CN202983478U - 一种用于对进入电气设备油膨胀箱空气进行干燥的空气干燥装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种空气干燥器，具体地说是一种用于对进入电气设备油膨胀箱空气进行干燥的空气干燥装置。其包括一个上盖、一个下盖和第一外壳，在第一外壳中的圆筒内装有可让空气流通的固体干燥剂，还设有可测量固体干燥剂周围空气湿度的湿度传感器、干燥空气气流发生装置、固体干燥剂中的加热装置，当湿度传感器检测到一大于或等于预先设定的极限湿度值时，激活并开启加热装置、干燥空气气流发生装置，其产生干燥的空气气流通过圆筒的内壁上的孔流经筒内的固体干燥剂，再通过外壁上的孔流出。

Description

一种用于对进入电气设备油膨胀箱空气进行干燥的空气干燥装置

技术领域

本实用新型专利涉及一种空气干燥装置，具体地说是一种用于对进入电气设备油膨胀箱空气进行干燥的空气干燥装置。

背景技术

在很多电气设备中，比如充油变压器、扼流圈或分接开关中通常设有一个油膨胀箱，用于补偿由于温度变化而引起的绝缘油的体积变化。为了使吸入油膨胀箱的空气中的湿度低于某设定值，设置一空气干燥装置对吸入的空气进行干燥。现有技术的这种干燥装置一般是通过设置可再生的干燥剂对吸入膨胀箱油箱中的空气进行干燥，干燥剂吸湿饱和后，再通过电加热装置(一般为阻抗发热)对吸湿饱和的干燥剂进行再生以便重复使用。在对干燥剂进行再生时，为了防止加热产生的湿空气进入油膨胀箱，一般在通道关闭状态下进行，但这个时段中油膨胀箱的膨胀或收缩无法释放，待对干燥剂再生干燥完毕打开关闭通道瞬间外界空气产生一个快速的回流或内部气体冲出，达不到干燥的效果且不安全；其后改进的技术是在上述技术的基础上去掉了电磁阀，即在对干燥剂进行再生加热时不对通道进行封闭，而是另设置一个测试元件(压力传感器)对油膨胀箱中流出或吸入空气的状态进行监控识别，空气从油膨胀箱中流出或没有气流时才启动对干燥剂的再生加热。干燥剂加热再生时，仅靠加热时水蒸汽的凝结流出使干燥剂完成再生，这一过程耗时长，干燥效率不高。同时目前技术不可避免的还存在以下缺陷：一种情况是当空气从油膨胀箱中流出或没有气流、干燥剂处于加热再生过程中，此时又假设空气转为由外界进入油膨胀箱，此时加热再生过程应即停止，而此时因加热而烘出的湿空气仍大量存在于干燥器内，从而导致湿空气被吸入油膨胀箱中。还有一种情况是：假设空气由外界进入油膨胀箱，而此时湿度传感器测得的湿度值大于预先设定的极限值，则湿空气仍会不断被吸入油膨胀箱，直到空气转为由油膨胀箱流出或没有气流状态为止。这两种情况是无法避免的，也是目前这种技术的致命缺陷。另外这种用于对进出空气流动状态进行判断的压力传感器的精度很高，因此其价格非常昂贵。本申请人在该申请之前为解决上述技术问题，发明了一个一种更可靠、干燥效率高且无须对是否存在怎样流向的气流进行判断的装置用于对进入电气设备油膨胀箱空气进行干燥的空气干燥装置，其依赖干燥的热空气强制对流来对干燥剂进行再生处理，将加热装置设置在待再生干燥剂的周边，通过加热其周围的空气，形成热空气，然后通过吹风或引风机形成流动的热空气来对待再生干燥剂进行再生处理。这种方式由于采取的是通过加热空气间接加热待再生的湿的干燥剂的方式，加热能耗比较大，成本较高，因此本发明为了克服加热能耗比较大、成本较高的问题在此基础上作了更进一步的改进。

发明内容

本发明为解决现有干燥装置的缺陷而提供一种更可靠、干燥效率高、热耗能较低，且无须对是否存在怎样流向的气流进行判断的装置用于对进入电气设备油膨胀箱空气进行干燥的空气干燥装置。

本发明的空气干燥装置，它包括一个上盖1、一个下盖2和一个位于上、下盖之间与上、下盖密封连接或与其中之一成为一体的第一外壳3，其中，在所述的第一外壳3中，设置有一个充有可让空气流通的固体干燥剂4的圆筒5，圆筒5的上端面与上盖1密封连接，圆筒5的内壁6和外壁7具有可让空气通过的孔8，固体干燥剂4设置在圆筒内外壁之间的夹层中，其为多孔疏松状或颗粒状可让空气流过的可再生恢复到吸湿状态的介质，所述上盖1具有一上连接部件9，所述上连接部件9有具有与油膨胀箱连接的部位并设有通向油膨胀箱的上通道10，该上通道10与圆筒的内筒通道11相通，在上通道10或圆筒的内筒通道11中设有一个可检测干燥剂4周围空气湿度的湿度传感器12，所述的下盖2设有至少一个与圆筒外壁7和第一外壳3形成的夹层通道相通的孔13，其特征在于：还设置有干燥空气气流发生装置14，其产生干燥的空气气流通过圆筒的内壁6上的孔8流经筒内的固体干燥剂4，再通过外壁7上的孔8流出，同时在圆筒的内壁6和外壁7之间的固体干燥剂4中设有加热装置15，当湿度传感器12检测到一大于或等于预先设定的极限湿度值时，激活并开启加热装置15、干燥空气气流发生装置14。

现对本发明基本工作阐述如下：一般情况下，只有通过下盖2设置的与圆筒外壁7和第一外壳3形成的夹层通道相通的孔13、圆筒外壁7和第一外壳3形成的夹层通道、通过圆筒5的内外壁的孔8流过干燥剂4进入圆筒5的内筒通道11、再通过上通道10进入油膨胀箱，此时干燥剂处于不饱和状态，可以对进入油膨胀箱的湿空气进行干燥，一段时间后，其含水量会增加，进入油膨胀箱的空气湿度也会随着增大，设置在上通道10或圆筒5的内筒通道11的湿度传感器12会检测出一个湿度值并与预先设定的极限湿度值进行比较，当检测到的湿度值大于或等于某个设定的极限湿度值时，会激活设置在干燥剂4中的加热装置15和干燥空气气流发生装置14。加热装置15开启后对含水拟饱和的湿的干燥剂加热，使得干燥剂所含水分快速蒸发，同时启动的干燥空气气流发生装置14产生一定流量的干燥空气流，沿着气流通道19进入上通道10，该干燥空气流在进入上通道10的瞬间会存在向上、向下流动的两个方向分流，但向上的一股分流在进入上通道10通向膨胀油箱的某处会形成一个事实上的压力平衡点，进入一段距离后自然形成一个受阻平衡界面(如遇再生过程中膨胀油箱吸气，这种平衡界面会更接近油箱入口，但由于这股空气流本身是干燥的，因此并不影响油箱的干燥；如遇再生过程中膨胀油箱处于静止状态，即既不吸气也不呼气时，这种平衡界面会比上述情况更远离油箱入口，此时更不会影响油箱的干燥；第三种情况是当遇到再生过程中膨胀油箱呼气，此时分流干燥气流遇到一定的阻力，平衡界面会比两种情况相比距离油箱入口最远，当然最不会影响油箱的干燥)，另一股分流以及随后出现上述的受阻平衡界面后所有的干燥空气流向下进入内筒通道11，然后从圆筒内壁上的孔8进入内外壁之间的拟饱和状态的干燥剂4并流过拟饱和状态的干燥剂4的表面从圆筒外壁孔8出来，将拟饱和状态的干燥剂4经过加热装置15加热蒸发出来的水汽一同带出，流过圆筒外壁7和第一外壳3形成的夹层通道，经过下盖2设有的与圆筒外壁7和第一外壳3形成的夹层通道相通的孔13排到外界，这样经过一段时间的循环后，饱和状态的干燥剂再生到先前的干燥状态，随后加热装置15、干燥空气气流发生装置14关闭，空气干燥装置在常态下工作。

因此为实现本发明的目的，本发明装置具体为：

一种用于对进入电气设备油膨胀箱空气进行干燥的空气干燥装置，其包括一个上盖1、一个下盖2和一个夹持于上、下盖之间的第一外壳3，在第一外壳3中设置有圆筒5，圆筒5装有可让空气流通的固体干燥剂4，圆筒5的中心为内筒通道11，圆筒的内壁6和外壁7上设置有可让空气流通通过的孔8，上盖1具有一可与油膨胀箱连接的上连接部件9，上连接部件9设有通向油膨胀箱的上通道10，该上通道10与圆筒的内筒通道11相通，还设有一可测量固体干燥剂4周围空气湿度的湿度传感器12，下盖2至少有一个与圆筒外壁7和第一外壳3形成的夹层通道相通的进排气孔13，其还设置有干燥空气气流发生装置14，其产生干燥的空气气流通过圆筒的内壁6上的孔8流经筒内的固体干燥剂4，再通过外壁7上的孔8流出，同时在圆筒的内壁6和外壁7之间的固体干燥剂中设加热装置15，当湿度传感器12检测到一大于或等于预先设定的极限湿度值时，激活并开启加热装置15、干燥空气气流发生装置14；

进一步，所述干燥空气气流发生装置14由空气干燥器16和气流发生器17组成，干燥空气气流发生装置14设有与外界相通的气孔18以及连通上通道10的气流通道19；

进一步，连通上通道10的气流通道19的入口倾斜向下与上通道10形成一定的角度；

进一步，所述的进排气孔13和/或气孔18均设有过滤器。

进一步，在进排气孔13上设置有向外排风的引风装置20，当湿度传感器12检测到一大于或等于预先设定的极限湿度值时，激活并开启加热装置15、干燥空气气流发生装置14的同时激活并开启引风装置20。

进一步，干燥剂4为颗粒状或呈疏松多孔的块状或片状。

进一步，可检测干燥剂4周围空气湿度的湿度传感器12设置在上连接部件9上靠近内筒通道11出口的位置或设置在内筒通道11的出口的位置。

进一步，所述圆筒外壁与第一外壳形成的夹层通道中设置有将已经吸收了饱和状态下干燥剂的水分而形成的湿空气气流向外导出的导流装置21。

进一步，所述导流装置21为向下倾斜的导流片或向外吹出的风扇。

本发明通过对需要再生的干燥剂进行直接加热的方式使得其所含水分快速汽化，然后通过流动的干燥的空气气流将汽化的水蒸汽带走，大大提高了工作效率，充分利用了热能，降低成本，同时免去了现有技术中依靠压力传感器来判断油膨胀箱的“呼气”或“吸气”状态的监测过程及装置，避免了在某些情况下会有超过极限值的湿空气进入油膨胀箱的问题。

附图说明：

图1------本发明装置结构图

图1-1------本发明装置气流通道入口倾斜局部图

图2-1-----本发明装置常态下(吸气)工作流程示意图

图2-2---本发明装置常态下(呼气)工作流程示意图

图3------本发明装置干燥剂再生状态下工作流程示意图

具体实施方式：

本发明首先根据图1来具体阐明其结构组成，其包括一个上盖1、一个下盖2和一个夹持于上、下盖之间的第一外壳3，最好在第一外壳3与上盖1与下盖2的夹置连接处设置密封垫22或加密封胶，上盖1与下盖2通过连接杆23、螺母24连接将第一外壳夹持固定并形成一体，当然第一外壳3与上盖1和下盖2之一可加工成为一体，第一外壳3一般选择弱导热性材料，可以为透明玻璃材料、树脂材料、陶瓷材料，当然最好是透明树脂材料，控制箱25通过螺栓26紧固在上盖上，在第一外壳3中，设置有一个充有固体干燥剂4的圆筒5，干燥剂4呈疏松多孔状可让空气经过，其可以是颗粒状的、也可以是片状的、或其它形状的可以吸收空气中水分的物质，诸如硅胶、分子筛、纤维干燥剂、矿物干燥剂等。干燥剂4在经过一定量的吸湿后会逐渐趋于饱和，即吸湿能力降低或失去吸湿能力，此时对干燥剂4进行加热干燥，可使其恢复再生吸湿能力。圆筒5一般采取带孔的薄板或网状物，圆筒5的上端面顶住上盖1并通过螺旋或螺钉27连接固定，其与上盖1的连接固定处可设置密封垫28，封盖29通过螺栓或螺钉30连接固定在圆筒5下端面上并将下端面封住或者圆筒5下端面直接与下盖2连接并封住，圆筒5的内壁6和外壁7具有可让空气通过的孔8，固体干燥剂4设置在圆筒5内外壁之间的夹层中，其为多孔疏松状状或颗粒状可让空气流过的可再生恢复到吸湿状态的介质，所述上盖1具有一上连接部件9，所述上连接部件9有具有与油膨胀箱连接的部位，这种连接部分可实现与油膨胀箱连接的方式一般为法兰连接，当然也可螺纹式连接等，上连接部件9设有通向油膨胀箱的上通道10，该上通道10与圆筒的内筒通道11相通，另外设有可检测干燥剂4周围空气湿度的湿度传感器12，湿度传感器12设置在上连接部件9靠近的内筒通道11出口的位置效果最好，当然也可设置在内筒通道11的出口位置。所述的下盖2至少有一个与圆筒外壁和第一外壳形成的夹层空间相通的进排气孔13，下盖2采用诸如铝或铜等强导热性材料，当然进排气孔13的端口最好设置空气过滤器，其形状最好设计成同时可让凝结水适宜排出的“V”状。在圆筒的内壁6和外壁7之间的固体干燥剂4中设有加热装置15，加热装置15可以是电加热棒元件或红外加热元件，另外还设置有干燥空气气流发生装置14，其产生干燥的空气气流通过圆筒的内壁6上的孔8流经筒内的固体干燥剂4，再通过外壁7上的孔8流出，具体地这种干燥空气气流发生装置14由空气干燥器16和气流发生器17组成，空气干燥器16和气流发生器17的先后顺序可以调换，干燥空气气流发生装置14设有与外界相通的气孔18，气孔18最好设置空气过滤器，气流发生器17可以是轴流风动元件或气泵。干燥空气气流发生装置14设有气流通道19连通上连接部件9的上通道10，如图1-1所示，连通上通道10的气流通道19的入口最好倾斜向下与上通道10形成一定的角度，倾斜角度可以在10-45度之间。干燥空气气流发生装置14(包括其具体的组成：空气干燥器16和气流发生器17)和加热装置15的启闭受控制箱25中逻辑控制元件的控制，当湿度传感器12检测到一大于或等于预先设定的极限湿度值时，给控制箱25中逻辑控制元件一个信号，激活并开启加热装置15、干燥空气气流发生装置14(包括其具体的组成：空气干燥器16和气流发生器17)。为了使得干燥空气气流发生装置14产生干燥的空气气流通过圆筒的内壁6上的孔8流经筒内的固体干燥剂4再通过外壁7上的孔8流出而形成的含湿气流快速通过进排气孔13排出，在进排气孔13的出口位置可增设向外排风的引风装置20，当然该引风装置20也受控制箱25中逻辑控制元件的控制，当湿度传感器12检测到一大于或等于预先设定的极限湿度值时，给控制箱25中逻辑控制元件一个信号，在激活并开启加热装置15、干燥空气气流发生装置14(包括其具体的组成：空气干燥器16和气流发生器17)的同时激活并开启引风装置20；这种引风装置20也可以利用设置在圆筒外壁7与第一外壳3形成的夹层通道中的导流装置21来实现，导流装置21可以为向下倾斜的导流片或向外吹出的轴流风动元件。

根据图2-1来简单阐述本发明常态下(吸气)工作流程：在一般常态下，固体干燥剂4处于未饱和状态，此时其处于可吸收空气中的湿气的状态，因此设置在上通道10或内筒通道11的上半部位的湿度传感器12所检测的空气的湿度值小于预定的数值，其不会启动加热装置15、干燥空气气流发生装置14(包括其具体的组成：空气干燥器16和气流发生器17)。此时如果连接上连接部件9的油膨胀箱中的油收缩时，即是我们常称的“吸气”，此时外界的空气经过下盖2上设置的至少一个与圆筒外壁7和第一外壳3形成的夹层空间相通的进排气孔13进入圆筒外壁7和第一外壳3形成的夹层空间，然后穿过圆筒外壁7上的孔8，流过固体干燥剂4的表面经过干燥后，再穿过圆筒内壁6上的孔8进入圆筒的内筒通道11，再由圆筒的内筒通道11上升流动进入上连接部件9中设有的通向油膨胀箱的上通道10，此时流动的空气经过湿度传感器12的检测确保湿度值低于设定的极限值，最后进入油膨胀箱，保证“吸气”状态时进入的空气的干燥。根据图2-2来简单阐述本发明常态下(呼气)工作流程，在常态下，如果连接上连接部件9的油膨胀箱中的油膨胀时，即是我们常称的“呼气”，此时呼出的空气顺序通过上通道10→圆筒的内筒通道11→穿过圆筒内壁6上的孔8→流过固体干燥剂4→穿过圆筒外壁7上的孔8→进入圆筒外壁7和第一外壳3形成的夹层空间→进排气孔13→最后排出。

根据图3来阐述本发明干燥剂再生状态下工作示意图：在“吸气”状态下当流过的空气经过湿度传感器12的检测其湿度值一旦达到或超过预定的数值时，证明固体干燥剂4处于饱和状态需要对干燥剂进行干燥再生，此时会激活加热装置15、干燥空气气流发生装置14(包括其具体的组成：空气干燥器16和气流发生器17)，激活加热装置15后，由于加热装置15设置在干燥剂4中，其可以直接将含湿的干燥剂4快速加热，致使其所含水分迅速蒸发汽化进入颗粒状干燥剂之间间隙的空气中，此时干燥空气气流发生装置14中的气流发生器17也被激活开启，其产生一定压力的气流将经过空气干燥器16预处理后的外界进入的空气通过气流通道19吹入上通道10，形成一定压力的干燥气流，该干燥气流进入上通道10的瞬间会存在两个方向的气流分支，一个分支向上进入上通道10通向膨胀油箱的气流通道，一定时间后该股分支气流在某处形成一个事实上的压力平衡点，进入一段距离后自然形成一个受阻平衡界面(如遇再生过程中膨胀油箱吸气，这种平衡界面会更接近油箱入口，但由于这股空气流分支本身是干燥的，因此并不影响进入油膨胀箱的空气是干燥的；如遇再生过程中膨胀油箱处于静止状态，即既不吸气也不呼气时，这种平衡界面会比上述情况更远离膨胀油箱入口，此时更不会影响油箱的干燥；第三种情况是当遇到再生过程中膨胀油箱呼气，此股分支干燥气流遇到的阻力更大，平衡界面会比两种情况相比距离油箱入口最远，当然最不会影响油箱的干燥)，另一股干燥气流分支以及随后出现上述的受阻平衡界面形成后所有的干燥空气流向下进入内筒通道11，从圆筒内壁6上的孔8进入内外壁之间的拟饱和状态的干燥剂4并流过拟饱和状态的干燥剂4的表面从圆筒外壁7上的孔8出来，将拟饱和状态的干燥剂4经过加热装置加热蒸发出来滞留在干燥剂间隙之间的湿度极高的空气一同带出，流过圆筒外壁7和第一外壳3形成的夹层通道，经过下盖2设有的与圆筒外壁7和第一外壳3形成的夹层通道相通的孔13排到外界，这样经过一段时间的循环后，饱和状态的干燥剂4再生到先前的干燥状态，随后加热装置15、干燥空气气流发生装置14关闭，空气干燥装置在常态下工作。当然干燥空气气流发生装置14中的气流发生器17产生一定压力要考虑到其能足够克服气流通道19、上通道10、内筒通道11、干燥剂间隙、夹层通道和进排气口13的综合流道阻力，另外要特别考虑到当处于“吸气”状态时，由上通道10进入膨胀油箱的气流分流损失量和损失的压力头，这涉及到气流发生器17的功率以及设备选型的问题，本领域一般技术人员应该能够解决，本发明不再赘述。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应该理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种用于对进入电气设备油膨胀箱空气进行干燥的空气干燥装置，其包括一个上盖(1)、一个下盖(2)和一个夹持于上、下盖之间的第一外壳(3)，在第一外壳(3)中设置有圆筒(5)，圆筒(5)装有可让空气流通的固体干燥剂(4)，圆筒(5)的中心为内筒通道(11)，圆筒的内壁(6)和外壁(7)上设置有可让空气流通通过的孔(8)，上盖(1)具有与油膨胀箱连接的上连接部件(9)，上连接部件(9)设有通向油膨胀箱的上通道(10)，该上通道(10)与圆筒(5)的内筒通道(11)相通，还设有可测量固体干燥剂(4)周围空气湿度的湿度传感器(12)，下盖(2)至少有一个与圆筒外壁(7)和第一外壳(3)形成的夹层通道相通的进排气孔(13)，其特征在于：还包括干燥空气气流发生装置(14)和设置于固体干燥剂(4)中的加热装置(15)，当所述湿度传感器(12)检测到大于或等于预先设定的极限湿度值时，激活并开启加热装置(15)和干燥空气气流发生装置(14)，所述干燥空气气流发生装置(14)产生的干燥空气气流通过圆筒的内壁(6)上的孔(8)流经筒内的固体干燥剂(4)，再通过外壁(7)上的孔(8)流出。

2.根据权利要求1所述的空气干燥装置，其特征在于：所述干燥空气气流发生装置(14)由空气干燥器(16)和气流发生器(17)组成，干燥空气气流发生装置(14)设有与外界相通的气孔(18)以及连通上通道(10)的气流通道(19)。

3.根据权利要求2所述的空气干燥装置，其特征在于：连通上通道(10)的气流通道(19)的入口倾斜向下与上通道(10)形成一定的角度。

4.根据权利要求1或2所述的空气干燥装置，其特征在于：所述的进排气孔(13)和/或气孔(18)设有过滤器。

5.根据权利要求1所述的空气干燥装置，其特征在于：在进排气孔(13)上设置有向外排风的引风装置(20)，当湿度传感器(12)检测到一大于或等于预先设定的极限湿度值时，激活并开启加热装置(15)、干燥空气气流发生装置(14)的同时激活并开启引风装置(20)。

6.根据权利要求1所述的空气干燥装置，其特征在于：所述干燥剂(4)为颗粒状或呈疏松多孔的块状或片状。

7.根据权利要求1所述的空气干燥装置，其特征在于：可检测干燥剂(4)周围空气湿度的湿度传感器(12)设置在上连接部件(9)上靠近内筒通道(11)出口的位置或设置在内筒通道(11)的出口的位置。

8.根据权利要求1所述的空气干燥装置，其特征在于：所述圆筒外壁(7)与第一外壳(3)形成的夹层通道中设置有将已经吸收了饱和状态下干燥剂的水分而形成的湿空气气流向外导出的导流装置(21)。

9.根据权利要求8所述的空气干燥装置，其特征在于：所述导流装置(21)为向下倾斜的导流片或向外吹出的风扇。

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