一种防爆电控箱及其使用方法

技术领域

本发明涉及电气设备技术领域，尤其涉及一种防爆电控箱及其使用方法，具体适用于防止防爆电控箱内部过热。

背景技术

电控箱是用于安装电气设备的封闭箱体，通常用来保护电气设备并控制电力系统的工作，电力控制箱内一般配置有各种电气元件，而电控箱内部的各种电气元件在工作时会产生热量，造成电控箱内升温，影响箱内电气元件性能，甚至可能造成安全事故，因此需要降温设备对电控箱内部进行降温。而对于适用于特殊环境下，例如液货船上的防爆电控箱，除了正常的降温需求外还需要防止电控箱内外的可燃性混合物发生爆炸，同时电控箱电气元件的振动（尤其是大功率器件）也会对运行安全产生一定的影响。

目前电控箱的常见散热方法为自然冷却或通风散热，即在电控箱的两侧设置有进、出风口，并在进风口设置有鼓风机，通过空气的流通带走电气元件所产生的热量，进而保证电控箱的稳定工作，虽然这种方法可以一定程度上实现降温效果，但其仍存在以下缺陷：

防爆电控箱所处的环境可能存在危险粉尘或者危险气体，若直接对防爆电控箱内外进行通风，那么电控箱内部电气元件产生的电火花很容易引燃危险粉尘或者危险气体造成电控箱内电子元器件损坏，甚至可能导致安全事故。同时，为了实现降温效果，电控箱内外需要保持气流循环，可能会存在较多灰尘由进风口进入电控箱，灰尘堆积导致电控箱内元件热量难以散发，粉尘在静电作用下吸附在电子元器件的表面，影响电控箱的使用安全性，并且，频繁的对电控箱内部进行清理也会增加维护成本。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的防爆电控箱所处的环境可能存在危险粉尘或者危险气体，难以对其进行通风散热的问题，提供了一种能够在危险环境下使用且具有较好散热效果的防爆电控箱。

为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：

一种防爆电控箱，所述防爆电控箱包括外壳体和内壳体，所述外壳体与内壳体之间设置有夹层，所述夹层内设置有盘管，所述盘管内设置有冷却液，所述外壳体的顶部设置有用于对冷却液进行降温的冷却装置；

所述冷却装置包括箱体和设置于箱体内的导流风扇、喷淋管、淋水填料，所述导流风扇的控制端与控制器的风扇控制信号输出端相连接，导流风扇的正下方设置有喷淋管，所述喷淋管的进液端与盘管的出液端相连通，喷淋管的底部设置有多个喷淋口，所述喷淋口的正下方设置有可旋转的淋水填料，所述淋水填料与箱体的底部之间形成集水槽，所述集水槽的底部与盘管的进液端相连通。

所述冷却液为水。

所述盘管贴近内壳体的外表面设置，所述盘管上设置有循环泵,所述循环泵的控制端与控制器的循环泵控制信号输出端相连接。

所述淋水填料固定设置于旋转托盘的顶部，所述旋转托盘可转动的设置于箱体内，所述旋转托盘上均匀的开设有排水孔，所述旋转托盘的中部与驱动电机的输出端相连接，所述驱动电机的控制端与控制器的电机控制信号输出端相连接，驱动电机的底部与电机支架的顶部固定连接，所述电机支架的底部与箱体的底部固定连接。

所述内壳体的内壁上设置有温度传感器，所述温度传感器的温度信号输出端与控制器的温度信号输入端相连接。

所述淋水填料的一侧开设有第一磁铁槽，所述第一磁铁槽内固定设置有第一磁铁，淋水填料的另一侧开设有第二磁铁槽，所述第二磁铁槽内固定设置有第二磁铁，所述第一磁铁与第二磁铁的异性磁极相对设置，所述第一磁铁与第二磁铁之间的区域的磁场强度不小于5600GS。

所述箱体的顶部设置有出风口，所述导流风扇位于出风口处；

箱体的侧壁上设置有进风格栅，所述进风格栅位于淋水填料的侧部。

所述箱体的侧壁上自下而上的设置有排污口、补水口和溢流口，所述溢流口位于进风格栅的下方。

上述防爆电控箱的使用方法，所述使用方法包括如下步骤：

步骤一、通过控制器设置防爆电控箱的温度阈值T；

步骤二、温度传感器实时监测内壳体内部温度，并将内壳体内部温度值发送至控制器；

步骤三、控制器接收内壳体内部温度值，并判断内壳体内部温度值与温度阈值T的大小关系，若内壳体内部温度值大于或等于温度阈值T则进入步骤四，若内壳体内部温度值小于温度阈值T则进入步骤五；

步骤四、控制器控制循环泵、导流风扇、驱动电机开启，所述循环泵驱动盘管中的冷却液从盘管的出液端流出，进入喷淋管并从喷淋口喷洒至淋水填料上，冷却液经过淋水填料后自旋转托盘上的排水口流入集水槽，并自集水槽底部流入盘管的进液端；所述导流风扇控制箱体内的空气自下而上流动，为喷淋口中喷洒出的冷却液液滴进行降温的同时，降低冷却液液滴的下降速度，延长冷却液液滴与淋水填料的接触时间；所述驱动电机带动淋水填料旋转，使冷却液液滴与淋水填料充分接触；所述第一磁铁、第二磁铁产生磁场，冷却液液滴穿过淋水填料时在磁场的作用下产生振动，使冷却液液滴与淋水填料充分接触；

步骤五、控制器控制循环泵、驱动电机停机。

所述步骤四中，控制器控制循环泵、导流风扇、驱动电机开启后，内壳体内部温度值减去温度阈值T所得到的差值越大，则循环泵、导流风扇的转速越快。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明一种防爆电控箱及其使用方法中防爆电控箱包括外壳体和内壳体，外壳体与内壳体之间设置有夹层，该夹层中布设有盘管，盘管紧贴内壳体的外壁设置，盘管内装有用于降温的冷却液，盘管的出液端与冷却装置的进液端相连通，冷却装置的出液端与盘管的进液端相连通，冷却装置工作时，冷却液始终在盘管与冷却装置之间循环，冷却介质不进入防爆电控箱的内壳体中，防爆电控箱的内壳体可始终处于密封状态，避免内壳体中的电气元件接触到外界的危险粉尘或者危险气体，保证运行安全。因此，本设计中冷却液仅在盘管与冷却装置之间循环，防爆电控箱的内壳体可始终处于密封状态，避免内壳体中的电气元件接触到外界的危险粉尘或者危险气体，保证运行安全。

2、本发明一种防爆电控箱及其使用方法中的冷却装置包括箱体和设置于箱体内的导流风扇、喷淋管、淋水填料，其中导流风扇设置于箱体顶部的开口处，导流风扇的下方设置有喷淋管，喷淋管的下方设置有淋水填料，淋水填料的下方设置有集水槽，集水槽的底部与盘管的进液端相连通，盘管的出液端与喷淋管相连通，在电控箱内的温度超过设置的阈值时，盘管内的冷却液为电控箱降温，同时，循环泵控制盘管内的冷却液向喷淋管流动，冷却液从喷淋管上的喷淋口喷出后依次通过淋水填料、集水槽后再次回到盘管中，在这一过程中冷却液与淋水填料相接触，冷却液温度降低，同时，导流风扇控制气流自下而上从箱体内流过，自下而上的气流使进入淋水填料内的冷却液液滴降落速度减慢，冷却液液滴与淋水填料内的接触时间增加，能更好的为冷却液降温。因此，本设计中通过淋水填料为冷却液液滴降温，同时通过导流风扇增加冷却液液滴与淋水填料的接触时间，能更好的为冷却液降温。

3、本发明一种防爆电控箱及其使用方法中的冷却装置中的淋水填料固定于旋转托盘上，旋转托盘可转动的设置于箱体内，旋转托盘的底部与驱动电机的输出端相连接，驱动电机通过电机支架固定于箱体内，驱动电机可驱动旋转托盘及淋水填料旋转，当淋水填料旋转时，冷却液液滴经过淋水填料时，冷却液液滴与淋水填料之间的相对运动路径边长，冷却液液滴与淋水填料的接触面积增加，冷却装置为冷却液降温的效果更好。因此，本设计中淋水填料采用可旋转设计，增加了冷却液液滴与淋水填料的接触面积，冷却装置为冷却液降温的效果更好。

4、本发明一种防爆电控箱及其使用方法中的淋水填料的两侧分别开设有第一磁铁槽和第二磁铁槽，第一磁铁槽内固定设置有第一磁铁，第二磁铁槽内固定设置有第二磁铁，第一磁铁与第二磁铁的异性磁极相对设置，且第一磁铁87与第二磁铁88之间的区域的磁场强度不小于5600GS，当淋水填料转动时，磁铁跟随淋水填料转动，位于淋水填料中部的冷却液液滴在不断变化的磁场的作用下产生一定的振动，增加了冷却液液滴与淋水填料的接触面积，冷却装置为冷却液降温的效果更好。因此，本设计中，在淋水填料的两侧设置磁铁，在磁铁产生的磁场的影响下位于淋水填料中部的冷却液液滴会产生一定的振动，冷却液液滴与淋水填料的接触更充分，冷却装置为冷却液降温的效果更好。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是防爆电控箱包的结构示意图。

图3是冷却装置的结构示意图。

图4是喷淋管向淋水填料喷洒冷却液的示意图。

图5是淋水填料设置在旋转托盘上的示意图。

图中：外壳体1、内壳体2、温度传感器21、夹层3、盘管4、循环泵41、连接管路42、箱体5、出风口51、进风格栅52、排污口53、补水口54、溢流口55、导流风扇6、喷淋口61、喷淋管7、淋水填料8、第一磁铁槽81、第二磁铁槽82、旋转托盘83、排水孔84、驱动电机85、电机支架86、第一磁铁87、第二磁铁88、集水槽9、冷却液10、控制器20。

具体实施方式

以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参见图1至图5，一种防爆电控箱，所述防爆电控箱包括外壳体1和内壳体2，所述外壳体1与内壳体2之间设置有夹层3，所述夹层3的厚度为5mm，所述夹层3内设置有盘管4，所述盘管4贴近内壳体2的外表面设置，盘管4内设置有冷却液10，所述冷却液10为水，外壳体1的顶部设置有用于对冷却液10进行降温的冷却装置。如图1所示，为了达到更好的冷却效果，可以在内壳体2的上、下、左、右四个侧面上均设置盘管4。

在使用冷却装置对冷却液10进行降温时，冷却液10在盘管4与冷却装置之间不断循环，冷却液10在夹层3内流动并对内壳体2进行降温，冷却液10不会进入内壳体2。同时，冷却液10在内壳体2封闭的情况下即可对其降温，避免对内壳体2的内部进行通风散热进而导致内壳体2内的电气元件产生电火花引燃环境中的可燃性粉尘或气体。为了获得更好的散热效果，内壳体2为导热效果好的金属材质制成。

如图3所示，所述冷却装置包括箱体5和设置于箱体5内的导流风扇6、喷淋管7、淋水填料8，所述箱体5的顶部设置有出风口51，所述出风口51的正下方设置有导流风扇6，所述导流风扇6的控制端与控制器20的风扇控制信号输出端相连接，导流风扇6的正下方设置有喷淋管7，喷淋管7的底部设置有多个喷淋口71，所述喷淋口71的正下方设置有可旋转的淋水填料8，所述淋水填料8的与箱体5的底部之间形成一个集水槽9。

导流风扇6用于控制箱体5内的空气自下而上的流动，自下而上的气流可使冷却液10液滴自上而下的流经淋水填料8时下降速度减缓，进而延长冷却液10与淋水填料8的接触时间，达到更好的冷却液10降温效果。

如图1所示，所述盘管4的出液端通过连接管路42与喷淋管7的进液端相连通，盘管4的进液端与集水槽9的底部相连通，集水槽9内的低温冷却液10可流回盘管4，由于盘管4为较细的管道，为了防止盘管4堵塞，可在盘管4的进液端处设置滤网或滤纸，避免积尘或其它杂质进入盘管4。

由于盘管4设置于外壳体1与内壳体2之的夹层3中，夹层中的盘管4及冷却液可起到缓冲的作用，当遇到大功率的空开跳闸，整流单元启动时的振颤、开关合闸时的碰撞等情况时，都可以有效的减震。

所述盘管4上还设置有循环泵41,所述循环泵41的控制端与控制器20的循环泵控制信号输出端相连接。控制器20控制循环泵41开启后，在循环泵41的作用下，盘管4内的冷却液10自盘管4的进液端向出液端流动，通过循环泵41可以将盘管4内的冷却液10输送至喷淋管7，并从喷淋管7底部的喷淋口71中喷洒至下方的淋水填料8上。同时，可在盘管4内设置多个小型涡轮，当循环泵41启动时，多个涡轮以同样的速度转动，以保证盘管4内冷却液10的循环，避免盘管4堵塞。

所述淋水填料8固定设置于旋转托盘83的顶部，所述旋转托盘83可转动的设置于箱体5内，所述旋转托盘83的底部均匀的开设有排水孔84，淋水填料8中的冷却液10在经过淋水填料8时温度下降，降温后的低温冷却液10从排水孔84中流出后进入旋转托盘83下方的集水槽9中。

所述旋转托盘83的中部与驱动电机85的输出端相连接，所述驱动电机85的控制端与控制器20的电机控制信号输出端相连接，驱动电机85的底部与电机支架86的顶部固定连接，所述电机支架86的底部与箱体5的底部固定连接，驱动电机85用于驱动旋转托盘83旋转，进而带动淋水填料8旋转，由于冷却液10自上而下的流经淋水填料8时淋水填料8处于旋转状态，因此冷却液10液滴流经淋水填料8时候，冷却液10液滴相对淋水填料8的运动轨迹为弧线轨迹，相对于冷却液10液滴直接从静止的淋水填料8中自上而下穿过，冷却液10液滴与淋水填料8的接触面积增大，同时，淋水填料8在转动的过程中，会对冷却液10液滴产生向上的力，也使冷却液10液滴自上而下的流经淋水填料8时下降速度减缓，延冷却液10液滴与淋水填料8的接触时间，进而达到更好的冷却液10降温效果。

所述内壳体2的内壁上设置有温度传感器21，所述温度传感器21的温度信号输出端与控制器20的温度信号输入端相连接。温度传感器21用于监测内壳体2的内部温度，进而判断是否需要启动冷却装置为冷却液10降温。如图1、图3所示，内壳体2的顶部、底部及两个侧壁上各设置有一个温度传感器21，多个温度传感器共同对内壳体2的内部温度进行监测，当任意一个温度传感器21所监测到的温度超过设定的阈值T时，控制器20控制导流风扇6、循环泵41、驱动电机85开启，冷却装置开始工作并对冷却液10进行降温。

当内壳体2的温度越高时，可通过控制器20控制循环泵41的转速升高，同时导流风扇6的转速升高，此时冷却液10的冷却速度加快，冷却液10对内壳体2的降温效果越好。

如图4所示，所述淋水填料8的一侧开设有第一磁铁槽81，所述第一磁铁槽81内固定设置有第一磁铁87，淋水填料8的另一侧开设有第二磁铁槽82，所述第二磁铁槽82内固定设置有第二磁铁88，第一磁铁87与第二磁铁88的异性磁极相对设置，如图5所示，第一磁铁87、第二磁铁88均为U形磁铁，第一磁铁87的S极正对第二磁铁88的N极设置，第一磁铁87的N极正对第二磁铁88的S极设置。

由于第一磁铁槽81、第二磁铁槽82分别位于淋水填料8的内部两侧，在第一磁铁87、第二磁铁88的作用下淋水填料8的中部存在磁场，在所述淋水填料8内部且位于第一磁铁87与第二磁铁88之间的区域的磁场强度不小于5600GS。因此，在淋水填料8旋转时，淋水填料8中部的磁场也在不断变化，冷却液10液滴经过磁场时在不断变化的磁场的作用下发生振动，振动的冷却液10液滴与淋水填料8的接触增加，进而达到更好的冷却液10降温效果。

如图5所示，淋水填料8呈圆柱形，淋水填料8的一侧开设有三个第一磁铁槽81，每个所述第一磁铁槽81内固定设置有一个第一磁铁87；淋水填料8的另一侧开设有三个第二磁铁槽82，每个所述第二磁铁槽82内固定设置有一个第二磁铁88，第一磁铁87与第二磁铁88一一对应设置，相邻的两个第一磁铁87之间的夹角可以是60°，相邻的两个第二磁铁88之间的夹角可以是60°。

如图3所示，所述箱体5的侧壁上设置有进风格栅52，所述进风格栅52位于淋水填料8的侧部，空气自进风格栅52进入箱体5后，在导流风扇6的作用下自下而上的流经淋水填料8，带走冷却液10中的热量及蒸发水蒸气。为了避免灰尘及杂质进入箱体5，可以在进风格栅52设置滤网，避免冷却液10污染。

所述箱体5的侧壁上自下而上的设置有排污口53、补水口54和溢流口55，所述溢流口55位于进风格栅52的下方，当冷却装置运行时间较长，冷却液10中杂质增加时，通过排污口53将污染的冷却液10排出；当集水槽9中的水位过低时，通过补水口54通入冷却液10，使冷却装置中保持一定容量的冷却液10，以确保盘管4内充满冷却水，且冷却水能在冷却装置及盘管4间不断循环；溢流口55用于将集水槽9内水位保持在一定范围，避免进风格栅52处漏水。

上述防爆电控箱的使用方法，所述使用方法包括如下步骤：

步骤一、通过控制器20设置防爆电控箱的温度阈值T，所述温度阈值T为内壳体2中电气元件的正常运行温度的上限；

步骤二、温度传感器21实时监测内壳体2内部温度，并将内壳体2内部温度值发送至控制器20；

步骤三、控制器20接收内壳体2内部温度值，并判断内壳体2内部温度值与温度阈值T的大小关系，若内壳体2内部温度值大于或等于温度阈值T则进入步骤四，若内壳体2内部温度值小于温度阈值T，则进入步骤五；

步骤四、控制器20控制循环泵41、导流风扇6、驱动电机85开启；所述循环泵41驱动盘管4中的冷却液10从盘管4的出液端流出，进入喷淋管7并从喷淋口71喷洒至淋水填料8上，冷却液10经过淋水填料8后自旋转托盘83上的排水口84流入集水槽9，并自集水槽9底部流入盘管4的进液端；所述导流风扇6控制箱体5内的空气自下而上流动，为喷淋口71中喷洒出的冷却液10进行降温，同时，降低冷却液10液滴的下降速度，延长冷却液10液滴与淋水填料8的接触时间；所述驱动电机85带动淋水填料8旋转，增加冷却液10液滴与淋水填料8的接触面积；所述第一磁铁87、第二磁铁88之间产生磁场，冷却液10液滴穿过淋水填料8时在变换的磁场的作用下产生振动，进一步增加冷却液10液滴与淋水填料8的接触面积；

步骤五、控制器20控制循环泵41、驱动电机85停机。

本发明的原理说明如下：

盘管4中的冷却液10为内壳体2及内壳体2中的电气元件降温，当内壳体2内部温度升高时，控制器20控制循环泵41、导流风扇6、驱动电机85开启，在循环泵41的控制下，冷却液10在盘管4与冷却装置中循环。当冷却液10进入冷却装置中时，冷却液10从喷淋管7的喷淋口71处喷洒至淋水填料8上，冷却液10经过淋水填料8后温度下降，降温后的低温冷却液10经过集水槽9后再次回到盘管4中。

导流风扇6用于控制箱体5内的空气自下而上的流动，自下而上的气流可使冷却液10液滴自上而下的流经淋水填料8时下降速度减缓，进而延长冷却液10液滴与淋水填料8的接触时间。

驱动电机85用于带动淋水填料8旋转，增加冷却液10液滴与淋水填料8的接触面积和接触时间；同时，由于设置于淋水填料8内部的第一磁铁87、第二磁铁88跟随淋水填料8旋转，因此位于淋水填料8中部的区域处于时刻变化的磁场中，由于冷却液10为水，水是极性分子，变化的磁场会使其振动，因此冷却液10液滴穿过淋水填料8时在淋水填料8内部发生轻微的振动，增加了冷却液10与淋水填料8的接触面积，使冷却液10与淋水填料8更充分的接触。

实施例1：

一种防爆电控箱，所述防爆电控箱包括外壳体1和内壳体2，所述外壳体1与内壳体2之间设置有夹层3，所述夹层3内设置有盘管4，所述盘管4内设置有冷却液10，所述冷却液10为水，所述外壳体1的顶部设置有用于对冷却液10进行降温的冷却装置；所述冷却装置包括箱体5和设置于箱体5内的导流风扇6、喷淋管7、淋水填料8，所述导流风扇6的控制端与控制器20的风扇控制信号输出端相连接，导流风扇6的正下方设置有喷淋管7，所述喷淋管7的进液口与盘管4的进液端相连通，喷淋管7的底部设置有多个喷淋口71，所述喷淋口71的正下方设置有可旋转的淋水填料8，所述淋水填料8与箱体5的底部之间形成集水槽9，所述集水槽9的底部与盘管4的出液端相连通；所述盘管4贴近内壳体2的外表面设置，所述盘管4上设置有循环泵41,所述循环泵41的控制端与控制器20的循环泵控制信号输出端相连接；所述淋水填料8固定设置于旋转托盘83的顶部，所述旋转托盘83可转动的设置于箱体5内，所述旋转托盘83的底部均匀的开设有排水孔84，所述旋转托盘83的中部与驱动电机85的输出端相连接，所述驱动电机85的控制端与控制器20的电机控制信号输出端相连接，驱动电机85的底部与电机支架86的顶部固定连接，所述电机支架86的底部与箱体5的底部固定连接；所述内壳体2的内壁上设置有温度传感器21，所述温度传感器21的温度信号输出端与控制器20的温度信号输入端相连接；所述淋水填料8的一侧开设有第一磁铁槽81，所述第一磁铁槽81内固定设置有第一磁铁87，淋水填料8的另一侧开设有第二磁铁槽82，所述第二磁铁槽82内固定设置有第二磁铁88，所述第一磁铁87与第二磁铁88的异性磁极相对设置，所述第一磁铁87与第二磁铁88之间的区域的磁场强度不小于5600GS。

上述防爆电控箱的使用方法，所述使用方法包括如下步骤：

步骤一、通过控制器20设置防爆电控箱的温度阈值T；

步骤二、温度传感器21实时监测内壳体2内部温度，并将内壳体2内部温度值发送至控制器20；

步骤三、控制器20接收内壳体2内部温度值，并判断内壳体2内部温度值与温度阈值T的大小关系，若内壳体2内部温度值大于或等于温度阈值T则进入步骤四，若内壳体2内部温度值小于温度阈值T则进入步骤五；

步骤四、控制器20控制循环泵41、导流风扇6、驱动电机85开启；所述循环泵41驱动盘管4中的冷却液10从盘管4的出液端流出，进入喷淋管7并从喷淋口71喷洒至淋水填料8上，冷却液10经过淋水填料8后自旋转托盘83上的排水口84流入集水槽9，并自集水槽9底部流入盘管4的进液端；所述导流风扇6控制箱体5内的空气自下而上流动，为喷淋口71中喷洒出的冷却液10进行降温的同时，降低冷却液10液滴的下降速度，延长冷却液10液滴与淋水填料8的接触时间；所述驱动电机85带动淋水填料8旋转，使冷却液10液滴与淋水填料8充分接触；所述第一磁铁87、第二磁铁88产生磁场，冷却液10液滴穿过淋水填料8时在磁场的作用下产生振动，使冷却液10液滴与淋水填料8充分接触；

步骤五、控制器20控制循环泵41、驱动电机85停机。

实施例2：

实施例2与实施例1基本相同，其不同之处在于：

所述箱体5的顶部设置有出风口51，所述导流风扇6位于出风口51处；箱体5的侧壁上设置有进风格栅52，所述进风格栅52位于淋水填料8的侧部。

实施例3：

实施例3与实施例2基本相同，其不同之处在于：

所述箱体5的侧壁上自下而上的设置有排污口53、补水口54和溢流口55，所述溢流口55位于进风格栅52的下方。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式，本发明的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡本领域普通技术人员根据本发明所揭示内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。