CN103569145B - 换气系统以及电力机车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种换气系统以及电力机车。该换气系统包括：吸气单元、排气单元及开关电路，吸气单元包括第一调速风机和吸气风道，吸气风道与第一调速风机的进风口相连通；排气单元包括第二调速风机和排气风道，排气风道与第二调速风机的出风口相连通；开关电路与第一调速风机和第二调速风机连接，用于控制第一调速风机和第二调速风机同步工作。本发明换气系统可应用于电力机车的司机室中，可对司机室内补充新鲜空气并同步排出污浊空气，实现司机室的充分换气。

Description

换气系统以及电力机车

技术领域

本发明涉及通风换气技术，尤其涉及一种换气系统以及电力机车。

背景技术

目前，在电力机车司机室内都装有空调设备，为保证制冷制热效果，司机室要求密闭良好，而且司机室内空间小，因此司机室内需要进行换气，将产生的污浊气体排出去，并补充新鲜空气。

现有技术中，对司机室内的空气进行换气时，通常采用独立的供风系统给司机室供应新鲜空气，并设置排气口进行排气，但因这种排气方式是自然排气，而且排气口较小，排气阻力大，而新鲜空气的进入量则通常很大，排气量和新鲜空气进入量不匹配，司机室内污浊空气的排出能力差；同时，由于气体排入和排出相差较大，会导致司机室内空气压强增大，影响司机室内空气质量。

综上，现有司机室内进行换气时，进入的新鲜空气和排出的污浊气体不匹配，导致换气不充分，影响司机室内的空气质量，对司机的身体健康会造成影响。

发明内容

本发明提供一种换气系统以及电力机车，可对司机室进行换气，使司机室内排出污浊空气的量和补充的新鲜空气的量相匹配，提高司机室内的空气质量。

本发明提供一种换气系统，包括：

吸气单元，所述吸气单元包括第一调速风机和吸气风道，所述吸气风道与所述第一调速风机的进风口相连通；

排气单元，所述排气单元包括第二调速风机和排气风道，所述排气风道与所述第二调速风机的出风口相连通；

开关电路，所述开关电路与所述第一调速风机和第二调速风机连接，用于控制所述第一调速风机和所述第二调速风机同步工作。

本发明还提供一种电力机车，包括司机室，以及上述本发明提供的换气系统；

所述司机室内设置有司机室进气风道和司机室排气风道，所述司机室进气风道与所述换气系统中的第一调速风机的出风口相连通，所述司机室排气风道与所述换气系统中的第二调速风机的进风口相连通。

本发明提供的换气系统以及电力机车，通过设置与开关电路连接吸气单元和排气单元，在对司机室进行换气时，可通过开关电路同步控制吸气单元和排气单元工作，可使得司机室内的空气进入量和排出量相匹配，实现司机室的充分换气，提高司机室内的空气质量，确保司机的健康。

附图说明

图1为本发明实施例提供的换气系统的结构示意图；

图2A为本发明实施例中吸气单元的主视图；

图2B为本发明实施例中吸气单元的俯视图；

图2C为本发明实施例中吸气单元的轴侧示意图；

图3A为本发明实施例中排气单元的主视图；

图3B为图3A中A处的局部放大图；

图3C为本发明实施例中排气单元的俯视图；

图3D为本发明实施例中排气单元的轴侧示意图；

图4为本发明实施例提供的换气系统中开关电路的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的开关电路与风速调整电路的具体电路实现的原理示意图。

具体实施方式

如图1-图3D所示，本实施例换气系统包括吸气单元1和排气单元2，其中，吸气单元1包括第一调速风机101和吸气风道102，该吸气风道102与第一调速风机101的进风口相连通；排气单元2包括第二调速风机201和排气风道202，排气风道202与第二调速风机201的出风口相连通。此外，该换气系统还包括开关电路（图中未示出），该开关电路可与第一调速风机101和第二调速风机102连接，用于控制第一调速风机101和第二调速风机201同步工作，使第一调速风机101的进风量和第二调速风机201的排风量相匹配。本实施例可应用于电力机车的司机室的通风换气中，可对司机室内的空气进行充分换气，提高室内空气质量，并使司机室内空气压强保持一致。

本实施例应用于电力机车的司机室内时，为便于在司机室内安装该换气系统，可在司机室上设置司机室进气风道4和司机室排气风道5，分别与换气系统中的吸气单元1和排气单元2连通，其中，该换气系统可安装在司机室的外部，并且，为了保证换气效果，吸气单元1和排气单元2之间的距离应大于80mm。具体地，换气系统中的吸气单元1与司机室进气风道4相连通，以吸收外面的新鲜空气，输送到司机室内，排气单元2与司机室排气风道5相连通，以将司机室内的污浊空气排出到室外。

本实施例中，如图2A～图2C所示，为便于第一调速风机101的安装，可在吸气风道101上设置有第一风机安装座103，该第一调速风机101可安装在该第一风机安装座103上。类似地，为便于第二调速风机201的安装，如图3A～图3D所示，可在排气单元2的排气风道202上设置有第二风机安装座203，第二调速风机201可安装在该第二风机安装座203上。

本实施例中，为便于将该换气系统安装到待换气设备即上述的司机室上，可在上述的吸气风道102和排气风道202上分别安装有安装支座。具体地，如图2A所示，可在吸气风道102的下方设置第一安装支座107，这样，可利用第一安装支座107将吸气单元1安装在司机室的外部；类似地，如图3A所示，可在排气风道202的下方设置第二安装支座204，这样，可利用第二安装支座204将排气单元2安装在司机室的外部。

本实施例中，上述的吸气单元1中的吸气风道102的内部可按进风方向依此安装有一级过滤器和二级过滤器，以对外部进入的空气进行过滤，提高进入司机室内新鲜空气的质量。具体地，如图2A所示，可在吸气风道102内部设置过滤器壳104，过滤器壳104上从进口往里依此设置有一级过滤器105和二级过滤器106，其中，一级过滤器105可采用惯性过滤器，二级过滤器106可采用过滤棉过滤器，这样外面的空气进入到吸气风道102首先经过一级过滤器105和二级过滤器106，滤除空气中的杂质和灰尘，然后经过吸气风道102进入到第一调速风机101，第一调速风机101的出风口与司机室进气风道4连通，这样气流被第一调速风机101输送到司机室进气风道4，从而进入到司机室内。

本实施例中，为避免外部环境对司机室内的影响，如图3A和图3B所示，上述的排气单元2中的排气风道202的出口可设置有自闭式活门208，该自闭式活门208包括活门板209，该活门板209以铰链213铰接于排气风道202的出口，这样，在排气单元2排气过程中，可在气压作用下打开活门板209进行排气，而在排气单元2停止工作过程中，可利用活门板209自身的重力自行关闭。

本实施例中，如图3A和图3B所示，为提高活门板209关闭的可靠性，可在活门板209上设置有钢片210，排气风道202的出口上与钢片210对应的位置设置有永磁块211，该永磁块211可粘接在排气风道202的出口处。这样，当司机室不排气时，自闭式活门208在自重和永磁块211与钢片210间吸力的共同作用下，自动关闭排气风道202的出口；当司机室排气时，在第二调速风机201的作用下，气流克服活门自重和永磁块211与钢片210间的吸力，将自闭式活门208打开，排出司机室内的污浊空气。排气单元2采用自闭式活门方式，排气时阻力小，不排气时自闭式活门关闭，这样可避免外部环境对司机室内的影响。

本实施例中，如图3A和图3B所示，为提高活门板209关闭时对排气风道202的密封效果，可在活门板209上设置密封条212，用于在活门板209关闭时，密封排气风道202。

本实施例中，为提高各部件之间的密封性能，避免换气过程中空气泄漏，如图2B所示，第一调速风机101的出风口与司机室进气风道4的连接处可用螺栓连接有压板110，并在其中设置密封垫108，在压板110上设置密封条109，通过压板110将密封条109压于司机室进气风道4而进行密封。类似地，如图3C所示，第二调速风机201的进风口与司机室排气风道5的连接处用螺栓连接有压板207，并在其中设置密封垫205，在压板207上设置密封条206，通过压板207将密封条206压于司机室排气风道5进行密封。

本实施例中，与第一调速风机101和第二调速风机201连接的开关电路可为多档开关电路，且多档开关电路与第一调速风机101之间可连接有吸气风速调整电路，多档开关电路与第二调速风机201之间可连接有排气风速调整电路，其中，吸气风速调整电路和排气风速调整电路可用于在多档开关电路位于不同档位时，分别为第一调速风机101和第二调速风机201提供相应档位的工作电压，以控制各调速风机的工作功率。

具体地，如图4所示，开关电路3与第一调速风机101之间连接有吸气风速调整电路301，开关电路3与第二调速风机201之间连接有排气风速调整电路302，其中，该开关电路3具体为多档转换开关电路，当该多档转换开关电路被选择位于某一档位时，吸气风速调整电路301和排气风速调整电路302就会为第一调速风机101和第二调速风机201分别提供与该档位对应的工作电压，使第一调速风机101和第二调速风机201可在该档位对应的工作功率下工作。

本实施例中，上述的多档开关电路的开关电路3可包括有四个档位，且每个档位可通过调速电路为调速风机提供不同的工作电压；吸气风速调整电路301和排气风速调整电路302具体可以为电压调整电路，其可与多档开关的不同档位的输出端连接，以在不同档位时，可对从多档开关电路的输入端输入的电压U进行分压处理，调整施加在调速风机的工作电压，使调速风机可工作于与多档开关电路的各档位对应的工作电压下工作。

为便于对本发明实施例中的开关电路、风速调整电路和调速风机的电气控制过程及原理有更好的了解，下面对实际应用的电路为例，对其进行说明。

如图5所示，吸气风速调整电路301和排气风速调整电路302均是由多个电阻组成的电压调整电路；开关电路3为四档开关电路。具体地，该开关电路3为四档转换开关SA，其中，吸气风速调整电路301连接在开关电路3与第一调速风机的直流调速电机1011之间，排气风速调整电路302连接在开关电路3与第二调速风机的直流调速电机2011之间；吸气风速调整电路301和排气风速调整电路302均由R1、R2、R3和R4组成的电压调整电路构成，且R2电阻小于R3电阻。

如图5所示，每个调整电路中，R1、R2、R3、R4的一端均与开关SA上的各档位的输出端连接，其中，R1在开关SA处于I、II、II档时，与输入端的输入电压的正极U+连接，R2在开关SA处于I档时，与输入电压的负极U-连接，R3在开关SA处于II档时，与输入电压的负极U-连接，R4在开关SA处于I、II、III档时，与输入电压的负极U-连接；R1、R2、R3、R4的另一端均汇聚与B点，并通过B点与调速风机中的电机的电枢绕组的正极端a1连接，以调整电枢电压，而调速风机中的电机的电枢绕组的负极端a2在开关SA处于I、II、III时与负极U-连接。此外，本实施例中调速风机均为直流调速风机，因此，开关SA处于I、II、III档时，直流调速电机1011和直流调速电机2011的励磁绕组的正极端和负极端与输入电压的正极U+和负极U-连接，以确保直流电机工作。可以看出，通过控制开关SA所处的档位，就可调整连接在输入电压U与电机电枢绕组之间的电阻，进而可调整最终施加在电枢绕组上的电压，实现对调速风机的工作功率的调整。

本实施例中，具体地，如图5所示，四档转换开关SA位于0档位时，各调整电路中的R1、R2、R3、R4均与开关SA的输入端断开，直流调速电机1011与输入电压U呈断开状态，此时无电压施加在电机上，直流调速电机1011和直流调速电机2011均不工作；SA位于I档位时，输入电压的负极U-与R2的一端连接，此时，输入电压U就会通过R1、R2、R4组成的电路为电机的电枢绕组提供电压，电机工作，其中，R2、R4与电机的电枢绕组并联，而R1则串联连接在R2、R4组成的并联电路与输入电压的正极U+之间，这样，施加在电枢绕组上的电压的大小U1就由R1、R2、R4来决定；SA位于II档位时，输入电压的负极U-与R3的一端连接，此时，输入电压U就会通过R1、R3、R4组成的电路为电机的电枢绕组提供电压，电机工作，其中，R3、R4与电机的电枢绕组并联，而R1则串联连接在R3、R4组成的并联电路与输入电压的正极U+之间，这样，施加在电枢绕组上的电压的大小U2就由R1、R3、R4来决定，由于R3大于R2，因此U2大于U1，此时，电机的工作功率就大；SA位于III档位时，U-既不与R2连接，也不与R3连接，这样，施加在电枢绕组上的电压的大小U4就由R1、R4来决定，由于R4大于R4与任何电阻并联后的电阻，因此U3比U2大，此时，电机的工作功率就会最大。由此，通过调整开关SA的各档位，就可以调整施加在直流调速电机1011和直流调速电机2011的工作电压，进而可调整进风道和排风道的进风量和排风量，并使进风量和排风量相同。

本领域技术人员可以理解，上述的开关电路3除了为四档开关外，也可为两档、三档、五档或更多；同时，上述构成吸气风速调整电路301和排气风速调整电路302的电压调整电路，除了可以由图5所示的电路外，也可由其他电阻连接方式构成，或者也可由其他电路构成，例如电压调整芯片等，且根据不同个数的档位，相应的电压调整电路也会有所不同，在此并不做特别限制。

本实施例中，图5所示的开关电路3、吸气风速调整电路301和排气风速调整电路302可分别设置在司机室的不同位置，其中，开关电路3可直接设置在司机室内，而吸气风速调整电路301和排气风速调整电路302可直接与相应的吸气单元1、排气单元2集成在一起，具体地，如图2B和图2C所示，第一风机安装座103的一侧安装有接线盒111，吸气风速调整电路301形成的电路板安装在该接线盒111内，从第一调速风机101引出的导线和开关电路3各档位开关引出的导线均与接线盒111内的吸气风速调整电路301连接，其具体电路连接可参见图5所示。此外，如图2B所示，在第一风机接线盒111上方还设置一扎线板112，亦固定于第一风机安装座103上，用于捆扎接线盒111外面的导线113，以免布线散乱无序，为防止触电并保护设备安全，且在第一调速风机101与吸气风道102之间连接一接地线114。类似地，如图3C和图3D所示，排气单元2也可将排气风速调整电路302形成的电路板集成在安装在第二风机安装座203的一侧的接线盒214内，从第二调速风机201引出的导线以及从开关电路3的各档开关引出的导线可分别连接至接线盒214，与接线盒214内的排气风速调整电路302连接，且在第二风机接线盒214上方也可设置一扎线板215，固定于第二风机安装座203上，用于捆扎接线盒214外面的导线216。

下面本发明实施例换气系统的具体工作过程进行说明。

本实施例换气系统的具体操作过程是：当本换气系统安装好后，并按图5所示的电路接好线，在司机室操纵台的适当位置安装好四档转换开关SA，该换气系统就可以使用了，当司机室不需要换气时，将四档转换开关SA打到“0”位，吸气和排气单元都不动作，当司机室需要少量换气时，将四档转换开关打到“I”位，吸气和排气单元都以较少的吸气和排气量，对司机室进行换气。当司机室需要中等换气量时，将四档转换开关打到“II”位，吸气和排气单元都以中等的吸气和排气量，对司机室进行换气。当司机室需要大量换气时，将四档转换开关打到“III”位，吸气和排气单元都以较大的吸气和排气量，对司机室进行换气。使用本实施例换气系统，可根据司机室内空气污浊程度、空调设备的制冷制热效果和司机的舒适程度，选择设置I（弱）、II（中）、III（强）三种换气方式对司机室进行换气，设置为0（停止）档位时，吸气单元和排气单元的调速风机停止运转，不进行换气，在此同时，排气单元的排气风道用自闭式活门密封，避免了外部环境对司机室内的影响。

本实施例中，吸气和排气由四档转换开关控制同步进行，同时，吸气单元和排气单元的调速风机可采用相同的规格，但叶片转向相反，以使吸收的新鲜的空气的量和排出的污浊的空气的量匹配，保证司机室内换气充分。

本实施例换气系统，通过设置与开关电路连接吸气单元和排气单元，控制吸气单元和排气单元的吸气及排气，在对司机室进行换气时，可对司机室内新鲜空气的进入量和污浊空气的排出量匹配，实现司机室的充分换气，提高司机室内空气质量，确保司机的健康。

本发明实施例还提供一种电力机车，包括司机室以及上换气系统；该司机室内设置有司机室进气风道和司机室排气风道，该司机室进气风道与本发明换气系统中的第一调速风机的出风口相连通，空气从本发明吸气风道进入第一调速风机，然后送入到司机室进气风道而进入司机室内；该司机室排气风道与本发明换气系统中的第二调速风机的进风口相连通。司机室内的污浊空气由第二调速风机送出，进入到排气风道而排出室外。本实施例电力机车中换气系统可采用上述本发明换气系统实施例的说明，在此不再赘述。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种换气系统，其特征在于，包括：

吸气单元，所述吸气单元包括第一调速风机和吸气风道，所述吸气风道与所述第一调速风机的进风口相连通；

排气单元，所述排气单元包括第二调速风机和排气风道，所述排气风道与所述第二调速风机的出风口相连通；

开关电路，所述开关电路与所述第一调速风机和第二调速风机连接，用于控制所述第一调速风机和所述第二调速风机同步工作；

所述排气风道的出口安装有自闭式活门；

所述自闭式活门包括活门板，所述活门板以铰链铰接于所述排气风道的出口；

所述活门板上设置有钢片，所述排气风道的出口上与所述钢片对应位置设置有永磁块；

第一调速风机的出风口与司机室进气风道连接，且第一调速风机的出风口与司机室进气风道的连接处用螺栓连接有第一压板，所述第一压板上设置有第一密封条，所述第一压板用于将所述第一密封条压于所述司机室进气风道而进行密封；

第二调速风机的进风口与司机室排气风道连接，且第二调速风机的进风口与司机室排气风道的连接处用螺栓连接有第二压板，所述第二压板上设置有第二密封条，所述第二压板用于将所述第二密封条压于所述司机室排气风道而进行密封。

2.根据权利要求1所述的换气系统，其特征在于，所述吸气风道上设置有第一风机安装座，所述第一调速风机安装在所述第一风机安装座上；

所述排气风道上设置有第二风机安装座，所述第二调速风机安装在所述第二风机安装座上。

3.根据权利要求1所述的换气系统，其特征在于，所述吸气风道上安装有第一安装支座，排气风道上安装有第二安装支座，所述换气系统通过所述第一安装支座及第二安装支座安装在待换气设备上。

4.根据权利要求1所述的换气系统，其特征在于，所述吸气风道的内部按进风方向依此安装有一级过滤器和二级过滤器。

5.根据权利要求4所述的换气系统，其特征在于，所述一级过滤器为惯性过滤器，所述二级过滤器为过滤棉过滤器。

6.根据权利要求1所述的换气系统，其特征在于，所述开关电路为多档开关电路；

所述多档开关电路与所述第一调速风机之间连接有吸气风速调整电路，所述多档开关电路与所述第二调速风机之间连接有排气风速调整电路；

所述吸气风速调整电路和排气风速调整电路，用于在所述多档开关电路位于不同档位时，分别为所述第一调速风机和第二调速风机提供相应档位的工作电压，以调整调速风机的工作功率。

7.一种电力机车，其特征在于，包括司机室，以及权利要求1-6任一所述的换气系统；

所述司机室内设置有司机室进气风道和司机室排气风道，所述司机室进气风道与所述换气系统中的第一调速风机的出风口相连通，所述司机室排气风道与所述换气系统中的第二调速风机的进风口相连通。