水冷系統壓力緩衝裝置及水冷系統的製作方法

2023-06-06 13:25:46 2

本實用新型屬於水冷技術領域，尤其涉及一種水冷系統壓力緩衝裝置及水冷系統。

背景技術：

風力發電機組的變流器在運行過程中會產生大量熱量，需水冷系統對其進行冷卻。當水冷系統內部壓力升高時，需要實時將一部分冷卻液排出以減緩壓力升高；當水冷系統壓力下降時，需要實時向系統內補充冷卻液以減緩壓力下降。

已知一種橡膠材料製成的彈性膨脹罐可用於容納由水冷系統排出的冷卻液以緩衝水冷系統壓力變化，但該彈性膨脹罐存在容易疲勞失效和老化破裂的問題，因此需要新的壓力緩衝裝置對水冷系統進行壓力緩衝。

技術實現要素：

本實用新型實施例提供一種水冷系統壓力緩衝裝置及水冷系統，能夠減緩水冷系統壓力變化。

第一方面，提供一種水冷系統壓力緩衝裝置，包括箱體和隔離裝置。箱體具有相對的第一端部、第二端部及第一端部和第二端部之間的容置空間，第一端部設置有通氣口，第二端部設置有流體接口；隔離裝置設置於容置空間內，隔離裝置與箱體內部表面密封連接、並將容置空間隔離為與通氣口連通的第一空間和與流體接口連通的第二空間。

在第一種可能的實現方式中，隔離裝置包括隔板，隔板與箱體的內部表面形成密封連接。

結合上述可能的實現方式，在第二種可能的實現方式中，箱體還包括設置在第一端部和第二端部之間的側壁，隔板與側壁的內表面之間為動密封連接，隔板具有在第一端部和第二端部之間平移的自由度。

結合上述可能的實現方式，在第三種可能的實現方式中，隔離裝置還包括金屬膨脹節，金屬膨脹節為可伸縮的管狀結構，金屬膨脹節一端與箱體的頂壁密封連接、另一端與隔板密封連接形成第一空間。

結合上述可能的實現方式，在第四種可能的實現方式中，隔離裝置包括頂部密封的金屬膨脹節，金屬膨脹節為可伸縮的管狀結構，金屬膨脹節的底端與箱體的底壁密封連接形成第二空間。

結合上述可能的實現方式，在第五種可能的實現方式中，隔板為用於集氣的空間曲面結構；或者/並且，金屬膨脹節與隔板一體成型設置。

結合上述可能的實現方式，在第六種可能的實現方式中，還包括具有入口和出口的排氣閥，排氣閥安裝在隔板上或安裝在金屬膨脹節的頂部，排氣閥的入口位於第二空間一側、出口位於第一空間一側。

結合上述可能的實現方式，在第七種可能的實現方式中，還包括具有入口和出口的安全閥，安全閥安裝在隔板上或安裝在金屬膨脹節的頂部，安全閥的入口位於第二空間一側、出口位於第一空間一側。

結合上述可能的實現方式，在第八種可能的實現方式中，箱體上設置有由隔離裝置的位置狀態或第二空間內部壓力觸發的行程開關。

第二方面，提供一種水冷系統，用於冷卻風力發電機組變流器，包括冷卻液輸出口和第一方面任一說明的水冷系統壓力緩衝裝置，水冷系統壓力緩衝裝置的流體接口與冷卻液輸出口連通。

本實用新型提供的水冷系統壓力緩衝裝置及水冷系統，能夠通過箱體內的第二空間容納水冷系統排出的冷卻液，並通過隔離裝置防止大氣汙染冷卻液。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術方案，下面將對本實用新型實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面所描述的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為根據本實用新型一個實施例提供的水冷系統壓力緩衝裝置的結構示意圖；

圖2為根據本實用新型另一個實施例提供的水冷系統壓力緩衝裝置的結構示意圖；

圖3為根據本實用新型另一個實施例提供的水冷系統壓力緩衝裝置的結構示意圖。

其中：

1-箱體，1.1-第一端部，1.2-第二端部，1.3-第一空間，1.4-第二空間；

2-金屬膨脹節，3-觀察窗，4-通氣口，5-開關觸發杆，6-排氣閥，7-安全閥，8-行程開關，9-行程開關，10-行程開關，11-流體接口，12-隔板，13-洩空閥，14-液位指示標。

具體實施方式

為使本實用新型實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。

在下面的詳細描述中，提出了許多具體細節，以便提供對本實用新型的全面理解。但是，對於本領域技術人員來說很明顯的是，本實用新型可以在不需要這些具體細節中的一些細節的情況下實施。下面對實施例的描述僅僅是為了通過示出本實用新型的示例來提供對本實用新型的更好的理解。本實用新型決不限於下面所提出的任何具體結構和配置，而是在不脫離本實用新型的精神的前提下覆蓋了零件、部件和連接方式的任何修改、替換和改進。

需要說明的是，在不衝突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特徵可以相互組合。下面將參考附圖並結合實施例來詳細說明本申請。

參考圖1，圖1為根據本實用新型一個實施例提供的水冷系統壓力緩衝裝置的結構示意圖。水冷系統壓力緩衝裝置安裝在距離水冷系統上方一定高度H的位置，通過底部流體接口11與水冷系統連通，水冷系統中的冷卻液能夠通過流體接口11進入水冷系統壓力緩衝裝置內。本實施例中，水冷系統壓力緩衝裝置主要包括箱體1和作為隔離裝置的隔板12，隔板12在箱體1內部與其內表面為密封連接，將整個箱體1內的容置空間分為第一空間1.3和第二空間1.4。

箱體1為圓柱形，由筒狀側壁和其兩端的頂壁和底壁圍合形成，各個壁體之間為容置空間。頂壁及側壁上與頂壁連接的部分為第一端部1.1，底壁及側壁上與底壁連接的部分為第二端部1.2。第一端部1.1的頂壁設置有通氣口4，第二端部1.2的底壁設置有流體接口11，通氣口4和流體接口11均能連通箱體1內部和外界。其中，在可選實施例中，流體接口11也可以設置在第二端部1.2的側壁部分，即與底壁相鄰的側壁上。在可選實施例中，箱體1還可以為六面體形，隔板12具有可與箱體1內表面適配的矩形邊緣。

隔板12為傘面狀的空間曲面結構，且其直徑與箱體1的內徑一致。隔板12可由鋼板製成，使之具有一定重量。隔板12安裝於箱體1內容置空間中，其凸面朝向第一端部1.1。隔板12的邊緣與箱體1內壁為動密封連接，換言之，隔板12與箱體1內部表面形成活塞結構，隔板12能在箱體1內的第一端部1.1和第二端部1.2之間平移，並且能與箱體1內部表面實現密封。隔板12與箱體1底壁之間的空間為第二空間1.4，用於容納冷卻液，並可通過流體接口11與水冷系統連通。隔板12與頂壁之間的空間為第一空間1.3，可通過通氣口4與大氣連通。

隔板12上設置有排氣閥6和安全閥7。排氣閥6具有入口和出口，排氣閥6的入口連通第二空間1.4、出口連通第一空間1.3。排氣閥6為自動排氣閥，當第二空間1.4內的氣體壓力略大於第一空間1.3中的壓力(大氣壓力)時，排氣閥6可導通使第二空間1.4內的氣體及時自動地排出至第一空間1.3。安全閥7具有入口和出口，安全閥7的入口連通第二空間1.4、出口連通第一空間1.3。安全閥7為洩壓閥，當第二空間1.4內的液體壓力達到預定值時安全閥7可導通使第二空間1.4內的液體排出至第一空間1.3，釋放壓力以保護水冷系統。

箱體1的側壁上由高到低依次設置有行程開關8、行程開關9和行程開關10。隔板12的邊緣處設置有開關觸發杆5，可隨隔板12移動，用於觸發行程開關8、行程開關9和行程開關10。在本實施例中，上述行程開關為壓力傳感器，在使用時可由第一空間1.3內的液體或氣體壓力觸發，在可選實施例中，上述行程開關可以為機械開關，可由開關觸發杆5觸發開閉，實現預定功能。如，本實施例中，行程開關8為控制向箱體1內注水的水泵的開關，當隔板12行至此位置時觸發行程開關8向控制系統發出反饋信號以關閉水泵，實現停止加水。行程開關9用於控制警告裝置，行程開關9被觸發時向控制系統發出反饋信號，使提醒裝置發出「液位低」的提醒信號。行程開關10用於控制故障警告裝置，行程開關10被觸發時向系統發出反饋信號使警告裝置發出「液位低故障」的警告信號。

箱體1的側壁上還設置有觀察窗3，通過觀察窗3可以觀察箱內液位狀況。

在使用時，第二空間1.4內預儲一定深度的水，該部分水通過流體接口11與水冷系統連通，使得水冷系統內的壓力保持為箱體1內底壁處的水壓。當水冷系統內壓力增大時，水冷系統內的水在壓力作用下由流體接口11進入箱體1的第二空間1.4內，減緩水冷系統內的壓力上升。水在進入第二空間1.4的過程中，第二空間1.4內液位升高，內部空氣可由排氣閥6排出，隔板12的傘狀結構使得隔板12具有集氣功能，有利於第一空間1.3內的氣體充分排出。第二空間1.4內充滿水後，如果水冷系統內壓力繼續上升，其內部水持續進入第二空間1.4內，第二空間1.4內液位繼續升高，可推動隔板12向靠近箱體1頂壁的方向移動。

本實用新型提供的水冷系統壓力緩衝裝置，可以容納由水冷系統排出的冷卻液，並利用箱體內部液體的壓力緩衝水冷系統的壓力，穩定可靠，不存在材料老化問題。同時，隔板12能使冷卻液不與大氣接觸，可避免冷卻液揮發和防止環境對冷卻液的汙染。

在一個可選實施例中，隔板12與箱體1內部表面為固定的密封連接，即隔板12與箱體1底壁之間的第二空間1.4的體積固定不變，排氣閥6的開啟壓力預定值可設置為比標準大氣壓高。使用時，在第二空間1.4預充部分冷卻液，使液面與隔板12頂部之間保留預定體積的空氣。當水冷系統內壓力升高冷卻液排至第二空間1.4時，第二空間1.4內液面上升，同時壓縮液面上部的空氣，當水冷系統內壓力下降時可依靠液面上方的壓縮空氣的壓力和液體內部壓力使冷卻液返回至水冷系統內。隔板12與箱體1內部表面固定密封連接的設置使本裝置結構更簡單可靠。

參考圖2，圖2為根據本實用新型另一個實施例提供的水冷系統壓力緩衝裝置的結構示意圖。本實施例中水冷系統壓力緩衝裝置具有與圖1中所示緩衝裝置基本相同的結構和功能，此處僅對不同之處進行說明，相同之處請參閱前述說明，此處不再贅述。

本實施例中，隔板12與箱體1內部表面無連接，隔板12通過金屬膨脹節2與箱體1的底壁形成第二空間1.4。金屬膨脹節2和隔板12的外表面與箱體1的內表面之間的空間為第一空間1.3。金屬膨脹節2為可伸縮的波紋管狀結構，金屬膨脹節2一端與箱體1的底壁密封連接、另一端與隔板12密封連接形成第二空間1.4，第二空間1.4內壓力發生變化時金屬膨脹節2可伸縮，使隔板12在第一端部1.1和第二端部1.2之間平移。隔板12的邊緣處設置有開關觸發杆5，可隨隔板12移動，用於觸發行程開關8、行程開關9和行程開關10。隔板12的邊緣還設置有液位指示標14，可隨隔板12移動，並可通過觀察窗3在箱體1外部可視。箱體1的第二端部1.2還設置有洩空閥13，能夠連通箱體1內外，可用於排出金屬膨脹節2和箱體1側壁之間的液體。通氣口4設置在箱體1的第一端部1.1的側壁部分，即與頂壁相鄰的側壁上。

當水冷系統內的水進入第二空間1.4後，第二空間1.4內液面上升。在第二空間1.4內的水壓或氣壓作用下金屬膨脹節2可伸縮。當第二空間1.4內充滿冷卻液後，若壓力繼續上升，安全閥7可打開以洩壓，保護水冷系統和膨脹節。流入第一空間1.3內的冷卻液可由洩空閥13排出。

參考圖3，圖3為根據本實用新型另一個實施例提供的水冷系統壓力緩衝裝置的結構示意圖。本實施例中水冷系統壓力緩衝裝置具有與圖1中所示的緩衝裝置基本相同的結構和功能，此處僅對不同之處進行說明，相同之處請參閱前述說明，此處不再贅述。

本實施例中，隔離裝置還包括金屬膨脹節2，隔板12通過金屬膨脹節2與箱體1的頂壁形成第一空間1.3。隔板12與箱體1的底壁之間為第二空間1.4。金屬膨脹節2為可伸縮的波紋管狀結構，金屬膨脹節2一端與箱體1的頂壁密封連接、另一端與隔板12密封連接形成第一空間1.3。第二空間1.4內壓力發生變化時隔板12可在第一端部1.1和第二端部1.2之間平移，驅動金屬膨脹節2伸縮。

本實用新型還提供了一種水冷系統，包括換熱裝置和上述任意一種水冷系統壓力緩衝裝置，換熱裝置設置在水冷系統壓力緩衝裝置下方，水冷系統壓力緩衝裝置與換熱裝置連通並可接收由換熱裝置壓出的冷卻液。

具有水冷系統壓力緩衝裝置的水冷系統內部壓力更穩定，並使整個系統為閉式系統，不與外界大氣連通，可防止冷卻液受汙染。

以上所述，僅為本實用新型的具體實施方式，但本實用新型的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型揭露的技術範圍內，可輕易想到各種等效的修改或替換，這些修改或替換都應涵蓋在本實用新型的保護範圍之內。因此，本實用新型的保護範圍應以權利要求的保護範圍為準。