電噴霧給水絕緣水閥的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種利用六氟化硫絕緣性，保證直接充電式電噴霧絕緣的方法和裝置。屬于電噴霧機(jī)械裝置的保護(hù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]電噴霧技術(shù)中影響霧滴荷電量的因素有電極的結(jié)構(gòu)形式、充電方式、充電液體的物理性質(zhì)以及周圍環(huán)境。其中充電方式主要有直接充電、感應(yīng)充電、電暈充電。直接充電式的機(jī)理是尖端效應(yīng)，金屬電極直接與液體介質(zhì)接觸，在外部電場(chǎng)的作用下，電介質(zhì)呈現(xiàn)出電偶極子的效應(yīng)，即發(fā)生極化。有極分子轉(zhuǎn)過一個(gè)角度，使排列趨于整齊，獲得宏觀的極性，形成取向極化;無極分子的正負(fù)電荷受到相反方向電場(chǎng)力的作用而被拉開距離，也獲得宏觀的極化，形成位移極化。
[0003]直接充電和電暈充電產(chǎn)生弧光放電時(shí)，霧滴帶正電。直接充電使霧滴的荷電效果最好，其次是電暈充電，感應(yīng)充電的充電效果最低。但是在實(shí)際應(yīng)用中出于安全考慮，一般會(huì)選擇電暈充電或感應(yīng)充電。安全問題主要體現(xiàn)在:
一、要保證在進(jìn)水管道的絕緣長(zhǎng)度可保證或整個(gè)供水噴霧系統(tǒng)與地隔離；
二、直接充電高壓電極與容器直接接觸安全隱患大，危險(xiǎn)性高。
[0004]因此該電噴霧給水絕緣水閥就是利用六氟化硫的絕緣性來保證整個(gè)供水噴霧系統(tǒng)的隔離的關(guān)鍵部分。六氟化硫于1900年首先被Moissan和Lebeau分離和鑒定出來的。它是由硫于氣氟中燃燒，繼之用堿溶液洗滌反應(yīng)生成物，去除低氟化合物而制得的。直到七十年代，六氟化硫已被公認(rèn)是最好的絕緣物。它的絕緣強(qiáng)度大，安全，設(shè)備體積小，價(jià)格適中等等。因此，國(guó)外采用六氟化硫絕緣的設(shè)備數(shù)量自六十年代以來增加得很快。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明分為機(jī)械與單片機(jī)控制兩個(gè)部分。主要功能是作為直接充電式電噴霧絕緣給水設(shè)備中的水閥。發(fā)明的關(guān)鍵技術(shù)就是解決普通水閥在關(guān)閉時(shí)無法在高電壓下絕緣的難題。
[0006]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:第一電磁閥(I)、第二電磁閥(2)、第三電磁閥(3)、第四電磁閥(4)采用是螺紋連接與管道進(jìn)行連接。氣壓表(5)、水壓表(6)上部通過螺紋連接與管道連接。對(duì)射式光電傳感器(7)采用螺紋連與水閥外體連接，固定好后對(duì)射式光電傳感器
[7]與水平面成30°夾角。透明樹脂水管(8)通過膠接連接與管道連接。水閥外體(9)采用膠接連接與管道連接。
[0007]單片機(jī)控制部分包括:水閥開關(guān)、對(duì)射式光電傳感器與89C51單片機(jī)I /0 口輸入端連接。第一電磁閥(I)、第二電磁閥(2)、第三電磁閥(3)、第四電磁閥(4)與89C51單片機(jī)I/O口輸出端連接。
[0008]本發(fā)明電噴霧給水絕緣水閥是這樣實(shí)現(xiàn)絕緣的。在機(jī)械部分的設(shè)計(jì)中如圖1所示，為了確保整個(gè)開關(guān)管路中有足夠的氣體長(zhǎng)度來保證絕緣性，系統(tǒng)的氣壓就要大于水壓。所以在啟動(dòng)整個(gè)開關(guān)之前需查看氣壓表3和水壓表4的數(shù)值確定氣壓大于水壓。
[0009]在開關(guān)開啟時(shí)第三電磁閥3、第四電磁閥4關(guān)閉，第一電磁閥1、第二電磁閥2開啟保證水的正常流動(dòng);在關(guān)閉時(shí)第一電磁閥1、第二電磁閥2首先關(guān)閉隔絕水的流動(dòng)，第三電磁閥
3、第四電磁閥4開啟。第三電磁閥3開啟將六氟化硫氣體注入管路中形成六氟化硫氣體絕緣柱，同時(shí)將管路中的水排出。廢水經(jīng)由第四電磁閥4排出。此時(shí)為了保證管路中的六氟化硫氣體絕緣柱的長(zhǎng)度能夠隔絕高壓電，需測(cè)量六氟化硫氣體絕緣柱的長(zhǎng)度?，F(xiàn)有的測(cè)量液面的傳感器分為直接接觸型和非接觸型。直接接觸型傳感器需安裝在管路中，對(duì)于本發(fā)明來說并不適用。而非接觸型價(jià)格又太過昂貴，大大增加了本發(fā)明的成本。所以本設(shè)計(jì)采用對(duì)射式光電傳感器，在架設(shè)對(duì)射式光電傳感器的管路部分采用透明的材料使光順利通過，并傾斜設(shè)置對(duì)射式光電傳感器，使得在管道中有水時(shí)光發(fā)生折射，傳感器無信號(hào)。如圖1所示這部分的管路為U型管路如同連通器的原理，保證如果管路中有水會(huì)聚集在底部保證六氟化硫氣體絕緣柱的長(zhǎng)度。因此對(duì)射式光電傳感器安裝在U型管中的六氟化硫氣體絕緣柱的長(zhǎng)度足夠絕緣的位置處。對(duì)射式光電傳感器檢測(cè)液面的原理如下，當(dāng)此處管道中是空氣時(shí)光路沿直線傳播傳感器沒有反應(yīng)，當(dāng)此處管道中是水時(shí)說明六氟化硫氣體絕緣柱的長(zhǎng)度不夠沒有保證絕緣。此時(shí)由于水的折射作用光路發(fā)生改變，傳感器沒有接收到光就會(huì)發(fā)出信號(hào)。再通過調(diào)節(jié)氣壓增加六氟化硫氣體絕緣柱的長(zhǎng)度。
[0010]技術(shù)效果:六氟化硫氣體具有優(yōu)良的絕緣性能，絕緣強(qiáng)度是空氣的3倍，滅弧性能是空氣的100倍，對(duì)于均勻間隙，當(dāng)在0.1MPa壓力時(shí)六氟化硫的擊穿電場(chǎng)約為89kV/Cm。水閥中存在I Ocm長(zhǎng)的六氟化硫氣體絕緣柱，水閥的絕緣強(qiáng)度至少為1KV。
【附圖說明】
[0011 ]圖1是本發(fā)明機(jī)械部分的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，圖2是控制系統(tǒng)硬件框圖，圖3是單片機(jī)控制流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]第一步:開始
第二步:判斷是否開啟
第三步:當(dāng)判斷開啟時(shí)，第一電磁閥(I)、第二電磁閥(2)開第四步:第三電磁閥(3)、第四電磁閥(4)關(guān)第五步:結(jié)束
第六步:當(dāng)判斷關(guān)閉時(shí)，第一電磁閥(I)、第二電磁閥(2)關(guān)，延時(shí)2秒
第七步:第三電磁閥(3)、第四電磁閥(4)開
第八步:判斷傳感器是否有信號(hào)
第九步:當(dāng)有信號(hào)，判定是水。加氣壓
第十步:返回傳感器繼續(xù)判斷傳感器是否有信號(hào)
第十一步:當(dāng)無信號(hào)，判定是空氣。第三電磁閥(3)、第四電磁閥(4)關(guān)
第十二步:結(jié)束本發(fā)明電噴霧給水絕緣水閥是這樣實(shí)現(xiàn)絕緣的。在機(jī)械部分的設(shè)計(jì)中如圖1所示，為了確保整個(gè)開關(guān)管路中有足夠的氣體長(zhǎng)度來保證絕緣性，系統(tǒng)的氣壓就要大于水壓。所以在啟動(dòng)整個(gè)開關(guān)之前需查看氣壓表3和水壓表4的數(shù)值確定氣壓大于水壓。
[0013]在開關(guān)開啟時(shí)第三電磁閥3、第四電磁閥4關(guān)閉，第一電磁閥1、第二電磁閥2開啟保證水的正常流動(dòng);在關(guān)閉時(shí)第一電磁閥1、第二電磁閥2首先關(guān)閉隔絕水的流動(dòng)，第三電磁閥
3、第四電磁閥4開啟。第三電磁閥3開啟將六氟化硫氣體注入管路中形成六氟化硫氣體絕緣柱，同時(shí)將管路中的水排出。廢水經(jīng)由第四電磁閥4排出。此時(shí)為了保證管路中的六氟化硫氣體絕緣柱的長(zhǎng)度能夠隔絕高壓電，需測(cè)量六氟化硫氣體絕緣柱的長(zhǎng)度。現(xiàn)有的測(cè)量液面的傳感器分為直接接觸型和非接觸型。直接接觸型傳感器需安裝在管路中，對(duì)于本發(fā)明來說并不適用。而非接觸型價(jià)格又太過昂貴，大大增加了本發(fā)明的成本。所以本設(shè)計(jì)采用對(duì)射式光電傳感器，在架設(shè)對(duì)射式光電傳感器的管路部分采用透明的材料使光順利通過，并傾斜設(shè)置對(duì)射式光電傳感器，使得在管道中有水時(shí)光發(fā)生折射，傳感器無信號(hào)。如圖1所示這部分的管路為U型管路如同連通器的原理，保證如果管路中有水會(huì)聚集在底部保證六氟化硫氣體絕緣柱的長(zhǎng)度。因此對(duì)射式光電傳感器安裝在U型管中的六氟化硫氣體絕緣柱的長(zhǎng)度足夠絕緣的位置處。對(duì)射式光電傳感器檢測(cè)液面的原理如下，當(dāng)此處管道中是空氣時(shí)光路沿直線傳播傳感器沒有反應(yīng)，當(dāng)此處管道中是水時(shí)說明六氟化硫氣體絕緣柱的長(zhǎng)度不夠沒有保證絕緣。此時(shí)由于水的折射作用光路發(fā)生改變，傳感器沒有接收到光就會(huì)發(fā)出信號(hào)。再通過調(diào)節(jié)氣壓增加六氟化硫氣體絕緣柱的長(zhǎng)度。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電噴霧給水絕緣水閥，其特征在于:包括第一電磁閥(I)、第二電磁閥(2)、第三電磁閥(3)、第四電磁閥(4)、氣壓表(5)、水壓表(6)、對(duì)射式光電傳感器(7)、透明樹脂水管(8)、水閥外體(9);第一電磁閥(I)、第二電磁閥(2)、第三電磁閥(3)、第四電磁閥(4)采用是螺紋連接與管道進(jìn)行連接，氣壓表(5)、水壓表(6)上部通過螺紋連接與管道連接，對(duì)射式光電傳感器(7)采用螺紋連與水閥外體連接，固定好后對(duì)射式光電傳感器(7)與水平面成30°夾角，透明樹脂水管(8)通過膠接連接與管道連接，水閥外體(9)采用膠接連接與管道連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電噴霧給水絕緣水閥其特征在于:水閥開關(guān)、對(duì)射式光電傳感器與89C51單片機(jī)I/O 口輸入端連接;第一電磁閥(1)、第二電磁閥(2)、第三電磁閥(3)、第四電磁閥(4)與89C51單片機(jī)I/0 口輸出端連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電噴霧給水絕緣水閥其特征在于: 第一步:開始 第二步:判斷是否開啟 第三步:當(dāng)判斷開啟時(shí)，第一電磁閥(I)、第二電磁閥(2)開 第四步:第三電磁閥(3)、第四電磁閥(4)關(guān) 第五步:結(jié)束 第六步:當(dāng)判斷關(guān)閉時(shí)，第一電磁閥(I)、第二電磁閥(2)關(guān)，延時(shí)2秒 第七步:第三電磁閥(3)、第四電磁閥(4)開 第八步:判斷傳感器是否有信號(hào) 第九步:當(dāng)有信號(hào)，判定是水，加氣壓 第十步:返回傳感器繼續(xù)判斷傳感器是否有信號(hào) 第十一步:當(dāng)無信號(hào)，判定是空氣，三電磁閥(3)、第四電磁閥(4)關(guān) 第十二步:結(jié)束。
【專利摘要】電噴霧給水絕緣水閥屬于電噴霧機(jī)械裝置的保護(hù)領(lǐng)域。主要功能是作為直接充電式電噴霧絕緣給水設(shè)備中的水閥。發(fā)明的關(guān)鍵技術(shù)就是解決普通水閥在關(guān)閉時(shí)無法在高電壓下絕緣的難題。在開關(guān)開啟時(shí)第三電磁閥(3)、第四電磁閥(4)關(guān)閉，第一電磁閥(1)、第二電磁閥(2)開啟保證水的正常流動(dòng)；在關(guān)閉時(shí)第一電磁閥(1)、第二電磁閥(2)首先關(guān)閉隔絕水的流動(dòng)，第三電磁閥(3)、第四電磁閥(4)電磁閥開啟。第三電磁閥(3)開啟將六氟化硫氣體注入管路中形成空氣絕緣柱，同時(shí)將管路中的水排出。廢水經(jīng)由第四電磁閥(4)排出。為了保證管路中的空氣絕緣柱的長(zhǎng)度能夠隔絕高壓電,利用對(duì)射式光電傳感器檢測(cè)液面。水閥中存在10cm長(zhǎng)的六氟化硫氣體絕緣柱，水閥的絕緣強(qiáng)度至少為10KV。
【IPC分類】B05B12/00
【公開號(hào)】CN105499017
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610043890
【發(fā)明人】張心明, 劉暢, 熊家新, 劉建和
【申請(qǐng)人】長(zhǎng)春理工大學(xué)
【公開日】2016年4月20日
【申請(qǐng)日】2016年1月25日