CN114069450A - 一种基于节流膨胀原理的自冷式配电柜 - Google Patents

Abstract

本发明涉及配电柜领域，公开了一种基于节流膨胀原理的自冷式配电柜，通过驱动电机运转，间接改变气体流通时的通道直径，根据气体节流膨胀原理，气体流通通道直径变小，提高了气体的流通速度，继而促使吹向电器元件的风温度更低，从而实现“对点”式降温，提高了降温冷却效果；通过气缸伸缩杆带动活塞在气体交换筒内记性升降，当活塞向上移动时，由于负压影响，使得配电柜内的部分气体经锥形盘被吸入至冷却管内，从而通过螺旋状的冷凝管的接触冷却影响，对吸入的气体进行快速冷却，当活塞向下运动时，又会将冷却管内的冷却气体经锥形盘排放至配电柜内，从而完成气体快速制冷目的，进一步提高了对配电柜的冷却效果。

Description

一种基于节流膨胀原理的自冷式配电柜

技术领域

本发明涉及配电柜领域，具体为一种基于节流膨胀原理的自冷式配电柜。

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。

现有技术中，公开号为CN210016114U的中国专利文献中提出了自冷式防护电磁冲击配电柜，通过设置推拉杆，加速所述配电箱内的空气与所述柜体内的空气流通，不仅能够向不同的负载提供电源支持，还能实现自冷，当配电箱不工作时，空压机亦停止工作，然而在实际操作时，该类配电柜依旧存在较多弊端，一方面制冷效果单一，无法根据实际散热情况进行“对点”或“局域”降温，导致在局部温度过高时降温效果差，其次，采用未加处理的自然风进行风冷，无法实现较好的降温效果，因此，我们公开了一种基于节流膨胀原理的自冷式配电柜来满足配电柜的冷却需求。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于节流膨胀原理的自冷式配电柜，具备多种冷却模式等优点，解决了现有配电柜冷却形式单一且冷却效果差等系列问题。

（二）技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于节流膨胀原理的自冷式配电柜，包括配电柜，所述配电柜内固定安装有用于安装电器元件的安装板，所述配电柜内还设有与所述安装板相贴合的金属散热板，所述金属散热板用于所述安装板的热量散发，且所述配电柜的顶部设有具备节流膨胀功能的风冷组件，所述风冷组件包含散热扇及多个与其相适配的节流扇叶，多个所述节流扇叶均呈扇形设置并均能转动；

所述配电柜上还设有气体冷凝组件，所述气体冷凝组件用于冷却所述配电柜内的高温气体，且所述气体冷凝组件包含螺旋状的冷凝管。

优选地，所述风冷组件还包括用于安装所述散热扇的固定座，所述配电柜的顶侧内壁固定安装有所述固定座，且所述固定座内安装有与所述电器元件位置相对应的所述散热扇，且所述配电柜的顶部还开设有多个分布均匀并均与所述散热扇位置相对应的进气孔。

优选地，所述风冷组件还包括能带动多个所述节流扇叶转动的转轴，所述固定座的底端固定连接有连接罩，所述连接罩的底端固定连接有底座，且所述底座上开设有与所述散热扇位置相对应的环形槽，所述环形槽的底侧内壁上开设有多个转孔，且多个所述转孔内均转动套接有与对应的所述转孔相适配的所述转轴，且多个所述转轴的底端均固定套接有所述节流扇叶，多个所述节流扇叶的高度不一。

优选地，所述环形槽内还固定安装有轴承，所述轴承内固定套接有驱动圈，且多个所述转轴的顶端同一高度均固定套接有驱动齿轮，所述驱动圈的内壁上固定套接有与多个所述驱动齿轮均相啮合的内齿圈；

所述底座上还固定安装有驱动电机，所述驱动电机的输出轴的底端贯穿所述底座并延伸至所述环形槽内，且所述输出轴的底端还固定套接有与所述内齿圈相啮合的主动齿轮。

优选地，所述气体冷凝组件还包括用于气体流通的冷却管，所述配电柜的一侧开设有与所述金属散热板位置相对应的圆孔，且所述配电柜的一侧还固定连接有与所述圆孔相连通的锥形盘，所述锥形盘呈锥形，且所述锥形盘的另一端通过所述冷却管固定连通有固定安装在所述配电柜一侧的气体交换筒，所述气体交换筒与所述锥形盘的最大直径远大于所述冷却管的最大直径。

优选地，所述气体冷凝组件还包括用于压缩气体的活塞，所述气体交换筒内滑动套接有与所述气体交换筒内壁相贴合的所述活塞，且所述配电柜的一侧通过两个位置相对应的固定块固定套接有同一个压缩气缸，且所述压缩气缸的输出端固定连接有气缸伸缩杆，所述气缸伸缩杆的底端固定连接在所述活塞上。

优选地，所述气体交换筒与所述活塞上还设有确保所述活塞垂直升降的导向组件，所述导向组件包含两个位置相对应的垂直导杆，所述活塞的顶侧固定连接有两个所述垂直导杆，且所述气体交换筒的顶端内壁上固定连接有密封板，两个所述垂直导杆的顶端均贯穿所述密封板并滑动套接在所述密封板上；

所述气体交换筒的顶端还开设有多个与其内部相连通的透气孔，且所述密封板位于多个所述透气孔的上方。

优选地，所述冷却管与所述锥形盘相连通的一端内还固定安装有对气体进行冷却的冷凝管，所述冷凝管的两端均贯穿所述冷却管并延伸至所述冷却管外，所述冷凝管的一端还设有与外部相连通的进液端，且所述进液端上设有相适配的连通阀。

（三）有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种基于节流膨胀原理的自冷式配电柜，具备以下有益效果：

1、该基于节流膨胀原理的自冷式配电柜，根据配电柜内电器元件的运行温度，实时选择散热扇进行运转，继而对安装板上的电器元件进行快速风冷，若安装板与金属散热板上出现局部过热现象，则控制驱动电机运转，使得主动齿轮带动内齿圈转动，继而带动多个驱动齿轮同步转动，从而使得多个转轴带动对应的节流扇叶进行转动，使得多个节流扇叶的一端相互靠近，继而改变了气体流通时的通道直径，根据气体节流膨胀原理，气体流通通道直径变小，提高了气体的流通速度，继而经过多个节流扇叶聚拢的一端吹向电器元件的风温度更低，从而实现“对点”式降温，提高了降温冷却效果。

2、该基于节流膨胀原理的自冷式配电柜，通过压缩气缸运转，使得气缸伸缩杆带动活塞在气体交换筒内记性升降，当活塞向上移动时，由于负压影响，使得配电柜内的部分气体经锥形盘被吸入至冷却管内，从而通过螺旋状的冷凝管的接触冷却影响，对吸入的气体进行快速冷却，当活塞向下运动时，又会将冷却管内的冷却气体经锥形盘排放至配电柜内，从而完成气体快速制冷目的，进一步提高了对配电柜的冷却效果。

3、该基于节流膨胀原理的自冷式配电柜，根据实际冷却需求，打开连通阀，并通过进液端与外部制冷液供给端相连通，则能够根据冷凝管内的冷却速率，向冷凝管内实时更换或添加水等制冷剂，从而能够确保冷凝管对气体的制冷效果，满足实际需求。

附图说明

图1为本发明第一视角立体结构示意图；

图2为本发明第二视角立体结构示意图；

图3为本发明部分剖开立体结构示意图；

图4为本发明气体交换筒剖开立体结构示意图；

图5为本发明风冷组件立体结构示意图；

图6为本发明连接罩剖开立体结构示意图；

图7为本发明气体冷凝组件立体结构示意图。

图中：1、配电柜；2、安装板；3、金属散热板；4、固定座；5、散热扇；6、连接罩；7、底座；8、转轴；9、节流扇叶；10、驱动齿轮；11、轴承；12、驱动圈；13、内齿圈；14、驱动电机；15、主动齿轮；16、锥形盘；17、冷却管；18、气体交换筒；19、活塞；20、固定块；21、压缩气缸；22、气缸伸缩杆；23、密封板；24、垂直导杆；25、冷凝管；26、进液端；27、连通阀；28、透气孔。

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。

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在的不足，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种基于节流膨胀原理的自冷式配电柜。

本申请的一种典型的实施方式中，如图1-7所示，一种基于节流膨胀原理的自冷式配电柜，包括配电柜1，配电柜1内固定安装有用于安装电器元件的安装板2，配电柜1内还设有与安装板2相贴合的金属散热板3，金属散热板3用于安装板2的热量散发，且配电柜1的顶部设有具备节流膨胀功能的风冷组件，风冷组件包含散热扇5及多个与其相适配的节流扇叶9，多个节流扇叶9均呈扇形设置并均能转动；

配电柜1上还设有气体冷凝组件，气体冷凝组件用于冷却配电柜1内的高温气体，且气体冷凝组件包含螺旋状的冷凝管25。

作为本实施例中的一种实施方式，风冷组件还包括用于安装散热扇5的固定座4，配电柜1的顶侧内壁固定安装有固定座4，且固定座4内安装有与电器元件位置相对应的散热扇5，且配电柜1的顶部还开设有多个分布均匀并均与散热扇5位置相对应的进气孔，通过设置与电器元件位置相对应的散热扇5，便于对各个电器元件进行快速散热。

进一步的，在上述方案中，风冷组件还包括能带动多个节流扇叶9转动的转轴8，固定座4的底端固定连接有连接罩6，连接罩6的底端固定连接有底座7，且底座7上开设有与散热扇5位置相对应的环形槽，环形槽的底侧内壁上开设有多个转孔，且多个转孔内均转动套接有与对应的转孔相适配的转轴8，且多个转轴8的底端均固定套接有节流扇叶9，多个节流扇叶9的高度不一，通过设置多个节流扇叶9，便于控制气体流通通道的直径大小，以起到节流膨胀降低气体温度的效果。

作为本实施例中的一种实施方式，环形槽内还固定安装有轴承11，轴承11内固定套接有驱动圈12，且多个转轴8的顶端同一高度均固定套接有驱动齿轮10，驱动圈12的内壁上固定套接有与多个驱动齿轮10均相啮合的内齿圈13；

在本实施例中，底座7上还固定安装有驱动电机14，驱动电机14的输出轴的底端贯穿底座7并延伸至环形槽内，且输出轴的底端还固定套接有与内齿圈13相啮合的主动齿轮15，通过驱动电机14运转，间接使得多个节流扇叶9同步转动，以改变气体流通通道的宽度及气体流速。

进一步的，在上述方案中，气体冷凝组件还包括用于气体流通的冷却管17，配电柜1的一侧开设有与金属散热板3位置相对应的圆孔，且配电柜1的一侧还固定连接有与圆孔相连通的锥形盘16，锥形盘16呈锥形，且锥形盘16的另一端通过冷却管17固定连通有固定安装在配电柜1一侧的气体交换筒18，气体交换筒18与锥形盘16的最大直径远大于冷却管17的最大直径，通过设置直径较大的气体交换筒18，便于抽取配电柜1内的大量气体，完成大范围气体冷却，提高冷却效果。

作为本实施例中的一种实施方式，气体冷凝组件还包括用于压缩气体的活塞19，气体交换筒18内滑动套接有与气体交换筒18内壁相贴合的活塞19，且配电柜1的一侧通过两个位置相对应的固定块20固定套接有同一个压缩气缸21，且压缩气缸21的输出端固定连接有气缸伸缩杆22，气缸伸缩杆22的底端固定连接在活塞19上，通过设置压缩气缸21，使其运转，间接带动活塞19进行升降，实现气体交换目的，同时，压缩气缸21亦可以替换成液压缸、电动伸缩杆、齿轮齿条等其他直线驱动方式。

进一步的，在上述方案中，气体交换筒18与活塞19上还设有确保活塞19垂直升降的导向组件，导向组件包含两个位置相对应的垂直导杆24，活塞19的顶侧固定连接有两个垂直导杆24，且气体交换筒18的顶端内壁上固定连接有密封板23，两个垂直导杆24的顶端均贯穿密封板23并滑动套接在密封板23上，垂直导杆24的长度大于气缸伸缩杆22的最大运行长度，通过设置垂直导杆24，使得活塞19能够在气体交换筒18内实现稳定升降，避免出现意外偏移造成活塞19卡住现象，确保了气体交换的持续运行；

在本实施例中，气体交换筒18的顶端还开设有多个与其内部相连通的透气孔28，且密封板23位于多个透气孔28的上方，通过设置多个透气孔28，既方便活塞19上下移动，也方便在雨水天气将气体交换筒18内的雨水及时排出。

作为本实施例中的一种实施方式，冷却管17与锥形盘16相连通的一端内还固定安装有对气体进行冷却的冷凝管25，冷凝管25的两端均贯穿冷却管17并延伸至冷却管17外，冷凝管25的一端还设有与外部相连通的进液端26，且进液端26上设有相适配的连通阀27，通过设置螺旋状的冷凝管25，提高了与气体的接触面积，实现快速冷却，同时，还可以通过进液端26向冷凝管25内更换或添加水等冷凝液。

本发明工作原理：在使用时，根据配电柜1内电器元件的运行温度，实时选择散热扇5进行运转，继而对安装板2上的电器元件进行快速风冷，若安装板2与金属散热板3上出现局部过热现象，则控制驱动电机14运转，使得主动齿轮15带动内齿圈13转动，继而带动多个驱动齿轮10同步转动，从而使得多个转轴8带动对应的节流扇叶9进行转动，使得多个节流扇叶9的一端相互靠近，继而改变了气体流通时的通道直径，根据气体节流膨胀原理，气体流通通道直径变小，提高了气体的流通速度，继而经过多个节流扇叶9聚拢的一端吹向电器元件的风温度更低，从而实现“对点”式降温，提高了降温冷却效果。

若安装板2上热量散失过慢，导致配电柜1内温度过高，则通过压缩气缸21运转，使得气缸伸缩杆22带动活塞19在气体交换筒18内记性升降，当活塞19向上移动时，由于负压影响，使得配电柜1内的部分气体经锥形盘16被吸入至冷却管17内，从而通过螺旋状的冷凝管25的接触冷却影响，对吸入的气体进行快速冷却，当活塞19向下运动时，又会将冷却管17内的冷却气体经锥形盘16排放至配电柜1内，从而完成气体快速制冷目的，进一步提高了对配电柜1的冷却效果。

根据实际冷却需求，打开连通阀27，并通过进液端26与外部制冷液供给端相连通，则能够根据冷凝管25内的冷却速率，向冷凝管25内实时更换或添加水等制冷剂，从而能够确保冷凝管25对气体的制冷效果满足实际需求。

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)

1.一种基于节流膨胀原理的自冷式配电柜，包括配电柜（1），所述配电柜（1）内固定安装有用于安装电器元件的安装板（2），其特征在于：所述配电柜（1）内还设有与所述安装板（2）相贴合的金属散热板（3），所述金属散热板（3）用于所述安装板（2）的热量散发，且所述配电柜（1）的顶部设有具备节流膨胀功能的风冷组件，所述风冷组件包含散热扇（5）及多个与其相适配的节流扇叶（9），多个所述节流扇叶（9）均呈扇形设置并均能转动；

所述配电柜（1）上还设有气体冷凝组件，所述气体冷凝组件用于冷却所述配电柜（1）内的高温气体，且所述气体冷凝组件包含螺旋状的冷凝管（25）；

所述气体冷凝组件还包括用于气体流通的冷却管（17），所述配电柜（1）的一侧开设有与所述金属散热板（3）位置相对应的圆孔，且所述配电柜（1）的一侧还固定连接有与所述圆孔相连通的锥形盘（16），所述锥形盘（16）呈锥形，且所述锥形盘（16）的另一端通过所述冷却管（17）固定连通有固定安装在所述配电柜（1）一侧的气体交换筒（18），所述气体交换筒（18）与所述锥形盘（16）的最大直径远大于所述冷却管（17）的最大直径；

所述风冷组件还包括用于安装所述散热扇（5）的固定座（4），所述配电柜（1）的顶侧内壁固定安装有所述固定座（4），且所述固定座（4）内安装有与所述电器元件位置相对应的所述散热扇（5），且所述配电柜（1）的顶部还开设有多个分布均匀并均与所述散热扇（5）位置相对应的进气孔；

所述风冷组件还包括能带动多个所述节流扇叶（9）转动的转轴（8）。

2.根据权利要求1所述的一种基于节流膨胀原理的自冷式配电柜，其特征在于：所述固定座（4）的底端固定连接有连接罩（6），所述连接罩（6）的底端固定连接有底座（7），且所述底座（7）上开设有与所述散热扇（5）位置相对应的环形槽，所述环形槽的底侧内壁上开设有多个转孔，且多个所述转孔内均转动套接有与对应的所述转孔相适配的所述转轴（8），且多个所述转轴（8）的底端均固定套接有所述节流扇叶（9），多个所述节流扇叶（9）的高度不一。

3.根据权利要求2所述的一种基于节流膨胀原理的自冷式配电柜，其特征在于：所述环形槽内还固定安装有轴承（11），所述轴承（11）内固定套接有驱动圈（12），且多个所述转轴（8）的顶端同一高度均固定套接有驱动齿轮（10），所述驱动圈（12）的内壁上固定套接有与多个所述驱动齿轮（10）均相啮合的内齿圈（13）；

所述底座（7）上还固定安装有驱动电机（14），所述驱动电机（14）的输出轴的底端贯穿所述底座（7）并延伸至所述环形槽内，且所述输出轴的底端还固定套接有与所述内齿圈（13）相啮合的主动齿轮（15）。

4.根据权利要求3所述的一种基于节流膨胀原理的自冷式配电柜，其特征在于：所述气体冷凝组件还包括用于压缩气体的活塞（19），所述气体交换筒（18）内滑动套接有与所述气体交换筒（18）内壁相贴合的所述活塞（19），且所述配电柜（1）的一侧通过两个位置相对应的固定块（20）固定套接有同一个压缩气缸（21），且所述压缩气缸（21）的输出端固定连接有气缸伸缩杆（22），所述气缸伸缩杆（22）的底端固定连接在所述活塞（19）上。

5.根据权利要求4所述的一种基于节流膨胀原理的自冷式配电柜，其特征在于：所述气体交换筒（18）与所述活塞（19）上还设有确保所述活塞（19）垂直升降的导向组件，所述导向组件包含两个位置相对应的垂直导杆（24），所述活塞（19）的顶侧固定连接有两个所述垂直导杆（24），且所述气体交换筒（18）的顶端内壁上固定连接有密封板（23），两个所述垂直导杆（24）的顶端均贯穿所述密封板（23）并滑动套接在所述密封板（23）上；

所述气体交换筒（18）的顶端还开设有多个与其内部相连通的透气孔（28），且所述密封板（23）位于多个所述透气孔（28）的上方。

6.根据权利要求5所述的一种基于节流膨胀原理的自冷式配电柜，其特征在于：所述冷却管（17）与所述锥形盘（16）相连通的一端内还固定安装有对气体进行冷却的冷凝管（25），所述冷凝管（25）的两端均贯穿所述冷却管（17）并延伸至所述冷却管（17）外，所述冷凝管（25）的一端还设有与外部相连通的进液端（26），且所述进液端（26）上设有相适配的连通阀（27）。

Images