CN109842029B - 用于油田的配电箱 - Google Patents

Abstract

本发明属于油田抽油设备领域，尤其涉及一种配电箱，包括箱体、散热风扇和制动电阻，散热风扇和制动电阻安装在箱体内，箱体背板的内侧设置有用于安装电器元件的固定板，所述箱体为双层结构，两层箱体分别称为内层箱体和外层箱体，所述外层箱体的结构包括底座、上盖和盖板，底座和上盖分别固定连接在安装条的上下两端，盖板共有四块，四块盖板分别安装在相邻的两个安装条之间，从而与底座和上盖共同围成所述的外层箱体，盖板和内层箱体之间留有用于通风的空隙，即风道。本发明中，外部环境中的气流不会随空气循环与电子设备接触，从而彻底避免了灰尘对电子设备产生的不利影响。

Description

用于油田的配电箱

技术领域：

本发明涉及油田抽油设备领域，具体地说是一种用于油田的配电箱。

背景技术：

抽油机是油田生产中常用的采油设备，为了对抽油机进行电力配置并对抽油机的工作过程进行控制，需要与抽油机配套设置配电箱。随着油田工艺的发展和智能控制技术的大量应用，配电箱内部开始安装大量的智能化电子设备，这些设备对配电箱的散热性能和防尘性能要求很高。另外，抽油机工作过程中，在某些时段需要对抽油机进行能耗制动，能耗制动的核心元件是安装在配电箱内的制动电阻，制动时，制动电阻通过散热的方式将制动能量消耗掉，而这些热量会在配电箱内产生短时间的高温，从而影响配电箱内设备的正常工作，这无疑对配电箱的散热性能提出了更高要求，而目前采用的配电箱无法满足这种要求。

发明内容：

为了解决上述问题，本发明提供一种用于油田的配电箱。

本发明的技术方案是：一种用于油田的配电箱，包括箱体、散热风扇和制动电阻，散热风扇和制动电阻安装在箱体内，箱体背板的内侧设置有用于安装电器元件的固定板，所述箱体为双层结构，两层箱体分别称为内层箱体和外层箱体，内层箱体是一个由钢板围成的立方体结构，内层箱体的四个竖直的棱边的外侧焊接有四个用于连接内层箱体和外层箱体的安装条，所述外层箱体的结构包括底座、上盖和盖板，底座和上盖分别固定连接在安装条的上下两端，盖板共有四块，四块盖板分别安装在相邻的两个安装条之间，从而与底座和上盖共同围成所述的外层箱体，盖板和内层箱体之间留有用于通风的空隙，即风道；

所述的散热风扇固定安装在所述的上盖上，所述的底座上设置有进风口；

所述内层箱体的竖直面上安装有铜散热条，铜散热条的一侧设置有扁平状的铜片，铜片的末端由内侧穿过内层箱体的侧壁后伸至外层箱体和内层箱体之间的风道内，所述内层箱体的内侧固定安装有铝散热条，铝散热条从内侧压在所述的铜散热条上，从而将铜散热条固定在内层箱体上；

所述盖板的内侧固定有盖板连接件，盖板连接件的一端固定在盖板上，盖板连接件的另一端设置有轴向切口和起导向作用的锥体，盖板连接件在所述锥体的引导下穿过内层箱体的侧壁后卡在内层箱体上，从而将盖板连接在内层箱体上；

所述盖板由工程塑料制成；

所述内层箱体的侧壁设置有条形孔，条形孔内安装有电阻槽，电阻槽为一侧敞口的槽状结构，电阻槽的敞口朝向内层箱体的外侧，所述的制动电阻固定安装在所述的电阻槽内，电阻槽由工程塑料制成，电阻槽内朝向制动电阻的一侧涂有热反射涂料；

所述固定板为可伸缩结构，其结构包括滑套和滑杆，电器元件安装在滑套上，滑套滑动安装在滑杆上，滑杆铰接在内层箱体的内壁上；

所述的内层箱体的内壁上设置有用于供电缆穿过的过线孔，过线孔内设置有起密封作用的密封套，密封套从外侧插入过线孔内并卡接在过线孔上，密封套中央设置有点用于穿过电缆的通孔，通孔的孔壁上设置有起密封作用的密封圈，密封套的外端设置有凸缘，凸缘为圆环状结构，凸缘上连接有压线块，压线块的内侧设置有与所述凸缘匹配的U形槽，压线块通过U形槽和凸缘的配合插接在所述的密封套上，压线块的内侧还设置有可将电缆弯折90°的弧形槽；

所述的铜片平行于竖直面。

所述的铜散热条在内层箱体上沿竖直方向安装。

所述的铝散热条的内侧设置有翅片。

所述的铜片上套有用于固定电缆的、由橡胶制成的限位件，限位件的两端分别套在两个铜片上。

本发明具有如下有益效果：

1、现有技术中，配电箱散热时，散热气流必然流经配电箱内的各电子设备，这种散热方式使得外部环境中的灰尘不可避免地随气流进入电子设备，进而对电子设备造成损害。而在本发明中，电子设备所在的内部箱体为全封闭结构，散热时，散热气流不进入内层箱体，即不流经电子设备，因此，外部环境中的气流不会随空气循环与电子设备接触，从而彻底避免了灰尘对电子设备产生的不利影响。

2、本发明采用了独特的散热结构，内层箱体内产生的热量经过铝散热条和铜散热条后传递至外层箱体和内层箱体之间的夹层内，继而在散热风扇驱动的气流作用下排出，这种散热结构在避免灰尘进入内部箱体的同时，也使配电箱具备了更好的散热性能。

3、现有技术中，配电箱内的电缆均排布在配电箱内部，装配和维修配电箱时，为了便于操作，配电箱内必须留出足够的操作空间，这无疑会增加配电箱的体积，进而增加配电箱的制造和运输成本。而在本发明中，电缆布设在外层箱体和内层箱体之间的空间内，因此内层箱体内需要的操作空间大幅减小，继而使配电箱的体积大幅减小，降低了配电箱的制造成本和运输成本。

4、本发明采用带有铜片的铜散热条进行散热，铜片具有如下几方面作用：

1)凸出于内层箱体外表面的铜片增加了散热面积，保证了散热效果；

2)除了散热功能外，铜片的另一个重要功能是理线功能，具体而言，相邻的两个铜片之间的空隙可用于容纳电缆，布线时，通过铜片的限位作用可灵活地将众多电缆沿横竖两个方向任意排布，使布线过程更加简单方便，使布线效果更加整洁有序。

3)本发明中采用铜片，且铜片是平行于竖直面的，这使得同一竖列的铜片可产生分隔风道的效果，通过多个铜散热条上的多列铜片分隔风道，可使散热气流更均匀地经过各铜片，从而充分发挥所有铜片的散热能力，提高散热效果。

5、本发明将制动电阻这一产热量最大的元件设置在设置在一个与内层箱体内部隔离的空间内，减小了制动电阻产热对内层箱体内的电子设备的影响。同时，制动电阻产生的热量直接扩散至风道内，有利于更高效的散热。

6、本发明中，盖板安装方便，且安装后只能在打开配电箱的箱门后从配电箱内部拆卸，不能从外部拆卸，因此可有效避免非授权人员对电缆的接线状态和布线状态进行改变。

7、本发明中，固定板采用伸缩式结构，向固定板上安装电器元件时，可将所述滑套滑出，此举可极大地便于电器元件的安装。同时，伸缩式结构和铰接式连接方式使得本发明中可设置前后两排固定板，即可设置两层电器元件，这无疑会进一步节省配电箱的内部空间，使配电箱进一步小型化。

8、由于本发明内部箱体为全封闭结构，因此具有较好的防爆性能，对于存在可燃气体泄露隐患的场所来说，防爆性能十分必要。

附图说明：

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1中B处的剖视图；

图3是图1中A处的截面图；

图4是铜散热条的结构示意图；

图5是图4的左视图；

图6是内层箱体侧壁上的过线结构示意图；

图7是盖板连接件的结构示意图；

图8是空气净化装置的结构示意图；

图9是压线块的结构示意图；

图10是图9的右视图；

图11是电缆穿过内层箱体的过线结构示意图

图中1-盖板，2-内层箱体，3-电阻槽，4-制动电阻，5-安装条，6-铜片，7-铝散热条，8-滑套，9-滑杆，10-上盖，11-底座，12-散热风扇，13-铜散热条，14-限位件，15-盖板连接件，16-风道，17-进风口，18-空气净化装置，19-密封套，20-电缆，21-锥体，22-轴向切口，23-进气滤料，24-矿物油，25-除雾滤料，26-壳体，27-箱门，28-压线块，29-密封圈，30-凸缘，31-U形槽，32-弧形槽。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步说明：

本实施例包括箱体、散热风扇12和制动电阻4，散热风扇12和制动电阻4安装在箱体内，箱体背板的内侧设置有用于安装电器元件的固定板。以上为现有技术中的常规结构，在此不再赘述。

现有技术中，配电箱散热时，散热气流必然流经配电箱内的各电子设备，这种散热方式使得外部环境中的灰尘不可避免地随气流进入电子设备，进而对电子设备造成损害。而在本发明中，所述箱体为双层结构，两层箱体分别称为内层箱体2和外层箱体。电子设备所在的内部箱体为全封闭结构，散热时，散热气流不进入内层箱体2，即不流经电子设备，因此，外部环境中的气流不会随空气循环与电子设备接触，从而彻底避免了灰尘对电子设备产生的不利影响。

另外，现有技术中，配电箱内的电缆20均排布在配电箱内部，装配和维修配电箱时，为了便于操作，配电箱内必须留出足够的操作空间，这无疑会增加配电箱的体积，进而增加配电箱的制造和运输成本。而在本发明中，由于采用了双层箱体结构，用于连接各电器元件和电子设备的电缆20得以布设在外层箱体和内层箱体2之间的空间内，即电缆20全部在内层箱体2外部走线，因此内层箱体2内需要的操作空间大幅减小，继而使配电箱的体积大幅减小，降低了配电箱的制造成本和运输成本。

内层箱体2是一个由钢板围成的立方体结构，内层箱体2的四个竖直的棱边的外侧焊接有四个用于连接内层箱体2和外层箱体的安装条5，安装条5由钢板钣金制成。所述外层箱体的结构包括底座11、上盖10和盖板1，底座11和上盖10分别固定连接在安装条5的上下两端，盖板1共有四块，四块盖板1分别安装在相邻的两个安装条5之间，从而与底座11和上盖10共同围成所述的外层箱体，盖板1和内层箱体2之间留有用于通风的空隙，即风道16。风道16共有三部分，三部分的位置分别与配电箱的左右两个立面以及背板对应。

所述的散热风扇12固定安装在所述的上盖10上，所述的底座11上设置有进风口17，空气从底座上的进风口17进入配电箱内，经过风道16，最终由散热风扇12排出配电箱。

所述内层箱体2的竖直面上安装有铜散热条13，铜散热条13的一侧设置有扁平状的铜片6，铜片6的末端由内侧穿过内层箱体2的侧壁后伸至外层箱体和内层箱体2之间的风道16内，所述内层箱体2的内侧固定安装有铝散热条7，铝散热条7从内侧压在所述的铜散热条13上，从而将铜散热条13固定在内层箱体2上。内层箱体2内产生的热量经过铝散热条7和铜散热条13后传递至外层箱体和内层箱体2之间的夹层(即风道16)内，继而在散热风扇12驱动的气流作用下排出，这种散热结构在避免灰尘进入内部箱体的同时，也使配电箱具备了更好的散热性能。

本发明采用带有铜片6的铜散热条13进行散热，铜片6具有如下几方面作用：

1)凸出于内层箱体2外表面的铜片6增加了散热面积，保证了散热效果；

2)除了散热功能外，铜片6的另一个重要功能是理线功能。现有技术中，配电箱内的电缆20通常被绑成一束，维修时很难快速分辨所要识别出的电缆20，另外，这种电缆20固定方式使得布线操作非常不方便，严重拖慢布线效率。而在本发明中，相邻的两个铜片6之间的空隙可用于容纳电缆，布线时，将电缆20的一端与配电箱内的电器元件或电子设备连接，电缆20的另一端直接通过过线孔引出内层箱体2，然后手持电缆20的自由端，使电缆20自由穿梭在各铜片6之间的空隙内，通过铜片6的限位作用可灵活地将众多电缆20沿横竖两个方向任意排布，使布线过程更加简单方便，使布线效果更加整洁有序。

3)本发明中采用铜片6，且铜片6是平行于竖直面的，这使得同一竖列的铜片6可产生分隔风道16的效果，通过多个铜散热条13上的多列铜片6分隔风道16，可使散热气流更均匀地经过各铜片6，从而充分发挥所有铜片6的散热能力，提高散热效果。

所述盖板1的内侧固定有盖板连接件15，盖板连接件15的一端固定在盖板1上，盖板连接件15的另一端设置有轴向切口22和起导向作用的锥体21，盖板连接件15在所述锥体21的引导下穿过内层箱体2的侧壁后卡在内层箱体2上，从而将盖板1连接在内层箱体2上。由于采用了上述的盖板1安装结构，盖板1安装方便，且安装后只能在打开配电箱的箱门27后从配电箱内部拆卸，不能从外部拆卸，因此可有效避免非授权人员对电缆20的接线状态和布线状态进行改变。

所述盖板1由工程塑料制成，与钢板相比，工程塑料的导热性能较差，可在一定程度上防止夏季阳光炙烤造成配电箱升温。

所述内层箱体2的侧壁设置有条形孔，条形孔内安装有电阻槽3，电阻槽3为一侧敞口的槽状结构，电阻槽3的敞口朝向内层箱体2的外侧，所述的制动电阻4固定安装在所述的电阻槽3内。本发明将制动电阻4这一产热量最大的元件设置在设置在一个与内层箱体2内部隔离的空间内，减小了制动电阻4产热对内层箱体2内的电子设备的影响。同时，制动电阻4产生的热量直接扩散至风道16内，有利于更高效的散热。

电阻槽3由工程塑料制成，可很大程度上减少制动电阻4产生的热量辐射传递至内层箱体2内，减少铜散热条13和铝散热条7的散热负担。电阻槽3内朝向制动电阻4的一侧涂有热反射涂料，可进一步减少铜散热条13和铝散热条7的散热负担。

所述固定板为可伸缩结构，其结构包括滑套8和滑杆9，电器元件安装在滑套8上，滑套8滑动安装在滑杆9上，滑杆9铰接在内层箱体2的内壁上。本发明中，固定板采用伸缩式结构，向固定板上安装电器元件时，可将所述滑套8滑出，此举可极大地便于电器元件的安装。同时，伸缩式结构和铰接式连接方式使得本发明中可设置前后两排固定板，即可设置两层电器元件，这无疑会进一步节省配电箱的内部空间，使配电箱进一步小型化。电器元件安装后，将两排固定板上的两个滑套8的自由端均固定连接在内层箱体上，具体连接方式可采用螺栓连接，也可采用卡扣、搭扣等常规的快速连接方式。

所述的内层箱体2的内壁上设置有用于供电缆20穿过的过线孔，过线孔内设置有起密封作用的密封套19，设置密封套19的目的是防止灰尘从过线孔进入内层箱体2内。密封套19从外侧插入过线孔内并卡接在过线孔上，安装非常方便。密封套19中央设置有点用于穿过电缆20的通孔，通孔的孔壁上设置有起密封作用的密封圈29。密封套19的外端设置有凸缘30，凸缘30为圆环状结构，凸缘30上连接有压线块28，压线块28的内侧设置有与所述凸缘30匹配的U形槽31，压线块28通过U形槽31和凸缘30的配合插接(按图6中由上到下的方向插接)在所述的密封套19上，并可沿过线孔的轴线旋转至任意方向，压线块28的内侧还设置有可将电缆20弯折90°的弧形槽32。压线块28有两个作用：一方面，电缆20从内层箱体2引出后必须弯折约90°才能使电缆20进入铜片6之间的空隙内进行布线，而压线块28可迫使电缆20准确地弯折90°，防止电缆20因弯折角度不到位而支出，对布线造成妨碍；另一方面，进过压线块28的弯折固定后，电缆20被固定在过线孔内不能串动，便于接线。具体实施时，过线孔可在装配现场按需加工。

所述的铝散热条7的内侧设置有翅片，进一步改善散热性能。

所述的铜片6上套有用于固定电缆20的、由橡胶制成的限位件14，限位件14的两端分别套在两个铜片6上。限位件14通过摩擦阻力附着在铜片6上，可防止布设在两个铜片6之间的电缆20从铜片6之间弹出，从而便于布线操作的高效进行。

作为进一步的技术方案，还可在底座11内设置空气净化装置18，空气净化装置18的结构包括壳体26、进气滤料23、矿物油24和除雾滤料25，如图8中箭头方向所示，进入空气净化装置18内的空气依次经过进气滤料23、矿物油24和除雾滤料25进入底座11与内层箱体2底部之间的空间内，继而进入所述的风道16。上述的空气净化装置18采用油浴的方式对空气进行过滤，进一步避免了灰尘进入配电箱内。空气净化装置18的壳体26上的出气口位于配电箱底部的正中央。

Claims (4)

1.一种用于油田的配电箱，包括箱体、散热风扇(12)和制动电阻(4)，散热风扇(12)和制动电阻(4)安装在箱体内，箱体背板的内侧设置有用于安装电器元件的固定板，其特征在于：

所述箱体为双层结构，两层箱体分别称为内层箱体(2)和外层箱体，内层箱体(2)是一个由钢板围成的立方体结构，内层箱体(2)的四个竖直的棱边的外侧焊接有四个用于连接内层箱体(2)和外层箱体的安装条(5)，所述外层箱体的结构包括底座(11)、上盖(10)和盖板(1)，底座(11)和上盖(10)分别固定连接在安装条(5)的上下两端，盖板(1)共有四块，四块盖板(1)分别安装在相邻的两个安装条(5)之间，从而与底座(11)和上盖(10)共同围成所述的外层箱体，盖板(1)和内层箱体(2)之间留有用于通风的空隙，即风道(16)；

所述的散热风扇(12)固定安装在所述的上盖(10)上，所述的底座(11)上设置有进风口(17)；

所述内层箱体(2)的竖直面上安装有铜散热条(13)，铜散热条(13)的一侧设置有扁平状的铜片(6)，铜片(6)的末端由内侧穿过内层箱体(2)的侧壁后伸至外层箱体和内层箱体(2)之间的风道(16)内，所述内层箱体(2)的内侧固定安装有铝散热条(7)，铝散热条(7)从内侧压在所述的铜散热条(13)上，从而将铜散热条(13)固定在内层箱体(2)上；

所述盖板(1)的内侧固定有盖板连接件(15)，盖板连接件(15)的一端固定在盖板(1)上，盖板连接件(15)的另一端设置有轴向切口(22)和起导向作用的锥体(21)，盖板连接件(15)在所述锥体(21)的引导下穿过内层箱体(2)的侧壁后卡在内层箱体(2)上，从而将盖板(1)连接在内层箱体(2)上；

所述盖板(1)由工程塑料制成；

所述内层箱体(2)的侧壁设置有条形孔，条形孔内安装有电阻槽(3)，电阻槽(3)为一侧敞口的槽状结构，电阻槽(3)的敞口朝向内层箱体(2)的外侧，所述的制动电阻(4)固定安装在所述的电阻槽(3)内，电阻槽(3)由工程塑料制成，电阻槽(3)内朝向制动电阻(4)的一侧涂有热反射涂料；

所述固定板为可伸缩结构，其结构包括滑套(8)和滑杆(9)，电器元件安装在滑套(8)上，滑套(8)滑动安装在滑杆(9)上，滑杆(9)铰接在内层箱体(2)的内壁上；

所述的内层箱体(2)的内壁上设置有用于供电缆(20)穿过的过线孔，过线孔内设置有起密封作用的密封套(19)，密封套(19)从外侧插入过线孔内并卡接在过线孔上，密封套(19)中央设置有用于穿过电缆(20)的通孔，通孔的孔壁上设置有起密封作用的密封圈(29)，密封套(19)的外端设置有凸缘(30)，凸缘(30)为圆环状结构，凸缘(30)上连接有压线块(28)，压线块(28)的内侧设置有与所述凸缘(30)匹配的U形槽(31)，压线块(28)通过U形槽(31)和凸缘(30)的配合插接在所述的密封套(19)上，压线块(28)的内侧还设置有可将电缆(20)弯折90°的弧形槽(32)；

所述的铜片(6)平行于竖直面。

2.根据权利要求1所述的一种用于油田的配电箱，其特征在于：所述的铜散热条(13)在内层箱体(2)上沿竖直方向安装。

3.根据权利要求1所述的一种用于油田的配电箱，其特征在于：所述的铝散热条(7)的内侧设置有翅片。

4.根据权利要求1所述的一种用于油田的配电箱，其特征在于：所述的铜片(6)上套有用于固定电缆(20)的、由橡胶制成的限位件(14)，限位件(14)的两端分别套在两个铜片(6)上。