一种高压配电柜防洪装置的制作方法

1.本发明涉及配电柜技术领域，具体涉及一种高压配电柜防洪装置。


背景技术：

2.配电柜是一种电器装备，用以合理的分配电能，方便对电路的开合操作。在一些地势较低地区经常会出现洪水和地面积水的情况，洪水会将一些设置在地面上的配电柜淹没浸泡，从而造成电气原件损坏，因此就需要在洪水来临时将电器柜升起，以避免其在洪水中遭受损坏。
3.在现有技术中，采用多种方式实现电器柜的升降，例如申请号为：201910045717.0，授权公告号为：cn107675801b的专利文献就公开了一种防洪升降式配电柜。其中，在支腿的上方固定连接有支腿导轨，支腿导轨的两端固定设置有气缸，气缸的活塞杆通过导轮转动连接有升降铰链，所述升降铰链的上方滚动连接有柜体导轨，所述柜体导轨的上方固定连接有配电柜体，在支腿的内部开设有空腔，空腔的底部通过送气管与气泵连通，空腔的顶部通过连接管气缸连通，空腔的内部设置有活塞，支腿的侧壁上水平设置有贯通的第一排气孔，支腿的侧壁上竖直设置有连通第一排气孔的滑槽，滑槽内滑动连接有密封销，滑槽内位于密封销的下侧安装有膨胀条，之腿上位于膨胀条的下侧开设有吸水孔。
4.上述现有技术中，洪水来临后淹没支腿，膨胀条通过支腿上的吸水孔吸水膨胀，膨胀条膨胀伸长推动密封销向上移动以遮挡第一排气孔，气泵向支腿空腔内部输送气体并推动活塞向上运动，当活塞运动到连接管的开口上方时，空腔内的气体通过连接管进入到气缸内部以推动气缸杆伸出，进而推动升降铰链合拢，于是升降铰链将配电柜升高。当洪水退去后，随着膨胀条的收缩，电器柜依靠自身重力下降。但是洪水来临后会使支腿快速被淹没，而膨胀条吸水膨胀需要一定的时间，响应速度慢，可能导致电器柜没有升起就已经被洪水淹没。同时膨胀条吸水膨胀的时间，以及干燥收缩的时间不一致，进而使升降装置左右两侧的进气和排气速度不一致，容易导致下配电柜的升降速度不一致，升降不平稳。


技术实现要素：

5.根据现有技术的至少一个不足之处，本发明提出了一种高压配电柜防洪装置，以解决现有的配电柜因控制系统响应不及时而容易被洪水淹没的问题。
6.本发明的一种高压配电柜防洪装置采用如下技术方案：
7.包括气压升降装置，配电柜安装于所述气压升降装置上，所述气压升降装置的左侧设置有控制装置；
8.所述控制装置包括第一气阀、第二气阀、飘浮件以及传动机构，所述第一气阀的进气口连通外部气源，所述第一气阀的排气口连通气压升降装置，所述第二气阀的进气口连通气压升降装置，所述第二气阀的排气口连通大气；
9.所述第一气阀和所述第二气阀之间连接有连杆机构，所述飘浮件通过所述传动机
构与所述连杆机构相连接，以使所述飘浮件在洪水的作用下上浮时，通过所述传动机构带动所述连杆机构运动，进而使所述连杆机构控制所述第二气阀关闭，同时控制所述第一气阀接通外部气源和气压升降装置，气体通过所述第一气阀进入所述气压升降装置，进而使所述气压升降装置升起所述配电柜；以及使所述飘浮件在回落时，通过所述传动机构带动所述连杆机构运动，进而使所述连杆机构控制所述第一气阀切断外部气源和气压升降装置，同时控制所述第二气阀打开，气压升降装置中的气体通过所述第二气阀排出，进而使所述气压升降装置带动所述配电柜回落到初始位置。
10.可选地，所述控制装置还包括框架，所述飘浮件和所述传动机构均位于所述框架内部；
11.所述传动机构包括齿轮、固定齿条、活动齿条以及导向柱，所述固定齿条和所述导向柱分别固定安装在所述框架的左右两侧，所述活动齿条滑动插装在所述导向柱上；
12.所述齿轮与所述固定齿条和所述活动齿条相啮合，所述齿轮可转动的安装于所述飘浮件并随所述飘浮件一起沿固定齿条上下移动，并带动所述活动齿条上下移动；所述连杆机构连接于所述活动齿条的右端面。
13.可选地，所述连杆机构包括第一拐臂、第二拐臂、第一连杆、第二连杆以及销柱，所述第一气阀的内部滑动设有沿竖直方向延伸的第一气阀杆，所述第二气阀的内部滑动设有沿竖直方向延伸的第二气阀杆；
14.所述第一拐臂的一端和所述第二拐臂的一端处于同一高度且均转动安装在所述框架上，所述第一拐臂和所述第二拐臂的另一端均与所述销柱相铰接，所述第一连杆的一端与所述第一气阀杆相铰接，所述第二连杆的一端与所述第二气阀杆相铰接，所述第一连杆的另一端以及所述第二连杆的另一端均与所述销柱相铰接；
15.所述销柱上转动安装有套筒，且所述套筒位于所述第一连杆以及所述第二连杆之间，所述活动齿条的右端面和所述套筒之间连接有弹簧。
16.可选地，所述气压升降装置包括支架、气缸以及承载板，所述气缸竖直固定在所述支架上，所述气缸内部设置有气缸杆，所述承载板安装于所述气缸杆的上端，所述配电柜安装在所述承载板上。
17.可选地，外部气源为设置于所述配电柜内部的气压泵，所述气压泵通过进气管与所述第一气阀的进气口连通，外部大气通过排气管连通所述第二气阀的排气口，所述第一气阀的排气口通过输气管组件连通所述气缸的进气口，所述第二气阀的进气口通过输气管组件连通所述气缸的进气口；
18.所述排气管的出口端设置有单向阀。
19.可选地，所述配电柜的下部设置有进气窗，所述气压泵具有溢气阀。
20.可选地，所述框架的右端面设置有两个拐臂座，所述第一拐臂和所述第二拐臂分别通过轴承转动安装于两个所述拐臂座内部。
21.可选地，所述框架由支柱和加强框围合而成，所述支柱设置有四个以形成框架的四个角，两个所述拐臂座分别位于右侧的两根支柱上；
22.所述加强框设置有两组，分别位于所述支柱的上端部和下端部，每组所述加强框包括四根加强柱，四根加强柱依次连接在四根支柱之间；
23.两组所述加强框之间设置有栅杆，所述栅杆与上下相对应的两根所述加强柱相连
接且与所述飘浮件相贴合。
24.可选地，所述活动齿条的右端面和所述套筒上均设置有弹簧挂环，所述弹簧安装在所述弹簧挂环上。
25.可选地，所述第一气阀还具有溢气通道，所述溢气通道的一端与所述第一气阀的进气口连通，所述溢气通道的另一端与大气连通；所述第一气阀配置成：在所述连杆机构控制所述第一气阀的进气口与气压升降装置连通之前，使所述第一气阀的进气口通过所述溢气通道与大气连通，切断所述第一气阀的进气口和排气口；在所述第一气阀的进气口和排气口导通后切断所述溢气通道。
26.本发明的有益效果是：本发明的一种高压配电柜防洪装置，其中传动机构包括固定齿条、活动齿条和齿轮，齿轮转动安装与飘浮件并且随飘浮件一起沿固定齿条上下移动，并带动活动齿条上下移动，即齿轮在固定齿条上滚动，因为齿轮在固定齿条上进行上下滚动的过程中通过啮合传动带动活动齿条上升，因此活动齿条向上的移动的距离是飘浮件上浮距离的两倍，以此起到提前触发气压升降装置启动的作用，避免因洪水水位上涨过快而淹没配电柜。
27.本发明中，设置有飘浮件、传动机构、第一气阀以及第二气阀，并且在第一气阀和第二气阀之间设置有连杆机构，传动机构和连杆机构之间设置有弹簧。洪水水位升高时，飘浮件依靠浮力上升，并通过传动机构带动弹簧向上运动，当弹簧越过相应位置后，连杆机构的套筒依靠弹簧的拉力被迅速向上拉起，进而使得第二连杆向下运动并推动第二气阀杆向下关闭第二气阀，同时第一连杆向上移动并推动第一气阀杆向上运动，第一气阀与气压升降装置连通，气压升降装置迅速动作将配电柜升起。洪水退去后，飘浮件回落，并通过传动机构带动弹簧向下运动，进而使第一气阀切断气压升降装置的外部气源，同时第二气阀打开，气压升降装置中的气体通过第二气阀排出，电器柜回落到初始位置。本发明通过飘浮件、传动机构以及连杆机构的配合，依靠弹簧的复位力，能够迅速的为气压升降装置接通或切断外部气源，使气压升降装置迅速响应，避免洪水淹没配电柜。
附图说明
28.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。
29.图1为本发明的一种高压配电柜防洪装置的结构示意图；
30.图2为本发明中控制装置的结构示意图；
31.图3为图2中a处的局部放大图；
32.图4为本发明中气压升降装置未上升时配电柜的放置结构图；
33.图5为本发明中飘浮件处于下端时控制装置的剖视结构图；
34.图6为本发明中气压升降装置未上升时配电柜的放置剖视图；
35.图7为本发明中飘浮件上浮后控制装置的剖视结构图；
36.图8为本发明中气压升降装置上升后配电柜的放置剖视图；
37.图9为本发明另一实施例中飘浮件处于下端时控制装置的剖视结构图；
38.图10为本发明另一实施例中飘浮件上浮后控制装置的剖视结构图。
39.图中：1、第一气阀；2、飘浮件；3、第二气阀；4、配电柜；5、气缸；6、顶板；7、支柱；8、固定齿条；9、连接板；10、第二拐臂；11、栅杆；12、底板；13、第一法兰；14、进气管；15、悬架；16、导向柱；17、第一输气管；18、第一拐臂；19、套筒；20、弹簧；21、销柱；22、拐臂座；23、第四输气管；24、排气管；25、活动齿条；26、单向阀；27、气压泵；28、第二输气管；29、连接螺栓；30、立柱；31、第三输气管；32、承载板；33、进气窗；34、三通接头；35、四通接头；36、第二法兰；37、固定板；38、加强柱；39、齿轮；40、转轴；41、键；42、第一气阀杆；43、第一连杆；44、第二连杆；45、弹簧挂环；46、第二气阀杆；47、气缸杆；48、连接柱；49、轴承；50、溢气通道。
具体实施方式
40.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
41.如图1至图8所示，本发明的一种高压配电柜防洪装置，包括安装有配电柜4的气压升降装置，气压升降装置的左侧设置有控制装置。控制装置包括第一气阀1、第二气阀3、飘浮件2以及传动机构，第一气阀1的进气口连通外部气源，第一气阀1的排气口连通气压升降装置，第二气阀3的进气口连通气压升降装置，第二气阀3的排气口连通大气。
42.第一气阀1和第二气阀3之间连接有连杆机构，飘浮件2通过传动机构与连杆机构相连接，以使飘浮件2在洪水的作用下上浮时，通过传动机构带动连杆机构运动，进而使连杆机构控制第二气阀3关闭，同时控制第一气阀1接通外部气源和气压升降装置，气体通过第一气阀1进入气压升降装置，进而使气压升降装置升起配电柜4；以及使飘浮件2在回落时，通过传动机构带动连杆机构运动，进而使连杆机构控制第一气阀1切断气源和气压升降装置，同时控制第二气阀3打开，气压升降装置中的气体通过第二气阀3排出，进而使气压升降装置带动配电柜4回落到初始位置。
43.控制装置还包括框架，飘浮件2和传动机构均位于框架内部。传动机构包括齿轮39、固定齿条8、活动齿条25以及导向柱16，固定齿条8和导向柱16分别固定安装在框架内部的左右两侧，活动齿条25滑动插装在导向柱16的外部。齿轮39与固定齿条8和活动齿条25相啮合，齿轮39可转动的安装于飘浮件2并随飘浮件2一起沿活动齿条8上下移动，并带动固定齿条25上下移动，连杆机构连接于活动齿条25的右端面。具体地，飘浮件2包括第一浮箱和第二浮箱，第一浮箱和第二浮箱通过连接板9固定连接，连接板9设置有2个，分别设置在第一浮箱和第二浮箱的上端和下端。第一浮箱和第二浮箱可上下移动地安装于固定齿条8和活动齿条25的外侧。第一浮箱和第二浮箱之间通过轴承设置有转轴40，齿轮39安装于转轴40上并通过键41带动转轴40转动。
44.连杆机构包括第一拐臂18、第二拐臂10、第一连杆43、第二连杆44以及销柱21。第一气阀1的内部滑动设有沿竖直方向延伸的第一气阀杆42，第二气阀3的内部滑动设有沿竖直方向延伸的第二气阀杆46。第一拐臂18的一端和第二拐臂10的一端处于同一高度且均转动安装在框架上，第一拐臂18和第二拐臂10的另一端均与销柱21相铰接。第一连杆43的一
端与第一气阀杆42相铰接，第二连杆44的一端与第二气阀杆46相铰接，第一连杆43的另以及第二连杆44的另一端均与销柱21相铰接，且第一连杆43和第二连杆44位于第一拐臂18和第二拐臂10之间。销柱21上且位于第一连杆43以及第二连杆44之间转动安装有套筒19，活动齿条25的右端面和套筒19之间连接有弹簧20，弹簧20为拉伸弹簧。具体地，框架的右端面设置有拐臂座22，拐臂座22的内部设置有轴承49，拐臂座22设置有两个，第一拐臂18和第二拐臂10分别通过轴承49转动安装于两个拐臂座22内部。
45.飘浮件2在洪水的浮力作用下上浮，并带动齿轮39向上移动，齿轮39向上移动的过程中与固定齿条8和活动齿条25啮合转动，并同时带动活动齿条25沿导向柱16向上移动，活动齿条25向上移动拉动弹簧20向上移动。当弹簧20的左端绕套筒19运动至弹簧20在活动齿条25上的固定点(固定点)、第一拐臂18和第二拐臂10在框架上的固定转动点(转动点)以及第一拐臂18、第二拐臂10、第一连杆43、第二连杆44的铰接点(铰接点)三者的连线处于同一直线时，套筒19的受力方向沿上述同一直线延伸，当弹簧20的左端继续向上移动，并越过上述同一直线时，即弹簧20向上越过第一位置后，弹簧20对套筒19的拉力产生一个向上的分力，套筒19在该分力的作用下被迅速向上拉起，并保持拉紧状态，套筒19向上被拉起的过程中，第二连杆44向下运动并推动第二气阀杆46向下运动致使第二气阀3关闭，同时第一连杆43向上运动并顶推第一气阀杆42，致使第一气阀1连通外部气源和气压升降装置，气压升降装置升起配电柜3。当飘浮件2回落的过程中，活动齿条25向下运动并拉动弹簧20向下运动，当弹簧20的左端越过新的固定点、转动点和铰接点形成的新的直线位置时，即弹簧20向下越过第二位置后，弹簧20对套筒19的拉力产生一个向下的分力，套筒19在该分力作用下被迅速向下拉回，并保持拉紧状态，第一气阀1切断气压升降装置的气源，同时第二气阀3打开，气压升降装置带动配电柜4回落到初始位置。
46.通过连杆机构、飘浮件和传动机构的配合，当洪水水位到达一定高度后，依靠弹簧20的作用力，能够迅速的为气压升降装置接通外部气源，使气压升降装置迅速响应，避免洪水淹没配电柜4。同时，齿轮39在随飘浮件2上浮的过程中驱动活动齿条25向上移动，并带动活动齿条25上下移动，即齿轮39在固定齿条8上滚动，因为齿轮39在固定齿条8上进行上下滚动的过程中通过啮合传动带动活动齿条25上升，因此活动齿条25向上的移动的距离是飘浮件2上浮距离的两倍，能够起到提前启动气压升降装置的作用，避免洪水水位上涨过快而使配电柜被洪水淹没。
47.气压升降装置包括支架、气缸5以及承载板32，气缸5竖直固定在支架上，且气缸5的内部设置有气缸杆47，承载板32固定安装于气缸杆47的上端，承载板32用于安装配电柜4，承载板32的位置高于控制装置的高度。气缸5设置有四个，分别位于承载板32的四个角，以使承载板32受力均衡，便于配电柜4随气缸5稳定升降。具体地，气缸杆47的上端面设置有螺纹孔，承载板32的四个角设置有通孔，通过连接螺栓29插入通孔连接于螺纹孔将承载板32安装于气缸杆47的上端。支架包括立柱30和固定板37，固定板37位于立柱30的上端部，气缸5竖直连接在固定板37上，立柱30和固定板37相应的设置有四个。
48.外部气源为设置在配电柜4内部的气压泵27，气压泵27通过进气管14连通第一气阀1的进气口，外部大气通过排气管24连通第二气阀3的排气口，第一气阀1的排气口通过输气管组件连通四个气缸5的进气口，第二气阀3的进气口通过输气管组件连通四个气缸5的进气口。进一步地，输气管组件包括第一输气管17、第二输气管28、第三输气管31、第四输气
管23；其中，第二输气管28连通左侧两个气缸5的进气口，第三输气管31连通右侧两个气缸5的进气口，第一输气管17依次连接第一气阀1的排气口、第二输气管28以及第三输气管31，第四输气管23连通第一输气管17与第二气阀3的进气口。更进一步地，第一输气管17通过四通接头35与第二输气管28连通，第一输气管15通过两个三通接头34分别与第三输气管31及第四输气管23连通。
49.排气管24的出口端设置有单向阀26，设置单向阀26能够保证气体只能经过第二气阀3排出，避免外部气体以及洪水进入输气管组件内部。
50.在本实施例中，配电柜3的下部设置有进气窗33，进气窗33和气压泵27配合，能给配电柜4散热。气压泵27具有溢气阀，以保证气压泵27可靠工作。
51.在本实施例中，框架由支柱7和加强框围合而成，支柱7设置有四根以形成框架的四个角。加强框设置有两组，分别位于支柱7的上端部和下端部，每组加强框包括四根加强柱38，四根加强柱38依次连接在四根支柱7之间。两组加强框之间设置有栅杆11，栅杆11与上下相对应的两根加强柱38相连接且与飘浮件2相贴合。设置栅杆11能够限制飘浮件2的活动空间，避免飘浮件2受洪水冲击后前后左右飘动，进而保证传动机构运行可靠。栅杆11为光滑的柱状结构，可减小栅杆11和飘浮件2之间的相互摩擦力，栅杆11可根据需要设置为两根、三根或其他。
52.在本实施例中，上侧的加强框底部设置有顶板6，下侧的加强框底部设置有底板12，底板12设置有两个，分别连接在两根加强柱38上，固定齿条8和导向柱16分别安装在顶板6和底板12之间。左侧的两根支柱7的右端面上分别安装有悬架15，第一气阀1和第二气阀3均通过悬架15安装与支柱7。活动齿条25的右端面和套筒19上均设置有弹簧挂环45，弹簧20安装在弹簧挂环45上。四根支柱7的下端均设置有第一法兰13，四根立柱30的下端均设置有第二法兰36，第一法兰13和第二法兰36均通过地脚螺栓与地面固定连接。
53.在本实施例中，第一气阀1的内部以及第二气阀3的内部均设置有弹性件。第一气阀杆42和第二气阀杆46的伸出端均设置有连接柱48，第一连杆43和第二连杆44通过与连接柱48铰接进而与第一气阀杆42和第二气阀杆46相连接。
54.结合上述实施例，本发明的使用原理和工作过程为：
55.正常状态下，飘浮件2依靠自重处于框架的最底端，第一气阀1切断气压泵27与气压升降装置的连通通道，同时将第二气阀3打开，气压升降装置不工作，配电柜4处于正常工位。
56.气压泵27处于常开状态，洪水来临后，飘浮件2通过浮力上浮，并带动齿轮39向上运动，齿轮39向上运动的过程中与固定齿条8以及活动齿条25啮合转动，并带动齿条25沿导向柱16以相对于飘浮件2上浮运动两倍的速度向上运动，导向柱16向上运动的同时带动弹簧20向上运动，当弹簧20越过第一位置后，套筒19依靠弹簧20的作用力被迅速向上拉起，进而使第二气阀3关闭，第一气阀1经气压泵27与气压升降装置连通，接通外部气源，气缸5迅速工作，将配电柜4升高。
57.洪水缓慢褪去后，飘浮件2缓慢下降并带动活动齿条25下滑，活动齿条25下滑的同时带动弹簧20向下运动，弹簧20越过第二位置后，拉动套筒19向下运动，以使第一气阀杆42控制第一气阀1切断气压升降装置和外部气源，同时第二气阀杆46控制第二气阀3打开，气缸5内气体排出，配电柜4缓慢下降。
58.在本发明的其他实施例中，如图9、图10所示，第一气阀1还具有溢气通道50，溢气通道50的一端与第一气阀1的进气口连通，溢气通道50的另一端与大气连通。第一气阀1配置成：在连杆机构控制第一气阀1与气压升降装置连通之间，第一气阀的进气口通过溢气通道50与大气连通，切断第一气阀1的进气口和排气口，进而使气压泵27的气体经溢气通道50排出；第一气阀1的进气口和排气口道导通后切断溢气通道，气体经第一气阀1的进气口和排气口进入气压升降装置，气压升降装置迅速动作将配电柜4升起。设置溢气通道50，进一步的保证气压泵27的正常工作，延长气压泵27的使用寿命。
59.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。