(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202111316602.4 (22)申请日 2021.11.09 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114060714 A (43)申请公布日 2022.02.18 (73)专利权人 国网山东省电力公司超高压公司 地址 250000 山东省济南市槐荫区美里路 1000号 （海那城 对面） (72)发明人 董海波　刘国伟　孙志勇　徐奎公　 孙晓勇　张新城　王宏伟　丁晶　 郭百艳　王晓哲　吴梦珂　吴迅　 任鹏博　徐皓远　李新涛　李从洋　 吕莹　高宇　巩洪峰　刘帅帅　 单联鹏　王伟鹏　史文超　郑云丹　 张海舰　韩志阳　刘昊鹏　徐亚男　王作家　夏文超　杨娇　祖蔚昕　 王元皓　许棒棒　王登辉　田洪英　 张健　杨甜甜　 (74)专利代理 机构 济南舜源专利事务所有限公 司 37205 专利代理师 徐槐 (51)Int.Cl. F17C 5/06(2006.01) F17C 13/02(2006.01) F17D 1/02(2006.01) F17D 3/01(2006.01) F16K 27/00(2006.01) F16K 37/00(2006.01) G06F 30/27(2020.01) 审查员 王强强 (54)发明名称 一种便携式可更换接口GIS补气 装置及其设 计方法 (57)摘要 本发明提供了一种便携式可更换接口GIS补 气装置及其设计方法， 涉及补气设备技术领域， 采用的方案为： 包括补气阀部分、 连接管部分和 收纳部分， 所述补气阀部分包括阀头本体和补气 速率显示装置， 所述阀头本体上设置有螺纹连接 段， 所述补气速率显示装置中设置有涡街式流量 传感器和基于ARM的控制系统， 所述涡街式流量 传感器与基于ARM的控制系统连接， 所述连接管 部分包括 耐高压柔性连接管， 所述阀头本体与耐 高压柔性连接管之间螺纹连接， 所述涡街式流量 传感器置于耐高压柔性连接管中或阀头本体中； 所述收纳部分包括补气阀收纳箱和连接管收纳 盘。 实现在现有的装置上进行改进设计以达到去 除冗余、 便 于携带的目的。 权利要求书1页 说明书6页 附图3页 CN 114060714 B 2022.09.06 CN 114060714 B 1.一种便携式可更换接口GIS补气装置的设计方法， 其特征在于， 包括补气阀部分、 连 接管部分和收纳部分， 所述补气阀部分包括阀头本体和补气速率显示装置， 所述阀头本体 上设置有螺纹连接段， 所述补气速率显示装置中设置有涡街式流量传感器和基于ARM的控 制系统， 所述涡 街式流量传感器与基于ARM的控制系统连接， 所述连接管部 分包括耐高压柔 性连接管， 所述阀头本体与耐高压柔性连接管之间螺纹连接， 所述涡街式流量传感器置于 耐高压柔性连接管中或 阀头本体中； 所述收纳部分包括补气阀收纳箱和连接管收纳盘， 所 述补气阀收纳箱为单层布置结构， 所述补气阀收纳箱中设置有海绵垫， 所述海绵垫上设置 有多个容置槽， 多个容置槽间隔布置， 所述阀头本体包括阀头和连接头， 海绵垫上设置的容 置槽分上下两个区域， 上面区域不同位置的容置槽与不同的阀头相适配， 下面区域不同位 置的容置槽与不同的连接头相适配， 补气阀收纳箱中的阀头与连接头之间均可拆卸连接， 所述补气阀收纳箱中设置有温湿度控制模块， 所述连接管收纳盘为滚动式盘体结构， 连接 管收纳盘用于缠绕耐高压柔性连接管； 还包括以下过程： 首先， 进行便携式可更换接口GIS 补气装置总体方案的选择， 比对单管多头式补气装置、 单管单头式补气装置和组合头式补 气装置这三种装置， 通过试验分析比对补气阀定位时间和装置极限真空值， 确定将便携式 可更换接口GIS补气装置 设置为单管单头式； 然后， 进行任务分解， 将 便携式可更换接口GIS 补气装置 分解为三部 分， 分别为补气阀部 分、 连接管部 分和收纳部 分， 补气阀部 分包括阀头 本体的选择和补气 速率显示装置的选择， 其中， 阀头本体分为结合方式选择、 阀头材质选择 和连接孔径选择， 补气速率显示装置分为流量传感器选择、 控制系统选择、 通信单元选择、 信号调理单元选择和 误差补偿单元选择； 连接管部分包括材质选择和长度选择； 收纳部分 包括补气阀收纳部分选择、 连接管收纳部 分选择和温湿度控制系统选择， 其中， 温湿度控制 系统分为传感器选择、 控制器选择和 加热器选择； 最后， 通过组装试验得 出实施方式。 2.如权利要求1所述的便携式可更换接口GIS补气装置的设计方法， 其特征在于， 结合 方式选择为通过试验得出多种连接方式的泄压强度、 连接耗时的数据， 比对分析， 确定结合 方式； 阀头材质选择为通过试验得出多种材质的氧化膜形成率、 盐雾腐蚀率的数据， 比对分 析， 确定阀头材质； 连接孔径选择为通过设置补气效率和装置强度的综合优化目标， 以孔径 为待优化 量， 利用P SO人工智能算法进行迭代寻优。 3.如权利要求2所述的便携式可更换接口GIS补气装置的设计方法， 其特征在于， 试验 分析结果得出实施方式主要为： 设计铜质补气阀门， 制作CAD图纸， 按图纸制作铜质补气阀 门； 建立以连接孔径为优化对象的目标函数， 利用智能优化算法， 对连接孔径进行优化选 择， 按照优化结果定制连接管； 确定涡街式流量传感器， 安装到补气速率显示装置； 确定并 行通信单元， 安装到补气 速率显示装置； 确定光电隔离式信号调理单元， 安装到补气 速率显 示装置； 用C语言编写曲线拟合法误差补偿程序， 写进基于ARM控制系统； 定制耐高压的可压 缩式PU连接管规格； 补气阀收纳部分选择为补气阀收纳箱， 根据补气阀收纳箱的尺寸和铜 质补气阀门的CAD图纸进 行制作， 将阀头本体放置于补气阀收纳箱中； 连接管收纳部 分选择 为滚动盘， 根据连接管的长度、 外径确定滚动盘的尺寸； 传感器选择为确定热敏电阻的型 号， 制作温湿度传感器； 控制器选择为确定施密特触发器的型号， 搭建温度控制电路， 制作 温湿度控制器， 并与温湿度传感器连接在一起； 加热器选择为确定加热片的型号， 制作温湿 度加热器， 将温湿度加热器与温湿度控制器连接在一 起。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114060714 B 2一种便携式可更换接口GI S补气装置及其设计方 法 技术领域 [0001]本发明涉及补气设备技术领域， 尤其涉及一种便携式可更换接口GIS补气装置及 其设计方法。 背景技术 [0002]目前， 现有的GIS补气装置存在以下问题： 1、 由于补气设备只能配套使用， 造成站 内补气装置杂多， 难以管理； 2、 大量的补气装置就占据了站内大量的存储柜面积； 3、 各补气 装置减压阀和管路基本相同， 但是充气接头不能互相通用造成了资源浪费； 4、 各类补气装 置外形相似， 检修人员外出抢修时， 经常发生带错补气装置的情况； 5、 每套补气装置需要近 万元的价格， 若 整套换新经济性则大打折扣。 [0003]因此， 针对现有 GIS补气装置所存在的上述弊端， 在现有的装置上进行改进 设计以 达到去除冗余、 便 于携带的目的是急需解决的问题。 发明内容 [0004]为了克服上述现有技术中的不足， 本发明提供了一种便携式可更换接口GIS补气 装置及其设计方法， 以达 到现有GIS补气装置去除冗余、 便 于携带地目的。 [0005]一方面， 本发明提供了一种便携式可更换接口GIS补气装置， 包括补气阀部分、 连 接管部分和收纳部分， 所述补气阀部分包括阀头本体和补气速率显示装置， 所述阀头本体 上设置有螺纹连接段， 所述补气速率显示装置中设置有涡街式流量传感器和基于ARM的控 制系统， 所述涡 街式流量传感器与基于ARM的控制系统连接， 所述连接管部 分包括耐高压柔 性连接管， 所述阀头本体与耐高压柔性连接管之间螺纹连接， 所述涡街式流量传感器置于 耐高压柔性连接管中或 阀头本体中； 所述收纳部分包括补气阀收纳箱和连接管收纳盘， 所 述补气阀收纳箱为单层布置结构， 所述补气阀收纳箱中设置有海绵垫， 所述海绵垫上设置 有多个容置槽， 多个容置槽间隔布置， 所述阀头本体包括阀头和连接头， 海绵垫上设置的容 置槽分上下两个区域， 上面区域不同位置的容置槽与不同的阀头相适配， 下面区域不同位 置的容置槽与不同的连接头相适配， 补气阀收纳箱中的阀头与连接头之间均可拆卸连接， 所述补气阀收纳箱中设置有温湿度控制模块， 所述连接管收纳盘为滚动式盘体结构， 连接 管收纳盘用于缠绕耐高压柔性连接管。 补气阀收纳箱单层设置， 且将阀头容置槽和连接头 容置槽分区摆放， 里面的阀头与连接头均适配， 多种样式， 根据实际需要选取， 实现通用性， 完成阀头本体的选用以及与耐 高压柔性连接管的连接， 大幅缩减了安装时间， 满足了 “一套 装置多设备适用 ”， 降低了搬运、 安装装置所需的人力成本， 海绵垫可对阀头和连接头进行 保护， 设置温湿度控制模块保证了阀头和连接头 收纳环境的可靠性， 降低了补气阀头的损 耗率与换修率； 连接管收纳盘用于缠绕耐高压柔性连接管， 便于对耐高压柔性连接管 的携 带； 涡街式流 量传感器精确度更高、 抗干扰性更强， 基于ARM的控制系统共同实现精确 测量。 [0006]进一步的， 所述阀头 本体为铜材质。 耐腐蚀性强。 [0007]进一步的， 所述耐高压柔性连接管为单管单头式结构， 所述耐高压柔性连接管的说　明　书 1