装置中，还包括气体配比调节装置，所述第一进气口和所述第二进气口均与所述气体配比调节装置连接。

优选地，在上述的混合充气装置中，所述第一进气口通入的第一气体与所述第二进气口通入的第二气体的配比为1：(2-15)。

优选地，在上述的混合充气装置中，所述第一混合器包括外壳以及设置在所述外壳两端的端盖，所述端盖和所述外壳通过第二密封圈密封连接。

优选地，在上述的混合充气装置中，还包括第二混合器，所述第二混合器与所述出气口连接，所述第二混合器的内部设有搅拌装置。

与现有技术相比，本申请的有益效果是：

本申请将第一气体和第二气体分别通过第一进气口和第二进气口通入第一混合器和容器体，随着第二气体的通入，容器体内的压强会逐渐增大，当容器体内的压强大于预置压强时，容器体内的气体通过驱动孔推动底板沿远离容器体的方向移动，进而带动侧板移动使得侧板不再覆盖喷气孔，这时喷气孔与第一混合器的内腔相连通，高压的第二气体可以通过喷气孔喷入第一混合器内，喷出的第二气体可以与位于第一混合器内的第一气体相互冲击不断进行混合，通过增压的方式有效了增加两种气体相互冲击的频率，使得两种气体在第一混合器中能够快速混合均匀，可以有效提高混合充气装置的气体混合效率，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一种混合充气装置的剖视图；

图2为本申请实施例提供的一种混合充气装置的结构示意图；

图3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4为本申请实施例提供的第一种增压器的拆装示意图；

图5为本申请实施例提供的第一种增压器的剖视图；

图6为本申请实施例提供的第一密封圈的分布示意图；

图7为本申请实施例提供的第二种增压器的剖视图。

图中：

1为第一混合器、11为外壳、12为端盖、101为第一进气口、102为第二进气口、103为出气口、2为容器体、21为喷气孔、22为驱动孔、3为密封罩、31为底板、32为侧板、4为限位组件、41为第一螺栓、42为第一弹簧、43为凸起、44为第一密封圈、45为第二螺栓、46为第二弹簧。

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，通过增压的方式可以增加两种气体相互冲击的频率，使得两种气体能够在第一混合器内快速混合均匀，可以有效地提高混合充气装置的气体混合效率，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。

请参考图1-图2，本申请实施例提供了一种混合充气装置，包括第一混合器1和增压器，增压器安装在第一混合器1的内腔中；增压器包括容器体2、密封罩3和限位组件4，容器体2的侧壁设有喷气孔21，容器体2的底壁设有驱动孔22；密封罩3包括底板31和底板31边缘延伸形成的侧板32，限位组件4将底板31抵接到容器体2的底壁上，使得底板31堵住驱动孔22，侧板32套在容器体2的侧壁上，且侧板32包覆喷气孔21；第一混合器1设有第一进气口101、第二进气口102和出气口103，第一进气口101和出气口103均与第一混合器1的内腔相连通，第二进气口102与容器体2相连通；当容器体2内的压强大于预置压强时，容器体2内的气体可通过驱动孔22推动底板31沿远离容器体2的方向移动，进而带动侧板32移动使得侧板32不再覆盖喷气孔21，喷气孔21与第一混合器1的内腔相连通；当容器体2内的压强小于预置压强时，限位组件4推动底板31沿靠近容器体2的方向移动，进而带动侧板32移动使得侧板32再次覆盖喷气孔21。

本申请可以应用于对两种气体进行混合，也可以应用于三种或者三种以上的气体进行混合，三种气体的话也会在第一混合器1上对应设有三个进气口，而三种气体需要配备1个增压器或者2个增压器，增压器的具体数量看具体实际需要而设置，三种以上气体的混合情况本申请不再一一赘述。

在使用时，本申请将第一气体和第二气体分别通过第一进气口101和第二进气口102通入第一混合器1和容器体2，随着第二气体的通入，容器体2内的压强会逐渐增大，当容器体2内的压强大于预置压强时，容器体2内的气体通过驱动孔22推动底板31沿远离容器体2的方向移动，进而带动侧板32移动使得侧板32不再覆盖喷气孔21，这时喷气孔21与第一混合器1的内腔相连通，高压的第二气体可以通过喷气孔21喷入第一混合器1内，喷出的第二气体可以与位于第一混合器1内的第一气体相互冲击不断进行混合，通过增压的方式有效了增加两种气体相互冲击的频率，使得两种气体在第一混合器1中能够快速混合均匀，可以有效提高混合充气装置的气体混合效率，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。

进一步地，在本实施例中，请参阅图1，第一混合器1包括外壳11以及设置在外壳11两端的端盖12，端盖12和外壳11通过第二密封圈(图中未画出)密封连接。第二密封圈具体设置在外壳11的端部和端盖12之间，可拆卸的端盖12设置可以便于第一混合器1内部部件的拆卸和安装，第二密封圈的设置使得端盖12和外壳11之间的连接处保持密封，使得在往第一混合器1充气时，气体不易从端盖12和外壳11的连接处发生泄漏。

进一步地，在本实施例中，还包括气体配比调节装置，第一进气口101和第二进气口102均与气体配比调节装置连接。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。

进一步地，在本实施例中，第一进气口101通入的第一气体与第二进气口102通入的第二气体的配比为1：(2-15)，为了保证第二气体能够在增压器的喷气孔21处形成高压气流，第二气体的通入速度肯定要大于第一气体的通入速度，而第一气体和第二气体的配比为1：(2-15)时，两种气体的混合效果最佳。当本申请针对碳氟气体和二氧化碳的混合时，碳氟气体和二氧化碳的配比具体为1:10，其中碳氟气体的气压很小，二氧化碳压力较高，碳氟气体分压一般在0.4bar-0.6bar，从第一进气口101进入第一混合器1，碳氟气体在第一混合器1缓慢地自由扩散的状态，而二氧化碳从第二进气口102通过增压器内，经过增压的二氧化碳可以在第一混合器1内快速与碳氟气体充分混合，最后混合好的气体从出气口103排出。

更具体地说，第一进气口101和第二进气口102设置在第一混合器1的顶部，出气口103设置在第一混合器1的底部，这样设置可以避免两种气体未经过混合就从出气口103排出。

进一步地，在本实施例中，还包括第二混合器，第二混合器与出气口103连接，第二混合器的内部设有搅拌装置。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，第一混合器1的外壳11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。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。

请参阅图3，图3中的s1和s2指的是两种不同气体，图3的s3指的是气体配比调节装置，图3的s4指的是第一混合器,，图3的s5指的是第二混合器，图3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s3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s4的流速，从而将两种气体以高精度的配比分别通过第一进气口101和第二进气口102通入到第一混合器s4和增压器中，通过增压的方式有效了增加两种气体相互冲击的频率，使得两种气体在第一混合器s4中能够快速混合均匀，最后通过第二混合器s5的搅拌装置对第一混合器s4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s5排出的混合气体可以直接通入电力设备s6使用。本申请依次通过气体配比调节装置s3、第一混合器s4和第二混合器s5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s6，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。当然以上只是本实施例的最优方案，在实际使用中，可以只通过气体配比调节装置s3和第一混合器s4混合两种气体，得到的混合气体也满足直接通入电力设备s6使用的要求。

本申请提供了第一种限位组件4，请参阅图4-图6，限位组件4设置在容器体2的外部，限位组件4包括第一螺栓41和第一弹簧42，第一螺栓41贯穿底板31与容器体2的底壁连接；第一弹簧42套设于第一螺栓41上，第一弹簧42的第一端与底板31连接，第一弹簧42的第二端与第一螺栓41的螺栓头连接。将限位组件4设置在容器体2的外部，有利于方便工作人员拆装限位组件4，更具体地说，底板31上设有多个通孔供第一螺栓41贯穿，第一螺栓41穿过底板31的通孔与容器体2的底壁螺纹连接，这样保证第一螺栓41可以拆卸下来。

在使用时，往第一进气口101和第二进气口102充气，随着第二气体在容器体2内不断地被压缩，容器体2内的压强逐渐增大，待容器体2内的压强大于预置压强时，容器体2内的气体可通过驱动孔22推动底板31压缩第一弹簧42，进而带动侧板32沿靠近第一螺栓41的螺栓头的方向移动使得侧板32不再覆盖喷气孔21，喷气孔21与第一混合器1的内腔相连通，第二气体从喷气孔21喷入第一混合器1与第一气体进行混合；停止供气时，由于容器体2内的压强小于预置压强，在第一弹簧42的弹性作用下，推动底板31沿靠近容器体2的方向移动，进而带动侧板32移动使得侧板32再次覆盖喷气孔21，以便于下次的继续使用。

进一步地，请参阅图4-图5，限位组件为多个，多个限位组件环绕驱动孔22均匀分布在底板31上。也就是第一螺栓41为多个，多个第一螺栓41环绕驱动孔22均匀分布在底板31上。为了保证底板31能够均匀受力抵接到容器体2的底壁上，第一螺栓41和第一弹簧42需要设置有多个，且为了避免第一螺栓41影响驱动孔22的正常通气，可以将多个第一螺栓41环绕驱动孔22设置。

进一步地，请参阅图5和图6，还包括第一密封圈44，底板31设有与驱动孔22相匹配的凸起43，凸起43和驱动孔22通过第一密封圈44密封连接。由于底板31上设有通孔，为了避免第二气体沿着驱动孔22到底板31的通孔的路径泄露，可以在底板31与驱动孔22相对应的位置上设有凸起43，凸起43可跟随整个密封罩3移动。第一密封圈44呈环状，第一密封圈44设有多个，第一密封圈44可以设置在驱动孔22的侧壁上，也可以设置在凸起43的外壁上，第一密封圈44的设置可以使得凸起43沿驱动孔22的中心线移动时，凸起43外壁和驱动孔22侧壁始终保持密封，避免了第二气体沿着驱动孔22到底板31的通孔的路径泄露。

进一步地，请参阅图5和图6，凸起43呈环状，相比于实心的凸起43，空心环状的凸起43更便于容器体2的第二气体直接与底板31接触，当容器体2的压强大于预置压强时，有利于容器体2内的第二气体推动底板31。更具体地说，凸起43的高度可以大于容器体2底壁的厚度，这样可以防止在移动过程中凸起43会完全从驱动孔22脱离，以保证后续能够的正常使用；容器体2侧壁的底部的厚度可以设置小一些，使得容器体2侧壁的底部处形成便于装配密封罩3的结合口。

本申请提供了第二种限位组件4，请参阅图7，限位组件4设置在容器体2的内部，限位组件4包括第二螺栓45和第二弹簧46，第二螺栓45贯穿容器体2的底壁与底板31连接；第二弹簧46套设于第二螺栓45上，第二弹簧46的第一端与容器体2的底壁连接，第二弹簧46的第二端与第二螺栓45的螺栓头连接。将限位组件4设置在容器体2的内部，使得增压器外观呈现更加美观的形象。更具体地说，容器体2底壁设有多个通孔供第二螺栓45贯穿，第二螺栓45穿过容器体2底壁的通孔与底板31螺纹连接，这样保证第二螺栓45可以拆卸下来。

在使用时，往第一进气口101和第二进气口102充气，随着第二气体在容器体2内不断地被压缩，容器体2内的压强逐渐增大，待容器体2内的压强大于预置压强时，容器体2内的气体可通过驱动孔22推动底板31压缩第二弹簧46，进而带动侧板32沿远离第二螺栓45的螺栓头的方向移动使得侧板32不再覆盖喷气孔21，喷气孔21与第一混合器1的内腔相连通，第二气体从喷气孔21喷入第一混合器1与第一气体进行混合；停止供气时，由于容器体2内的压强小于预置压强，在第二弹簧46的弹性作用下，拉动底板31沿靠近容器体2的方向移动，进而带动侧板32移动使得侧板32再次覆盖喷气孔21，以便于下次的继续使用。

进一步地，限位组件为多个，多个限位组件环绕驱动孔22均匀分布在底板31上，也就是第二螺栓45为多个，多个第二螺栓45环绕驱动孔22均匀分布在容器体2的底壁上。为了保证底板31能够均匀受力抵接到容器体2的底壁上，第二螺栓45和第二弹簧46需要设置有多个，且为了避免第二螺栓45影响驱动孔22的正常通气，可以将多个第二螺栓45环绕驱动孔22设置。

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。