CN214070485U - 电控柜 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种电控柜，包括柜体、换热器和风扇；柜体的内部为密封空间，柜体的内部用于安放发热装置；换热器设于所述柜体内，换热器外循环回路连通柜体外的大气，换热器内循环回路连通柜体的内部空间，换热器用于为柜体内部散热；外循环回路和内循环回路相隔离；风扇设于柜体内，用于将内循环回路排出的冷风吹向安装后的发热装置。本申请提供的一种电控柜，能够在保证电控柜较好的密闭性的条件下达到较好的散热效果，避免外界潮气、灰尘、油污等进入电控柜，避免电控柜内产生过高的温度，且使用方便，成本低廉。

Description

电控柜

技术领域

本申请涉及设备散热技术领域，特别涉及一种电控柜。

背景技术

用于工业机器人的电控柜防护要求较高，如避免外界潮气、灰尘、油污等进入电控柜，因而防护等级越高越不利于使用传统方法对电控柜进行散热。

工业机器人常工作在高温车间内，机器人长期工作的热量积聚即会造成电控柜高温报警。因而，提高电控柜的防护效果和提高电控柜散热效果成为一对矛盾。

实用新型内容

为解决提高电控柜防护要求和提高电控柜散热效果的矛盾问题，本申请提供一种能够有效解决该问题的电控柜。

本申请所提供的电控柜，包括柜体、换热器和风扇；

柜体，内部为密封空间，内部用于安放发热装置；

换热器，设于所述柜体内，其外循环回路连通所述柜体外的大气，其内循环回路连通所述柜体的内部空间，用于为所述柜体内部散热；所述外循环回路和所述内循环回路相隔离；

风扇，设于所述柜体内，用于将所述内循环回路排出的冷风吹向所述发热装置。

进一步地，所述柜体包括底板和后板；

所述发热装置可固定于所述底板上，所述发热装置的后端热气出口与所述后板间隔距离。

进一步地，所述柜体还包括顶板；

所述换热器的下侧面设有连通所述内循环回路的内循环进风口和内循环出风口；所述换热器固定于所述顶板上，且所述内循环进风口和所述内循环出风口朝向安装后的所述发热装置。

进一步地，所述换热器的下侧面固定设置有导风板；

所述导风板用于将所述内循环出风口排出的冷风导向所述风扇的吸风端。

进一步地，所述导风板包括导向部和两个支撑部；

所述导向部倾斜设置；

两个所述支撑部分别固定连接所述导向部的两个侧边，以将所述导向部支撑在所述换热器的下侧面上。

进一步地，所述换热器的内循环进风口位于安装后的所述发热装置后端的热气出口的上方。

进一步地，所述柜体包括柜门；

所述风扇靠近所述柜体的柜门处设置，所述风扇与所述柜门间隔距离且出风端朝向安装后的所述发热装置。

进一步地，所述风扇并列设置多个。

进一步地，所述换热器的上侧面设有连通所述外循环回路的外循环进风口和外循环出风口；所述换热器的上侧面可拆卸地固定有镂空维修板；

所述镂空维修板覆盖在所述外循环进风口上。

进一步地，所述换热器上设有连通所述外循环回路的下水口；所述柜体上设有连通外界的出水口；

所述柜体内设有连通所述下水口和所述出水口的透明管，以将所述外循环回路的积液排出所述柜体外。

由上述技术方案可知，本申请至少具有如下优点和积极效果：

本申请提供了一种电控柜，通过在密闭柜体中设置换热器，换热器的内循环回路连通所述柜体的内部空间，换热器的外循环回路连通柜体外的大气，从而为柜体内部散热；外循环回路和内循环回路相隔离，从而保证柜体的密封性，避免外界潮气、灰尘、油污等进入电控柜；柜体内设置将内循环回路排出的冷风吹向发热装置的风扇，进一步提高散热效果，且使用成本低廉。

附图说明

图1是本申请一实施例中电控柜外观立体结构示意图。

图2是本申请一实施例中电控柜内部结构侧视示意图。

图3是本申请一实施例中换热器下侧面设有内循环进风口和内循环出风口的立体结构示意图。

图4是本申请一实施例中导风板立体结构示意图。

图5是本申请一实施例中电控柜内部结构主视示意图。

图6是本申请一实施例中换热器上侧面设有镂空维修板和防护板的立体结构示意图。

附图标记说明如下：

1、柜体；11、顶板；12、底板；13、柜门；14、后板；15、出水口；

2、换热器；21、内循环进风口；22、内循环出风口；23、导风板；231、导向部；232、支撑部；233、固定部；24、外循环进风口；25、外循环出风口；26、镂空维修板；27、防护板；28、下水口；

3、风扇；

4、发热装置；

5、透明管。

具体实施方式

体现本申请特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本申请能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本申请的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本申请。

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装置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所述特征。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。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。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。

本申请文件中出现的“和/或”表示既可以“和”的关系，也可以是“或”的关系，例如，“A和/或B”表示“A和B”或“A或B”两种情况，对应“A”、“B”或“A和B”三种可能的结果。

一些工业机器人的电控柜的防护要求较高，如防护等级达到IP54，要求避免外界潮气、灰尘、油污等进入电控柜以免损坏电控柜内的电气设备或电子元件等。

工业机器人常工作在高温和高湿度的环境内，如工作车间夏季温度达42℃，湿度达95％。机器人长期工作的热量积聚会造成电控柜高温报警，主板CPU温度会超过90℃。高防护与强散热对机器人电控柜来说一直是矛盾，也影响了工业机器人的应用范围。

相关方案中，对封闭电控柜使用液体介质进行换热。液体介质换热的方式，是在控制柜散热处增加进水和出水管道，通过冷热水交替循环吸热来传导，此法对大部分工厂而言会带来诸多不便并且成本昂贵。

在空间、经济成本以及保证高防护等级的要求下，如何有效的配置换热设备来保证机器人电控柜有效使用，一直是个难题。

为了解决以上技术问题，本申请提供一种电控柜，该电控柜能够保证柜体的密封性的同时显著提高散热效果，从而有效解决提高电控柜防护效果和提高电控柜散热效果的矛盾问题。

参照图1和图2，本申请实施例提供一种电控柜，包括柜体1、换热器2和风扇3。

柜体1包括顶板11、底板12、柜门13、后板14和两个侧板。

顶板11、底板12、柜门13、后板14和两个侧板共同围成一个立方体密闭空间，密闭空间内作为发热装置4的安装空间。顶板11位于顶部，底板12位于底部，柜门13位于前端，后板14位于后端，两个侧板分别位于两侧。

侧板上设有连通外界的出水口15，用于将换热器2的外循环回路中的积液排出柜体1外。根据设计需要，出水口15也可设置在柜体1的其他部位。

顶板11上开设有用于换热器2上的外循环进风口24和外循环出风口25连通外界的通孔。

底板12上设有用于固定发热装置4的固定位。

发热装置4可以是内核等在工作时会散发热量的电子装置，如内核等。

发热装置4以内核为例，内核的前端为进风口，内核的后端为热气出口。内核在底板12上固定后，其进风口朝向柜门13，热气出口朝向后板14。内核后端的热气出口与后板14间隔距离，以使热气出口流畅地排出热气。内核前端的进风口与柜门13也间隔距离。

换热器2设于柜体1内，换热器2固定于顶板11上。换热器2位于安装后的发热装置4的上方。

换热器2设有用于连通外界大气的外循环回路和用于连通柜体1内部空间的内循环回路。外循环回路和内循环回路相互隔离，保证外循环回路吸入的外部空气不会将水汽、油液等带入内循环回路和柜体1内而污染发热装置4。外循环回路和内循环回路共用一个热芯(内循环回路用热芯的内表面，外循环回路用热芯的外表面)，从而实现内循环回路和外循环回路之间进行热交换。

参照图2和图3，换热器2的下侧面设有连通内循环回路的内循环进风口21和内循环出风口22。内循环进风口21和内循环出风口22朝向安装后的发热装置4。内循环进风口21正对发热装置4后端的热气出口和后板14之间的空隙，从而便于将从发热装置4后端的热气出口中排出的热气吸入换热器2中进行换热。

换热器2的下侧面固定设置有导风板23。导风板23用于对内循环出风口22排出的冷风进行导向，使内循环出风口22排出的冷风流向风扇3的吸风端。

参照图4，导风板23包括导向部231、两个支撑部232和固定部233。

导向部231向前下方倾斜设置，从而使内循环出风口22排出的冷风撞击到导向部231后向前下方流动而达到风扇3的吸风端。

两个支撑部232分别固定连接导向部231的两个侧边，以达到对导向部231在换热器2的下侧面上进行支撑的技术目的。

固定部233沿导向部231和两个支撑部232靠近换热器2的下侧面的边缘固定设置，固定部233上开设多个通孔，进而通过螺栓或螺钉等将固定部233可拆卸地固定于换热器2的下侧面上。

导向部231、两个支撑部232和固定部233可由同一块钣金弯折而成，从而使导风板23成为一体结构，便于安装拆卸和加工制造。

参照图2和图5，风扇3靠近柜体1的柜门13处设置，风扇3的吸风端朝向柜门13，风扇3与柜门13间隔距离，从而使内循环出风口22排出的冷风可以进入风扇3的吸风端与柜门13之间的空隙中，以便于风扇3吸收冷风。

风扇3的出风端朝向安装后的发热装置4的前端(进风口)，从而将吸收的冷风吹向安装后的发热装置4的进风口。

风扇3具体可以是并列设置多个，例如，风扇3是两组由DC24v供电的轴流式风扇。在柜体1内配置一个220v转24v的电源转换器(导轨安装型)以及一路空气开关，用于散热系统设备的供电与控制。

参照图2和参照图6，换热器2的上侧面设有连通外循环回路的外循环进风口24和外循环出风口25。换热器2固定于柜体1的顶板11的下表面后，外循环进风口24和外循环出风口25分别正对顶板11上开设的通孔，从而外循环进风口24和外循环出风口25可与柜体1的外界大气相连通。

换热器2的上侧面固定有镂空维修板26。镂空维修板26通过螺钉可拆卸地固定于换热器2的上侧面上，且覆盖外循环进风口24。从而，可以快速拆卸镂空维修板26，对换热器2进行维护，如更换过滤棉和检查换热器2内部的风扇运行情况等。换热器2内部的风扇具体可以是三个大风量的DC轴流式风扇。换热器2内部的DC轴流式风扇受外部影响小，维护也较为简单。

镂空维修板26下设有过滤棉，过滤棉覆盖在外循环进风口24上，以滤除吸入的水汽、油液等污染物。

换热器2的上侧面还可拆卸地固定设置有带有多个排气孔的防护板27。防护板27覆盖在外循环出风口25上，以避免外界污染物进入外循环出风口25中。

换热器2上设有连通外循环回路的下水口28，从而可将外循环回路的积液通过下水口28排出。下水口28具体可设于换热器2的下侧面上。

透明管5设于柜体1内，透明管5的两端分别连通换热器2下侧面上的下水口28和柜体1侧板上的出水口15，从而换热器2的外循环回路中的积液从下水口28流出后可经由透明管5从出水口15流出柜体1外。

平时使用时，出水口15可设置成关闭状态。透明管5是透明的，从而可通过透明管5可观察是否有积液产生。

换热器2长时间工作后，可能会由于吸入水汽或油雾而在外循环回路中形成积液。若通过透明管5观察到已经产生积液，则可打开出水口15将积液排出柜体1外。

根据以上实施例中的结构设计，能够实现在工业机器人电控柜的紧凑空间内设计一套散热系统，确保在高温高湿的环境下，电控柜能正常驱动工业机器人而不发生CPU高温报警现象。

电控柜空间可保持在420×620×300mm(宽×深×高)范围内。在外界气温42℃，湿度95％的环境下，能保证电控柜稳定运行，驱动机器人，且主板CPU温度不超过80℃。散热系统能够保证经济性，硬件成本控制在千元以内，且安装与拆卸简单，保养方便。

本申请电控柜的一个工作过程如下：

开机后，柜体1内的发热装置4(内核)开始运行并逐渐从其后端的热气出口排出热气。排出的热气在发热装置4的后端和后板14的空隙中汇聚并逐渐上升。

换热器2下侧面上的内循环进风口21将热气吸入换热器2内，热气通过内循环回路流经热芯的内表面。同时，换热器2的上侧面的外循环进风口24吸入外界温度较低的空气，外界温度较低的空气通过外循环回路流经热芯的外表面。使得热芯的内表面温度较高而外表面温度较低，从而发生热量交换，使内循环回路流中流入的热气温度降低成为较低温度的内部气体，而外循环回路中温度较低的空气吸热后变成温度较高的空气。

外循环回路中温度较高的空气从外循环出风口25中排出到外界大气中。内循环回路中温度较低的内部气体成为冷风从内循环出风口22排出。

从内循环出风口22中排出的冷风在导风板23的导向作用下流向风扇3的吸风端与柜门13之间的空隙中，进而风扇3吸入冷风并吹向发热装置4(内核)的前端进风口，从而使发热装置4吸入温度较低的气体。发热装置4内部也设有空气降温系统，从而吸入的冷风对发热装置4内部的发热器件如CPU等进行散热降温，然后将携带热量的气体从发热装置4后端的热气出口排出进入下一个冷却循环过程。从而，保持发热装置4内部器件的温度不会超过允许范围。

经过实验验证，以上方案设计的电控柜，可搭载机器人在42℃与95％湿度的温箱内稳定工作，且CPU温度稳定在75℃以下。

虽然已参照几个典型实施方式描述了本申请，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本申请能够以多种形式具体实施而不脱离本申请的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种电控柜，其特征在于，包括：

柜体，内部为密封空间，内部用于安放发热装置；

换热器，设于所述柜体内，其外循环回路连通所述柜体外的大气，其内循环回路连通所述柜体的内部空间，用于为所述柜体内部散热；所述外循环回路和所述内循环回路相隔离；

风扇，设于所述柜体内，用于将所述内循环回路排出的冷风吹向所述发热装置。

2.根据权利要求1所述的电控柜，其特征在于，所述柜体包括底板和后板；

所述发热装置可固定于所述底板上，所述发热装置的后端热气出口与所述后板间隔距离。

3.根据权利要求2所述的电控柜，其特征在于，所述柜体还包括顶板；

所述换热器的下侧面设有连通所述内循环回路的内循环进风口和内循环出风口；所述换热器固定于所述顶板上，且所述内循环进风口和所述内循环出风口朝向安装后的所述发热装置。

4.根据权利要求3所述的电控柜，其特征在于，所述换热器的下侧面固定设置有导风板；

所述导风板用于将所述内循环出风口排出的冷风导向所述风扇的吸风端。

5.根据权利要求4所述的电控柜，其特征在于，所述导风板包括导向部和两个支撑部；

所述导向部倾斜设置；

两个所述支撑部分别固定连接所述导向部的两个侧边，以将所述导向部支撑在所述换热器的下侧面上。

6.根据权利要求3所述的电控柜，其特征在于，所述换热器的内循环进风口位于安装后的所述发热装置后端的热气出口的上方。

7.根据权利要求1所述的电控柜，其特征在于，所述柜体包括柜门；

所述风扇靠近所述柜体的柜门处设置，所述风扇与所述柜门间隔距离且出风端朝向安装后的所述发热装置。

8.根据权利要求7所述的电控柜，其特征在于，所述风扇并列设置多个。

9.根据权利要求1所述的电控柜，其特征在于，所述换热器的上侧面设有连通所述外循环回路的外循环进风口和外循环出风口；所述换热器的上侧面可拆卸地固定有镂空维修板；

所述镂空维修板覆盖在所述外循环进风口上。

10.根据权利要求1所述的电控柜，其特征在于，所述换热器上设有连通所述外循环回路的下水口；所述柜体上设有连通外界的出水口；

所述柜体内设有连通所述下水口和所述出水口的透明管，以将所述外循环回路的积液排出所述柜体外。

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