[发明专利]一种基于液态金属的设备限温器及设备限温方法

说明书

技术领域

本发明属于设备温度保护技术领域，特别是涉及一种自动往复式设备限温器及限温方法，具体说是基于液态金属的设备限温器及限温方法。

背景技术

电力促进了人类社会的发展，在工作生活中接触到各种各种的电力设备。在实际运行使用过程中，电力设备很容易会出现各种故障，给人类带来伤害或是灾难。虽然电力设备经常出现保险熔断、跳闸等保护，但是严重时可能烧坏电器，使人触电，引起火灾，造成财产损失和生命安全威胁等。因此，如何提高电力设备的安全稳定运行成为电力工作者解决的重要内容。目前常用的保护器，如电闸、可熔断导电丝等需要电力人员定期维护、更换等，增加了工作量和不安全因素，特别是在恶劣环境中。基于液态金属的设备限温器可根据设备工作要求温度加工制作，安装在设备部件对温度有限制要求的部位，通过自动检测设备运行温度对设备启停进行控制，保证设备安全稳定运行。目前，在微细通道设备加工制作等方面技术成熟，初投资和维护费用等较低。因此，发展应用基于液态金属的设备限温器技术对我国电力行业设备安全运行具有重要意义。本发明创造出一种基于液态金属的设备限温器的关键技术，可应用于电力行业各类设备，具有广阔的应用前景。

在图1中基于液态金属的设备限温器核心部分2主腔体由微细通道连接的空气腔和绝缘液体腔体构成，在微细通道7的中部充注液态导电工质5，微细通道的长度远大于液体导电工质的长度，两侧为充注空气腔体3和达到一定温度可气化的绝缘液体腔体6；在微细通道中部位置镀一层导电金属镀层4，当液态导电金属与金属镀层接触时，电路闭合。限温器的密封盖1主要用于密封，防止腔体内气体与液体泄漏。

发明内容

本发明的目的是提出一种基于液态金属的设备限温器及限温方法，其特征在于，该基于液态金属的设备限温器由密封盖和主腔体密封连接组成；在主腔体内，空气腔和液体腔由微细通道连通；在主腔体表面，微细通道中部且与之垂直的方向镀一层导电金属镀层，金属镀层宽度与导电液体工质长度相等；在微细通道的导电金属镀层段内充一段可自由移动的导电工质液体，作为限温器与设备控制器的串联电路导电介质；同时导电工质液体也依靠自身表面张力的作用起到隔断空气腔和液体腔的目的；在空气腔体中充注受热后体积膨胀较小的空气，在液体腔内充注达到一定温度可气化的绝缘液态工质。

所述空气腔体体积比液体腔体体积大2-3倍。

所述可气化的液态工质为去离子水、FC72等，所述导电工质液体为液态汞、铟镓合金等，其可气化的液态工质的气化温度远低于导电工质液体的气化温度。

所述限温器的密封盖和主腔体均采用导热系数大、不导电且不与液态金属及充注液体发生反应的材料制作。

所述限温器密封盖和主腔体的制作材料为陶瓷或玻璃。

所述在微细通道的导电金属镀层段内充一段可自由移动的导电工质液体，微细通道的当量直径其中σ为气液界面张力，ρ_G和ρ_L分别是液态导电工质为蒸汽和液体时的密度，g为重力加速度。

一种基于液态金属的设备限温器的设备限温方法，其特征在于，将限温器固定在设备上的发热部位，限温器通过导电金属镀层与设备控制器串联；当设备正常工作在允许温度范围时，电流通过限温器导电金属镀层和液态导电工质，电路处于闭合状态；当温度超过设备设定值时，液体腔内充注的绝缘液态工质达到沸点而发生气液相变，导致体积急剧膨胀，推动微细通道内的液态导电工质往空气腔方向移动，导致液态导电工质与金属镀层脱离，限温器与设备电路处于断路状态，设备停止工作，达到保护设备的要求；设备温度降低后，液体腔内的工质发生冷凝而体积收缩，液态导电金属复位到初始工作位置，电路复位为连接状态，设备重新启动。

所述微细通道的长度远大于导电工质液体的长度，在工作状态下，导电工质液体在微细通道中靠近液体腔的一侧，保证导电液态工质始终在液体腔内往复工作；由于空气腔体积比液体腔体积大2-3倍，则保证在绝缘液体工质开始气化时推动微细通道中液态导电工质液体向空气侧移动，并在与导电金属镀层脱离后绝缘液体工质停止气化，提高限温器的灵敏度和可靠性。