[發明專利]蒸發冷卻密封腔體內冷卻介質液面控制方法及系統

有效

• 申請號: 201210047792.9
• 申請日: 2012-02-28
• 公開（公告）號: CN102594025A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 肖富凱;欒茹
• 申請（專利權）人: 肖富凱;欒茹;中冶京誠（湘潭）重工設備有限公司
• 主分類號: H02K9/20
• 分類號: H02K9/20
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 薛晨光;魏曉波

技術領域

本發明涉及隔爆型臥式電機技術領域，具體涉及蒸發冷卻密封腔體內冷卻介質液面控制方法及系統。

背景技術

浸泡式蒸發冷卻技術，是目前較為先進的一種新型冷卻技術，廣泛應用在臥式電機、大型功率器件、大型計算機工作站等耗能、發熱比較突出的電器設備上。

實施浸泡式蒸發冷卻技術，需要將被冷卻的器件密封在一個密封腔體內，并灌入足量的蒸發冷卻介質(蒸發冷卻介質是一種常溫下為液態，且密度大、無色、無味的絕緣物質，在密封腔體內，液態蒸發冷卻介質的液面應該沒過被冷卻的器件)。電器設備運行時產生的大量熱量，使蒸發冷卻介質溫度升高并沸騰汽化，汽化的冷卻介質與外部冷凝設備進行熱交換后再液化流回到密封腔體內，通過上述蒸發冷卻過程可以將器件產生的熱量及時散發到電器設備的外部，從而保證電器設備正常運行。

為了保證電器設備的工作安全，在上述蒸發冷卻過程中，密封腔體內的壓力應當保持為常壓，因此，密封腔體內必須留出一定的空間，以緩沖蒸發冷卻介質蒸發時的體積膨脹；再者，目前蒸發冷卻介質的價格比較昂貴。據此，灌入到密封腔體內的蒸發冷卻介質并不是越多越好，而是應當控制在一個合理的液位上。目前主要的作法是在密封腔體的外壁上開設一個透明的觀察窗結構，利用這個視窗結構來觀察蒸發冷卻介質在密封腔體內灌注時的液面高度情況。這種作法，一方面是由于人為的因素，誤差較大；另一方面，對于隔爆式電器設備，由于要求隔爆機殼必須是完整的，不能有任何開口，因此，不能采用觀察窗結構來觀察蒸發冷卻介質在密封腔體的液面，從而無法控制蒸發冷卻介質在密封腔體內的灌注情況。

有鑒于此，亟需針對現有技術進行改進，以有效控制隔爆式電器設備蒸發冷卻時密封腔體內冷卻介質的灌液面。

發明內容

針對上述缺陷，本發明解決的技術問題在于，提供一種蒸發冷卻密封腔體內冷卻介質液面控制系統，用于準確地控制隔爆式電器設備蒸發冷卻時密封腔體內冷卻介質的灌液面。在此基礎上，本發明同時還提供了上述蒸發冷卻密封腔體內冷卻介質液面控制系統的控制方法。

本發明提供的蒸發冷卻密封腔體內冷卻介質液面控制系統，包括壓電元件和控制器，所述壓電元件固定在蒸發冷卻密封腔體內，所述壓電元件的兩側極板豎向設置在設定灌液面處，且所述壓電元件根據其相對側面上的兩個極板所受冷卻介質的流體靜壓力大小，產生相應的電信號；所述控制器根據所述電信號的大小獲得冷卻介質的頂面是否到達設定灌液面的判斷結果，并根據所述判斷結果輸出驅動相應執行元件的控制信號。

優選地，所述執行元件為指示燈或揚聲器，所述控制信號打開或者關閉所述指示燈或揚聲器。

優選地，所述控制器為絕緣柵雙極型晶體管，串接在所述指示燈或揚聲器的供電電路中，所述壓電元件的兩個極板分別連接到一個電容的正、負極上，所述電容將所述電信號轉換為電壓信號形成所述控制信號，驅動所述絕緣柵雙極型晶體管接通或斷開所述供電電路。

優選地，所述絕緣柵雙極型晶體管的控制極連接到所述電容的正極、源極連接到所述供電電路中的直流電源的負極、漏極串聯所述指示燈或揚聲器后連接到所述供電電路中的直流電源的正極。

優選地，所述控制器為單片機。

所述控制器，所述執行元件為設置在冷卻介質灌注管路中的控制閥，所述控制信號打開或者關閉所述控制閥。

本發明提供的蒸發冷卻密封腔體內冷卻介質液面控制方法，包括以下步驟：

步驟10、在蒸發冷卻密封腔體內固定設置壓電元件，所述壓電元件根據其相對側面上的兩個極板所受冷卻介質的流體靜壓力大小，產生相應的電信號，其中所述壓電元件的兩側極板豎向設置在設定灌液面處；

步驟20、根據所述電信號的大小獲得當前灌注的冷卻介質的頂面位置，并輸出相應的控制信號，驅動相應的執行元件控制冷卻介質的頂面與設定灌液面平齊。

優選地，在步驟20中，首先使冷卻介質的頂面位置超過所述壓電元件的底面一定高度，然后再降至與所述壓電元件的底面平齊。

優選地，在步驟20中，當冷卻介質的頂面位置超過所述壓電元件的頂面時，點亮指示燈或打開揚聲器提示操作人員手動停止灌注，并手動排放冷卻介質；排放冷卻介質的過程中，當冷卻介質的頂面與所述壓電元件的底面平齊時，關閉指示燈或揚聲器并提示操作人員手動停止排放冷卻介質。