CN112186540A - 一种控温式防凝露户外配电柜 - Google Patents

一种控温式防凝露户外配电柜 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种控温式防凝露户外配电柜，属于配电柜技术领域，本发明可以实现引入相变控温球，将空气中的水汽通过湿移棒聚集至相变控温球内，随着水分的不断增加，湿移棒的重量也随之增加并在重力作用下进行位移，与预设的充气棒和控温凹层进行接触，在挤压作用下释放出吸收的水分，并与控温凹层接触触发降温动作，在极短的时间内将水分快速凝结成冰，同时充气棒触发充气动作，湿移棒上端的屏蔽气球充气后快速膨胀，对除湿区域进行屏蔽阻止外界空气的流通，控温凹层的降温动作可以直接对电力设备进行冷却散热，反过来也可以利用电力设备的热量对冰进行融化，以较缓和的方式释放出吸收的水分，从而改善配电柜内部的凝露现象。

Description

一种控温式防凝露户外配电柜
技术领域
本发明涉及配电柜技术领域，更具体地说，涉及一种控温式防凝露户外配电柜。
背景技术
配电柜(箱)分动力配电柜(箱)和照明配电柜(箱)、计量柜(箱)，是配电系统的末级设备。配电柜是电动机控制中心的统称。配电柜使用在负荷比较分散、回路较少的场合；电动机控制中心用于负荷集中、回路较多的场合。它们把上一级配电设备某一电路的电能分配给就近的负荷。这级设备应对负荷提供保护、监视和控制。
由于配电柜内部配置有大量的电力和通信设备比如熔断器、接触器、剩余电流动作保护器、电容计量表、断路器、电度表、变频器等等元器件，这些元器件在室外温度过高时，再加上自身在长时间运行的过程中也会产生大量的热量，尤其是带有变频器的产品，产生的热量更大。很容易使配电柜内部温度达到40度以上，而元器件本身对高温也是非常敏感的，一旦配电柜内部的温度长期高于40℃时，将会严重的影响到我们配电设备的运行稳定性以及使用寿命。不仅会使配电柜内的设备元件提前老化，缩短使用寿命，还会影响元器件的正常工作，甚至还会导致元器件的烧毁，造成意外因此现有的配电柜上一般都会采取散热措施，最常见的就是设置与外界连通的散热孔。
但是户外配电柜由于暴露在自然环境中，外界空气中的水汽也会进入到配电柜内部，遇到发热的设备后容易出现凝露现象，不仅容易腐蚀电子元器件，同时存在短路的风险。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种控温式防凝露户外配电柜，可以实现创新性的在配电柜上的散热孔处引入相变控温球，对外界进入配电柜内的空气进行除湿，将空气中的水汽通过湿移棒聚集至相变控温球内，随着水分的不断增加，湿移棒的重量也随之增加并在重力作用下进行位移，与预设的充气棒和控温凹层进行接触，在挤压作用下释放出吸收的水分，并与控温凹层接触触发降温动作，在极短的时间内将水分快速凝结成冰，对位移后的湿移棒进行暂时定位，同时充气棒触发充气动作，湿移棒上端的屏蔽气球充气后快速膨胀，对除湿区域进行屏蔽阻止外界空气的流通，控温凹层的降温动作可以直接对电力设备进行冷却散热，反过来也可以利用电力设备的热量对冰进行融化，以较缓和的方式释放出吸收的水分，从而改善配电柜内部的凝露现象。
2.技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种控温式防凝露户外配电柜，包括配电柜本体，所述配电柜本体的背板上开设有多个均匀分布的散热孔，所述配电柜本体内安装有电力设备，所述散热孔内安装有散热条，所述散热条上端镶嵌连接有相变控温球，所述散热条与电力设备之间导热块，所述相变控温球包括控温基球、通气表壳和多个控温凹层，所述控温基球镶嵌于散热条内，且通气表壳可拆卸连接于控温基球上端，所述控温基球上端开设有多个均匀分布的控温槽，且控温凹层填充于控温槽内，所述通气表壳上开设有多个均匀分布的中缩迁移孔，且中缩迁移孔与控温槽相对应，所述中缩迁移孔内插设有湿移棒。
进一步的，所述湿移棒包括导湿纤维外衣、传气管、屏蔽气球和集水球，所述传气管镶嵌连接于导湿纤维外衣内端，且传气管与屏蔽气球相连通，所述屏蔽气球和集水球分别连接于导湿纤维外衣两端，且集水球位于靠近控温凹层的一侧，所述集水球与中缩迁移孔和控温槽均相匹配，所述集水球与中缩迁移孔开口处之间连接有多根弹力拉线，导湿纤维外衣起到从外界空气中吸收水分的作用，并将吸收的水分输送至集水球处，随着集水球吸收水分的增加，重量也随之增加，从而有效抵抗弹力拉线的弹性拉力触发下移动作，与充气棒接触后挤压出水，控温凹层遇水后展开控温措施。
进一步的，所述中缩迁移孔包括上下两侧的常径段和中间的收缩段，所述常径段与集水球间隙配合，所述收缩段与集水球过盈配合，收缩段起到滞留集水球的作用，在集水球增重至一定程度后形变突破收缩段后急速下降，从而与充气棒配合形成良好的挤压作用。
进一步的，所述控温槽还连接有充气棒，所述湿移棒还包括镶嵌于集水球内的动磁环，且动磁环连接于传气管的端口处，所述集水球中心处开设有挤压缝，通过静磁环与动磁环之间的磁吸作用，一方面可以提高充气棒对集水球的挤压作用，另一方面可以迫使充气棒与传气管之间形成精准的无缝对接，有利于后续的充气动作。
进一步的，所述充气棒包括挤压管、静磁环和多个充气挤压包，所述挤压管连接于控温槽底壁上，所述静磁环连接于挤压管上端并与动磁环相匹配，所述充气挤压包均匀镶嵌于挤压管上并保持交错分布，充气挤压包是在接触到集水球上的水分后触发充气动作，一方面产生气体借由传气管对屏蔽气球件充气，另一方面通过释放气体时的冲击力，迫使充气挤压包对集水球进行反复振动，从而提高其释放水分的效果。
进一步的，所述充气挤压包包括自鼓包膜、引水纤维丝和释气球，所述挤压管上开设有多个外动孔，所述自鼓包膜连接于外动孔开口处，所述引水纤维丝镶嵌于自鼓包膜上，且引水纤维丝两端分别延伸至挤压管内外两侧，所述释气球包裹于引水纤维丝位于挤压管内的一端，引水纤维丝将集水球的水分输送至释气球处，释气球在水分的作用下触发分解反应，从而释放出大量的气体，利用气体的反作用力对自鼓包膜形成反复鼓包的动作，提高对集水球的挤压效果。
进一步的，所述挤压管采用导热材料制成，所述自鼓包膜采用不透气弹性材料制成，所述释气球采用泡腾崩解剂制成。
进一步的，所述导湿纤维外衣采用导水材料制成，所述集水球采用弹性吸水材料制成。
进一步的，所述控温基球和散热条均采用导热材料制成，所述通气表壳采用透气保温材料制成。
进一步的，所述控温凹层采用多孔导热材料制成，且多孔导热材料上填充有硝石粉末，多孔导热材料可以充分分散硝石粉末，可以在短时间内快速的溶于水中触发降温动作，同时自身具有优异的导热性，从而实现对电力设备的降温冷却以及后续的加热蒸发。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
(1)本方案可以实现创新性的在配电柜上的散热孔处引入相变控温球，对外界进入配电柜内的空气进行除湿，将空气中的水汽通过湿移棒聚集至相变控温球内，随着水分的不断增加，湿移棒的重量也随之增加并在重力作用下进行位移，与预设的充气棒和控温凹层进行接触，在挤压作用下释放出吸收的水分，并与控温凹层接触触发降温动作，在极短的时间内将水分快速凝结成冰，对位移后的湿移棒进行暂时定位，同时充气棒触发充气动作，湿移棒上端的屏蔽气球充气后快速膨胀，对除湿区域进行屏蔽阻止外界空气的流通，控温凹层的降温动作可以直接对电力设备进行冷却散热，反过来也可以利用电力设备的热量对冰进行融化，以较缓和的方式释放出吸收的水分，从而改善配电柜内部的凝露现象。
(2)湿移棒包括导湿纤维外衣、传气管、屏蔽气球和集水球，传气管镶嵌连接于导湿纤维外衣内端，且传气管与屏蔽气球相连通，屏蔽气球和集水球分别连接于导湿纤维外衣两端，且集水球位于靠近控温凹层的一侧，集水球与中缩迁移孔和控温槽均相匹配，集水球与中缩迁移孔开口处之间连接有多根弹力拉线，导湿纤维外衣起到从外界空气中吸收水分的作用，并将吸收的水分输送至集水球处，随着集水球吸收水分的增加，重量也随之增加，从而有效抵抗弹力拉线的弹性拉力触发下移动作，与充气棒接触后挤压出水，控温凹层遇水后展开控温措施。
(3)中缩迁移孔包括上下两侧的常径段和中间的收缩段，常径段与集水球间隙配合，收缩段与集水球过盈配合，收缩段起到滞留集水球的作用，在集水球增重至一定程度后形变突破收缩段后急速下降，从而与充气棒配合形成良好的挤压作用。
(4)控温槽还连接有充气棒，湿移棒还包括镶嵌于集水球内的动磁环，且动磁环连接于传气管的端口处，集水球中心处开设有挤压缝，通过静磁环与动磁环之间的磁吸作用，一方面可以提高充气棒对集水球的挤压作用，另一方面可以迫使充气棒与传气管之间形成精准的无缝对接，有利于后续的充气动作。
(5)充气棒包括挤压管、静磁环和多个充气挤压包，挤压管连接于控温槽底壁上，静磁环连接于挤压管上端并与动磁环相匹配，充气挤压包均匀镶嵌于挤压管上并保持交错分布，充气挤压包是在接触到集水球上的水分后触发充气动作，一方面产生气体借由传气管对屏蔽气球件充气，另一方面通过释放气体时的冲击力，迫使充气挤压包对集水球进行反复振动，从而提高其释放水分的效果。
(6)充气挤压包包括自鼓包膜、引水纤维丝和释气球，挤压管上开设有多个外动孔，自鼓包膜连接于外动孔开口处，引水纤维丝镶嵌于自鼓包膜上，且引水纤维丝两端分别延伸至挤压管内外两侧，释气球包裹于引水纤维丝位于挤压管内的一端，引水纤维丝将集水球的水分输送至释气球处，释气球在水分的作用下触发分解反应，从而释放出大量的气体，利用气体的反作用力对自鼓包膜形成反复鼓包的动作，提高对集水球的挤压效果。
(7)控温凹层采用多孔导热材料制成，且多孔导热材料上填充有硝石粉末，多孔导热材料可以充分分散硝石粉末，可以在短时间内快速的溶于水中触发降温动作，同时自身具有优异的导热性，从而实现对电力设备的降温冷却以及后续的加热蒸发。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明散热孔处的结构示意图；
图3为本发明相变控温球的结构示意图；
图4为图3中A处的结构示意图；
图5为本发明湿移棒的结构示意图；
图6为本发明充气棒的结构示意图。
图中标号说明：
1配电柜本体、2散热条、3相变控温球、31控温基球、32通气表壳、33控温凹层、4电力设备、5湿移棒、51导湿纤维外衣、52传气管、53屏蔽气球、54集水球、55动磁环、6弹力拉线、7充气棒、71挤压管、72静磁环、73自鼓包膜、74引水纤维丝、75释气球、8中缩迁移孔。
具体实施方式
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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”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。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
请参阅图1-2，一种控温式防凝露户外配电柜，包括配电柜本体1，配电柜本体1的背板上开设有多个均匀分布的散热孔，配电柜本体1内安装有电力设备4，散热孔内安装有散热条2，散热条2上端镶嵌连接有相变控温球3，散热条2与电力设备4之间导热块。
请参阅图3，相变控温球3包括控温基球31、通气表壳32和多个控温凹层33，控温基球31镶嵌于散热条2内，且通气表壳32可拆卸连接于控温基球31上端，控温基球31上端开设有多个均匀分布的控温槽，且控温凹层33填充于控温槽内，通气表壳32上开设有多个均匀分布的中缩迁移孔8，且中缩迁移孔8与控温槽相对应，中缩迁移孔8内插设有湿移棒5。
控温基球31和散热条2均采用导热材料制成，通气表壳32采用透气保温材料制成，控温凹层33采用多孔导热材料制成，且多孔导热材料上填充有硝石粉末，多孔导热材料可以充分分散硝石粉末，可以在短时间内快速的溶于水中触发降温动作，同时自身具有优异的导热性，从而实现对电力设备4的降温冷却以及后续的加热蒸发。
请参阅图4-5，湿移棒5包括导湿纤维外衣51、传气管52、屏蔽气球53和集水球54，传气管52镶嵌连接于导湿纤维外衣51内端，且传气管52与屏蔽气球53相连通，屏蔽气球53和集水球54分别连接于导湿纤维外衣51两端，且集水球54位于靠近控温凹层33的一侧，集水球54与中缩迁移孔8和控温槽均相匹配，集水球54与中缩迁移孔8开口处之间连接有多根弹力拉线6，导湿纤维外衣51起到从外界空气中吸收水分的作用，并将吸收的水分输送至集水球54处，随着集水球54吸收水分的增加，重量也随之增加，从而有效抵抗弹力拉线6的弹性拉力触发下移动作，与充气棒7接触后挤压出水，控温凹层33遇水后展开控温措施。
导湿纤维外衣51采用导水材料制成，集水球54采用弹性吸水材料制成。
中缩迁移孔8包括上下两侧的常径段和中间的收缩段，常径段与集水球54间隙配合，收缩段与集水球54过盈配合，收缩段起到滞留集水球54的作用，在集水球54增重至一定程度后形变突破收缩段后急速下降，从而与充气棒7配合形成良好的挤压作用。
控温槽还连接有充气棒7，湿移棒5还包括镶嵌于集水球54内的动磁环55，且动磁环55连接于传气管52的端口处，集水球54中心处开设有挤压缝，通过静磁环72与动磁环55之间的磁吸作用，一方面可以提高充气棒7对集水球54的挤压作用，另一方面可以迫使充气棒7与传气管52之间形成精准的无缝对接，有利于后续的充气动作。
请参阅图6，充气棒7包括挤压管71、静磁环72和多个充气挤压包，挤压管71连接于控温槽底壁上，静磁环72连接于挤压管71上端并与动磁环55相匹配，充气挤压包均匀镶嵌于挤压管71上并保持交错分布，充气挤压包是在接触到集水球54上的水分后触发充气动作，一方面产生气体借由传气管52对屏蔽气球53件充气，另一方面通过释放气体时的冲击力，迫使充气挤压包对集水球54进行反复振动，从而提高其释放水分的效果。
充气挤压包包括自鼓包膜73、引水纤维丝74和释气球75，挤压管71上开设有多个外动孔，自鼓包膜73连接于外动孔开口处，引水纤维丝74镶嵌于自鼓包膜73上，且引水纤维丝74两端分别延伸至挤压管71内外两侧，释气球75包裹于引水纤维丝74位于挤压管71内的一端，引水纤维丝74将集水球54的水分输送至释气球75处，释气球75在水分的作用下触发分解反应，从而释放出大量的气体，利用气体的反作用力对自鼓包膜73形成反复鼓包的动作，提高对集水球54的挤压效果。
挤压管71采用导热材料制成，自鼓包膜73采用不透气弹性材料制成，释气球75采用泡腾崩解剂制成。
使用时，导湿纤维外衣51将外界空气中的水分吸收并输送至集水球54，集水球54增重到达临界值后在中缩迁移孔8中下落，并与充气棒7接触实现挤压出水的作用，充气挤压包接触到水分后触发充气动作，集水球54充气膨胀后对该区域进行屏蔽，迫使外界空气从其余保持吸湿能力的湿移棒5处经过，控温凹层33中的硝石粉末在溶解至水中时吸收大量的热量迫使其降温结冰，一方面对湿移棒5进行固定，另一方面可以间接对电力设备4进行降温冷却，此时进入到配电柜本体1内的空气较为干燥，改善湿冷空气在电力设备4上的凝露现象，同时在电力设备4的持续供热状态下，冰也会逐渐融化并蒸发，以较为缓和的方式重新回到空气中，空气湿度相比于初始时下降很多，随着集水球54上的水分持续蒸发减重后，湿移棒5在中缩迁移孔8内重新上升复位，屏蔽气球53内的气体得以释放，在经过集水球54时正好将蒸发后结晶析出的硝石粉末吹落掉至控温凹层33上，等待下一轮的控温。
本发明可以实现创新性的在配电柜上的散热孔处引入相变控温球3，对外界进入配电柜内的空气进行除湿，将空气中的水汽通过湿移棒5聚集至相变控温球3内，随着水分的不断增加，湿移棒5的重量也随之增加并在重力作用下进行位移，与预设的充气棒7和控温凹层33进行接触，在挤压作用下释放出吸收的水分，并与控温凹层33接触触发降温动作，在极短的时间内将水分快速凝结成冰，对位移后的湿移棒5进行暂时定位，同时充气棒7触发充气动作，湿移棒5上端的屏蔽气球53充气后快速膨胀，对除湿区域进行屏蔽阻止外界空气的流通，控温凹层33的降温动作可以直接对电力设备4进行冷却散热，反过来也可以利用电力设备4的热量对冰进行融化，以较缓和的方式释放出吸收的水分，从而改善配电柜内部的凝露现象。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种控温式防凝露户外配电柜，包括配电柜本体(1)，所述配电柜本体(1)的背板上开设有多个均匀分布的散热孔，所述配电柜本体(1)内安装有电力设备(4)，其特征在于：所述散热孔内安装有散热条(2)，所述散热条(2)上端镶嵌连接有相变控温球(3)，所述散热条(2)与电力设备(4)之间导热块，所述相变控温球(3)包括控温基球(31)、通气表壳(32)和多个控温凹层(33)，所述控温基球(31)镶嵌于散热条(2)内，且通气表壳(32)可拆卸连接于控温基球(31)上端，所述控温基球(31)上端开设有多个均匀分布的控温槽，且控温凹层(33)填充于控温槽内，所述通气表壳(32)上开设有多个均匀分布的中缩迁移孔(8)，且中缩迁移孔(8)与控温槽相对应，所述中缩迁移孔(8)内插设有湿移棒(5)。
2.根据权利要求1所述的一种控温式防凝露户外配电柜，其特征在于：所述湿移棒(5)包括导湿纤维外衣(51)、传气管(52)、屏蔽气球(53)和集水球(54)，所述传气管(52)镶嵌连接于导湿纤维外衣(51)内端，且传气管(52)与屏蔽气球(53)相连通，所述屏蔽气球(53)和集水球(54)分别连接于导湿纤维外衣(51)两端，且集水球(54)位于靠近控温凹层(33)的一侧，所述集水球(54)与中缩迁移孔(8)和控温槽均相匹配，所述集水球(54)与中缩迁移孔(8)开口处之间连接有多根弹力拉线(6)。
3.根据权利要求2所述的一种控温式防凝露户外配电柜，其特征在于：所述中缩迁移孔(8)包括上下两侧的常径段和中间的收缩段，所述常径段与集水球(54)间隙配合，所述收缩段与集水球(54)过盈配合。
4.根据权利要求2所述的一种控温式防凝露户外配电柜，其特征在于：所述控温槽还连接有充气棒(7)，所述湿移棒(5)还包括镶嵌于集水球(54)内的动磁环(55)，且动磁环(55)连接于传气管(52)的端口处，所述集水球(54)中心处开设有挤压缝。
5.根据权利要求4所述的一种控温式防凝露户外配电柜，其特征在于：所述充气棒(7)包括挤压管(71)、静磁环(72)和多个充气挤压包，所述挤压管(71)连接于控温槽底壁上，所述静磁环(72)连接于挤压管(71)上端并与动磁环(55)相匹配，所述充气挤压包均匀镶嵌于挤压管(71)上并保持交错分布。
6.根据权利要求5所述的一种控温式防凝露户外配电柜，其特征在于：所述充气挤压包包括自鼓包膜(73)、引水纤维丝(74)和释气球(75)，所述挤压管(71)上开设有多个外动孔，所述自鼓包膜(73)连接于外动孔开口处，所述引水纤维丝(74)镶嵌于自鼓包膜(73)上，且引水纤维丝(74)两端分别延伸至挤压管(71)内外两侧，所述释气球(75)包裹于引水纤维丝(74)位于挤压管(71)内的一端。
7.根据权利要求6所述的一种控温式防凝露户外配电柜，其特征在于：所述挤压管(71)采用导热材料制成，所述自鼓包膜(73)采用不透气弹性材料制成，所述释气球(75)采用泡腾崩解剂制成。
8.根据权利要求2所述的一种控温式防凝露户外配电柜，其特征在于：所述导湿纤维外衣(51)采用导水材料制成，所述集水球(54)采用弹性吸水材料制成。
9.根据权利要求1所述的一种控温式防凝露户外配电柜，其特征在于：所述控温基球(31)和散热条(2)均采用导热材料制成，所述通气表壳(32)采用透气保温材料制成。
10.根据权利要求1所述的一种控温式防凝露户外配电柜，其特征在于：所述控温凹层(33)采用多孔导热材料制成，且多孔导热材料上填充有硝石粉末。
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