CS249340B1 - Device for continuous vacuum oil cleaning - Google Patents

Description

(54) Zařízení pro kontinuální vakuové čiáténí oleje

Zařízení pro kontinuální vakuové čištění oleje sestává z vakuového čističe obsahujícího vstupní filtr, hydrodynamický kavitátor, separátor, hlavní komoru s akumulačním nástavcem a s okruhem snímačů hladiny ovládaným elektromotorem, pomocnou komoru s kondenzátorem, retenční komoru, sběrnou komoru a čerpadlo. Dále sestává z potrubí, připojeného k olejovému systému a opatřeného sadou ventilů a clon. Vstup vakuového čističe je připojen přívodním potrubím к propojovacímu potrubí mezi nádrží olejového systému oleje a konzervátorem. Jeho výstup je připojen odváděcím potrubím k potrubí chladičů oleje.

OBR .1

Vynález se týká zařízení pro kontinuální vakuové čištění oleje, které je připojeno k paralelně propojenému olejovému systému, a které je zvláště vhodné pro kontinuální čištění olejových náplní vysokonapětových transformátorů.

Dosavadní řešení ochrany olejových náplní zvláště elektrických transformátorů, které používají oleje jako dielektrické a chladicí kapaliny, je ve většině případů omezeno na pasivní ochranu vůči kontaminaci z okolní atmosféry, kombinovanou při nebezpečném nárůstu kontaminujících příměsí v oleji s jednorázovým čisticím procesem, realizovaným externím čisticím zařízením při odstavném stroji. Typicky pasivní ochrany olejové náplně přitom většinou působí jako určitá forma izobarického uzávěru, který dovoluje volný průtok o okolní vzdušiny nad volnou hladinu oleje v konzervátoru stroje, ale selektivně zachycuje vzdušnou vlhkost z okolní atmosféry, která je obvykle považována za základní kontaminant dielektrické kapaliny.

Nej známější technická řešení, kterými je pasivně omezována vnější kontaminace olejových náplní transformátorů vzdušnou vlhkostí, jsou založena na vymrazování vodních par v proudu vzduchu, který natéká z okolní atmosféry do konzervátoru stroje při poklesu zátěže. Analogicky je také využíváno absorpční schopnosti silikagelových filtrů, které jsou stejně jako v předchozím případě vřazeny mezi konzervátor transformátoru a okolní atmosféru.

Mezi další způsoby pasivní ochrany olejových náplní je možno také zařadit hermetizaci transformátorů. Hermetickým oddělením volné hladiny oleje v konzervátoru od okolní atmosféry pružnou membránou, vakem nebo termihydraulickým uzávěrem je možno velmi účinně omezit nejen infiltraci vzdušné vlhkosti do chráněné náplně, ale také ve značné míře zabránit kontaminaci oleje vzdušným kyslíkem.

Aktivní způsoby ochrany olejových náplní elektrických transformátorů se od uvedených pasivních způsobů liší především tím, že jejich pomocí není pouze zpomalován proces externí kontaminace z okolní atmosféry, ale umožní aktivním odvodem kontaminantů, rozpuštěných v oleji, nejen dlouhodobě udržet, ale dokonce i zlepšit stav jeho olejové náplně.

Mezi nejznámější řešení tohoto typu patří kontinuální čištění oleje prováděné za značně sníženého tlaku. Tato zařízení, obvykle označována jako vakuové čističe oleje, je možno vzájemně odlišit především způsobem, jakým je v nich dosahováno požadovaného vakua, jehož účinkem je následně dosahováno uvolnění kontaminujících příměsí z oleje.

Všechny uvedené způsoby ochrany olejových náplní a jim odpovídající zařízení mají některé nedostatky. Hlavním nedostatkem pasivní ochrany olejových náplní pomocí vymrazovačů nebo silikagelových absorbérů je skutečnost, že jejich pomocí lze pouze snížit relativní vlhkost vzdušného prostředí nad volnou hladinou oleje v konzervátoru. Zabraňují tedy vyššímu stupni nasycení oleje vodou, ale nijak neovlivňují stupeň nasycení oleje plyny, obsaženými ve vzduchu, ani plyny, vznikajícími uvnitř olejové náplně transformátoru za provozních podmínek.

Naproti tomu hermetizace oleje v konzervátoru stroje zabraňuje přístupu vzduchu a vodních par k olejové náplni, ale současně také brání úniku plynů, vznikajících v olejové náplni transformátoru například existencí tzv. horkých míst. Nebezpečnost značného nasycení oleje plynem je zejména u vysokonapětových elektrických transformátorů'dostatečně známa.

Bezprostředně se projevuje zejména při rychlém zvýšení zátěže transformátoru a následném zvýšení teploty jeho olejové náplně, kdy vlivem následného přesycení oljového média plyny dochází k uvolnění rozpuštěných plynů ve formě bublinek. Vznik plynových bublio potom vede, podobně jako zvýšený obsah vlhkosti, k výraznému snížení elektrické pevnosti olejového dielektrika. *

V příznivějších případech dochází к vypnutí trasformátoru zásahem plynového relé, v závažnějších případech dochází к elektrickému průrazu uvnitř stroje а к jeho havárii s průvodní značnou škodou nejen na transformátoru samém, ale i na celém připojeném rozvodném systému. Trvale zvýšený obsah plynů, rozpuštěných v trasformátorovém oleji, má také nezanedbatelný negativní vliv na dlouhodobou spolehlivost stroje.

Již poměrně málo zvýšený obsah kyslíku v kombinaci s vlhkostí oleje totiž málo působí rychlé stárnutí jak vlastní olejové náplně, tak stárnutí izolační soustavy olej - celulóza. Aktivní způsoby čištění olejových náplní elektrických transformátorů, jsou-li odpovídající zařízení kontinuálně připojena к provozovanému stroji, jsou schopny podstatně omezit výskyt, respektive frekvenci zmíněných poruch.

Jejich nedostatkem je naproti tomu značně složité provedení, velký počet pohyblivých částí a v neposlední řadě také nízký specifický výkon vztaženo na velikost, příkon nebo hmotnost zařízení. Všechny uvedené nedostatky lze ztotožnit s použitým principem čištění olejového média. Převážná většina těchto zařízení totiž využívá pouze quasistacionárního čisticího režimu na bázi nucené difúze generované snížením celkového tlaku nad hladinami, vrstvami, filmy nebo kapičkami čištěného oleje.

Intenzita procesu nucené difúze na rozhraní kapalina - plyn je sice určena koncentračními gradienty, ale v quasistacionárních pracovních režimech nelze kontaminující plyny a páry i ze značně přesyceného kapalného média rychle uvolnit bud bez dostatečného výskytu nukleačních jader potřebných pro vznik bublinek, nebo vhodně tvarovaných dutin, ve kterých mohou bublinky narůstat na podkladě povrchových sil. U značně viskózních kapalin, jejichž příkladem může být například relativně studený transformátorový olej, působí kapilární síly na povrchu sférických bublinek proti jejich nárůstu a zpomalují i volný únik bublin povrchem kapaliny. Stejný typ kapilárních sil také působí nárůst tlaku uvnitř malých kapiček čištěné kapaliny.

Pokud byla v řešení použita metoda zvětšování celkového mezifázového povrchu rozprašováním, snižují tyto koncentrační gradienty na mezifázové ploše kapička - vakuum a opět znemožňují rychlou difúzi plynů a par z čištěného média.

Určitého zvýšení odlučovacího výkonu zmíněných zařízení je proto obvykle dosahováno pomocí tenkých vrstev Čištěného média, které stéká po vhodných zástavbách nebo náplních vakuových komor. Tato kvantitativní cesta zvyšování odlučovacího výkonu ovšem vede na nárůst velikosti vakuových komor. U většiny zařízení je také většinou použito jednorázového čisticího cyklu, kterým je doba pobytu oleje ve vakuových prostorech omezena na relativně krátký časový úsek.

Uvážíme-li velmi nízkou rychlost odlučování půynů a par v procesu nucené difúze, potom u většiny stávajících zařízení se nelze vyhnout tomu, že čištěná kapalina odtahovaná z vakuových prostor je stále značně přesycena, to je nedostatečně zbavena rozpuštěných kontaminantů. U vyšších reziduálních znečištění odtahované kapaliny se také nelze vyhnout dalšímu negativnímu jevu, představovanému kavitací v čerpadlech, kterými je částečně vyčištěná kapalina dopravována z vakuových prostor do normálního tlaku v nádobě transformátorů.

Účinkem kavitačních procesů ale není jenom ohroženo použité čerpadlo, ale kavitací uvolněné plynové bublinky, které jsou spolu s olejem vtlačeny zpět do olejové náplně transformátoru, opět ohrožují stroj elektrickým průrazem. Jinou metodou, která je často používána к zvýšení odlučovacího výkonu zařízení, je zvyšování teploty ošetřovaného oleje. Snížením kapilárních sil, které odpovídá poklesu viskozitv kapaliny nárůstem teploty, je sice možno dosáhnout intenzity odlučovacího procesu, nicméně zvýšením teploty oleje na úrověň 80 až 100 °C okamžitě dochází к značně rychlému odbourávání přirozených inhibitorů stárnutí olejového média.

Pokud je tato cesta provozně použita, je nezbytné takto ošetřený olej inhibitovat na výstupu zařízení uměle.

Uvedené nedostatky podstatně omezuje zařízení pro kontinuální vakuové čištění oleje, sestávající z vakuového čističe obsahujícího vstupní filtr, hydrodynamický kavitátor, separátor, hlavní komoru s akumulačním nástavcem a s okruhem snímačů hladiny ovládaným elektromotorem, pomocnou komoru s kondenzátorem, retenční komoru, sběrnou komoru a čerpadlo. Zařízení dále obsahuje potrubí, připojené к olejovému systému a opatřené sadou ventilů a clon.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že vstup vakuového čističe je připojen přívodním potrubím к propojovacímu potrubí mezi nádrží olejového systémii „a .konzervátorem. Jeho výstup je připojen odváděcím potrubím к potrubí chladičů oleje. Ke vstupu vakuového čističe může být připojen vstupní filtr, dále spojený přes zpětný ventil se zpětným obtokem. Tento zpětný obtok je připojen jednak к výtlačnému nátrubku čerpadla opatřenému zpětným ventilem tohoto čerpadla, jehož odváděči nátrubek je připojen ke dnu hlavní komory.

Dále je připojen ke vstupu hydrodynamického kavitátoru, jehož výstup je připojen převáděcím potrubím ke vstupu separátoru, který je dále připojen jednak alespoň jedním přepouštěcím kanálem к horní Části komory opatřené dále kondenzátorem, a jednak je ještě připojen spojovacím kanálem к centrálnímu kanálu hlavní komory. Dále je ke spojovacímu kanálu připojeno vyrovnávací potrubí pomocné komory, jejíž kondenzátor je připojen к horní části hlavní komory, přičemž do jejího akumulačního nástavce ústí plynové potrubí a odpadní potrubí.

Tato potruhí jsou spojena s horní částí sběrné komory, která je ještě opatřena zpětným potrubím do kterého je vložen zpětný ventil této sběrné komory, a které je zavedeno do pomocné komory. Přitom je ještě dále zpětný obtok spojen s převáděcíirukolenem, opatřeným škrticí clonou a připojeným к horní části retenční komory, ze které vystupuje násoska připojená к výstupu vakuového čističe. Další podstata zařízení spočívá v tom, že zpětný obtok je připojen к dýze hydrodynamického kavitátoru, která je umístěna ve vstupní komoře tohoto kavitátoru, na kterou navazuje válcová komora připojená к difuzoru.

Tento difuzor je napojen na převáděcí potrubí spojené se vstupem separátoru. Ještě další podstata zařízení spočívá v tom, že centrální kanál je umístěn ve svislé ose hlavní komory a je opatřen sadou separačních talířů. Vyrovnávací potrubí je umístěno ve svislé ose pomocné komory, jejíž dno je ještě opatřeno odkalovacím potrubím, opatřeným odkalovacím ventilem. Další podstatou zařízení je, že v horním snímači hladiny i ve spodním snímači hladiny jsou uloženy plováky, z nichž každý je pevně spojen s jedním dnem vlnovce dvouramennou pákou, jejíž opačný konec je připojen ke stavěcímu šroubu horního a dolního mikrospínače.

, Ještě další podstatou zařízení je, že jeden kontakt dolního mikrospínače je připojen napájecím vedením ke třetí fázi elektrického proudu propojovacího vedení. Jeho druhý kontakt je připojen к jednomu kontaktu horního mikrospínače a jednak ke spojovacímu kontaktu stykače. Druhý kontakt horního mikrospínače je připojen к vinutí cívky а к přídržnému kontaktu stykače, zatímco opačný konec vinutí cívky je spojen s nulovou fází elektrického proudu propojovacího vedení.

Výhodou uspořádání zařízení pro kontinuální čištění transformátorového oleje je především zvýšení stupně uvolnění a separace nežádoucích kontaminujících příměsí, které jsou rozpuštěny v oleji, přiváděném do zařízení z elektrického transformátoru. Čistící proces, který v zařízení podle vynálezu probíhá, je realizován zásadně při teplotách stejných nebo nižších než je teplota oleje v samotném transformátoru a odpovídá plnému zachování přirozených inhibitorů stárnutí olejové náplně.

Současně je uspořádáním a průběhem čistícího procesu zaručena spolehlivá funkce samotného čisticího zařízení a vyloučena možnost zpětné kontaminace již vyčištěného oleje odloučenými plynnými a parními příměsemi. Toho je v zařízení podle vynálezu dosahováno využitím kombinovaného působení quasistacionárních procesů vyvolaných sníženým tlakem, tzv. provozním vakuem, a silně nestacionárních procesů generovaných hydrodynamickým kavitátorem.

Několikanásobným oběhem čištěné olejové náplně zařízení nestacionárních a quasistacionárním odlučovacím procesem je dále dosaženo vysoké čistoty oleje, vtlačovaného zpět do elektrického transformátoru, a současně také bezpečné odvedení kontaminujících příměsí mimo zařízení. Průběžné provozní meření, sledování a zaznamenávaní odloučeného množství kontaminantů z transformátorového oleje za zvolený časový interval je také možno s výhodou využít na posouzení okamžitého stavu elektrického transformátoru.

Náhlá odchylka, například v denně odečítaných hodnotách odloučeného plynu, může naznačovat existenci některého negativního procesu, probíhajícího uvnitř transformátoru, který je spojen s tepelným rozkladem transformátorového oleje a odpovídajícím vývinem plynů. Vysokou čistotou oleje, který je dopravován čerpadlem z vakuových prostor do vlastního transformátoru, jsou ve zmíněném čerpadle účinně potlačeny kavitační jevy, a tím zvýšena spolehlivost a dlouhodobá životnost této jediné pohyblivé součásti zařízení.

Tímto způsobem je také vyloučena možnost, že plyny a páry uvolněné kavitací čerpadla, by mohly být ve formě bublinek zavlečeny zpět do olejové náplně transformátoru. Využitím velmi intenzivního nestacionárního procesu odlučování plynů a par z oleje v hydrodynamickém kavitátoru je dále dosaženo značné redukce nutné velikosti zařízení. Vysokou intenzitou odlučovacích procesů je také podmíněno výhodné monoblokové uspořádání zařízení, které umožňuje jednoduchou instalaci, přístupnost a opravitelnost vakuového čističe bez odstávky transformátoru.

Příklad praktického provedení zařízení pro kontinuální vakuové čištění transformátorového oleje je znázorněn na připojených výkresech. Z nich je na obr. 1 znázorněno celkové uspořádání elektrického transformátoru a monobloku vakuového čističe oleje, na obr. 2 je znázorněno hydraulické zapojení vlastního vakuového čističe a na obr. 3 je znázorněno jeho elektrické zapojení.

Podle obr. 1 sestává příkladné provedení zařízení pro kontinuální vakuové čištění oleje z propojovacího potrubí 21» vcházejícího z horní části nádrže 2 olejového systému, v tomto případě elektrického transformátoru, a ústícího do spodní části konzervátoru 2, přičemž je do tohoto potrubí vestavěno plynové relé 210. Odběrový nátrubek 22, jehož horní vyústění je situováno do osy propojovacího potrubí 21 před plynovým relé 210, je spojen s horní částí přívodního potrubí 31, do jehož spodní části je vestavěný vstupní kohout 310.

Přívodní potrubí 31 je potom ve své spodní části připojeno na vstupní přírubu 311, umístěnou na pravé straně vakuového čističe _3· ^z levé strany vakuového čističe 2 je na výstupní přírubu 321 připojeno odváděči potrubí 32 s vestavěným regulačním kohoutem 320. Odváděči potrubí 32 je ve své spádní části opatřeno vypouštěcím šoupátkem 100, které je dále připojeno к potrubí 11 nezakresleného chladiče oleje ve spodní části nádrže 1. olejového systému, v tomto konkrétním případě elektrického transformátoru.

Monoblok vakuového čističe 2» jehož hydraulické schéma je zobrazeno na obr. 2, sestává z hydrodynamického kavitátoru 6, šnekového separátoru 2» hlavní komory 4^ pomocné komory 40 a zubového čerpadla 5, přičemž uvedené prvky jsou spolu vzájemně propojeny tak, aby spolu se zpětným obtokem 53 vytvořily uzavřenou hydraulickou smyčku. Vstupní filtr 54 vakuového čističe 2 je jednak propojen vstupním nátrubkem 312 se vstupní přírubou 311 s nezakresleným přiváděcím potrubím 32, a jednak potrubím 541 vstupního filtru 54 s vestavěným zpětným ventilem 540 s pravou částí zpětného obtoku 23* která je pevně připojena k horní části hydrodynamického kavitátoru 2· Vstupní dýza 600 hydrodynamického kavitátoru 6 je vložena do vstupní komory 60 a souose situována s válcovou komorou 61.

Spodní vyústění válcové komory 61 hydrodynamického kavitátoru j6 přitom vytváří svým kuželovým rozšířením difuzor 62, propojený převáděcím potrubím 63 s válcový^ pláštěm Šnekového separátoru 2· Do válcového pláště šnekového separátoru 2 j^e vložen šnek 70, navinutý na nosné trubce 700 tak, aby z každého jeho závitu vyúsťoval přepouštěcí kanál 71, kterým je horní, část šnekového separátoru T_ propojena s horní pomocné komory 40.

Levá strana šnekového separátoru T_ je spojovacím kanálem 22# do kterého je kolmo zaústěno vyrovnávací potrubí 401, propojena se spodní částí hlavní komory ,, kde spojovací kanál 72 přechází do centrálního kanálu 44 vyvedeného vzhůru po ose hlavní komory 2· Cennrální kanál 44 přitom ústí do horní části zmíněné komory 2 ve vyznačené úrovni přepadové hladiny H. Přitom je horní vyústění centrálního kanálu 22» opatřeného po celé své délce kolmo siuuovanými separačními talíři 440, .situováno tak, aby horní vyústění vyrovnávacího potrubí 401 v pomocné komoře 40, bylo pod úrovní přepadové hladiny H, a aby všechna vyústění převáděcích kanálů 71 v horní části pomocné komory 40 byla nad touto úrovní.

Hlavní komora 2 vakuového čističe 2 je přioom ve spodní části propojena horním nátrubkem 411 a spodním nátrubkem 412 se spodním snímačem 41 hladiny v úrovni spodní hladiny H2. V' nynějším místě horního kuželového dna hlavní komory 2 vakuového čističe 2 3e zabudován zpětný vent.il 22» spo^uící vnitřní prostor hlavní komory 4 s vnitřním prostorem akumuuačního nástavce 22» který je proveden jako přímé pokračování válcového pláště hlavní komory 2·

Z akumuuačního nástavce 42 je shora osově vyveden sifonový uzávěr 42Q, který je připojen plynovým potrubím 4.21 s vestavěným plynoměrem 422 k horní části sběrné komory

2. K levé straně akumuuačního nástavce 42 je horním nátrubkem 431 a spodním nátrubkem 432 připojen v úrovni snímací hladiny H1 horní snímač 43 a z pravé strany akumuuačního nástavce 42 je pod úrovní spínací hladiny H1 vyvedeno odpadní potrubí 80 do sběrné komory 2- Z této sběrné komory 2* Opatřené dvojčňnným uzávěrem 81 ovládaným ' plovákem 810, je zdola vyvedeno potrubí 82 s vestavěným zpětným ventieem 820, které ústí do spodní části pomocné komory 40.

Dw^inný uzávěr 81 a plovák 810 ve své dolní poloze, jak je ukázáno na obr. 2, zakrývá spodní vyústění zpětného potrubí 82 ze sběrné komory á a současně plně otevírá plynovou výpust 22' kterou je v tomto případě vnitřní prostor sběrné komory 2 volně spojen s okolní atmosférou. Zubové čerpadlo 2» spojené odsávacím nátrubkem 51 se spodní částí hlavní komory 2, je výtainným nátrubkem 52 připojeno ke zpětnému ventilu 50 zubového čerpadla 2 ^a ze zmíněného vennilu je vyveden zpětný obtok 22» ústící do hydrodynamického kavVtáttrš 2·

Na levou větev zpětného obtoku 53 je připojen hydraulický odpor, reaizzovaný v tomto příkaadném provedení škrtící clonou 530, vloženou mezi levou větev zpětného obtoku 22 a převáděcí koleno 22, které je vyvedení do horního kuželového dna retenční komory 9_. Retenční komora 2# která je analogicky jako hlavní komora 2 a pomocná komora 40 vytvořena nádobou, sestávaáící z válcového pláště a spodního a horního kuželového dna, je propojena s výstupní přírubou 321 vakuového čističe 2 pomocí násosky 92, která je vyústěna nad spodním kuželovým dnem retenční komory 2· Spodní kuželové dno retenční komory 9 je opatřeno výpustným kohoutem 93.

Příklad provedení elektrckkého obvodu vakuového čističe 2 je uveden na obr. 3. Podle něj sestává elektrický obvod z třfááoového elektromotoru 500, t^fázoového stykače 501, horního snímače 43 hladiny, spodního snímače 41 hladiny, dvou mikrospínačů 437, 417, přístrojové pojistky 503 a třífázového jističe 502 kombinovaného s vypínačem. Třífázový elektromotor 500 je spojen přes trojici kontaktů třífázového stykače 501 propojovacím vedením 5000 s třífázovým jističem 502, který je spojen s nezakresleným zdrojem třífázového proudu.

Z propojovacího vedení 5000 mezi třífázovým jističem 502 a třífázovým stykačem 501 je například z fáze Z vyvedeno napájecí vedení 5030, které přes přístrojovou pojistku 503 napájí mikrospínač 417 spodního hladinového snímače 41. Spodní hladinový snímač 41 sestává z válcového pláště, do kterého shora ústí horní nátrubek 411 a zdola spodní nátrubek 412. S čelní stranou spodního hladinového snímače 41 je pevně spojen vlnovec 414, jehož pravou uzavřenou stranou prochází dvouramenná páka 415, na jejímž pravém rameni je pevně přípoje plovák 413.

Do levého ramene dvouramenné páky 415 je zabudován stavěči šroub 416, na který dosedá ovládací dřík mikrospínače 417 spodního hladinového snímače 41. Zcela analogicky je také uspořádán horní snímač 43 hladiny s připojeným druhým mikrospínačem 437. Mikrospínač 417 spodního hladinového snímače 41, k jehož levému kontaktu je připojeno napájecí vedení 5030, je svým pravým kontaktem spojen s levým kontaktem druhého mikrospínače 437 a současně je také spojen s pravou stranou přídržného kontaktu 5011 třífázového stykače 501, přičemž z levé strany přídržného kontaktu 5011 je provedeno spojení jednak s cívkou 5012 třífázového stykače 501 a jednak s pravým kontaktem druhého mikrospínače 437.

Činnost zařízení pro kontinuální vakuové čištění oleje je sekvenční a spočívá v nepřetržitém střídání kompresního a separačního režimu vakuového čističe 2· v kompresním režimu je vakuový čistič 2 plněn znečištěným olejem, který je odběrovým nátrubkem 22 odebírán z propojovacího potrubí 21 a konzervátoru elektrického transformátoru _1 a přívodním potrubím 31 zaváděn na vstup vakuového čističe 2· Naproti tomu v separačním režimu je vyčištěný olej vytlačován z vakuového čističe 2 ^a odváděcím potrubím 32 zaváděn zpět do spodní části nádrže jL olejového systému, respektive elektrického transformátoru.

V popisu vlastní činnosti čističe 2 vyjdeme ze stavu tohoto zařízení, který odpovídá separačnímu režimu a je znázorněn na obr. 2. V tomto stavu je hladina oleje v hlavní komoře £ těsně nad úrovní spodní spínací hladiny H2 a v prostoru nad hladinou v hlavní komoře 4_ ' a hladinou v pomocné komoře 40 je dosaženo nominálního pracovního vakua. Poklesem hladiny oleje pod spodní spínací hladinu H2 je iniciován spodní hladinový spínač 41 a vypnut třífázový elektromotor 500 zubového čerpadla

Vypnutím zubového čerpadla j přejde vakuový čistič 2 ^ze separačního do kompresního režimu. Tlak ve zpětné obtoku 53 poklesne zhruba na úroveň hydrostatického tlaku, odpovídající vertikální vzádlenosti vakuového čističe 2 °d hladiny oleje v konzervátoru £, otevře se zpětný ventil 540 v potrubí 541 filtru a znečištěný olej natéká z přívodního potrubí 31 vstupním nátrubkem 312 do vstupního filtru 54 vakuového čističe 2· Ze vstupního filtru 54 je olej, zbavený hrubých mechanických nečistot, zaveden potrubím 541 vstupního filtru 54 do pravé větve zpětného obtoku 53 a odtud natéká do hydrodynamického kavitátoru 2·

Paprsek olejového média, který vytéká z dýzy 600 do vstupní komory 60 hydrodynamického kavitátoru 6, se ve shodě s tlakovou diferencí mezi tlakem ve zpětném obtoku 53 a dynamicky dosahovaným vakuem ve vstupní komoře 60 na své dráze po ose vstupní komory 60 a válcové komory 61 postupně rozpadá, vlivem vysokého, dynamicky dosahovaného vakua a značné turbulence v paprsku samém jsou z přesyceného oleje uvolňovaly dosud rozpuštěné kontaminanty ve formě mikroskopických paroplynových bublinek.

Rozpadem olejového paprsku a strháváním paroplynových kontaminantů, které unikly z paprsku do prostoru vstupní komory 60 po ose této komory směrem do válcvé komory 61, je současně v prostoru vstupní komory 60 tímto procesem neustále udržována vysoká úroveň vakua. V přechodovém jevu prstencového skoku, kterým je převáděn osový paprsek nyní již dvoufázového mmdia na průtok plným průřezem válcové komory 61, jsou bublinky odloučených kontaminnjících příměsí současně stlačovány a sdružovány do větších bublinových agregací a po dalším stlačení dvoufázové sís^^ difuzorem 62 na protitlak zhruba odpovídající provoznímu vakuu v hlavní komoře £ a pomocné komoře 40 opoouštějí hydrodynamický kav^á^T 6.

Směs bublinových agregací a oleje natéká převáděcím potrubím 63 do pravé strany šnekového separátoru 7_.

Protlačováním sm^j^:i oleje a bublin šnekovým separátorem T_ je dvoufázové médium uvedeno do pommlého šroubového pohybu, a tím je generován separační proces, jehož cílem je ·dostatečně rychlé odloučení oleje od kontaϊninujícdch pří^sí, nyní soustředěných v v bublinách. Působením stěnového efektu na povrchu šneku 70 a válcového pláště šnekového separátoru 7_, vlastním vztaakem bublin a v neposlední řadě také pomocí dvooitého víru, který vzniká pohybem sm^j^:i po šroubové dráze, jsou bubliny postupně vydělovány z proudící směsi a shromažďovány v nejvyšším místě válcového pláště · šnekového separátoru 1_.

Z tohoto místa je směs bublin a oleje s podstatně zvýšeným obsahem paroplynové frakce odváděna z každého závitu šneku 70 přepouštěcími kanály 71 do horní části pomocné komory £0. V kompresním režimu je takto předčištěný olej odváděn z· levé spodní části šnekového separátoru T_ spojovacím kanálem 72 do centrálního kanálu 44 a přepadá jeho horním vyústěním do kaskády, vytvořené vertikální sadou separačních talířů 440. Plnění hlavní komory £ předči.šěnným olejem ze šnekového separátoru 2 je dále ovlivněno nátokem oleje z pomocné komory £0: Konceetrovaná směs kontaminů a oleje je ze šnekového separátoru T_ dopravována do pomocné komory 40 na základě diference mmzi sloupcem v centrálním kanálu s vyšší hustotou a sloupci tekutin s nižší hustotou v předváděcích kanálech 71.

V pomocné komoře 40 proběhne oddělení bublinových agregací z oleje a volná paroplynová směs se shromažďuje nad hladinou v pomocné komoře 40 a odtud je kondenzátorem 400 a přepouštěcím nátrubkem 402 zaváděna nad sto^paící hladinu oleje v hlavní komoře £. Odloučený olej je z pomocné komory 40 v první fázi kompresního režimu odváděn vyrovnávacím potrubím 401 do spojovacího kanálu 72 a dále centrá^ím. kanálem 44 do hlavní komory £ , zatímco kaly uvolněné flotací ve šnekovém separátoru _7^j sou gravitační separací deponovány na kuželovém dně pomocné komory £0. ,

Nárůstem hladiny v hlavní komoře ± jsou odloučené kontaminanty postupně stlačovány. Tento proces pokračuje až do okami-ku, kdy úroveň •hladiny v hlavní komoře ± přesáhne úroveň přepadové hladiny H, kdy olej odváděný ze šnekového separátoru 2 počne zpětným nátokem vyrovnávacím potrubím 401 plnit také pomocnou komoru £0. Pokr^^ící kommpesí paroplynové siísí nad hladinami v obou zmíněných komoi^ách počíná staačovacý plyn vlhnout a vodní pára z paroplynové smmsi kondenzovat na chladném povrchu rondencátveu 400 a · pomocné komory £0; její kondenzát stéká v podobě kapiček a je shromážděn na dně pomocné komory 40, odkud je spolu s kaly oakalvvacím potrubím 403 a oakalvvaeím íentilei 404 podle potřeby odpouštěh mimo vakuový čistič £.

V důsledku kolmého zaústění vyrovnávacího potrubí 401 do spojovacího kanálu 72, kudy protéká největší mnnožtví oleje, stoupá hladina v pomocné komoře 40 podstatně pomaleji než v hlavní komoře £. Účinkem takto realZvovacéhv VenCurihv efektu a nestejně rychlého nárůstu hladin v hlavní komoře ± a pomocné komoře 40 přetéká stlačovaná paroplynová směs z hlavní komory £ do pomocné komory £0. Průtokem v této fázi komf^p^ese již vlhkého plynu kondenzátorem 400 je z plynu separována část vlhkosti ve formě kapiček, které opět stékaaí ke dnu pomocné komory £0.

V nramiiru stlačení paroplynové smmsi nad atiosférierý tlak je již hlavní komora £ téměř zaplněna olejem a po otevření zpětného ventilu 45 hlavní komory £ vytéká paroplynová směs do akumuuačního nástavce 42.

Paroplynová směs je v této fázi kompresního režimu přiváděna pod zpětný ventil 45 hlavní komory £ vyrovnávacím nátrubkem 402 a kondenzátorem 400 a uvedeným obráceným nátokem mokrého plynu je opět část jeho vodního obsahu deponována na stěnách kondenzátoru 400. Nárůst hladin oleje v hlavní komoře £ a pomocné komoře 40 pokračuje až do úplného vypuzení plynů a par z obou komor £, £0, kdy začne zpětným ventilem 45 hlavní komory £ vytékat do akumulačního nástavce 42 olej. Vytlačený plyn a vodní pára jsou zavedeny pod sifonový uzávěr 420 akumulačního nástavce 42 a plynovým vedením 421 je přes plynoměr 422 vytlačený plyn a vodní pára veden z akumulačního nástavce 42 do sběrné nádrže £.

Plnění akumulačního nástavce 42 olejem pokračuje až do okamžiku, kdy hladina oleje v akumulačním nástavci 42 přesáhne úroveň horní spínací hladiny H1. Překročením úrovně spínací hladiny H1 je iniciován horní snímač 43 hladiny a zapnutím zubového Čerpadla £ je vakuový čistič £ převeden do separačního pracovního režimu. Odsáváním oleje z prostoru zcela zaplněné hlavní komory £ je nejprve uzavřen zpětný ventil 45 hlavní komory £ a dojde k rychlému poklesu celkového tlaku nad vzniklou hladinou oleje v hlavní komoře £ a pomocné komoře 40 až na tlakovou úroveň provozního vakua. Současným snížením protitlaku a napájecího tlaku hydrodynamického kavitátoru £ je tento prvek uveden do pracovního režimu se zvýšenou úrovní turbulentních procesů a dynamicky dosahovaného vakua.

Nárůstek tlaku ve zpětném obtoku 53, který je úměrný hydraulickému výkonu zubového a hydraulickým odporům škrticí clony 530 a dýzy 600 hydrodynamického kavitátoru také k uzavření zpětného ventilu 540 v potrubí 541 vstupního filtru 54. Tímto je v separačním režimu oddělen vakuový čistič £ od přívodu znečištěného oleje £ olejového systému, respektive elektrického transformátoru. V separačním čerpadla £, dojde způsobem z nádrže režimu vakuového čističe £ tedy obíhá v uzavřené hydraulické smyčce nejprve pouze předčištěný olej z předchozího kompresního režimu, a tento olej násobně prochází nestacionárními a quasistacionárními čisticími procesy.

Vzhledem k zvýšené úrovni separačních procesů, které jsou jinak svým průběhem identické s již popsanými pochody kompresního režimu, je v separačním režimu čistoty oleje dále zvyšován s tím, že část olejového média je vtlačována z levé strany zpětného obtoku 53 v souhlase s hydraulickým odporem škrticí clony 530 do retenční komory 9 a odtud násoskou 91 do odváděcího potrubí £2, odkud natéká do spodní části nádrže _1 olejového systému, respektive elektrického transformátoru.

Vytlačováním oleje z vakuového Čističe £ hladina oleje v jeho hlavní komoře £ postupně klesá až pod úroveň spodní spínací hladiny H2, tím je iniciován vý spínač 4Ί a vypnutím zubového čerpadla £ je vakuový čistič £ převeden režimu.

spodní hladinoznovu do kompresního

Automatický chod zařízení pro kontinuální čištění trasformátorového oleje představovaný nepřetržitou sekvencí separačních a kompresních režimů vakuového čističe £ je umožněn jednoduchým elektrickým obvodem podle obr. 3. Při úplném zaplavení spodního snímače £1 hladiny a nárůstem hladiny oleje v horním snímači 43 hladiny nad úroveň horní snímací hladiny H1, to je při stavu, který odpovídá přechodu vakuového čističe £ z kompresního do separačního pracovního režimu, jsou plováky 431, 433 v obou snímačích 41, 43 hladiny zdviženy do polohy, ve které dojde k sepnutí kontaktů v obou mikrospínačích 417, 437. Tím dojde k iniciaci cívky 5012 třífázového stykače 501, která současně sepne ovládací kontakty a přídržný kontakt 5011 třífázového stykače 501.

Zapnutím třífázového motoru 500, pohánějícího zubové čerpadlo £, je tímto způsobem převeden na vakuový čistič £ do separačního režimu. Protože akumulační nástavec 42 je vyprazdňován odpadním potrubím £0, kterým olej odtéká do sběrné komory £, hladina v akumulačním nástavci 42 a s ním propojeném horním snímači 43 hladiny klesá až pod úroveň horní snímací hladiny H1.

Poklesem pod tuto úroveň a odpovídajícím poklesem plováku 433 horního snímače 42 hladiny dojde k rozepnutí horního mikrospínače 437. Stav popisovaného elektrického obvodu se v tomto okamžiku nezmění, protože cívka 5012 třífZoového stykače 501 je v tomto případě napájena ze sepnutého přídržného kontaktu 5011. Přechod vakuového čističe 4 ze separačního do komppesního režimu nastane teprve při poklesu hladiny oleje v hlavní komoře 4 a adekvátním poklesu hladiny ve spodním snímači 41 hladiny pod úroveň spodní spínací hladiny H2.

Poklesem plováku 413 spodního snímače 41 hladiny je rozepnut mikrospínač 437 a protože tímto způsobem je celý obvod zbaven napájecího nappěí, je také současně třífzoovým stykačem 501 vypnut elektromotor 500. Autonomií monoblokové provedení vakuového čističe

3, které ummoňuje snadnou instalaci ve spodní části elektrického transformátoru 4 ^a zaručuje také snadný přístup k tomuto zařízení a jednoduchou oprav0tellost bez odstavení nádrže 2 olejového systému, respektive elektrického transformátoru, je v příkladném provedení zařízení podle vynálezu zajišťováno sběrnou komorou 4· Plyny i vodou potenciálně zněčištěný olej, který je v závěru ko^p^pr^í^i^cího režimu vytlačován zpětným oentieep 45 hlavní komory 4 do akumuuačního nástavce 42» 3^e odpadním potrubím 80 zaveden do sběrné komory 4·

Současně je také do sběrné komory 4 zaváděna paroplynová směs z akumulačního nástavce 42, přičemž její mmos^! je průběžně měřeno plynoměrem 422, vestavěným do plynového po otrubí 421. Nátokem oleje a oapov0dajícím nárůstem hladiny ve sběrné komoře 4 Ď^e zdvižen plovák 810 dvojčinného uzávěru 81 a olej je odsáván zpětným potrubím 82 přes zpětný venUl 820 zpět do vakua pomocné komory 40. NomPnnání střední poloha dvojčinného uzávěru 81, která odpovídá nátoku oleje z akumuuačního nástavce 42 při běžném automatickém chodu vakuového čističe 4, potop umpoňuje současně odsávání oleje zpět do hydraulického okruhu zařízení, přičemž odloučené kontaminanty unikají otevřenou plynovou výpusítí 83 volně do okolní atmosféry.

Při zvýšeném nátoku oleje do sběrné komory 8, který může například odpovídat stavu, kdy je vakuový čistič odstaven a zařízení je neřízené plněno samospádem z nádrže 4 olejového systému, respektive elektrického transformátoru, je dvojčinný uzávěr 81 přestaven do svojií horní polohy a uzavřením plynové výpustě 83 je celek vakuového čističe 4 herppticky uzavřen vůči okooí.

Důležitým prvken, kterým je zajišťována spolehlivost vakuového čističe 4 vůči případnému zavlečení paroplynových bublin v proudu vyčištěného oleje zpět do nádrže 4 olejového systému, respektive elektrického transformátoru, je retenční nádrž 4 vakuového čističe

4. Zvláště při najíždění vakuového čističe 4, kdy je zařízení naplněno znečištěným olejem z nádrže 4 olejového systému, respektive elektrického transformátoru, ommzuje retenční nádrž 9 m^2Sž^c^I^1t zpětného zvlečení paroplynových bublin, pokud by uvolnění kontapinantů bylo důsledkem průtoku škrticí clonou 530 nebo kavi.tací v zubovém čerpadle J5.

Retenční nádrž 4 je proto navržena tak, aby v průběhu separačního režimu, kdy může do její horní části natékat směs bublin a oleje škrticí clonou 530., došlo k soustředění paroplynových kontaminantů v nejvyšší části jejího kuželového dna. V následujícím kompresním režimu jsou potop zpětným nátokem oleje z odváděcího potrubí 32 a elektrického transformátoru 4 bubliny vtlačeny škrticí clonou 530 do zpětného obtoku 53 a v popsaných separačních procesů odvedeny mimo vakuový čistič 4.

Claims (6)

1. PŘEDMĚT VYNALEZU

   1. Zařízení pro kontinuální vakuové čištění oleje, sestává;)ící z vakuového čističe obsahujícho vstupní filtr, hydrodynamický kavótátor, separátor, hlavní komoru s akumulačním nástavcem a s okruhem snímačů hladiny ovládaným elektoomotorem, pomocnou komoru s kondenzátorem, retenční komoru, sběrnou komoru a čerpadlo, dále sestávaa!! z potrubí připojeného k olejovému systému a opatřeného sadou ventilů a clon, vyznačené tím, že vstup vakuového čističe (3) je připojen mezi nádrží (1) olejového systému odváděcím potrubím (32) k potrubí přívodním potrubím (31) k propojovacímu potrubí (21) a konzervátorem (2), kdežto jeho výstup je připojen (11) chladičů oleje.
2. 2. Zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že ke vstupu vakuového čističe (3) je připojen vstupní filtr (54), dále spojený přes zpětný ventil (540) se zpětným obtokem (53), který je připojen jednak k výtlačnému nátrubku (52) čerpadla (5) opatřeném zpětným ventilem (50) tohoto čerpadla (5), jehož odsávací nátrubek (51) je připojen ke dnu hlavní komory (4), a jednak ke vstupu hydrdynamického kavitátoru (6), jehož výstup je připojen převáděcím potrubím (63) ke vstupu separátoru (7), který je připojen jednak alespoň jedním přepouštěcím kanálem (71) k horní části pomocné komory (40) opatřené dále kondenzátorem (400), a jednak je jěště připojen spojovacím kanálem (72) k centrálnímu kanálu - (44) hlavní komory (4), ke spojovacímu kanálu (72) je připojeno vyrovnávací potrubí (401) pomocné komory )40), jejíž kondenzátor (400) je připojen k horní části hlavní komory (4), do jejíhož akumulačního nástavce (42) ústí plynové potrubí (421) a odpadní potrubí (80), přičemž tato potrubí (421, 80) jsou spojena s horní částí sběrné komory (8), která je ještě opatřena zpětným potrubím (82), do kterého je vložen zpětný ventil (820) této sběrné komory (8), a které je zavedeno do pomocné komory (40) , a přitom je ještě dále zpětný obtok (53) spojen s převáděcím kolenem (92) opatřeným škrticí k horní části retenční vakuového čističe (3).

   clonou (530) a připojeným (91).připojená k výstupu komory (9), ze které vystupuje násoska bodu 2, vyznačené tím, že zpětný obtok kavitátoru (6), která je umístěna ve vstupní komoře (60) tohoto (53) je připojen k dýze
3. 3. Zařízení podle (600) hydrodynamického kavitátoru (6), na kterou navazuje válcová komora (61) připojená k difuzoru (62), který je napojen na převáděcí potrubí (63), spojené se vstupem separátoru (7).
4. 4. Zařízení podle bodu 2, vyznačené tím, že centrální kanál (44) je umístěn ve svislé ose hlavní komory (4) a je opatřen sadou separačních talířů (440) , přičemž vyrovnávací potrubí (401) je umístěno ve svislé ose pomocné komory (40) , jejíž dno je ještě opatřeno odkalovacím potrubím (403) , opatřeným odkalovacím ventilem (404).
5. 5. Zařízení podle bodů 1 a 2, vyznačené tím, že v horním snímači spodním snímači (41) hladiny jsou uloženy plováky (433, 413), z nichž s jedním dnem vlnovce (434, 414) dvouramennou pákou (435, 415), jejíž připojen ke stavěcímu šroubu (436, 416), horního a dolního mikrospínače (437, 417).

   (43) hladiny i ve každý je pevně spojen opačný konec je
6. 6. Zařízení podle bodů 1, 2 a 5, vyznačené tím, že jeden kontakt dolního-mikrospínače (417) je připojen napájecím vedením (5030) ke třetí fázi (z) elektrického proudu propojovacího vedení (5000), kdežto jeho druhý kontakt je připojen jednak k jednomu kontaktu horního mikrospínače (437) a.jednak ke spojovacímu kontaktu stykače (501), a že druhý kontakt horního mikrospínače (437) je připojen k vinutí cívky (5012) a k přídržnému kontaktu (5011) stykače (501), zatímco opačný konec vinutí cívky (5012) je spojen s nulovou fází (o) elektrického proudu propojovacího vedení (5000).