CN111818762B - 一种智能正压防爆变频器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及石油钻采用电气设备技术领域，且公开了一种智能正压防爆变频器，包括控制柜体和设置在控制柜体内部的变频器；所述控制柜体的进气口处设有向其内部通入气体的进气管，进气管与气源连接，所述进气管连通连接有位于控制柜体内部的冷量补偿管和正压通气管；所述正压通气管用于向控制柜体内持续通入气体，使其内部处于正压状态。该智能正压防爆变频器，通过冷量补偿管、制冷装置和正压通气管的配合使用，制冷装置将变频器的热量排出，并且通入控制柜体的气体一部分用于正压，另一部分进入到变频器的内部，增加气体流动速度，进行冷量补偿，辅助降温，实现了同时散热和防爆的目的。

Description

一种智能正压防爆变频器
技术领域
本发明涉及石油钻采用电气设备技术领域，具体为一种智能正压防爆变频器。
背景技术
目前，大功率变频电机、柜式变频器已经得到广泛应用，但石油石化行业就地使用的柜式变频器必须满足防爆要求，现有普通变频器一般采用强制风冷设计，即采用轴流风机进行散热，正压防爆变频器控制室是采用保护性气体连续通过正压外壳的方法，使壳体内部保持正压，从而达到阻止环境中危险气体混合物进入壳体内与点火源接触。
但是变频器在工作中约有5％-6％热损耗，如果使用安全区取风式正压系统，海洋盐雾环境对变频器腐蚀损伤很大，如果使用压缩风正压系统，供风量小于柜式变频器排风量，热量无法全部带走且容易产生负压。对于小功率变频器可以采用隔爆壳体，加散热片的方法解决，但对大功率柜式变频器就要求用一种方法同时解决散热和防爆两种目的，而且原来的控制室设计功能单一，不能综合远程进行控制和监控。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种智能正压防爆变频器，具备同时散热和防爆等优点，解决了现有技术中压缩风正压系统，热量无法全部带走且容易产生负压，不能同时解决散热和防爆的问题。
(二)技术方案
为实现上述对工作异常的潜油电泵进行处理的目的，本发明提供如下技术方案：
一种智能正压防爆变频器，包括控制柜体和设置在控制柜体内部的变频器；所述控制柜体的进气口处设有向其内部通入气体的进气管，进气管与气源连接，所述进气管连通连接有位于控制柜体内部的冷量补偿管和正压通气管；
所述正压通气管用于向控制柜体内持续通入气体，使其内部处于正压状态；
所述冷量补偿管与变频器连接；所述变频器上设有与其内部连通的变频器排风管，用于排出变频器产生的热风；
所述控制柜体内设有制冷装置，所述制冷装置的进气口和排气口分别与变频器排风管和变频器连接；所述制冷装置用于将热风冷却，并重新送入变频器内。
优选的，所述制冷装置和变频器排风管之间设有降温装置，降温装置的进气口与变频器排风管的出口连接，降温装置的进气口与制冷装置的进气口连接，降温装置用于对变频器排出的热风进行预降温。
优选的，所述制冷装置和变频器之间设有除湿装置；所述除湿装置的进气口和制冷装置的出气口连接，除湿装置的出气口和变频器连接；所述除湿装置用于将冷却除湿后的气体通入变频器内部。
优选的，所述制冷装置和除湿装置还连接有冷流水收集管；所述冷流水收集管安装控制柜体内，用于将制冷装置和除湿装置产生的冷流水排出。
优选的，所述正压通气管的数量为若干个，并且正压通气管上设有若干个均匀分布的排气孔。
优选的，所述控制柜体内还安装有PLC控制器、传感器和正压控制器；所述PLC控制器与变频器双向电性连接，所述降温装置、制冷装置、正压控制器和除湿装置的输入端与PLC控制器的输出端电性连接；所述传感器的输出端与PLC控制器的输入端电性连接。
优选的，所述进气管的外表面依次安装有过滤器和电磁阀，所述过滤器和电磁阀均与正压控制器电性连接。
优选的，所述控制柜体的出气口处安装有排气阀，所述正压控制器与排气阀电性连接。
优选的，所述PLC控制器还双向电性连接有工控机和触摸屏。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种智能正压防爆变频器，具备以下有益效果：
1、该智能正压防爆变频器，通过冷量补偿管、制冷装置和正压通气管的配合使用，制冷装置将变频器的热量排出，并且通入控制柜体的气体一部分用于正压，另一部分进入到变频器的内部，增加气体流动速度，进行冷量补偿，辅助降温，实现了同时散热和防爆的目的。
2、该智能正压防爆变频器，通过正压通气管上设置的排气孔和排气阀的设置，具有正压效果稳定的优点。
3、该智能正压防爆变频器，通过降温装置、除湿装置和冷流水收集管的使用，增强了制冷效果，具有预降温和除湿的优点，并且将热风将降温成为冷风，不排出，可循环利用。
4、该智能正压防爆变频器，通过PLC控制器、正压控制器、工控机的设置，能够实现远程智能控制。
附图说明
图1为实施例一的控制柜体内部的立体结构图；
图2为实施例一的控制柜体内部的俯视图；
图3为实施例一的涡流管装置的结构图；
图4为实施例一正压和散热的原理图；
图5为实施例二控制柜体的结构框图。
图中：1控制柜体、2变频器、3变频器排风管、4降温装置、5制冷装置、 6除湿装置、7进气管、8冷量补偿管、9正压通气管、10排气阀、11过滤器、 12电磁阀、13传感器、14PLC控制器、15正压控制器、16声光报警器、17 触摸屏、18工控机、19冷流水收集管。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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做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。
实施例一：
一种智能正压防爆变频器，包括控制柜体1和设置在控制柜体1内部的变频器2；控制柜体1的进气口处设有向其内部通入气体的进气管7，进气管 7与气源连接，气源为压缩的冷空气；进气管7连通连接有位于控制柜体1内部的冷量补偿管8和正压通气管9；
正压通气管9的数量为若干个，将进气管7送入的气体向控制柜体1内持续通入，从而使控制柜体1内始终处于正压状态，避免环境中危险气体混合物进入壳体内与点火源接触；同时正压通气管9上设有若干个均匀分布的排气孔，用于加大通入气体的速度和流量，和全方位的排气；本实施例中正压通气管9的数量为两个，并排竖直设置在控制柜体1的内部，控制柜体1 为柜式；
为解决保持正压的同时，变频器2产生的热量进行排出，形成负压的问题；变频器2上设有与其内部连通的变频器排风管3，用于排出变频器2产生的热风；控制柜体1内设有制冷装置5，制冷装置5的进气口和排气口分别与变频器排风管3和变频器2连接；制冷装置5用于将热风冷却，并重新送入变频器2内，从而热量导致负压的问题；同时冷量补偿管8与变频器2连接，使进气管7送入的压缩空气一部分用于正压，另一部分进入到变频器2的内部，增加气体流动速度，进行冷量补偿，辅助降温。
工作过程和原理：压缩空气从进气管7分进入到冷量补偿管8和正压通气管9中，正压通气管9用于正压，冷量补偿管8进入到变频器2中，将变频器2的热量带动并进入到变频器排风管3中，通过变频器排风管3将热风收集，送入到制冷装置5中，制冷装置5将热风制冷并重新送入变频器2中，其中制冷装置5为风机盘管空调器。
为增强制冷效果和以及解决制冷过程中产生的冷流水，采用以下结构，制冷装置5和变频器排风管3之间设有降温装置4，降温装置4的进气口与变频器排风管3的出口连接，降温装置4的进气口与制冷装置5的进气口连接，降温装置4用于对变频器2排出的热风进行预降温。制冷装置5和变频器2 之间设有除湿装置6；除湿装置6的进气口和制冷装置5的出气口连接，除湿装置6的出气口和变频器2连接；除湿装置6用于将冷却除湿后的气体通入变频器2内部；制冷装置5和除湿装置6还连接有冷流水收集管19；冷流水收集管19安装控制柜体1内，用于将制冷装置5和除湿装置6产生的冷流水排出，本实例中除湿装置6可为电子除湿器，降温装置4可为涡流管装置，通过竖直设置的多个涡流管进行预冷却。
实施例二
在实施例一的基础上进行改进，是为了在正压和散热同时进行，并进行智能控制，控制柜体1内还安装有PLC控制器14、传感器13和正压控制器 15；PLC控制器14与变频器2双向电性连接，降温装置4、制冷装置5、正压控制器15和除湿装置6的输入端与PLC控制器14的输出端电性连接；传感器13的输出端与PLC控制器14的输入端电性连接；控制柜体1门口设有除爆除静电装置22，进入主控室前，可通过该装置消除人体静电；
进气管7的外表面依次安装有过滤器11和电磁阀12，过滤器11和电磁阀12均与正压控制器15电性连接；控制柜体1的出气口处安装有排气阀10，排气阀10是为了排出控制柜体1内多余的气体，防止压力过大，正压控制器 15与排气阀10电性连接；PLC控制器14还双向电性连接有工控机18、声光报警器16、和触摸屏17；
传感器13包括温度传感器1301、湿度传感器1302、烟雾报警器1303、氧含量传感器1304、和可燃气体传感器1305、压力传感器1306、硫化氢传感器1307、压差传感器1308。温度传感器1301检测控制柜体1内的温度，湿度传感器1302检测控制柜体1内的湿度，烟雾报警器1303为控制柜体1内失火烟雾报警，氧含量传感器1304检测控制柜体1内的氧气含量，可燃气体传感器1305检测控制柜体1内的烷类气体的浓度，压力传感器测量1306检测压缩风1308测量控制柜体内外的压力差，以上各个传感器将检测到的数据传送至PLC控制器14；
通过以上的设置和连接PLC控制器14可以进行控制正压控制器15进行控制正和散热，并且采集传感器13的数据将其显示在触摸屏17上，工控机 18与PLC控制器14连接，可实现远程的智能控制。
本发明的有益效果是：能够将散热和正压同时进行，制冷装置5将热风制冷并重新送入变频器2中，使进气管7送入的压缩空气一部分用于正压，另一部分进入到变频器2的内部，增加气体流动速度，进行冷量补偿，辅助降温。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种智能正压防爆变频器，包括控制柜体(1)和设置在控制柜体(1)内部的变频器(2)；所述控制柜体(1)的进气口处设有向其内部通入气体的进气管(7)，进气管(7)与气源连接，其特征在于：所述进气管(7)连通连接有位于控制柜体(1)内部的冷量补偿管(8)和正压通气管(9)；
所述正压通气管(9)用于向控制柜体(1)内持续通入气体，使其内部处于正压状态；
所述冷量补偿管(8)与变频器(2)连接；所述变频器(2)上设有与其内部连通的变频器排风管(3)，用于排出变频器(2)产生的热风；
所述控制柜体(1)内设有制冷装置(5)，所述制冷装置(5)的进气口和排气口分别与变频器排风管(3)和变频器(2)连接；所述制冷装置(5)用于将热风冷却，并重新送入变频器(2)内；
所述制冷装置(5)和变频器排风管(3)之间设有降温装置(4)，降温装置(4)的进气口与变频器排风管(3)的出口连接，降温装置(4)的进气口与制冷装置(5)的进气口连接，降温装置(4)用于对变频器(2)排出的热风进行预降温；
所述制冷装置(5)和变频器(2)之间设有除湿装置(6)；所述除湿装置(6)的进气口和制冷装置(5)的出气口连接，除湿装置(6)的出气口和变频器(2)连接；所述除湿装置(6)用于将冷却除湿后的气体通入变频器(2)内部；
所述制冷装置(5)和除湿装置(6)还连接有冷流水收集管(19)；所述冷流水收集管(19)安装控制柜体(1)内，用于将制冷装置(5)和除湿装置(6)产生的冷流水排出。
2.根据权利要求1所述的一种智能正压防爆变频器，其特征在于：所述正压通气管(9)的数量为若干个，并且正压通气管(9)上设有若干个均匀分布的排气孔。
3.根据权利要求1所述的一种智能正压防爆变频器，其特征在于：所述控制柜体(1)内还安装有PLC控制器(14)、传感器(13)和正压控制器(15)；所述PLC控制器(14)与变频器(2)双向电性连接，所述降温装置(4)、制冷装置(5)、正压控制器(15)和除湿装置(6)的输入端与PLC控制器(14)的输出端电性连接；所述传感器(13)的输出端与PLC控制器(14)的输入端电性连接。
4.根据权利要求3所述的一种智能正压防爆变频器，其特征在于：所述进气管(7)的外表面依次安装有过滤器(11)和电磁阀(12)，所述过滤器(11)和电磁阀(12)均与正压控制器(15)电性连接。
5.根据权利要求3所述的一种智能正压防爆变频器，其特征在于：所述控制柜体(1)的出气口处安装有排气阀(10)，所述正压控制器(15)与排气阀(10)电性连接。
6.根据权利要求3所述的一种智能正压防爆变频器，其特征在于：所述PLC控制器(14)还双向电性连接有工控机(18)和触摸屏(17)。
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