一种单孔真空注油新方法

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)重庆工商大学 作者:喻其炳

  在电力设备或医疗设备中,常常需要采用真空注油工艺,以避免空气中的水分滞留设备内部,从而提高其绝缘性能。传统的工艺方法操作复杂,工作效率低,辅助设备多,成本高。本文提出一种新的工艺,能够满足对设备进行真空注油的要求,特别适合只有一个注油口的设备,其优势在于结构简单,操作方便,工作效率高,辅助设备少,生产成本低,该工艺已成功应用于生产实践。

  在当今的电力高压设备或仪器中,随着设备或仪器的质量性能要求提高,生产中各个环节的要求也在不断提高,生产工艺也在变化更新。大型主变压器、互感器等一般都要求真空注油,以保证其内部不会因空气中的水分而降低设备的绝缘性能,甚至因变压器油中的水分含量超标而发生内部击穿短路等重大事故。在医疗设备领域,X 光机,CT 机等已广泛应用于各类临床医院,在X 光机,CT 机中有一个关键部件是高压发生器或高压球管,这个部件在生产或者维修时也需要真空注油。

  这类部件有一个共同的特点:只有一个注油螺孔,也就是说通过这个注油螺孔既要完成抽真空的工作,同时又要完成在真空状态下注油的工作。完成这个工艺流程,传统的方法是将高压发生器或高压球管放入一个大的真空室中,通过抽出真空室内的空气来使高压发生器或高压球管内部形成真空环境,然后再用管子通过注油螺孔向其内部注油,从而满足工艺要求。该方法操作复杂,工作效率低,辅助设备多,成本高。注油量也不易控制,常常会溢出高压发生器或高压球管而流入真空室,既浪费绝缘油又污染真空室,还增加注油后清理真空室的工作量。

1、真空注油工艺分析

1.1、常用的真空注油工艺

  对于大型的主变压器,因其上下都有相应的阀门,真空注油较为方便,工艺也比较成熟,应用非常普遍,常常采用图1 的连接方式进行,具体的工艺流程是:首先通过真空抽气机组将变压器内的真空度抽至133 Pa 以下,再保持该真空度继续抽一段时间(不同的变压器厂家要求不一样,有的要求保持2 h 以上即可,有的则要求保持24 h以上),然后再将油液注入变压器内,注油时也要求真空度保持在133 Pa 以下,所以注油速度不宜太快。注油完毕后还要使用真空滤油机对所注油液进行加热循环过滤。

变压器真空注油连接示意图

图1 变压器真空注油连接示意图

1.2、单孔真空注油工艺

  在X 光机、CT 机内部的高压发生器,高压球管等高压仪器中,对工件进行注油时有一个局限条件:只有一个注油螺孔在工件的上部。此外,工件的体积一般不太大,也就是说通过这个注油螺孔既要完成抽真空的工作,同时又要完成在真空状态下注油的工作。传统的工艺流程是:将高压发生器或高压球管放入一个大的真空室内,然后再将真空室抽成真空,从而间接地将高压发生器或高压球管内部也抽成了真空,再通过软管将油液注入其内,详细的流程如图2。该工艺的缺点较多,首先是它需要的设备较多,至少需要一台真空滤油机(需先将油液处理合格后装入储油罐中备用),一个体积较大的真空室和一台真空抽气机组,以及相应的管道和阀门等。其次是操作复杂,这么多辅助设备的操作运行及配合是一套比较复杂的工作。再其次是注油量不是很好控制,因高压发生器或球管自身没有观察油位的视窗,同时又被放在大真空室里面,注油的孔径又比较小,很不便于观察,常常会有油液溢出,撒漏在真空室里面,既浪费油液又给清理真空室增加工作量。

单孔真空注油连接示意图

图2 单孔真空注油连接示意图

2、对单孔真空注油工艺的改进

2.1、改进后的单孔真空注油工艺

  针对传统单孔真空注油工艺的缺点,本文提出一种新的工艺流程,使其流程简单,操作方便,成本低,需要的辅助设备少(只需要一台真空滤油机即可)。详细的工艺流程如图3,首先将油液在真空滤油机内部循环过滤合格,然后按图3 的方式将真空滤油机与高压发生器或球管相连(抽注装置后面再详述)。启动滤油机的真空泵,打开进油阀,将高压发生器或球管内部的空气抽出,使其符合真空注油的工作条件,当真空度(或抽气时间) 达到工艺要求后再启动滤油机的排油泵,将滤油机内部的合格油液注入高压发生器或球管,当油液注满溢出后会通过进油阀再进入真空滤油机,这样油液就在一个封闭的真空环境内流动,并且可以实现反复循环真空注油。其主要目的是排除容器内的空气,使油液充满容器内的每个角落。

改进后单孔真空注油连接示意图

图3 改进后单孔真空注油连接示意图

2.2、抽注装置的设计

  抽注装置是根据单孔真空注油的工艺特点而专门设计的,如图4 所示,本装置主要由抽气口1、注油口2、胶管套件3、连接件4 和胶管5等组合构成。高压发生器或球管的注油口与本装置的连接件4 通过螺纹连接、密封。为了保证本装置在工作过程中不碰伤高压发生器或球管内部的电子元件,插入容器底部的油管采用塑料胶管,塑料胶管的长度由高压发生器或球管的深度决定。本装置的主要功能是使油液注入和气体排除只通过高压发生器或球管顶部的一个孔来实现,工作时该孔被胶管和连接件分隔成两个独立的油或气流通道,靠真空滤油机的真空泵将容器内的空气抽出,使其内部形成真空,油液依靠真空滤油机的排油泵通过塑料胶管注入容器的底部,从而满足真空注油的工艺条件。

抽注装置结构图

1.抽气口;2.注油口;3.胶管套件;4.连接件;5.胶管

图4 抽注装置结构图

3、结语

  抽注装置是改进单孔真空注油工艺的关键部件,使用它可以去掉传统工艺中体积庞大的真空室和真空抽气机组,使其操作流程变得简单易行,同时又降低了企业的设备投入,生产效率得到了提高。该工艺已成功应用于深圳某医疗器械制造企业,取得了较好的效果。

参考文献

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