一种开关柜散热进风量动态分配组件的制作方法

1.本发明涉及开关柜领域，具体是一种开关柜散热进风量动态分配组件。


背景技术：

2.开关柜作为一种电力系统中开合、控制、保护用电设备的电气设备，其在工作过程中会产生热量致使柜内温度升高，因此需要设置散热结构；目前的散热结构一般以后自然散热和主动散热两种，自然散热即在柜体上开设进风扣进行空气自然流动交换进行散热，这种散热效率低，适用于发热量不大的小型开关柜，而大型开关柜一般采用主动散热，即通过风机促使空气流动进行散热，主动散热虽然提高了散热效率，但无法对柜内发热严重的重点区域进行针对性散热。
3.我公司所申请的申请号：cn201710413733.1的发明专利公开了一种管状的进风装置，其可在柜体上灵活布置安装，且可通过叠加进气头的数量调节各点位的进风量，一定程度上具有了针对性散热的功能，提高了散热效率；但是，开关柜在工作过程中，其各处功耗并非恒定不变，因此其各处的发热量也会相应变化，而上述专利只在安装时能够灵活布设点位和调节风量，在工作中却无法根据柜内温度变化进行实时动态的风量分配，因此其具有进一步的提升空间。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种开关柜散热进风量动态分配组件，旨在解决开关柜工作过程中风量的实时动态分配问题。
5.其解决的技术方案包括基板，基板设有主进风单元，主进风单元包括一个进风管，进风管贯穿基板且位于基板的中心位置；进风管的外壁上设有球状的第一膨出部，基板的中心处开有与进风管的第一膨出部适配的第一球槽，进风管贯穿基板且第一膨出部嵌于第一球槽内，第一膨出部与第一球槽构成一个球铰结构，使进风管可绕球铰向任意方向转动；进风管位于柜外的一端外壁上固定有四个圆周均布的永磁铁，四个永磁铁布置在上下左右四个象限点处，基板上安装有四个电磁铁，四个电磁铁与四个永磁铁一一对正布置在永磁铁的外围，电磁铁与对正的永磁铁构成互斥磁铁对；还包括四个温度传感器，四个温度传感器与四个电磁铁一一对应连接，各自控制一个电磁铁的电流，四个温度传感器按上下左右安装在开关柜的侧板上，各自监控一个方位区域的温度，温度传感器检测到的温度越高，则使与其连接的电磁铁的电流越大；所述的进风管内设有一个内层管，内层管的外壁上设有球状的第二膨出部，进风管的内壁上设有与第二膨出部适配的第二球槽，第二膨出部嵌于第二球槽内构成一个球铰结构，内层管与进风管的球铰位置和进风管与基板的球铰位置同心，内层管垂直于基板且相对于基板固定，进风管的侧壁上开有若干圆周均布的第一通风孔，第一通风孔位于基板内侧，第一通风孔的外端向进风管的出风端倾斜。
6.所述的基板外侧固定有一个筒壳，筒壳将进风管围拢在内，筒壳内安装有一层位于进风管外侧的过滤板。
7.所述的过滤板有外围的第一框体和安装在第一框体内的滤材组成，筒壳内壁设有限位阶梯，对第一框体的内侧进行限位，第一框体的外侧固定有拉块。
8.所述的筒壳的外端口固定有一个防虫板，防虫板将筒壳外端口覆盖。
9.所述的防虫板由第二框体可固定在第二框体内的钢丝网组成，第二框体将螺钉固定在筒壳上，且第二框体的内端抵住过滤板的第一框体，对过滤板的外侧进行限位。
10.所述的防虫板的外侧固定有多个上下平行间隔布置的遮雨板，遮雨板两端固定在第二框体上，外侧向下倾斜。
11.所述的基板上设有补充进风单元，补充进风单元包括开设在基板上的若干第二通风孔，第二通风孔包围在进风管的外围。
12.所述的基板中心区域装有两个活动块，两个活动块分别从基板两侧经螺纹旋装在基板上且两个活动块端部相接拼合成一个整体，第一球槽开设在两个活动块拼合而成的整体上，且两个活动块完全对称；每个活动的外壁均开有径向的工具插孔。
13.所述的基板经螺栓安装在开关柜侧板上，螺栓的外端与基板之间安装有压簧，基板与开关柜侧板之间安装有弹性胶垫。
14.所述的内层管的外端连接有螺杆，螺杆穿透过滤板并用螺母固定。
15.本发明能够根据开关柜运行中的发热情况，对发热严重区域进行重点散热，且在调配风量的同时兼顾各区域的基本散热需求，提高散热效率。
附图说明
16.图1为进风管平衡状态下本发明的右视剖视图。
17.图2为进风管偏转状态下本发明的右视剖视图。
18.图3为本发明的主视图。
19.图4为拆除防虫板和过滤板后本发明的主视图。
20.图5为图1中a位置的放大图。
21.图6为图1中b位置的放大图。
22.图7为图1中c位置的放大图。
23.图8为图2中d位置的放大图。
24.图9为图8中e位置的放大图。
具体实施方式
25.结合附图，本发明包括基板1，基板1设有主进风单元，主进风单元包括一个进风管2，进风管2贯穿基板1且位于基板1的中心位置，安装时在开关柜的侧板上开孔，基板1从开关柜侧板外壁覆盖在开孔上并用螺栓25固定在开关柜侧板上，在开关柜体上抽风机的作用下，柜外空气经进风管2进入柜体内对柜内进行散热；进风管2的外壁上设有球状的第一膨出部3，基板1的中心处开有与进风管2的第一膨出部3适配的第一球槽4，进风管2贯穿基板1且第一膨出部3嵌于第一球槽4内，第一膨出部3与第一球槽4构成一个球铰结构，使进风管2可绕球铰向任意方向转动，从而调节进风管2吹进开关柜内的气流方向；进风管2位于柜外的一端外壁上固定有四个圆周均布的永磁铁5，四个永磁铁5布置在上下左右四个象限点处，基板1上安装有四个电磁铁6，四个电磁铁6与四个永磁铁5一一对正布置在永磁铁5的外
围，电磁铁6与对正的永磁铁5构成互斥磁铁对，当四组互斥磁铁对的斥力相同时，进风管2受力平衡，进风管2轴线与基板1垂直，当某组互斥磁铁对斥力增大时，该互斥磁铁对将推动进风管2绕球铰转动，使进风管2转动调整进风方向；还包括四个温度传感器7，四个温度传感器7与四个电磁铁6一一对应连接，各自控制一个电磁铁6的电流，四个温度传感器7按上下左右安装在开关柜的侧板上，各自监控一个方位区域的温度，温度传感器7检测到的温度越高，则使与其连接的电磁铁6的电流越大，对应的互斥磁铁对的斥力越大，则进风管2的内端会向该温度传感器7的方向转动，增大该区域方向上的风量。
26.所述的进风管2内设有一个内层管8，内层管8的外壁上设有球状的第二膨出部9，进风管2的内壁上设有与第二膨出部9适配的第二球槽10，第二膨出部9嵌于第二球槽10内构成一个球铰结构，内层管8与进风管2的球铰位置和进风管2与基板1的球铰位置同心，内层管8垂直于基板1且相对于基板1固定，也就是说，基板1、进风管2、内层管8组成一个双层同心的球铰结构，基板1与内层管8固定不动，进风管2可绕球铰中心转动；进风管2的侧壁上开有若干圆周均布的第一通风孔11，第一通风孔11位于基板1内侧，第一通风孔11的外端向进风管2的出风端倾斜，在进风管2与内层管8处于平行状态时，进风管2内的气流与其内壁平行，第一通风孔11没有迎风角度，因此没有气流或很少气流从第一通风孔11吹出，而是从进风管2端口吹出，然后向柜内各向扩散，当进风管2内端朝一个方向偏转时，则该方向对侧的第一通风孔11有了迎风角度，如图9所示，就会有较多气流从第一通风孔11吹出，从偏转后的进风管2端口吹出的气流依然占多数，对柜内温度较高的区域进行重点散热，而从对侧的第一通风孔11吹出的气流对对侧进行散热，避免进风管2偏转后对侧区域出现死角而散热异常，从而在调配各向风量多寡的同时兼顾到各处的基础散热需求，达到更合理分配风量的目的，若无第一通风孔11，则进风管2偏转后从进风管2端口吹出的气流便会在对侧形成死角，出现顾此失彼的情况。
27.所述的基板1外侧固定有一个筒壳12，筒壳12将进风管2围拢在内，筒壳12内安装有一层位于进风管2外侧的过滤板13，过滤板13可滤去空气中的颗粒物和灰尘。
28.所述的过滤板13有外围的第一框体14和安装在第一框体14内的滤材15组成，筒壳12内壁设有限位阶梯16，对第一框体14的内侧进行限位，避免其在风压的作用下压在进风管2上，第一框体14的外侧固定有拉块17，用手或钳子夹住拉块17可方便地将过滤板13取出。
29.所述的筒壳12的外端口固定有一个防虫板18，防虫板18将筒壳12外端口覆盖，避免蛇鼠等进入筒壳12内。
30.所述的防虫板18由第二框体19可固定在第二框体19内的钢丝网20组成，第二框体19将螺钉固定在筒壳12上，且第二框体19的内端抵住过滤板13的第一框体14，对过滤板13的外侧进行限位。
31.所述的防虫板18的外侧固定有多个上下平行间隔布置的遮雨板21，遮雨板21两端固定在第二框体19上，外侧向下倾斜，避免雨水淋入筒壳12内。
32.所述的基板1上设有补充进风单元，补充进风单元包括开设在基板1上的若干第二通风孔22，第二通风孔22包围在进风管2的外围，第二通风孔22向柜内靠近进风管2根部的气流盲区额外补充风量。
33.所述的基板1中心区域装有两个活动块23，两个活动块23分别从基板1两侧经螺纹
旋装在基板1上且两个活动块23端部相接拼合成一个整体，第一球槽4开设在两个活动块23拼合而成的整体上，且两个活动块23完全对称；安装时，将进风管2穿过基板1中心的安装孔，然后将两个活动块23从两端套在进风管2上，并旋入安装孔内，旋至两个活动块23对合，完成进风管2在基板1上的安装；每个活动的外壁均开有径向的工具插孔24，插入杆状工具可助力活动块23的旋进，或者将活动块23的端部加工成外六角，用扳手旋入。
34.所述的基板1经螺栓25安装在开关柜侧板上，螺栓25的外端与基板1之间安装有压簧26，基板1与开关柜侧板之间安装有弹性胶垫27，压簧26的作用时即使螺栓25松动依然能对基板1保持压紧力，使弹性胶垫27将基板1与开关柜侧板件的缝隙密封。
35.所述的内层管8的外端连接有螺杆28，螺杆28穿透过滤板13并用螺母固定，从而实现内层管8相对于基板1的固定安装，也可以通过u型连接杆直接将内层管8外端与基板1外侧固定连接，实现内层管8相对于基板1的固定安装。
36.将本装置安装在开关柜上时，首先在柜体侧板上开设与基板1形状一致但小于基板1的孔，使基板1能够完全覆盖所开的孔且所开的孔能覆盖主进风单元和补充进风单元，并在开关柜侧板上开设与基板1上螺栓25一一对应的螺栓25孔，然后通过螺栓25将基板1固定在开关柜柜体上，然后在基板1的上下左右四个方位上的合适距离，在开关柜侧板上开设温度传感器7的安装孔，并将四个温度传感器7均安装到位，温度传感器7的安装位置通常与柜体侧板的长宽等比例，也可以根据重点发热位置灵活布置，该装置在柜体上以及每个柜体侧板上的安装数量也可根据散热需求以及侧板大小灵活选择。
37.将该装置安装在柜体上后，柜体上还需风机从柜内抽出空气，柜内形成负压，柜外空气经本装置进入柜体内形成气流进行散热。
38.对于每个该装置而言，哪个温度传感器7所监测区域的温度越高，该温度传感器7对应的电磁铁6的电流越大，该互斥磁铁对的斥力越大，则进风管2的外端将被向对侧推移，相应的进风管2的内端向该温度传感器7所在方位转动，增大该方位的风量，对温度较高区域进行重点散热，且温度越高，风量向该区域的偏移程度越大，因此，主进风单元通过对柜内各方位温度的监测，通过进风管2的转动对各区域的风量进行动态分配，对发热量大的区域进行重点散热，而第一通风孔11在进风管2偏转后向进风管2口朝向的对侧补充风量，保证对侧基本的散热需求，避免出现顾此失彼的情况。
39.本发明主进风单元的进风管2能够根据开关柜运行中的发热情况实时调整方向，对柜内各区域进行实时动态的额外风量分配，对发热严重区域进行重点散热，而进风管2偏转后对侧第一通风孔11的出风量增大，保证对侧区域散热所需的基本风量，在调配风量的同时兼顾各区域的基本散热需求，达到更合理分配风量的目的，提高散热效率，而且基板1和温度传感器7的点位可依据柜内结构针对重点发热区域进行灵活布设。

技术特征：
1.一种开关柜散热进风量动态分配组件，包括基板（1），其特征在于，基板（1）设有主进风单元，主进风单元包括一个进风管（2），进风管（2）贯穿基板（1）且位于基板（1）的中心位置；进风管（2）的外壁上设有球状的第一膨出部（3），基板（1）的中心处开有与进风管（2）的第一膨出部（3）适配的第一球槽（4），进风管（2）贯穿基板（1）且第一膨出部（3）嵌于第一球槽（4）内，第一膨出部（3）与第一球槽（4）构成一个球铰结构，使进风管（2）可绕球铰向任意方向转动；进风管（2）位于柜外的一端外壁上固定有四个圆周均布的永磁铁（5），四个永磁铁（5）布置在上下左右四个象限点处，基板（1）上安装有四个电磁铁（6），四个电磁铁（6）与四个永磁铁（5）一一对正布置在永磁铁（5）的外围，电磁铁（6）与对正的永磁铁（5）构成互斥磁铁对；还包括四个温度传感器（7），四个温度传感器（7）与四个电磁铁（6）一一对应连接，各自控制一个电磁铁（6）的电流，四个温度传感器（7）按上下左右安装在开关柜的侧板上，各自监控一个方位区域的温度，温度传感器（7）检测到的温度越高，则使与其连接的电磁铁（6）的电流越大；所述的进风管（2）内设有一个内层管（8），内层管（8）的外壁上设有球状的第二膨出部（9），进风管（2）的内壁上设有与第二膨出部（9）适配的第二球槽（10），第二膨出部（9）嵌于第二球槽（10）内构成一个球铰结构，内层管（8）与进风管（2）的球铰位置和进风管（2）与基板（1）的球铰位置同心，内层管（8）垂直于基板（1）且相对于基板（1）固定，进风管（2）的侧壁上开有若干圆周均布的第一通风孔（11），第一通风孔（11）位于基板（1）内侧，第一通风孔（11）的外端向进风管（2）的出风端倾斜。2.根据权利要求1所述的一种开关柜散热进风量动态分配组件，其特征在于，所述的基板（1）外侧固定有一个筒壳（12），筒壳（12）将进风管（2）围拢在内，筒壳（12）内安装有一层位于进风管（2）外侧的过滤板（13）。3.根据权利要求2所述的一种开关柜散热进风量动态分配组件，其特征在于，所述的过滤板（13）有外围的第一框体（14）和安装在第一框体（14）内的滤材（15）组成，筒壳（12）内壁设有限位阶梯（16），对第一框体（14）的内侧进行限位，第一框体（14）的外侧固定有拉块（17）。4.根据权利要求1所述的一种开关柜散热进风量动态分配组件，其特征在于，所述的筒壳（12）的外端口固定有一个防虫板（18），防虫板（18）将筒壳（12）外端口覆盖。5.根据权利要求4所述的一种开关柜散热进风量动态分配组件，其特征在于，所述的防虫板（18）由第二框体（19）可固定在第二框体（19）内的钢丝网（20）组成，第二框体（19）将螺钉固定在筒壳（12）上，且第二框体（19）的内端抵住过滤板（13）的第一框体（14），对过滤板（13）的外侧进行限位。6.根据权利要求4所述的一种开关柜散热进风量动态分配组件，其特征在于，所述的防虫板（18）的外侧固定有多个上下平行间隔布置的遮雨板（21），遮雨板（21）两端固定在第二框体（19）上，外侧向下倾斜。7.根据权利要求1所述的一种开关柜散热进风量动态分配组件，其特征在于，所述的基板（1）上设有补充进风单元，补充进风单元包括开设在基板（1）上的若干第二通风孔（22），第二通风孔（22）包围在进风管（2）的外围。8.根据权利要求1所述的一种开关柜散热进风量动态分配组件，其特征在于，所述的基板（1）中心区域装有两个活动块（23），两个活动块（23）分别从基板（1）两侧经螺纹旋装在基板（1）上且两个活动块（23）端部相接拼合成一个整体，第一球槽（4）开设在两个活动块（23）
拼合而成的整体上，且两个活动块（23）完全对称；每个活动的外壁均开有径向的工具插孔（24）。9.根据权利要求1所述的一种开关柜散热进风量动态分配组件，其特征在于，所述的基板（1）经螺栓（25）安装在开关柜侧板上，螺栓（25）的外端与基板（1）之间安装有压簧（26），基板（1）与开关柜侧板之间安装有弹性胶垫（27）。10.根据权利要求1所述的一种开关柜散热进风量动态分配组件，其特征在于，所述的内层管（8）的外端连接有螺杆（28），螺杆（28）穿透过滤板（13）并用螺母固定。

技术总结
本发明涉及一种开关柜散热进风量动态分配组件，有效的解决了开关柜工作过程中风量的实时动态分配的问题；解决的技术方案包括基板，基板上球铰有一个进风管，进风管贯穿基板且可绕球铰向任意方向转动，进风管外端布设有四对互斥磁铁对，每对互斥磁铁对连接有一个温度传感器，四个温度按上下左右安装在开关柜的侧板上，各自监控一个方位区域的温度，温度传感器检测到的温度越高，则使与其连接的互斥磁铁对的电流越大，进风管便会被推移转动，进风管内端朝向温度高的区域进行重点散热；本发明能够根据开关柜运行中的发热情况，对发热严重区域进行重点散热，提高散热效率。提高散热效率。提高散热效率。


技术研发人员：张素平 史文涛
受保护的技术使用者：星凯电气有限公司
技术研发日：2023.06.15
技术公布日：2023/8/14