專利名稱：蒸發(fā)冷卻密封腔體內(nèi)冷卻介質(zhì)液面控制方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及隔爆型臥式電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及蒸發(fā)冷卻密封腔體內(nèi)冷卻介質(zhì)液面控制方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
浸泡式蒸發(fā)冷卻技術(shù)，是目前較為先進(jìn)的一種新型冷卻技術(shù)，廣泛應(yīng)用在臥式電機(jī)、大型功率器件、大型計(jì)算機(jī)工作站等耗能、發(fā)熱比較突出的電器設(shè)備上。實(shí)施浸泡式蒸發(fā)冷卻技術(shù)，需要將被冷卻的器件密封在一個(gè)密封腔體內(nèi)，并灌入足量的蒸發(fā)冷卻介質(zhì)(蒸發(fā)冷卻介質(zhì)是一種常溫下為液態(tài)，且密度大、無(wú)色、無(wú)味的絕緣物質(zhì)，在密封腔體內(nèi)，液態(tài)蒸發(fā)冷卻介質(zhì)的液面應(yīng)該沒(méi)過(guò)被冷卻的器件)。電器設(shè)備運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的大量熱量，使蒸發(fā)冷卻介質(zhì)溫度升高并沸騰汽化，汽化的冷卻介質(zhì)與外部冷凝設(shè)備進(jìn)行熱交換后再液化流回到密封腔體內(nèi)，通過(guò)上述蒸發(fā)冷卻過(guò)程可以將器件產(chǎn)生的熱量及時(shí)散發(fā)到電器設(shè)備的外部，從而保證電器設(shè)備正常運(yùn)行。為了保證電器設(shè)備的工作安全，在上述蒸發(fā)冷卻過(guò)程中，密封腔體內(nèi)的壓力應(yīng)當(dāng)保持為常壓，因此，密封腔體內(nèi)必須留出一定的空間，以緩沖蒸發(fā)冷卻介質(zhì)蒸發(fā)時(shí)的體積膨脹；再者，目前蒸發(fā)冷卻介質(zhì)的價(jià)格比較昂貴。據(jù)此，灌入到密封腔體內(nèi)的蒸發(fā)冷卻介質(zhì)并不是越多越好，而是應(yīng)當(dāng)控制在一個(gè)合理的液位上。目前主要的作法是在密封腔體的外壁上開設(shè)一個(gè)透明的觀察窗結(jié)構(gòu)，利用這個(gè)視窗結(jié)構(gòu)來(lái)觀察蒸發(fā)冷卻介質(zhì)在密封腔體內(nèi)灌注時(shí)的液面高度情況。這種作法，一方面是由于人為的因素，誤差較大；另一方面，對(duì)于隔爆式電器設(shè)備，由于要求隔爆機(jī)殼必須是完整的，不能有任何開口，因此，不能采用觀察窗結(jié)構(gòu)來(lái)觀察蒸發(fā)冷卻介質(zhì)在密封腔體的液面，從而無(wú)法控制蒸發(fā)冷卻介質(zhì)在密封腔體內(nèi)的灌注情況。有鑒于此，亟需針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，以有效控制隔爆式電器設(shè)備蒸發(fā)冷卻時(shí)密封腔體內(nèi)冷卻介質(zhì)的灌液面。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述缺陷，本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題在于，提供一種蒸發(fā)冷卻密封腔體內(nèi)冷卻介質(zhì)液面控制系統(tǒng)，用于準(zhǔn)確地控制隔爆式電器設(shè)備蒸發(fā)冷卻時(shí)密封腔體內(nèi)冷卻介質(zhì)的灌液面。在此基礎(chǔ)上，本發(fā)明同時(shí)還提供了上述蒸發(fā)冷卻密封腔體內(nèi)冷卻介質(zhì)液面控制系統(tǒng)的控制方法。本發(fā)明提供的蒸發(fā)冷卻密封腔體內(nèi)冷卻介質(zhì)液面控制系統(tǒng)，包括壓電元件和控制器，所述壓電元件固定在蒸發(fā)冷卻密封腔體內(nèi)，所述壓電元件的兩側(cè)極板豎向設(shè)置在設(shè)定灌液面處，且所述壓電元件根據(jù)其相對(duì)側(cè)面上的兩個(gè)極板所受冷卻介質(zhì)的流體靜壓力大小，產(chǎn)生相應(yīng)的電信號(hào)；所述控制器根據(jù)所述電信號(hào)的大小獲得冷卻介質(zhì)的頂面是否到達(dá)設(shè)定灌液面的判斷結(jié)果，并根據(jù)所述判斷結(jié)果輸出驅(qū)動(dòng)相應(yīng)執(zhí)行元件的控制信號(hào)。優(yōu)選地，所述執(zhí)行元件為指示燈或揚(yáng)聲器，所述控制信號(hào)打開或者關(guān)閉所述指示燈或揚(yáng)聲器。優(yōu)選地，所述控制器為絕緣柵雙極型晶體管，串接在所述指示燈或揚(yáng)聲器的供電電路中，所述壓電元件的兩個(gè)極板分別連接到一個(gè)電容的正、負(fù)極上，所述電容將所述電信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)形成所述控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)所述絕緣柵雙極型晶體管接通或斷開所述供電電路。優(yōu)選地，所述絕緣柵雙極型晶體管的控制極連接到所述電容的正極、源極連接到所述供電電路中的直流電源的負(fù)極、漏極串聯(lián)所述指示燈或揚(yáng)聲器后連接到所述供電電路中的直流電源的正極。優(yōu)選地，所述控制器為單片機(jī)。所述控制器，所述執(zhí)行元件為設(shè)置在冷卻介質(zhì)灌注管路中的控制閥，所述控制信號(hào)打開或者關(guān)閉所述控制閥。本發(fā)明提供的蒸發(fā)冷卻密封腔體內(nèi)冷卻介質(zhì)液面控制方法，包括以下步驟步驟10、在蒸發(fā)冷卻密封腔體內(nèi)固定設(shè)置壓電元件，所述壓電元件根據(jù)其相對(duì)側(cè)面上的兩個(gè)極板所受冷卻介質(zhì)的流體靜壓力大小，產(chǎn)生相應(yīng)的電信號(hào)，其中所述壓電元件的兩側(cè)極板豎向設(shè)置在設(shè)定灌液面處；步驟20、根據(jù)所述電信號(hào)的大小獲得當(dāng)前灌注的冷卻介質(zhì)的頂面位置，并輸出相應(yīng)的控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的執(zhí)行元件控制冷卻介質(zhì)的頂面與設(shè)定灌液面平齊。優(yōu)選地，在步驟20中，首先使冷卻介質(zhì)的頂面位置超過(guò)所述壓電元件的底面一定高度，然后再降至與所述壓電元件的底面平齊。優(yōu)選地，在步驟20中，當(dāng)冷卻介質(zhì)的頂面位置超過(guò)所述壓電元件的頂面時(shí)，點(diǎn)亮指示燈或打開揚(yáng)聲器提示操作人員手動(dòng)停止灌注，并手動(dòng)排放冷卻介質(zhì)；排放冷卻介質(zhì)的過(guò)程中，當(dāng)冷卻介質(zhì)的頂面與所述壓電元件的底面平齊時(shí)，關(guān)閉指示燈或揚(yáng)聲器并提示操作人員手動(dòng)停止排放冷卻介質(zhì)。優(yōu)選地，在步驟20中，當(dāng)冷卻介質(zhì)的頂面位置超過(guò)所述壓電元件的頂面時(shí)，點(diǎn)亮指示燈或打開揚(yáng)聲器并通過(guò)控制閥停止灌注，同時(shí)開始排放冷卻介質(zhì)；排放冷卻介質(zhì)的過(guò)程中，當(dāng)冷卻介質(zhì)的頂面與所述壓電元件的底面平齊時(shí)，關(guān)閉指示燈或揚(yáng)聲器并通過(guò)控制閥停止排放冷卻介質(zhì)。本發(fā)明提供的蒸發(fā)冷卻密封腔體內(nèi)冷卻介質(zhì)液面控制系統(tǒng)，在蒸發(fā)冷卻密封腔體內(nèi)固定設(shè)置一個(gè)壓電元件，并且使壓電元件的兩側(cè)極板豎向設(shè)置在設(shè)定灌液面處，壓電元件根據(jù)其兩個(gè)極板所受冷卻介質(zhì)的流體靜壓力大小就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的電信號(hào)，然后通過(guò)控制器根據(jù)所述電信號(hào)的大小獲得冷卻介質(zhì)的頂面是否到達(dá)設(shè)定灌液面的判斷結(jié)果，并根據(jù)所述判斷結(jié)果輸出驅(qū)動(dòng)相應(yīng)執(zhí)行元件的控制信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)冷卻介質(zhì)灌注液面的精確控制。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的技術(shù)方案，大大減少了人為因素產(chǎn)生的誤差，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；另外，本發(fā)明提供的技術(shù)方案，無(wú)須在設(shè)備殼體上設(shè)置觀察窗，解決了浸泡式蒸發(fā)冷卻技術(shù)在隔爆式電器設(shè)備上應(yīng)用的難題。在上述控制系統(tǒng)的優(yōu)選方案中，控制器采用的是絕緣柵雙極型晶體管，串接在指示燈或揚(yáng)聲器的供電電路中，壓電元件的兩個(gè)極板分別連接到一個(gè)電容的正、負(fù)極上，電容將所述電信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)形成所述控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)所述絕緣柵雙極型晶體管接通或斷開所述供電電路。這種設(shè)計(jì)方案，在低成本的基礎(chǔ)上，反應(yīng)迅速。
5
在上述控制系統(tǒng)的另一種優(yōu)選方案中，所述執(zhí)行元件為設(shè)置在冷卻介質(zhì)灌注管路中的控制閥，所述控制信號(hào)打開或者關(guān)閉所述控制閥，該方案通過(guò)設(shè)置在冷卻介質(zhì)灌注管路中的控制閥和單片機(jī)實(shí)現(xiàn)了灌注過(guò)程的自動(dòng)控制，提高了控制精度，同時(shí)節(jié)省了人工成本。本發(fā)明提供的蒸發(fā)冷卻密封腔體內(nèi)冷卻介質(zhì)液面控制方法，通過(guò)壓電元件兩個(gè)極板所受冷卻介質(zhì)的流體靜壓力大小所產(chǎn)生的相應(yīng)電信號(hào)，獲得冷卻介質(zhì)的頂面是否到達(dá)設(shè)定灌液面的判斷結(jié)果，大大減少了人為因素產(chǎn)生的誤差，并且無(wú)須在設(shè)備殼體上設(shè)置觀察窗，解決了浸泡式蒸發(fā)冷卻技術(shù)在隔爆式電器設(shè)備上應(yīng)用的難題。在上述控制方法的一種優(yōu)選方案中，首先使冷卻介質(zhì)的頂面位置超過(guò)所述壓電元件的頂面，然后再降至與所述壓電元件的底面平齊。這樣，可以避免由于冷卻介質(zhì)波動(dòng)所產(chǎn)生的誤差。


圖I是浸泡式蒸發(fā)冷卻隔爆型臥式異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是具體實(shí)施方式
所述的蒸發(fā)冷卻密封腔體內(nèi)冷卻介質(zhì)液面控制系統(tǒng)中壓電元件輸出信號(hào)采集示意圖；圖3是具體實(shí)施方式
所述的蒸發(fā)冷卻密封腔體內(nèi)冷卻介質(zhì)液面控制系統(tǒng)中控制電路不意圖。機(jī)殼10、定子11、轉(zhuǎn)子12、定子密封腔體20、設(shè)定灌液面13 ；壓電元件P、電容Cl、絕緣柵雙極型晶體管IGBT、控制極G、源極S、漏極D、指示燈 L、直流電源V。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的核心在于提供一種蒸發(fā)冷卻密封腔體內(nèi)冷卻介質(zhì)液面控制方法及系統(tǒng)， 其主要目的是對(duì)于采用浸泡式蒸發(fā)冷卻技術(shù)的設(shè)備，在向密封腔體內(nèi)灌注冷卻介質(zhì)的過(guò)程中，減少由于人為觀察確定灌注液面是否到達(dá)設(shè)定位置產(chǎn)生的誤差，并且由于本發(fā)明提供的技術(shù)方案，無(wú)須在設(shè)備的殼體上設(shè)置觀察窗，因此還同時(shí)解決了浸泡式蒸發(fā)冷卻技術(shù)在隔爆式電器設(shè)備上應(yīng)用的難題。下面結(jié)合說(shuō)明書附圖具體說(shuō)明本實(shí)施方式。不失一般性，本實(shí)施方式以浸泡式蒸發(fā)冷卻隔爆型臥式異步電動(dòng)機(jī)作為主體進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，根據(jù)本領(lǐng)域技術(shù)人員的認(rèn)知能力，本發(fā)明提供的技術(shù)方案同樣適用于其他的浸泡式蒸發(fā)冷卻電器設(shè)備，例如大型計(jì)算機(jī)工作站等。本具體實(shí)施例并非構(gòu)成對(duì)技術(shù)方案的限制。請(qǐng)參見圖1，該圖為浸泡式蒸發(fā)冷卻隔爆型臥式異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖，包括設(shè)置在機(jī)殼10內(nèi)的定子11和轉(zhuǎn)子12，其中定子11密封在一個(gè)定子密封腔體20內(nèi)，該定子密封腔體20內(nèi)灌注有冷卻介質(zhì)，且冷卻介質(zhì)將定子11完全浸泡以實(shí)現(xiàn)對(duì)定子的冷卻(圖 I中，標(biāo)記13所指的是冷卻介質(zhì)的設(shè)定灌液面位置)。該異步電動(dòng)機(jī)使用了本發(fā)明提供的蒸發(fā)冷卻密封腔體內(nèi)冷卻介質(zhì)液面控制系統(tǒng)，以減少冷卻介質(zhì)在灌注過(guò)程中，由于人為觀察確定灌注液面是否到達(dá)設(shè)定位置而產(chǎn)生的誤差。蒸發(fā)冷卻密封腔體內(nèi)冷卻介質(zhì)液面控制系統(tǒng)包括壓電元件和控制器，該壓電元件固定在蒸發(fā)冷卻密封腔體內(nèi)，且該壓電元件的兩側(cè)極板豎向設(shè)置在設(shè)定灌液面處，工作過(guò)程中，壓電元件根據(jù)其相對(duì)側(cè)面上的兩個(gè)極板所受冷卻介質(zhì)的流體靜壓力大小，產(chǎn)生相應(yīng)的電信號(hào)；控制器根據(jù)該電信號(hào)的大小獲得冷卻介質(zhì)的頂面是否到達(dá)設(shè)定灌液面的判斷結(jié)果，并根據(jù)該判斷結(jié)果輸出驅(qū)動(dòng)相應(yīng)執(zhí)行元件的控制信號(hào)。本發(fā)明提供的蒸發(fā)冷卻密封腔體內(nèi)冷卻介質(zhì)液面控制方法，包括以下步驟步驟10、在蒸發(fā)冷卻密封腔體內(nèi)固定設(shè)置壓電元件，該壓電元件根據(jù)其相對(duì)側(cè)面上的兩個(gè)極板所受冷卻介質(zhì)的流體靜壓力大小，產(chǎn)生相應(yīng)的電信號(hào)，其中，壓電元件的兩側(cè)極板豎向設(shè)置在設(shè)定灌液面處；步驟20、根據(jù)所述電信號(hào)的大小獲得當(dāng)前灌注的冷卻介質(zhì)的頂面位置，并輸出相應(yīng)的控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的執(zhí)行元件控制冷卻介質(zhì)的頂面與設(shè)定灌液面平齊。其中，壓電元件指由具備壓電效應(yīng)的電介質(zhì)材料(壓電介質(zhì))在其兩相對(duì)側(cè)面上分別設(shè)置正、負(fù)極板而構(gòu)成的檢測(cè)元件。電介質(zhì)材料平時(shí)不帶電而顯示電中性，當(dāng)其沿一定方向受到外力的作用時(shí)，內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生類極化現(xiàn)象，同時(shí)產(chǎn)生大量自由電子(負(fù)電性)，失去電子的原子核為正電性，從而形成內(nèi)部微弱電場(chǎng)，在這個(gè)內(nèi)部微弱電場(chǎng)的推動(dòng)下，電介質(zhì)材料的受力表面會(huì)積累出足以被正、負(fù)極板檢測(cè)出來(lái)的電荷數(shù)量。當(dāng)外力消失時(shí)，由于原子核的吸引，自由電子將被重新拉回核結(jié)構(gòu)中，此時(shí)壓電介質(zhì)又恢復(fù)為不帶電的電中性狀態(tài)。壓電介質(zhì)可分為三類(I)石英晶體類，屬于天然的單晶體；(2)壓電陶瓷，屬于人工合成的多晶體；(3)高分子壓電材料。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)具體應(yīng)用場(chǎng)合選擇不同類型的壓電元件。再參見圖2和圖3，圖2和圖3示出了蒸發(fā)冷卻密封腔體內(nèi)冷卻介質(zhì)液面控制系統(tǒng)的一個(gè)具體實(shí)施例，在該具體實(shí)施例中，執(zhí)行元件為指示燈(也可以采用揚(yáng)聲器)，由于壓電元件上積累的電荷所產(chǎn)生的電壓信號(hào)一般是很小的，不足以驅(qū)動(dòng)指示燈發(fā)亮，因此，控制器采用了絕緣柵雙極型晶體管IGBT，串接在指示燈L(揚(yáng)聲器)的供電電路中。絕緣柵雙極型晶體管IGBT是一種全控型場(chǎng)效應(yīng)晶體管，可以作為全控型開關(guān)來(lái)使用，壓電元件上積累的電荷所產(chǎn)生的電壓信號(hào)完全可以驅(qū)動(dòng)IGBT的控制極。具體連接方式為壓電元件 P的兩個(gè)極板(正、負(fù)極極板)分別連接到一個(gè)電容Cl的正、負(fù)極上，絕緣柵雙極型晶體管 IGBT的控制極G連接到電容Cl的正極、源極S連接到供電電路中的直流電源V的負(fù)極、漏極D串聯(lián)指示燈L(揚(yáng)聲器)后連接到供電電路中的直流電源V的正極，電容Cl將壓電元件P受冷卻介質(zhì)靜壓力而產(chǎn)生的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)形成相應(yīng)的控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)絕緣柵雙極型晶體管IGBT接通或斷開供電電路，以提醒相關(guān)操作人員。如果G極上有電壓信號(hào)， 則IGBT導(dǎo)通，于是供電電路是通路，有電流流過(guò)而使指示燈L發(fā)亮；如果G極上無(wú)電壓信號(hào)，則IGBT截止，于是供電電路是斷開的，指示燈L熄滅。上述具體實(shí)施例的實(shí)施過(guò)程如下首先，在液態(tài)的蒸發(fā)冷卻介質(zhì)灌入定子密封腔體之前，設(shè)定好冷卻介質(zhì)的預(yù)定灌液面位置，并在該灌液面位置上方的定子密封腔體內(nèi)壁上或者定子密封腔體內(nèi)其他的固體支撐物上固定一個(gè)壓電元件P，壓電元件P的兩側(cè)極板豎向設(shè)置在設(shè)定灌液面處，壓電元件 P兩相對(duì)側(cè)面上的極板與預(yù)定灌液面垂直。然后，在該壓電元件P的附近再固定一個(gè)與之匹配的電容Cl，壓電元件P的兩個(gè)極板(正、負(fù)極極板)分別連接到電容Cl的正、負(fù)極上，當(dāng)壓電元件P因?yàn)槭艿酵饬ψ饔枚谄鋬蓚€(gè)極板上積累出電荷時(shí)，該電荷Q量經(jīng)過(guò)導(dǎo)線傳導(dǎo)到電容Cl上，相當(dāng)于給電容充電，設(shè)充電電容的電容量為C，則該電容Cl產(chǎn)生并輸出電壓U = Q/C，電壓U再經(jīng)過(guò)特定的無(wú)衰減的屏蔽導(dǎo)線沿著臥式電機(jī)內(nèi)部其他引出線的路徑，與其他引出線一起由防爆機(jī)殼上的接線盒引出到隔爆型電機(jī)的外部，作為控制信號(hào)。當(dāng)然，與壓電元件P相匹配的電容Cl也可以設(shè)置在定子密封腔體外部，只要能夠滿足信號(hào)傳遞的基本功能均可。液態(tài)的蒸發(fā)冷卻介質(zhì)由定子密封腔體底部的閥門緩緩灌入，隨著冷卻介質(zhì)的不斷緩慢進(jìn)入，灌液面慢慢升高，在這期間，壓電元件P是不帶電的，電荷Q量等于0，與之相連的電容Cl的輸出電壓U等于0，因此，絕緣柵雙極型晶體管IGBT截止，供電電路是斷開的，指示燈L不亮。當(dāng)進(jìn)入定子密封腔體內(nèi)的蒸發(fā)冷卻介質(zhì)液體沒(méi)過(guò)整個(gè)定子，其灌液面剛好抵達(dá)指定位置時(shí)，此時(shí)壓電元件P仍露在冷卻介質(zhì)外，只是其下端與灌液面接觸，其兩個(gè)相對(duì)側(cè)面還沒(méi)有受到冷卻介質(zhì)流體靜壓力的作用，隨著冷卻介質(zhì)液體繼續(xù)灌入，灌液面開始接觸壓電元件P，此時(shí)壓電元件P的側(cè)面開始承受介質(zhì)液體的流體靜壓力F，于是開始出現(xiàn)壓電效應(yīng)，產(chǎn)生一定量的電荷Q，該電荷Q給電容Cl充電,從而輸出電壓信號(hào)。開始時(shí)電荷Q量很小，電壓信號(hào)U亦很小，不足以驅(qū)動(dòng)IGBT，隨著灌液面的繼續(xù)升高，電荷Q量逐漸增大，電壓信號(hào)U也逐漸增大，當(dāng)蒸發(fā)冷卻介質(zhì)液體完全沒(méi)過(guò)壓電元件P 后，輸出電壓U足夠驅(qū)動(dòng)絕緣柵雙極型晶體管IGBT，于是供電電路由開路變?yōu)橥罚甘緹?L被點(diǎn)亮，操作人員見到指示燈L發(fā)亮則停止灌液。隨后，灌液人員開始通過(guò)定子密封腔體下底部的閥門向外排出冷卻介質(zhì)液體，定子密封腔體內(nèi)的冷卻介質(zhì)液面開始下降，當(dāng)壓電元件P開始露出冷卻介質(zhì)液面時(shí)，其受到的流體靜壓力F開始減小，壓電元件P電極上的電荷Q開始減小，則輸出電壓U減小，但只要還有電壓信號(hào)，則絕緣柵雙極型晶體管IGBT仍然是導(dǎo)通的，指示燈L依然是發(fā)光狀態(tài)。當(dāng)冷卻介質(zhì)從定子密封腔體排出一定量，使得其液面與壓電元件P的底面平齊 (到達(dá)預(yù)設(shè)灌液面位置)時(shí)，壓電元件P完全露出冷卻介質(zhì)，不再受到流體靜壓力F，即F = O,因此，壓電元件P的兩個(gè)極板上的電荷Q量也等于0，輸出電壓信號(hào)U為0，此時(shí)絕緣柵雙極型晶體管IGBT因?yàn)闆](méi)有電壓驅(qū)動(dòng)信號(hào)而截止，供電電路斷開，指示燈L熄滅，灌液人員看到指示燈L熄滅則停止排放冷卻介質(zhì)，從而使定子密封腔體內(nèi)的冷卻介質(zhì)的液面停留在預(yù)設(shè)的灌液面位置上，以保證定子完全浸沒(méi)在冷卻介質(zhì)中。在上述方案中，也可以使用單片機(jī)作為控制器，并進(jìn)一步地通過(guò)設(shè)置在冷卻介質(zhì)灌注管路中的控制閥實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)冷卻介質(zhì)自動(dòng)灌注。具體方案是單片機(jī)檢測(cè)壓電元件輸出電壓大小，并根據(jù)輸出電壓大小輸出相應(yīng)的控制信號(hào)，打開或者關(guān)閉所述控制閥。另外，上述方案均采用的是當(dāng)冷卻介質(zhì)沒(méi)過(guò)壓電元件后再放出至與其底面平齊的方式，這是因?yàn)?，一方面?dāng)冷卻介質(zhì)剛剛與壓電元件的底面接觸時(shí)，此時(shí)雖然可以產(chǎn)生電壓信號(hào)U，但是U很小，不足以驅(qū)動(dòng)絕緣柵雙極型晶體管IGBT ;雖然也可以設(shè)定冷卻介質(zhì)液面到達(dá)壓電元件的一定高度(例如壓電元件高度的三分之一或一半，但是，這種方案容易受到液面波動(dòng)的影響)，總之，當(dāng)冷卻介質(zhì)沒(méi)過(guò)壓電元件后，即使繼續(xù)灌注，電壓信號(hào)U也不再改變，這樣可以避免冷卻介質(zhì)液面波動(dòng)的影響，而且冷卻介質(zhì)沒(méi)過(guò)壓電元件后電壓信號(hào)U 也不再改變，是一個(gè)穩(wěn)定的信號(hào)，可以減少誤差。在上述方案中，絕緣柵雙極型晶體管IGBT也可以采用門極可關(guān)斷晶閘(GTO)、電力晶體管(GTR)、電力場(chǎng)效應(yīng)管(EFT)等全控型功率器件。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.蒸發(fā)冷卻密封腔體內(nèi)冷卻介質(zhì)液面控制系統(tǒng)，其特征在于，包括壓電元件，固定在蒸發(fā)冷卻密封腔體內(nèi)，所述壓電元件的兩側(cè)極板豎向設(shè)置在設(shè)定灌液面處，且所述壓電元件根據(jù)其相對(duì)側(cè)面上的兩個(gè)極板所受冷卻介質(zhì)的流體靜壓力大小， 產(chǎn)生相應(yīng)的電信號(hào)；控制器，根據(jù)所述電信號(hào)的大小獲得冷卻介質(zhì)的頂面是否到達(dá)設(shè)定灌液面的判斷結(jié)果，并根據(jù)所述判斷結(jié)果輸出驅(qū)動(dòng)相應(yīng)執(zhí)行元件的控制信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的蒸發(fā)冷卻密封腔體內(nèi)冷卻介質(zhì)液面控制系統(tǒng)，其特征在于， 所述執(zhí)行元件為指示燈或揚(yáng)聲器，所述控制信號(hào)打開或者關(guān)閉所述指示燈或揚(yáng)聲器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的蒸發(fā)冷卻密封腔體內(nèi)冷卻介質(zhì)液面控制系統(tǒng)，其特征在于， 所述控制器為絕緣柵雙極型晶體管，串接在所述指示燈或揚(yáng)聲器的供電電路中，所述壓電元件的兩個(gè)極板分別連接到一個(gè)電容的正、負(fù)極上，所述電容將所述電信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)形成所述控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)所述絕緣柵雙極型晶體管接通或斷開所述供電電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的蒸發(fā)冷卻密封腔體內(nèi)冷卻介質(zhì)液面控制系統(tǒng)，其特征在于， 所述絕緣柵雙極型晶體管的控制極連接到所述電容的正極、源極連接到所述供電電路中的直流電源的負(fù)極、漏極串聯(lián)所述指示燈或揚(yáng)聲器后連接到所述供電電路中的直流電源的正極。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的蒸發(fā)冷卻密封腔體內(nèi)冷卻介質(zhì)液面控制系統(tǒng)，其特征在于， 所述控制器為單片機(jī)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的蒸發(fā)冷卻密封腔體內(nèi)冷卻介質(zhì)液面控制系統(tǒng)，其特征在于， 所述執(zhí)行元件為設(shè)置在冷卻介質(zhì)灌注管路中的控制閥，所述控制信號(hào)打開或者關(guān)閉所述控制閥。
7.蒸發(fā)冷卻密封腔體內(nèi)冷卻介質(zhì)液面控制方法，其特征在于，包括以下步驟步驟10、在蒸發(fā)冷卻密封腔體內(nèi)固定設(shè)置壓電元件，所述壓電元件根據(jù)其相對(duì)側(cè)面上的兩個(gè)極板所受冷卻介質(zhì)的流體靜壓力大小，產(chǎn)生相應(yīng)的電信號(hào)，其中所述壓電元件的兩側(cè)極板豎向設(shè)置在設(shè)定灌液面處；步驟20、根據(jù)所述電信號(hào)的大小獲得當(dāng)前灌注的冷卻介質(zhì)的頂面位置，并輸出相應(yīng)的控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的執(zhí)行元件控制冷卻介質(zhì)的頂面與設(shè)定灌液面平齊。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的蒸發(fā)冷卻密封腔體內(nèi)冷卻介質(zhì)液面控制方法，其特征在于， 在步驟20中，首先使冷卻介質(zhì)的頂面位置超過(guò)所述壓電元件的底面一定高度，然后再降至與所述壓電元件的底面平齊。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的蒸發(fā)冷卻密封腔體內(nèi)冷卻介質(zhì)液面控制方法，其特征在于， 在步驟20中，當(dāng)冷卻介質(zhì)的頂面位置超過(guò)所述壓電元件的頂面時(shí)，點(diǎn)亮指示燈或打開揚(yáng)聲器提示操作人員手動(dòng)停止灌注，并手動(dòng)排放冷卻介質(zhì)；排放冷卻介質(zhì)的過(guò)程中，當(dāng)冷卻介質(zhì)的頂面與所述壓電元件的底面平齊時(shí)，關(guān)閉指示燈或揚(yáng)聲器并提示操作人員手動(dòng)停止排放冷卻介質(zhì)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的蒸發(fā)冷卻密封腔體內(nèi)冷卻介質(zhì)液面控制方法，其特征在于， 在步驟20中，當(dāng)冷卻介質(zhì)的頂面位置超過(guò)所述壓電元件的頂面時(shí)，點(diǎn)亮指示燈或打開揚(yáng)聲器并通過(guò)控制閥停止灌注，同時(shí)開始排放冷卻介質(zhì)；排放冷卻介質(zhì)的過(guò)程中，當(dāng)冷卻介質(zhì)的頂面與所述壓電元件的底面平齊時(shí)，關(guān)閉指示燈或揚(yáng)聲器并通過(guò)控制閥停止排放冷卻介質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種蒸發(fā)冷卻密封腔體內(nèi)冷卻介質(zhì)液面控制系統(tǒng)，包括壓電元件和控制器，所述壓電元件固定在蒸發(fā)冷卻密封腔體內(nèi)，所述壓電元件的兩側(cè)極板豎向設(shè)置在設(shè)定灌液面處，且所述壓電元件根據(jù)其相對(duì)側(cè)面上的兩個(gè)極板所受冷卻介質(zhì)的流體靜壓力大小，產(chǎn)生相應(yīng)的電信號(hào)；所述控制器根據(jù)所述電信號(hào)的大小獲得冷卻介質(zhì)的頂面是否到達(dá)設(shè)定灌液面的判斷結(jié)果，并根據(jù)所述判斷結(jié)果輸出驅(qū)動(dòng)相應(yīng)執(zhí)行元件的控制信號(hào)。同現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，大大減少了人為因素產(chǎn)生的誤差；另外，無(wú)須在設(shè)備殼體上設(shè)置觀察窗，解決了浸泡式蒸發(fā)冷卻技術(shù)在隔爆式電器設(shè)備上應(yīng)用的難題。在此基礎(chǔ)上，本發(fā)明還提供了一種蒸發(fā)冷卻密封腔體內(nèi)冷卻介質(zhì)液面控制方法。
文檔編號(hào)H02K9/20GK102594025SQ20121004779
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月28日
發(fā)明者欒茹, 肖富凱 申請(qǐng)人:中冶京誠(chéng)(湘潭)重工設(shè)備有限公司, 欒茹, 肖富凱