智能灌浆单元供电控制柜散热结构的制作方法

本实用新型智能灌浆单元供电控制柜散热结构,涉及灌浆检测系统中的一种电控设备。用于水电站灌浆工程中的工程计量和质量监控的供电和控制。属容量、流量测量类(G01F)。

(二)

背景技术：

灌浆工程一般用在水电站水坝施工中。灌浆是指电站水坝的堤岸、地基等灌入水泥、沙浆等物质，以加强牢固性，提高防渗性能。因此，灌浆质量决定电站水坝的整体质量。智能灌浆系统是近几年发展起来的灌浆新技术，可采用全自动控制灌浆，输入灌浆参数和灌浆结束条件之后，系统会自动控制配浆系统进行配浆，控制灌浆压力自控系统进行灌浆，直到达到设定的结束灌浆条件或者人为中止灌浆。

中国发明专利公开的<集成式智能灌浆系统>(ZL201510320228.3)通过一体的两个箱体将智能灌浆单元的机械和控制部分集成在一个平台；由此改变现有灌浆施工现场线路、管路混乱；减少对灌浆材料的浪费和对工作面的污染；解决更换灌浆孔时移动设备费时费力、劳动强度大和易损坏、丢失设备等问题。所述智能灌浆单元即是在某一处施工地采用的一体式<集成式智能灌浆系统>。也可作成机械和控制两部分分开的分体式供电控制柜。现有采用一体式二合一大柜或分体式供电控制柜,均存在以下问题： 1)整个柜体庞大，不便于在山洞和山洞内部廊道内等狭窄的特殊环境内进行灌浆作业。2)交流电路的强电流干扰弱电控制模块的信号。3)设备的排列不利于故障的检查的排查和维护。由此本实用新型智能灌浆单元供电控制柜首先必须解决小型化需求,同时解决强电不干扰弱电控制模块的信号。

为此为保证稳定运行,智能灌浆单元供电控制柜的散热结构和风路系统设计一方面必须满足供电控制柜小型化需求,同时需要进行改进和优化设计,以保证供电控制柜内能有效的将构件热量散走，使电器元件处于正常的工作温度范围内。

(三)

技术实现要素：

本实用新型提供的智能灌浆单元供电控制柜散热结构，其目的是为解决山洞和山洞内部廊道内等狹窄环境进行灌浆作业,使供电控制柜柜体小型化后,散热结构和风路系统能保证供电控制柜内能有效的将构件热量散走,使电器元件处于正常的工作温度范围内。保证稳定运行。

技术方案如下：

1.智能灌浆单元供电控制柜散热结构，包括:柜体、强电装置、自控装置,其特征是：

1)供电控制柜构成及布置:柜体分为上柜12和下柜13；上柜X向前侧设上强电箱120；下柜X向后侧设下弱电箱130。上柜内沿X向顺次放置自控装置中打印机8、数据中心7；下柜内分为Y向前侧的下柜弱电侧13A,Y向后侧的下柜强电侧13B,下柜弱电侧和下柜强电侧间有强弱电交互通道13C。下柜弱电侧13A内沿X向顺次放置自控装置中Z向下方的弱电端子排和继电器10A；上方的弱电电源模块10、控制中心9。上强电箱120和下柜强电侧13B内放置强电装置。强电装置包括从上强电箱引入的市电输入1A、顺次连接的上强电箱内的强电断路器1；下柜强电侧内的下方强电端子排2、上方软启动器3、交流接触器4、与控制中心连接的步进电机驱动器及电源11。2)散热结构:下柜的X 向前壁下方沿Y向开矩形进風口13.1；下柜的X向后壁上方沿Y向开矩形出风口13.2；出风口处装设一个向外抽风风扇13.3,抽风风扇设在上方出风口处的下柜内。3)风路系统:抽风风扇启动后向外抽风,下柜强电侧风向流动顺序由下方进风口流向强电端子排2,再向上流向交流接触器4、软启动器3、步进电机驱动器及电源11,最后从上方出风口排除。下柜弱电侧风向流动顺序由下方进风口流向弱电端子排和继电器10A,再向上流向控制中心9和弱电电源模块10,最后从上方出风口排除。

上述抽风风扇对应出风口位置,沿Y向可靠近下柜强电侧13B。

本实用新型有益效果:

1)为满足供电控制柜强电弱电分开的布置,风路系统相应分成强电风路和弱电风路均为单向从下向上流动,且两风路并联只在出风口处设置一个抽风机，由此保证满足散热要求且实现柜体小型化。能用于山洞和山洞内部廊道内等狭窄的特殊环境内进行灌浆作业。2)本风路系统是:在下柜体内风流向顺序是先经过了下方发热少的元件,然后再流向上方发热多的元器件。步进电机驱动器11和软启动器3,这是两个最大发热源。此散热设计不但使发热量少的器件不受发热量多的影响，而且发热量多的元器件以最快的时间、最短的路径散热。在最大程度上排走了单元机内部的热量，保证了灌浆单元处于正常的工作温度范围内。

(四)附图说明：

图1供电强电电源线路图。

图2控制装置弱电各模块框图。

图3智能灌浆单元供电控制柜外观立体图。

图4为图3揭开外壳上下柜前面面板内部控制装置布置图及弱电风流向示意图(Z-X面)。图中虚线及箭头指向是风流动方向。

图5为图3的A-A剖视图；下柜俯视布置及进出風总体示意图(Y-X面)。

图5中箭头指向是风流动方向。

图6为图5的Y向后侧面揭开外壳K向视图(Y-X面)。即从下柜Y向后侧看强电装置布置及强电风流向示意图。图中虚线及箭头指向是风流动方向。

(五)具体实施方式

本实施例智能灌浆单元供电控制柜散热结构,有如下特征:

1)供电控制柜的构成及布置:见图3,柜体分为分隔的上柜12和下柜13；上柜X向前侧设上强电箱120；下柜X向后侧设下弱电箱130。见图4,上柜内沿X向顺次放置自控装置中打印机8、数据中心7。见图5,下柜13内分为Y向前侧下柜弱电侧13A,Y向后侧下柜强电侧13B,下柜弱电侧和下柜强电侧间有强弱电交互通道13C。见图4,弱电侧13A内沿X向顺次放置自控装置中Z向下方的弱电端子排和继电器10A；上方的弱电电源模块10、控制中心9。图4中13A1为弱电线槽。见图6,上强电箱120和下柜强电侧13B内放置强电装置,见图6、图1,强电装置包括从上强电箱120引入的市电输入1A、顺次连接的强电断路器1、下柜强电侧13B内下方的强电端子排2、并联的上方软启动器3、交流接触器4、与控制中心9连接的步进电机驱动器及电源11(11同时见图 2)。图6中13B1为强电线槽。1201为接地保护装置。

2)散热结构:见图3、图4、图6,下柜13的X向前壁下方沿Y向开长矩形进风口13.1；下柜的X向后壁上方沿Y向开矩形出风口13.2；出风口处装设一个向外抽风风扇13.3,设在出风口13.2处的下柜体13内。(柜体X向进风口端为前壁,出风口端为后壁)。可同时见图4,下柜弱电侧13A内进风口13.1 开在下方,出风口13.2开在上方,抽風风扇13.3在上方出风口内侧下柜内：同理,见图6下柜强电侧13B内进风口13.1开在下方,出风口13.2开在上方, 抽风风扇13.3在上方出风口内侧下柜内。见图5,一个向外抽风风扇13.3对应沿出风口13.2的Y向位置靠近强电侧,即可不设在出风口Y向中心位置,因使其发热量大的强电元件处风量大,散热更好。

3)风路系统:见图6,当抽风风扇13.3启动向外抽风后,下柜强电侧13B内风流动顺序由下方进风口13.1流向强电端子排2,再向上流向交流接触器4、软启动器3、步进电机驱动器及电源11,最后从上方出风口13.2排除。见图4, 下柜弱电侧13A内风向流动顺序由下方进风口13.1流向弱电端子排和继电器 10A,再向上流向控制中心9和弱电电源模块10,最后从上方出风口13.2排除。

4)强电供电电源:见图1,强电电源包括市电输入1A、顺次连接的强电断路器1、强电端子排2、上方并联的软启动器3、交流接触器4；由此形成供电电源输出4A。其中强电断路器2是故障自动跳闸的保护开关。交流接触器4是一种自动控制电源通断的开关。软启动器3是一种集启动、停车、轻载节能和多功能保护于一体的电机控制装备,实现无冲击而平滑的启动电机。在本供电控制柜外,强电电源输出4A:一支路接智能灌浆单元内注浆泵断路器5A和注浆泵5的电源端；另一支路接配浆罐搅拌器断路器6A和配浆罐搅拌器6的电源；分别由注浆泵断路器和配浆罐搅拌器断路器来对输出线路进行保护。

5)自控装置组成及布置:

见图2,数据中心7内包括:采集各传感器数据的数字化采集模块7.2、数据中心处理器7.3、无线收发器7.4；与传感器电信号线连接的数据中心压力入口7.1,总入口7.0；与自控装置内控制中心9连接的接口7.5。全部传感器均设在外部专设的一个传感器柜 14内。见图4,本供电控制柜接收外部传感器输出电信号的其中有两个接口:压力传感器输入接口14.1A和智能压力开关输入接口14.2A设于下侧弱电箱130面板上。其中面板上的压力传感器输入接口14.1A通过数据中心引线7.1a与上柜内的数据中心压力入口 7.1连通传送。其中面板上智能压力开关输入接口14.2A通过控制中心引线9.1a与下柜内的控制中心入口9.1连通传送。

见图2、图4,外部传感器柜4内的其它传感器电信号线,用传感器电信号总线14.0 引出传感器柜外,通过上柜12后壁开孔接口12.0与上柜12内数据中心总入口7.0连通。其它传感器包括:配浆罐高、低位两圧力传感器、管路中进浆和返浆流量传感器、抬动传感器、管路密度传感器等。

见图2,控制中心9内有:控制中心入口9.1；与弱电电源模块10连接的弱电接口 9.2；执行电路控制信号输出接口设有如下五个:调压接口9.3、调浆接口9.4、调水接口9.5、排污接口9.6、报警接口9.7。其中调压接口9.3控制信号线通过步进电机控制供电控制柜外的高压电动阀15。步进电机是通过步进电机驱动器输入脉冲信号控制高压电动阀15的开度,并用程序控制调节输出到灌浆孔的浆液压力和流量。同时见图 5和图6,步进电机驱动器及电源11属强电,设在下柜强电侧13B强电装置内。上述调浆接口9.4、调水接口9.5控制信号线接供电控制柜外进浆阀15、进水阀16的进浆、进水电控装置；它是两套独立电源电动调节进浆阀、进水阀流量的电控装置。因设在本供电控制柜外,这里不再详述。上述排污接口9.6控制信号线接供电控制柜外的电动执行器,控制排污口18排污。电动执行器是通过上述排污控制信号启动其内电动机正反转控制其转动,是市售产品,详见中国专利<灌浆自动排汚装置>201710467956.6。这里不再详述。上述报警接口9.7控制信号线直接接报警器 19。报警器可设于本供电控制柜外,也可设于本供电控制柜内下柜弱电侧13A内。

见图4,上述控制中心控制信号输出五接口9.3、9.4、9.5、9.6、9.7(图4中为 9.3-9.7)通过五引线9.3a、9.4a、9.5a、9.6a、9.7a(图4中为9.3a-9.7a)与下弱电箱130面板上的控制信号输出面板五接口9.3B、9.4B、9.5B、9.6B、9.7B(图4 中为9.3B-9.7B)连接,以便与外部连接,输出信号。