一种防尘防漏雨的新型低压JP柜

技术领域

本发明涉及低压配电设备技术领域，特别涉及一种防尘防漏雨的新型低压JP柜。

背景技术

JP柜内在设备运行时会产生大量热量，需要及时散热保证设备的正常运行，一般JP柜会通过在柜体上设置百叶风口来实现通风散热，这种百叶风口不但能使柜体内部通风散热，还能够减少灰尘和雨水的进入。但随着农网改造的进行，大量的JP柜被布置于荒野外，工作环境较为恶劣，遇到大风或强雨天气时，传统百叶风口已经无法避免进灰和漏雨进水的问题。当灰尘进入柜体后，会附着在电器和电路上，降低绝缘性能和散热性能，而水汽则会影响柜内电器的正常工作，带来了安全隐患。

为了提升防尘能力，现有的JP柜会在百叶风口增加防尘网，以减少大风天气时，灰尘从百叶风口进入。但防尘网会大大降低通风散热的效果，且防尘效果越好越影响散热，所以应用效果并不理想。也有改用配置防尘网和散热扇进行换热的JP柜，比主流JP柜散热效率更高，同时能减少灰尘的进入。但由于散热扇需要不间断运行，运行成本较高，且雨季时空气湿度较大，高效率的通风会导致内部湿度过大，在接触运行设备后逐渐凝结成水珠，存在使设备短路的风险。此外还有部分采用水冷方式散热的JP柜，可以在完全封闭的柜体内实现散热，有效的解决了灰尘和进水的问题，但也需要循环泵的不间断运行，同样存在投入使用后运行成本高的问题。因此，设计一种节能环保，且防尘防漏雨的新型低压JP柜，具有一定的市场需求。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供了一种适用于户外恶劣环境，可根据环境变化自动切换对应散热方式，在防尘防漏雨的前提下，更加节能环保的新型低压JP柜，来解决问题。

本发明的一种防尘防漏雨的新型低压JP柜，与主流JP柜一样，主体由柜体和柜门组成，且所述柜体的左右两侧分别设置若干散热孔；此外，该新型低压JP柜还包括水冷装置、风冷装置和自封装置；所述风冷装置包括风扇、散热扇和驱动轴；所述柜体的顶部中心水平设置风扇，所述风扇的轴心底部连接伸入柜体内的驱动轴，并在柜体内的顶部设置与驱动轴配合的从动轮，所述驱动轴与从动轮驱动连接，所述柜体的左右两侧设置散热扇，并设置与散热扇配合的出风口；所述从动轮通过驱动轴与散热扇驱动连接；所述散热孔和出风口均是外低内高的百叶孔，所述柜体设置若干进风口，并设置防尘滤网；

所述水冷装置包括集水箱和冷水管；所述柜体的顶部四角设置竖直的支架，所述支架的顶部固定设置斜顶雨棚，所述斜顶雨棚设置筛网；所述集水箱可升降滑动设置在支架上，所述集水箱的底部为漏斗型，所述集水箱的底部中心设置出水管，所述出水管的中段设置增压机构；一根接水管套在出水管的底部，且与柜体固定连接；所述柜体内设置一块竖立的散冷板，所述散冷板内设置呈连续“S”型分布的冷水管，所述接水管的底端连接冷水管的顶端，所述冷水管的底端伸出柜体；

所述自封装置包括密封板、离心变径轮和滑块；所述柜体的左右两侧分别设置一块可上下滑动的密封板，所述密封板设置若干与散热孔和出风口对应的通孔，所述密封板的底部与柜体之间设置撑开弹簧；所述支架设置位于集水箱的底部的平台，所述平台与支架之间设置第二撑开弹簧；所述密封板的顶部在前后两侧分别设置一根伸出柜体并穿过第二撑开弹簧的压杆；所述驱动轴的底部末端设置离心变径轮，所述柜体的内顶部在左右两侧分别可横向滑动设置一个滑块，所述滑块的底部设置水平转动的转轮，所述离心变径轮与转轮驱动连接；左右两侧的滑块分别设置一根拉线连接底部的密封板顶端。

进一步的，所述集水箱的底部设置圆形的制动盘。

进一步的，所述制动盘的底部设置上下滑动的第二制动盘，所述第二制动盘与制动盘之间设置第三撑开弹簧。

进一步的，所述柜体绕支架焊接一圈护栏。

进一步的，所述进风口设置向下弯曲的管道弯头，所述管道弯头的末端设置防尘滤网。

进一步的，所述水冷装置还包括增压机构，所述增压机构设置在出水管的中段。

优选的，所述增压机构为增压涡轮。

进一步的，在所述柜门内侧设置一圈密封条。

进一步的，所述柜体的顶面设置为“四棱锥”型，且正面延伸设置为雨檐。

进一步的，所述驱动轴与柜体之间设置轴承。

进一步的，所述冷水管上设置散冷片。

与现有JP柜相比，本发明的有益效果是：

1、能够根据环境变化做出反应，利用环境资源自动切换成对应的散热模式，在对应的环境下实现防尘或防漏雨，确保柜内的电器设备能够在适宜的环境下运行。

2、在风冷装置介入的风冷模式下，所有散热孔关闭，利用自然风作为动力驱动散热扇进行换热，所有进入柜体内部的空气从设置防尘滤网的进风口进入，避免大风将灰尘吹入柜体内部。在水冷装置介入的水冷模式下，柜体处于密封状态，柜体内部通过冷水管内流动的雨水散热，避免雨水进入柜体内部。

3、柜体上的散热孔无需配置防尘网，风冷装置会在风力足够带动灰尘时快速介入，确保柜体不会因大风而吹入灰尘的同时，柜体也能依靠无遮挡的散热孔在通风散热的模式下保持良好的散热能力。

4、整体结构为纯机械式结构，不使用任何电子元件，运行时通过环境变化自动触发对应模式，且动力来源于所应对的自然环境，应用成本低，且更环保。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的正视剖面图；

图3为图2中局部细节A的放大图；

图4为图2中局部细节B的放大图；

图5为图2中局部细节C的放大图；

图6为本发明右视剖面图；

图7为风冷装置的驱动方式示意图；

图8为本发明中部分结构的剖面图。

图中：柜体1、散热孔101、出风口102、进风口103、防尘滤网1031、管道弯头1032、支架104、顶雨棚105、筛网1051、护栏106、雨檐107、轴承108、升降滑轨109、柜门2、把手201、锁具202、风扇301、散热扇302、驱动轴303、驱动轮3031、传动轮304、驱动带305、集水箱401、出水管4011、接水管4012、排水管4013、增压机构402、冷水管403、制动盘404、第二制动盘4041、第三撑开弹簧4042、散冷片405、密封板501、通孔5011、离心变径轮502、内轮5021、伸缩孔50211、伸缩杆50212、外轮5022、弹簧5023、滑块503、撑开弹簧504、撑开弹簧505、底座6、线管7。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合图1至图8来详细解释本发明的实施方式。

需要说明的是，文中所述的“前、后、左、右、上、下”方向，都是以图1中的“前、后、左、右、上、下”方向为准的。

本发明的一种防尘防漏雨的新型低压JP柜，与主流JP柜一样，主要部分由柜体1和柜门2组成，柜门2采用对开的方式铰接在柜体1的正面，在所述柜体1的左右两侧分别设置若干利用气体流动散热的散热孔101，以及用于进出线路的线管7，在柜门2设置把手201和锁具202。区别在于该新型低压JP柜还包括风冷装置、水冷装置和自封装置。其中所述风冷装置包括风扇301、散热扇302和驱动轴303；所述风扇301穿套并焊接在一根中空的驱动轴303顶端，所述驱动轴303的底部从柜体1顶部中心穿过，使风扇301可转动设置在柜体1的顶部。所述柜体1的左右两侧分别设置一个散热扇302，同时在柜体1切割出与散热扇302配合的出风口102。所述散热孔101和出风口102均是外低内高的百叶孔，避免细雨或落灰从散热孔101或出风口102进入柜体1内部。所述驱动轴303焊接一个大直径的驱动轮3031，在柜体1的左右两侧分别设置一个与散热扇302对应且小直径的传动轮304，所述传动轮304与驱动轮3031通过驱动带305驱动连接；所述传动轮304再通过传动轴306使散热扇302与驱动轴303驱动连接，从而使驱动轴303与散热扇302驱动连接。所述柜体1设置若干进风口103，所述进风口103设置防尘滤网1031。

所述水冷装置包括集水箱401和冷水管403；如图1和图2中所示的，所述柜体1的顶部四角设置竖直的支架104，所述支架104的顶部设置斜顶雨棚105，所述斜顶雨棚105设置筛网1051。所述支架104上可升降滑动设置“漏斗”型的集水箱401，所述集水箱401的底部出口焊接一根穿入驱动轴303轴心的出水管4011，并在所述出水管4011的中段设置增加水压提高流速的增压机构402。如图3中所示的，增压机构402优选使用技术成熟且成本较低的增压涡轮来实现。一根接水管4012套在出水管4011的底部，且与柜体1固定连接，使出水管4011能在接水管4012的顶部伸缩。如图2中所示的，所述柜体1内设置散冷板。所述散冷板由连续“S”型分布的冷水管403组成，散冷板的大小和数量可根据柜体1的大小按需设置。所述柜体1的底部水平设置一根两端伸出柜体的排水管4013，所述冷水管403的顶端连接接水管4012，底端连接排水管4013。

所述自封装置包括密封板501、离心变径轮502和滑块503；如图2、图4和图5中所示的，所述柜体1的左右两侧设置有与密封板501配合的升降滑轨109，所述密封板501上下滑动设置在升降滑轨109内，所述密封板501设置若干与散热孔101和出风口102对应的通孔5011，所述密封板501的底部与柜体1之间设置撑开弹簧504。常态下密封板501通过撑开弹簧504弹力的支撑，保持一定的高度，其中散热孔101与其相对应的通孔5011处于连通的状态，空气在流动时可以自由穿过散热孔101与其相对应的通孔5011。而出风口102与其对应的通孔5011则处于错位的状态，这些通孔5011的高度低于出风口102。

所述集水箱401与支架104之间设置若干第二撑开弹簧505，第二撑开弹簧505的弹力会支撑集水箱401保持一定的高度，使其常态下底部不会与风扇301的顶部接触。所述密封板501的顶部在前后两侧分别设置一根伸出柜体1并从第二撑开弹簧505中心穿过的压杆5012；所述驱动轴303的底部末端设置离心变径轮502，所述柜体1滑动设置位于离心变径轮502左右两侧的两个滑块503，每个滑块503的底部设置转轮5031，所述离心变径轮502与转轮5031以皮带5032驱动连接；左右两侧的滑块503分别设置一根拉线5033连接底部的密封板501顶端。如图8中所示的，所述离心变径轮502包括内轮5021、外轮5022和弹簧5023，所述内轮5021固定连接驱动轴303，所述内轮5021以轴心旋转阵列设置若干伸缩孔50211，每个所述伸缩孔50211内通过伸缩杆50212伸缩设置一个外轮5022，并在伸缩孔50211内设置连接内轮5021和外轮5022的弹簧5023，所述外轮5022的外端重于内端。常态下的离心变径轮502受弹簧5032的弹力影响，所有外轮5022伸出，此时的离心变径轮502处于最大直径状态。当离心变径轮502与转轮5031驱动连接后，受密封板501重力影响，作为连接的皮带5032对外轮5022施加拉力，使外轮5022压缩弹簧5032后一起收缩，此时的离心变径轮502最小直径状态。当离心变径轮502随驱动轴303同步旋转时，受离心力的影响，皮带5032对弹簧5032的压力与密封板501的重力平衡被打破，所有外轮5022逐渐从伸缩孔50211内向外伸出，随着转速的不断提升，离心力也不断增大，最终所有外轮5022伸出后，此时的离心变径轮502处于最大直径状态。当风力过小时，虽然风扇301会受风力影响而转动，但风力还不足以吹起地面上的灰尘，所以不会对柜体1内部造成影响，此时离心变径轮502的外轮5022也会因为转速不足而无法伸出，使自身直径不变。

为了增加集水箱401对风扇301的制动能力，在积水足够时能够快速的制动风扇停止，并切换为水冷模式，在所述集水箱401的底部设置圆形的制动盘404，所述制动盘404通过在底部增加提升摩擦力的滚花来实现。

考虑到暴雨天气来临时，常伴有大风，使风扇301转速大幅度提高，导致在风冷切换水冷的过程中，如果制动盘404直接与超高转速的风扇301接触制动，风扇301可能会因为缺少缓冲直接刹停而造成结构损伤。所以如图3中所示的，在所述制动盘404的底部设置上下滑动的第二制动盘4041，所述第二制动盘4041与制动盘404之间设置第三撑开弹簧4042。由于第二制动盘4041被第三撑开弹簧4042撑开属于伸出的状态，在制动时会先接触风扇301进行初步减速，制动过程中也会随着集水箱404内积水的增加而压缩第三撑开弹簧4042作为缓冲，直到积水重量足够后第三撑开弹簧4042被完全压缩，使制动盘404和第二制动盘4041完全接触风扇301的顶面，从而实现对风扇301的完全制动。

为了保护风扇301和集水箱404在运行过程中不受破坏，所述柜体1绕支架焊接一圈透风的护栏106作为防护。

考虑到风雨天气时，风和雨往往是先后而至的，在集水箱401的积水完成前，因水冷装置还不具备启动降温的能力，只能通过风冷装置进行风冷散热，在风冷装置和水冷装置交替前，虽然所有的散热孔101处于封闭状态，不会进入雨水，但由于散热扇302需要从进风口103抽入空气，此时的雨水很可能会从进风口103进入柜体1的内部。因此如图5中所示的，在所述柜体1设置连接每个进风口103且向下弯曲的管道弯头1032，所述防尘滤网1031设置在管道弯头1032的末端。

考虑到雨后工作人员开启柜门2时可能会有积水进入柜内，所以为了防水，在所述柜门2内侧设置一圈密封条(如中空的橡胶条)，所述柜体1的顶面设置为“四棱锥”型，且正面延伸设置为雨檐107，使柜体1的顶面不会积水，同时柜门2的顶部也不会积水。在所述柜体1的底部焊接一个底座6，且在底座6的顶部四周倒角处理，避免积水，同时防止底面的水流淹没柜体1。

为了提升水冷模式下冷水管403的散冷能力，如图6中所示的，所述冷水管403上面穿插固定若干阵列的散冷片405，通过散冷片405对柜体内部进行降温。

如图3中所示的，为了减少摩擦提高风扇301转速，所述驱动轴303与柜体1之间设置轴承108。

本发明的工作原理：首先所有进出该新型低压JP柜的线路必须从线管7中进出，并缠绕防水胶布密封。在正常天气下，该新型低压JP柜通过散热孔101散热，此状态下为自然通风散热模式。当遇到连续或持续的大风天气时(4级风时能吹动地面尘土，所述“大风”指4级以上风)，为了避免大风把灰尘从散热孔101吹入柜体1内部，该新型低压JP柜切换为风冷散热模式。受风力驱动风扇301开始旋转，同时带动散热扇302启动，并随着转速提升后越转越快。因大风驱动风扇301达到高转速，使离心变径轮502逐渐的撑开，期间与离心变径轮502所驱动连接的转轮5031，受离心变径轮502直径增大的影响而带动滑块503向内侧滑动，从而使滑块503在滑动期间以拉线5033提拉密封板501，让柜体1上的散热孔101因密封板501的通孔5011错位而封闭，此时柜体1的散热方式彻底变更为用散热扇302散热，期间散热扇302从进风口103抽入空气，再从出风口102把空气排出，从而实现风冷散热模式。

当遇到雨水天气尤其是强降雨天气时，雨水会穿过斜顶雨棚105的筛网1051后，进入集水箱401中被收集。在集水箱401收集雨水的同时，进入集水箱401内的雨水会从出水管4011流入接水管4012，再通过接水管4012分流到冷水管403后排出。期间由于集水箱401的集水效率大于排水速度，随着集水箱401内的积水不断增加，使集水箱401不断增重后在支架中压缩第二撑开弹簧505后并下降，期间集水箱401底部的第二制动盘4041先接触风扇301的顶部进行初步减速，之后制动盘404介入，和第二制动盘4041完全接触风扇301的顶面，从而实现对风扇301的完全制动。在集水箱401下降时，其底面会下压密封板501顶部的压杆5012，使密封板501受力后下降并压缩撑开弹簧504。由于密封板501受力下降，其中与散热孔101和出风口102所对应的通孔5011全部处于错位的状态，使所有散热孔101和出风口102完全封闭，切换为水冷模式。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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发明和简化描述，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发明的限制。在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，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的具体含义。以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。