CN113541031A - 一种gis防凝露机箱 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种GIS防凝露机箱，涉及GIS机箱结构技术领域，通过在圆盘结构的基座上设置复合齿轮、电动机、齿条以及活动叶板，其中齿条可滑动设置在基座一侧，齿条与活动叶板固定连接，电动机的输出转轴设有蜗杆，复合齿轮上设有蜗轮以及端部设有螺旋状螺纹，螺纹与齿条相互啮合，蜗杆和蜗轮相互啮合。通过电动机带动复合齿轮转动并带动活动叶板实现径向往复移动，由于活动叶板是扇形结构，多块活动叶板就可以根据滑动距离构成一个整圆将通风口密封，或者根据需要开启一定的大小，从而准确控制通风量。本申请设计合理，结构巧妙，稳定性好，便于组装和检修。

Description

一种GIS防凝露机箱

技术领域

本申请涉及GIS机箱结构技术领域，尤其涉及一种GIS防凝露机箱。

背景技术

气体绝缘金属封闭开关设备(Gas Insulated Switchgear，GIS)具有占地面积小，可靠性高，安全性强，维护工作量很小等的优点，自20世纪60年代问世以来在输变电系统中占据了重要的地位。GIS机构箱用于存放断路器、隔离开关等使用的操动机构，防止操动机构受潮或失效，是GIS中不可或缺的核心部件。 在实际应用中，GIS设备由于长期受到温度、湿度、盐雾、振动等不同工况条件的影响，容易发生其内部湿度过高而凝露或是进水现象，影响了GIS设备的正常运行。而现有技术中，尚缺乏对改善GIS机构箱内部环境湿度过高的研究。

为解决上述问题，本申请人于2020年12月30日申请了CN112803248A名为一种GIS机构箱，其包括：箱体、温湿度传感器单元、控制单元、驱动单元、I/O接口、电源和设置在所述箱体上的至少一个开合通风孔；所述温湿度传感器单元的输出端与所述I/O接口的输入端连接，所述I/O接口的第一输出端与所述驱动单元的输入端连接，所述驱动单元的输出端与所述开合通风孔连接，所述I/O接口的第二输出端与所述控制单元的控制端连接，所述控制单元的输入单元与所述电源的输出端连接；该GIS机构箱通过调节开合通风孔的开合状态和开合角度，能够有效改善GIS机构箱内部因湿度过高而出现凝露的问题，同时可以防止GIS设备正常工作状态时外部水分侵入内部的现象。在使用中发现，通风孔采用对外开合式的结构容易导致其占用额外的外部空间，如果周围有施工就很容易碰撞损坏，此外在空间受限的情况下这种开合方式也不方便。

发明内容

为解决上述问题，本申请采用如下技术方案实现：

一种GIS防凝露机箱，包括箱体、所述箱体设置有箱门和通风孔，箱体内设置有温湿度传感器单元、控制单元、驱动单元、I/O接口以及电源，所述箱体内固定设置有旋转式开合装置，所述旋转式开合装置与所述通风孔匹配对应设置；

所述旋转式开合装置包括基座，所述基座呈圆盘结构；

所述基座的中心开设有转孔，所述转孔内转动设置有复合齿轮；

所述复合齿轮包括齿轮内套筒，所述齿轮内套筒为筒状圆柱体结构；

所述齿轮内套筒的一端外周固定套设有蜗轮，齿轮内套筒的另一端端部设置有螺旋状的螺纹；

所述齿轮内套筒可转动穿设在所述转孔内；齿轮内套筒贯穿于整个转孔。

所述基座的一侧固定设置有电动机，所述电动机的输出转轴上固定设置有蜗杆，所述蜗杆与所述蜗轮相互啮合；

所述基座的另一侧固定设置有滑块，所述滑块设置有至少两个，分别对称环设在所述转孔周围；

所述滑块内滑动穿设有齿条，所述齿条与所述螺纹相互啮合；

所述齿条的背面固定设置有活动叶板，所述活动叶板呈扇形片状结构，所有的活动叶板能够共同构成一个圆盘，该圆盘能够将所述转孔封闭；

所述基座的另一侧固定设置有固定连接环，所述固定连接环为环状结构，其内圈半径大于活动叶板的直径；

所述固定连接环远离基座的一侧与所述箱体内壁固定连接，所述固定连接环的中心与所述通风孔对应。工作时，控制单元根据湿度传感器的数值对旋转式开合装置进行控制，当需要开启通风孔进行通风时，控制电动机带动蜗杆正转，蜗杆带动蜗轮、齿轮内套筒、螺纹正转，由于螺纹和齿条相互啮合，齿条被螺纹带动沿着滑块向基座的外部移动，因为螺纹是螺旋状的结构，分布在整个齿轮内套筒端部，因此可以同时带动所有的齿条一起运动，进而带动所有的活动叶板向外移动，最终活动叶板慢慢分离并以转孔的中线张开形成一个能够让空气流通的通道。关闭的时候正好相反，控制电动机反转，齿条反方向移动即可关闭。这样的结构由于不需要向外伸展，整个装置都是和箱体侧板平行，不影响外部使用。这样的结构非常巧妙，而且控制方便，案子容易。

优选地，所述滑块的横截面呈C形结构，所述活动叶板包括叶板本体，叶板本体为等边扇形结构，叶板本体的中线沿着径向固定设置有齿条固定导轨，所述齿条固定导轨远离叶板本体的一侧与所述齿条固定连接；

所述齿条固定导轨的宽度小于所述齿条的宽度，所述齿条及齿条固定导轨能够同时穿设在所述C形的滑块内。这样的结构可以防止活动叶板及齿条脱落，通过C形的滑块限制，只能沿着前后移动，无法向其他方向移动。这样就节省了额外的定位、导向结构设计，使得整个装置结构更为简化，间接地降低了制作的成本。

优选地，所述电动机为具有减速齿轮箱的直流减速电机。有减速齿轮箱的直流减速电机是市面上非常常见的产品，其控制简单，成本低廉，操作方便。

优选地，所述滑块设置有四个，四者间隔90度分布在转孔外周；

所述活动叶板也设置四块，每一块都为一个整圆的四分之一大小。这样的结构相对比较容易加工和组装。

优选地，所述基座和滑块均采用尼龙材料一体制成。这样可以减少装配的工序，进一步降低成本。

优选地，所述固定连接环采用尼龙材料制成，其上开设有固定螺丝孔，用于与箱体固定连接。

优选地，所述通风孔开设有两个，分为在箱体的左侧开设左侧通风孔，在箱体的右侧开设右侧通风孔；

所述左侧通风孔和所述右侧通风孔都对应固定设置有一个旋转式开合装置。这样的结构便于空气流通时都能够带动整个箱体内的空气流动，提高通风效率。

优选地，所述滑块上还设置有齿条位置检测传感器，用于检测齿条的位移信号。

优选地，所述齿条位置检测传感器为霍尔感器，所述齿条采用尼龙材料制成，其上粘贴有用于检测位置的永磁体。通过霍尔传感器对永磁体的感应，就可以判断齿条的移动位置，这样就能够控制叶板的开合大小。

优选地，所述齿条位置检测传感器与所述控制单元电连接。

本申请通过在圆盘结构的基座上设置复合齿轮、电动机、齿条以及活动叶板，其中齿条可滑动设置在基座一侧，齿条与活动叶板固定连接，电动机的输出转轴设有蜗杆，复合齿轮上设有蜗轮以及端部设有螺旋状螺纹，螺纹与齿条相互啮合，蜗杆和蜗轮相互啮合。通过电动机带动复合齿轮转动并带动活动叶板实现径向往复移动，由于活动叶板是扇形结构，多块活动叶板就可以根据滑动距离构成一个整圆将通风口密封，或者根据需要开启一定的大小，从而准确控制通风量。本申请设计合理，结构巧妙，稳定性好，便于组装和检修。

附图说明

图1是本申请提供的实施例总体结构示意图；

图2是本申请提供的实施例另一个视角的立体示意图；

图3是本申请提供的实施例中旋转式开合装置的立体示意图；

图4是本申请提供的实施例中旋转式开合装置的主视图；

图5是本申请提供的实施例中旋转式开合装置的俯视图；

图6是本申请提供的实施例中旋转式开合装置的后视图；

图7是本申请提供的实施例中旋转式开合装置的爆炸示意图；

图8是本申请提供的实施例中旋转式开合装置另一个视角的爆炸示意图；

图9是涂8的局部放大示意图；

图10是本申请提供的实施例中基座和活动叶板装配后的示意图；

图11是图10的局部放大示意图。

具体实施方式

为使本申请实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施方式中的图1~11，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，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方式，都属于本申请保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施方式。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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申请的限制。

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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1~11所示，一种GIS防凝露机箱，包括箱体1、所述箱体1设置有箱门10和通风孔，箱体1内设置有温湿度传感器单元、控制单元、驱动单元、I/O接口以及电源，控制方面可以沿用现有技术，不需要太多改变。所述箱体1内固定设置有旋转式开合装置2，所述旋转式开合装置2与所述通风孔匹配对应设置。本实施例中，所述通风孔开设有两个，分为在箱体1的左侧开设左侧通风孔11，在箱体1的右侧开设右侧通风孔12，所述左侧通风孔11和所述右侧通风孔12都对应固定设置有一个旋转式开合装置2。这样的结构便于空气流通时都能够带动整个箱体内的空气流动，提高通风效率。

如图3~图11所示，所述旋转式开合装置2包括基座20，所述基座20呈圆盘结构，所述基座20的中心开设有转孔200，所述转孔200内转动设置有复合齿轮21。

如图7所示，所述复合齿轮21包括齿轮内套筒210，所述齿轮内套筒210为筒状圆柱体结构，所述齿轮内套筒210的一端外周固定套设有蜗轮211，齿轮内套筒210的另一端端部设置有螺旋状的螺纹212，所述齿轮内套筒210可转动穿设在所述转孔200内，齿轮内套筒210贯穿于整个转孔200。

所述基座20的一侧固定设置有电动机22，所述电动机22的输出转轴上固定设置有蜗杆220。所述电动机22为具有减速齿轮箱的直流减速电机。有减速齿轮箱的直流减速电机是市面上非常常见的产品，其控制简单，成本低廉，操作方便。所述蜗杆220与所述蜗轮211相互啮合。所述基座20的另一侧固定设置有滑块201，所述滑块201设置有至少两个，分别对称环设在所述转孔200周围。所述滑块201内滑动穿设有齿条25，所述齿条25与所述螺纹212相互啮合。所述齿条25的背面固定设置有活动叶板23，所述活动叶板23呈扇形片状结构，所有的活动叶板23能够共同构成一个圆盘，该圆盘能够将所述转孔200封闭，所述基座20的另一侧固定设置有固定连接环24，所述固定连接环24为环状结构，其内圈半径大于活动叶板23的直径，所述固定连接环24远离基座20的一侧与所述箱体1内壁固定连接，所述固定连接环24的中心与所述通风孔对应。所述固定连接环24采用尼龙材料制成，其上开设有固定螺丝孔，用于与箱体固定连接。

工作时，控制单元根据湿度传感器的数值对旋转式开合装置2进行控制，当需要开启通风孔进行通风时，控制电动机22带动蜗杆220正转，蜗杆220带动蜗轮211、齿轮内套筒210、螺纹212正转，由于螺纹212和齿条25相互啮合，齿条25被螺纹212带动沿着滑块201向基座20的外部移动，因为螺纹212是螺旋状的结构，分布在整个齿轮内套筒210端部，因此可以同时带动所有的齿条一起运动，进而带动所有的活动叶板23向外移动，最终活动叶板23慢慢分离并以转孔200的中线张开形成一个能够让空气流通的通道。关闭的时候正好相反，控制电动机反转，齿条反方向移动即可关闭。这样的结构由于不需要向外伸展，整个装置都是和箱体侧板平行，不影响外部使用。这样的结构非常巧妙，而且控制方便，案子容易。

在一实施例中，所述滑块201的横截面呈C形结构，所述活动叶板23包括叶板本体230，叶板本体230为等边扇形结构，叶板本体230的中线沿着径向固定设置有齿条固定导轨231，所述齿条固定导轨231远离叶板本体230的一侧与所述齿条25固定连接。所述齿条固定导轨231的宽度小于所述齿条25的宽度，所述齿条25及齿条固定导轨231能够同时穿设在所述C形的滑块201内。这样的结构可以防止活动叶板23及齿条25脱落，通过C形的滑块201限制，只能沿着前后移动，无法向其他方向移动。这样就节省了额外的定位、导向结构设计，使得整个装置结构更为简化，间接地降低了制作的成本。

所述滑块201设置有四个，四者间隔90度分布在转孔200外周。所述活动叶板23也设置四块，每一块都为一个整圆的四分之一大小。这样的结构相对比较容易加工和组装。所述基座20和滑块201均采用尼龙材料一体制成。这样可以减少装配的工序，进一步降低成本。所述滑块201上还设置有齿条位置检测传感器，用于检测齿条25的位移信号。所述齿条位置检测传感器为霍尔感器，所述齿条25采用尼龙材料制成，其上粘贴有用于检测位置的永磁体。通过霍尔传感器对永磁体的感应，就可以判断齿条的移动位置，这样就能够控制叶板的开合大小。所述齿条位置检测传感器与所述控制单元电连接。

本申请通过在圆盘结构的基座20上设置复合齿轮21、电动机22、齿条25以及活动叶板23，其中齿条25可滑动设置在基座一侧，齿条25与活动叶板固定连接，电动机22的输出转轴设有蜗杆，复合齿轮上设有蜗轮以及端部设有螺旋状螺纹，螺纹与齿条相互啮合，蜗杆和蜗轮相互啮合。通过电动机22带动复合齿轮21转动并带动活动叶板23实现径向往复移动，由于活动叶板23是扇形结构，多块活动叶板23就可以根据滑动距离构成一个整圆将通风口密封，或者根据需要开启一定的大小，从而准确控制通风量。本申请设计合理，结构巧妙，稳定性好，便于组装和检修。

Claims (10)

1.一种GIS防凝露机箱，包括箱体（1），所述箱体（1）设置有箱门（10）和通风孔，箱体（1）内设置有温湿度传感器单元、控制单元、驱动单元、I/O接口以及电源，其特征在于：

所述箱体（1）内固定设置有旋转式开合装置（2），所述旋转式开合装置（2）与所述通风孔匹配对应设置；

所述旋转式开合装置（2）包括基座（20），所述基座（20）呈圆盘结构；

所述基座（20）的中心开设有转孔（200），所述转孔（200）内转动设置有复合齿轮（21）；

所述复合齿轮（21）包括齿轮内套筒（210），所述齿轮内套筒（210）为筒状圆柱体结构；

所述齿轮内套筒（210）的一端外周固定套设有蜗轮（211），齿轮内套筒（210）的另一端端部设置有螺旋状的螺纹（212）；

所述齿轮内套筒（210）可转动穿设在所述转孔（200）内；

所述基座（20）的一侧固定设置有电动机（22），所述电动机（22）的输出转轴上固定设置有蜗杆（220），所述蜗杆（220）与所述蜗轮（211）相互啮合；

所述基座（20）的另一侧固定设置有滑块（201），所述滑块（201）设置有至少两个，分别对称环设在所述转孔（200）周围；

所述滑块（201）内滑动穿设有齿条（25），所述齿条（25）与所述螺纹（212）相互啮合；

所述齿条（25）的背面固定设置有活动叶板（23），所述活动叶板（23）呈扇形片状结构，所有的活动叶板（23）能够共同构成一个圆盘，该圆盘能够将所述转孔（200）封闭；

所述基座（20）的另一侧固定设置有固定连接环（24），所述固定连接环（24）为环状结构，其内圈半径大于活动叶板（23）的直径；

所述固定连接环（24）远离基座（20）的一侧与所述箱体（1）内壁固定连接，所述固定连接环（24）的中心与所述通风孔对应。

2.根据权利要求1所述的GIS防凝露机箱，其特征在于：

所述滑块（201）的横截面呈C形结构，所述活动叶板（23）包括叶板本体（230），叶板本体（230）为等边扇形结构，叶板本体（230）的中线沿着径向固定设置有齿条固定导轨（231），所述齿条固定导轨（231）远离叶板本体（230）的一侧与所述齿条（25）固定连接；

所述齿条固定导轨（231）的宽度小于所述齿条（25）的宽度，所述齿条（25）及齿条固定导轨（231）能够同时穿设在所述C形的滑块（201）内。

3.根据权利要求1所述的GIS防凝露机箱，其特征在于：

所述电动机（22）为具有减速齿轮箱的直流减速电机。

4.根据权利要求1所述的GIS防凝露机箱，其特征在于：

所述滑块（201）设置有四个，四者间隔90度分布在转孔（200）外周；

所述活动叶板（23）对应设置为四块，四块所述活动叶板（23）大小相等，且均为四分之一个整圆。

5.根据权利要求1所述的GIS防凝露机箱，其特征在于：

所述基座（20）和滑块（201）均采用尼龙材料一体制成。

6.根据权利要求1所述的GIS防凝露机箱，其特征在于：

所述固定连接环（24）采用尼龙材料制成，其上开设有固定螺丝孔，用于与箱体固定连接。

7.根据权利要求1所述的GIS防凝露机箱，其特征在于：

所述通风孔开设有两个，分为在箱体（1）的左侧开设左侧通风孔（11），在箱体（1）的右侧开设右侧通风孔（12）；

所述左侧通风孔（11）和所述右侧通风孔（12）都对应固定设置有一个旋转式开合装置（2）。

8.根据权利要求1所述的GIS防凝露机箱，其特征在于：

所述滑块（201）上还设置有齿条位置检测传感器，用于检测齿条（25）的位移信号。

9.根据权利要求8所述的GIS防凝露机箱，其特征在于：

所述齿条位置检测传感器为霍尔感器，所述齿条（25）采用尼龙材料制成，其上粘贴有用于检测位置的永磁体。

10.根据权利要求8所述的GIS防凝露机箱，其特征在于：

所述齿条位置检测传感器与所述控制单元电连接。

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