节能通信电源机柜的制作方法

1.本发明属于电源机柜技术领域，涉及一种节能通信电源机柜。


背景技术：

2.在通信领域中存在大量需要采用电源机柜进行供电的场景，例如在施工、维护或供电困难的地方经常要使用壁挂电源机柜来满足快速建设的需要。通信电源系统是通信系统的心脏，稳定可靠的通信电源供电系统，是保证通信系统安全、可靠运行的关键。
3.由于电源机柜多设置在户外，电源机柜会受到太阳光照射而导致电源机柜及其内部设备发热，且电源机柜中包含有许多的供电设备从而在运作中将产生大量的热量。为了电源机柜的散热，通常在柜体上开设通风孔，利用简单热对流原理，通过空气流动使柜体内部的热量散发出去。若户外机柜在南方湿热多雨的环境中，空气中的湿度非常大，这样容易腐蚀以及短路电源机柜内部的电信设备，造成电信设备的寿命以及传输质量的下降。而若直接在柜体内安装空调等冷却器件，对柜体进行降温冷却，需要耗费大量电能。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种节能通信电源机柜，实现对柜体的降温散热，防止空气中的灰尘、水汽污染柜体内部器件，同时减少电能耗费。
5.为了达到上述目的，本发明的基础方案为：一种节能通信电源机柜，包括柜体，所述柜体包括柜体侧壁和柜门，在柜体侧壁外设置有散热机构，所述散热机构包括外壳、密封圈和活塞缸；
6.所述外壳包裹柜体除柜门外的其他侧面，柜体侧壁与外壳间具有间隙，柜体的顶部或底部与外壳连通；
7.所述密封圈套接在柜体的侧壁上，密封圈分别与柜体侧壁及对应的外壳内壁密封滑动连接；
8.所述活塞缸设置在外壳的外部，活塞缸内密封滑动连接有活塞板，活塞缸设有与活塞板相对的第一侧壁和第二侧壁，所述第一侧壁与柜体内连通，所述第二侧壁和外壳远离其与柜体内连通的一端连通，活塞缸第一侧壁与活塞板间置有冷却气体，活塞缸第二侧壁与活塞板间置有冷却液体，所述活塞板连接有控制其直线往复移动的控制机构。
9.本基础方案的工作原理和有益效果在于：外壳包裹柜体除柜门外的其他侧面，在不影响柜体开关门的情况下，进行隔热。密封圈设置在外壳与柜体的间隙夹层间，且密封圈可将该间隙夹持分隔为两个区域。由于密封圈的分隔作用，风力和水冷互不干扰。
10.活塞缸内置有气体的一侧与柜体内连通，且柜体与外壳的顶部或底部连通，冷却气体可进入柜体，对柜体内器件进行冷却，再排入外壳与柜体的间隙中，对外壳及柜体侧壁进行冷却散热。且冷却气体一直置于活塞缸内，不会将外部水汽、灰尘带入柜体，利于柜体内器件防护。
11.而活塞缸内置有冷却液体的一侧直接与外壳连通，冷却液体可进入外壳内对外壳
和柜体进行冷却散热。利用控制机构控制活塞板往复移动，即可实现将冷却气体推入柜体内，或将冷却液体推入外壳与柜体的间隙中，风冷与水冷可往复交替进行，操作简单，提供控制机构做直线往复运动的电能耗费远小于设置空调冷却设备所需的耗能量，且冷却液体和冷却气体均可重复使用，节约能源。
12.进一步，所述柜体内设有若干隔板，所述隔板将柜体内划分为多个区域，所述隔板上设有若干连接孔，所述活塞缸的第一侧壁通过多个支管分别与柜体的多个区域连通。
13.设置隔板对柜体内进行区域划分，利于柜体设备规划安装。活塞缸通过支管向柜体内各区域同时通入冷却气体，加快冷却效率。
14.进一步，所述支管与柜体区域的连通处设有密封机构，所述密封机构包括横槽和用于密封连通处的挡板；
15.所述横槽设置在连通处的两侧，所述挡板的两端分别位于连通处的两侧横槽内，挡板与横槽密封滑动连接，挡板一端与连通处一侧横槽的内壁形成的空间内置有热胀冷缩气体，挡板靠近热胀冷缩气体的一侧设有通孔，通孔可置于横槽内或与连通处重合。
16.横槽内的气体受热可膨胀，推动挡板向该横槽的外部移动，挡板移动将其上的通孔与连通处重合，冷却气体可自对应连通处进入柜体对应区域。柜体不同区域的温度可能不同，则对应区域连通处的横槽内气体的膨胀程度不同，控制挡板移动的距离不同，使通孔与连通处重合的面积也不同，控制不同区域的连通处的气体流量，能够有针对性地吹风散热，降温效果更好。
17.进一步，所述控制机构包括温度传感器、温度比较器和无杆气缸，所述温度传感器安装在柜体顶部，温度传感器的输出端与温度比较器的第一输入端连接，所述温度比较器的第二输入端连接有温度阈值存储器，温度比较器的输出端与无杆气缸的控制端连接。
18.由于热空气具有上升的特性，将温度传感器安装在柜体顶部利于采集所需温度信号。温度比较器根据采集的温度信号，判断柜体是否过热，控制无杆气缸在需要时启动，控制风冷、水冷交替进行。
19.进一步，所述活塞板上设有冷却片，所述温度比较器的输出端与冷却片的控制端连接。
20.当冷却液体或冷却气体进入外壳或柜体，并完成热交换又在活塞板的作用下回流进入活塞缸时，冷却片可再次对冷却液体和冷却气体进行冷却，保证冷却效果。
21.进一步，所述外壳顶部安装有太阳能电池板，所述太阳能电池板的输出端与控制机构的供电端连接。
22.利用太阳能电池板提供电能，利于使用。
23.进一步，所述冷却气体为干燥空气，所述冷却液体为水。
24.材料简单，利于获取、使用。
25.进一步，所述活塞缸安装于地下。
26.活塞缸置于地下，可对冷却液体和冷却气体进行隔热、降温，冷却液体或冷却气体进入外壳或柜体，完成热交换又在活塞板的作用下回流进入活塞缸，地下温度较低，冷却液体和冷却气体可与地下温度进行热交换而恢复初始的冷却温度。
附图说明
27.图1是本发明节能通信电源机柜的正视结构示意图；
28.图2是本发明节能通信电源机柜的密封圈的结构示意图；
29.图3是本发明节能通信电源机柜的密封机构的结构示意图。
30.说明书附图中的附图标记包括：柜体1、外壳2、密封圈3、活塞缸4、活塞板5、第一侧壁6、第二侧壁7、挡板8、通孔9、连通处10、横槽11、间隙12。
具体实施方式
31.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
32.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。
33.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。
34.本发明公开了一种节能通信电源机柜，如图1所示，包括柜体1，柜体1包括柜体1侧壁和柜门，在柜体1侧壁外设置有散热机构，散热机构包括外壳2、密封圈3和活塞缸4。
35.散热机构的外壳2包裹柜体1除柜门外的其他侧面，如外壳2一侧开口，且开口边缘与柜门所在侧的边缘焊接。外壳2可为圆柱体或方形体，柜体1侧壁与外壳2间具有间隙12，柜体1的顶部或底部与外壳2连通，柜体1可直接摆放在外壳2的内底部。密封圈3套接在柜体1的侧壁上，如柜体1侧壁上设有竖向的滑槽，密封圈3上焊接有滑块，滑块与滑槽滑动连接，且滑块侧壁与滑槽内壁贴合，实现密封滑动。如图1和图2所示，密封圈3的侧壁分别与柜体1侧壁及对应的外壳2内壁贴合，使得密封圈3分别与柜体1侧壁及对应的外壳2内壁密封滑动连接，密封圈3的轮廓类型“凹”字形，密封圈3将外壳2与柜体1间的间隙12分为上下两个区域，水冷区域和风冷区域。
36.散热机构的活塞缸4设置在外壳2的外部，活塞缸4内密封滑动连接有活塞板5，活塞缸4设有与活塞板5相对的第一侧壁6和第二侧壁7，第一侧壁6与柜体1内连通，第二侧壁7和外壳2远离其与柜体1内连通的一端连通，可采用水管、气管进行连接。例如，第一侧壁6与柜体1连通，而柜体1底部与外壳2连通，则第二侧壁7与外壳2的顶部连通。活塞缸4第一侧壁6与活塞板5间置有冷却气体，活塞缸4第二侧壁7与活塞板5间置有冷却液体，活塞板5连接有控制其直线往复移动的控制机构。优选，冷却气体为干燥空气，冷却液体为水，材料简单，利于获取、使用。
37.初始状态时，活塞板5位于活塞缸4靠近第二侧壁7的一侧，活塞缸4内的冷却液体受到活塞板5的推挤而全部或大部分进入外壳2与柜体1的间隙12中，实现对柜体1的隔热降
温。冷却液体进入外壳2与柜体1间的水冷区域，密封圈3受到冷却液体的推动而移动向外壳2一侧，冷却液体环绕在柜体1外壁，进行较全面的隔热、降温。
38.若柜体1过热，控制机构启动，控制活塞板5在活塞缸4内进行直线往复运动。活塞板5首先向第一侧壁6所在侧移动，将冷却气体推入柜体1内，冷却气体先对柜体1内的部件进行冷却，再进入柜体1与外壳2间的风冷区域，对外壳2及柜体1侧壁进行冷却散热。进入风冷区域的气体将密封圈3向远离柜体1与外壳2连通处10的一侧推动，密封圈3推动冷却液体回流进入活塞缸4内，冷却液体退出水冷区域时可将柜体1与外壳2侧壁的热量带离，且冷却液体排出间隙12后可进行散热，以使下次进入间隙12的液体仍是温度较低的冷却液体。
39.控制机构控制活塞板5向第二侧壁7移动时，活塞板5将冷却液体推送至外壳2与柜体1的间隙12中，冷却液体进入水冷区域带动密封圈3向外壳2与柜体1的连通处10所在侧移动，密封圈3将间隙12中的冷却气体推挤进入柜体1内，冷却气体通过柜体1再进入活塞缸4内。
40.本发明的一种优选方案中，控制机构包括温度传感器(如pt100)、温度比较器和无杆气缸。温度传感器安装(如粘接、焊接等)在柜体1顶部，温度传感器的输出端与温度比较器的第一输入端电性连接，温度比较器的第二输入端电性连接有温度阈值存储器，温度比较器的输出端与无杆气缸的控制端电性连接。无杆气缸可采用磁偶无杆气缸，在活塞板5上安装磁环，无杆气缸通过磁力带动活塞板5做往复移动。
41.温度传感器采集柜体1内的温度信号，并传输至温度传感器。温度比较器将采集的温度信号数值与温度阈值存储器内的阈值进行对比，判断柜体1是否过热。当采集的温度信号数值大于温度阈值时，温度比较器输出控制信号至无杆气缸的控制端，控制无杆气缸启动。
42.本发明的一种优选方案中，在活塞缸4外包裹隔热层，如dike铝箔隔热卷材、保温隔热纸、玻璃纤维棉板/毡等，用于减少外部环境中的热量对活塞缸4内温度的影响。活塞板5上设有冷却片，温度比较器的输出端与冷却片的控制端电性连接。当冷却液体或冷却气体进入外壳2或柜体1，再在活塞板5的作用下回流进入活塞缸4时，冷却片可再次对冷却液体和冷却气体进行冷却，保证冷却效果。
43.另一种优选方案中，将活塞缸4安装于地下，如地下一米。活塞缸4置于地下，地下温度较低，可对冷却液体和冷却气体进行隔热、降温。冷却液体或冷却气体流出间隙12，回流进入活塞缸4的过程中，冷却液体和冷却气体可与地下温度进行热交换而恢复初始的冷却温度。
44.本发明的一种优选方案中，柜体1内设有若干隔板，隔板将柜体1内划分为多个区域，隔板上设有若干连接孔，活塞缸4的第一侧壁6通过多个支管分别与柜体1的多个区域连通。各区域的气体可通过连接孔进行流通，保证气体顺利流动，利用热交换。活塞缸4通过支管向柜体1内各区域同时通入冷却气体，加快冷却效率。
45.更优选的，支管与柜体1区域的连通处10设有密封机构，如图3所示，密封机构包括横槽11和用于密封连通处10的挡板8。横槽11设置在连通处10的两侧，挡板8的两端分别位于连通处10的两侧横槽11内，挡板8与横槽11密封滑动连接。挡板8一端与连通处10一侧横槽11的内壁形成的空间内置有热胀冷缩气体(采用膨胀系数大的气体，如co2气体)，挡板8靠近热胀冷缩气体的一侧设有通孔9，通孔9可置于横槽11内或与连通处10重合。初始状态，
挡板8可设置为对挡板8部分遮挡，通孔9与连接孔部分重合。
46.横槽11内的热胀冷缩气体受热可膨胀，推动挡板8向该横槽11的外部移动，挡板8移动将其上的通孔9与连通处10重合，冷却气体可自对应连通处10进入柜体1对应区域。柜体1不同区域的温度可能不同，则对应区域连通处10的横槽11内气体的膨胀程度不同，控制挡板8移动的距离不同，使通孔9与连通处10重合的面积也不同，控制不同区域的连通处10的气体流量，能够有针对性地吹风散热，降温效果更好。温度降低时，热胀冷缩气体的体积复原，对应横槽11内可形成一定负压，可带动挡板8复位。或在未置有气体的横槽11内设置弹簧，利用弹簧的压缩弹力带动挡板8复位。
47.本发明的一种优选方案中，外壳2顶部安装有太阳能电池板(图中未显示)，太阳能电池板可利用机架等结构铆接或螺钉连接在外壳2顶部。太阳能电池板的输出端与控制机构的供电端电性连接。利用太阳能电池板提供电能，利于使用。
48.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
49.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。