CN110913661A - 一种集装箱式变频撬 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种集装箱式变频撬,包括箱体,箱体的内部形成有容纳空间,容纳空间内设有接线单元、变压单元、变频单元,容纳空间内还设有第一冷却和第二冷却单元,第一冷却单元包括风道和设于风道内的第一散热风机,变压单元位于风道内,空气在第一散热风机的作用下流经风道、对变压单元进行降温,第二冷却单元包括导冷组件和第二散热风机,导冷组件与变频单元紧靠。第一冷却单元通过风冷的方式对变压单元降温,第二冷却单元通过风冷和水冷结合的方式对变频单元降温,避免电压单元和变频单元因温度过高而无法正常运行,提高整机的作业效率及可靠性。

Description

一种集装箱式变频撬
技术领域
本发明涉及石油、煤层气和页岩气钻采设备技术领域,尤其涉及一种集装箱式变频撬。
背景技术
目前电驱动压裂泵刚刚开始发展,压裂泵电动机拖动一般都采用变频器来驱动。但是变频器作为驱动压裂泵电动机的电源,目前面临的主要问题如下:普通的变频器无法直接应用于油田工作场所,即使做了防护外壳的变频器也存在外形尺寸较大,重量重,整机功率密度小,只能实现一台变频器拖动一台压裂泵电动机。
为了解决上述技术问题,出现了集装箱式变频撬,将变压电源、变频单元、接线单元等组成部件集成为一体结构,以减小整机尺寸、提高整机功率。通过对变压单元、变频单元的改进,实现同时输出多组独立的变频回路,以同时为多台独立的压裂泵电动机提供电源和调速,提高作业效率。
集成化的一体式结构以及高功率输出,势必会带来整机产生的热量增多。如果不能够及时对内部的电气元件进行散热降温,会影响电气元件的正常运行,进而影响整机的作业效率及可靠性。
本背景技术所公开的上述信息仅仅用于增加对本申请背景技术的理解,因此,其可能包括不构成本领域普通技术人员已知的现有技术。
发明内容
有鉴于此,本发明提出一种集装式变频撬,通过第一冷却单元为变压单元散热降温,通过第二冷却单元为变频单元散热降温,避免电压单元和变频单元因温度过高而无法正常运行,提高整机的作业效率及可靠性。
为实现上述发明目的,本发明采用下述技术方案予以实现:
一种集装箱式变频撬,包括箱体,所述箱体的内部形成有容纳空间,所述容纳空间内设有接线单元、变压单元、变频单元,所述变频撬还包括:第一冷却单元,其设于所述容纳空间内,包括风道和设于所述风道内的第一散热风机,所述变压单元位于所述风道内,空气在所述第一散热风机的作用下流经所述风道、对所述变压单元降温;第二冷却单元,其设于所述容纳空间内,包括导冷组件和第二散热风机,所述导冷组件靠近所述变频单元,所述导冷组件和所述第二散热风机对所述变频单元降温。
进一步的,所述风道包括连通的竖直风道和水平风道,所述水平风道位于所述竖直风道的上方,所述变压单元位于所述竖直风道内,所述第一散热风机位于所述水平风道内;所述第一冷却单元包括与所述风道连通的进风口和出风口,所述进风口与所述竖直风道连通,所述出风口与所述水平风道连通。
进一步的,所述进风口位于所述箱体的后侧靠下的位置,所述出风口位于所述箱体的前侧靠上的位置。
进一步的,所述进风口和所述出风口处设有防雨百叶窗。
进一步的,所述导冷组件包括制冷剂容纳箱和导冷板组件,所述制冷剂容纳箱与所述导冷板组件之间通过第一管路连通,所述导冷组件内流通制冷剂,所述导冷板组件紧靠所述变频单元,所述制冷剂容纳箱设于所述第二散热风机上。
进一步的,所述第一管路上设有排放口。
进一步的,所述导冷板组件包括多个并排设置的导冷板子单元,每个所述导冷板子单元包括多个并排设置的导冷板,处于同一个所述导冷板子单元内相邻的两个所述导冷板通过第二管路连通。
进一步的,所述导冷板与所述变频单元可拆卸连接。
进一步的,所述制冷剂容纳箱和所述第二散热风机位于所述容纳空间的端侧,所述导冷板组件位于所述容纳空间的后侧。
进一步的,所述箱体靠近所述第二散热风机、所述制冷剂容纳箱、及所述导冷板组件的位置处设有散热防护网。
与现有技术相比,本发明的优点和积极效果是:
第一冷却单元通过风冷的方式对变压单元降温,第二冷却单元通过风冷和水冷结合的方式对变频单元降温,充分利用集装箱的内部空间,在满足集成化的结构基础上,实现对变压单元和变频单元的及时降温,避免电压单元和变频单元因温度过高而无法正常运行,提高整机的作业效率及可靠性。
结合附图阅读本发明的具体实施方式后,本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图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他的附图。
图1为本发明集装箱式变频撬实施例的前视结构示意图;
图2为本发明集装箱式变频撬实施例的后视结构示意图;
图3为本发明集装箱式变频撬实施例的俯视图(省略上盖板);
图4为图3中A-A向剖视图;
图5为本发明集装箱式变频撬实施例第一冷却单元的结构示意图;
图6为本发明集装箱式变频撬实施例第二冷却单元的结构示意图;
图7为图6从Q方向观察到的结构示意图。
其中,
100-第一冷却单元,110-风道,111-竖直风道,112-水平风道,120-进风口,130-出风口,140-第一散热风机,150-连接板,160-吊环;
200-第二冷却单元,210-导冷组件,211-制冷剂容纳箱,212-导冷板组件,2121-导冷板,2122-导冷板子单元,213-第一管路,2131-进管路,2132-出管路,2133-排放口,214-第二管路,220-第二散热风机,230-合页;
300-接线单元;
400-变压单元,410-支架;
500-变频单元,510-安装板;
600-箱体,610-容纳空间,620-防雨百叶窗,630-散热防护网。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
需要说明的是,在本发明的描述中,术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系,这仅仅是为了便于描述,而不是指示或暗示所述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的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
本发明公开一种集装箱式变频撬,参照图1至图3,包括箱体600,箱体600优选为矩形箱体,其内形成有容纳空间610,容纳空间610内安装有接线单元300、变压单元400、及变频单元500。变频撬还包括设于容纳空间610内的第一冷却单元100和第二冷却单元200。第一冷却单元100包括风道110和设于风道110内的第一散热风机140,变压单元400位于风道110内,空气在第一散热风机140的作用下流经风道110、对变压单元400进行降温。第二冷却单元200包括导冷组件210和第二散热风机220,导冷组件210与变频单元500紧靠,导冷组件210和第二散热风机220对变频单元500进行降温。第一冷却单元100通过风冷的方式对变压单元400降温,第二冷却单元200通过风冷和水冷结合的方式对变频单元500降温,充分利用集装箱的内部空间,在满足集成化的结构基础上,实现对变压单元400和变频单元500的及时降温,避免电压单元400和变频单元500因温度过高而无法正常运行,提高整机的作业效率及可靠性。
容纳空间610内设有分隔板(未标示),用以将容纳空间610分隔成相互独立的子空间,接线单元300、变压单元400、变频单元500、第二冷却单元200分别设于各自的子空间内,其中,变压单元400和第一冷却单元100共用一个子空间,箱体600上设有与子空间对应的门体(未标示),通过开启门体,即可对相对应的单元组成进行维修检查,提高了使用便利性,同时,容纳空间610分隔化的结构设计,也便于模块化安装,提高组装效率。
第一冷却单元100的结构示意图参照图4和图5,风道110包括相互连通的竖直风道111和水平风道112,水平风道112位于竖直风道111的上方,变压单元400位于竖直风道111内,第一散热风机140位于水平风道112内。第一冷却单元100还包括与风道110连通的进风口120和出风口130,进风口120与竖直风道111连通,出风口130与水平风道112连通。
外部空气在第一散热风机140的吸力作用下从进风口120进入竖直风道111内,空气向上流动进入水平风道112的过程中,流动的空气对变压单元400进行风冷降温,与变压单元400进行了热交换后的空气最后经水平风道112和出风口130流出。
进一步的,参照图1、图2、及图4,进风口120位于箱体600的后侧靠下的位置,出风口130位于箱体600的前侧靠上的位置。这样,进风口120和出风口130位于变压单元400的两侧,空气从进风口120流向出风口130的过程中,将流经变压单元400的两侧,以对变压单元400的两侧同时风冷降温,使变压单元400降温均匀、提高降温效率。
进一步的,进风口120和出风口130处设有防雨百叶窗620,以防止外部异物经进风口120和出风口130进入容纳空间610内而影响内部器件。
变压单元400通过支架410固定安装至箱体600的底部,竖直风道111的下端与支架410之间通过连接板150固定连接,相邻的连接板150之间具有一定距离,以避免影响空气从进风口120流入竖直风道111内。竖直风道111的上端与水平风道112固定连接,水平风道112的上侧与箱体600的顶部固定连接,如此实现风道110在容纳空间610内的固定安装。
安装时,将竖直风道111由上至下套设在变压单元400的外围,通过连接板150将竖直风道111的下端与支架410固定连接,实现竖直风道111的固定;而后,将水平风道112的上侧通过吊环160固定安装至箱体600的顶部,实现水平风道112的固定;最后,将竖直风道111与水平风道112的连接位置处通过螺钉紧固,实现风道110整体的固定安装。
参照图6和图7,导冷组件210包括制冷剂容纳箱211和导冷板组件212,制冷剂容纳箱211与导冷板组件212之间通过第一管路213连通,导冷组件210内流通制冷剂,导冷板组件212紧靠变频单元500。具体的,第一管路213包括进管路2131和出管路2132,进和出是相对导冷板组件212而言的,也即,制冷剂容纳箱211与导冷板组件212之间通过进管路2131和出管路2132连通、进而实现制冷剂的循环。制冷剂容纳箱211内的制冷剂经进管路2131流入导冷板组件212内,制冷剂在导冷板组件212内流动的过程中,温度较低的制冷剂吸收并带走变频单元500散发出的热量,对变频单元500进行降温,而后,经过热交换后的制冷剂经出管路2132回流至制冷剂容纳箱211内。在制冷剂容纳箱211内,温度较高的制冷剂又变为温度较低的制冷剂,而后进入下一次换热循环。
制冷剂容纳箱211设于第二散热风机220上,充分利用空间。
制冷剂容纳箱211和第二散热风机220位于容纳空间610的端侧,导冷板组件212位于容纳空间610的后侧,一方面便于导冷板组件212与变频单元500紧靠,提高对变频单元500的散热效率,另一方面,位于端侧的第二散热风机220便于对变频单元500进行风冷散热,使变频单元500子空间内的热量能够及时经第二散热风机220排出。
进一步的,参照图1,箱体600靠近第二散热风机220、制冷剂容纳箱211、及导冷板组件212的位置处设有散热防护网630,一方面起到防护作用,另一方面也便于内部热量排出。
导冷板组件212包括多个并排设置的导冷板子单元2122,每个导冷板子单元2122包括多个并排设置的导冷板2121,处于同一个导冷板子单元2122内相邻的两个导冷板2121通过第二管路214连通。本实施例中,根据变频单元500的大小设计了两组导冷板子单元2122,两组导冷板子单元2122沿水平方向并排设置,每个导冷板子单元2122包括两个沿竖直方向并排设置的导冷板2121,两个导冷板2121之间通过第二管路214连通。
进管路2131内的制冷剂将分别流入每一组导冷板子单元2122,而后制冷剂在出管路2132内汇合、再回流至制冷剂容纳箱211。
参照图6和图7,导冷板2121与变频单元500可拆卸连接,,变频单元500包括用于安装电气元件的安装板510,导冷板2121与该安装板510通过合页230转动连接。维修时,可将导冷板2121向开门一样打开,便于维修和操作。此时,第二管路214在起到连通相邻的两个导冷板2121外,还起到了把手的作用,可同时将上下设置的导冷板2121一同打开。
第一管路213上设有排放口2133,本实施例中,排放口2133设于进管路2131上。需要维修时,将制冷剂从排放口2133排出,以便于后续维修操作。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种集装箱式变频撬,包括箱体,所述箱体的内部形成有容纳空间,所述容纳空间内设有接线单元、变压单元、变频单元,其特征在于,所述变频撬还包括:
第一冷却单元,其设于所述容纳空间内,包括风道和设于所述风道内的第一散热风机,所述变压单元位于所述风道内,空气在所述第一散热风机的作用下流经所述风道、对所述变压单元降温;
第二冷却单元,其设于所述容纳空间内,包括导冷组件和第二散热风机,所述导冷组件靠近所述变频单元,所述导冷组件和所述第二散热风机对所述变频单元降温。
2.根据权利要求1所述的集装箱式变频撬,其特征在于,
所述风道包括连通的竖直风道和水平风道,所述水平风道位于所述竖直风道的上方,所述变压单元位于所述竖直风道内,所述第一散热风机位于所述水平风道内;
所述第一冷却单元包括与所述风道连通的进风口和出风口,所述进风口与所述竖直风道连通,所述出风口与所述水平风道连通。
3.根据权利要求2所述的集装箱式变频撬,其特征在于,
所述进风口位于所述箱体的后侧靠下的位置,所述出风口位于所述箱体的前侧靠上的位置。
4.根据权利要求2所述的集装箱式变频撬,其特征在于,
所述进风口和所述出风口处设有防雨百叶窗。
5.根据权利要求1所述的集装箱式变频撬,其特征在于,
所述导冷组件包括制冷剂容纳箱和导冷板组件,所述制冷剂容纳箱与所述导冷板组件之间通过第一管路连通,所述导冷组件内流通制冷剂,所述导冷板组件紧靠所述变频单元,所述制冷剂容纳箱设于所述第二散热风机上。
6.根据权利要求5所述的集装箱式变频撬,其特征在于,
所述第一管路上设有排放口。
7.根据权利要求5所述的集装箱式变频撬,其特征在于,
所述导冷板组件包括多个并排设置的导冷板子单元,每个所述导冷板子单元包括多个并排设置的导冷板,处于同一个所述导冷板子单元内相邻的两个所述导冷板通过第二管路连通。
8.根据权利要求7所述的集装箱式变频撬,其特征在于,
所述导冷板与所述变频单元可拆卸连接。
9.根据权利要求5所述的集装箱式变频撬,其特征在于,
所述制冷剂容纳箱和所述第二散热风机位于所述容纳空间的端侧,所述导冷板组件位于所述容纳空间的后侧。
10.根据权利要求9所述的集装箱式变频撬,其特征在于,
所述箱体靠近所述第二散热风机、所述制冷剂容纳箱、及所述导冷板组件的位置处设有散热防护网。
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