CN212069066U - 超细碳粉生产等离子电源冷却系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种超细碳粉生产等离子电源冷却系统，包括冷却水储存装置、水泵、进水组件、出水组件，水冷板和电源模块，冷却水储存装置用于存储冷却水，水泵的进水口与冷却水储存装置连通，水泵的出水口与进水组件连通，进水组件的出水口与水冷板的进水口连通，水冷板的出水口与出水组件连通，出水组件的出水口与冷却水储存装置连通，电源模块固定安装在水冷板上，水泵将冷却水储存装置中的冷却水泵到水冷板，对电源模块冷却，热交换后的冷却水经出水组件回流到冷却水储存装置。水冷板有效隔离冷却水与电源模块内部的电子元器件，迅速带走热量避免电子元器件高温损坏的同时，防止电源模块中的电子元器件被冷却水及冷却水汽化产生的水汽损坏。

Description

超细碳粉生产等离子电源冷却系统

技术领域

本实用新型属于超细碳粉生产技术领域，具体地说，涉及超细碳粉生产等离子电源冷却系统。

背景技术

纳米材料是指颗粒尺寸为纳米量级(0.1nm～100nm)的超微粒子(纳米微粒)及由其聚集而成的纳米固体材料，其处于原子簇和宏观物质交界的过渡区域，是由数目很少的原子或分子组成的聚集体。纳米碳材料有良好的化学稳定性、高机械强度、良好的导电性、丰富的孔隙结构等优异的物理化学性质。而制备纳米碳颗粒是制造出纳米碳材料的重要一环。目前已经开发出多种制备纳米碳颗粒的方法，包括机械球磨法、电弧放电法、激光热解法、离子束溅射法、化学气相沉积法、激光液相法等。

随着等离子技术的发展和应用，等离子法制造纳米碳颗粒应用越来越广。等离子法制造纳米碳颗粒需要大功率的电源模块对等离子发生器进行供电，由于功率大，电源模块在运行过程中会产生较大的热量，因此需要对电源模块进行冷却。申请号为2015203642823的实用新型专利公开了一种干式数控等离子切割机电源水冷却系统，该系统采用水冷系统通过将冷却水导流到割炬进行割炬冷却。然而电源模块也会产生大量的热，过高的热量会损坏电源模块中的电子元器件，且电源模块由于其电性能，不能采用割炬所采用的内部开设通道进行冷却的方式。

实用新型内容

针对现有技术中上述的不足，本实用新型提供一种超细碳粉生产等离子电源冷却系统，该系统将电源模块固定安装在水冷板上，通过水泵将冷却水储存装置中的水泵到水冷板，与电源模块进行热交换，实现对电源模块的冷却，水冷板有效隔离冷却水与电源模块内部的电子元器件，迅速带走热量避免电子元器件高温损坏的同时，也能防止电源模块中的电子元器件被冷却水及冷却水汽化产生的水汽损坏。

为了达到上述目的，本实用新型采用的解决方案是：超细碳粉生产等离子电源冷却系统，包括冷却水储存装置、水泵、进水组件、出水组件，水冷板和电源模块，所述的冷却水储存装置用于存储冷却水，所述的水泵的进水口与冷却水储存装置连通，水泵的出水口与进水组件连通，进水组件的出水口与水冷板的进水口连通，水冷板的出水口与出水组件连通，出水组件的出水口与冷却水储存装置连通，所述的电源模块固定安装在水冷板上，所述的水泵将冷却水储存装置中的冷却水泵到水冷板，对电源模块冷却，热交换后的冷却水经出水组件回流到冷却水储存装置。水冷板有效隔离冷却水与电源模块内部的电子元器件，迅速带走热量避免电子元器件高温损坏的同时，也能防止电源模块中的电子元器件被冷却水及冷却水汽化产生的水汽损坏。

所述的进水组件包括多路进水管道，各路进水管道上均安装有阀门和流量计，所述的出水组件包括多路出水管道，各路出水管道上均安装有阀门和流量计。流量计用于检测进水组件和出水组件中的水量，及时发现水冷板漏水现象，阀门用于控制进水流量和出水流量，便于根据冷却水温度、环境温度和电源模块的功率大小调整冷却水的流量，以保证冷却降温效果。譬如在冷却水温度较高、环境温度较高的夏季，可以增大冷却水流量，保证冷却效果，在冷却水温度较低、环境温度较低的冬季，可以减小冷却水流量，保证冷却后电源模块的温度比较合适。

所述的冷却系统还包括冷却水温度调节组件，所述的冷却水温度调节组件包括温度计、水冷机组、加热棒和控制器，所述的温度计安装在冷却水储存装置内部，将采集到的冷却水温度传输到控制器，所述的加热棒固定在冷却水储存装置内部且与控制器电连接，用于对凝固的冷却水加热使其熔化，所述的水冷机组与控制器电连接且通过管道与冷却水储存装置连通，对冷却水进行冷却。在冷却水温度较高时，通过水冷机组对冷却水进行冷却，以满足对电源模块的冷却需求，在环境温度较低，冷却水储存装置中的冷却水凝固结冰时，使用加热棒对冷却水进行加热，使结冰的冷却水熔化，使泵能够将冷却水泵出，同时避免碎冰损坏泵。控制器根据温度计采集到的冷却水温度来控制加热棒和水冷机组运行。水冷机组与冷却水储存装置之间的管道包括进水管和出水管，管道上设置有阀门，用于控制冷却水在管道内的流通。

所述的冷却系统还包括与冷却水储存装置连通的补水管和排污管，所述的水冷机组的污水排出端通过管道与排污管连通。通过补水管接入自来水对冷却水储存装置进行补水，排污管道用于在更换冷却水或者清洗冷却水储存装置时排出污水，补水管、排污管以及水冷机组与排污管道连通的管道上设置有阀门，用于控制管道的通断。

所述的水冷板包括上盖板和下盖板，上盖板与下盖板密封固定连接，所述的下盖板内部并列开设有用于通过冷却水的两路通道，通道的进水口与进水组件的出水口连通，通道的出水口与出水组件的进水口连通。上下盖板密封，盖板采用导热性能较好的材料制成，电源模块的热量通过热传导传导到水冷板与冷却水进行热交换，实现冷却。

所述的冷却系统还包括三相动力柜，所述三相动力柜分别与水泵、加热棒和水冷机组供电。

本实用新型的有益效果是：

该系统将电源模块固定安装在水冷板上，通过水泵将冷却水储存装置中的水泵到水冷板，与电源模块进行热交换，实现对电源模块的冷却，水冷板有效隔离冷却水与电源模块内部的电子元器件，迅速带走热量避免电子元器件高温损坏的同时，也能防止电源模块中的电子元器件被冷却水及冷却水汽化产生的水汽损坏。

附图说明

图1为本等离子电源冷却系统示意图；

图中，1-冷却水储存装置，2-加热棒，3-温度计，4-水泵，5-进水组件，6-出水组件，7-水冷机组，8-水冷板，9-电源模块，10-排污管，11-补水管。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步描述：

如图1所示，超细碳粉生产等离子电源冷却系统，包括冷却水储存装置1、水泵4、进水组件5、出水组件6，水冷板8和电源模块9，所述的冷却水储存装置1用于存储冷却水，所述的水泵4的进水口与冷却水储存装置1连通，水泵4的出水口与进水组件5连通，进水组件5的出水口与水冷板8的进水口连通，水冷板8的出水口与出水组件6连通，出水组件6的出水口与冷却水储存装置1连通，所述的电源模块9固定安装在水冷板8上，所述的水泵4将冷却水储存装置1中的冷却水泵4到水冷板8，对电源模块9冷却，热交换后的冷却水经出水组件6回流到冷却水储存装置1。水冷板8有效隔离冷却水与电源模块9内部的电子元器件，迅速带走热量避免电子元器件高温损坏的同时，也能防止电源模块9中的电子元器件被冷却水及冷却水汽化产生的水汽损坏。在一些实施例中，冷却水储存装置1可以是水箱、水塔、水池等可以存储冷却水的装置。

所述的进水组件5包括多路进水管道，各路进水管道上均安装有阀门和流量计，所述的出水组件6包括多路出水管道，各路出水管道上均安装有阀门和流量计。流量计用于检测进水组件5和出水组件6中的水量，及时发现水冷板8漏水现象，阀门用于控制进水流量和出水流量，便于根据冷却水温度、环境温度和电源模块9的功率大小调整冷却水的流量，以保证冷却降温效果。譬如在冷却水温度较高、环境温度较高的夏季，可以增大冷却水流量，保证冷却效果，在冷却水温度较低、环境温度较低的冬季，可以减小冷却水流量，保证冷却后电源模块9的温度比较合适。水泵4出水口出来的冷却水被三通或者多通管道分流后分为多路进水管道，多路出水管道的冷却水经过汇流后由一根管道流入冷却水储存装置1。在其他实施例中也可以不进行汇流。流量计和阀门选用工业常用的，不需要进行特殊选型。流量计可以选用仅测量并显示的流量表，也可以选用可以进行测量数据传输的流量计，并将流量计与控制器电连接，将流量数据传输到控制器。阀门可以选用手动阀门，也可以选用电磁阀，并将电磁阀与控制器连接，通过控制器远程控制阀门开闭。

所述的冷却系统还包括冷却水温度调节组件，所述的冷却水温度调节组件包括温度计3、水冷机组7、加热棒2和控制器，所述的温度计3安装在冷却水储存装置1内部，将采集到的冷却水温度传输到控制器，所述的加热棒2固定在冷却水储存装置1内部且与控制器电连接，用于对凝固的冷却水加热使其熔化，所述的水冷机组7与控制器电连接且通过管道与冷却水储存装置1连通，对冷却水进行冷却。在冷却水温度较高时，通过水冷机组7对冷却水进行冷却，以满足对电源模块9的冷却需求，在环境温度较低，冷却水储存装置1中的冷却水凝固结冰时，使用加热棒2对冷却水进行加热，使结冰的冷却水熔化，使泵能够将冷却水泵4出，同时避免碎冰损坏泵。控制器根据温度计3采集到的冷却水温度来控制加热棒2和水冷机组7运行。水冷机组7与冷却水储存装置1之间的管道包括进水管和出水管，管道上设置有阀门，用于控制冷却水在管道内的流通。在一个实施例中，控制器选用工业上常用的PLC控制器，用于根据设定的温度控制水冷机组7和加热棒2工作，水冷机组7、温度计3和加热棒2采用工业上常用的，不需要进行特殊选型。

所述的冷却系统还包括与冷却水储存装置1连通的补水管11和排污管10，所述的水冷机组7的污水排出端通过管道与排污管10连通。通过补水管11接入自来水对冷却水储存装置1进行补水，排污管10道用于在更换冷却水或者清洗冷却水储存装置1时排出污水，补水管11、排污管10以及水冷机组7与排污管10道连通的管道上设置有阀门，用于控制管道的通断。阀门可以选用手动阀门，也可以选用电磁阀，并将电磁阀与控制器连接，通过控制器远程控制阀门开闭。

所述的水冷板8包括上盖板和下盖板，上盖板与下盖板密封固定连接，所述的下盖板内部并列开设有用于通过冷却水的两路通道，通道的进水口与进水组件5的出水口连通，通道的出水口与出水组件6的进水口连通。上下盖板密封，盖板采用导热性能较好的材料制成，电源模块9的热量通过热传导传导到水冷板8与冷却水进行热交换，实现冷却。

所述的冷却系统还包括三相动力柜，所述三相动力柜分别与水泵4、加热棒2和水冷机组7供电。

本申请中的一个实施例中，阀门采用电磁阀、流量计采用可以进行测量数据传输的流量计。在电源模块工作时，开启控制器，温度计采集冷却水的温度并传输到控制器，控制器根据现有的数据比较方式简单比较接收到的温度与设定的温度阈值的关系，若接收到的温度处于温度阈值区间，则打开水泵与冷却水储存装置之间管道上的阀门，以及进水组件和出水组件中的阀门，控制水泵开启，将冷却水抽吸到水冷板，对电源模块进行冷却。当温度计采集到的冷却水温度大于预设温度阈值的最大值，则开启水冷机组与冷却水储存装置之间管道上的阀门，开启水冷机组，对冷却水进行降温，直至温度计采集到的冷却水温度属于预设温度阈值范围内。在另一种环境温度下，当温度计采集到的冷却水温度小于预设温度阈值的最小值，则开启加热棒，对冷却水进行加热，直至温度计采集到的冷却水温度属于预设温度阈值范围内。

在另一种工况下，当需要对冷却水进行更换时，则开启排污管道上的阀门，将冷却水储存装置中的污水排出，排完后，关闭排污管道上的阀门，打开补水管上的阀门，重新注水到冷却水储存装置。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.超细碳粉生产等离子电源冷却系统，其特征在于：包括冷却水储存装置、水泵、进水组件、出水组件，水冷板和电源模块，所述的冷却水储存装置用于存储冷却水，所述的水泵的进水口与冷却水储存装置连通，水泵的出水口与进水组件连通，进水组件的出水口与水冷板的进水口连通，水冷板的出水口与出水组件连通，出水组件的出水口与冷却水储存装置连通，所述的电源模块固定安装在水冷板上，所述的水泵将冷却水储存装置中的冷却水泵到水冷板，对电源模块冷却，热交换后的冷却水经出水组件回流到冷却水储存装置。

2.根据权利要求1所述的超细碳粉生产等离子电源冷却系统，其特征在于：所述的进水组件包括多路进水管道，各路进水管道上均安装有阀门和流量计，所述的出水组件包括多路出水管道，各路出水管道上均安装有阀门和流量计。

3.根据权利要求1所述的超细碳粉生产等离子电源冷却系统，其特征在于：所述的冷却系统还包括冷却水温度调节组件，所述的冷却水温度调节组件包括温度计、水冷机组、加热棒和控制器，所述的温度计安装在冷却水储存装置内部，将采集到的冷却水温度传输到控制器，所述的加热棒固定在冷却水储存装置内部且与控制器电连接，用于对凝固的冷却水加热使其熔化，所述的水冷机组与控制器电连接且通过管道与冷却水储存装置连通，对冷却水进行冷却。

4.根据权利要求3所述的超细碳粉生产等离子电源冷却系统，其特征在于：所述的冷却系统还包括与冷却水储存装置连通的补水管和排污管，所述的水冷机组的污水排出端通过管道与排污管连通。

5.根据权利要求2所述的超细碳粉生产等离子电源冷却系统，其特征在于：所述的水冷板包括上盖板和下盖板，上盖板与下盖板密封固定连接，所述的下盖板内部并列开设有用于通过冷却水的两路通道，通道的进水口与进水组件的出水口连通，通道的出水口与出水组件的进水口连通。

6.根据权利要求4所述的超细碳粉生产等离子电源冷却系统，其特征在于：所述的水泵的进水口通过管道与冷却水储存装置连通，所述的管道上设置有阀门。

7.根据权利要求3所述的超细碳粉生产等离子电源冷却系统，其特征在于：所述的冷却系统还包括三相动力柜，所述三相动力柜分别与水泵、加热棒和水冷机组供电。

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