CN117080915B - 一种开关柜泄压装置及开关柜 - Google Patents

Abstract

本发明涉及开关柜技术领域，尤其为一种开关柜泄压装置及开关柜，包括开关柜外壳与泄压管，所述泄压管的一端与开关柜内腔连通，泄压管的另一端通过铰链铰接有封口板，所述封口板远离铰链的一侧通过尼龙螺栓与泄压管固定连接，开关柜外壳上还设置有一级降温单元和二级降温单元；一级降温单元包括第一管道，第一管道上安装有第一单向阀。本发明可以最大程度的降低泄压管所排出气体的温度，保护工作人员的安全，而且，该结构不会存在水泄漏的风险，同时，该结构在运行的过程中，即使开关柜内部的气压与外部环境中的气压相同，由于高压气泵的持续运行，开关柜内部的高温气体也会快速的排出到开关柜的外部，达到保护开关柜内部元器件的目的。

Description

一种开关柜泄压装置及开关柜

技术领域

本发明涉及开关柜技术领域，具体为一种开关柜泄压装置及开关柜。

背景技术

电弧燃烧产生大量高温高压气体，气体瞬时冲击波可造成开关柜体变形、破碎；冲击波爆破震动可造成开关柜剧烈震动，使各连接处紧固件松脱；产生的高温可引起电缆燃烧、铜排融化、铝排气化，甚至将开关柜外壳金属融化、元器件严重损坏并引起火灾，因此在开关柜生产过程中都需要设置性对应的泄压装置，以使开关柜内发生电弧燃烧时所产生的高温高压气体可以得到快速释放泄压。

相关技术中，为防止开关柜泄压口喷出的高温气体伤人，会对泄压口喷出的高温气体进行降温处理。例如公告号为CN214479036U的中国实用新型专利公开了一种具有泄压防护结构的开关柜，包括开关柜本体，开关柜本体的下端一侧设置有泄压口，泄压口的外侧固定连接有泄压箱，泄压箱内在泄压口处设置有泄压密封板，泄压密封板的一侧连接有连接柱，泄压箱内壁上与连接柱相对应设置有固定柱，固定柱与连接柱相对一端安装有报警开关，固定柱和连接柱表面套接有压缩弹簧，开关柜本体位于泄压箱的上端处固定连接有缓冲水箱，泄压箱通过泄压导管连接缓冲水箱，缓冲水箱的顶部开设有排压口，开关柜本体上安装有报警器，报警器与报警开关电性连接。能够对开关柜自动泄压且对泄压后的高温高压气体进行缓冲减压降温，避免直接排出造成人员受伤。

上述技术方案虽然具有一定的降温效果，但由于从泄压口喷出的高温高压气体是直接导入缓冲水箱内的水中，因此，缓冲水箱内的水会在高温高压气体的作用剧烈的震荡晃动，容易出现水泄露，不仅存在开关柜短路烧毁的风险，甚至还会出现工作人员的伤亡；而且开关柜内部在出现燃烧等状况时，整个开关柜会及时的切断电源，导致开关柜的散热风扇停止运行，而该泄压方式只能在开关柜内部气压高于外部环境中的气压时才能进行排气泄压，一旦开关柜内外气压大致相等时，残留在开关柜内的高温气体就无法通过泄压口进入到外部环境中，而残留的高温气体不仅会对开关柜内的元器件造成伤害，还会影响工作人员的检修，例如打开开关柜柜门时热气烫伤工作人员。

发明内容

本发明的目的在于提供一种开关柜泄压装置及开关柜，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种开关柜泄压装置，包括开关柜外壳与泄压管，所述泄压管的一端与开关柜内腔连通，泄压管的另一端通过铰链铰接有封口板，所述封口板远离铰链的一侧通过尼龙螺栓与泄压管固定连接，所述开关柜外壳上还设置有一级降温单元和二级降温单元；

所述一级降温单元包括一端与高压气泵排气口连通、另一端与泄压管连通的第一管道，所述第一管道上安装有第一单向阀，使外部冷空气能够单向通过第一管道进入到泄压管的内部，并与泄压管内的高温高压气体混合；

所述二级降温单元包括一侧敞口设置的缓冲箱、制冷组件和注射器，所述泄压管的另一端延伸至缓冲箱的内部，所述注射器利用高压气泵将其内储存的水注入到制冷组件内，使水与存储在制冷组件内的硝酸铵层或氯化铵层产生吸热反应。

优选的，所述第一管道的另一端与泄压管同轴设置；

所述封口板远离铰链的一侧固定连接有压板，所述缓冲箱的内壁面上安装有按钮开关，所述压板将按钮开关的按钮按下，使高压气泵与电源断开连接。

优选的，所述泄压管的一端通过底座与开关柜内腔连通，所述第一管道的另一端从底座的侧壁穿入底座的内部，并通过弯折延伸至泄压管中。

优选的，所述制冷组件包括金属管和顶盖，所述金属管的底端封闭，所述顶盖螺纹连接在金属管的顶端开口位置，所述硝酸铵层或氯化铵层设置在金属管的内部，所述顶盖的顶端设置有用于注水的通孔。

优选的，所述金属管的外表面一体成型有若干环形片，所述顶盖的外表面固定有环形槽板，所述顶盖的外周面配合环形槽板形成开口向上的环形凹槽。

优选的，所述所述制冷组件还包括固定在缓冲箱内底面的定位环，所述金属管的底端插接在定位环的内部。

优选的，所述注射器包括注射筒和滑动密封设置在注射筒内部的活塞，所述注射筒的一端通过单向管路与金属管的内腔连通，所述注射筒的另一端通过端板密封，所述注射筒的内部通过活塞分隔为储水腔和挤压腔两个腔室，所述挤压腔与第一管道连通。

优选的，所述单向管路包括主注水管和分注水管，所述主注水管的一端与注射筒的一端连通，且主注水管与分注水管固定连通，所述分注水管通过通孔延伸至金属管的内部，且分注水管位于金属管内部的部分上开设有若干水孔，所述主注水管上安装有第二单向阀；

所述挤压腔通过第二管道与第一管道连通，所述第二管道上安装有第三单向阀。

优选的，所述缓冲箱包括底箱与固定在底箱顶部的顶板，所述缓冲箱的内部通过若干隔板分隔形成缓冲腔和弯折通道，所述泄压管的另一端与缓冲腔相连通，所述缓冲腔通过弯折通道与外部环境连通。

一种开关柜，所述开关柜包括上述的开关柜泄压装置。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明先将外部环境中的低温空气引入到泄压管内部，以降低泄压管排出的气体的温度，然后再利用水与硝酸铵层或氯化铵层混合后发生的吸热反应来吸收泄压管所排出气体的热量，如此可以最大程度的降低泄压管所排出气体的温度，保护工作人员的安全，而且，该结构不会存在水泄漏的风险，同时，该结构在运行的过程中，即使开关柜内部的气压与外部环境中的气压相同，由于高压气泵的持续运行，开关柜内部的高温气体也会快速的排出到开关柜的外部，达到保护开关柜内部元器件的目的。

2、本发明通过将按钮开关的启闭与封口板的闭合和打开联接到一起，使封口板在打开的瞬间就可以启动高压气泵，无需复杂的检测传感器和控制电路，降低了整个装置的使用成本。

3、本发明通过在缓冲箱的内部设置若干隔板，以使缓冲箱的内部形成缓冲腔和弯折通道，同时将九个金属管沿着弯折通道的延伸方向布置在弯折通道的内部，从而既可以利用缓冲腔对泄压管排出的高温高压气体进行降压缓冲，然后再使该气体与九个金属管接触，降温效果更佳。

4、本发明通过设置的第二管道和第三单向阀，使得第一管道内部的气体可以单向的进入到挤压腔的内部，从而就可以利用高压气泵产生的高压气体完成注射器向制冷组件内部注水的动作，整体结构设计巧妙合理，实用性强。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明泄压管的剖视结构示意图；

图3为本发明底箱的内部结构示意图；

图4为本发明图3中A处放大结构示意图；

图5为本发明隔板的俯视结构示意图；

图6为本发明注射筒的截面结构示意图；

图7为本发明金属管的结构示意图；

图8为本发明金属管的剖视结构示意图。

图中：

1、开关柜外壳；

2、泄压管；21、封口板；22、尼龙螺栓；23、压板；

3、一级降温单元；31、第一管道；32、第一单向阀；33、底座；34、按钮开关；

4、二级降温单元；41、缓冲箱；411、底箱；412、顶板；413、隔板；414、缓冲腔；415、弯折通道；42、制冷组件；421、金属管；422、顶盖；423、环形片；424、环形槽板；425、定位环；43、注射器；431、注射筒；4311、储水腔；4312、挤压腔；432、端板；433、活塞；434、主注水管；435、第二单向阀；436、分注水管；4361、水孔；437、第二管道；438、第三单向阀。

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。

请参阅图1-8，本发明提供一种技术方案：

一种开关柜泄压装置，如图1和图4所示，包括开关柜外壳1与泄压管2，泄压管2的一端与开关柜内腔连通，泄压管2的另一端通过铰链铰接有封口板21，封口板21远离铰链的一侧通过尼龙螺栓22与泄压管2固定连接，实际发生电弧燃烧等情况导致开关柜内部的气压快速上升时，当开关柜内部的气压大于尼龙螺栓22所能承受的极限时，尼龙螺栓22就会在瞬间断裂，使得封口板21被开关柜内部的气压撑开，此时的泄压管2连通开关柜的内部空间和外部环境，从而可以利用泄压管2完成开关柜的泄压，以上所述均为现有技术，在此不做赘述。

与现有技术不同的是，本实施例中对泄压管2所排出的高温高压气体进行多级降温，以防止泄压管2排出的气体烧毁其周围的设备或者烫伤工作人员。下面对本实施例中的多级降温结构进行详细的描述。

如图1所示，开关柜外壳1上设置有一级降温单元3和二级降温单元4，实际使用时，一级降温单元3会对泄压管2排出的气体进行第一次降温，之后再利用二级降温单元4对经过第一次降温后的气体进行第二次的降温。

具体的，如图1和图2所示，所述的一级降温单元3包括一端与高压气泵排气口连通、另一端与泄压管2连通的第一管道31，第一管道31上安装有第一单向阀32，使外部冷空气能够单向通过第一管道31进入到泄压管2的内部，并与泄压管2内的高温高压气体混合，从而利用外部环境中的低温空气来降低泄压管2排出的气体的温度，完成第一次的降温，其中的第一单向阀32可以防止泄压管2排出的气体倒灌进入到高压气泵的内部，达到了保护高压气泵的目的。

如图1和图3所示，所述的二级降温单元4包括一侧敞口设置的缓冲箱41、制冷组件42和注射器43，泄压管2的另一端延伸至缓冲箱41的内部，以将经过第一次降温后的气体排入到缓冲箱41的内部进行第二次降温，实际使用时，注射器43可以利用高压气泵所产生的高压气体将注射器43内储存的水注入到制冷组件42内，以使水与存储在制冷组件42内的硝酸铵层或氯化铵层产生吸热反应，从而降低整个制冷组件42的温度，然后使将经过第一次降温后的气体流过制冷组件42的表面，从而就可以完成对第一次降温后的气体的第二次降温作业。

上述方案中，先将外部环境中的低温空气引入到泄压管2内部，以降低泄压管2排出的气体的温度，然后再利用水与硝酸铵层或氯化铵层混合后发生的吸热反应来吸收泄压管2所排出气体的热量，如此可以最大程度的降低泄压管2所排出气体的温度，保护工作人员的安全，而且，该结构不会存在水泄漏的风险，同时，该结构在运行的过程中，即使开关柜内部的气压与外部环境中的气压相同，由于高压气泵的持续运行，开关柜内部的高温气体也会快速的排出到开关柜的外部，达到保护开关柜内部元器件的目的，而且，整个过程中高压气泵不会与泄压管2排出的高温高压气体接触，保障了高压气泵的安全吃持久运行。

如图2所示，第一管道31的另一端与泄压管2同轴设置，且第一管道31吹入到泄压管2内部的低温空气与泄压管2所排出气体的方向一致；封口板21远离铰链的一侧固定连接有压板23，缓冲箱41的内壁面上安装有按钮开关34，压板23将按钮开关34的按钮按下，使高压气泵与电源断开连接。如图4所示，此时的压板23将按钮开关34的按钮按下，使得高压气泵与电源之间的连接断开，一旦尼龙螺栓22断裂，封口板21就会在瞬间打开，使得压板23解除对按钮开关34的按钮的挤压，按钮开关34的按钮弹起，接通高压气泵与电源之间的连接，高压气泵启动，开始向泄压管2的内部鼓入外部环境中的低温空气。

上述方案中，通过将按钮开关34的启闭与封口板21的闭合和打开联接到一起，使封口板21在打开的瞬间就可以启动高压气泵，无需复杂的检测传感器和控制电路，降低了整个装置的使用成本。

如图2所示，泄压管2的一端通过底座33与开关柜内腔连通，底座33为竖直设置的圆形筒状结构，且底座33的直径大于泄压管2的直径，底座33的底端与开关柜内腔连通，第一管道31的另一端从底座33的侧壁穿入底座33的内部，且第一管道31的另一端通过弯折延伸至泄压管2中，如此设置的好处在于可以减小第一管道31对泄压管2的遮挡作用，使得泄压管2与第一管道31的另一端之间能够形成完整的环形通道，有利于提高外部环境中的低温空气与泄压管2所排出的高温高压气体的混合效率。

如图7和图8所示，所述的制冷组件42包括竖直设置的金属管421和顶盖422，金属管421的底端封闭，顶盖422螺纹连接在金属管421的顶端开口位置，硝酸铵层或氯化铵层设置在金属管421的内部，顶盖422的顶端设置有用于注水的通孔，本实施例中，制冷组件42设置有九个，水与硝酸铵层或氯化铵层的反应为吸热反应，从而可以将金属管421的表面温度，金属管421可以采用不锈钢或其他导热效果好的金属材料制成。

如图7和图8所示，金属管421的外表面一体成型有若干环形片423，以增大金属管421的换热面积，提高高温高压气体与金属管421之间的热交换效率，顶盖422的外表面固定有环形槽板424，顶盖422的外周面配合环形槽板424形成开口向上的环形凹槽，环形凹槽可以用于收集通孔喷出的杂质。

如图7和图8所示，制冷组件42还包括固定在缓冲箱41内底面的定位环425，金属管421的底端插接在定位环425的内部，从而可以完成对金属管421的定位，避免金属管421在高温高压气体的冲击下移位。

如图6所示，注射器43包括注射筒431和滑动密内部的活塞433，注射筒431的一端通过单向管路与金属管421的内腔连通，注射筒431的另一端通过端板432密封，注射筒431的内部通过活塞433分隔为储水腔4311和挤压腔4312两个腔室，挤压腔4312与第一管道31连通，实际使用时，当高压气泵启动后，第一管道31内的高压空气也会输送到挤压腔4312的内部，以增大挤压腔4312内部的气压，使得活塞433逐渐右移，挤压储水腔4311内储存的水，从而使得储水腔4311内储存的水可以被挤压到金属管421的内部。

如图1、图3、图7和图8所示，上述的单向管路包括主注水管434和分注水管436，本实施例中的主注水管434设置有三个，分注水管436设置有九个，每三个分注水管436与一个主注水管434连通，九个分注水管436分别贯穿九个通孔并延伸至九个金属管421的内部，主注水管434的一端与注射筒431的一端连通，且主注水管434与分注水管436固定连通，分注水管436通过通孔延伸至金属管421的内部，且分注水管436位于金属管421内部的部分上开设有若干水孔4361，多个水孔4361的设置，可以使得水与硝酸铵层或氯化铵层接触的更加均匀，能够在短时间内完成水与硝酸铵层或氯化铵层之间的完全反应，降温效果更佳，主注水管434上安装有第二单向阀435，所述的第二单向阀435为弹簧单向阀；挤压腔4312通过第二管道437与第一管道31连通，第二管道437上安装有第三单向阀438，第三单向阀438使得第一管道31内部的气体可以单向的进入到挤压腔4312的内部。

上述方案中，通过设置的第二管道437和第三单向阀438，使得第一管道31内部的气体可以单向的进入到挤压腔4312的内部，从而就可以利用高压气泵产生的高压气体完成注射器43向制冷组件42内部注水的动作，整体结构设计巧妙合理，实用性强。

如图3和图5所示，缓冲箱41包括底箱411与固定在底箱411顶部的顶板412，缓冲箱41的内部通过若干隔板413分隔形成缓冲腔414和弯折通道415，泄压管2的另一端与缓冲腔414相连通，缓冲腔414通过弯折通道415与外部环境连通，实际使用时，泄压管2排出的高温高压气体先进入到缓冲腔414的内部进行降压缓冲，然后再进入到弯折通道415的内部，九个金属管421沿着弯折通道415的延伸方向布置在弯折通道415的内部，使得泄压管2排出的高温高压气体可以先后与九个金属管421接触，降温效果更佳。

上述方案中，通过在缓冲箱41的内部设置若干隔板413，以使缓冲箱41的内部形成缓冲腔414和弯折通道415，同时将九个金属管421沿着弯折通道415的延伸方向布置在弯折通道415的内部，从而既可以利用缓冲腔414对泄压管2排出的高温高压气体进行降压缓冲，然后再使该气体与九个金属管421接触，降温效果更佳。

一种开关柜，该开关柜包括上述的开关柜泄压装置。

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 (4)

1.一种开关柜泄压装置，包括开关柜外壳与泄压管，所述泄压管的一端与开关柜内腔连通，泄压管的另一端通过铰链铰接有封口板，所述封口板远离铰链的一侧通过尼龙螺栓与泄压管固定连接，其特征在于，所述开关柜外壳上还设置有一级降温单元和二级降温单元；

所述一级降温单元包括一端与高压气泵排气口连通、另一端与泄压管连通的第一管道，所述第一管道上安装有第一单向阀，使外部冷空气能够单向通过第一管道进入到泄压管的内部，并与泄压管内的高温高压气体混合；

所述二级降温单元包括一侧敞口设置的缓冲箱、制冷组件和注射器，所述泄压管的另一端延伸至缓冲箱的内部，所述注射器利用高压气泵将其内储存的水注入到制冷组件内，使水与存储在制冷组件内的硝酸铵层或氯化铵层产生吸热反应；

所述制冷组件包括金属管和顶盖，所述金属管的底端封闭，所述顶盖螺纹连接在金属管的顶端开口位置，所述硝酸铵层或氯化铵层设置在金属管的内部，所述顶盖的顶端设置有用于注水的通孔；

所述金属管的外表面一体成型有若干环形片，所述顶盖的外表面固定有环形槽板，所述顶盖的外周面配合环形槽板形成开口向上的环形凹槽；

所述制冷组件还包括固定在缓冲箱内底面的定位环，所述金属管的底端插接在定位环的内部；

所述注射器包括注射筒和滑动密封设置在注射筒内部的活塞，所述注射筒的一端通过单向管路与金属管的内腔连通，所述注射筒的另一端通过端板密封，所述注射筒的内部通过活塞分隔为储水腔和挤压腔两个腔室，所述挤压腔与第一管道连通；

所述单向管路包括主注水管和分注水管，所述主注水管的一端与注射筒的一端连通，且主注水管与分注水管固定连通，所述分注水管通过通孔延伸至金属管的内部，且分注水管位于金属管内部的部分上开设有若干水孔，所述主注水管上安装有第二单向阀；

所述挤压腔通过第二管道与第一管道连通，所述第二管道上安装有第三单向阀；

所述缓冲箱包括底箱与固定在底箱顶部的顶板，所述缓冲箱的内部通过若干隔板分隔形成缓冲腔和弯折通道，所述泄压管的另一端与缓冲腔相连通，所述缓冲腔通过弯折通道与外部环境连通。

2.根据权利要求1所述的开关柜泄压装置，其特征在于：所述第一管道的另一端与泄压管同轴设置；

所述封口板远离铰链的一侧固定连接有压板，所述缓冲箱的内壁面上安装有按钮开关，所述压板将按钮开关的按钮按下，使高压气泵与电源断开连接。

3.根据权利要求1所述的开关柜泄压装置，其特征在于：所述泄压管的一端通过底座与开关柜内腔连通，所述第一管道的另一端从底座的侧壁穿入底座的内部，并通过弯折延伸至泄压管中。

4.一种开关柜，其特征在于：所述开关柜包括如权利要求1-3任意一项所述的开关柜泄压装置。