一种防爆机柜及防爆机的制作方法

1.本技术涉及防爆机柜技术领域，具体涉及一种防爆机柜及防爆机。


背景技术：

2.随着我国工业的不断发展和生产规模的日益扩大，在石油、化工、冶金、油田等危险产业的现场，防爆机柜越来越广泛的被用于具有爆炸性危险气体或蒸汽的一区(在正常运行时，可能出现爆炸性气体环境的场所)和二区(在正常运行时，不可能出现爆炸性气体环境的场所)。防爆机柜是安装控制系统硬件部件、电器元器件(控制器、通讯模块、io卡件、电源、线缆等)的设备，机柜内部发热元器件或大功率发热部件采取密集安装方式，经过长期运转将产生大量热量。
3.目前的防爆机柜主要采用通风式和补偿式两种散热方式，通风式正压防爆机柜可把正压外壳内发热元器件或大功率发热部件的热量带走，从而有效地解决机柜散热的问题，但其耗气量是补偿式的几十倍甚至几百倍；补偿式正压防爆机柜，其工作方式本身的要求决定了外壳必然具有比通风式正压防爆机柜更好的密封结构，从而使机柜的散热条件更加恶化。


技术实现要素：

4.本技术实施例的目的在于提供一种防爆机柜及防爆机，通过液冷散热的方式，提升散热效果，易于实现，且安全、可靠。
5.本技术实施例的一方面，提供了一种防爆机柜，包括柜体，所述柜体的柜门上设置有液冷散热器；所述液冷散热器包括管道，所述管道的两端分别设置进液嘴和出液嘴，所述进液嘴用于连接液泵，所述出液嘴用于连接排液管。
6.可选地，所述柜体的外形为矩形体，所述柜体的四个柜门分别设置所述液冷散热器，四个所述液冷散热器之间依次串联，串联后通过第一个所述液冷散热器的进液嘴连接所述液泵，通过最后一个所述液冷散热器的出液嘴连接所述排液管，以用于对串联的四个所述液冷散热器循环供冷却液。
7.可选地，所述液泵连接控制器，所述控制器控制所述液泵正反转，以使所述管道内的冷却液可正向或反向流动。
8.可选地，所述管道包括多个平行设置的子管，多个所述子管的端部依次连接以使所述管道形成s型。
9.可选地，所述液冷散热器为板式结构。
10.可选地，所述液冷散热器的管道上还设置有散热结构，以用于增大散热面积。
11.可选地，所述散热结构包括多个平行设置的散热管，相邻两个所述散热管之间设置有多个依次连接的锯齿，以使所述散热结构形成具有三角形网眼的散热网。
12.可选地，所述管道和所述散热结构的材料为导热材料。
13.可选地，所述导热材料为铜或铝。
14.本技术实施例的另一方面，提供了一种防爆机，包括：上述的防爆机柜，以及设置于所述防爆机柜内的防爆机组。
15.本技术实施例提供的防爆机柜及防爆机，机柜的柜门上设置有液冷散热器，机柜内部中空用于设置防爆机组，防爆机组工作产生热量，热量经液冷散热器散发，实现对防爆机组的散热；液冷散热器包括管道，管道的两端分别设置进液嘴和出液嘴，进液嘴用于连接液泵，出液嘴用于连接排液管，以循环向管道供冷却液；管道和液泵连接，通过液泵推动冷却液在管道内流动，吸收热量的冷却液再从管道中流出，冷却液在密闭的管道中循环流动，以达到对防爆机组冷却散热的目的，使防爆机组能在安全的运行温度下正常工作，进而保证防爆机组的工作性能。本技术采用液冷的方式进行散热，布置方便，只要管道所到之处均可散热，实现大面积散热，提升散热效果，且散热安全、可靠。采用上述具有液冷散热器的防爆机柜形成的防爆机，防爆机组工作产生的热量，通过防爆机柜上的液冷散热器散发，避免了柜体内部温度升高，避免元器件老化，使防爆机能处于安全运行的温度，提高了防爆机的工作性能和安全性。
附图说明
16.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对本技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
17.图1是本实施例提供的防爆机柜结构示意图；
18.图2是本实施例提供的防爆机柜的液冷散热器结构示意图；
19.图3是本实施例提供的防爆机柜的散热结构的结构示意图。
20.图标：100-防爆机柜；101-柜门；102-液冷散热器；1020-管道；1021-进液嘴；1022-出液嘴；1023-散热结构；1023a-散热管；1023b-锯齿。
具体实施方式
21.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
22.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“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，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，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技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
23.还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
24.防爆机柜越来越广泛应用，防爆机柜要求现场环境可靠性高、密封性好，与散热性的要求相冲突，使得现有防爆机柜散热性差，特别是在高温或阳光暴晒环境下，会导致柜体
内部温度迅速升温(“温室效应”)，会加速了元器件的老化，若超出安全运行温度，可能造成系统崩溃或使用寿命受损，散热是必须考虑的技术问题。
25.目前的防爆机柜主要采用通风式和补偿式两种散热方式，但这两种散热方式各有缺点，为此，本技术实施例提供一种防爆机柜100，采用液冷散热的方式，散热效果好，且安全、可靠、可实现。
26.具体地，请参照图1，本技术实施例提供一种防爆机柜100，可应用于工业现场环境，包括：柜体，柜体的柜门101上设置有液冷散热器102；柜体的柜门101包括靠近柜体内的内板和靠近柜体外的外板，液冷散热器102位于内板和外板之间。
27.柜体具有柜门101，柜门101包括两层，分别为内板和外板，其中内板靠近柜体内，柜体内设置有防爆机组，外板靠近柜体外；液冷散热器102设置于内板和外板之间，防爆机组工作时产生的热量由内板传递给液冷散热器102，再经液冷散热器102由外板将热量散发，实现对防爆机组的散热。
28.液冷散热是冷却液在液泵的驱动下，通过管道1020把热量从液冷散热器102转移到环境中，从而实现散热目的；相较于现有技术采用通风式散热或补偿式散热，本技术提供的防爆机柜100采用液冷散热的方式，安全、可靠、可实现，实现大面积散热，提升散热效果，从而有效解决现有技术中存在的缺陷。
29.具体地，如图2所示，液冷散热器102包括管道1020，管道1020的两端分别设置进液嘴1021和出液嘴1022，进液嘴1021用于连接液泵(图中未示出)，出液嘴1022用于连接排液管(图中未示出)，以对于管道1020循环供冷却液。
30.管道1020内部中空，具有两个端口以分别设置进液嘴1021和出液嘴1022，进液嘴1021和出液嘴1022的位置可互换，液泵可通过进液嘴1021向管道1020内供冷却液，管道1020内的冷却液经出液嘴1022流向排液管排出，以实现管道1020内循环供冷却液，通过管道1020内的冷却液，实现散热的效果。其中，冷却液的作用是吸收大量的热量而保持温度不会明显变化；液泵的作用是推动冷却液流动，这样吸收了热量的冷却液就会从管道1020中流出，而新进入管道1020的冷却液将继续吸收热量，往复循环。管道1020连接液泵，其作用是让冷却液在一个密闭的管道1020中循环流动而不外漏，这样才能让液冷散热器102正常工作。
31.液冷散热时，冷却液可采用纯水、去离子水、乙(丙)二醇水溶液等易吸收热量的液体；具体地，在本技术的一个实施例中，冷却液可采用纯水，通过水冷的方式实现散热；纯水具备高比热容的物理特性，因此采用水冷散热的效果比风冷高出许多；冷却液为纯水时，液泵即为水泵，排液管即为排水管。
32.由此，本技术实施例提供的防爆机柜100，机柜的柜门101上设置有液冷散热器102，机柜内部中空用于设置防爆机组，防爆机组工作产生热量，热量经液冷散热器102散发，实现对防爆机组的散热；液冷散热器102包括管道1020，管道1020的两端分别设置进液嘴1021和出液嘴1022，进液嘴1021用于连接液泵，出液嘴1022用于连接排液管，以循环向管道1020供冷却液；管道1020和液泵连接，通过液泵推动冷却液在管道1020内流动，吸收热量的冷却液再从管道1020中流出，冷却液在密闭的管道1020中循环流动，以达到对防爆机组冷却散热的目的，使防爆机组能在安全的运行温度下正常工作，进而保证防爆机组的工作性能。本技术采用液冷的方式进行散热，布置方便，只要管道1020所到之处均可散热，实现
大面积散热，提升散热效果，且散热安全、可靠。
33.为了进一步增加散热效果，柜体上设置有多个液冷散热器102，且多个液冷散热器102分布于柜体的各柜门101。具体地，柜体为矩形体，矩形体具有四个柜门101，每个柜门101上均设置有液冷散热器102；并且每个柜门101的液冷散热器102依次串联，串联后通过第一个液冷散热器102的进液嘴1021连接液泵，通过最后一个液冷散热器102的出液嘴1022连接排液管，以用于对串联的四个液冷散热器102循环供冷却液。
34.具体地，第一个液冷散热器102的进液嘴1021连接液泵、出液嘴1022通过连接管连接第二个液冷散热器102的进液嘴1021，第二个液冷散热器102的出液嘴1022通过连接管连接第三个液冷散热器102的进液嘴1021，依次串联，最后一个液冷散热器102的出液嘴1022连接排液管。这样一来，每个柜门101上均设置液冷散热器102后，多个液冷散热器102串联形成循环系统，使循环系统分布于柜体的各柜门101，柜体在各柜门101方向上均能实现散热，加强了散热效果。
35.进一步地，管道1020包括多个平行设置的子管，多个子管的端部依次连接以使管道1020形成s型。
36.多个子管能够形成多条冷却管道1020，以最大限度进行热交换，充分发挥液冷的优势，能带走更多的热量，使散热效果成倍呈现。示例地，本技术实施例的一个可实现的方式中，管道1020通过多个子管形成s型，s型管道1020使管道1020内的冷却液能够往复流动，在相同区域内的散热面积增大，以提高散热效果。
37.应理解，上述管道1020形成s型也仅是本技术的一个示例，而并非是本技术对于管道1020形状的唯一限制或唯一可支持的方案，本领域技术人员对于管道1020的具体形状可根据需要具体设置。例如，管道1020除了上述的s型外，还可以为螺旋型等，此处不一一例举。
38.而对于与进液嘴1021连接的液泵来说，液泵连接控制器，控制器控制液泵正反转，以使管道1020内的冷却液可正向或反向流动。
39.通过控制器控制液泵，可使液泵进行正转或反转；液泵正转时，向管道1020内输送冷却液，使冷却液从进液嘴1021流向出液嘴1022，形成正向流动，以进行液冷散热；液泵反转时，从管道1020内抽取冷却液，冷却液从出液嘴1022方向流向进液嘴1021方向，形成反向流动，以对管道1020的内壁进行清洗，避免管道1020内壁沉积杂质而堵塞管道1020，造成冷却液流动不畅，影响散热效果。
40.在前述液冷散热器102的基础上，为进一步提高散热降温的速度，还设置有用于增大散热面积的散热结构1023，请参照图3所示，散热结构1023设置于液冷散热器102的管道1020上。散热结构1023和管道1020接触，以形成板式的液冷散热器102，板式的液冷散热器102的厚度较小，方便布置于柜门101上，不会额外增加柜门101的厚度；还可通过管道1020的延展使板式的液冷散热器102尽可能地覆盖柜门101的有效散热空间，例如图1中板式的液冷散热器102最大限度覆盖柜门101的宽度方向，当然，根据需要也可使板式的液冷散热器102沿柜门101的长度方向覆盖延伸；散热时，管道1020的热量传递给散热结构1023，以增大管道1020的散热面积，进一步提高散热速度和散热效果。
41.示例地，散热结构1023包括多个平行设置的散热管1023a，相邻两个散热管1023a之间设置有多个依次连接的锯齿1023b，以使散热结构1023形成具有三角形网眼的散热网。
42.多个平行的散热管1023a设置在管道1020上，相邻散热管1023a之间有锯齿1023b，多个锯齿1023b依次连接，以使散热结构1023形成散热网，锯齿1023b形成散热网的网眼，网眼为三角形。这样一来，网状的散热结构1023通过密布的锯齿1023b，增大了和管道1020接触的散热面积，管道1020内散发的热量通过散热结构1023的散热管1023a和锯齿1023b进一步散出，加快了散热速度。
43.当然，上述散热结构1023除通过锯齿1023b形成三角形网眼外，还可形成菱形、六边形等其他形状的网眼，只要是能增大散热面积即可，本技术中的散热结构1023并不以上述锯齿1023b形成的三角形网眼为限。
44.此外，要达到散热的效果，管道1020和散热结构1023的材料为导热材料，导热材料具备高导热性和优良的绝缘性能、且柔韧，能迅速将热量导出；并且，作为管道1020和散热结构1023还需具备一定的刚度和强度，因此可选取铜或铝等同时具备一定机械性能和导热性能的金属作为导热材料，既满足了导热的需要，还满足了结构的刚度和强度的需要。
45.另一方面，本技术实施例还公开了一种防爆机，包括前述的防爆机柜100，以及设置于所述防爆机柜100内的防爆机组。防爆机组工作产生的热量，通过防爆机柜100上的液冷散热器102散发，避免了柜体内部温度升高，避免元器件老化，使防爆机能处于安全运行的温度，提高了防爆机的工作性能和安全性。
46.该防爆机包含与前述实施例中的防爆机柜100相同的结构和有益效果。防爆机柜100的结构和有益效果已经在前述实施例中进行了详细描述，在此不再赘述。
47.以上所述仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。