一种矿山井下电器设备安全保护装置
技术领域
本发明属于防潮保护装置技术领域,具体的说是一种矿山井下电器设备安全保护装置。
背景技术
各种矿山如煤矿、铁矿、金属矿和非金属矿是国民经济的命脉。煤矿是国家能源的主要提供者。当前矿山机械化和信息化程度在大幅度的提高。地下集中了大量的机械设备和通讯设备、照明设备,而设备的温、湿度环境又十分复杂、恶劣。电气设备是否能干燥运行对安全影响极大;特别对供电电气安全运行的要求越来越高,是矿井正常生产、安全生产、避免重大事故的重要技术保证。
矿山、隧道、人防及地下工程内有许多电气设备,例如多种型号的高低压电气开关,高压防爆开关、移动变压器、馈电开关、空压机配电柜、振动给料机控制柜等等皆长期工作在相对湿度(RH)80~100%的潮湿环境中,水汽弥漫,高低压供电系统中的接线柱、瓷瓶、腔壁、导体绝缘层等表面出现水膜、水珠,使相对地和相对相之间的绝缘电阻大幅下降。造成爬电、放电、单相接地、短路事故频发,给安全和生产构成极大威胁和损失。特别是在众多瓦斯矿井,这种无计划地突然停电,往往可能酿成大型瓦斯爆炸事故。
发明内容
为了弥补现有技术的不足,解决矿井下配电柜长期工作在相对湿度(RH)80~100%的潮湿环境中时,高低压供电系统中的电器元件和导体绝缘层等表面出现水膜、水珠,造成爬电、放电、单相接地、短路事故频发,给安全和生产构成极大威胁和损失;特别是在众多瓦斯矿井,这种无计划地突然停电,往往可能酿成大型瓦斯爆炸事故的问题,本发明提出的一种矿山井下电器设备安全保护装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:本发明所述的一种矿山井下电器设备安全保护装置,包括配电柜体、柜门、变频器、吸热盘、蛇形管、螺旋管、制冷管、冷却池和散热片;所述配电柜体上铰接有柜门,配电柜体内安装有变频器;所述变频器表面贴合有吸热盘,变频器与吸热盘之间涂抹有导热硅脂;所述吸热盘中设有闭合的蛇形管,蛇形管内填充有酒精;所述蛇形管位于吸热盘外侧的部分设有一号腔,一号腔中转动连接有一号叶轮;所述吸热盘一侧的配电柜体内固连有螺旋上升的螺旋管,螺旋管通过与之连通的制冷管形成回路;所述制冷管底端浸泡在冷却池中,冷却池中装有酒精;所述制冷管上与一号腔对应位置设有二号腔,二号腔中转动连接有二号叶轮;所述一号叶轮与二号叶轮通过皮带传动;所述螺旋管外径上套有一组相等间距的散热片;所述蛇形管与螺旋管通过管道连通形成的循环回路中填充有异丁烷;通过配电柜体、柜门、变频器、吸热盘、蛇形管、螺旋管和散热片之间的配合,吸热盘升温后酒精气化推动一号叶轮和二号叶轮转动,进而使得螺旋管降温后配电柜体内的水蒸气在散热片上凝结,降低配电柜体内的空气湿度,保证配电柜体内电器元件的正常运行;由于矿井湿度较高,配电柜体中的瓷瓶、腔壁、导体绝缘层等表面出现水膜和水珠,经常造成设备被损坏,此时配电柜体中的变频器工作时发热,热量被吸热盘吸收后将蛇形管中的酒精气化,酒精蒸汽推动一号腔中的一号叶轮转动,酒精蒸汽做功后液化回流回蛇形管中,一号叶轮带动二号叶轮转动,二号叶轮转动时压缩制冷管中的异丁烷,压缩后的异丁烷流入螺旋管中气压降低后吸热,降低螺旋管和散热片的温度,配电柜体中的水蒸气在散热片和螺旋管上液化后被收集,降低配电柜体内的湿度,保护配电柜体内的电器元件安全运行;螺旋管中的异丁烷吸收水蒸气的热量后向下继续流动,当异丁烷流经浸泡在冷却池中的制冷管时,冷却池中的酒精蒸发时吸收制冷管中异丁烷中的热量,温度降低后的异丁烷在制冷管中继续循环,不断降低配电柜体内的湿度。
优选的,所述散热片为圆锥形的漏斗状,散热片中央开设有集水孔;位于所述螺旋管最下端的散热片上的集水孔连通有排水管;通过集水孔和排水管之间的相互配合,将冷凝后的水滴排出配电柜体,进一步降低配电柜体内的空气湿度;通过漏斗形状的散热片将散热片和螺旋管上凝结的水珠收集后不断从集水孔中汇流,最后经排水管排出,避免水珠滴落到配电柜体中的电器元件上,损坏电器元件,影响配电柜的正常工作。
优选的,所述配电柜体外侧设有一组毛细管,毛细管通过管道与排水管连通;通过排水管排水的冷凝水进入毛细管中蒸发,降低配电柜体温度,保证配电柜体内电器元件的正常运行;当排水管中的冷凝水流出配电柜体外侧后,冷凝水被毛细管吸附后均匀分布在配电柜体外侧壁,毛细管中的水蒸发后,吸收配电柜体的热量,降低配电柜体和配电柜体内的温度,保证配电柜体内电器元件在合适的温度下运行,提高电器元件的使用寿命,保证配电柜稳定运行。
优选的,相邻所述散热片之间设有一组蝶形气囊,蝶形气囊不断的吸热和散热,带动散热片振动,进一步加快散热片上的水滴排出速度;当水蒸气在散热片上冷凝时放出热量,散热片和蝶形气囊吸收热量,蝶形气囊吸收热量后膨胀,推动散热片移动;然后由于螺旋管在异丁烷的作用下降温,带动蝶形气囊温度降低,蝶形气囊预冷收缩,拉动散热片朝相反方向移动,气囊不断膨胀和收缩,带动散热片上下振动,进一步加快散热片上的水滴排出速度。
优选的,所述蝶形气囊与散热片之间设有吸热块;所述吸热块内的滑孔中滑动连接有滑柱,滑柱一端与蝶形气囊固连;所述滑柱内轴向方向开设有与蝶形气囊连通的通气孔,滑柱位于滑孔内的一端径向方向开设有一对与通气孔连通的一号孔;所述吸热块内开设有三号腔,三号腔中填充有硝酸铵粉末;所述三号腔通过二号孔与吸热块中的L形气道连通;所述L形气道一端朝向蝶形气囊方向,另一端在滑柱上升后与一号孔连通;通过蝶形气囊、滑柱、滑孔、通气孔、一号孔、三号腔、二号孔和L形气道之间的相互配合,将硝酸铵吹出后吸收空气中的水分,进一步降低配电柜体内的空气湿度;当蝶形气囊受热膨胀时,气囊膨胀带动滑柱在滑孔中滑动,当滑柱上的一号孔与L形气道对齐时,蝶形气囊中的压缩气体经通气孔和一号孔后由L形气道喷出,同时将三号腔中的硝酸铵经二号孔由L形气道喷出,硝酸铵喷到蝶形气囊上之后吸收空气中的水蒸气,进一步降低配电柜体内的湿度;由于硝酸铵溶于水的过程中吸收热量,造成蝶形气囊温度降低,增加水蒸气在蝶形气囊上的冷凝速度,进一步降低配电柜体内的湿度,同时蝶形气囊冷却和加热的速度加快,增加蝶形气囊膨胀和收缩的频率,进而增大散热片的振动频率,进一步加快散热片上的水滴排出速度。
优选的,所述二号孔中转动连接有绞龙;所述L形气道中与绞龙转轴对应位置转动连接有三号叶轮,三号叶轮转轴与绞龙转轴固连;通过三号叶轮与绞龙之间的相互配合,加快硝酸铵的流出速度,进一步降低配电柜体内的空气湿度;当蝶形气囊中的压缩空气流经L形气道推动三号叶轮旋转,三号叶轮带动绞龙旋转,加快三号腔中硝酸铵的流出速度,进一步增加硝酸铵的吸水速度,进一步降低配电柜体内的湿度。
本发明的有益效果如下:
1.本发明所述的一种矿山井下电器设备安全保护装置,通过变频器工作时发热,将吸热盘中蛇形管内的酒精气化,酒精蒸汽推动一号腔中的一号叶轮进而带动二号叶轮转动,将制冷管中的异丁烷压缩,压缩后的异丁烷流入螺旋管中气压降低后吸热,配电柜体中的水蒸气在散热片和螺旋管上液化后被收集,降低配电柜体内的湿度,保护配电柜体内的电器元件安全运行;当异丁烷流经浸泡在冷却池中的制冷管时,冷却池中的酒精蒸发时吸收制冷管中异丁烷中的热量,温度降低后的异丁烷在制冷管中继续循环,不断降低配电柜体内的湿度。
2.本发明所述的一种矿山井下电器设备安全保护装置,通过漏斗形状的散热片将散热片和螺旋管上凝结的水珠收集后不断从集水孔中汇流,最后经排水管排出,避免水珠滴落到配电柜体中的电器元件上,损坏电器元件,影响配电柜的正常工作。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明的主视图;
图2是本发明中螺旋管和散热片的结构图;
图3是本发明中蝶形气囊和吸热块的结构图;
图4是图1中A处局部放大图;
图5是图3中B处局部放大图;
图6是本发明的左视图;
图中:配电柜体1、柜门2、变频器3、吸热盘31、蛇形管32、螺旋管4、制冷管41、冷却池42、散热片43、一号腔33、一号叶轮34、二号腔44、二号叶轮45、集水孔46、排水管47、毛细管48、蝶形气囊5、吸热块51、滑孔52、滑柱53、通气孔54、一号孔55、三号腔56、二号孔57、L形气道58、三号叶轮59、绞龙6。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体实施方式,进一步阐述本发明。
如图1至图6所示,本发明所述的一种矿山井下电器设备安全保护装置,包括配电柜体1、柜门2、变频器3、吸热盘31、蛇形管32、螺旋管4、制冷管41、冷却池42和散热片43;所述配电柜体1上铰接有柜门2,配电柜体1内安装有变频器3;所述变频器3表面贴合有吸热盘31,变频器3与吸热盘31之间涂抹有导热硅脂;所述吸热盘31中设有闭合的蛇形管32,蛇形管32内填充有酒精;所述蛇形管32位于吸热盘31外侧的部分设有一号腔33,一号腔33中转动连接有一号叶轮34;所述吸热盘31一侧的配电柜体1内固连有螺旋上升的螺旋管4,螺旋管4通过与之连通的制冷管41形成回路;所述制冷管41底端浸泡在冷却池42中,冷却池42中装有酒精;所述制冷管41上与一号腔33对应位置设有二号腔44,二号腔44中转动连接有二号叶轮45;所述一号叶轮34与二号叶轮45通过皮带传动;所述螺旋管4外径上套有一组相等间距的散热片43;所述蛇形管32与螺旋管4通过管道连通形成的循环回路中填充有异丁烷;通过配电柜体1、柜门2、变频器3、吸热盘31、蛇形管32、螺旋管4和散热片43之间的配合,吸热盘31升温后酒精气化推动一号叶轮34和二号叶轮45转动,进而使得螺旋管4降温后配电柜体1内的水蒸气在散热片43上凝结,降低配电柜体1内的空气湿度,保证配电柜体1内电器元件的正常运行;由于矿井湿度较高,配电柜体1中的瓷瓶、腔壁、导体绝缘层等表面出现水膜和水珠,经常造成设备被损坏,此时配电柜体1中的变频器3工作时发热,热量被吸热盘31吸收后将蛇形管32中的酒精气化,酒精蒸汽推动一号腔33中的一号叶轮34转动,酒精蒸汽做功后液化回流回蛇形管32中,一号叶轮34带动二号叶轮45转动,二号叶轮45转动时压缩制冷管41中的异丁烷,压缩后的异丁烷流入螺旋管4中气压降低后吸热,降低螺旋管4和散热片43的温度,配电柜体1中的水蒸气在散热片43和螺旋管4上液化后被收集,降低配电柜体1内的湿度,保护配电柜体1内的电器元件安全运行;螺旋管4中的异丁烷吸收水蒸气的热量后向下继续流动,当异丁烷流经浸泡在冷却池42中的制冷管41时,冷却池42中的酒精蒸发时吸收制冷管41中异丁烷中的热量,温度降低后的异丁烷在制冷管41中继续循环,不断降低配电柜体1内的湿度。
作为本发明的一种实施方式,所述散热片43为圆锥形的漏斗状,散热片43中央开设有集水孔46;位于所述螺旋管4最下端的散热片43上的集水孔46连通有排水管47;通过集水孔46和排水管47之间的相互配合,将冷凝后的水滴排出配电柜体1,进一步降低配电柜体1内的空气湿度;通过漏斗形状的散热片43将散热片43和螺旋管4上凝结的水珠收集后不断从集水孔46中汇流,最后经排水管47排出,避免水珠滴落到配电柜体1中的电器元件上,损坏电器元件,影响配电柜的正常工作。
作为本发明的一种实施方式,所述配电柜体1外侧设有一组毛细管48,毛细管48通过管道与排水管47连通;通过排水管47排水的冷凝水进入毛细管48中蒸发,降低配电柜体1温度,保证配电柜体1内电器元件的正常运行;当排水管47中的冷凝水流出配电柜体1外侧后,冷凝水被毛细管48吸附后均匀分布在配电柜体1外侧壁,毛细管48中的水蒸发后,吸收配电柜体1的热量,降低配电柜体1和配电柜体1内的温度,保证配电柜体1内电器元件在合适的温度下运行,提高电器元件的使用寿命,保证配电柜稳定运行。
作为本发明的一种实施方式,相邻所述散热片43之间设有一组蝶形气囊5,蝶形气囊5不断的吸热和散热,带动散热片43振动,进一步加快散热片43上的水滴排出速度;当水蒸气在散热片43上冷凝时放出热量,散热片43和蝶形气囊5吸收热量,蝶形气囊5吸收热量后膨胀,推动散热片43移动;然后由于螺旋管4在异丁烷的作用下降温,带动蝶形气囊5温度降低,蝶形气囊5预冷收缩,拉动散热片43朝相反方向移动,气囊不断膨胀和收缩,带动散热片43上下振动,进一步加快散热片43上的水滴排出速度。
作为本发明的一种实施方式,所述蝶形气囊5与散热片43之间设有吸热块51;所述吸热块51内的滑孔52中滑动连接有滑柱53,滑柱53一端与蝶形气囊5固连;所述滑柱53内轴向方向开设有与蝶形气囊5连通的通气孔54,滑柱53位于滑孔52内的一端径向方向开设有一对与通气孔54连通的一号孔55;所述吸热块51内开设有三号腔56,三号腔56中填充有硝酸铵粉末;所述三号腔56通过二号孔57与吸热块51中的L形气道58连通;所述L形气道58一端朝向蝶形气囊5方向,另一端在滑柱53上升后与一号孔55连通;通过蝶形气囊5、滑柱53、滑孔52、通气孔54、一号孔55、三号腔56、二号孔57和L形气道58之间的相互配合,将硝酸铵吹出后吸收空气中的水分,进一步降低配电柜体1内的空气湿度;当蝶形气囊5受热膨胀时,气囊膨胀带动滑柱53在滑孔52中滑动,当滑柱53上的一号孔55与L形气道58对齐时,蝶形气囊5中的压缩气体经通气孔54和一号孔55后由L形气道58喷出,同时将三号腔56中的硝酸铵经二号孔57由L形气道58喷出,硝酸铵喷到蝶形气囊5上之后吸收空气中的水蒸气,进一步降低配电柜体1内的湿度;由于硝酸铵溶于水的过程中吸收热量,造成蝶形气囊5温度降低,增加水蒸气在蝶形气囊5上的冷凝速度,进一步降低配电柜体1内的湿度,同时蝶形气囊5冷却和加热的速度加快,增加蝶形气囊5膨胀和收缩的频率,进而增大散热片43的振动频率,进一步加快散热片43上的水滴排出速度。
作为本发明的一种实施方式,所述二号孔57中转动连接有绞龙6;所述L形气道58中与绞龙6转轴对应位置转动连接有三号叶轮59,三号叶轮59转轴与绞龙6转轴固连;通过三号叶轮59与绞龙6之间的相互配合,加快硝酸铵的流出速度,进一步降低配电柜体1内的空气湿度;当蝶形气囊5中的压缩空气流经L形气道58推动三号叶轮59旋转,三号叶轮59带动绞龙6旋转,加快三号腔56中硝酸铵的流出速度,进一步增加硝酸铵的吸水速度,进一步降低配电柜体1内的湿度。
工作时,由于矿井湿度较高,配电柜体1中的瓷瓶、腔壁、导体绝缘层等表面出现水膜和水珠,经常造成设备被损坏,此时配电柜体1中的变频器3工作时发热,热量被吸热盘31吸收后将蛇形管32中的酒精气化,酒精蒸汽推动一号腔33中的一号叶轮34转动,酒精蒸汽做功后液化回流回蛇形管32中,一号叶轮34带动二号叶轮45转动,二号叶轮45转动时压缩制冷管41中的异丁烷,压缩后的异丁烷流入螺旋管4中气压降低后吸热,降低螺旋管4和散热片43的温度,配电柜体1中的水蒸气在散热片43和螺旋管4上液化后被收集,降低配电柜体1内的湿度,保护配电柜体1内的电器元件安全运行;螺旋管4中的异丁烷吸收水蒸气的热量后向下继续流动,当异丁烷流经浸泡在冷却池42中的制冷管41时,冷却池42中的酒精蒸发时吸收制冷管41中异丁烷中的热量,温度降低后的异丁烷在制冷管41中继续循环,不断降低配电柜体1内的湿度;通过漏斗形状的散热片43将散热片43和螺旋管4上凝结的水珠收集后不断从集水孔46中汇流,最后经排水管47排出,避免水珠滴落到配电柜体1中的电器元件上,损坏电器元件,影响配电柜的正常工作;排水管47中的冷凝水流出配电柜体1外侧后,冷凝水被毛细管48吸附后均匀分布在配电柜体1外侧壁,毛细管48中的水蒸发后,吸收配电柜体1的热量,降低配电柜体1和配电柜体1内的温度,保证配电柜体1内电器元件在合适的温度下运行,提高电器元件的使用寿命,保证配电柜稳定运行;当水蒸气在散热片43上冷凝时放出热量,散热片43和蝶形气囊5吸收热量,蝶形气囊5吸收热量后膨胀,推动散热片43移动;然后由于螺旋管4在异丁烷的作用下降温,带动蝶形气囊5温度降低,蝶形气囊5预冷收缩,拉动散热片43朝相反方向移动,气囊不断膨胀和收缩,带动散热片43上下振动,进一步加快散热片43上的水滴排出速度;当蝶形气囊5受热膨胀时,气囊膨胀带动滑柱53在滑孔52中滑动,当滑柱53上的一号孔55与L形气道58对齐时,蝶形气囊5中的压缩气体经通气孔54和一号孔55后由L形气道58喷出,同时将三号腔56中的硝酸铵经二号孔57由L形气道58喷出,硝酸铵喷到蝶形气囊5上之后吸收空气中的水蒸气,进一步降低配电柜体1内的湿度;由于硝酸铵溶于水的过程中吸收热量,造成蝶形气囊5温度降低,增加水蒸气在蝶形气囊5上的冷凝速度,进一步降低配电柜体1内的湿度,同时蝶形气囊5冷却和加热的速度加快,增加蝶形气囊5膨胀和收缩的频率,进而增大散热片43的振动频率,进一步加快散热片43上的水滴排出速度;当蝶形气囊5中的压缩空气流经L形气道58推动三号叶轮59旋转,三号叶轮59带动绞龙6旋转,加快三号腔56中硝酸铵的流出速度,进一步增加硝酸铵的吸水速度,进一步降低配电柜体1内的湿度。
上述前、后、左、右、上、下均以说明书附图中的图1为基准,按照人物观察视角为标准,装置面对观察者的一面定义为前,观察者左侧定义为左,依次类推。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。