CN111093350B - 一种注排液装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于冷却技术领域，具体涉及一种注排液装置。本发明的注排液装置包括：高压气体源、储液罐、第一管路、第二管路和第三管；第一管路上设置有第一阀门，连通高压气体源和储液罐；第二管路上设置有第二阀门，连通储液罐和电气设备中的冷却液管道；第三管路上设置有第三阀门连通高压气体源和电气设备中的冷却液管道；当第一阀门和第二阀门打开，第三阀门关闭，高压气体源产生的高压气体能够通过第一管路注入到储液罐，以使储液罐内的冷却液通过第二管路注入到冷却液管道内；当第一阀门关闭，第二阀门和第三阀门打开，高压气体源产生的高压气体能够通过第三管路注入到电气设备的冷却液管道内，以使冷却液管道内的冷却液沿第二管路排出到储液罐。

Description

一种注排液装置

技术领域

本发明属于冷却技术领域，具体涉及一种注排液装置。

背景技术

由于越来越多的电气设备使用液体冷却技术散热，因此，需要向电气设备中注入冷却液，还要使电气设备中的冷却液能够被排出。现有技术中公开了一种注排液装置(申请号为201210539552.0)，利用该注排液装置给电气设备注入冷却液和排泄电气设备中的残留冷却液。在该公开的方案中，利用第一泵将第一存储罐中的冷却液注入到电气设备中，以及利用空气压缩机反复将电气设备中残留的冷却全部排出到第二存储罐中。现有技术公开的注排液装置，系统运行过程复杂，不仅增加了系统运行成本，还降低了系统运行的可靠性。

因此，本发明提出了一种新的注排液装置来解决上述问题。

发明内容

为了解决现有技术的上述问题，即为了减少系统成本，同时提高系统运行的可靠性，本发明提出了一种注排液装置，所述注排液装置包括：高压气体源，所述高压气体源用于产生高压气体；储液罐，所述储液罐用于存储冷却液；第一管路，其上设置有第一阀门，所述第一管路连通所述高压气体源和所述储液罐；第二管路，其上设置有第二阀门，所述第二管路连通所述储液罐和电气设备中的冷却液管道；第三管路，其上设置有第三阀门，所述第三管路连通所述高压气体源和电气设备中的冷却液管道；当所述第一阀门和所述第二阀门打开，且所述第三阀门关闭时，所述高压气体源产生的高压气体能够通过所述第一管路注入到所述储液罐，以使所述储液罐内的冷却液通过所述第二管路注入到电气设备的冷却液管道内；当所述第一阀门关闭，且所述第二阀门和所述第三阀门打开时，所述高压气体源产生的高压气体能够通过所述第三管路注入到电气设备的冷却液管道内，以使所述冷却液管道内的冷却液沿所述第二管路排出到所述储液罐。

在上述注排液装置的优选实施方式中，所述注排液装置还包括与所述高压气体源连通的第四管路；所述第一管路与所述第四管路连通，进而连通所述高压气体源和所述储液罐；所述第三管路与所述第四管路连通，进而连通所述高压气体源和电气设备中的冷却液管道。

在上述注排液装置的优选实施方式中，所述第四管路上设置有第四阀门，当所述第四阀门和所述第一阀门均打开时，所述第一管路通过所述第四管路与所述高压气体源连通；当所述第四阀门和所述第三阀门均打开时，所述第三管路通过所述第四管路与所述高压气体源连通。

在上述注排液装置的优选实施方式中，所述注排液装置还包括：第五管路，其上设置有第五阀门，所述第五管路与所述储液罐连通；泵，当所述第五阀门打开时，所述泵能够通过所述第五管路向所述储液罐中泵入冷却液。

在上述注排液装置的优选实施方式中，所述第一管路位于所述储液罐的顶端；所述第五管路位于所述储液罐的底端。

在上述注排液装置的优选实施方式中，所述注排液装置还包括：第一排气管，其上设置有第六阀门，所述第一排气管连通所述储液罐和外部环境；当向所述储液罐泵入冷却液或者将电气设备的冷却液管道内的冷却液排出到所述储液罐时，打开所述第六阀门能够使所述储液罐中的气体经所述第一排气管排出到外部环境。

在上述注排液装置的优选实施方式中，所述注排液装置还包括：第二排气管，其上设置有第七阀门，所述第二排气管连通所述第三管路和外部环境；当向电气设备的冷却液管道内注入冷却液时，打开所述第七阀门能够使所述冷却液管道内的气体依次经所述第三管路和所述第二排气管排出到外部环境。

在上述注排液装置的优选实施方式中，所述注排液装置还包括：液位计，所述液位计设置于所述储液罐上，用于观测所述储液罐内的液位高度。

在上述注排液装置的优选实施方式中，所述高压气体源为气泵。

在上述注排液装置的优选实施方式中，所述电气设备采用自循环蒸发冷却系统。

本申请直接利用高压气体源将液体注入到电气设备的冷却液管路中，简便快捷，而且利用气压将液体注入管路中，液体流动平稳，减小对管路冲击，提高管路运行可靠性，降低了故障发生率。相对于现有技术，本申请的注排液装置还减少了零部件数量，利用高压气体源即可完成系统注液和排液过程，控制过程简化，大大降低了系统故障发生率，使得可靠性大幅提高。在一些实施例中，本申请的通过设置第一排气管和第二排气管实现调节管路内部压力的作用。通过连接在储液罐上的液位计来观测储液罐中的冷却液的量。

附图说明

图1是本发明电气设备采用的自循环蒸发冷却系统结构示意图。

图2是本发明的注排液装置的结构示意图。

附图说明：1-高压气体源；2-储液罐；21-液位计；3-第一管路；31-第一阀门；4-第二管路；41-第二阀门；5-第三管路；51-第三阀门；6-第四管路；61-第四阀门；7-第五管路；71-第五阀门；72-泵；8-第一排气管；81-第六阀门；9-第二排气管；91-第七阀门。

具体实施方式

为使本发明的实施例、技术方案和优点更加明显，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。

本申请提出的注排液装置用于向电气设备的冷却液管道内注入冷却液，以及将电气设备的冷却液管道内的冷却液排出。作为示例，本申请中的电气设备可以采用自循环蒸发冷却系统。其中，自循环蒸发冷却技术是基于相变换热原理，冷却工质依赖特定的冷却机构对设备发热体实现冷却的技术。位于下部的液态冷却工质吸收发热部件的热量而汽化，气态冷却工质在重力的作用下向上流动，进入位于上部的冷凝器，并在冷凝器内释放热量而冷凝为液态，液态工质在重力的作用下流回下部，冷却工质自动实现循环流动。换言之，蒸发冷却技术是利用合适沸点的蒸发冷却工质，通过相变换热的方式，实现对发热部件冷却的一种高效冷却技术。蒸发冷却工质是具有良好流动性、较高汽化潜热和较高绝缘性的液体。针对不同冷却对象，蒸发冷却技术有不同的结构形式，主要有三种：浸泡式、壁挂式(贴壁式)、管道式。

参见图1，图1是本发明电气设备采用的自循环蒸发冷却系统结构示意图。如图1所示，电气设备采用的自循环蒸发冷却系统主要由三部分构成：位于最上端的冷凝器100、位于最下端装有冷却工质的储液容器200和中间的循环管路(包括出气管路310和回液管路320)。储液容器中装有液体冷却工质，电气设备A产生的热量首先通过热传导的方式传递给储液容器200内的冷却工质，冷却工质吸热后温度升高，工质温度达到内部压力对应的饱和温度时，工质气化，相变为气体。由于气体相较液体密度小，重量轻，在浮升力作用下通过出气管路310进入到最上端的冷凝器，气体工质在冷凝器内部交换热量后冷凝变为液体，液体在重力的作用下沿回液管路320流回容器内参与下一次沸腾相变换热，这样就形成了一个密闭的自循环系统。该系统利用液体的相变潜热将热量传递出去，从而快速高效的实现发热部件的冷却。

下面结合图2对本申请的注排液装置进行说明。参见图2，图2是本发明的注排液装置的结构示意图。如图2所示，本实施例的注排液装置主要包括高压气体源1、储液罐2、第一管路3、第二管路4和第三管5路。其中，高压气体源1用于产生高压气体，储液罐2用于存储冷却液，第一管路3连通高压气体源1和储液罐2，第二管路4连通储液罐2和电气设备中的冷却液管道，第三管路5连通高压气体源1和电气设备中的冷却液管道，并且，第一管路3上设置有第一阀门31，第二管路4上设置有第二阀门41，第三管路5上设置有第三阀门51。当第一阀门31和第二阀门41打开，且第三阀门51关闭时，高压气体源1产生的高压气体能够通过第一管路3注入到储液罐2，以使储液罐2内的冷却液通过第二管路4注入到电气设备的冷却液管道内；当第一阀门31关闭，且第二阀门41和第三阀门51打开时，高压气体源1产生的高压气体能够通过第三管路5注入到电气设备的冷却液管道内，以使冷却液管道内的冷却液沿第二管路4排出到储液罐2。

在本实施例中，高压气体源1位于储液罐2的上方。作为示例，本领域技术人员可以将第一管路3的一端与储液罐2的顶端连通，另一端直接与高压气体源1连通；将第三管路5的一端与电气设备的冷却管管道连通，另一端直接与高压气体源1连通。这种设计，相当于高压气体源1上设置有两个连通口，其分别与第一管路3和第三管路5连通。作为另一种示例，如图1所示，本申请的注排液装置包括与高压气体源1连通的第四管路6，第一管路3与第四管路6连通，进而连通高压气体源1和储液罐2；第三管路5与第四管路6连通，进而连通高压气体源1和电气设备中的冷却液管道。这种设计，相当于高压气体源1上设置有个连通口，其与第四管路6的一端连通，第四管路6的另一端分别与第一管路3和第三管路5连通。

优选地，第四管路6上设置有第四阀门61，当第四阀门61和第一阀门31均打开时，第一管路3通过第四管路6与高压气体源1连通；当第四阀门61和第三阀门51均打开时，第三管路5通过第四管路6与高压气体源1连通。

在一种具体的实施方式中，本申请的注排液装置还包括位于储液罐2底端的第五管路7，第五管路7与储液罐2连通。第五管路7上设置有第五阀门71个泵72，当第五阀门71打开时，泵71能够通过第五管路7向储液罐2中泵入冷却液。

优选地，本申请的注排液装置还包括连通储液罐2和外部环境的第一排气管8，第一排气管8上设置有第六阀门81。当向储液罐2泵入冷却液或者将电气设备的冷却液管道内的冷却液排出到储液罐2时，打开第六阀门81能够使储液罐2中的气体经第一排气管8排出到外部环境。作为示例，该第一排气管8位于储液罐2的顶端。由于进入储液罐2的液体会流向储液罐2的底部，从而压缩储液罐2中的气体，在第六阀门81打开的情况下，随着气体压力逐渐增大，气体会向上汇集并经第一排气管8排出到外部环境中。从而起到调节管路内部压力的目的。

优选地，本申请的注排液装置还包括连通第三管路5和外部环境的第二排气管9，第二排气管9上设置有第七阀门91。当向电气设备的冷却液管道内注入冷却液时，打开第七阀门91能够使冷却液管道内的气体依次经第三管路5和第二排气管9排出到外部环境。作为示例，第二排气管9位于第三阀门51的靠近电气设备的一侧，这样一来，在第三阀门51处于关闭的状态下，第一阀门51与电气设备之间的管路段与电气设备中的冷却液管路处于连通状态，此时，向电气设备的冷却液管道内注入冷却液时，冷却液管道内的气体会向上运动，并在第七阀门91打开的情况下，依次经第三管路5、第二排气管9排出到外部环境。从而起到调节管路内部压力的目的。

本申请提供的注排液装置只需要通过控制注排液装置的不同阀门的开闭即可对电气设备的冷却液管路注液和排液，以及对储液罐2进行注液。

本申请的注排液装置的在具体使用时：当通过泵72向储液罐2中注入冷却液时，关闭第一阀门31、第二阀门41、第三阀门51、第四阀门61和第七阀门91，打开第五阀门71和第六阀门81，启动泵72向储液罐2中注入冷却液，储液罐2中的气体通过第六阀门81向外排出。注液过程完成后，关闭泵72和第五阀门71、第六阀门81。

当需要向电气设备的冷却液管路内注入冷却液时，首先将注排液装置的第二管路4和第三管路5分别与电气设备的冷却液管路连通，打开第四阀门61、第一阀门31、第二阀门41和第七阀门91，并关闭第三阀门51、第五阀门71和第六阀门81。高压气体源1不断地向储液罐2中注入气体，存储罐2中压力不断增加，存储罐2中液体在压力作用下从第二管路流入电气设备的冷却液管路中，由于第七阀门91为打开状态，冷却液管路中多余的空气通过第七阀门91排出，当冷却液管路中的液体量达到要求时，将所有阀门关闭。

当需要将电气设备的冷却液管路中的冷却工质排出时(例如，当需要对电气设备进行维修、保养等操作时，需要先将电气设备的冷却液管路中的冷却工质排出)，首先将注排液装置的第二管路4和第三管路5分别与电气设备的冷却液管路连通，打开第四阀门61、第二阀门41、第三阀门51和第六阀门81，并闭第一阀门31、第五阀门71和第七阀门91。高压气体源1向电气设备的冷却液管路中注入气体，冷却液管路中压力不断增加，在压力作用下，冷却液管路中的冷却液不断流入储液罐2，由于第六阀门81打开，储液罐2中的空气向外界流出。当冷却液管路中的液体排净后，关闭所有阀门。

本申请中的电气设备采用自循环蒸发冷却系统，利用蒸发冷却工质对电气设备进行冷却时，直接将液体注入电气设备的冷却液管路即可，运行过程简便，不会造成液体工质污染，冷却工质循环反复利用，降低了系统运行成本。另外，本申请直接利用高压气体源1将液体注入到电气设备的冷却液管路中，简便快捷，而且利用气压将液体注入管路中，液体流动平稳，减小对管路冲击，提高管路运行可靠性，降低了故障发生率，与储液罐2相连的泵71仅用于向储液罐2中注入液体工质，耗电量低，降低了运行成本。相对于现有技术，本申请的注排液装置还减少了零部件数量，利用高压气体源1即可完成系统注液和排液过程，控制过程简化，大大降低了系统故障发生率，使得可靠性大幅提高。

需要说明的是，本申请的高压气体源1可以由本领域技术人员根据实际需要选择，例如高压气体源1可以是气泵。

作为一种可能的实施方式，注排液装置还包括液位计21，液位计21设置于储液罐2上，用于观测储液罐2内的液位高度。通过储液罐2的液位计21可以观测存储罐2中的液体剩余量，从而间接判断电气设备的冷却液管路中的液体含量。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种注排液装置，其特征在于，所述注排液装置包括：

高压气体源，所述高压气体源用于产生高压气体；

储液罐，所述储液罐用于存储冷却液；所述高压气体源设置于所述储液罐的上方；

第一管路，其上设置有第一阀门；

第二管路，其上设置有第二阀门，所述第二管路连通所述储液罐和电气设备中的冷却液管道；所述第二管路的一端与所述储液罐的底部连通；

第三管路，其上设置有第三阀门；

与所述高压气体源连通的第四管路，其上设置有第四阀门，所述第四管路与所述第一管路连通，用于连通所述高压气体源与所述储液罐；所述第四管路与所述第三管路连通，用于连通所述高压气体源与电气设备中的冷却液管道；

第一排气管，其上设置有第六阀门，所述第一排气管设置于所述储液罐的顶部，用于连通所述储液罐与外部环境；当向所述储液罐泵入冷却液或者将电气设备的冷却液管道内的冷却液排出到所述储液罐时，打开所述第六阀门能够使所述储液罐中的气体经所述第一排气管排出到外部环境；

第二排气管，其上设置有第七阀门，所述第二排气管用于连通所述第三管路和外部环境；当向电气设备的冷却液管道内注入冷却液时，打开所述第七阀门能够使所述冷却液管道内的气体依次经所述第三管路和所述第二排气管排出到外部环境；

当所述第四阀门、所述第一阀门和所述第二阀门打开，且所述第三阀门关闭时，所述高压气体源产生的高压气体能够通过所述第四管路、所述第一管路注入到所述储液罐，以使所述储液罐内的冷却液通过所述第二管路注入到电气设备的冷却液管道内；

当所述第一阀门关闭，且所述第四阀门、所述第二阀门和所述第三阀门打开时，所述高压气体源产生的高压气体能够通过所述第四管路、所述第三管路注入到电气设备的冷却液管道内，以使所述冷却液管道内的冷却液沿所述第二管路排出到所述储液罐。

2.根据权利要求1所述的注排液装置，其特征在于，所述注排液装置还包括：

第五管路，其上设置有第五阀门，所述第五管路与所述储液罐连通；

泵，当所述第五阀门打开时，所述泵能够通过所述第五管路向所述储液罐中泵入冷却液。

3.根据权利要求2所述的注排液装置，其特征在于，所述第一管路位于所述储液罐的顶端；所述第五管路位于所述储液罐的底端。

4.根据权利要求1所述的注排液装置，其特征在于，所述注排液装置还包括：

液位计，所述液位计设置于所述储液罐上，用于观测所述储液罐内的液位高度。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的注排液装置，其特征在于，所述高压气体源为气泵。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的注排液装置，其特征在于，所述电气设备采用自循环蒸发冷却系统。

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