CZ283224B6 - Zařízení pro odvod tepla z vnitřního prostoru skříňového rozvaděče textilního stroje - Google Patents

Abstract

Vnitřní prostor je zahříván provozem střídačových modulů, přičemž tyto moduly jsou zasunuty v zasouvacích přihrádkách (17, 18, 19, 20) skříňového rozvaděče (12), takže chladicí tělesa střídačových modulů jsou uložena v chladicím vzduchovém kanálu (K) a chladicí tělesa tvoří stěnový úsek chladicího kanálu a chladicí vzduch dopravovaný v chladicím vzduchovém kanálu proudí podél povrchu chladicích těles. V zasouvací přihrádce (17, 18, 19, 20) stojanu skříňového rozvaděče (12) jsou uloženy vždy dva střídačové moduly s jejich chladicím tělesem. Chladicí vzduchový kanál (K) sestává z vertikálního uspořádání nejméně dvou trubicovitých segmentů (Q1, Q2, Q3, Q4). Jeden trubicovitý segment (Q1) je tvořen uspořádáním dvou střídačových modulů ve vodorovné rovině stojanu skříňového rozvaděče (12). ŕ

Description

Vynález se týká zařízení pro odvod tepla z vnitřního prostoru skříňového rozvaděče textilního stroje.

Dosavadní stav techniky

Pod textilním strojem se zde rozumí stroj přádelny nebo soukámy. Jedná se kupříkladu o mykací stroj, posukovací stroj, křídlový stroj, dopřádací stroj, nebo soukací stroj. Ve vnitřním prostoru skříňového rozvaděče, který má každý z těchto textilních strojů, jsou instalovány elektrické a elektronické přístroje pro provoz textilního stroje, které mohou vnitřní prostor nepřípustně zahřát, takže zvýšenou teplotou vzduchu může být nevýhodně ovlivněn způsob práce elektrických a elektronických přístrojů. Je třeba, aby se tomu zabránilo odvodem tepla z vnitřního prostoru chladicími ústrojími.

Elektrické a elektronické přístroje vyvíjející teplo jsou kupříkladu přístroje výkonové elektroniky. Výkonová elektronika se zabývá řízením a přetvářením elektrického výkonového toku prostřednictvím elektronických konstrukčních dílů, jako například tyristorů a výkonových tranzistorů. Při provozu těchto elektronických součástek vzniká teplo, vyplývající z elektrického ztrátového výkonu součástky, aje předáváno do okolního vzduchu vnitřního prostoru. K tomuto účelu jsou tyto konstrukční díly opatřeny chladicími tělesy. Chladicím tělesem je zvýšena účinná chladicí plocha, neboť tato chladicí tělesa mají zpravidla profil chladicích žeber. V zařízeních výkonové elektroniky jsou zpravidla společně uloženy výkonová a informační elektronika. Výkonová elektronika samotná je v jejím elektronickém ovládání spojena do funkční jednotky. To odpovídá modulové stavbě. Kupříkladu je modulárně sestaven střídač pro ovládání elektromotoru. Takový modul je označován jako střídačový modul. Zejména takovéto střídačové moduly jsou příčinou pro zahřívání vnitřního prostoru. Pokud teplota vzduchu ve vnitřním prostoru skříňového rozvaděče dosahuje nepřípustných hodnot, je práce elektronických konstrukčních dílů, zejména informační elektroniky, nevýhodně ovlivněna. Dochází k rušenému chodu textilního stroje.

Aby se odvádělo teplo z vnitřního prostoru skříňového rozvaděče textilního stroje, je použito chladicího zařízení. Chladicí zařízení je zařízení, u něhož dochází k výměně tepla mezi chladicím tělesem elektrického nebo elektronického přístroje a chladicím vzduchovým médiem a ohřátý chladicí vzduch se odvádí. Pod takovým chladicím zařízením se rozumí zejména chladicí vzduchový kanál s chladicími tělesy.

Německý patentový spis DE-OS 35 17 149 popisuje chladicí ústrojí pro odvádění tepla z vnitřního prostoru, v němž jsou uloženy elektrické nebo elektronické konstrukční díly vyvíjející teplo. Vnitřní prostor je tvořen skříní skříňového rozvaděče pro výkonovou elektroniku. Tato skříň má chladicí vzduchový kanál, přičemž chladicí těleso (tj. kovové žebrové těleso) je osazeno na jednotlivou postranní stěnu chladicího kanálu. Chladicí vzduchový kanál má úkol odvádět teplo z vnitřního prostoru. Popis vychází ze stanovení úkolu vytvořit chladicí ústrojí, které pracuje s chladicím vzduchem zatíženým vlákennými odletky. Přes zatížení chladicího vzduchu vlákennými odletky nemá být chladicí účinek chladicího zařízení rušivě ovlivňován. Řešení vychází z toho, že se chladicí vzduch chladicího vzduchového kanálu přivádí šikmo na chladicí těleso chladicího ústrojí. Toto řešení proto vyžaduje zahnutý chladicí vzduchový kanál, přičemž v oblasti plochy nárazu proudění chladicího vzduchu je uloženo chladicí ústrojí výkonové elektroniky, takže chladicí vzduch při dopadu na chladicí těleso

- 1 CZ 283224 B6 prodělává změnu směru pohybu a umožňuje chlazení. Změnou směru je zabraňováno tomu, aby se vlákenné odletky usazovaly na chladicím tělese a zmenšovaly chladicí účinek.

Směr vzduchového proudění je zespodu na vrch chladicího tělesa. Podstatné u tohoto řešení je, že všechna chladicí tělesa výkonové elektroniky musí být instalována na jediné stěně chladicího kanálu vzduchu, aby chladicí vzduch narážel na všechna chladicí tělesa a mohl prodělávat změnu směru. Počet chladicích těles má vliv na průřez a konstrukční výšku chladicího vzduchového kanálu. Nevýhodné u tohoto řešení je, že chladicí vzduchový kanál musí být zahnutý. To vyžaduje obzvláštní nákladnou konstrukci chladicího vzduchového kanálu.

Řešení podle evropského patentu EP 478 993 předpokládá vysoké nároky na přístroje a konstrukci. Charakteristické přitom je, že chladicí těleso pro výkonovou elektroniku jsou uložena na jedné straně chladicího vzduchového kanálu a chladicí vzduch postupně za sebou proudí chladicími tělesy výkonové elektroniky shora dolů.

Jelikož jsou chladicí tělesa výkonové elektroniky uložena za sebou podél chladicího vzduchového kanálu, má to za následek nevýhodou, že chladicí vzduchový kanál vyžaduje poměrně velkou konstrukční výšku. Nevýhodné dále je, že výkonová elektronika je uložena v celku s informační elektronikou v chladicím vzduchovém kanálu a je tak vcelku vystavena zanášení odletky. To vede všeobecně ke krátkým údržbovým intervalům se zvýšenou náchylností k poruchám informační elektroniky a zvýšeným nárokům na čištění.

Vynález si klade za úkol dále výrazně snížit konstrukční nároky na odvod tepla z vnitřních prostorů skříňového rozvaděče textilního stroje přádelny nebo skoukámy, který je zahříván provozem elektrických a elektronických přístrojů.

Podstata vynálezu

Podle vynálezu je chladicí vzduchový kanál vytvořen z více trubicovitých segmentů. Trubicovitý segment sestává v přednostním provedení z čtyřúhelníkového segmentu. Trubicovitý segment je tvořen uspořádáním dvou střídačových modulů v zasouvací přihrádce stojanu. Uspořádáním v zasouvací přihrádce stojanu jsou chladicí tělesa dvou skřídačů uložena až na malou mezeru v rovině, takže vytváří dvě úplné stěny trubicovitého segmentu a zbývající stěny segmentu jsou tvořeny stojanem skříňového rozvaděče. Střídačové moduly jsou uloženy v zasouvací přihrádce skříňového rozvaděče tak, že tvořený segment utěsňují se vzájemným tvarovým zapadáním. Svislé uspořádání více takových segmentů tvoří chladicí vzduchový kanál, přičemž chladicí tělesa jsou uložena tak, že jsou nejen instalována v chladicím vzduchovém kanálu, ale rovněž částečně tvoří jeho stěnu.

Uspořádání může být vytvořeno proti sobě vedeným uspořádáním dvou střídačových modulů, přičemž střídačové moduly mohou být uloženy proti sobě, ale s posunutím do strany nebo ve v zákrytové řadě za sebou. Dalším znakem je, že střídačové moduly mohou být uloženy také společně uloženy v jednom směru zasouvání, přičemž jeden střídačový modul je otočen o 180°.

Vynález přináší výhodu v tom, že chladicí vzduchový kanál může být jednoduchým způsobem tvořen samotnými střídačovými moduly. Dále je tímto výhodným zařízením umožňováno snížit konstrukční výšku chladicího vzduchového kanálu o přibližně polovinu vzhledem k obvyklým konstrukčním výškám.

Jelikož chladicí vzduchový kanál může být tímto způsobem konstruován modulově, je při rozšiřování pracovních míst textilního stroje možné použití střídačových modulů, aniž by byly zapotřebí přídavné konstrukce. Tato modulová konstrukce chladicího vzduchového kanálu umožňuje pokud jde o rozšiřování textilního stroje zohlednit individuální přání zákazníků.

-2CZ 283224 B6

Obzvláště výhodné provedení umožňuje přístupnost při obsluze nebo inspekci pouze z jedné strany skříňového rozvaděče ke všem střídačovým modulům.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je blíže vysvětlen v následujícím popisu na příkladě provedení s odvoláním na připojené výkresy, ve kterých znázorňuje obr. 1 celkové schéma dopřádacího stroje pro bezvřetenové předení, obr. 2 axonometrický pohled na elektrický skříňový rozvaděč dopřádacího stroje pro bezvřetenové předení, obr. 3 principielní schéma konstrukce stojanu se zasouvacími přihrádkami ve skříňovém rozvaděči, obr. 4 schéma střídačového modulu, obr. 5 schematické uspořádání dvou střídačových modulů v zasouvací přihrádce skříňového rozvaděče, obr. 6 schematické znázornění jednoho segmentu v axonometrii, obr. 7 schéma uspořádání segmentů v chladicím vzduchovém kanálu, obr. 8 schéma obměněného střídačového modulu v axonometrii, obr. 9 schéma obměněného uspořádání segmentu se dvěma střídačovými moduly za sebou a obr. 10 schéma obměněného uspořádání segmentu se dvěma třídačovými moduly vedle sebe.

Příklady provedení vynálezu

Pro příklad provedení byl z řady strojů přádelny zvolen dopřádací stroj pro bezvřetenové předení (rotorový dopřádací stroj).

Jak ukazuje obr. 1, sestává známý dopřádací stroj pro bezvřetenové předení 1 v jeho podélném dělení z jednotlivých sekcí 2, 4, 6 a 8. Jednotlivá sekce zahrnuje jako montážní jednotka jednotlivá spřádací místa 3, v praxi okolo 20 spřádacích míst. Na obr. 1 je jich symbolicky vyznačeno jen několik. Větší počet sekcí 2, 4, 6 a 8 osazených v řadě tvoří jeden sekční stojan 5. Montáží sekcí následujících v řadě za sebou je možné instalovat pro pracovní ústrojí 3 centrální pohon. Na čelní straně sekčního stojanu 5 je uložena elektrická provozní skříň 7, která je prostorově dělena a obsahuje mimo jiné centrální pohon pro pracovní ústrojí spřádacích míst. Elektrická provozní skříň 7, která je v praxi označována jako hnací stojan, je zpravidla ještě spřažena s plničem 9 dutinek, který zajišťuje zásobení spřádacích míst 3 prázdnými dutinkami. Na opačné čelní straně sekčního stojanu se nachází koncový stojan 10 s odváděním cívek. Koncový stojan 10 obsahuje v podstatě elektroniku pro řízení a regulaci stroje. Na neznázorněném kolejovém systému na dopřádacím stroji 1 pro bezvřetenové předení může stroj objíždět pojízdný automat 11 vedený na kolejích, takže se může střídavě objevovat na jedné a druhé straně stroje.

V elektrické provozní skříni se nachází mimo jiné skříň skříňového rozvaděče 12 (obr. 2). Tento skříňový rozvaděč 12 se dá otevírat a zavírat jak z pravé, tak i z levé strany stroje pomocí dveří 20 a 21. Podle obr. 3 má tento skříňový rozvaděč 12 stojan 13 tvořící zasouvací přihrádky 14, 15, 16 a 17. Přístup ke každé jednotlivé zasouvací přihrádce 14, 15, 16 a 17 je možný jak z levé, tak i z pravé strany stroje přes dveře 20 a 21.

Jak ukazuje v pohledu obr. 3, sestává stojan 3 z vodorovných nosičů 22, 23, 24, 25 a 26, jakož i prostorově za nimi ležících vodorovných nosičů. Vždy dva vodorovné nosiče zasouvací roviny tvoří úložnou plochu zasouvací přihrádky. Na vodorovných nosičích jsou upevněny příčné kolejnice 80 až 95. Na příčných kolejnicích mohou být zasouvány střídačové moduly s jejich drážkou N. Na vodorovných nosičích zasouvací přihrádky jsou dále uloženy svisle dvě narážky se vzájemným diagonálním posunutím. Narážky nejsou na obr. 3 znázorněny z důvodů přehlednosti, ale jsou zobrazeny pouze částečně na obr. 5 jako narážky 96, 97. V každé jednotlivé zasouvací přihrádce 14, 15, 16 a 17 jsou zavedeny dvě jednoho střídačového modulu 30.

-3 CZ 283224 B6

Obr. 4 ukazuje schematicky střídačový modul 30. Ukazuje střídačový modul 30 v poloze, v níž může být zasunut do zasouvací přihrádky stojanu 13.. Schematicky je vyznačena výkonová a informační elektronika 46 umístěná ve znázorněném objemu. Stranou se nachází chladicí těleso 38, mechanicky spojené s výkonovou a informační elektronikou 46. Chladicí těleso má mechanická chladicí žebra, jejíchž mezery jsou uloženy svisle k rovině obrazu. Mezi chladicím tělesem 38 a výkonovou a informační elektronikou 46 je vytvořena drážka N, která je vytvořena také na dolní straně znázorněného střídačového modulu. Výkonová a informační elektronika 46 a chladicí těleso 38 jsou instalovány na přední desce 54. Jako tento střídačový modul 30 jsou analogicky konstruovány také ostatní střídačové moduly. Vždy dva střídačové moduly jsou při uspořádání vzájemně proti sobě zasunuty do jedné zasouvací přihrádky.

Obr. 5 ukazuje výřezově půdorysný pohled na zasouvací přihrádku 17 stojanu 13. Oba střídačové moduly 30, 31 jsou zasunuty do zasouvací přihrádky 17.

Jak dále ukazuje obr. 5, spočívá zvláštnost v tom, že oba střídačové moduly 30, 31 jsou v rovině zasouvací přihrádky 17 vůči sobě postaveny v úhlu 180° a jsou současně posunuty do strany. V důsledku toho je tak z obou střídačových modulů, ležících ve společné zasouvací přihrádce 17, vždy jeden v případě potřeby zasunutelný nebo vysunutélný z opačné dveřní strany nebo na opačnou dveřní stranu. Toto vzájemné polohové uspořádání přináší tu výhodu, že chladicí tělesa 38, 39 obou střídačových modulů 30, 31 leží proti sobě v zasouvací rovině až na štěrbinu S. Každý střídačový modul 30, 31 má přední desku 54, 55. Každá přední deska má rukojeť, aby se střídačovým modulem mohlo pohybovat do zasouvací přihrádky nebo ven z této přihrádky.

Uspořádání obou střídačových modulů 30, 31 jsou součásti segmentu Ql pro chladicí vzduchový kanál K. Chladicí tělesa 38, 39 obou střídačových modulů 30, 31 včetně mezery S tvoří šířku B chladicího vzduchového kanálu K. Segment Ol pro chladicí vzduchový kanál K je v jednotlivostech vytvořen z chladicích těles 38, 39, stěnových segmentů 62, 63, jakož i předních desek 54, 55. Tyto konstrukční díly tvoří čtyři postranní stěny segmentu Ol pro chladicí vzduchový kanál K. Originalita řešení spočívá v tom, že vždy dvě protilehlá chladicí tělesa sama tvoří dvě ze čtyř stěn. Utěsnění mezi horní a dolní zasouvací přihrádkou je dosahováno příčnými kolejnicemi 80 až 95. Na obr. 5 je znázorněno utěsnění příčnými kolejnicemi 80, 81. Střídačové moduly 30 s jejich drážkou N leží na příčné kolejnici 80 a střídačový modul 31 s jeho drážkou N leží na příčné kolejnici 81.

Obr. 6 znázorňuje schematicky segment Ol. Pro segment Ql je chladicí kanál K tvořen přední deskou 54 a 55, stěnovými segmenty 62 a 63 a chladicími tělesy 38, 39. Obě chladicí tělesa 38, 39 se vzájemně nedotýkají, ale tvoří malou štěrbinu S. Tato štěrbina S přináší výhody z hlediska proudění. Uložení dalších střídačových modulů 32 až 37 v zasouvacích přihrádkách 14, 15 a 16 (viz obr. 7) vede k analogickým segmentům 02, 03, 04, které ve svislém uspořádání v jejich celku tvoří výšku chladicího vzduchového kanálu K.

Obr. 7 ukazuje takové uspořádání většího počtu střídačových modulů. Chladicí tělesa s výkonovou a informační elektronikou střídačových modulů jsou plně instalována v chladicím vzduchovém kanálu K. Schematicky jsou ve zobrazení na obr. 7 v podstatě patrné pouze střídačové moduly s chladicími tělesy 39, 41, 43 a 45, jakož i s příslušnou výkonovou a informační elektronikou 47, 49, 51 a 53. Z jiných střídačových modulů jsou patrné pouze přední desky 54, 56, 58 a 60. Šířkou B je vyznačena šířka chladicího vzduchového kanálu K. Nad chladicím vzduchovým kanálem K je uloženo dmychadlo 100 na větracím vstupu. Při provozu dmychadla 100 je vzduch L prostoru přádelny tlačen s velkým objemovým proudem a vysokou rychlostí vzduchu shora směrem dolů do chladicího vzduchového kanálu K, přičemž vzduch L opouští větracím výstupem skříň skříňového rozvaděče 12. Toto uspořádání přináší tu výhodu, že nemusí být instalován žádný chladicí vzduchový kanál, v němž by musela být přídavně upevněna chladicí tělesa střídačových modulů. Uspořádání může být podle volby

-4CZ 283224 B6 rozšířeno k základnímu vybavení střídačových modulů, aniž by bylo nutné se odchýlit na konstrukční variantu.

Místo nepoužitých zasouvacích přihrádek je pro utěsnění zasunuta tak zvaná slepá zásuvka ve formě přední desky s plechem místo střídačového modulu, takže chladicí vzduchový kanál je směrem dovnitř a ven těsný. Pro čištění a údržbu se dá každá zásuvka lehce vytáhnout a čistit například stlačeným vzduchem. Vysoká rychlost vzduchu zajišťuje, aby nedocházelo k žádným velkým nánosům na chladicím tělese.

Podle obr. 8 je v praxi také znám střídačový modul 200, mající odchylný tvar od dosud znázorněných střídačových modulů. Na základě střídačového modulu 200 podle obr. 8 je dále popisováno obměněné provedení. Charakteristické pro střídačový modul 200 je, že počínaje přední deskou 201 jsou za sebou uloženy výkonová a informační elektronika 202 a chladicí těleso 203. Při použití takových střídačových modulů, které mají konstrukci jako střídačový modul 200, je navrženo vytvořit segment Q10 podle obr. 9.

Ze dvou proti sobě ležících stran zásouvací přihrádky jsou zasunuty vždy dva střídačové moduly 200 a 300. Chladicí těleso 203 střídačového modulu 200 leží proti chladicímu tělesu 303 střídačového modulu 300. Je třeba zaručit, že rovněž mezi protilehlými chladicími tělesy 203. 303 zůstane zachována mezera S. Postranní stěny 600, 700 jsou uloženy v zasouvací přihrádce stojanu a tvoří postranní krytí chladicích těles. Proti předchozímu provedení je třeba stojan měnit. Funkce zasouvací přihrádky stojanu zůstává zachována. Přesto však musí být postranní stěny 600, 700 uloženy ve stojanu tak, že chladicí těleso s tvarovým dosednutím a vzduchotěsně dolehne po zasunutí do koncové polohy. Podrobnosti nejsou na obr. 9 znázorněny. Segment Ol je tvořen z chladicích těles 203, 303 a stěnových segmentů 600 a 700. Je-li svisle uloženo více takových segmentů QIO, které mají stejné uspořádání, vytvoří se chladicí vzduchový kanál. Nejméně dva vodorovně uspořádané segmenty Q10 tvoří chladicí vzduchový kanál.

Obr. 10 ukazuje schematické znázornění střídačových modulů 400. 500 ve směru zasouvání, tj. oba střídačové moduly jsou zasouvány ze strany skříňového rozvaděče 12. Střídačové moduly 400, 500 tvoří segment Q100. Je-li kupříkladu střídačový modul 500 uložen v jeho koncové poloze, spočívá zvláštnost v tom, že ve stejném zasouvacím směru je uložen střídačový modul 400, ale obrácen o 180°.

Pro segment O100 je vytvořen chladicí vzduchový kanál předními deskami 401, 501, chladicími tělesy 403, 503, a na obr. 10 neznázoměným stěnovým segmentem, který představuje doraz pro oba střídačové moduly a těsní mezeru mezi oběma chladicími tělesy 403, 503.

Claims (8)

1. Zařízení pro odvod tepla z vnitřního prostoru skříňového rozvaděče textilního stroje, který’ je zahříván provozem střídačových modulů, přičemž tyto moduly jsou zasunuty v zasouvacích přihrádkách skříňového rozvaděče, takže chladicí tělesa střídačových modulů jsou uložena v chladicím vzduchovém kanálu a chladicí tělesa tvoří stěnový úsek chladicího vzduchového kanálu a chladicí vzduch dopravovaný v chladicím vzduchovém kanálu proudí podél povrchu chladicích těles, vyznačené tím, že v zasouvací přihrádce (14, 15, 16, 17) stojanu (13) jsou uloženy vždy dva střídačové moduly (30, 31; 200, 300; 400, 500) s jejich chladicím tělesem (38, 39; 203, 303; 403, 503), takže jsou vytvořeny všechny stěnové úseky trubicovitého

-5CZ 283224 B6 segmentu (Ql, Q10, Q100) a svislé uspořádání nejméně dvou segmentů tvoří chladicí vzduchový kanál (K).

2. Zařízení podle nároku 1, vyznačené tím, že střídačové moduly (30, 31) jsou vůči sobě posunuty do strany.

3. Zařízení podle nároků 1 nebo 2, vyznačené tím, že všechny stěnové úseky segmentu (Ql) jsou vytvořeny z chladicích těles (38, 39), ze stěnových segmentů (62, 63) a z předních desek (54, 55).

4. Zařízení podle nároku 2, vyznačené tím, že střídačové moduly (30, 31) tvoří mezeru (S) mezí chladicími tělesy (38, 39).

5. Zařízení podle nároku 1, vyznačené tím, že střídačové moduly (200, 300) jsou uloženy vzájemně ve slícované řadě, takže jejich chladicí tělesa (203, 303) se stěnovými segmenty (600, 700) tvoří segment (Q10).

6. Zařízení podle nároku 5, vyznačené tím, že svislé uspořádání nejméně dvou segmentů (Q10) tvoří chladicí vzduchový kanál (K).

7. Zařízení podle nároku 1, vyznačené tím, že střídačové moduly (400, 500) jsou spolu uloženy v jednom zasouvacím směru, ale jeden střídačový modul je otočen o 180°, takže jejich chladicí tělesa (403, 503) tvoří jeden segment (Q100).

8. Zařízení podle nároku 7, vyznačené tím, že svislé uspořádání nejméně dvou segmentů (Q100) tvoří chladicí vzduchový kanál (K).