專利名稱：礦用隔爆功率變頻調(diào)速裝置的散熱系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及散熱裝置領(lǐng)域，尤其是一種礦用隔爆功率變頻調(diào)速裝置的散熱系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，在礦井生產(chǎn)過(guò)程中需要使用各種大功率電機(jī)，驅(qū)動(dòng)這些電機(jī)需要相應(yīng)額定 電壓和額定功率的變頻調(diào)速裝置。由于煤礦井下存在瓦斯(甲烷)和粉煤塵爆炸的危險(xiǎn)， 則要求所使用的變頻調(diào)速裝置必須具有隔爆及本質(zhì)安全性能，因此現(xiàn)有的變頻調(diào)速裝置必 須安裝在具有隔爆性能的箱體內(nèi)，從而造成變頻調(diào)速裝置的通風(fēng)條件下降(甚至沒(méi)有任何 通風(fēng))，造成熱量不能散發(fā)；而且大功率變頻調(diào)速裝置本身在滿負(fù)載運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的 發(fā)熱量，隔爆箱體內(nèi)也會(huì)不斷積聚熱量使溫度升高，而使其功率模塊過(guò)熱超過(guò)可以承受的 溫度極限而損壞，影響正常工作。此外，一些礦井還存在井下環(huán)境溫度過(guò)高和缺乏冷卻水的 問(wèn)題，對(duì)大功率變頻調(diào)速裝置的散熱提出了更嚴(yán)苛的要求。因此這些大功率變頻調(diào)速裝置 的散熱問(wèn)題，是至關(guān)重要的。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種專門(mén)用來(lái)解決煤礦井下隔 爆箱內(nèi)大功率變頻調(diào)速裝置散熱問(wèn)題的新型礦井專用散熱裝置。本散熱裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 單、設(shè)計(jì)合理、散熱效果好、維護(hù)費(fèi)用低且不受缺水條件限制等優(yōu)點(diǎn)。 本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的 —種礦用隔爆功率變頻調(diào)速裝置的散熱系統(tǒng)，其特征在于在隔爆箱側(cè)壁均布所
制的安裝通孔上均密封固裝有一安裝基板，每一安裝基板的外側(cè)壁上均布固裝有散熱支
片，在隔爆箱側(cè)壁的所有安裝基板和散熱支片外均密封固裝一散熱水箱，所有安裝基板和
散熱支片均浸泡于該散熱水箱內(nèi)，散熱水箱的進(jìn)口連接循環(huán)泵、出口通過(guò)管路連接一風(fēng)冷散熱器，該風(fēng)冷散熱器與循環(huán)泵通過(guò)管路連接。 而且，所述隔爆箱側(cè)壁所制的安裝通孔有1 8個(gè)。 而且，所述的風(fēng)冷散熱器包括風(fēng)扇和散熱器。 而且，所述的風(fēng)冷散熱器與循環(huán)泵之間通過(guò)三向旋塞電磁閥連接一輔助制冷系 統(tǒng)。 而且，所述的輔助制冷系統(tǒng)包括蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、冷凝器和膨脹閥，蒸發(fā)器的制冷 劑出口依次連接壓縮機(jī)、冷凝器和膨脹閥，膨脹閥的出口連接蒸發(fā)器的制冷劑進(jìn)口 。 而且，當(dāng)風(fēng)冷散熱器與循環(huán)泵之間連接輔助制冷系統(tǒng)時(shí)，風(fēng)冷散熱器的出口連接 蒸發(fā)器的進(jìn)口 ，蒸發(fā)器的出口連接循環(huán)泵。 而且，所述的安裝基板的內(nèi)側(cè)壁安裝有一組半導(dǎo)體制冷塊，該半導(dǎo)體制冷塊的導(dǎo)
熱面與安裝基板的內(nèi)側(cè)壁緊密貼合。 本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和有益效果為[0013] 1、本散熱系統(tǒng)通過(guò)將發(fā)熱元件安裝在安裝基板上，采用強(qiáng)制水循環(huán)冷卻和風(fēng)冷散 熱對(duì)安裝基板進(jìn)行冷卻散熱，從而可以傳遞隔爆箱內(nèi)因無(wú)法通風(fēng)而聚集的熱量，使熱量及 時(shí)散發(fā)出去，并有效防止箱內(nèi)凝露引起設(shè)備短路。 2、本散熱系統(tǒng)能夠有效的將大功率變頻調(diào)速裝置運(yùn)行時(shí)所產(chǎn)生的發(fā)熱量傳遞到 外部環(huán)境中，從而避免了高溫對(duì)變頻調(diào)速裝置的功率模塊產(chǎn)生損壞，有效解決了因礦井通 風(fēng)條件惡劣造成變頻調(diào)速裝置產(chǎn)生的巨大熱量無(wú)法散發(fā)的問(wèn)題。 3、本散熱系統(tǒng)的風(fēng)冷散熱器和循環(huán)泵之間可以連接一個(gè)輔助制冷系統(tǒng)，該輔助制 冷系統(tǒng)作為輔助散熱用以補(bǔ)償環(huán)境溫度過(guò)高致使風(fēng)冷散熱惡化的情況，當(dāng)環(huán)境溫度過(guò)高僅 采用風(fēng)冷散熱已經(jīng)不能滿足散熱需要時(shí)，可以采用該輔助制冷系統(tǒng)進(jìn)行二次散熱，因此避 免了因環(huán)境溫度過(guò)高致使風(fēng)冷散熱惡化的情況，并解決了單純的制冷系統(tǒng)散熱的系統(tǒng)可靠 性問(wèn)題，從而提高了本散熱裝置運(yùn)行的安全可靠性。本輔助制冷系統(tǒng)采用模塊式設(shè)計(jì)，在方 便與循環(huán)水路連接的同時(shí)，還便于拆卸更換。 4、本散熱系統(tǒng)采用了循環(huán)水系統(tǒng)，解決了 一些礦井因缺水問(wèn)題而不能采用水冷卻 系統(tǒng)的問(wèn)題，并且極大的減少了水資源的浪費(fèi)。 5、本散熱系統(tǒng)的安裝基板上安裝有半導(dǎo)體制冷塊，對(duì)于隔爆箱體內(nèi)聚集的熱量， 可采用半導(dǎo)體制冷塊的冷面進(jìn)行制冷調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)一定程度的恒溫控制，半導(dǎo)體制冷塊的熱 面通過(guò)安裝基板將熱量傳出，最終散發(fā)到外部環(huán)境空氣中。 6、本實(shí)用新型是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理、散熱效果好的礦井專用散熱裝置，本散 熱裝置可以使隔爆箱內(nèi)的熱量快速散發(fā)，避免其內(nèi)的變頻調(diào)速裝置因受熱而損壞，保證其 正常工作運(yùn)行，并極大地延長(zhǎng)了其使用壽命。此外，本散熱裝置還具有安裝拆卸方便、實(shí)用 性強(qiáng)、投資少、維護(hù)費(fèi)用低、不受缺水條件限制等優(yōu)點(diǎn)。

圖1是本實(shí)用新型的主視圖(局部剖視)； 圖2是圖1的A部放大示意圖； 圖3是本實(shí)用新型風(fēng)冷散熱器中散熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳述，以下實(shí)施例只是描述性的，不 是限定性的，不能以此限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。 —種礦用隔爆功率變頻調(diào)速裝置的散熱系統(tǒng)，專門(mén)用來(lái)解決煤礦井下隔爆箱內(nèi)大 功率變頻調(diào)速裝置的散熱問(wèn)題。本實(shí)用新型的創(chuàng)新點(diǎn)在于包括安裝在隔爆箱1的側(cè)壁5 且與隔爆箱內(nèi)部連通的安裝基板3，該安裝基板與隔爆箱的安裝結(jié)構(gòu)為在隔爆箱的側(cè)壁 上制有1 8個(gè)安裝通孔，安裝基板安裝于隔爆箱的外側(cè)壁，并且可將每個(gè)安裝通孔密封覆 蓋。生產(chǎn)時(shí)可采用一個(gè)面積較大的安裝基板將所有安裝通孔遮蓋密封，也可以在每個(gè)安裝 通孔上分別安裝一塊安裝基板。安裝基板的內(nèi)側(cè)壁安裝有發(fā)熱量最大的發(fā)熱元件7，如功率 模塊、整流器件等等；安裝基板的外側(cè)壁均布固裝散熱支片4。 所有安裝基板和散熱支片均浸泡于一散熱水箱6內(nèi)，該散熱水箱固裝在隔爆箱的 側(cè)壁上。散熱水箱的進(jìn)口連接循環(huán)泵8，該散熱水箱的出口通過(guò)管路連接一風(fēng)冷散熱器12，該風(fēng)冷散熱器包括風(fēng)扇10和散熱器11，由風(fēng)扇進(jìn)行散熱，該風(fēng)冷散熱器與循環(huán)泵通過(guò)管路 連接。 為了增強(qiáng)散熱效果，避免因環(huán)境溫度過(guò)高導(dǎo)致風(fēng)冷散熱不能滿足降溫要求，在風(fēng) 冷散熱器與循環(huán)泵之間通過(guò)三向旋塞電磁閥9連接一輔助制冷系統(tǒng)。該輔助制冷系統(tǒng)包括 蒸發(fā)器13、壓縮機(jī)14、冷凝器16和膨脹閥(毛細(xì)管)15，蒸發(fā)器的制冷劑出口依次連接壓縮 機(jī)、冷凝器和膨脹閥，膨脹閥的出口連接蒸發(fā)器的制冷劑進(jìn)口。當(dāng)風(fēng)冷散熱器與循環(huán)泵之間 連接輔助制冷系統(tǒng)時(shí)，其中蒸發(fā)器的進(jìn)口連接風(fēng)冷散熱器中散熱器的出口，蒸發(fā)器的出口 連接循環(huán)泵。 為了減少隔爆箱內(nèi)所聚集的熱量，使箱體內(nèi)保持恒溫，在安裝基板的內(nèi)側(cè)壁安裝 有一組半導(dǎo)體制冷塊2，該半導(dǎo)體制冷塊的導(dǎo)熱面與安裝基板的內(nèi)側(cè)壁緊密貼合，因此箱體 內(nèi)的熱量即可由安裝基板和散熱支片散發(fā)出去。 本實(shí)用新型的工作原理是 變頻調(diào)速裝置安裝在隔爆箱內(nèi)，發(fā)熱量最大的功率模塊和整流器件以及半導(dǎo)體制
冷塊的發(fā)熱面緊貼安裝基板，安裝基板安裝到散熱水箱中，循環(huán)水管線連接散熱水箱和風(fēng)
冷散熱器，由循環(huán)泵將載冷劑循環(huán)到整個(gè)散熱系統(tǒng)，散熱風(fēng)扇主動(dòng)散熱。 為達(dá)到更好的散熱目的，水路循環(huán)系統(tǒng)的水路流向應(yīng)由循環(huán)泵的出口 (圖示泵垂
直出口 )從下方進(jìn)入安裝功率模塊的散熱水箱，然后由散熱水箱的上出口流至風(fēng)冷散熱器
中散熱器的上進(jìn)口，最后由散熱器的下出口流回循環(huán)泵的進(jìn)水口 (圖示箭頭方向?yàn)樗鞣较?。 輔助制冷系統(tǒng)作為輔助散熱設(shè)備用以補(bǔ)償環(huán)境溫度過(guò)高致使風(fēng)冷散熱惡化的情 況，通過(guò)在循環(huán)水路系統(tǒng)中安裝三向旋塞電磁閥來(lái)控制輔助制冷系統(tǒng)的循環(huán)水路是否接入 散熱系統(tǒng)中。 通過(guò)計(jì)算功率模塊的發(fā)熱量，合理的選擇強(qiáng)制水循環(huán)冷卻系統(tǒng)中的水流量(即循 環(huán)泵流量)、散熱器的散熱面積和風(fēng)扇風(fēng)量，解決功率模塊因熱量散發(fā)不掉而造成模塊燒掉 的故障；變頻調(diào)速裝置中發(fā)熱量最大的功率模塊和整流器件所產(chǎn)生的熱量傳遞到水循環(huán)冷 卻裝置的散熱水箱，然后由載冷劑傳遞到外散熱器，最后由風(fēng)扇和外散熱器將熱量散發(fā)到 外部環(huán)境。 若外部環(huán)境溫度升高，致使變頻調(diào)速裝置的溫度超過(guò)其正常工作溫度，輔助制冷 系統(tǒng)開(kāi)始工作，用來(lái)補(bǔ)償水循環(huán)散熱系統(tǒng)。由于是補(bǔ)償系統(tǒng)，制冷功率可以比較小，且循環(huán) 水路已存在散熱水箱及循環(huán)泵，輔助制冷系統(tǒng)模塊不必再含散熱水箱及循環(huán)泵，所以其體 積可以做的更小，重量更輕。 系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)采用溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)，保證水溫高于隔爆箱內(nèi)露點(diǎn)溫度，同時(shí)預(yù)熱，防
止冷凝導(dǎo)致短路損壞。 其他加強(qiáng)散熱的積極有效辦法 ①將散熱水箱內(nèi)部用隔板分割成許多流道，并使這些流道的橫截面相等，可以使
流道中的水流速度處處相等，達(dá)到均勻地將各功率模塊產(chǎn)生的熱量帶走的目的。 ②安裝各功率模塊的安裝基板材料采用導(dǎo)熱系數(shù)比較高的純銅或純鋁材料，并且
在安裝基板上鑲嵌多片純銅質(zhì)或純鋁質(zhì)的散熱支片(如圖2所示)，以充分增加散熱面積，
達(dá)到較好的冷卻效果。
5[0037] ③風(fēng)冷散熱器采用多進(jìn)多出的盤(pán)管加散熱支片結(jié)構(gòu)方式(如圖3所示)，散熱支片 的總散熱面積應(yīng)該達(dá)到散熱需要。 ④冷卻系統(tǒng)中的所有水路接口部分的密封均應(yīng)采用進(jìn)口的耐高溫密封膠，以保證 水冷系統(tǒng)的密封性。
權(quán)利要求一種礦用隔爆功率變頻調(diào)速裝置的散熱系統(tǒng)，其特征在于在隔爆箱側(cè)壁均布所制的安裝通孔上均密封固裝有一安裝基板，每一安裝基板的外側(cè)壁上均布固裝有散熱支片，在隔爆箱側(cè)壁的所有安裝基板和散熱支片外均密封固裝一散熱水箱，所有安裝基板和散熱支片均浸泡于該散熱水箱內(nèi)，散熱水箱的進(jìn)口連接循環(huán)泵、出口通過(guò)管路連接一風(fēng)冷散熱器，該風(fēng)冷散熱器與循環(huán)泵通過(guò)管路連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用隔爆功率變頻調(diào)速裝置的散熱系統(tǒng)，其特征在于所述隔爆箱側(cè)壁所制的安裝通孔有1 8個(gè)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用隔爆功率變頻調(diào)速裝置的散熱系統(tǒng)，其特征在于所述的風(fēng)冷散熱器包括風(fēng)扇和散熱器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用隔爆功率變頻調(diào)速裝置的散熱系統(tǒng)，其特征在于所述的風(fēng)冷散熱器與循環(huán)泵之間通過(guò)三向旋塞電磁閥連接一輔助制冷系統(tǒng)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的礦用隔爆功率變頻調(diào)速裝置的散熱系統(tǒng)，其特征在于所述的輔助制冷系統(tǒng)包括蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、冷凝器和膨脹閥，蒸發(fā)器的制冷劑出口依次連接壓縮機(jī)、冷凝器和膨脹閥，膨脹閥的出口連接蒸發(fā)器的制冷劑進(jìn)口 。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用隔爆功率變頻調(diào)速裝置的散熱系統(tǒng)，其特征在于當(dāng)風(fēng)冷散熱器與循環(huán)泵之間連接輔助制冷系統(tǒng)時(shí)，風(fēng)冷散熱器的出口連接蒸發(fā)器的進(jìn)口 ，蒸發(fā)器的出口連接循環(huán)泵。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用隔爆功率變頻調(diào)速裝置的散熱系統(tǒng)，其特征在于所述的安裝基板的內(nèi)側(cè)壁安裝有一組半導(dǎo)體制冷塊，該半導(dǎo)體制冷塊的導(dǎo)熱面與安裝基板的內(nèi)側(cè)壁緊密貼合。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種礦用隔爆功率變頻調(diào)速裝置的散熱系統(tǒng)，在隔爆箱側(cè)壁均布所制的安裝通孔上均密封固裝有一安裝基板，每一安裝基板的外側(cè)壁上均布固裝有散熱支片，在隔爆箱側(cè)壁的所有安裝基板和散熱支片外均密封固裝一散熱水箱，所有安裝基板和散熱支片均浸泡于該散熱水箱內(nèi)，散熱水箱的進(jìn)口連接循環(huán)泵、出口通過(guò)管路連接一風(fēng)冷散熱器，該風(fēng)冷散熱器出口與循環(huán)泵、輔助制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)器通過(guò)三向旋塞電磁閥及管路連接。本實(shí)用新型可以使隔爆箱內(nèi)的熱量快速散發(fā)，避免其內(nèi)的變頻調(diào)速裝置因受熱而損壞，保證其正常工作運(yùn)行，并極大地延長(zhǎng)了其使用壽命。此外，本散熱裝置還具有安裝拆卸方便、實(shí)用性強(qiáng)、投資少、維護(hù)費(fèi)用低、不受缺水條件限制等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02B1/56GK201498901SQ20092009868
公開(kāi)日2010年6月2日 申請(qǐng)日期2009年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月9日
發(fā)明者李華, 祝振中, 肖麗麗 申請(qǐng)人:天津華寧電子有限公司