專利名稱：核安全級抗震機柜的制作方法
技術領域：
核安全級抗震機柜技術領域[0001]本實用新型涉及的是一種機柜，一種電器機柜或者框架，尤指一種用在核電站 數(shù)字化儀控系統(tǒng)中具有核安全級抗震能力的機柜。
背景技術：
[0002]機柜一般是冷軋鋼板或合金制作的用來存放計算機和相關控制設備的物件，可 以提供對存放設備的保護，屏蔽電磁干擾，有序、整齊地排列設備，方便以后維護設 備。機柜一直被看作是IT應用中的低值、附屬產(chǎn)品，只是用來容納服務器等設備的容 器，并不被重視。但是，低價的機柜卻是昂貴的IT設備最直接的物理保護。重視IT設 備本身，卻忽視了其所處的IT微環(huán)境，更多的數(shù)據(jù)中心被引向了危險的邊緣。隨著計算 機與網(wǎng)絡技術的發(fā)展，數(shù)據(jù)中心的服務器、網(wǎng)絡通信設備等IT設施，正在向著小型化、 網(wǎng)絡化、機架化的方向發(fā)展。這都給數(shù)據(jù)中心的構(gòu)建模式帶來了新的變化。而機柜，正 在逐漸成為這個變化中的主角之一。因此對機柜提出很高的要求，例如防塵、防水或電 子屏蔽等高度抗擾性能；同時應提供適合附件及安裝配件支持，以讓布線更為方便，同 時易于管理，省時省力；機柜內(nèi)部有良好的溫度控制系統(tǒng)，可避免機柜內(nèi)產(chǎn)品的過熱或 過冷，以確保設備的高效運作。[0003]中國專利ZL2006200U681.4公開了一種通信設備機柜，屬通信技術領域。為解 決現(xiàn)有通信設備機柜制造成本高、剛性差的問題而提出。該通信設備機柜，包括柜體以 及設置于柜體上的柜門，所述柜體包括框架以及設置于框架外表面的側(cè)板，所述框架包 括立柱以及橫梁，所述框架還包括設置于框架連接角處的三叉件；所述立柱以及與其相 鄰的橫梁分別插接并固定連接于三叉件的三個內(nèi)側(cè)壁上形成機柜的每一頂角。本實用新 型有效降低了制造成本，并提高了其耐沖擊、抗震性能。[0004]又中國專利號ZL200820151960.8本實用新型涉及一種高強度抗震電力控制柜柜 體。包括柜體、箱板、箱門、橫擋，其特征在于在柜體的四角的立柱為雙立柱，雙立 柱之間由螺栓連接固定，在柜體正面的箱門處為雙立柱，雙立柱之間由螺栓連接固定， 各立柱之間由螺栓及橫擋固定連接。所有的箱板及箱門的背面均焊接有加強筋。橫擋的 密布為普通的兩倍。本實用新型的優(yōu)點是大大增強了電力控制柜柜體的結(jié)構(gòu)強度，可以 在強震的情況下正常運行，保證電力供應的暢通。[0005]上述的兩篇專利是現(xiàn)有抗震機柜多采用的技術手段，機柜主框架由型材(比如 九折型材)焊接，其它梁筋等附件與其螺栓連接，然后對角使用撐桿支撐的結(jié)構(gòu)。這種 機柜零件數(shù)量很多，多采用薄板加工并使用螺栓連接和鉚接，結(jié)構(gòu)相對松散，整體剛性 和強度不足，地震中容易產(chǎn)生螺栓和鉚釘松脫，機柜結(jié)構(gòu)力學變化，機柜產(chǎn)生比較嚴重 的塑性變形和位移，擠壓柜內(nèi)機籠等安裝的工控儀器儀表，破壞其安裝結(jié)構(gòu)，嚴重威脅 其功能運行，進而威脅核島核反應堆在地震情況下不能夠正常停堆。不能滿足核級設備 抗震的要求。實用新型內(nèi)容[0006]本實用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)嚴謹，整體剛性和強度充足，地震中不易產(chǎn) 生共振，以及機柜結(jié)構(gòu)力學變化；機柜不產(chǎn)生比較嚴重的塑性變形和位移，甚至擠壓柜 內(nèi)安裝的工控儀器儀表，破壞其安裝結(jié)構(gòu)，保證在嚴重威脅下其功能仍能正常運行的安 全抗震機柜。[0007]為滿足上述的目的，本實用新型所采用的技術手段是包括主體框架和柜體， 柜體包括底部的有底板、頂部的頂板、吊環(huán)、四周兩個相對應位置的側(cè)板以及剩余位置 相對應的前門板和后門板，其特征在于主體框架是由底座，四個主立柱，中間立柱，橫 梁以及加強筋焊接構(gòu)成，在底座的四個角上各焊接有一根主立柱，分別對應側(cè)板一邊的 兩根主立柱之間焊接有中間立柱，該兩主立柱與中間立柱之間焊接有數(shù)個橫梁，所述橫 梁、主立柱和中間立柱均采用鋼板折彎結(jié)構(gòu)，與底座焊接連接，立柱與底座連接處輔以 加強筋，主立柱與中間立柱分別是由至少兩組鋼板折彎相互焊接組成的柱體結(jié)構(gòu)，柜體 為厚板焊接工藝成型結(jié)構(gòu)，抗震機柜為柜體與主體框架焊接成一整體的結(jié)構(gòu)；[0008]所述的底座上四角的加強筋是一個直角三角形的鋼板或者至少有一端為直角的 多邊形鋼板；[0009]所述的底座采用IOmm厚角鋼焊接成型，焊縫處用18mm厚鋼板與角鋼滿焊加 強；[0010]所述的四角立柱是兩塊厚板鈑金折彎焊接結(jié)構(gòu)，兩個鈑金件圍成一個方框焊接 而成；[0011]所述的中間立柱是由第一塊呈L型的鋼板與第二塊呈幾字型的鋼板圍成一個方 框焊接而成；[0012]所述的橫梁是由兩塊呈幾字形鋼板，鋼板的凸部焊接而成；[0013]所述的加強筋分別設置在底座的四個頂角處，底座的中間位置；門框四角處設 置加強筋；頂部焊接加強筋；[0014]所述的頂部加強筋是6mm鋼板，加強筋為雙層結(jié)構(gòu)；[0015]前門或后門均為單開門，前門、后門采用多點鎖緊方式，門板內(nèi)側(cè)輝加強筋；[0016]吊環(huán)安裝位置布置在四角主立柱頂端。[0017]經(jīng)過上述的技術手段，本實用新型的有益效果是本抗震機柜主體采用角鋼型 材和厚板鈑金折彎件整體焊接，大大提高了機柜的剛性和抗沖擊性，使機柜在地震情況 下不至于發(fā)生共振和變形，保護柜內(nèi)設備正常運行并對核島反應堆進行緊急停堆操作， 保障核電站的安全。具體的說抗震機柜主要有具有以下三種具體的有益效果[0018]1)機柜主體采用3.0mm的冷軋鋼板折彎件和IOOmmxIOOmmx 18mm規(guī)格角鋼等 材料整體焊接而成，機柜框架由特殊結(jié)構(gòu)設計的四角立柱、中間立柱側(cè)梁橫梁和高強度 角鋼厚板加強筋焊接的底座拼焊而成，機柜整體剛性非常高、抗沖擊，固有頻率在20HZ 之上，在地震過程中，不易產(chǎn)生變形、位移和與柜內(nèi)設備的共振；柜內(nèi)設計多種結(jié)構(gòu)安 裝輔件、走線槽和理線架等附件，確保設備安裝和布線的安全性。通過以上結(jié)構(gòu)設計保 護機柜內(nèi)安裝設備在地震的情況下功能能夠正常運行；[0019]2)機柜主體采用整體焊接，沒有縫隙；前后門開孔區(qū)后安裝性能優(yōu)越的屏蔽材 料，電磁衰減在230MHz IGHz范圍內(nèi)達到20db，柜門與柜體之間緊壓有導電布；機柜4并柜處涂有導電涂層；柜內(nèi)設備安裝附件采用鍍鋅表面處理；柜門與柜體之間有接地線 相連；機柜底部有導電銅排，其上連接線與地線連接等，機柜整體導通性非常好，主接 地點到其他接地、搭接點之間電阻在20ιηΩ以下。機柜具有優(yōu)異的電磁屏蔽功能，保護 機柜內(nèi)安裝設備在運行過程中不受外部的電磁干擾。[0020] 幻機柜內(nèi)設計特殊風道，前門設計通風孔，后門頂部安裝排風扇，使機柜內(nèi)電 子儀器設備產(chǎn)生的熱量迅速排出機柜外，保證柜內(nèi)溫度，保護柜內(nèi)設備的正常運行。


[0021]圖1是機柜框架結(jié)構(gòu)圖[0022]圖2是機柜底座示意圖[0023]圖3A是四角立柱截面示意圖[0024]圖3B是中間立柱截面示意圖[0025]圖4是立柱間橫梁示意圖[0026]圖5是機柜框架頂部加強結(jié)構(gòu)示意圖[0027]圖6是吊裝螺栓位置示意圖[0028]圖7是前門示意圖[0029]圖8是后門示意圖具體實施方式
[0030]如圖1所示的是機柜框架結(jié)構(gòu)圖，包括主體框架和柜體，柜體包括底部的底 板、頂部的頂板、吊環(huán)、四周兩個相對應位置的側(cè)板以及剩余位置相對應的前門板和后 門板，其特征在于主體框架是由底座，四個主立柱，中間立柱，橫梁以及加強筋焊接構(gòu) 成，在底座的四個角上各焊接有一根主立柱，分別對應側(cè)板一邊的兩根主立柱之間焊接 有中間立柱，該兩主立柱與中間立柱之間焊接有數(shù)個橫梁，所述橫梁、主立柱和中間立 柱均采用鋼板折彎結(jié)構(gòu)，與底座焊接連接，立柱與底座連接處輔以加強筋，主立柱與中 間立柱分別是由至少兩組鋼板折彎相互焊接組成的柱體結(jié)構(gòu)，柜體為厚板焊接工藝成型 結(jié)構(gòu)，抗震機柜為柜體與主體框架焊接成一整體的結(jié)構(gòu)。鋼板的厚度不小于3mm，立柱 與底座連接安裝有加強筋，加強筋鋼板厚度不小于連接板材厚度的1.5倍。[0031]如圖2所示的是機柜底座，底座采用IOmm厚角鋼焊接成型，焊縫處用18mm 厚鋼板與角鋼滿焊加強，確保了焊縫處的強度，角鋼的拼縫采用橫豎搭配，確保各方 向受力均衡。角鋼圍框中間加焊一條角鋼確保底座整體剛度加強。機柜角鋼采用 IOOmmxIOOmmx 18mm規(guī)格，銑至98mm校平使用，加強筋鋼板厚不小于角鋼料厚度。底 座安裝螺栓孔數(shù)量不少于8個，此安全級機柜底座采用14個M16x658.8級螺栓與基座固 定。如圖3A所示的是四角立柱截面示意圖，立柱是由兩塊厚板鈑金折彎焊接結(jié)構(gòu)，兩個鈑金件圍成一個方框結(jié)構(gòu)增加了立柱的抗彎性能。第一塊鋼板形如匸「與第二塊鋼板形如T1圍成一個方框結(jié)構(gòu)，并進行焊接。如圖3B所示的是中間立柱截面示意圖，是由一 塊L型的厚板和另一塊幾字型厚板按照圖3B所示進行焊接。四角立柱與中間立柱均采 用3mm鋼板對焊結(jié)構(gòu)。在立柱中間偏下集上下各1/5左右位置布置了三根橫梁，進一步增加了機柜的抗扭性能。橫梁如圖4所示為兩塊幾字型鋼板，按照圖4焊接而成，增強 框架的強度，同時為機柜內(nèi)部安裝件提供固定支撐。橫梁采用3.5mm鋼板折彎制成，設 置有M5螺紋孔，以中間立柱為界，后側(cè)橫梁對稱部位設置3個M6螺紋孔。機柜側(cè)板 采用3.5mm厚鋼板折彎后與框架焊接，分為左側(cè)板，右側(cè)板，與上、下橫梁板共同圍成 箱體和門框，門框四角處加加強筋，加強筋板厚度不小于側(cè)板料厚的1.5倍。門框橫梁 與側(cè)板焊接并在外側(cè)打磨焊縫。如圖5所示為機柜框架頂部加強結(jié)構(gòu)示意圖，機柜框架 頂部焊接加強筋以提高機柜剛度和抗震性能。頂板及加強筋采用6mm鋼板，加強筋為雙 層結(jié)構(gòu)，間距35mm 40mm。如圖6所示吊裝螺栓位置示意圖，柜頂?shù)醐h(huán)采用四角安裝 吊環(huán)，吊環(huán)承載要求大于1000公斤。吊環(huán)安裝位置在四角主立柱頂端，利用立柱承重。 采用IOmm鋼板，該鋼板四邊打坡口與立柱四周滿焊，將吊裝螺栓在鋼板上鎖緊。機柜 主體采用整體焊接，沒有縫隙；如圖7、8所示前門或后門示意圖，前門或后門開孔區(qū)后 安裝性能優(yōu)越的屏蔽材料，電磁衰減在40db以上，柜門與柜體之間緊壓有導電布；機柜 并柜處和立柱側(cè)梁等處涂有導電漆；柜內(nèi)設備安裝附件采用鍍鋅表面處理；柜門與柜體 之間有導電線相連；機柜底部有導電銅排，其上連接線與地線連接等，機柜整體導通性 非常好，主接地點至機柜內(nèi)接地、搭接點電阻在20ιηΩ以下。機柜具有優(yōu)異的電磁屏 蔽功能，保護機柜內(nèi)安裝設備在運行過程中不受外部的電磁干擾。機柜的前門，后門， 均為單開門，前后門開孔區(qū)安裝性能優(yōu)越的屏蔽材料，柜門與柜體之間緊壓有“凹”字 形導電布，電磁衰減在230MHz IGHz范圍內(nèi)在20db以上，保證機柜的電磁屏蔽的優(yōu)良 性能。門上需加裝導電泡棉屏蔽材料，保證關門時，門與門框接觸良好，屏蔽材料應安 裝在金屬圍框內(nèi)，當關門受壓時屏蔽材料有足夠的變形空間，又不會因變形而歪斜、移 動，影響屏蔽效果。后門與前門相同，后門上部需安裝風扇單元并開排風孔，加裝屏蔽 材料及IP20防護罩。機柜內(nèi)部所有安裝面需要涂導電涂層，保證儀控設備的與機柜的導 通性；機柜側(cè)板涂導電涂層，保證并柜之間的導通性。機柜內(nèi)需要涂裝導電涂層的面如 下所有橫梁及側(cè)梁安裝面，機柜前門設計通風孔，后門頂部安裝排風扇，柜內(nèi)設置有 風道，使機柜內(nèi)電子儀器設備產(chǎn)生的熱量迅速排出機柜外，保證柜內(nèi)設備在工作溫度范 圍內(nèi)正常運行。
權利要求1.一種核安全級抗震機柜，包括主體框架和柜體，柜體包括底部的底板、頂部的頂 板、吊環(huán)、四周兩個相對應位置的側(cè)板以及剩余位置相對應的前門板和后門板，其特征 在于主體框架是由底座，四個主立柱，中間立柱，橫梁以及加強筋焊接構(gòu)成，在底座的 四個角上各焊接有一根主立柱，分別對應側(cè)板一邊的兩根主立柱之間焊接有中間立柱， 該兩主立柱與中間立柱之間焊接有數(shù)個橫梁，所述橫梁、主立柱和中間立柱均采用鋼板 折彎結(jié)構(gòu)，與底座焊接連接，立柱與底座連接處輔以加強筋，主立柱與中間立柱分別是 由至少兩組鋼板折彎相互焊接組成的柱體結(jié)構(gòu)，柜體為厚板焊接工藝成型結(jié)構(gòu)，抗震機 柜為柜體與主體框架焊接成一整體的結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權利要求1所述的核安全級抗震機柜，其特征在于所述的底座上四角的加強筋 是一個直角三角形的鋼板或者至少有一端為直角的多邊形鋼板。
3.根據(jù)權利要求1所述的核安全級抗震機柜，其特征在于所述的底座采用IOmm厚角 鋼焊接成型，焊縫處用18mm厚鋼板與角鋼滿焊加強。
4.根據(jù)權利要求1所述的核安全級抗震機柜，其特征在于所述的四角立柱是兩塊厚板 鈑金折彎焊接結(jié)構(gòu)，兩個鈑金件圍成一個方框焊接而成。
5.根據(jù)權利要求1所述的核安全級抗震機柜，其特征在于所述的中間立柱是由第一塊 呈L型的鋼板與第二塊呈幾字型的鋼板圍成一個方框焊接而成。
6.根據(jù)權利要求1所述的抗震機柜，其特征在于所述的橫梁是由兩塊呈幾字形鋼板， 鋼板的凸部焊接而成。
7.根據(jù)權利要求1所述的核安全級抗震機柜，其特征在于所述的加強筋分別設置在底 座的四個頂角處，底座的中間位置；門框四角處設置加強筋；頂部焊接加強筋。
8.根據(jù)權利要求7所述的核安全級抗震機柜，其特征在于所述的頂部加強筋是6mm 鋼板，加強筋為雙層結(jié)構(gòu)。
9.根據(jù)權利要求1所述的核安全級抗震機柜，其特征在于前門或后門均為單開門，前 門、后門采用多點鎖緊方式，門板內(nèi)側(cè)輝加強筋。
10.根據(jù)權利要求1所述的核安全級抗震機柜，其特征在于吊環(huán)安裝位置布置在四角 立柱的頂端。
專利摘要本實用新型涉及的是一種核安全級抗震機柜，包括主體框架和柜體，柜體包括底部的底板、頂部的頂板、四周兩個相對應位置的側(cè)板以及剩余位置相對應的前門板和后門板，主體框架是由底座，四個主立柱，中間立柱，橫梁以及加強筋焊連接構(gòu)成，在底座的四個角上各焊接有一根主立柱，分別對應側(cè)板一邊的兩根主立柱之間焊接有中間立柱，該兩主立柱與中間立柱之間焊接有數(shù)個橫梁，立柱與底座連接處輔以加強筋，抗震機柜為柜體與主體框架焊接成一整體的結(jié)構(gòu)?？拐饳C柜大大提高了機柜的剛性和抗沖擊性，使機柜在地震情況下不至于發(fā)生共振和變形，保護柜內(nèi)設備正常運行并對核島反應堆進行緊急停堆操作，保障核電站的安全。
文檔編號H05K5/00GK201813620SQ20102004680
公開日2011年4月27日 申請日期2010年1月14日 優(yōu)先權日2010年1月14日
發(fā)明者姜智銳, 王偉新, 田虎, 陳衛(wèi), 齊飛 申請人:中國廣東核電集團有限公司, 北京廣利核系統(tǒng)工程有限公司