CN110165583B - 一种安全型泄压开关柜 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种安全型泄压开关柜，包括柜体、衔接单元和封盖单元；所述柜体的顶部设置有顶板，所述顶板上具有连通到所述柜体内部的安装口；所述衔接单元包括与所述安装口进行可拆卸连接的衔接环以及位于所述衔接环中心处的复位缓冲组件，所述复位缓冲组件的边缘通过连接杆与所述衔接环连接；所述封盖单元包括与所述衔接环内径配合的中心区以及位于所述中心区外缘的外环区，所述中心区嵌入所述衔接环内，且所述中心区的底部与所述复位缓冲组件连接，所述外环区贴合在所述衔接环的上表面。本发明能够对开关柜内的高温高压气体进行有效地疏散和排泄，起到快速、及时的泄压防爆的作用，具备优异的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及电力设备技术领域，特别是一种安全型泄压开关柜。
背景技术
开关柜是一种适用于用电场合的开关设备，它的主要作用是在电力系统进行发电、输电、配电和电能转换的过程中进行开合、控制和保护，主要应用于发电厂、变电站、石油化工、冶金轧钢、轻工纺织、厂矿企业和住宅小区、高层建筑等各种不同场合。
开关柜在使用的过程中，内部电弧故障是种种原因造成的回路短路，是开关柜最严重的故障，电弧产生热效应和压力效应，若高温高压气体在狭窄的柜体内不能在极短时间内有效释放，会造成开关柜炸裂，伤及人身安全。
现有的泄压装置是在开关柜的顶部设置盖板，盖板的一端通过铰链连接在开关柜上，另一端通过尼龙螺丝固定，当开关柜内发生短路事故时，开关柜内内的气体温度和压力升高，尼龙螺丝因开关柜内的高温气体而融化，开关柜内的高压气体将盖板冲击弹起泄压，但这种传统的泄压装置受到盖板尺寸的影响，往往会因泄压通道较小，造成高温高压气体不能及时排除致使开关柜变形，甚至发生炸裂的危险；此外，这种传统的泄压装置在尼龙螺丝融化的这段时间里，开关柜内的高温高压气体进一步蓄积，当高温高压气体蓄积过快时，会发生虽然龙螺丝还未完全融化，但开关柜已不能承受内部高温高压气体的压力而发生爆炸，即使尼龙螺丝能够完全熔化，高温高压气体已在开关柜内部蓄积了一段时间，其压力仍然很大，此时高温高压气体会将盖板高速弹起，盖板绕铰链高速旋转，很容易使铰链断裂，从而盖板飞出，容易误伤工作人员，存在安全隐患；另外，无法在盖板边框处设置密封胶条之类的封堵措施，较易使灰尘进入高压隔室污染高压导电体，影响内部绝缘强度，增加短路故障。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
鉴于上述和/或现有的开关柜中存在的问题，提出了本发明。
因此，本发明其中的一个目的是提供一种安全型泄压开关柜，其能够对开关柜内的高温高压气体进行快速、有效地疏散和排泄。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种安全型泄压开关柜，其包括柜体、衔接单元和封盖单元；所述柜体的顶部设置有顶板，所述顶板上具有连通到所述柜体内部的安装口；所述衔接单元包括与所述安装口进行可拆卸连接的衔接环以及位于所述衔接环中心处的复位缓冲组件，所述复位缓冲组件的边缘通过连接杆与所述衔接环连接；所述封盖单元包括与所述衔接环内径配合的中心区以及位于所述中心区外缘的外环区，所述中心区嵌入所述衔接环内，且所述中心区的底部与所述复位缓冲组件连接，所述外环区贴合在所述衔接环的上表面。
作为本发明所述安全型泄压开关柜的一种优选方案，其中：所述衔接环的外缘具有向下弯折的第一环形折板，所述第一环形折板的外侧壁上具有外螺纹；所述安装口的边缘上具有向下弯折的第二环形折板，所述第二环形折板上具有配合于所述外螺纹的内螺纹，所述衔接环的外缘通过螺纹配合固定在所述安装口内。
作为本发明所述安全型泄压开关柜的一种优选方案，其中：所述连接杆设置有至少两根，并沿着所述复位缓冲组件的周向进行均匀分布，所述复位缓冲组件位于所述中心区的正下方。
作为本发明所述安全型泄压开关柜的一种优选方案，其中：所述复位缓冲组件包括与各个连接杆的内端进行连接的外筒体以及穿插在所述外筒体内部且上端外露的内筒体，所述内筒体的上端与所述中心区的下表面连接。
作为本发明所述安全型泄压开关柜的一种优选方案，其中：所述外筒体包括外筒壁，所述外筒壁的内部具有第一通道，所述外筒壁的上端具有第一限位环，底部具有筒底，所述第一限位环上具有第一通孔，所述筒底上具有第二通孔；所述内筒体包括配合于所述第一限位环内径的内筒壁以及位于所述内筒壁底部的第二限位环，所述第二限位环的外径配合于所述外筒壁的内径，所述内筒壁的上端穿出所述第一限位环并与所述中心区的下表面进行连接。
作为本发明所述安全型泄压开关柜的一种优选方案，其中：所述内筒体的内部具有向下开口的第二通道，所述筒底上具有插入所述第二通道内部的导向筒，所述导向筒的内部具有两端通透的第三通道；所述第二通道的内部设置有封堵球，所述封堵球位于所述导向筒的顶部，且所述封堵球的外径大于所述第三通道的内径。
作为本发明所述安全型泄压开关柜的一种优选方案，其中：所述导向筒的内侧壁上设置有竖直的节流槽。
作为本发明所述安全型泄压开关柜的一种优选方案，其中：所述复位缓冲组件还包括复位件，所述复位件套于所述内筒壁的外围，其上端抵在所述第一限位环的底面，下端抵在所述第二限位环的顶面。
作为本发明所述安全型泄压开关柜的一种优选方案，其中：所述中心区相对于所述外环区下凹，并在两者的衔接处形成坡面。
作为本发明所述安全型泄压开关柜的一种优选方案，其中：所述中心区的底部固定有竖直向下的立柱，所述立柱的下端固定有活动球，所述内筒壁的上端封堵，且上端的上表面内凹有配合于所述活动球的球窝，所述活动球嵌入所述球窝内，形成活动连接。
本发明的有益效果：本发明能够对开关柜内的高温高压气体进行有效地疏散和排泄，起到快速、及时的泄压防爆的作用，具备优异的安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
图1为所述安全型泄压开关柜的整体结构图。
图2为泄压机构的组装示意图。
图3为泄压机构的内部结构图及其局部结构详图。
图4为封盖单元的坡面对气流的导向作用示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
参照图1～4，为本发明的一个实施例，该实施例提供了一种安全型泄压开关柜，其能够有效、快速排放柜体内部在短时间内产生的高温高压气体。
所述安全型泄压开关柜包括柜体100，柜体100可以采用现有技术中的一般开关柜柜体，其顶部设置有水平的顶板101，且顶板101上具有连通到柜体100内部的安装口101a，安装口101a为圆形的通孔。
所述安全型泄压开关柜还包括安装在安装口101a处的衔接单元200和封盖单元300。衔接单元200上具有能够通风的排气空间，其设置在安装口101a处，并与安装口101a的边缘进行可拆卸连接；封盖单元300设置在衔接单元200的上部，并封盖住排气空间，通过封盖单元300的上下运动即可实现开关柜的泄压或封闭。本发明可以将衔接单元200和封盖单元300的组合定义为泄压机构。
在自然状态下，封盖单元300能够封堵排气空间，防止灰尘进入，具有防护作用；当柜体100内产生高温高压气体后，封盖单元300受压自动开启，通风防爆。
具体的，衔接单元200包括与安装口101a进行可拆卸连接的衔接环201以及位于衔接环201中心处的复位缓冲组件203，复位缓冲组件203的边缘通过连接杆202与衔接环201连接。
复位缓冲组件203与封盖单元300连接，对打开的封盖单元300具有复位的作用。复位缓冲组件203位于封盖单元300的中心位置处，衔接环201为环绕在复位缓冲组件203外围的环形结构，两者之间的孔隙空间即为上述的“排气空间”。复位缓冲组件203与衔接环201之间通过多根连接杆202连接，连接杆202设置有至少两根，并沿着复位缓冲组件203的周向进行均匀分布，且复位缓冲组件203正好位于封盖单元300的正下方。
封盖单元300包括与衔接环201内径配合的中心区301以及位于中心区301外缘的外环区302，中心区301为圆形区域的面板，外环区302为圆形区域的外环，中心区301相对于外环区302下凹，并在两者的衔接处形成坡面，如图4所述，该坡面便于泄压排气过程中的导向作用，使得柜体100内的气体沿着坡面能够更加容易地排出去。
中心区301嵌入衔接环201内并位于复位缓冲组件203的正上方，中心区301的底部与复位缓冲组件203连接，而外环区302搁置在衔接环201的上表面，并在复位缓冲组件203的拉力作用下互相贴合，形成密封，防止尘土进入。当柜体100内产生高温高压气体后，能够冲击并顶开中心区301，实现泄压，泄压完成后，复位缓冲组件203拉动中心区301复位。
进一步的，衔接环201的外缘具有向下弯折的第一环形折板201a，第一环形折板201a的外侧壁上具有外螺纹201b。同时，安装口101a的边缘上具有向下弯折的第二环形折板101a-1，第二环形折板101a-1上具有配合于外螺纹201b的内螺纹101a-2，衔接环201的外缘通过螺纹配合固定在安装口101a内，形成可拆卸连接，因此能够便于泄压机构的安装和拆卸维修、更换。
进一步的，本发明中的复位缓冲组件203的设置不但能够保证封盖单元300的开启过程不受影响、快速完成(以适应气压的急剧膨胀，降低风险)，同时还能够保证封盖单元300在复位过程中缓慢完成，防止短时间内的电弧高频、频繁产生的风险，因此增加了封盖单元300的开启时间、增长泄压的时间段，更具安全性。
复位缓冲组件203包括与各个连接杆202的内端进行连接的外筒体203a以及穿插在外筒体203a内部且上端外露的内筒体203b，内筒体203b的上端与中心区301的下表面进行连接。
具体的，外筒体203a包括外筒壁203a-1，外筒壁203a-1的内部具有第一通道203a-2，外筒壁203a-1的上端具有一圈环形的第一限位环203a-3，外筒壁203a-1的底部具有筒底203a-4。第一限位环203a-3的内径小于外筒壁203a-1的内径，第一限位环203a-3的环段上分布有多个竖直的第一通孔203a-31，筒底203a-4上分布有多个竖直的第二通孔203a-41。
内筒体203b包括配合于第一限位环203a-3内径的内筒壁203b-1以及位于内筒壁203b-1底部的第二限位环203b-2。内筒壁203b-1的上端封堵，其上端穿出第一限位环203a-3并与中心区301的下表面连接，第二限位环203b-2为环形，其外径配合于外筒壁203a-1的内径，形成贴合，并能够发生相对滑动。第一通孔203a-31和第二通孔203a-41的设置能够保证内筒体203b相对于外筒体203a的滑动行程无气压阻碍。
进一步的，内筒体203b的内部具有向下开口的第二通道203b-3，而筒底203a-4上具有能够向上插入第二通道203b-3内部的导向筒203a-5。导向筒203a-5为空心套筒状结构，其外径配合于第二通道203b-3的内径，并能够在第二通道203b-3内发生相对的上下滑动。
导向筒203a-5的内部具有上下两端通透的第三通道203a-51。第二通道203b-3的内部还设置有能够活动的封堵球203c，封堵球203c位于导向筒203a-5顶部与内筒体203b顶部之间的位置区段(定义为“活动腔室”)。需要注意的是：封堵球203c为球体，其外径小于内筒体203b的内径，大于第三通道203a-51的内径，因此，封堵球203c在自然状态下正好能够搁置在导向筒203a-5的顶部，对第三通道203a-51的上端形成封堵。此外，导向筒203a-5的内侧壁上设置有竖直的节流槽203a-52，节流槽203a-52为能够将“活动腔室”与柜体100内部空间进行连通的竖直槽，其槽深及横截面较小，进能够允许“活动腔室”内的气体缓慢排放至与之连通的柜体100内。
进一步的，复位缓冲组件203还包括复位件203d，复位件203d采用压缩弹簧。复位件203d套于内筒壁203b-1的外围，其上端抵在第一限位环203a-3的底面，下端抵在第二限位环203b-2的顶面，能够直接对内筒体203b产生向下的复位作用力，也即间接对封盖单元300产生复位作用。本发明可以根据需要预先设置所需强度的复位件203d，以改变柜体100内的泄压预警阈值，也即，只有当柜体100内气压增大到该阈值后，气体才能抵抗复位件203d并推动封盖单元300发生运动。
进一步的，中心区301的底部固定有竖直向下的立柱301a，立柱301a的下端固定有活动球301b，活动球301b为固定在立柱301a下端的球体(可为一体式)。内筒壁203b-1的上端封堵，且上端的上表面内凹有配合于活动球301b结构的球窝203b-11，活动球301b嵌入球窝203b-11内，形成活动连接。复位缓冲组件203通过活动球301b与封盖单元300连接，使得外环区302与衔接环201的上表面接触时能够进行适应性的细微调整，使得两者的贴合更加紧密吻合，提高密封效果。
基于上述，安全型泄压开关柜的泄压过程如下：
当柜体100内产生高温高压气体时，气体穿过衔接单元200上的排气空间冲击到中心区301的下表面，并推动封盖单元300向上运动。向上运动的封盖单元300通过立柱301a及活动球301b带动内筒体203b向上抽拔，此时，柜体100内的空气能够通过第三通道203a-51冲击封堵球203c，将其顶开，并进入“活动腔室”，由于第三通道203a-51口径较大，因此气流能够顺利进入，保证内筒体203b向上的抽拔过程快速、顺利。也即，封盖单元300向上运动的过程能够快速顺利地完成，保证泄压的及时性。此外，在此过程中还伴随着复位件203d的挤压收缩。
当泄压完成后，内筒体203b以及封盖单元300受到复位件203d的拉力逐渐复位(向下运动)，因此内筒体203b具有向下伸入外筒体203a的趋势。此时，“活动腔室”内的空气将受到挤压，导致封堵球203c紧密封堵在第三通道203a-51的上端，因此“活动腔室”内的空气只能从节流槽203a-52中排入柜体100内。由于节流槽203a-52横截面较小，仅能够允许“活动腔室”内的气体缓慢排放至柜体100内，因此，内筒体203b向下运动的过程为缓慢的过程，增加了封盖单元300的开启时间、延长了泄压的时间段，使得开关柜的泄压功能更具可靠性和安全性。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (9)
1.一种安全型泄压开关柜，其特征在于：包括，
柜体(100)，其顶部设置有顶板(101)，所述顶板(101)上具有连通到所述柜体(100)内部的安装口(101a)；
衔接单元(200)，包括与所述安装口(101a)进行可拆卸连接的衔接环(201)以及位于所述衔接环(201)中心处的复位缓冲组件(203)，所述复位缓冲组件(203)的边缘通过连接杆(202)与所述衔接环(201)连接；以及，
封盖单元(300)，包括与所述衔接环(201)内径配合的中心区(301)以及位于所述中心区(301)外缘的外环区(302)，所述中心区(301)嵌入所述衔接环(201)内，且所述中心区(301)的底部与所述复位缓冲组件(203)连接，所述外环区(302)贴合在所述衔接环(201)的上表面；
所述复位缓冲组件(203)包括与各个连接杆(202)的内端进行连接的外筒体(203a)以及穿插在所述外筒体(203a)内部且上端外露的内筒体(203b)，所述内筒体(203b)的上端与所述中心区(301)的下表面连接。
2.如权利要求1所述的安全型泄压开关柜，其特征在于：所述衔接环(201)的外缘具有向下弯折的第一环形折板(201a)，所述第一环形折板(201a)的外侧壁上具有外螺纹(201b)；
所述安装口(101a)的边缘上具有向下弯折的第二环形折板(101a-1)，所述第二环形折板(101a-1)上具有配合于所述外螺纹(201b)的内螺纹(101a-2)，所述衔接环(201)的外缘通过螺纹配合固定在所述安装口(101a)内。
3.如权利要求2所述的安全型泄压开关柜，其特征在于：所述连接杆(202)设置有至少两根，并沿着所述复位缓冲组件(203)的周向进行均匀分布，所述复位缓冲组件(203)位于所述中心区(301)的正下方。
4.如权利要求3所述的安全型泄压开关柜，其特征在于：所述外筒体(203a)包括外筒壁(203a-1)，所述外筒壁(203a-1)的内部具有第一通道(203a-2)，所述外筒壁(203a-1)的上端具有第一限位环(203a-3)，底部具有筒底(203a-4)，所述第一限位环(203a-3)上具有第一通孔(203a-31)，所述筒底(203a-4)上具有第二通孔(203a-41)；
所述内筒体(203b)包括配合于所述第一限位环(203a-3)内径的内筒壁(203b-1)以及位于所述内筒壁(203b-1)底部的第二限位环(203b-2)，所述第二限位环(203b-2)的外径配合于所述外筒壁(203a-1)的内径，所述内筒壁(203b-1)的上端穿出所述第一限位环(203a-3)并与所述中心区(301)的下表面进行连接。
5.如权利要求4所述的安全型泄压开关柜，其特征在于：所述内筒体(203b)的内部具有向下开口的第二通道(203b-3)，所述筒底(203a-4)上具有插入所述第二通道(203b-3)内部的导向筒(203a-5)，所述导向筒(203a-5)的内部具有两端通透的第三通道(203a-51)；
所述第二通道(203b-3)的内部设置有封堵球(203c)，所述封堵球(203c)位于所述导向筒(203a-5)的顶部，且所述封堵球(203c)的外径大于所述第三通道(203a-51)的内径。
6.如权利要求5所述的安全型泄压开关柜，其特征在于：所述导向筒(203a-5)的内侧壁上设置有竖直的节流槽(203a-52)。
7.如权利要求4～6任一所述的安全型泄压开关柜，其特征在于：所述复位缓冲组件(203)还包括复位件(203d)，所述复位件(203d)套于所述内筒壁(203b-1)的外围，其上端抵在所述第一限位环(203a-3)的底面，下端抵在所述第二限位环(203b-2)的顶面。
8.如权利要求7所述的安全型泄压开关柜，其特征在于：所述中心区(301)相对于所述外环区(302)下凹，并在两者的衔接处形成坡面。
9.如权利要求4～6或8任一所述的安全型泄压开关柜，其特征在于：所述中心区(301)的底部固定有竖直向下的立柱(301a)，所述立柱(301a)的下端固定有活动球(301b)，所述内筒壁(203b-1)的上端封堵，且上端的上表面内凹有配合于所述活动球(301b)的球窝(203b-11)，所述活动球(301b)嵌入所述球窝(203b-11)内，形成活动连接。
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