CN120110134B 一种防爆水冷式变频器 （啸驰电气股份有限公司）

(12)发明专利(10)授权公告号CN120110134B(21)申请号202510586300.0(22)申请日2025.05.08(65)同一申请的已公布的文献号申请公布号CN120110134A(43)申请公布日2025.06.06(73)专利权人啸驰电气股份有限公司地址629000四川省遂宁市安居区经济开发区安东大道与顺安南路交叉路口(74)专利代理机构成都华复知识产权代理有限公司51298专利代理师李俊G08B7/06(2006.0HO2M1/32(2007.01)(56)对比文件审查员胡艳梅权利要求书2页说明书7页附图10页(54)发明名称4可□百(57)摘要本发明公开了一种防爆水冷式变频器，涉及变频器技术领域。包括箱体、箱门、变频器元器件、控制器和声光报警器，所述箱体的底部固定有横板、竖板和隔板，其将箱体的空间分隔为工作腔、冷却腔、除水腔和缓冲腔。本发明设置有横板、竖板、隔板、水冷件、冷凝水去除件和驱动件，由于工作腔为相对密闭空间，且空气中的水分冷凝后通过冷凝水去除件不断地排出工作腔，进而减少工作腔中空气中的水分，避免高湿空气引发变频器元器件的腐蚀或短路，减少了变频器的使2工作腔的侧壁固定有温度传感器(13)、湿度传感器(14)和第一气压传感器(15),温度隔板(203)的板体上开设有出水槽(204),除水腔内设置有冷凝水去除件(5),冷凝水去除件(5)的外侧设置有驱动件(8),通过冷凝水去除件(5)对水冷件(4)产生的冷凝水进行去箱体(1)的底部设置有与除水腔相连通的排水管(6)和水横板(201)的顶部设置有进气组件(9),竖板(202)的顶部固定有若干根与缓冲腔相连通的冷气出管(10),开启电子扇(2021)后，工作腔内的空气通过进气组件(9)进入到冷却水管(401)的管体上连接有水泵，进水管(401)和出水管之间形成有曲型管(402),曲型管(402)位于冷却腔内；所述冷凝水去除件(5)包括与曲型管(402)活动插接的刮水环(504),刮水环(504)的顶端固定有活动板(503),冷却腔的两侧内壁之间活动连接有往复丝杆(502)和导向杆(501),除水腔的侧板上活动连接有第二转轴(506)和两根平行设置的第一转轴(505),第二转轴(506)和两根第一转轴(505)之间连接有吸水带(507),顶部的吸水带(507)位于出水槽除水腔的侧板上固定有固定杆(508),固定杆(508)的杆体上固定有刮板(509),刮板2.根据权利要求1所述的一种防爆水冷式变频器，其特征在于：所述驱动件(8)包括固定在往复丝杆(502)杆体上的蜗轮(801)和与箱体(1)活动连接的蜗杆(802),蜗杆(802)与延伸出箱体(1)的两根第一转轴(505)轴体上均固定第二带轮(805),两个第二带轮(805)之间连接有第二皮带(806),箱体(1)侧面固定有固定板(807),固定板(807)的板体上其中一根第一转轴(505)轴体上及延伸出箱体(1)的蜗杆(802)杆体上均固定有第一带轮(803),两个第一带轮(803)之间连接有第一皮带(804)。4.根据权利要求1所述的一种防爆水冷式变频器，其特征在于：所述进气组件(9)环形外壳(901),环形外壳(901)的内侧形成有两个延伸板(902),环形外壳(901)的内壁之间固定有支撑板(903),支撑板(903)的顶端固定有竖杆(904),竖杆(904)的顶端固定有挡3水板(905),挡水板(905)的外侧形成有插板(906),插板(906)延伸进两个延伸板(902)所组5.根据权利要求4所述的一种防爆水冷式变频器，其特征在于：所述挡水板(905)的顶部板体呈曲面状。6.根据权利要求1所述的一种防爆水冷式变频器，其特征在于：所述箱体(1)的侧壁设置有气体分散件(11),通过气体分散件(11)对通过冷气出管(10)排出的冷空气进行分散。7.根据权利要求6所述的一种防爆水冷式变频器，其特征在于：所述气体分散件(11)包括连接板(111),连接板(111)的板体上固定有固定管(112),固定管(112)的底部开设有插固定管(112)的侧壁活动连接有活动轴(113),活动轴(113)的轴体上固定有若干个风车叶片(114);活动轴(113)的轴体上固定有若干个连接杆(117),连接杆(117)的端部与转筒(115)相固定，在转筒(115)的外侧开设有若干个倾斜的出气孔(116);冷空气的推动力施加在风车叶片(114)上后，通过风车叶片(114)带动活动轴(113)及转筒(115)进行转动。8.根据权利要求1所述的一种防爆水冷式变频器，其特征在于：所述箱体(1)的顶端开设有圆形通槽，圆形通槽的顶部设置有泄压装置(12),通过泄压装置(12)对箱体(1)内因爆炸而产生的压力进行泄压。9.根据权利要求8所述的一种防爆水冷式变频器，其特征在于：所述泄压装置(12)包括固定在圆形通槽顶部的爆破片(121),箱体(1)的顶端固定有第一格挡板(122)和第二格挡板(123),第一格挡板(122)和第二格挡板(123)位于爆破片(121)的外侧；第一格挡板(122)和第二格挡板(123)的板体上均开设有若干个泄压孔，第一格挡板(122)和第二格挡板(123)板体上的泄压孔交错分布；第一格挡板(122)和第二格挡板(123)的顶端固定有顶盖(124),顶盖(124)的内壁固定有第二气压传感器，顶盖(124)的外侧开设有竖向槽，竖向槽内固定有折叠密封布(126),折叠密封布(126)的底端固定有配重块(125),顶盖(124)的外侧固定有电磁铁(127);电磁铁(127)与配重块(125)磁性相吸，并且电磁铁(127)与控制器电性连接。4技术领域[0001]本发明涉及变频器技术领域，具体为一种防爆水冷式变频器。背景技术[0002]变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置，它的主要功能是将交流电转换为直流电，然后再将直流电转换为交流电，随着煤矿井下变频器功率越来越大，传统风冷散热方式已不能满足使用，采用水冷散热方式越来越普遍，目前井下防爆变频器采用的水冷散热方式主要有两种，一种是采用外部供水冷却方式，另一种方式采用内水循环冷却方式。[0003]中国发明专利，申请公布号CN118659307A公开了一种带有水冷结构的防爆变频器，通过设置防护机构与干燥机构，能够在冷却管出现泄漏后，能够对工作中的变频器元器件进行断电处理，对变频器元器件进行保护，同时能够实现变频器元器件与冷却管的隔离，减少水与变频器元器件的接触，进一步对变频器元器件进行保护，在冷却管泄漏时，能够通过闪烁灯的闪烁，提醒工作人员及时处理泄漏现象，进一步减少泄漏对变频器元器件的损坏，通过对空气进行干燥处理，能够减少因温差导致的冷却管表面凝水，进一步减少水与变频器元器件的接触，再次对变频器元器件进行防护。[0004]上述方案解决了其背景技术中提出的技术问题，但是在实际应用中，上述方案及现有的防爆水冷式变频器仍然存在一定的缺陷，比如：[0005]首先，为实现防爆箱内的变频器元器件进行降温，防爆箱一般不是封闭的，外界较大湿度空气会进入到防爆箱内，进而引发元器件的腐蚀或短路，减少了变频器的使用寿命及降低了运行的稳定性；[0006]其次，当冷却水管发生爆裂后，为防止水与变频器元器件接触，需要立即断开电路发明内容[0007]本发明的目的在于提供一种防爆水冷式变频器，以解决上述背景技术中提出的问[0008]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种防爆水冷式变频器，包括箱体、[0009]工作腔的侧壁固定有温度传感器、湿度传感器和第一气压传感器，温度传感器、湿度传感器和第一气压传感器均与控制器电性连接；[0010]冷却腔内设置有水冷件，通过水冷件实现对工作腔气体的换热降温；[0011]隔板的板体上开设有出水槽，除水腔内设置有冷凝水去除件，冷凝水去除件的外侧设置有驱动件，通过冷凝水去除件对水冷件产生的冷凝水进行去除；[0012]箱体的底部设置有与除水腔相连通的排水管和水量指示件，通过水量指示件对除5水腔内的水量进行检测；[0013]竖板的板体上开设有风扇孔，风扇孔内固定有电子扇；[0014]横板的顶部设置有进气组件，竖板的顶部固定有若干根与缓冲腔相连通的冷气出管，开启电子扇后，工作腔内的空气通过进气组件进入到冷却腔；[0015]水冷件包括进水管和出水管，进水管和出水管与制冷水箱固定连通，进水管的管体上连接有水泵，进水管和出水管之间形成有曲型管，曲型管位于冷却腔内。[0016]更进一步的，所述冷凝水去除件包括与曲型管活动插接的刮水环，刮水环的顶端固定有活动板，冷却腔的两侧内壁之间活动连接有往复丝杆和导向杆，往复丝杆和导向杆分别与活动板活动螺接及活动插接；[0017]除水腔的侧板上活动连接有第二转轴和两根平行设置的第一转轴，第二转轴和两根第一转轴之间连接有吸水带，顶部的吸水带位于出水槽的正下方，且与隔板的底端相接[0018]除水腔的侧板上固定有固定杆，固定杆的杆体上固定有刮板，刮板的顶部板体与吸水带相挤压。[0019]更进一步的，所述驱动件包括固定在往复丝杆杆体上的蜗轮和与箱体活动连接的[0020]延伸出箱体的两根第一转轴轴体上均固定第二带轮，两个第二带轮之间连接有第二皮带，箱体侧面固定有固定板，固定板的板体上固定有电机，电机的输出端与第一转轴的端部相固定；[0021]其中一根第一转轴轴体上及延伸出箱体的蜗杆杆体上均固定有第一带轮，两个第一带轮之间连接有第一皮带。[0022]更进一步的，所述水量指示件为液体流量计，其连接在排水管的管体上。[0023]更进一步的，所述进气组件包括环形外壳，环形外壳的内侧形成有两个延伸板，环形外壳的内壁之间固定有支撑板，支撑板的顶端固定有竖杆，竖杆的顶端固定有挡水板，挡水板的外侧形成有插板，插板延伸进两个延伸板所组成的U型槽内。[0024]更进一步的，所述挡水板的顶部板体呈曲面状。[0025]更进一步的，所述箱体的侧壁设置有气体分散件，通过气体分散件对通过冷气出管排出的冷空气进行分散。[0026]更进一步的，所述气体分散件包括连接板，连接板的板体上固定有固定管，固定管的底部开设有插孔，插孔与冷气出管相适配；[0027]固定管的侧壁活动连接有活动轴，活动轴的轴体上固定有若干个风车叶片；[0028]活动轴的轴体上固定有若干个连接杆，连接杆的端部与转筒相固定，在转筒的外侧开设有若干个倾斜的出气孔；[0029]冷空气的推动力施加在风车叶片上后，通过风车叶片带动活动轴及转筒进行转[0030]更进一步的，所述箱体的顶端开设有圆形通槽，圆形通槽的顶部设置有泄压装置，通过泄压装置对箱体内因爆炸而产生的压力进行泄压。[0031]更进一步的，所述泄压装置包括固定在圆形通槽顶部的爆破片，箱体的顶端固定有第一格挡板和第二格挡板，第一格挡板和第二格挡板位于爆破片的外侧；6[0032]第一格挡板和第二格挡板的板体上均开设有若干个泄压孔，第一格挡板和第二格挡板板体上的泄压孔交错分布；[0033]第一格挡板和第二格挡板的顶端固定有顶盖，顶盖的内壁固定有第二气压传感器，顶盖的外侧开设有竖向槽，竖向槽内固定有折叠密封布，折叠密封布的底端固定有配重块，顶盖的外侧固定有电磁铁；[0034]电磁铁与配重块磁性相吸，并且电磁铁与控制器电性连接。[0035]与现有技术相比，本发明的有益效果是：[0036]该防爆水冷式变频器，设置有横板、竖板、隔板、水冷件、冷凝水去除件和驱动件，由于工作腔为相对密闭空间，且空气中的水分冷凝后通过冷凝水去除件不断地排出工作腔，进而减少工作腔中空气中的水分，避免高湿空气引发变频器元器件的腐蚀或短路，提高了变频器的使用寿命及提高了装置运行的稳定性。[0037]同时，设置有进气组件，当曲型管顶部产生爆裂后，喷射出来的水将会被底部的延伸板及插板阻挡，就算有部分水从插板与顶部延伸板所形成的间隙中飞溅出去，挡水板顶部曲面状板体也会对飞溅的水进行阻挡，阻挡后的水通过挡水板又回流到冷却腔中，从而不会进入到工作腔中，有效防止变频器元器件与水接触，这样，当曲型管发生爆裂后，不用立即断开电路进行停机检修，减少了对生产的影响，提高了生产效率。[0038]其次，在箱体的侧壁设置有气体分散件，通过气体分散件对通过冷气出管排出的冷空气进行分散，第一，由于气流会向转筒的外侧扩散，增加了气流的覆盖范围，第二，气流对工作腔内的空气产生扰动，增加了工作腔内空气与变频器元器件之间的换热效率，进而提高了对变频器元器件的换热效果。[0039]除此之外，设置有泄压装置，首先，通过泄压装置对箱体内因爆炸而产生的压力进行泄压，提高了装置的安全性，其次，泄压装置工作后，泄压装置上的折叠密封布呈展开状态，实现对工作腔的密封，箱体内燃烧的变频器元件或者其他电器元件将会因工作腔内氧气耗尽而熄灭，从而提高了该装置的防火安全性。附图说明[0040]图1为本发明的右侧轴视图；[0041]图2为本发明的左后侧轴视图；[0042]图3为本发明去除箱体箱门后的右侧轴视图；[0043]图4为本发明去除箱体箱门后的左侧轴视图；[0044]图5为本发明去除箱体箱门后的仰视图；[0045]图6为本发明的半剖图；[0046]图7为本发明冷凝水去除件的轴视图；[0047]图8为本发明驱动件的轴视图；[0048]图9为本发明进气组件的半剖图；[0049]图10为本发明气体分散件的半剖图；[0050]图11为本发明泄压装置的半剖图。7具体实施方式[0052]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他括箱体1、箱门、变频器元器件3、控制器和与控制器电性连接的声光报警器16,在箱体1的底部固定有横板201、竖板202和隔板203,其将箱体1的空间分隔为工作腔、冷却腔、除水腔和定有温度传感器13、湿度传感器14和第一气压传感器15,并且温度传感器13、湿度传感器14和第一气压传感器15均与控制器电性连接，需要说明的是，温度传感器13、湿度传感器14和第一气压传感器15的作用是分别对工作腔内的温度、湿度和气压进行检测，检测得到的数据实时传输到控制器。[0054]在冷却腔内设置有水冷件4,通过水冷件4实现对工作腔气体的换热降温，具体的，如图6和图7所示，水冷件4包括进水管401和出水管，进水管401和出水管与制冷水箱固定连通，其中，制冷水箱可以是一种自带制冷器的水箱，通过自带的制冷器对水箱内的水进行降温，也可以是一种换热器，通过外界冷水对水箱内的水进行换热，实现对水箱内的水的制冷，其为现有技术，在本方案中不再赘述，在进水管401的管体上力实现制冷水箱水向进水管401流动，为增加制冷效率，位于冷却腔内的进水管401和出水管之间形成有曲型管402,在冷却腔侧壁固定有安装板和卡箍，通过卡箍对曲型管402外侧管体进行固定，提高进水管401在冷却腔内的放置稳定性。[0055]另外，如图6所示，为提高换热效率，曲型管402位于冷却腔的中部，其与冷却腔的顶部和底部均形成有一定的空间。[0056]在隔板203的板体上开设有出水槽204,为方便水冷件4冷凝产生的水流入出水槽204,隔板203顶部的板体向出水槽204倾斜(即形成坡面),除水腔内设置有冷凝水去除件5,冷凝水去除件5的外侧设置有驱动件8,通过冷凝水去除件5对水冷件4产生的冷凝水进行去[0057]其中，如图6-图8所示，冷凝水去除件5包括与曲型管402活动插接的刮水环504,在刮水环504的顶端固定有活动板503,这样，当活动板503在曲型管402的管体上左右移动时，通过刮水环504对粘接在曲型管402管体上的冷凝水滴进行刮离。8[0058]如图7所示，在冷却腔的两侧内壁之间活动连接有往复丝杆502和导向杆501,往复丝杆502和导向杆501分别与活动板503活动螺接及活动插接，这样，往复丝杆502转动时，通过导向杆501对活动板503进行导向，实现活动板503沿着曲型管402管体进行往复移动。[0059]在除水腔的侧板上活动连接有第二转轴506和两根平行设置的第一转轴505,在第二转轴506和两根第一转轴505之间连接有吸水带507,需要知道的是，顶部的吸水带507位于出水槽204的正下方，且与隔板203的底端相接触，从而对出水槽204进行封堵，减少外界空气进入冷却腔内。[0060]在本方案中，吸水带507可以为棉材料、高分子材料或者无纺布制成，用于对流进出水槽204的水进行吸附，在除水腔的侧板上固定有固定杆508,固定杆508的杆体上固定有刮板509,并且刮板509的顶部板体与吸水带507相挤压，这样，吸水带507转动时，吸水带507对流进出水槽204的水进行吸附，而吸附在吸水带507上的水在刮板509的挤压下与吸水带507脱离并进入除水腔中，能够知道的是，由于工作腔为相对密闭空间，且空气中的水分冷凝后通过冷凝水去除件5不断地排出工作腔，进而减少工作腔中空气中的水分，避免高湿空气引发变频器元器件的腐蚀或短路，提高了变频器的使用寿命及提高了装置运行的稳定性。[0061]如图7和图8所示，驱动件8包括固定在往复丝杆502杆体上的蜗轮801和与箱体1活动连接的蜗杆802,并且蜗杆802与蜗轮801相啮合，延伸出箱体1的两根第一转轴505轴体上均固定第二带轮805,在两个第二带轮805之间连接有第二皮带806,箱体1侧面固定有固定板807,固定板807的板体上固定有与控制器电性连接的电机808,并且电机808的输出端与第一转轴505的端部相固定，其中一根第一转轴505轴体上及延伸出箱体1的蜗杆802杆体上均固定有第一带轮803,在两个第一带轮803之间连接有第一皮带804。[0062]启动电机808后，在第二皮带806和第一皮带804的传动作用下，实现吸水带507的移动及活动板503在曲型管402管体上的往复移动。[0063]另外，本方案只通过一个驱动电机即可实现冷凝水去除件5工作，从而能够减少本装置的制造成本。[0064]能够理解的是，当曲型管402发生爆裂后，大量的水将会通过吸水带507进入到除水腔中，为能够对水量进行检测，从而知道曲型管402是否发生爆体1的底部设置有与除水腔相连通的排水管6和与控制器电性连接的水量指示件，其中，水量指示件可以为安装在除水腔内的水位传感器也可以为连接在排水管6管体上的液体流量计7,在本方案中，为提高检测灵敏性及方便安装，水量指示件优选为液体流量计7,当液体流量计7检测到排水管6排出的水量达到阈值时，控制器控制声光报警器16进行报警，从而提醒工作人员进行维修。[0065]如图5所示，在竖板202的板体上开设有风扇孔，并且风扇孔内固定有电子扇2021,启动电子扇2021后，实现工作腔内空气的流通。[0066]如图3和图9所示，在横板201的顶部设置有进气组件9,如图4所示，在竖板202的顶部固定有若干根与缓冲腔相连通的冷气出管10,开启电子扇2021后，工作腔内的空气通过进气组件9进入到冷却腔，热空气与冷却腔内的水冷件4进行换热后进入到缓冲腔中，最后通过冷气出管10排入到工作腔中，实现对工作腔中变频器元器件的降温。[0067]具体的，如图9所示，进气组件9包括环形外壳901,在环形外壳901的内侧形成有两9个延伸板902,环形外壳901的内壁之间固定有支撑板903,在支撑板903的顶端固定有竖杆904,并且竖杆904的顶端固定有挡水板905,挡水板905的外侧形成有插板906,插板906延伸进两个延伸板902所组成的U型槽内，并且插板906延伸进U型槽的长度为U型槽长度的1/3,这样，由于插板906与U型槽的侧壁存在较大的间隙，从而不会对进入进气组件9的气流产生[0068]需要说明的是，当曲型管402顶部产生爆裂后，喷射出来的水将会被底部的延伸板902及插板906阻挡，另外，本方案中还可以将挡水板905的顶部板体算有部分水从插板906与顶部延伸板902所形成的间隙中飞溅出去，挡水板905顶部曲面状板体也会对飞溅的水进行阻挡，阻挡后的水通过挡水板905又回流到冷却腔中，从而不会进入到工作腔中，有效防止变频器元器件与水接触，这样，当曲型管402断开电路进行停机检修，减少了对生产的影响，提高了生产效率。[0069]需要补充的是，因工作人员检修或者操作需要，箱门关闭后，外界的空气会进入到工作腔中，通过温度传感器13、湿度传感器14和第一气压传感器15的作用是分别对工作腔内的温度、湿度和气压进行检测，检测得到的数据实时传输到控制器，当工作腔内的温度高于设定值时，控制器控制电子扇2021启动，通过水冷件4对工作腔进行降温，当工作腔内湿度值超过设定值时，通过控制器驱动件8启动，空气中的水分冷凝后通过冷凝水去除件5不断地排出工作腔，进而减少工作腔中空气中的水分，当工作腔内气压高于设定值时，控制器控制声光报警器16进行报警。[0070]实施例二：在实施例一的基础上，如图4和图10所示，在箱体1的侧壁设置有气体分散件11,通过气体分散件11对通过冷气出管10排出的冷空气进行分散，从而提高冷气与变频器元器件之间的换热效果。[0071]具体的，气体分散件11包括连接板111,在连接板111的板体上固定有固定管112,在固定管112的底部开设有插孔，并且插孔与冷气出管10相适配，这样，气体分散件11作为一个单独的安装部件，其不与冷气出管10进行固定，这样，当气体分散件11发生损坏后可以进行单独更换，不会对冷气出管10的出气量产生影响。[0072]在固定管112的侧壁活动连接有活动轴113,在活动轴113的轴体上固定有若干个风车叶片114,活动轴113的轴体通过若干个连接杆117固定有转筒115,转筒115与固定