CN104658616A - 一种水冷式保护罩及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水冷式保护罩，包括冷却水箱和冷却护罩，冷却水箱设置在冷却护罩的上方，该保护罩还包括进水电磁阀、用于检测进水管道上的冷却水压力的压力检测装置、用于检测冷却水箱出水管道流量的流量检测装置和用于采集压力检测装置和流量检测装置信号的控制器，控制器控制进水电磁阀的开关。所述冷却水箱和冷却护罩之间通过至少两个管道进行连接。所述各个管道截面积之和大于冷却护罩顶面的面积的五分之四。所述保护罩还设有排气电磁阀。本发明保证了被保护设备连续在现场运行；减少了现场设备的配置减少了工作量，也减少了设备相应的维护费用；确保被保护对象不被高温损坏。

Description

一种水冷式保护罩及其控制方法

技术领域

本发明涉及工业现场电气、仪表或设备的外加保护罩，尤其涉及一种水冷式保护罩及其控制方法。

背景技术

工业现场高温场合运行的电气、仪表或设备需要外加保护罩。一种典型的保护罩采用水循环冷却，被保护的对象安装在保护罩内，保护罩从下部进入带有一定压力的冷却水、上部出水(保证保护罩内充满水)，以保证被保护对象通过冷却水和高温隔离，例如在一定高温场合使用的工业摄像机均采用这种装置。

工业现场存在冷却水断水故障。如果冷却水断水，保护罩内的冷却水将沿进水管道回流，保护罩内由于断水，将导致温度迅速升高(温度升高的速率和运行环境温度成正比，环境温度越高，升温速度越快)，进而导致被保护的装置温升，被保护装置无法正常运行，甚至被保护的设备损坏。

一般情况下，工厂发生这种故障后，要求将被保护的装置立即移出高温现场。

查新得到，某些在高温现场运行的价格昂贵的装置采用机械自动移出机构，例如红外摄像机。相关的移出机构需要根据现场空间、位置专门设计。其它高温场合的保护装置在发生断水故障后，采取人工拆除保护罩及设备的方法。

断水后，采用自动移出装置，不仅机构复杂、专用性强，而且要求增加投资和运行维护费用；采取人工临时拆除方法，增加了现场工作量，某些被保护设备在再次安装时，还需要进行调校。一旦被保护装置移出运行现场，原来的监控功能将不能再使用，严重影响工艺流程中的操作、监视和控制功能。至今为此，工厂类似设备配置中，尚缺少更有效地解决上述问题的装置和技术方案。

发明内容

针对相关技术领域文献和以上现有技术的不足，在大量现有文献研究和长期在相关领域研发实践的基础上，本发明提出“一种水冷式保护罩及其控制方法”，克服了现有技术中“采用自动移出装置，不仅机构复杂、专用性强，而且要求增加投资和运行维护费用；采取人工临时拆除方法，增加了现场工作量，某些被保护设备在再次安装时，还需要进行调校”等技术难题，实现“保护罩断水后不移出现场持续运行”的有益效果。

为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：一种水冷式保护罩， 包括冷却水箱4和冷却护罩3，冷却水箱4设置在冷却护罩3的上方，该保护罩还包括进水电磁阀2、用于检测进水管道上的冷却水压力的压力检测装置1、用于检测冷却水箱4出水管道流量的流量检测装置5和用于采集压力检测装置1和流量检测装置5信号的控制器7，控制器7控制进水电磁阀2的开关。所述冷却水箱4和冷却护罩3之间通过至少两个管道进行连接。所述各个管道截面积之和大于冷却护罩3顶面的面积的五分之四。所述保护罩还设有排气电磁阀。

所述冷却水箱4的容积根据现场环境温度、保护罩的尺寸进行定制。所述该保护罩还包括与控制器连接的报警器和设置在冷却水箱4内设有用于检测水位的压力传感器。

一种水冷式保护罩的控制方法，该方法包含以下步骤：步骤一、当冷却水正常供水情况下，进水经过压力检测装置1和进水电磁阀2，向冷却护罩3供给冷却水，冷却水向上流经冷却水箱4并充满冷却水箱4之后，通过流量检测装置5进入出水管道，循环冷却，排气电磁阀6在控制器7逻辑控制下，处在关闭状态；步骤二、当压力检测装置1检测到压力低于正常供水压力或流量检测装置5检测了流量低于正常值，控制器7将自动操作进水电磁阀2关闭；排气电磁阀6打开，进入蒸发冷却状态。步骤三、当恢复冷却水供水，通过压力检测装置1将检测到压力高于要求值，控制器7打开进水电磁阀2，经过控制逻辑延时，检测流量是否满足要求，当流量满足要求时，进入正常供水冷却状态，关闭排气电磁阀6。当保护罩处于蒸发冷却状态时，冷却水箱4储存的水通过多个管道直接连接冷却护罩3，并构成热流向上的内部冷却循环，产生的热气通过排气电磁阀6向外排出。当保护罩处于蒸发冷却状态时，压力传感器检测到水位低于设定水位时，控制器控制报警器进行报警。

本发明实施的有益效果是：保证了被保护设备连续在现场运行；减少了现场设备的配置(自动移出)或操作麻烦(断水后拆除)，减少了工作量，也减少了设备相应的维护费用；确保被保护对象不被高温损坏；本装置可以应用到其它同类型系统中。具体的经济效益将根据该装置运行的工艺现场要求决定。

附图说明

图1为本发明具体实施例的系统结构图；

图中，1为压力检测装置，2为进水电磁阀，3为冷却护罩，4为冷却水箱，5为流量检测装置，6为排气电磁阀，7为控制器。 

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的控制系统，相互间的连接关系，及实施方法，作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

实施方式1

如图1所示，本发明共有7部分组成，1-设置在进水管道上的冷却水压力检测装置，2-控制进水关闭或打开的进水电磁阀，3-上部设计有较大截面积多管道的冷却保护罩，4-根据运行现场温度设计的冷却水箱，5-用于检测冷却水供水是否正常的流量检测开关，6-用于断水后进入蒸发冷却的排气电磁阀6，7-用于自动启动断水保护和自动恢复的控制逻辑。

当冷却水正常供水情况下，进水经过压力检测装置1和进水电磁阀2，向冷却护罩3供给冷却水，冷却水向上，流经冷却水箱4并充满冷却水箱，之后，通过流量检测装置5进入出水管道，循环冷却，排气电磁阀6在控制逻辑7控制下，处在关闭状态。

当压力检测装置1开关检测到压力低于正常供水压力或水流量检测5检测了流量低于正常值，送如控制逻辑7的信号将自动操作进水电磁阀2关闭，排气电磁阀6打开，进入蒸发冷却状态。当恢复冷却水供水，通过压力检测装置1将检测到压力高于要求值，控制逻辑7打开进水电磁阀，关闭排气电磁阀6，经过控制逻辑延时，检测流量是否满足要求，如满足要求，进入正常供水冷却状态。

发明的保护罩设计为冷却护罩和冷却水箱两部分，冷却水箱设计在冷却护罩的上部，根据运行现场环境温度不同设计、配置不同容积的冷却水箱，冷却护罩和冷却水箱之间采用较大截面积的多个管道直接连接；

被保护对象安装在冷却护罩内，冷却护罩下部进水管道设计有电磁阀，电磁阀下部设计有冷却水压力检测电子开关，当压力开关检测到低于正常供水压力时，进水管电磁阀关闭，阻止冷却水回流；

冷却水箱出水管道设计有流量监测开关，当冷却水流量小于指定值时，电磁阀关闭(通过进水压力和出水流量监控冷却水是否断水)；

冷却水箱顶部设计安装有和冷却水箱连接的管道，管道上安装有排气电磁阀。当冷却水供水压力低于或出水流量低于设定值时，自动打开用于“蒸发冷却排气”的排气电磁阀。

冷却水断水后，发明的水冷式保护罩自动转入“蒸发冷却”运行状态。冷却水箱储存的水通过较大截面积的多个管道直接连接冷却护罩，并构成热流向上的内部冷却循环，产生的热气通过排气电磁阀6向外排出；冷却水恢复正常压力后，自动关闭排气电磁阀，并打开进水电磁阀。

本发明的主要技术要点：(1)采用冷却护罩和冷却水箱的水冷式保护罩结构，确保断水后存储有足够的冷却水量。(2)冷却护罩和冷却水箱之间采用较大截面积的多个管道直接连接，确保了断水后的内部热流循环具有足够的通路。(3)断水自动检测，之后，自动关闭进水电磁阀，自动打开排气电磁阀，进入蒸发冷却状态；冷却水正常后，自动恢复原系统运行。

装置具有如下技术特征：(1)冷却护罩和冷却水箱的水冷式保护罩结构；(2)带有蒸发冷却能力的、断水可连续运行的保护罩；(3)断水自动保护和自动恢复。

实施方式2

对现有的应用于进行技术改造，基本原则是保留并改造原来的保护罩。必须对原来的保护罩(或现在市场上供货的保护罩)上部进行机械设备改造，设置符合热交换冷却要求的较大截面积的热交换冷却通道，并和冷却水箱焊接或进行管道连接，并增加本发明要求的相关设备，以组成发明所述的冷却水保护罩。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的执行步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。本发明并不局限于上述特定实施例，在不脱离本发明精神及其实质情况下，本领域的普通技术人员可根据本发明做出各种相应改变和变形，这些相应对本发明进行的修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护的范围当中。

Claims (9)

1.一种水冷式保护罩，包括冷却水箱(4)和冷却护罩(3)，冷却水箱(4)设置在冷却护罩(3)的上方，其特征在于：该保护罩还包括进水电磁阀(2)、用于检测进水管道上的冷却水压力的压力检测装置(1)、用于检测冷却水箱(4)出水管道流量的流量检测装置(5)和用于采集压力检测装置(1)和流量检测装置(5)信号的控制器(7)，控制器(7)控制进水电磁阀(2)的开关。

2.根据权利要求1所述的水冷式保护罩,其特征在于：所述冷却水箱(4)和冷却护罩(3)之间通过至少两个管道进行连接。

3.根据权利要求2所述的水冷式保护罩，其特征在于：所述各个管道截面积之和大于冷却护罩(3)顶面的面积的五分之四。

4.根据权利要求2或3所述的水冷式保护罩，其特征在于：所述保护罩还设有排气电磁阀(6)。

5.根据权利要求1所述的水冷式保护罩，其特征在于：所述冷却水箱(4)的容积根据现场环境温度、保护罩的尺寸进行定制。

6.根据权利要求1所述的水冷式保护罩，其特征在于：所述该保护罩还包括与控制器连接的报警器和设置在冷却水箱(4)内设有用于检测水位的压力传感器。

7.根据权利要求1至6任意一项所述的一种水冷式保护罩的控制方法，其特征在于：该方法包含以下步骤：

步骤一、当冷却水正常供水情况下，进水经过压力检测装置(1)和进水电磁阀(2)，向冷却护罩(3)供给冷却水，冷却水向上流经冷却水箱(4)并充满冷却水箱(4)之后，通过流量检测装置(5)进入出水管道，循环冷却，排气电磁阀(6)在控制器(7)逻辑控制下，处在关闭状态；

步骤二、当压力检测装置(1)检测到压力低于正常供水压力或流量检测装置(5)检测了流量低于正常值，控制器(7)将自动操作进水电磁阀(2)关闭；排气电磁阀(6)打开，进入蒸发冷却状态。

步骤三、当恢复冷却水供水，通过压力检测装置(1)将检测到压力高于要求值，控制器(7)打开进水电磁阀(2)，经过控制逻辑延时，检测流量是否满足要求，当流量满足要求时，进入正常供水冷却状态，关闭排气电磁阀(6)。

8.根据权利要求7所述的水冷式保护罩的控制方法，其特征在于：当保护罩处于蒸发冷却状态时，冷却水箱(4)储存的水通过多个管道直接连接冷却护罩(3)，并构成热流向上的内部冷却循环，产生的热气通过排气电磁阀(6)向外排出。

9.根据权利要求7所述的水冷式保护罩的控制方法，其特征在于：该方法还包括以下步骤：当保护罩处于蒸发冷却状态时，压力传感器检测到水位低于设定水位时，控制器控制报警器进行报警。