一种用于地下金属构造物腐蚀防护的全效排流器的制作方法

1.本发明公开涉及地下金属构造物因受到交流干扰或直流干扰影响发生腐蚀需要采取排流措施进行腐蚀防护所用设备的技术领域，尤其涉及一种用于地下金属构造物腐蚀防护的全效排流器。


背景技术：

2.地下金属构造物附近可能存在交、直流供电系统、交直流用电设施、轨道交通供电系统及其它带有阴极保护的金属构造物，常常通过容性耦合、感性耦合及阻性耦合等方式，将交流干扰电流和直流干扰直流施加到金属构造物上，可能使金属构造物发生腐蚀，并且金属构造物电压过高也会给人员带来安全隐患，因此需要通过测试评定是否需要采取相关措施进行防护，排流保护是主要的防护方式，排流保护方式是将金属构造物通过排流器与排流接地极进行连接，通过排流器控制金属构造物中交流和直流电流通过接地极进行排放，使地下金属构造物获得有效的腐蚀防护，避免因干扰影响发生腐蚀和消除不安全电压影响人身安全，因此排流器就成为措施中一个重要的设备和工作环节。
3.现有排流器主要由壳体以及排流器电路主件构成，通常排流器的壳体是采用非金属阻燃材料制成，排流器内部电路通过一些电子元器件连接构成，如排流器中电子元器件长时间运行，会产生局部过热的现象，尤其在额定功率下持续通过直流电流，过热现象尤为明显，而现有的排流器无法及时将产生的热量散发，因此现有的排流器无法进行全功能期的满负荷运行，一旦排流器长时间运行或者出现较大电流时，排流器内部的电子元器件会迅速升温，影响电子元器件的使用寿命，而且严重时，还会导致排流器的壳体局部融合、破裂，导致排流器整体报废，无法对地下金属构造物进行有效保护。
4.因此，如何解决上述问题，成为亟待解决的难题。


技术实现要素：

5.鉴于此，本发明提供了一种用于地下金属构造物腐蚀防护的全效排流器，以解决以往排流器无法进行全功能期的满负荷运行，以致无法对地下金属构造物进行有效的全面保护。
6.本发明提供的技术方案，具体为，一种用于地下金属构造物腐蚀防护的全效排流器，包括：壳体、顶盖、排流器电路主件以及绝缘导热材料；
7.所述壳体包括：绝缘底盖以及两端敞口的金属制散热筒体，所述绝缘底盖螺纹封堵安装在所述金属制散热筒体的一端敞口处，在所述金属制散热筒体的另一端敞口内壁设置有螺纹；
8.所述顶盖螺纹旋拧在所述金属制散热筒体的另一端敞口处，与所述壳体之间形成封闭腔体；
9.所述排流器电路主件安装在所述顶盖与所述壳体形成的封闭腔体内，且所述排流器电路主件中的两个接线端子均穿过所述壳体中的绝缘底盖位于所述封闭腔体的外部；
10.所述绝缘导热材料填充在所述顶盖与所述壳体形成的封闭腔体内，包裹在所述排流器电路主件的外部，将所述排流器电路主件与所述壳体进行热导通。
11.优选，所述金属制散热筒体包括：内筒体、外筒体以及多个加强筋；
12.所述内筒体与所述外筒体均为金属制筒体，且所述外筒体套装在所述内筒体的外部；
13.多个所述加强筋均位于所述内筒体与所述外筒体之间，且沿着所述内筒体的周向间隔设置，每个所述加强筋均一侧与所述内筒体的外侧壁固定连接，另一侧与所述外筒体的内侧壁固定连接，在所述内筒体与所述外筒体之间形成多个贯通上下两端的散热孔道；
14.所述内筒体、外筒体以及多个加强筋为一体成型。
15.进一步优选，所述金属制散热筒体为铝合金制散热壳体。
16.进一步优选，所述用于地下金属构造物的排流器还包括：多个热管散热器；
17.每个所述热管散热器的两端均设置有固定孔，所述热管散热器插设在所述壳体中的散热孔道内，且通过两端的固定孔与所述壳体进行固定。
18.进一步优选，所述用于地下金属构造物的排流器还包括：固定杆；
19.所述固定杆位于所述壳体的外部，与所述壳体的外侧壁固定连接，且在所述固定杆上设置有安装孔。
20.进一步优选，所述用于地下金属构造物的排流器还包括：散热罩；
21.所述散热罩包括：罩体以及多个散热片；
22.所述罩体套装在所述壳体的外部；
23.多个所述散热片分别沿着所述罩体的周向间隔设置，每个所述散热片均一侧与所述罩体的外壁固定连接，另一侧向外延伸。
24.进一步优选，所述排流器电路主件包括：第一排流工作单元、第二排流工作单元以及两个接线端子；
25.所述第一排流工作单元分别与两个接线端子连接，用于排放交流电流；
26.所述第二排流工作单元与所述第一排流工作单元并联设置，用于直流电流排放以及交流电流的快速排放，进而将端子间电压箝位保护第一排流工作单元，所述第二排流工作单元包括：正向工作模块和负向工作模块，所述正向工作模块与所述负向工作模块反向并行设置，所述正向工作模块的正极与所述负向工作模块的负极与一接线端子连接，所述正向工作模块的负极与所述负向工作模块的正极与另一接线端子连接。
27.进一步优选，所述第一排流工作单元为耐压不低于10v的电容器。
28.进一步优选，所述正向工作模块由一个或多个二极管串联构成；所述负向工作模块由多个二极管串联构成。
29.进一步优选，所述排流器在等于阈值电压时，漏电流不大于10ma。
30.本发明提供的用于地下金属构造物的排流器，通过将排流器进行重新的结构设计和电路优化设计，以实现交直流同时满负荷排流。具体而言，将壳体设计为金属制散热壳体并在其内部填充绝缘导热材料，使得壳体同时具备保护和散热双重功效，可将壳体内主件工作时产生的热量实时有效散发，进而使排流器始终在安全温度下工作，不仅保证了使用寿命，而且扩大了适用范围，可以在高电压、大电流的条件下实现交直流同时排流，对地下金属构造物进行有效保护。
31.本发明提供的用于地下金属构造物的排流器，具有结构简单、设计合理、散热性能好、使用寿命长、安全可靠等优点，可实现全功能期的满负荷运行。
32.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明的公开。
附图说明
33.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
34.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，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
35.图1为本发明公开实施例提供的一种用于地下金属构造物的排流器的侧视图；
36.图2为图1沿dd的剖面图；
37.图3为本发明公开实施例提供的一种用于地下金属构造物的排流器的端面视图；
38.图4为图3沿cc的剖面图；
39.图5为本发明公开实施例提供的一种用于地下金属构造物的排流器中散热罩的结构示意图；
40.图6为本发明公开实施例提供的一种用于地下金属构造物的排流器中排流器电路主件的结构示意图；
41.图7为本发明公开实施例提供的一种用于地下金属构造物的排流器中排流器电路主件的原理图。
具体实施方式
42.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置的例子。
43.为了解决以往排流器无法进行全功能期的满负荷运行，以致无法对地下金属构造物进行有效的全面保护，本实施方案提供了一种用于地下金属构造物的排流器，参见图1、图2、图4，该排流器主要由壳体1、顶盖2、排流器电路主件3以及绝缘导热材料4构成，其中，壳体1由绝缘底盖以及两端敞口的金属制散热筒体构成，上述绝缘底盖螺纹封堵安装在金属制散热筒体的一端敞口处，在金属制散热筒体的另一端敞口内壁设置有螺纹，顶盖2螺纹旋拧在金属制散热筒体的另一端敞口处，与壳体1之间形成封闭腔体，排流器电路主件3安装在顶盖2与壳体1形成的封闭腔体内，且排流器电路主件3中的两个接线端子31均穿过壳体1中的绝缘底盖，位于封闭腔体的外部，绝缘导热材料4填充在顶盖2与壳体1形成的封闭腔体内，包裹在排流器电路主件3的外部，将排流器电路主件3与壳体1进行热导通。
44.上述用于地下金属构造物的排流器功能主要由排流器电路主件实现，其组成与现有的排流器电路主件基本相同，由第一排流工作单元、第二排流工作单元以及接线端子构成，该排流器工作时，主要通过排流器电路主件中的第一排流工作单元和第二排流工作单
元分别将地下金属构造物上的交流杂散电流以及直流杂散电流排流到大地或流回干扰源，以避免由于杂散电流对地下金属构造物造成腐蚀，进而实现地下金属构造物的保护。
45.而排流器在进行杂散电流的排流时，会产生电子元器件发热的现象，尤其对于直流排流，当电压较高和电流较大时，发热现象就尤为明显，不仅会导致电子元器件损坏，而且严重时，会出现排流器壳体融化、破裂的现象，因此，如何实现其工作时的迅速散热，成为了重要的技术问题。上述实施方案提供的排流器，通过将壳体设计为金属材质，同时配合内部填充的绝缘导热材料，可使得排流器整体形成热导通状态，此时，壳体不仅起到以往内部部件保护的作用，而且还具备散热功能，排流器工作时，由于排流器电路主件的外部包裹有绝缘导热材料，任何电子元件出现发热的现象，其产生的热量均会通过绝缘导热材料实时传导到壳体，由金属壳体进行迅速散热，避免以往排流器存在的热量囤积，无法及时散热，而导致内部局部温度过高的问题。此外，以往的排流器由于无法进行实时散热，因此，在工作时，无法进行全生命周期的满负荷工作，经常需要间歇性工作，以利用停机时间进行散热，而上述实施方案提供的排流器，通过结构的设计，实现实时散热，以实现全生命周期的满负荷工作，提高对于地下金属构造物的保护。
46.为了提高壳体1的散热性能，作为技术方案的改进，参见图3，本实施方案将金属制散热筒体设计为由内筒体11、外筒体12以及多个加强筋13构成，其中，内筒体11与外筒体12均为金属制筒体，且外筒体12套装在内筒体11的外部，多个加强筋13均位于内筒体11与外筒体12之间，且沿着内筒体11的周向间隔设置，每个加强筋13均一侧与内筒体11的外侧壁固定连接，另一侧与外筒体12的内侧壁固定连接，在内筒体11与外筒体12之间形成多个贯通上下两端的散热孔道15。
47.通过上述结构设计，在内、外筒体之间形成多个贯通上下两侧的散热孔道，一方面可以增加与外界的接触面积，提高散热效果，另一方面，上下贯通的散热孔道，可实现上下空气的对流，进一步提高散热效果。
48.为了方便组装，上述内筒体11、外筒体12以及多个加强筋13为一体成型。
49.优选，参见图3，上述壳体1中的内筒体11、外筒体12以及多个加强筋13均为铝合金制。为了更进一步提高散热效果，还可在该排流器中设置有多个热管散热器，每个热管散热器的两端均设置有固定孔，热管散热器插设在壳体1中的散热孔道15内，且通过两端的固定孔与壳体1进行固定，通过该热管散热器进行快速散热。该热管散热器为直管，且热管散热器的直径小于散热孔道的长度，即在散热孔道中插入热管散热器后，在热管散热器的两侧仍剩余孔道空间，用于空气的上下流通。对于热管散热器的个数，可以根据实际散热需求进行确定，如果需要散发的热量较多，可以在每个散热孔道内均插设一个热管散热器，即热管散热器的个数与散热孔道的个数一一对应，如果需要散发的热量较少，可以每间隔几个散热孔道设置一个热管散热器。
50.为了进一步提高排流器的散热功能，适用于更高电压以及更大电流的排流工作，作为技术方案的改进，在该排流器中还设置有散热罩6，参见图5，该散热罩6包括：罩体61以及多个散热片62，其中，多个散热片62分别沿着罩体61的周向间隔设置，每个散热片62均一侧与罩体61的外壁固定连接，另一侧向外延伸，使用时，通过罩体61套装在壳体1的外部，套装后可通过螺栓或者紧固装置将其固定在壳体1的外部。
51.此时，壳体外侧热量可传导到散热罩中，经由散热罩中的散热片进行热量散发，进
一步提高散热效果，该散热罩可以根据实际需要选择使用或者不使用，如果上述排流器的单体机构就可以实现散热的需求，则无需套装该散热罩，如果上述排流器单体使用时仍存在温度过高的问题，此时可在壳体的外部加装上述的散热罩。
52.为了方便使用安装，作为技术方案的改进，参见图1、图2，在该用于地下金属构造物的排流器中还设置有固定杆5，该固定杆5位于所述壳体1的外部，与壳体1的外侧壁固定连接，且在固定杆5上设置有安装孔51。
53.对于排流器电路主件3可采用现有排流器中的排流器电路主件结构，为了实现该排流器可同时实现直流和交流的双功效排流作用，本实施方案中，参见图6，本实施方案将排流器电路主件3设计为由第一排流工作单元32、第二排流工作单元33以及两个接线端子31构成，其中，第一排流工作单元32分别与两个接线端子31连接，用于排放交流电流，第二排流工作单元33与第一排流工作单元32并联设置，用于直流电流排放以及交流电流的快速排放，进而将端子间电压箝位保护第一排流工作单元32，第二排流工作单元33包括：正向工作模块331和负向工作模块332，正向工作模块331与负向工作模块332反向并行设置，正向工作模块331的正极与负向工作模块332的负极与一接线端子31连接，正向工作模块331的负极与负向工作模块332的正极与另一接线端子31连接。
54.上述第一排流工作单元32通常选用不低于10v的电容器，正向工作模块331由一个或多个二极管串联构成，负向工作模块332由多个二极管串联构成。
55.通常，排流器电路主件由电容、晶闸管(或二极管)以及浪涌保护装置并联构成，其中，电容元件导通稳态交流干扰电流，排流地床对稳态交流干扰的缓解功能即通过此电容来实现；晶闸管或二极管阻止电流通过，但是当两端的压差达到阈值(隔离电压)时导通，主要用于快速导通排流电流，并为电容提供钳压保护；浪涌保护装置多由气体放电管构成，用于导通雷电、浪涌等大电流。而本实施方案提供的上述排流器电路主件3主要由电容、正向二极管、反向二极管构成，具体的工作原理可参见图7，该排流器中的正向二极管和负向二极管，除了上述阻止电流通过以及为电容提供钳压保护的同时，还可兼做浪涌保护，用于导通雷电、浪涌等大电流。
56.通过上述的结构设计，使得排流器可分别实现交流和直流的双功效排流。对于交流排流，具体为，当地下金属构造物上的交流电流通过第一排流工作单元32时，第一排流工作单元32导通，将地下金属构造物与接地极连通，进行地下金属构造物上的交流电流的排放，对于直流排流，具体为，当地下金属构造物上的直流电压超过第二排流工作单元33的门限值时，第二排流工作单元33导通，将地下金属构造物与接地极连通，进行地下金属构造物上的直流电流的排放，当直流电压小于第二排流工作单元33的门限值时，第二排流工作单元33不导通，地下金属构造物与接地极呈断开状态。通过上述过程已完成直流和交流的排流。
57.上述实施方案提供的排流器，由于结构的设计以及元件的选择，排流器在等于阈值电压时，漏电流不大于10ma。
58.本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本技术旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的
权利要求指出。
59.应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。