本發(fā)明涉及電氣柜防護(hù)，具體涉及一種防爆電氣柜。

背景技術(shù)：

1、電氣設(shè)備在易燃易爆環(huán)境中使用時(shí)，需要采取一定的措施來防止爆炸，從而保證使用的安全性；而防爆電氣柜目前主要分為隔爆型、增安型和正壓型等類型，其中隔爆型主要是在發(fā)生故障時(shí)使得電氣設(shè)備產(chǎn)生的電弧或火花無法穿透柜體，防止爆炸氣體泄漏到外部環(huán)境中；增安型通過改善電氣結(jié)構(gòu)增加過載保護(hù)，減少火花、過熱等危險(xiǎn)源產(chǎn)生的概率，從而降低爆炸風(fēng)險(xiǎn)；正壓型則是通過在電氣柜內(nèi)使用空氣壓縮機(jī)輸入惰性氣體并持續(xù)加壓，使得柜內(nèi)氣壓高于外部氣壓從而避免爆炸風(fēng)險(xiǎn)。

2、當(dāng)進(jìn)行煤礦井下作業(yè)時(shí)，由于井下作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)高，且井下空氣中充滿了可燃性氣體、爆炸性氣體和各種粉塵，極易造成電氣設(shè)備爆炸，所以防爆電氣柜是安全生產(chǎn)的必要設(shè)備；電氣設(shè)備在運(yùn)行期間內(nèi)產(chǎn)生電火花或電弧時(shí)會(huì)導(dǎo)致設(shè)備自爆，當(dāng)電火花和電弧傳遞到設(shè)備外部，與空氣中的可燃性氣體和粉塵發(fā)生接觸時(shí)甚至?xí)鹈旱V爆炸、礦井坍塌，從而對(duì)井下工作人員的人身安全造成極大威脅，為了防止可燃性氣體和粉塵進(jìn)入到電氣柜內(nèi)，通常會(huì)使用正壓型電氣柜使柜內(nèi)氣壓高于外部氣壓；但是煤礦井下受到地下水影響，空氣濕度高，為了防止其內(nèi)部氣壓過高并且方便電氣柜內(nèi)的熱量散去，通常需要開設(shè)排氣通道和散熱孔(當(dāng)柜內(nèi)氣壓過高時(shí)對(duì)外排氣，恢復(fù)正常后關(guān)閉)，此時(shí)外界濕氣將會(huì)進(jìn)入到電氣柜內(nèi)，從而造成電路漏電、爆炸等現(xiàn)象。現(xiàn)有技術(shù)對(duì)該問題已提出了良好的解決方案，如專利公開號(hào)為cn118213874b的一種正壓型防爆配電柜，在腔體內(nèi)氣壓不足需要充氣時(shí)，利用抽送裝置進(jìn)行抽氣，并通過設(shè)置進(jìn)氣組件和除濕過濾裝置，對(duì)氣體進(jìn)行除濕和過濾，從而避免電氣箱內(nèi)的氣體濕度過高導(dǎo)致外殼銹蝕、電路漏電、爆炸現(xiàn)象。

3、現(xiàn)有技術(shù)雖然解決了電氣箱內(nèi)的氣體濕度過高導(dǎo)致的外殼銹蝕、電路漏電和爆炸的問題，但還存在如下問題：當(dāng)電氣柜使用在井下時(shí)，煤礦井下空氣濕度高且流通性差，在未工作時(shí)電氣柜外表面溫度低于露點(diǎn)溫度會(huì)導(dǎo)致電氣柜外表面結(jié)露，并且電氣元件工作時(shí)雖然能夠產(chǎn)生熱量但是無法快速擴(kuò)散到電氣柜外殼上，此時(shí)電氣柜外表面仍然會(huì)產(chǎn)生水珠，在電氣柜壁溫度升高后，電氣柜表面附近的空氣溫度將會(huì)升高，該部分升高溫度的空氣中仍保留有水蒸氣，與其周圍溫度未升高的濕空氣接觸將會(huì)產(chǎn)生水珠，此時(shí)的水珠將會(huì)附著在柜體表面；一方面電氣柜外側(cè)冷凝的水珠加上井下煤塵和二氧化硫等氣體會(huì)加速電氣柜表面遭到銹蝕，使得柜體無法有效阻隔外界高濕度的可燃性氣體進(jìn)入，電氣柜表面銹蝕后在產(chǎn)生爆炸時(shí)無法有效承受電氣柜內(nèi)部的爆炸壓力，導(dǎo)致設(shè)備內(nèi)部電火花和電弧傳遞到外部造成煤礦爆炸，另一方面正壓型電氣柜需要配置有散熱孔來調(diào)節(jié)電氣柜內(nèi)的溫度，柜體表面冷凝出的水珠在流動(dòng)后會(huì)通過電氣柜縫隙和散熱孔滲入到電氣柜內(nèi)，從而造成電路短路、漏電乃至爆炸，如果使用密封效果良好的電氣柜時(shí)將會(huì)導(dǎo)致電氣柜散熱效果差，此時(shí)容易導(dǎo)致電路負(fù)載升高發(fā)生故障，從而導(dǎo)致爆炸產(chǎn)生。

4、鑒于以上情況，為了克服上述技術(shù)問題，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種防爆電氣柜。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種防爆電氣柜，解決了煤礦井下工作時(shí)電氣柜外表面結(jié)露導(dǎo)致外殼銹蝕，濕氣滲透入柜內(nèi)導(dǎo)致漏電爆炸，而提高密封性又無法良好散熱的問題，通過在電氣柜外層設(shè)置細(xì)粒硅砂對(duì)電氣柜外表面的水珠進(jìn)行毛細(xì)導(dǎo)流，將電氣柜內(nèi)的熱量分布到外殼位置處與水珠進(jìn)行換熱，將水珠蒸發(fā)排出并使得柜內(nèi)氣體形成內(nèi)循環(huán)，降低電氣元件位置處的溫度；并且在溫度超過限定值以后將自動(dòng)對(duì)電路進(jìn)行急速降溫并隔絕氧氣防止火災(zāi)爆炸，若發(fā)生爆炸外殼內(nèi)的細(xì)粒硅砂將進(jìn)行隔爆并阻斷內(nèi)部電火花點(diǎn)燃外界的可燃性氣體。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種防爆電氣柜，包括底柜、儲(chǔ)氣管和正壓系統(tǒng)，還包括雙層殼體、換熱系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)和調(diào)節(jié)系統(tǒng)；所述雙層殼體包括外殼體和內(nèi)殼體；所述外殼體與底柜相連接；所述內(nèi)殼體與外殼體相連接；所述換熱系統(tǒng)設(shè)置在雙層殼體內(nèi)；所述循環(huán)系統(tǒng)與雙層殼體相連接；所述調(diào)節(jié)系統(tǒng)與循環(huán)系統(tǒng)相連接；正常工作過程中循環(huán)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)內(nèi)殼體內(nèi)的上層的熱氣體上升并流動(dòng)至外殼體內(nèi)，進(jìn)入外殼體的氣體將進(jìn)行下降運(yùn)動(dòng)并從內(nèi)殼體底部再次進(jìn)入內(nèi)殼體中，外殼體中下降的氣體將熱量傳導(dǎo)給換熱系統(tǒng)，換熱系統(tǒng)吸收外殼體外表面凝結(jié)的水珠并將蒸發(fā)成水蒸氣排出；內(nèi)殼體內(nèi)溫度上升超過限定值后調(diào)節(jié)系統(tǒng)滑動(dòng)釋放二氧化碳并在循環(huán)系統(tǒng)作用下將二氧化碳均勻分布到內(nèi)殼體內(nèi)。

4、優(yōu)選的，所述外殼體包括固定殼體和導(dǎo)熱殼體；所述固定殼體與底柜相連接；所述導(dǎo)熱殼體與固定殼體相連接。

5、上述方案中，將電氣柜的殼體分為多層，從而使得電氣柜的密封效果和爆炸下的隔爆能力提高，即使外界濕氣對(duì)外殼體產(chǎn)生腐蝕或者進(jìn)入到外殼體內(nèi)后，內(nèi)殼體仍然能夠起到對(duì)電路的保護(hù)，進(jìn)一步提高防水性能，并且通過雙層外殼可以避免電氣柜內(nèi)外溫差急劇增大導(dǎo)致水蒸氣冷凝現(xiàn)象的產(chǎn)生。

6、優(yōu)選的，所述換熱系統(tǒng)包括吸水層、導(dǎo)氣層、分隔板和隔水膜；所述吸水層線性陣列設(shè)置在固定殼體一周；所述導(dǎo)氣層與吸水層間隔設(shè)置；所述分隔板設(shè)置在吸水層和導(dǎo)氣層之間；所述隔水膜設(shè)置在導(dǎo)熱殼體和吸水層之間。

7、上述方案中，通過吸水層將外殼體上析出的水進(jìn)行吸收，并通過吸水層將外部產(chǎn)生水進(jìn)行吸收(由于工作時(shí)電氣柜表面通常會(huì)保持在60度左右，正壓型電氣柜為了維持正壓，內(nèi)部氣體流通效果較差，此時(shí)電氣柜溫度甚至?xí)竭_(dá)80度，而水能夠在任意溫度下進(jìn)行蒸發(fā)，并且熱端與冷端之間溫差能夠達(dá)到60度，在煤礦井下電氣柜表面析出的水珠內(nèi)存在有氨氣等氣體，其蒸發(fā)溫度將進(jìn)一步減小)，此時(shí)水珠在溫度升高作用下能夠蒸發(fā)為氣體并通過導(dǎo)氣層流動(dòng)到電氣柜外，完成換熱，將柜內(nèi)熱量換出。

8、優(yōu)選的，所述吸水層中填充有細(xì)粒硅砂；所述分隔板為蜂窩結(jié)構(gòu)。

9、上述方案中，由于吸水層內(nèi)填充有細(xì)粒硅砂，在細(xì)粒硅砂的作用下能夠進(jìn)行短距離的毛細(xì)效果，對(duì)外層冷凝的水進(jìn)行吸收并導(dǎo)通至導(dǎo)熱殼體位置，從而使得冷凝水能夠吸熱量汽化為水蒸氣，在熱膨脹作用下水蒸氣將會(huì)向殼體外流動(dòng)，完成熱交換循環(huán)，幫助電氣元件產(chǎn)生的熱量能夠被散去，而細(xì)粒硅砂填充在電氣柜外層能夠在爆炸時(shí)產(chǎn)生緩沖作用，承受爆炸壓力并且防止爆炸碎片飛射，并且細(xì)粒硅砂吸收水后在爆炸時(shí)能夠?qū)λ查g產(chǎn)生的熱量進(jìn)行隔絕，避免爆炸產(chǎn)生的熱量瞬間過高導(dǎo)致外部可燃?xì)怏w被點(diǎn)燃；分隔板能夠避免細(xì)粒硅砂泄露的同時(shí)能夠使得水蒸氣和水進(jìn)出。

10、優(yōu)選的，所述循環(huán)系統(tǒng)包括內(nèi)腔室、循環(huán)腔、熱氣通道和回流通道；所述內(nèi)腔室設(shè)置在內(nèi)殼體內(nèi)部；所述循環(huán)腔設(shè)置在外殼體和內(nèi)殼體之間；所述熱氣通道連接在內(nèi)腔室上端與循環(huán)腔之間；所述回流通道連接在循環(huán)腔和內(nèi)腔室下方。

11、上述方案中，通過內(nèi)腔室和循環(huán)腔之間形成循環(huán)流動(dòng)，增加內(nèi)部氣體的流通性形成內(nèi)循環(huán)，由于內(nèi)腔室內(nèi)電氣元件產(chǎn)生的熱量會(huì)進(jìn)行上升，此時(shí)上部氣體從熱氣通道流出進(jìn)入到循環(huán)腔內(nèi)，在循環(huán)腔內(nèi)的氣體將與導(dǎo)熱殼體進(jìn)行接觸，從而提高換熱系統(tǒng)熱蒸發(fā)端溫度，提高熱交換效率，在循環(huán)腔熱交換的氣體經(jīng)過交換降溫后將從下部的回流通道重新進(jìn)入到內(nèi)腔室內(nèi)，幫助內(nèi)腔室進(jìn)行降溫，避免電氣元件的熱量過高導(dǎo)致電路故障發(fā)生爆炸。

12、優(yōu)選的，所述回流通道內(nèi)設(shè)置有導(dǎo)流葉輪；所述導(dǎo)流葉輪為軸流式葉輪；所述導(dǎo)熱殼體內(nèi)壁為波浪形結(jié)構(gòu)。

13、上述方案中，通過軸流式結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)回流通道位置處為抽氣結(jié)構(gòu)，對(duì)熱氣通道和內(nèi)腔室的氣體，使其進(jìn)行流出運(yùn)動(dòng)，從而幫助氣體形成流動(dòng)循環(huán)；進(jìn)入循環(huán)腔后在導(dǎo)熱殼體的波浪形結(jié)構(gòu)作用下增大熱氣體與導(dǎo)熱殼體的接觸面積，從而提高散熱效率。

14、優(yōu)選的，所述調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括吸熱腔、膨脹腔、限位滑桿、限位彈簧和密閉件；所述吸熱腔設(shè)置在導(dǎo)流葉輪下方，其內(nèi)部?jī)?chǔ)存有液體二氧化碳，吸熱腔外圈開設(shè)有通氣孔；所述膨脹腔設(shè)置在吸熱腔上方，膨脹腔內(nèi)存儲(chǔ)有膨脹介質(zhì)；所述限位滑桿滑動(dòng)安裝在膨脹腔內(nèi)；所述限位彈簧連接在限位滑桿和膨脹腔之間；所述密閉件安裝在吸熱腔內(nèi)。

15、上述方案中，內(nèi)腔室內(nèi)的元件工作產(chǎn)生熱量后使得內(nèi)腔室溫度上升，當(dāng)溫度升高超過限定值時(shí)膨脹介質(zhì)的體積膨脹到推動(dòng)限位滑桿，限位滑桿推動(dòng)密閉件，打開吸熱腔，由于吸熱腔內(nèi)存儲(chǔ)有液體二氧化碳，其壓力解除后，液體二氧化碳將快速汽化為氣體二氧化碳并進(jìn)行吸熱，導(dǎo)流葉輪對(duì)下方的抽氣作用將會(huì)將其周圍冷卻的氣體送至內(nèi)腔室內(nèi)，幫助內(nèi)腔室完成快速降溫，并且二氧化碳?xì)怏w被快速分布在內(nèi)腔室內(nèi)阻止火災(zāi)、爆炸產(chǎn)生。

16、優(yōu)選的，所述密閉件包括壓力滑槽、密封卡塊和壓力彈簧；所述壓力滑槽開設(shè)在吸熱腔上；所述密封卡塊豎直滑動(dòng)安裝在壓力滑槽內(nèi)；密封卡塊上端設(shè)置有解除斜面；所述壓力彈簧連接在膨脹腔和密封卡塊之間；所述限位滑桿頂端設(shè)置有拉伸斜面。

17、上述方案中，由于密封卡塊豎直滑動(dòng)安裝在壓力滑槽內(nèi)，此時(shí)液體二氧化碳對(duì)密封卡塊的壓力為橫向的，提高液體二氧化碳的密閉效果，避免其發(fā)生泄漏，而當(dāng)限位滑桿滑動(dòng)時(shí)將會(huì)通過拉伸斜面擠壓解除斜面，使得密封卡塊能夠進(jìn)行豎直滑動(dòng)，從而釋放二氧化碳。

18、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

19、1、相較于現(xiàn)有的正壓型電氣柜，本發(fā)明通過在外殼體內(nèi)設(shè)置有吸水層和導(dǎo)氣層，吸水層內(nèi)填充有細(xì)粒硅砂，由于細(xì)粒硅砂的粒徑較小能夠?qū)崿F(xiàn)毛細(xì)作用，從而將電氣柜外殼上所產(chǎn)生的水珠進(jìn)行吸收，一方面避免直接接觸電氣柜外殼造成銹蝕，另一方面能夠通過吸收的水珠對(duì)柜內(nèi)電子元件工作產(chǎn)生的熱量進(jìn)行換熱，使得電氣柜工作溫度保持在適宜范圍內(nèi)，減小爆炸產(chǎn)生的可能，水珠換熱后將蒸發(fā)為水蒸氣排出，進(jìn)一步避免濕氣侵入到電氣柜內(nèi)部，從而減小漏電現(xiàn)象的產(chǎn)生；由于填充材料為細(xì)粒硅砂，還可以在爆炸時(shí)起到隔爆效果避免爆炸碎片飛射傷人，同時(shí)還可以對(duì)爆炸瞬間產(chǎn)生的熱量進(jìn)行隔絕，避免爆炸產(chǎn)生的熱量瞬間過高導(dǎo)致外部可燃?xì)怏w被點(diǎn)燃引起煤礦爆炸。

20、2、本發(fā)明通過設(shè)置內(nèi)腔室和循環(huán)腔，并利用導(dǎo)流葉輪使得內(nèi)腔室上方積聚的高溫氣體能夠進(jìn)入到循環(huán)腔內(nèi)，導(dǎo)流葉輪為軸流式葉輪且位于內(nèi)腔室下方，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)循環(huán)腔內(nèi)氣體抽送至內(nèi)腔室內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)氣體在內(nèi)腔室和循環(huán)腔內(nèi)形成循環(huán)流動(dòng)，并經(jīng)過循環(huán)腔的氣體熱量將傳遞給導(dǎo)熱殼體完成與換熱系統(tǒng)的換熱工作，使得回到內(nèi)腔室的氣體得到降溫，保證電路工作溫度在適宜溫度下，同時(shí)氣體形成循環(huán)流通，可以避免局部溫度過高，此處氣體為惰性氣體同樣能對(duì)電路實(shí)現(xiàn)保護(hù)，從而減小電氣柜發(fā)生爆炸的可能性。

21、3、本發(fā)明通過設(shè)置吸熱腔，在溫度超過限定值時(shí)，能夠在膨脹介質(zhì)作用下將液體二氧化碳進(jìn)行釋放，使其汽化吸收大量熱量并配合導(dǎo)流葉輪將低溫二氧化碳?xì)怏w快速分布到內(nèi)腔室中，對(duì)電路形成保護(hù)，同時(shí)液體二氧化碳汽化為氣體二氧化碳將會(huì)使得電氣柜內(nèi)的氣壓快速增大，從而使得正壓系統(tǒng)進(jìn)行氣壓調(diào)節(jié)并切斷電路發(fā)出警報(bào)，避免設(shè)備發(fā)生爆炸。