CN113851971A - 一种控制柜及其防潮散热方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种控制柜及其防潮散热方法，该控制柜通过在壳体上设置进风机和出风机形成主动散热通道，并在进风处设置除湿装置用来对进入壳体的空气进行除湿，通过对壳体内部的温度进行检测，根据温度检测值控制进风机和出风机，当温度过高时启动主动散热，在开始主动散热的同时根据湿度检测值控制除湿装置，使除湿装置的除湿速率与空气湿度值相匹配。如此实现了对控制柜的快速散热，还能防止控制柜因主控散热过程中的大量空气流动而受潮，一举两得。

Description

一种控制柜及其防潮散热方法

技术领域

本发明涉及一种控制柜，更具体地说，它涉及一种控制柜及其防潮散热方法。

背景技术

目前随着科技的进步，工业生产规模在不断扩大，自动化控制成为发展过程中必不可少的内容。工业自动化技术应用范围越来越广泛，应用领域越来越多样化，精度高、出错率极低、安全、可靠都是工业自动化技术带给现代工业发展的重要保证。

自动化控制柜用于对外部设备进行控制，自动化控制柜在工作时会产生热量，使得柜体内的温度升高，为保证控制柜正常运行，需要对其散热。

现有的控制柜一般是在壳体上安装进风机和出风机，通过进风机向柜体内输送空气，同时通过出风机将柜内的空气抽出，从而实现主动散热。

但是，这种常见的控制柜往往不会配备除湿装置，在一些空气湿度较大的环境中，主动散热时会有更多的空气流过柜体，意味着更多的水分会与柜体内的器件接触，使得柜内更容易受潮，可能造成器件受损，有待改进。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种控制柜及其防潮散热方法，可以在主动散热时对柜内除湿。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种控制柜，包括壳体，所述壳体内装有用于控制外部设备的控制模组和用于检测壳体内部温度的温度传感器，所述壳体外部装有用于检测外部空气湿度的湿度传感器，所述壳体上部的开设有出风口，所述出风口处装有出风机，所述出风机用于将壳体内部的空气排出，所述壳体的底部设置有盘状的容置腔，所述容置腔内装有由驱动电机驱动其转动的除湿盘，所述除湿盘的盘体上同轴设置有环形的透气区，所述透气区为多孔结构，并在透气区内填充有吸水材料，所述透气区内沿其环形方向填充的吸水材料的密度逐渐增大，所述壳体的底部并位于驱动电机的一侧设置有进风口，所述进风口处装有进风机，所述进风口的竖直投影落在透气区内，所述进风口与容置腔连通，所述容置腔与壳体内部连通，使得外界空气可以从进风口进入容置腔内并流过透气区后进入壳体内，该控制柜还包括控制器，所述温度传感器和湿度传感器均与控制连接，所述驱动电机、进风机和出风机均与控制器电连接，所述控制器根据温度检测值来控制进风机和出风机的启停，并根据湿度检测值来控制驱动电机的转动角度，使除湿盘的对应吸水材料密度区域移动至进风口的上方，即吸水材料的密度与湿度值相匹配。

作为优选方案：所述容置腔内并位于除湿盘的上方装有半圆形的上密封板，所述上密封板上开设有上通风口，所述密封板封住除湿盘与隔热板之间的缝隙，所述容置腔内并位于除湿盘的下方装有半圆形的下密封板，所述下密封板上开设有下通风口，所述下密封板封住除湿盘与壳底之间的缝隙，所述除湿盘可以贴着上密封板和下密封板转动，所述下通风口和进风口均位于上通风口的正下方，上密封板与下密封板在上下方向重叠。

作为优选方案：所述吸水材料为可烘干重复使用的材料，所述容置腔的上方设置有隔热板，所述隔热板内并位于驱动电机的另一侧设置有风腔，在风腔的底部设置开设有透气孔，透气孔与容置腔连通，该控制柜还包括热风机，所述热风机的出气口通过送风管与风腔连通，所述壳体的底部并位于容置腔的下方设置有热风出口，所述热风出口处设置有可由风压驱动开启的活动式密封盖。

作为优选方案：所述密封盖包括多组平行设置于热风出口内的活动板，所述活动板的一侧与壳底转动连接，在相邻两组活动板之间设置有阻挡板，所述阻挡板沿活动板的轴向设置，所述阻挡板的两端与壳底连接固定，所述活动板的另一侧与阻挡板接触，所述活动板的边缘与热风出口的内壁和阻挡板的表面密接，所述活动板上设置由扭簧，所述扭簧用于提供驱使活动板关闭的弹力。

作为优选方案：所述透气区为海绵材质，在海绵内填充有硅胶干燥剂作为吸水材料。

作为优选方案：所述除湿盘的盘体上沿其周向分布有多组隔条，所述隔条沿盘体的径向设置，所述隔条将环形的透气区分隔成多个扇形区域。

作为优选方案：在壳体底部设置有弧形的导流板，所述导流板位于热风出口与壳底中心之间，所述导流板朝壳体外侧弯曲。

一种控制柜的防潮散热方法，在控制柜的壳体上设置进风装置和出风装置；在进风装置处设置除湿速率可调的除湿装置，除湿装置用于对进入壳体内的空气进行除湿；通过对壳体内的温度和壳体外的湿度进行检测，当温度检测值大于预设值时启动进风装置和出风装置，同时根据湿度检测值所在的数值区间控制除湿装置的除湿速率，使除湿速率与空气湿度值所在的数值区间相匹配。

作为优选方案：所述除湿装置为由电机驱动的可转动式盘体，在盘体上设置环形的透气区，透气区内填充有吸水材料，空气进入壳体前流过透气区；沿透气区的周向吸水材料的密度逐渐增大，通过转动盘体使透气区上不同密度区间的区域切换至空气流入壳体的路径上。

作为优选方案：所述透气区分为左半区和右半区，在左半区和右半区内沿着透气区的周向吸水材料的密度均逐渐由小变大，左半区用于除湿状态时，右半区处于备用状态，除湿盘使用一段时间后通过烘干装置对右半区进行烘干，左半区和右半区切换使用。

与现有技术相比，本发明的优点是：该控制柜通过在壳体上设置进风机和出风机形成主动散热通道，并在进风处设置除湿装置用来对进入壳体的空气进行除湿，通过对壳体内部的温度进行检测，根据温度检测值控制进风机和出风机，当温度过高时启动主动散热，在开始主动散热的同时根据湿度检测值控制除湿装置，使除湿装置的除湿速率与空气湿度值相匹配。如此实现了对控制柜的快速散热，还能防止控制柜因主控散热过程中的大量空气流动而受潮，一举两得。

附图说明

图1为实施例一中的控制柜的内部结构示意图；

图2为图1中的A部放大图；

图3为图1中的B部放大图；

图4为图1中的C部放大图；

图5为实施例一中的除湿盘的结构示意图；

图6为实施例一中的密封板的结构示意图；

图7为实施例一中的电路原理图。

附图标记说明:1、壳体；2、控制模组；3、湿度传感器；4、温度传感器；5、容置腔；6、除湿盘；601、盘体；602、轴孔；603、透气区；604、隔条；7、驱动电机；8、进风口；9、进风机；10、进风罩；11、上密封板；12、上通风口；13、下密封板；14、下通风口； 15、隔热板；16、第一通孔；17、底板；18、第二通孔；19、出风口； 20、出风机；21、支脚；22、热风机；23、抽风管；24、风罩；25、送风管；26、导流板；27、风腔；28、透气孔；29、热风出口；30、阻挡板；31、活动板；32、转轴；33、扭簧。

具体实施方式

参照图1，一种控制柜，包括壳体1，在壳体1底部设置有支脚 21。在壳体1内装有用于控制外部设备的控制模组2和用于检测壳体 1内部温度的温度传感器4，在壳体1外部装有用于检测外部空气湿度的湿度传感器3，在壳体1上部的两侧对称地开设有出风口19，并在出风口19处装有出风机20，出风机20用于将壳体1内部的空气排出。

参照图1和图2，在壳底设置有盘状的容置腔5，容置腔5的顶部为开口结构，在容置腔5的上方设置有隔热板15，隔热板15盖住容置腔5的顶部，在隔热板15的上方设置有底板17。在容置腔5内装有除湿盘6，除湿盘6与容置腔5同轴设置，在壳体1下方装有驱动电机7，驱动电机7的输出轴穿入容置腔5内，除湿盘6与驱动电机7的输出轴同轴连接，当驱动电机7转动时可以带动除湿盘6转动。

参照图1、图2和图6，在容置腔5内并位于除湿盘6的上方装有半圆形的上密封板11，在上密封板11上开设有上通风口12，上密封板11封住除湿盘6与隔热板15之间的缝隙，在容置腔5内并位于除湿盘6的下方装有半圆形的下密封板13，在下密封板13上开设有下通风口14，下密封板13封住除湿盘6与壳底之间的缝隙。除湿盘 6可以贴着上密封板11和下密封板13转动。

下通风口14位于上通风口12的正下方，上密封板11与下密封板13在上下方向重叠。

在除湿盘6的盘体601上同轴设置有环形的透气区603，透气区 603为多孔结构，并在透气区603内填充有可重复使用的吸水材料。

本实施例中，在透气区603的半圆环内沿其环形方向填充的吸水材料的密度逐渐增大。吸水材料密度越大的区域对空气中水分的吸收速率越快。

上通风口12和下通风口14的垂直投影落在透气区603内。

上密封板11和下密封板13可以起到封堵作用，且由于透气区 603的宽度远大于其厚度，因而空气竖向流过透气区603的风阻远小于在透气区603内横向流动的风阻，所以上密封板11和下密封板13 可以使进风机9吸入的绝大部分空气从下往上流过透气区603，从而有效遏制进风机9吸入的空气从除湿盘6的其他部位流过，既能保证透气区603的当前作用区域对空气中的水分的有效吸收，又能保证透气区603的其他区域处于相对干燥的状态，确保其除湿性能。

参照图1和图2，在壳底上且位于驱动电机7的一侧开设有进风口8，进风口8与上密封板11和下密封板13位于驱动电机7的同一侧。在进风口8处装有进风机9，进风机9用于将外界空气抽入壳体 1内。在进风机9的外部还装有进风罩2410，进风罩2410用于过滤空气，防止杂物被吸入进风机9，保护进风机9。

进风口8位于下通风口14的正下方。

在隔热板15上并位于上通风口12的正上方开设有第一通孔16，在底板17上并位于第一通孔16的正上方开设有第二通孔18。

参照图1、图3和图4，在隔热板15内并位于驱动电机7的另一侧设置有风腔27，在风腔27的底部设置开设有透气孔28，透气孔 28与容置腔5连通。该控制柜还包括热风机22，热风机22的出气口通过送风管25与风腔27连通。在壳底并位于容置腔5的下方设置有热风出口29。

在热风出口29处设置有活动式的密封盖，密封盖可以封住热风出口29，防止外界空气中水分与容置腔5内的除湿盘6接触。

本实施例中，密封盖包括多组平行设置于热风出口29内的活动板31，活动板31的一侧与壳底转动连接，在相邻两组活动板31之间设置有阻挡板30，阻挡板30沿活动板31的轴向设置，阻挡板30 的两端与壳底连接固定，活动板31的另一侧与阻挡板30接触，活动板31的边缘与热风出口29的内壁和阻挡板30的表面密接，从而保证活动板31对热风出口29具有一定的密封性。

当活动板31关闭时，可以对外界空气具有一定的阻挡作用，有效防止除湿盘6的未工作区域受潮。

本实施例中，活动板31与壳底的连接方式为：活动板31通过转轴32与壳底转动连接，在转轴32上套设有扭簧33，扭簧33的两端分别与热风出口29的内壁和活动板31的底面抵接，扭簧33用于提供驱使活动板31关闭的弹力。

该控制柜还包括控制器，参照图7，控制器包括主控模块、第一电机驱动模块、第二电机驱动模块、第三电机驱动模块、继电器模块以及电源模块。

第一电机驱动模块的控制信号输入端与主控模块的控制信号输出端连接，第一电机驱动模块的控制信号输出端与驱动电机7的控制端连接；第二电机驱动模块的控制信号输入端与主控模块的控制信号输出端连接，第二电机驱动模块的控制信号输出端与进风机9的控制端连接；第三电机驱动模块的控制信号输入端与主控模块的控制信号输出端连接，第三电机驱动模块的控制信号输出端与出风机20的控制端连接。

继电器模块的控制端信号输入端与主控模块的控制信号输出端连接，继电器模块的开关触点接入热风机22的电源回路中。

温度传感器4的信号输出端与主控模块的采样信号输入端连接，湿度传感器3的信号输出端与主控模块的采样信号输入端连接。电源模块与各个传感器、模块和装置连接，用于供电。

本实施例中，驱动电机7为步进电机，第一电机驱动模块为脉冲信号发生模块，脉冲信号发生模块通过脉冲信号控制驱动电机7的转动步数，即控制驱动电机7的转动角度。

在初始状态下，除湿盘6的吸水材料密度最低的区域对准进风口 8。

该控制柜在运行时，温度传感器4对壳体1内的温度进行实时检测，并将温度检测结果反馈至主控模块；同时湿度传感器3对壳体1 外的空气湿度进行实时检测，并将湿度检测值反馈至主控模块。

主控模块将温度检测值与温度预设值进行比较，当温度检测值大于温度预设值时，主控模块向第二电机驱动模块和第三电机驱动模块发送控制指令，此时第二电机驱动模块控制进风机9启动，第三电机驱动模块控制出风机20启动。

进风机9将外界冷空气吸入壳体1内，出风机20将壳体1内的热空气排出至壳体1外，从而形成空气循环，对壳体1内部有效散热降温。

在启动主动散热的同时，主控模块还将湿度检测值与湿度预设值进行比较，当湿度检测值达到湿度预设值时，主控模块向第一电机驱动模块发送控制指令，此时第一电机驱动模块向驱动电机7发出相应的脉冲信号，使得驱动电机7转动对应的角度，即将除湿盘6的透气区603内的相应密度区间的区域对准进风口8。

外界空气被进风机9吸入后从透气区603流过，吸水材料将空气中的水分吸收，从而使得流入壳体1内的空气为相对干燥的空气，防止壳体1内部受潮。

外界空气湿度越大，则应当将吸水材料密度越大的区域对准进风口8，使得外界空气从对应的密度区间的区域流过，确保吸水材料有效吸收空气中的水分。

如此实现了对控制柜的快速散热，还能防止控制柜因主控散热过程中的大量空气流动而受潮，一举两得。

本实施例中的透气区603为海绵材质，在海绵内填充有硅胶干燥剂。硅胶干燥剂具有优秀的吸水性能，且硅胶干燥剂可以通过烘干而恢复其吸水性能。

当除湿盘6使用一段时间后，需要对其烘干。

烘干除湿盘6时，主控模块向继电器模块发送控制信号，此时继电器模块的常开触点由关断变为导通。热风机22接通电源开始工作，此时热风机22通过送风管25向风腔27内输送热风，风腔27内的热风通过透气孔28进入容置腔5内，容置腔5内的起亚升高，风压使得活动板31转动，从而使热风出口29开启。热风从上往下流过除湿盘6的透气区603再从热风出口29流出，从而将透气区603内的吸水材料烘干，使其恢复吸水性能。

停止烘干时，热风机22停止运行，作用于活动板31的风压消失，此时扭簧33驱动活动板31反向转动，将热风出口29关闭。

隔热板15可以防止热风中的热量传导至壳体1内部。

由于有上密封板11和下密封板13的封堵作用，可以实现对进入壳体1内的气流和烘干热风的区隔，使得控制柜的主动散热和除湿盘 6的烘干可以同时进行，即透气区603的当前对准进风口8的区域处于吸水除湿状态，而透气区603的其他区域处于烘干恢复状态。

通过控制驱动电机7驱动除湿盘6转动，将烘干后的区域切换至进风口8上方，而将吸水饱和后的区域切换至风腔27内烘干，可以实现对进入壳体1的空气的不间断除湿。

参照图5，本实施例中还在除湿盘6的盘体601上沿其周向分布有多组隔条604，隔条604沿盘体601的径向设置。隔条604将环形的透气区603分隔成多个扇形区域。隔条604具有阻挡气流的作用，可以阻挡在透气区603内横向流动的气流，有效遏制除湿区和干燥区的气流互相干扰。

在其他实施例中，也可以取消热风机22和隔热板15，利用底板 17压紧上密封板11。将底板17设置为可拆卸结构。定期打开壳体1 箱门，将底板17拆开后更换除湿盘6，确保除湿盘6的吸水除湿能力。

参照图1，本实施例中还在壳底设置有弧形的导流板26，导流板 26位于热风出口29与壳底中心之间，导流板26朝壳体1外侧弯曲。

导流板26可以将从热风出口29流出的热空气导向远离进风口8 的方向，避免夹杂水分的热空气被进风机9重复吸入壳体1内。

本实施例中，热风机22的进气口通过抽风管23与壳体1的内部连通，热风机22工作时，将壳体1内的空气抽出并加热，再将热风输送至风腔27内。由于壳体1内的空气温度比外界空气温度高，所以抽取壳体1内的空气并将空气加热至烘干温度所需的热量小于抽取外界空气并加热至烘干温度的热量，如此可以实现对壳体1内热量的回收利用，降低热风机22的功耗。

本实施例中，还在壳体1内装有盘状的风罩24，风罩24带有多个网孔，抽风管23的进口与风罩24连通。风罩24的作用是使壳体 1内的空气均匀流入抽风管23，降低气流噪音。

实施例二：

一种控制柜的防潮散热方法，具体为：在控制柜的壳体1上设置进风装置和出风装置；在进风装置处设置除湿速率可调的除湿装置，除湿装置用于对进入壳体1内的空气进行除湿；通过对壳体1内的温度和壳体1外的湿度进行检测，当温度检测值大于预设值时启动进风装置和出风装置，同时根据湿度检测值所在的数值区间控制除湿装置的除湿速率，使除湿速率与空气湿度值所在的数值区间相匹配。

本实施例中，除湿装置为由电机驱动的可转动式盘体601，在盘体601上设置环形的透气区603，透气区603内填充有吸水材料，空气进入壳体1前流过透气区603；沿透气区603的周向吸水材料的密度逐渐增大，通过转动盘体601使透气区603上不同密度区间的区域切换至空气流入壳体1的路径上。

本实施例中，透气区603分为左半区和右半区，在左半区和右半区内沿着透气区603的周向吸水材料的密度均逐渐由小变大，左半区用于除湿状态时，右半区处于备用状态，除湿盘6使用一段时间后通过烘干装置对右半区进行烘干，左半区和右半区切换使用。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种控制柜，包括壳体，其特征是：所述壳体内装有用于控制外部设备的控制模组和用于检测壳体内部温度的温度传感器，所述壳体外部装有用于检测外部空气湿度的湿度传感器，所述壳体上部的开设有出风口，所述出风口处装有出风机，所述出风机用于将壳体内部的空气排出，所述壳体的底部设置有盘状的容置腔，所述容置腔内装有由驱动电机驱动其转动的除湿盘，所述除湿盘的盘体上同轴设置有环形的透气区，所述透气区为多孔结构，并在透气区内填充有吸水材料，所述透气区内沿其环形方向填充的吸水材料的密度逐渐增大，所述壳体的底部并位于驱动电机的一侧设置有进风口，所述进风口处装有进风机，所述进风口的竖直投影落在透气区内，所述进风口与容置腔连通，所述容置腔与壳体内部连通，使得外界空气可以从进风口进入容置腔内并流过透气区后进入壳体内，该控制柜还包括控制器，所述温度传感器和湿度传感器均与控制连接，所述驱动电机、进风机和出风机均与控制器电连接，所述控制器根据温度检测值来控制进风机和出风机的启停，并根据湿度检测值来控制驱动电机的转动角度，使除湿盘的对应吸水材料密度区域移动至进风口的上方，即吸水材料的密度与湿度值相匹配。

2.根据权利要求1所述的控制柜，其特征是：所述容置腔内并位于除湿盘的上方装有半圆形的上密封板，所述上密封板上开设有上通风口，所述密封板封住除湿盘与隔热板之间的缝隙，所述容置腔内并位于除湿盘的下方装有半圆形的下密封板，所述下密封板上开设有下通风口，所述下密封板封住除湿盘与壳底之间的缝隙，所述除湿盘可以贴着上密封板和下密封板转动，所述下通风口和进风口均位于上通风口的正下方，上密封板与下密封板在上下方向重叠。

3.根据权利要求2所述的控制柜，其特征是：所述吸水材料为可烘干重复使用的材料，所述容置腔的上方设置有隔热板，所述隔热板内并位于驱动电机的另一侧设置有风腔，在风腔的底部设置开设有透气孔，透气孔与容置腔连通，该控制柜还包括热风机，所述热风机的出气口通过送风管与风腔连通，所述壳体的底部并位于容置腔的下方设置有热风出口，所述热风出口处设置有可由风压驱动开启的活动式密封盖。

4.根据权利要求3所述的控制柜，其特征是：所述密封盖包括多组平行设置于热风出口内的活动板，所述活动板的一侧与壳底转动连接，在相邻两组活动板之间设置有阻挡板，所述阻挡板沿活动板的轴向设置，所述阻挡板的两端与壳底连接固定，所述活动板的另一侧与阻挡板接触，所述活动板的边缘与热风出口的内壁和阻挡板的表面密接，所述活动板上设置由扭簧，所述扭簧用于提供驱使活动板关闭的弹力。

5.根据权利要求1所述的控制柜，其特征是：所述透气区为海绵材质，在海绵内填充有硅胶干燥剂作为吸水材料。

6.根据权利要求3所述的控制柜，其特征是：所述除湿盘的盘体上沿其周向分布有多组隔条，所述隔条沿盘体的径向设置，所述隔条将环形的透气区分隔成多个扇形区域。

7.根据权利要求3所述的控制柜，其特征是：在壳体底部设置有弧形的导流板，所述导流板位于热风出口与壳底中心之间，所述导流板朝壳体外侧弯曲。

8.一种控制柜的防潮散热方法，其特征是：在控制柜的壳体上设置进风装置和出风装置；在进风装置处设置除湿速率可调的除湿装置，除湿装置用于对进入壳体内的空气进行除湿；通过对壳体内的温度和壳体外的湿度进行检测，当温度检测值大于预设值时启动进风装置和出风装置，同时根据湿度检测值所在的数值区间控制除湿装置的除湿速率，使除湿速率与空气湿度值所在的数值区间相匹配。

9.根据权利要求8所述的控制柜的防潮散热方法，其特征是：所述除湿装置为由电机驱动的可转动式盘体，在盘体上设置环形的透气区，透气区内填充有吸水材料，空气进入壳体前流过透气区；沿透气区的周向吸水材料的密度逐渐增大，通过转动盘体使透气区上不同密度区间的区域切换至空气流入壳体的路径上。

10.根据权利要求9所述的控制柜的防潮散热方法，其特征是：所述透气区分为左半区和右半区，在左半区和右半区内沿着透气区的周向吸水材料的密度均逐渐由小变大，左半区用于除湿状态时，右半区处于备用状态，除湿盘使用一段时间后通过烘干装置对右半区进行烘干，左半区和右半区切换使用。

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