一种用于封闭环境的逆变器散热设备的制作方法

1.本发明属于逆变器散热技术领域，尤其涉及一种用于封闭环境的逆变器散热设备。


背景技术：

2.随着城市的发展，地铁的修建使用使用越来越广，隧道之中隧道的电子控制越来越多，电子控制中常用到逆变器。
3.目前逆变器都小型化，散热一般采用风扇进行主动散热，但是因风扇体积较大，工作时会产生噪音，同时将灰尘吸入，影响内部散热效果。
4.另外，因逆变器外置需要通过螺栓固定，长时间使用容易变松，影响散热。
5.现有的，为了防止灰尘进入，在外壳和逆变器之间会添加可导热的胶，但是这种方法的散热能力有限。
6.本发明设计一种用于封闭环境的逆变器散热设备解决如上问题。


技术实现要素：

7.为了达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：一种用于封闭环境的逆变器散热设备，它包括外壳、外壳盖、支架、固定壳、逆变器、内置风扇、外置风扇、电机，其中外壳为筒状结构且外壳的前端为开口端，外壳的外圆面和后端面上均均匀的布置由多个肋片；所述外壳开口端可拆卸安装有外壳盖，外壳盖为锥形结构，外壳盖的外锥面上安装有均匀分布的肋片；所述外壳的外侧安装有支架。
8.所述外壳内安装有固定壳，固定壳为筒状结构，固定壳的前端为开口端，固定壳的后端开有进气孔；固定壳的外圆面和后端面上均周向均匀的安装有多个肋片，固定壳外圆面上的肋片有一半的肋片与外壳内壁面固定连接，与外壳固定的肋片与未固定的肋片间隔分布；逆变器可拆卸安装在固定壳内侧。
9.所述电机安装在外壳内端面上，电机的输出轴穿过进气孔位于固定壳内且固定安装有内置风扇；所述外壳的后端安装有外置风扇。
10.作为优选的方案，所述外壳开口端的外壁面上固定安装有限位环，外壳开口端外壁面位于限位环的前侧开有螺纹孔，外壳盖上开有第一上紧螺纹孔，外壳盖通过第二上紧螺钉安装在外壳的前端，第二上紧螺钉穿过外壳盖上的第一上紧螺纹孔与外壳上的螺纹孔螺纹配合；所述外壳盖的内端面与外壳的前端之间安装有密封圈。
11.作为优选的方案，所述支架通过第一上紧螺钉可拆卸安装在外壳外壁面上。
12.作为优选的方案，所述内置风扇的进气端为靠近固定壳内端面的一端，出气口位于风扇外壳的外圆面上；固定壳的内端面上固定安装有导流结构，导流结构是由多层弧形状的导流片组成，相邻的导流片之间形成导流通道；导流结构的内端与内置风扇的出气口对齐。
13.作为优选的方案，所述外壳的外圆面和后端面上均均匀的布置由多个第一条状肋
片；外壳盖的外锥面上周向均匀的布置有多个锥形肋片；所述固定壳的外圆面上周向均匀的固定安装有多个第二条状肋片，固定壳的后端面上周向均匀的固定安装有多个涡状肋片，固定壳后端面上的涡状肋片形成多条涡状通道，涡状通道的内端与进气孔相通；所述固定壳的前端嵌套安装有锥形导热片，在外壳盖安装完成后，外壳盖的内锥面紧贴所述锥形导热片的外锥面。
14.作为优选的方案，所述外壳的后端固定安装有安装壳，安装壳上开有内外贯通的第一轴孔。
15.所述外壳的后端面上开有第三轴孔和第四轴孔，第四轴孔的外圆面上开有安装槽，外壳的后端面上开有旋转槽。
16.所述电机外壳的后端固定安装有旋转安装件，电机通过旋转安装件和第四轴孔的配合旋转安装在外壳的内端面上；所述旋转安装件的外圆面上固定安装有固定板，固定板位于安装槽内，固定板与安装槽之间安装有弹簧，弹簧为压缩弹簧且具有预压力。
17.第一转轴通过第一轴孔旋转安装在安装壳上，外置风扇安装在第一转轴上；第一转轴位于安装壳外侧一端固定安装有第六齿轮；第二转轴通过第三轴孔旋转安装在安装壳上，第五齿轮旋转安装在第二转轴上，第五齿轮的一端固定安装有固定环，固定环旋转安装在旋转槽内；第五齿轮与第六齿轮啮合；第五齿轮的另一端具有端面齿；第六齿轮具有端面齿，第六齿轮固定安装在第二转轴上且位于安装壳内；第六齿轮与第五齿轮配合；第二转轴位于外壳内的一端固定安装有旋转环，旋转环内旋转安装有旋转套，拉杆的一端通过球铰的方式安装在旋转套上，拉杆的另一端通过球铰的方式安装在电机外壳上；第二齿轮具有端面齿，第二齿轮固定安装在第二转轴上，固定支撑固定安装在外壳内，第四齿轮旋转安装在固定支撑上，第四齿轮具有端面齿，且第四齿轮与第二齿轮配合；第三齿轮旋转安装在固定支撑上，第三齿轮与第四齿轮啮合，第一齿轮固定安装在电机输出轴上，第一齿轮与第三齿轮啮合。
18.作为优选的方案，所述第二转轴与外壳之间安装有滑动密封。
19.作为优选的方案，所述固定壳内的四个侧壁上均固定安装有一个固定支板，逆变器的四个外壁上固定安装有四个连接板，四个连接板与四个固定支板一一对应且穿有固定螺栓，四个固定螺栓上安装有四个螺帽。
20.与现有的技术相比，本发明的优点在于：1、本发明在固定壳的前端设置有锥形导热片，通过锥形导热片可增加散热面积，容易吸收热风进行散热。
21.2、本发明中，外壳内的气体在散热过程中采用的是内循环，特殊内循环结构的设计使其散热效率高，散热效果好。而且本发明中充分利用了隧道的风向使得散热区域形成三个温度高低不同区域；散热过程中，热气流首先通过温度最高的散热区域，之后经过温度高度处于中间的散热区域，最后在通过温度最低的扇热区域进行散热，通过这种散热顺序即逆流换热可达到较好的散热效果。
22.3、本发明中在电机正常工作时，内置风扇与外置风扇驱动分离，外壳上安装的第二转轴不会被电机或者外置风扇驱动，即在电机正常工作时，第二转轴与外壳之间的密封机构不存在磨损，维持了较好的密封效果；只有在电机损坏停止工作时，外置风扇受隧道风的驱动旋转才会通过第二转轴驱动内置风扇工作，继续散热。
附图说明
23.图1是整体部件外观示意图。
24.图2是整体部件分布示意图。
25.图3是外壳盖结构示意图。
26.图4是外壳结构示意图。
27.图5是外壳、固定壳和逆变器安装示意图。
28.图6是内置风扇和外置风扇安装示意图。
29.图7是固定壳结构示意图。
30.图8是逆变器外观示意图。
31.图9是内置风扇和外置风扇传动示意图。
32.图10是导流结构结构示意图。
33.图11是拉杆安装示意图。
34.图12是弹簧安装示意图。
35.图中标号名称：1、外壳；2、外壳盖；3、支架；4、第一固定螺钉；5、第二固定螺钉；6、锥形导热片；7、密封垫；8、固定壳；9、逆变器；10、内置风扇；11、导流结构；12、外置风扇；13、锥形肋片；14、第一上紧螺纹孔；15、安装槽；16、旋转安装件；17、第一齿轮；18、限位环；19、第二齿轮；20、第一条状肋片；21、安装壳；22、第一轴孔；23、第三齿轮；24、第三轴孔；25、旋转槽；26、第四轴孔；27、固定板；28、第四齿轮；29、电机；30、滑动密封；31、第二条状肋片；32、涡状肋片；33、进气孔；34、固定支板；35、连接板；36、固定螺栓；37、螺帽；38、第一转轴；39、导流通道；40、导流片；41、固定支撑；42、旋转环；43、固定环；44、第五齿轮；45、拉杆；46、第六齿轮；47、第二转轴；48、第七齿轮；49、弹簧；50、旋转套。
具体实施方式
36.下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例或者附图用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
37.如无特殊说明，本发明中，若有术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的长度、方位、以特定的方位构造和操作，因此本发明中描述方位或位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以结合附图，并根据具体情况理解上述术语的具体含义。
38.除非另有明确的规定和限定，本发明中，若有术语“设置”、“相连”及“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
39.如图1、2所示，它包括外壳1、外壳盖2、支架3、固定壳8、逆变器9、内置风扇10、外置风扇12、电机29，其中如图4所示，外壳1为筒状结构且外壳1的前端为开口端，外壳1的外圆面和后端面上均均匀的布置由多个肋片；如图2所示，所述外壳1开口端可拆卸安装有外壳
盖2，如图3所示，外壳盖2为锥形结构，外壳盖2的外锥面上安装有均匀分布的肋片；如图1所示，所述外壳1的外侧安装有支架3。
40.如图5所示，所述外壳1内安装有固定壳8，如图7所示，固定壳8为筒状结构，固定壳8的前端为开口端，固定壳8的后端开有进气孔33；固定壳8的外圆面和后端面上均周向均匀的安装有多个肋片，固定壳8外圆面上的肋片有一半的肋片与外壳1内壁面固定连接，与外壳1固定的肋片与未固定的肋片间隔分布；如图5、8所示，逆变器9可拆卸安装在固定壳8内侧。
41.如图6所示，所述电机29安装在外壳1内端面上，电机29的输出轴穿过进气孔33位于固定壳8内且固定安装有内置风扇10；所述外壳1的后端安装有外置风扇12。
42.本发明中支架3的作用是便于将该设备安装在地铁隧道内，通过螺栓将支架3固定于地铁隧道内。
43.本发明设计的设备主要用于地铁隧道内，地铁隧道内的风向确定，在安装该设备的时候将外壳1的后端迎向风吹来的方向，即外置风扇12迎向风向方向。
44.本发明在固定壳8的前端设置有锥形导热片6，通过锥形导热片6可增加散热面积，容易吸收热风进行散热。
45.本发明中通过固定壳8外侧壁面上与外壳1固定连接的第二条状肋片31将固定壳8固定安装在外壳1内。
46.本发明中的内置风扇10的进气端为靠近固定壳8内端面一端的中心，出气口位于风扇外壳1的外圆面上，这种风扇为现有技术。
47.本发明中逆变器9发出的热量首先被内置风扇10吹动经过外壳盖2的前侧内壁面，之后从固定壳8与外壳1之间的间隙处向后流动，最后流动到外壳1后端面上。本发明因设备的后端迎向隧道风向，所以外壳1从后端到前端散热效果逐渐增加，即散热效果从后端到前端逐渐增加。
48.本发明中，外壳1内的气体在散热过程中采用的是内循环，特殊内循环结构的设计使其散热效率高，散热效果好。而且本发明中充分利用了隧道的风向使得散热区域形成三个温度高低不同区域；散热过程中，热气流首先通过温度最高的散热区域，之后经过温度高度处于中间的散热区域，最后在通过温度最低的扇热区域进行散热，通过这种散热顺序即逆流换热可达到较好的散热效果。
49.如图4所示，所述外壳1开口端的外壁面上固定安装有限位环18，外壳1开口端外壁面位于限位环18的前侧开有螺纹孔，如图3所示，外壳盖2上开有第一上紧螺纹孔14，如图2所示，外壳盖2通过第二上紧螺钉安装在外壳1的前端，第二上紧螺钉穿过外壳盖2上的第一上紧螺纹孔14与外壳1上的螺纹孔螺纹配合；所述外壳盖2的内端面与外壳1的前端之间安装有密封圈。密封圈的作用是对外壳1和外壳盖2的连接起到密封作用。
50.如图1所示，所述支架3通过第一上紧螺钉可拆卸安装在外壳1外壁面上。
51.如图6所示，所述内置风扇10的进气端为靠近固定壳8内端面的一端，出气口位于风扇外壳1的外圆面上；固定壳8的内端面上固定安装有导流结构11，如图10所示，导流结构11是由多层弧形状的导流片40组成，相邻的导流片40之间形成导流通道39；导流结构11的内端与内置风扇10的出气口对齐。
52.如图4所示，所述外壳1的外圆面和后端面上均均匀的布置由多个第一条状肋片
20；如图3所示，外壳盖2的外锥面上周向均匀的布置有多个锥形肋片13；如图7所示，所述固定壳8的外圆面上周向均匀的固定安装有多个第二条状肋片31，固定壳8的后端面上周向均匀的固定安装有多个涡状肋片32，固定壳8后端面上的涡状肋片32形成多条涡状通道，涡状通道的内端与进气孔33相通；如图2所示，所述固定壳8的前端嵌套安装有锥形导热片6，在外壳盖2安装完成后，外壳盖2的内锥面紧贴所述锥形导热片6的外锥面。
53.涡状肋片32在内置风扇10的作用下能够使得热气向中间聚集，且因涡状通道，热气接触涡状肋片32的面积较大，散热效果较好。
54.如图4所示，所述外壳1的后端固定安装有安装壳21，安装壳21上开有内外贯通的第一轴孔22。
55.如图4所示，所述外壳1的后端面上开有第三轴孔24和第四轴孔26，第四轴孔26的外圆面上开有安装槽15，外壳1的后端面上开有旋转槽25。
56.如图6所示，所述电机29外壳1的后端固定安装有旋转安装件16，电机29通过旋转安装件16和第四轴孔26的配合旋转安装在外壳1的内端面上；如图12所示，所述旋转安装件16的外圆面上固定安装有固定板27，固定板27位于安装槽15内，固定板27与安装槽15之间安装有弹簧49，弹簧49为压缩弹簧49且具有预压力。
57.如图6、9、11所示，第一转轴38通过第一轴孔22旋转安装在安装壳21上，外置风扇12安装在第一转轴38上；第一转轴38位于安装壳21外侧一端固定安装有第六齿轮46；第二转轴47通过第三轴孔24旋转安装在安装壳21上，第五齿轮44旋转安装在第二转轴47上，第五齿轮44的一端固定安装有固定环43，固定环43旋转安装在旋转槽25内；第五齿轮44与第六齿轮46啮合；第五齿轮44的另一端具有端面齿；第六齿轮46具有端面齿，第六齿轮46固定安装在第二转轴47上且位于安装壳21内；第六齿轮46与第五齿轮44配合；第二转轴47位于外壳1内的一端固定安装有旋转环42，旋转环42内旋转安装有旋转套50，拉杆45的一端通过球铰的方式安装在旋转套50上，拉杆45的另一端通过球铰的方式安装在电机29外壳1上；第二齿轮19具有端面齿，第二齿轮19固定安装在第二转轴47上，固定支撑41固定安装在外壳1内，第四齿轮28旋转安装在固定支撑41上，第四齿轮28具有端面齿，且第四齿轮28与第二齿轮19配合；第三齿轮23旋转安装在固定支撑41上，第三齿轮23与第四齿轮28啮合，第一齿轮17固定安装在电机29输出轴上，第一齿轮17与第三齿轮23啮合。
58.所述第二转轴47与外壳1之间安装有滑动密封30。
59.如图7所示，所述固定壳8内的四个侧壁上均固定安装有一个固定支板34，如图8所示，逆变器9的四个外壁上固定安装有四个连接板35，如图5所示，四个连接板35与四个固定支板34一一对应且穿有固定螺栓36，四个固定螺栓36上安装有四个螺帽37。
60.以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。
61.实施方式：当使用本发明设计的设备，逆变器9发出的热量首先被内置风扇10吹动经过外壳盖2的前侧内壁面，之后从固定壳8与外壳1之间的间隙处向后流动，最后流动到外壳1后端面上。
62.在未使用时，在弹簧49的作用下，电机29外壳1静止，第二齿轮19与第四齿轮28啮合；第五齿轮44与第六齿轮46啮合；当控制电机29工作时，输出轴带动室内风扇工作；电机
29外壳1相对输出轴反向旋转拉动拉杆45，使得拉杆45拉动旋转套50朝着远离第四齿轮28一侧滑动，旋转套50滑动通过旋转环42带动第二转轴47朝着远离第四齿轮28一侧滑动，第二转轴47滑动带动第六齿轮46和第二齿轮19滑动，使得第六齿轮46与第五齿轮44脱开，第二齿轮19与第四齿轮28脱开，此时电机29工作会驱动室内风扇工作，但不会通过第一齿轮17、第三齿轮23、第四齿轮28、第二转轴47、第二转轴47、第六齿轮46、第五齿轮44、七转轴影响室外风扇。在电机29损坏不能工作时，电机29外壳1失去旋转驱动力，此时在弹簧49的作用下，第二齿轮19与第四齿轮28啮合；第五齿轮44与第六齿轮46啮合；室外风扇工作驱动第一转轴38旋转，第一转轴38旋转带动第七齿轮48旋转，第七齿轮48旋转带动第五齿轮44旋转，第五齿轮44旋转带动第六齿轮46旋转，第六齿轮46旋转带动第二转轴47旋转，第二转轴47旋转带动第二齿轮19旋转，第二齿轮19旋转带动第四齿轮28旋转，第四齿轮28旋转带动第三齿轮23旋转，第三齿轮23旋转带动第一齿轮17旋转，第一齿轮17旋转带动电机29输出轴旋转，电机29输出轴带动室内风扇工作。