一种自循环冷却式立体变压器的制作方法

1.本技术涉及变压器的技术领域，尤其是涉及一种自循环冷却式立体变压器。


背景技术：

2.油浸式变压器是指一种将变压器主体浸入到油箱中的变压器，其是以油作为变压器的主要绝缘手段，并同时依靠油作为冷却介质进行冷却的，此外，油箱中的油还可以很好地保护铁心和绕组免受空气中湿气的影响。
3.通过检索，中国专利公告号cn218333374u公开了循环冷却油浸式变压器，包括变压器本体、冷却箱和散热箱，还包括有出油管、冷却管、回油管、第一单向阀和输油泵，出油管的一端连接在变压器本体上，另一端连接在冷却箱上，回油管连接在冷却箱和变压器本体之间，冷却管位于冷却箱内，冷却管分别与出油管和回油管连通；冷却箱内装设有冷却液，冷却箱的底部连通设有出水管，出水管另一端经过散热箱连通设置在冷却箱上，冷却箱底部与散热箱底部的出水管之间连接设有第二单向阀和抽水泵；本实用新型相对于现阶段技术的有益效果为通过设置绝缘油的冷却循环管路和冷却液的冷却循环管路，双重循环进一步保证了油浸式变压器的冷却效果，并且循环利用冷却液避免浪费。
4.针对上述中的相关技术，发明人发现存在以下缺陷：为了保证变压器本体内的油的散热速度，油在单位时间内的流量需要控制在一定范围内，使得出油管需要具有一定的流径；因出油管内的油仅可通过出油管与冷却箱内的冷却液进行热交换，故靠近于出油管内壁的油的冷却效果较好，而靠近于出油管中心的油的冷却效果不佳，无法全面冷却的油对变压器的冷却效果并不好，因此需要改进。


技术实现要素：

5.为了能够对油进行全面冷却以提高对变压器的冷却效果，本技术提供一种自循环冷却式立体变压器。
6.本技术提供的一种自循环冷却式立体变压器，采用如下的技术方案：一种自循环冷却式立体变压器，包括具有进油管和出油管的变压器本体、填充有冷却液的冷却箱，进油管和出油管通过伸入到冷却箱内的连接管相连通，连接管呈蛇形设置并具有若干笔直段；
7.冷却箱内设有穿设于所有笔直段的冷却管，冷却管的一端通过抽泵连通于冷却箱的内部，冷却管的另一端通过位于冷却箱外侧的冷却单元连通于冷却箱内部，冷却箱的外侧设有用于向冷却单元吹风的风冷单元；
8.冷却管与冷却单元相连通的一端设有在一定压力下才可开启的控制阀，冷却管内设有若干伸缩单元，伸缩单元的内部与冷却管的内部相连通；
9.伸缩单元具有膨胀和收缩两种状态，处于膨胀状态的伸缩单元可伸出到冷却管外侧并伸入到笔直段内侧，控制阀在伸缩单元膨胀至指定程度时将开启，处于收缩状态的伸缩单元将缩入到冷却管内。
10.可选的，所述冷却箱的一侧呈敞口设置并供冷却管和连接管进出冷却箱的内侧，
冷却管的两端分别可拆连接于抽泵和冷却单元，冷却箱的敞口端可拆连接有封盖，封盖上设有供进油管和出油管滑动穿设的穿设孔。
11.可选的，所述冷却管上设有若干与伸缩单元一一对应的螺纹通孔，伸缩单元包括螺纹配合于螺纹通孔的螺筒，螺筒的长度小于螺纹通孔的长度并大于冷却管的内径，螺筒的中部设有供冷却管内的冷却液进入到螺筒内的进液孔，进液孔朝向冷却管与抽泵相连的一端，螺筒的两端均呈敞口设置并连通有弹性导热套，弹性导热套在膨胀时可伸出到螺筒外，弹性导热套在收缩时可缩入到螺筒内。
12.可选的，所述螺筒中部的内壁上设有分液块，分液块上设有朝向进液孔并用于将冷却液导流至螺筒两端处的凸端。
13.可选的，所述螺筒的两端端面上均设有旋拧槽。
14.可选的，所述螺筒的两端端面上均设有标识，标识与进液孔位于同一条与螺筒轴线相平行的直线上。
15.可选的，所述螺筒内嵌设有两个分设于进液孔两侧的密封环，两个密封环相背离的一侧均通过连接环连接于弹性导热套，弹性导热套的内部通过连接环的内侧和密封环的内侧连通于螺筒的内侧。
16.可选的，还包括控制单元，控制单元包括处理器和温度传感器，温度传感器、抽泵和风冷单元均耦接于处理器，且温度传感器安装在进油管、出油管或连接管内；当温度传感器检测到的温度达到最高预设温度时，温度传感器将向处理器发射冷却信号，处理器将控制抽泵和风冷单元开启；当温度传感器检测到的温度达到最低预设温度时，温度传感器将向处理器发射停止信号，处理器将控制抽泵和风冷单元关闭。
17.可选的，所述冷却单元包括进液管和出液管，进液管的一端连通于冷却管，出液管的一端连通于冷却箱内部，进液管的另一端和出液管的另一端均呈扩口形设置并共同连通有散热盒，散热盒的横截面面积大于进液管和出液管的横截面面积。
18.可选的，所述风冷单元包括若干在冷却箱上并用于向散热盒表面吹风的冷风机。
19.综上所述，本技术包括以下有益技术效果：
20.1.冷却管、伸缩单元和连接管的配合，能够对油进行多重冷却，并同时对贴靠于连接管内壁的油和油的中心进行同步冷却，从而实现了对油的全面冷却以提高对变压器的冷却效果；
21.2.冷却管、抽泵、冷却箱、风冷单元和冷却单元的配合，增大了冷却单元内的冷却液通过导热介质与外部空气的接触面积以及冷却单元与冷风的接触面积，提高了冷却液的散热效果；
22.3.控制阀、抽泵、冷却管和伸缩单元的配合，既保证了冷却液的循环流动，又使得弹性导热套能够始终处于膨胀状态，从而提高了冷却液对油的冷却效果。
附图说明
23.图1是本技术实施例中变压器本体和冷却箱的结构示意图；
24.图2是本技术实施例中冷却箱底部的结构示意图；
25.图3是本技术实施例中冷却箱的剖视结构示意图；
26.图4是图3中a处的局部放大示意图；
27.图5是本技术实施例中冷却管和伸缩单元的剖视结构示意图。
28.附图标记：1、变压器本体；11、进油管；12、出油管；13、连接管；131、笔直段；2、冷却箱；21、冷却管；211、螺纹通孔；22、抽泵；23、封盖；231、穿设孔；24、控制阀；3、冷却单元；31、进液管；32、出液管；33、散热盒；4、风冷单元；41、冷风机；5、控制单元；51、处理器；52、温度传感器；6、伸缩单元；61、螺筒；611、进液孔；612、旋拧槽；62、弹性导热套；63、分液块；631、凸端；64、密封环；65、连接环。
具体实施方式
29.以下结合附图1-5对本技术作进一步详细说明。
30.本技术实施例公开一种自循环冷却式立体变压器。如图1和图2所示，一种自循环冷却式立体变压器，包括具有进油管11和出油管12的变压器本体1，变压器本体1的左侧设有填充有冷却液的冷却箱2，进油管11和出油管12通过伸入到冷却箱2内的连接管13相连通，冷却箱2内的冷却液可对连接管13内的油进行冷却；变压器本体1内的油可循环流动，使得连接管13内经过冷却的油可在变压器本体1内流动，从而提高了对变压器的冷却效果。
31.连接管13呈蛇形设置并具有若干呈水平设置的笔直段131，相比于现有技术，本技术增大了连接管13内的油通过连接管13与冷却液进行换热的换热面积，提高了对油的冷却效果。
32.如图1至图3所示，冷却箱2内设有沿竖直方向穿设于所有笔直段131的冷却管21，冷却管21的上端通过安装在冷却箱2外顶壁上的抽泵22连通于冷却箱2的内部，冷却管21的下端通过位于冷却箱2外侧的冷却单元3连通于冷却箱2内部。
33.抽泵22可以抽取冷却箱2内的冷却液并将冷却液通入到冷却管21内，冷却管21内的冷却液将通过冷却管21伸入到笔直段131内的部分对连接管13内的油进行冷却，冷却箱2内的冷却液将在冷却箱2、冷却管21和冷却单元3内循环流动，位于冷却箱2外侧的冷却单元3内的冷却液可与外部空气发生热交换，使得冷却液内的热量能够及时散出，以保证冷却液能够处于较低的温度从而对油进行高效冷却。
34.冷却单元3包括进液管31和出液管32，进液管31的一端连通于冷却管21，出液管32的一端连通于冷却箱2内部，进液管31的另一端和出液管32的另一端均呈扩口形设置并共同连通有散热盒33，使得冷却管21内的冷却液可依次通过进液管31、散热盒33和出液管32回流到冷却箱2内；散热盒33的横截面面积大于进液管31和出液管32的横截面面积，故本技术增大了冷却单元3内的冷却液通过导热介质与外部空气的接触面积，提高了冷却液的散热效果。
35.冷却箱2的外侧设有风冷单元4，风冷单元4包括若干在冷却箱2外侧壁上的冷风机41，冷风机41能够向散热盒33的表面吹冷风，冷风机41与表面积较大的散热盒33相配合，加快了散热盒33内的冷却液的散热速度。
36.冷却箱2上设有控制单元5，控制单元5包括处理器51和温度传感器52，处理器51安装在冷却箱2的外顶壁上，温度传感器52、抽泵22和冷风机41均耦接于处理器51，且温度传感器52安装在进油管11、出油管12或连接管13内。
37.当温度传感器52检测到的温度达到最高预设温度时，代表变压器本体1内的油温较高，此时需要进行散热，温度传感器52将向处理器51发射冷却信号，处理器51将控制抽泵
22和冷风机41开启，抽泵22将促使冷却液在冷却箱2、冷却管21和冷却单元3之间循环流动，冷风机41将对散热盒33进行风冷，使得较低温度的冷却液能够持续对变压器本体1内的油进行冷却降温，从而提高了对变压器的冷却效果。
38.当温度传感器52检测到的温度达到最低预设温度时，代表变压器本体1内的油温较低，此时无需进行散热，温度传感器52将向处理器51发射停止信号，处理器51将控制抽泵22和冷风机41关闭，从而解决了能源。
39.冷却箱2的右侧呈敞口设置，冷却管21的上端通过盖板和螺栓可拆连接于抽泵22的出水管，冷却管21的下端通过盖板和螺栓可拆连接于进液管31，安装有螺栓的盖板可锁紧固定在冷却箱2上，冷却管21和连接管13可通过冷却箱2的敞口进出冷却箱2的内侧，方便了冷却管21与冷却箱2的拆装。
40.冷却箱2的敞口端通过多个螺栓可拆连接有封盖23，使得冷却箱2内部形成密封空间，以避免冷却箱2内的冷却箱2流出；封盖23上设有供进油管11和出油管12滑动穿设的穿设孔231，方便了连接管13、进油管11和出油管12在冷却箱2上的拆装。
41.冷却管21与进液管31相连通的一端设有在一定压力下才可开启的控制阀24，冷却管21内设有若干沿竖直方向依次排布的伸缩单元6，伸缩单元6的内部与冷却管21的内部相连通。
42.如图3至图5所示，冷却管21上设有若干与伸缩单元6一一对应的螺纹通孔211，伸缩单元6包括螺纹配合于螺纹通孔211的螺筒61，螺筒61的长度小于螺纹通孔211的长度并大于冷却管21的内径，使得螺筒61的两端均可沉入到螺纹通孔211内并使得冷却管21内的冷却液不易通过螺纹通孔211流出。
43.螺筒61的中部设有供冷却管21内的冷却液进入到螺筒61内的进液孔611，进液孔611朝向冷却管21与抽泵22相连的一端，即冷却管21的上端，螺筒61的两端均呈敞口设置并连通有弹性导热套62。
44.当抽泵22抽取冷却箱2内的冷却液并将冷却液通入到冷却管21内时，冷却管21内的部分冷却液将通过进液孔611进入到螺筒61内并向螺筒61的两端流动，冷却液将通入到弹性导热套62内，使得弹性导热套62处于膨胀状态，处于膨胀状态的弹性导热套62可伸出到冷却管21外侧并伸入到笔直段131内侧，此时弹性导热套62的外表面将充分与连接管13内的油进行接触，冷却箱2内的冷却液将对连接管13内的油进行一重冷却，冷却管21内的冷却液将对连接管13内的油进行二重冷却，弹性导热套62内的冷却液将对连接管13内的油进行三重冷却，相比于现有技术中仅通过冷却箱2内的冷却液对冷却管21内的油进行一重冷却，本技术能够对油进行多重冷却，并同时对贴靠于连接管13内壁的油和油的中心进行同步冷却，从而实现了对油的全面冷却以提高对变压器的冷却效果。
45.值得说明的是，当弹性导热套62逐渐膨胀至接近极限程度时，弹性导热套62的表面积将达到接近于最大的程度，尽可能增大了冷却液通过弹性导热套62与油的换热面积，以提高对油的冷却效果；此时弹性导热套62将不易再继续膨胀，冷却管21内的压力将增大，控制阀24在这种压力的情况下将开启，使得冷却管21内的冷却液可通过冷却单元3回流至冷却箱2内，既保证了冷却液的循环流动，又使得弹性导热套62能够始终处于膨胀状态，从而提高了冷却液对油的冷却效果。
46.当抽泵22关闭后，冷却液将不再循环流动，此时弹性导热套62将逐渐收缩回复至
自然状态，直至弹性导热套62缩入到螺筒61内，使得弹性导热套62不易影响冷却管21在连接管13上的安装。
47.连接管13被冷却管21滑动穿设的部位可设置封闭环，以使得连接管13内的油不易从连接管13和冷却管21的接触处渗出。
48.螺筒61中部的内壁上安装有分液块63，分液块63上设有朝向进液孔611的凸端631，当冷却液通过进液孔611进入到螺筒61内后，分液块63的凸端631将冷却液导流至螺筒61两端处，以便冷却液使得弹性导热套62膨胀，膨胀后的弹性导热套62将便于对连接管13内的油进行冷却。
49.螺筒61的两端端面上均可设置旋拧槽612，旋拧槽612优选为内六角扳手槽，以便工人通过内六角扳手将螺筒61旋拧在冷却管21上，方便了螺筒61在冷却管21上的拆装。
50.螺筒61的两端端面上均设有标识，标识与进液孔611位于同一条与螺筒61轴线相平行的直线上，工人通过观察标识所处的位置，即可判断出处于冷却管21内侧的进液孔611的朝向，以便通过抽泵22进入到冷却管21内的冷却液通过进液孔611进入到螺筒61内。
51.螺筒61内嵌设有两个分设于进液孔611两侧的密封环64，两个密封环64相背离的一侧粘接有连接环65，弹性导热套62的敞口端插接在连接环65表面，弹性导热套62的内部通过连接环65的内侧和密封环64的内侧连通于螺筒61的内侧，相比于直接将弹性导热套62粘接在螺筒61的内壁上，本技术提高了弹性导热套62与螺筒61的连接效率和密封效果。
52.本技术实施例一种自循环冷却式立体变压器的实施原理为：当温度传感器52检测到的温度达到最高预设温度时，代表变压器本体1内的油温较高，此时需要进行散热，温度传感器52将向处理器51发射冷却信号，处理器51将控制抽泵22和冷风机41开启，油将在变压器本体1、出油管12、连接管13和进油管11之间循环流动，抽泵22将促使冷却液在冷却箱2、冷却管21、进液管31、散热盒33和出液管32之间循环流动，冷风机41将对散热盒33进行风冷，使得较低温度的冷却液能够持续对变压器本体1内的油进行冷却降温，从而提高了对变压器的冷却效果。
53.冷却管21内的部分冷却液将通过进液孔611进入到螺筒61内并被分液块63导流至螺筒61的两端，冷却液将通入到弹性导热套62内，使得弹性导热套62处于膨胀状态，处于膨胀状态的弹性导热套62可伸出到冷却管21外侧并伸入到笔直段131内侧，此时弹性导热套62的外表面将充分与连接管13内的油进行接触，冷却箱2内的冷却液将对连接管13内的油进行一重冷却，冷却管21内的冷却液将对连接管13内的油进行二重冷却，弹性导热套62内的冷却液将对连接管13内的油进行三重冷却。
54.本技术能够对油进行多重冷却，并同时对贴靠于连接管13内壁的油和油的中心进行同步冷却，故无论变压器内具有多大流径的油，本技术均能够对油的全面冷却以提高对变压器的冷却效果。
55.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。

技术特征：
1.一种自循环冷却式立体变压器，包括具有进油管(11)和出油管(12)的变压器本体(1)、填充有冷却液的冷却箱(2)，其特征在于：进油管(11)和出油管(12)通过伸入到冷却箱(2)内的连接管(13)相连通，连接管(13)呈蛇形设置并具有若干笔直段(131)；冷却箱(2)内设有穿设于所有笔直段(131)的冷却管(21)，冷却管(21)的一端通过抽泵(22)连通于冷却箱(2)的内部，冷却管(21)的另一端通过位于冷却箱(2)外侧的冷却单元(3)连通于冷却箱(2)内部，冷却箱(2)的外侧设有用于向冷却单元(3)吹风的风冷单元(4)；冷却管(21)与冷却单元(3)相连通的一端设有在一定压力下才可开启的控制阀(24)，冷却管(21)内设有若干伸缩单元(6)，伸缩单元(6)的内部与冷却管(21)的内部相连通；伸缩单元(6)具有膨胀和收缩两种状态，处于膨胀状态的伸缩单元(6)可伸出到冷却管(21)外侧并伸入到笔直段(131)内侧，控制阀(24)在伸缩单元(6)膨胀至指定程度时将开启，处于收缩状态的伸缩单元(6)将缩入到冷却管(21)内。2.根据权利要求1所述的一种自循环冷却式立体变压器，其特征在于：所述冷却箱(2)的一侧呈敞口设置并供冷却管(21)和连接管(13)进出冷却箱(2)的内侧，冷却管(21)的两端分别可拆连接于抽泵(22)和冷却单元(3)，冷却箱(2)的敞口端可拆连接有封盖(23)，封盖(23)上设有供进油管(11)和出油管(12)滑动穿设的穿设孔(231)。3.根据权利要求2所述的一种自循环冷却式立体变压器，其特征在于：所述冷却管(21)上设有若干与伸缩单元(6)一一对应的螺纹通孔(211)，伸缩单元(6)包括螺纹配合于螺纹通孔(211)的螺筒(61)，螺筒(61)的长度小于螺纹通孔(211)的长度并大于冷却管(21)的内径，螺筒(61)的中部设有供冷却管(21)内的冷却液进入到螺筒(61)内的进液孔(611)，进液孔(611)朝向冷却管(21)与抽泵(22)相连的一端，螺筒(61)的两端均呈敞口设置并连通有弹性导热套(62)，弹性导热套(62)在膨胀时可伸出到螺筒(61)外，弹性导热套(62)在收缩时可缩入到螺筒(61)内。4.根据权利要求3所述的一种自循环冷却式立体变压器，其特征在于：所述螺筒(61)中部的内壁上设有分液块(63)，分液块(63)上设有朝向进液孔(611)并用于将冷却液导流至螺筒(61)两端处的凸端(631)。5.根据权利要求3所述的一种自循环冷却式立体变压器，其特征在于：所述螺筒(61)的两端端面上均设有旋拧槽(612)。6.根据权利要求3所述的一种自循环冷却式立体变压器，其特征在于：所述螺筒(61)的两端端面上均设有标识，标识与进液孔(611)位于同一条与螺筒(61)轴线相平行的直线上。7.根据权利要求3所述的一种自循环冷却式立体变压器，其特征在于：所述螺筒(61)内嵌设有两个分设于进液孔(611)两侧的密封环(64)，两个密封环(64)相背离的一侧均通过连接环(65)连接于弹性导热套(62)，弹性导热套(62)的内部通过连接环(65)的内侧和密封环(64)的内侧连通于螺筒(61)的内侧。8.根据权利要求1所述的一种自循环冷却式立体变压器，其特征在于：还包括控制单元(5)，控制单元(5)包括处理器(51)和温度传感器(52)，温度传感器(52)、抽泵(22)和风冷单元(4)均耦接于处理器(51)，且温度传感器(52)安装在进油管(11)、出油管(12)或连接管(13)内；当温度传感器(52)检测到的温度达到最高预设温度时，温度传感器(52)将向处理器(51)发射冷却信号，处理器(51)将控制抽泵(22)和风冷单元(4)开启；当温度传感器(52)检测到的温度达到最低预设温度时，温度传感器(52)将向处理器(51)发射停止信号，处理
器(51)将控制抽泵(22)和风冷单元(4)关闭。9.根据权利要求1所述的一种自循环冷却式立体变压器，其特征在于：所述冷却单元(3)包括进液管(31)和出液管(32)，进液管(31)的一端连通于冷却管(21)，出液管(32)的一端连通于冷却箱(2)内部，进液管(31)的另一端和出液管(32)的另一端均呈扩口形设置并共同连通有散热盒(33)，散热盒(33)的横截面面积大于进液管(31)和出液管(32)的横截面面积。10.根据权利要求9所述的一种自循环冷却式立体变压器，其特征在于：所述风冷单元(4)包括若干在冷却箱(2)上并用于向散热盒(33)表面吹风的冷风机(41)。

技术总结
本申请涉及变压器的技术领域，尤其是涉及一种自循环冷却式立体变压器，其包括具有进油管和出油管的变压器本体、填充有冷却液的冷却箱，进油管和出油管通过伸入到冷却箱内的连接管相连通，连接管呈蛇形设置并具有若干笔直段；冷却箱内设有穿设于所有笔直段的冷却管，冷却管的一端通过抽泵连通于冷却箱的内部，冷却管的另一端通过位于冷却箱外侧的冷却单元连通于冷却箱内部，冷却箱的外侧设有用于向冷却单元吹风的风冷单元；冷却管与冷却单元相连通的一端设有在一定压力下才可开启的控制阀，冷却管内设有若干伸缩单元，伸缩单元的内部与冷却管的内部相连通。本申请能够对油进行全面冷却以提高对变压器的冷却效果。冷却以提高对变压器的冷却效果。冷却以提高对变压器的冷却效果。


技术研发人员：薛金钰
受保护的技术使用者：海南盛弘全技术咨询有限公司
技术研发日：2023.05.22
技术公布日：2023/9/14