[实用新型]蒸发冷却密封腔体内冷却介质液面控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及隔爆型卧式电机技术领域，具体涉及蒸发冷却密封腔体内冷却介质液面控制系统。

背景技术

浸泡式蒸发冷却技术，是目前较为先进的一种新型冷却技术，广泛应用在卧式电机、大型功率器件、大型计算机工作站等耗能、发热比较突出的电器设备上。

实施浸泡式蒸发冷却技术，需要将被冷却的器件密封在一个密封腔体内，并灌入足量的蒸发冷却介质(蒸发冷却介质是一种常温下为液态，且密度大、无色、无味的绝缘物质，在密封腔体内，液态蒸发冷却介质的液面应该没过被冷却的器件)。电器设备运行时产生的大量热量，使蒸发冷却介质温度升高并沸腾汽化，汽化的冷却介质与外部冷凝设备进行热交换后再液化流回到密封腔体内，通过上述蒸发冷却过程可以将器件产生的热量及时散发到电器设备的外部，从而保证电器设备正常运行。

为了保证电器设备的工作安全，在上述蒸发冷却过程中，密封腔体内的压力应当保持为常压，因此，密封腔体内必须留出一定的空间，以缓冲蒸发冷却介质蒸发时的体积膨胀；再者，目前蒸发冷却介质的价格比较昂贵。据此，灌入到密封腔体内的蒸发冷却介质并不是越多越好，而是应当控制在一个合理的液位上。目前主要的作法是在密封腔体的外壁上开设一个透明的观察窗结构，利用这个视窗结构来观察蒸发冷却介质在密封腔体内灌注时的液面高度情况。这种作法，一方面由于人为的因素，误差较大；另一方面，对于隔爆式电器设备，由于要求隔爆机壳必须是完整的，不能有任何开口，因此，不能采用观察窗结构来观察蒸发冷却介质在密封腔体的液面，从而无法控制蒸发冷却介质在密封腔体内的灌注情况。

有鉴于此，亟需针对现有技术进行改进，以有效控制隔爆式电器设备蒸发冷却时密封腔体内冷却介质的灌液面。

实用新型内容

针对上述缺陷，本实用新型解决的技术问题在于，提供一种蒸发冷却密封腔体内冷却介质液面控制系统，用于准确地控制隔爆式电器设备蒸发冷却时密封腔体内冷却介质的灌液面。

本实用新型提供的蒸发冷却密封腔体内冷却介质液面控制系统，包括压电元件和控制器，所述压电元件固定在蒸发冷却密封腔体内，所述压电元件的两侧极板竖向设置在设定灌液面处，且所述压电元件根据其相对侧面上的两个极板所受冷却介质的流体静压力大小，产生相应的电信号；所述控制器根据所述电信号的大小获得冷却介质的顶面是否到达设定灌液面的判断结果，并根据所述判断结果输出驱动相应执行元件的控制信号。

优选地，所述执行元件为指示灯或扬声器，所述控制信号打开或者关闭所述指示灯或扬声器。

优选地，所述控制器为绝缘栅双极型晶体管，串接在所述指示灯或扬声器的供电电路中，所述压电元件的两个极板分别连接到一个电容的正、负极上，所述电容将所述电信号转换为电压信号形成所述控制信号，驱动所述绝缘栅双极型晶体管接通或断开所述供电电路。

优选地，所述绝缘栅双极型晶体管的控制极连接到所述电容的正极、源极连接到所述供电电路中的直流电源的负极、漏极串联所述指示灯或扬声器后连接到所述供电电路中的直流电源的正极。

优选地，所述控制器为单片机。

所述控制器，所述执行元件为设置在冷却介质灌注管路中的控制阀，所述控制信号打开或者关闭所述控制阀。

本实用新型提供的蒸发冷却密封腔体内冷却介质液面控制系统，在蒸发冷却密封腔体内固定设置一个压电元件，并且使压电元件的两侧极板竖向设置在设定灌液面处，压电元件根据其两个极板所受冷却介质的流体静压力大小就会产生相应的电信号，然后通过控制器根据所述电信号的大小获得冷却介质的顶面是否到达设定灌液面的判断结果，并根据所述判断结果输出驱动相应执行元件的控制信号，从而实现冷却介质灌注液面的精确控制。与现有技术相比，本实用新型提供的技术方案，大大减少了人为因素产生的误差，并且结构简单；另外，本实用新型提供的技术方案，无须在设备壳体上设置观察窗，解决了浸泡式蒸发冷却技术在隔爆式电器设备上应用的难题。

在上述控制系统的优选方案中，控制器采用的是绝缘栅双极型晶体管，串接在指示灯或扬声器的供电电路中，压电元件的两个极板分别连接到一个电容的正、负极上，电容将所述电信号转换为电压信号形成所述控制信号，驱动所述绝缘栅双极型晶体管接通或断开所述供电电路。这种设计方案，在低成本的基础上，反应迅速。

在上述控制系统的另一种优选方案中，所述执行元件为设置在冷却介质灌注管路中的控制阀，所述控制信号打开或者关闭所述控制阀，该方案通过设置在冷却介质灌注管路中的控制阀和单片机实现了灌注过程的自动控制，提高了控制精度，同时节省了人工成本。