一种免维护吸湿器及其控制方法技术

本发明专利技术一种免维护吸湿器，包括依次连接的连接法兰、上连接座、冷凝罩和进出气组件，设置在冷凝罩内的吸湿硅胶和加热装置，以及设置在冷凝罩外的控制盒；吸湿硅胶内设置通过吸湿硅胶与进出气组件的连接端连通的呼吸管；上连接座内设置冷凝腔体，由通气管道围成的冷凝腔体的一端与呼吸管顶端连通，另一端与连接法兰法兰口连通；通气管道外部对称设置有半导体制冷片和散热器；半导体制冷片连接在控制盒的制冷控制端。本发明专利技术所述控制方法，实时采集吸湿硅胶的颜色信息；用设定的当日对比时刻位置处的RGB值与设定的RGB值进行比较，若大于则置位夜间脱水控制标志，先开始制冷再加热，吸湿硅胶还原过程结束后，先停止加热再停止制冷；反之清零。

【技术实现步骤摘要】
一种免维护吸湿器及其控制方法
本专利技术涉及变压器储油柜的吸湿器，具体为一种免维护吸湿器及其控制方法。
技术介绍
吸湿硅胶作为空气湿度过滤材料应用于变压器储油柜上通气孔的过滤，主要滤除空气中的水分和尘埃。采用变色硅胶靠人眼观察来判断吸湿材料是否失效，过去的做法是，发现1/3的硅胶变色，就要重新更换新的硅胶，失效硅胶只能作废弃处理。针对上述问题德国的MR公司研制了一种通过在线加热方式自动还原失效硅胶的装置，命名为免维护吸湿器，其采用原理为运用硅胶过滤后空气湿度检测的方法判断硅胶是否失效，如果湿度过大则认为硅胶失效，起动加热装置对硅胶进行加热脱水，以达到硅胶再利用和变废为宝之目的。MR公司的免维护吸湿器存在如下几个问题，1、通过湿度检测判断硅胶失效是一种间接判断方法，存在识别不准的问题，假如外界空气湿度不大时，即便经过失效的硅胶过滤后它的湿度也是很小的，由此设备认为硅胶是有效的，这就是一种错误。2、变压器储油柜通气孔的进气和出气是伴随着油的热胀冷缩而实时变化的，而油的热胀冷缩又是随着变压器负荷在变化，无规律可循。这就会存在着硅胶正在加热脱水时湿热蒸汽被吸入变压器储油柜的可能性，进一步威胁变压器的可靠运行。3、免维护吸湿器的进气出气部分采用了金属烧结网结构形式，起到过滤空气尘埃的作用，但是呼吸状态无法观察，原传统式吸湿器下方配置了油杯，呼气和吸气时会有气泡发生，变压器用户可观测到此现象，利于判断储油柜通气孔是否畅通，因为一旦通气孔堵塞，会导致瓦斯继电器误动，进而发生变压器停电现象。为解决MR免维护吸湿器存在的两个问题，意大利COMEN公司也研发了一种采用称重原理判断硅胶是否失效的双管式免维护吸湿器，COMEN公司舍弃了通过湿度检测来识别硅胶是否失效的方法，取而代之的是运用硅胶吸湿后重量增加的原理，使用称重传感器来辨别硅胶是否吸湿饱和，进一步开启加热装置对其进行脱水再生。为了避免加热过程中的湿热蒸汽被吸入变压器，他们采用的是一用一备的双管结构，通过电磁阀自动切换方式，确保被吸入的空气是干燥的，以达到真正免维护的目的。经过用户使用后统计分析，COMEN公司的免维护吸湿器也存在几个问题，1、称重传感器的测量精度受限于环境温度和来自于变压器运行时自身的震动，硅胶吸湿后的重量变化是微量等级，硅胶通过称重判断是否吸湿饱和原理仅限于实验室环境。2、双管式结构的免维护吸湿器运用于容量较大变压器时，体积过于庞大，不利于设计安装。3、仍然是呼吸状态无法观察。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种结构简单，检测准确，并且能够避免湿热空气被吸入变压器储油柜的免维护吸湿器及其控制方法。本专利技术是通过以下技术方案来实现：一种免维护吸湿器，包括依次连接的连接法兰、上连接座、冷凝罩和进出气组件，设置在冷凝罩内的吸湿硅胶和用于对吸湿硅胶进行干燥的加热装置，以及设置在冷凝罩外用于控制加热装置的控制盒；吸湿硅胶内设置有呼吸管，呼吸管通过吸湿硅胶与进出气组件的连接端连通；上连接座内设置冷凝腔体，由通气管道围成的冷凝腔体的一端与呼吸管的顶端连通，另一端与连接法兰的法兰口连通；通气管道外部对称设置有半导体制冷片和散热器；半导体制冷片连接在控制盒的制冷控制端。优选的，进出气组件包括从连接端到自由端依次设置的叶轮腔和过滤腔；叶轮腔内设置有位于进出气气流方向上的叶轮，叶轮腔的外壁上设置有对应叶轮的观察窗；过滤腔内填充过滤填料，其下部侧壁上开设有若干气孔。进一步，过滤腔的末端连接内部设置加热片的加热腔，加热片由控制盒控制。优选的，控制盒包括壳体和设置在壳体内的单片机，以及连接在单片机输入端用于检测吸湿硅胶颜色的颜色传感器；单片机用于对比采集的RGB值与设定的RGB值，并根据对比结果向加热装置和半导体制冷片输出相应的控制指令。优选的，吸湿硅胶内均匀设置采用碳纤维阵列的加热装置，吸湿硅胶外套设有金属滤网。优选的，通气管道呈变直径设置，对称设置半导体制冷片的两侧之间的距离为最小直径；半导体制冷片和散热器的两端均通过隔热材料分别与上连接座固定。优选的，冷凝罩和进出气组件之间设置下连接座，下连接座内部上端的外缘设置进出气孔，进出气孔与进出气组件的连接端连通。一种免维护吸湿器的控制方法，包括如下步骤，步骤一，通过颜色传感器实时采集吸湿硅胶的颜色信息，并在采集周期内多次读入求平均值后确定当前周期内硅胶的RGB值，并将其存入单片机的RAM中；步骤二，在变压器的负荷稳定时段内对采集的数据进行比较筛选，得到颜色变化周期曲线，将曲线进行延伸，用设定的当日对比时刻位置处的RGB值与设定的RGB值进行比较，如果大于设定值，则置位夜间脱水控制标志，反之则清零该标志；步骤三，根据置位的夜间脱水控制标志，先向半导体制冷片发出制冷信号，再向加热装置发出加热信号；吸湿硅胶还原过程结束后，待其温度降到室外温度后再半导体制冷片再停止工作。优选的，单片机根据设置在吸湿硅胶内的温度传感器的输出信号进行间歇式加热，最高温度不高于110℃。优选的，单片机根据采集到的室外温度，对设置在进出气组件中的加热腔内的加热片进行控制，当采集到的温度低于设定值时，单片机发出加热片工作信号。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：本专利技术通过设置在法兰下方连通设置的冷凝腔体，将在加热再生过程中吸入的湿热蒸汽进行半导体冷凝空气过滤，当湿热空气流经冷凝腔体时，水和气被快速的分离，保证了呼入空气是干燥的，从而在采用单管结构缩小体积的同时，防止了加热再生过程中湿热蒸汽被吸入的问题；通过对半导体制冷片加电后，利用其吸热面产生制冷效果，不仅体积小巧，而且低价环保；使其整体结构简单，设计合理，控制便捷，加工方便，安全可靠。进一步的，通过设置在过滤腔的过滤填料增加了空气进入的通道长度，能够有效的滤除空气中的灰尘，并且利用设置在叶轮腔中叶轮的正反转与气体的流入和流出的对应，准确的反应出其工作时的呼吸状态。进一步的，通过设置的加热腔，能够保证其在冬季温度较低的东北地区也能确保过滤腔内不结冰，彻底防止气道堵塞。进一步的，硅胶饱和检测采用了颜色传感器对可视区内的硅胶变色情况进行分析，以此来判断硅胶是否还可以有效吸湿；通过直接对反应硅胶湿度的颜色参数进行采集，避免了其通过间接检测得到数据的误差，提高了其检测的准确性和工作的效率。进一步的，通过设置的碳纤维阵列，保证了对吸湿硅胶的均匀加热，以及对硅胶过滤性能的最小影响；同时，利用其外部套设的金属滤网，提高其过滤能效的同时，为其提供了良好的机械强度和结构的稳定性。进一步的，通过隔热材料的设置能够提高制冷效率，防止外部热能通过传导方式进入制冷区域。进一步的，通过设置在外缘的进出气孔，保证气流通顺的情况下，便于对冷凝罩上的冷凝水的直接收集，避免其再通过底部吸湿硅胶回吸。本专利技术所述的方法，通过多次读入求平均值的方法能够滤除干扰信息，提高检测精度，利用颜色的对比确定吸湿硅胶状态，为后续干燥提高判断依据；同时在负荷稳定时段内进行干燥操作，利于将硅胶中水分析出；并且保证整个加热脱水期间变压器负荷波动较小，几乎不出气也不吸气，即便有呼吸过程，经过冷凝腔体的湿热空气也会将水、气分离，确保含水气体不被吸入变压器。进一步的，通过间歇性的加热，能够提高其干燥效率，并且保证还原后吸湿硅胶的有效性；同本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种免维护吸湿器，其特征在于，包括依次连接的连接法兰(1)、上连接座(2)、冷凝罩(3)和进出气组件(4)，设置在冷凝罩(3)内的吸湿硅胶(5)和用于对吸湿硅胶(5)进行干燥的加热装置，以及设置在冷凝罩(3)外用于控制加热装置的控制盒(6)；所述的吸湿硅胶(5)内设置有呼吸管(7)，呼吸管(7)通过吸湿硅胶(5)与进出气组件(4)的连接端连通；所述的上连接座(2)内设置冷凝腔体(8)，由通气管道(81)围成的冷凝腔体(8)的一端与呼吸管(7)的顶端连通，另一端与连接法兰(1)的法兰口连通；通气管道(81)外部对称设置有半导体制冷片(82)和散热器(83)；半导体制冷片(82)连接在控制盒(6)的制冷控制端。

【技术特征摘要】
1.一种免维护吸湿器，其特征在于，包括依次连接的连接法兰(1)、上连接座(2)、冷凝罩(3)和进出气组件(4)，设置在冷凝罩(3)内的吸湿硅胶(5)和用于对吸湿硅胶(5)进行干燥的加热装置，以及设置在冷凝罩(3)外用于控制加热装置的控制盒(6)；所述的吸湿硅胶(5)内设置有呼吸管(7)，呼吸管(7)通过吸湿硅胶(5)与进出气组件(4)的连接端连通；所述的上连接座(2)内设置冷凝腔体(8)，由通气管道(81)围成的冷凝腔体(8)的一端与呼吸管(7)的顶端连通，另一端与连接法兰(1)的法兰口连通；通气管道(81)外部对称设置有半导体制冷片(82)和散热器(83)；半导体制冷片(82)连接在控制盒(6)的制冷控制端；控制盒(6)包括壳体和设置在壳体内的单片机，以及连接在单片机输入端用于检测吸湿硅胶(5)颜色的颜色传感器(61)；单片机用于对比采集的RGB值与设定的RGB值，并根据对比结果向加热装置和半导体制冷片(82)输出相应的控制指令；冷凝罩(3)和进出气组件(4)之间设置下连接座(9)，下连接座(9)内部上端的外缘设置进出气孔(91)，进出气孔(91)与进出气组件(4)的连接端连通。2.根据权利要求1所述的一种免维护吸湿器，其特征在于，所述的进出气组件(4)包括从连接端到自由端依次设置的叶轮腔(41)和过滤腔(42)；叶轮腔(41)内设置有位于进出气气流方向上的叶轮(44)，叶轮腔(41)的外壁上设置有对应叶轮(44)的观察窗(45)；过滤腔(42)内填充过滤填料(46)，其下部侧壁上开设有若干气孔(47)。3.根据权利要求2所述的一种免维护吸湿器，其特征在于，过滤腔(42)的末端连接内部设...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲍明杰，柯常军，张毓龙，
申请(专利权)人：陕西金源自动化科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61