CN105403419A - 通风隔声内燃机车水阻试验台 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及内燃机车水阻试验台领域，公开了一种通风隔声内燃机车水阻试验台，包括厂房房体、厂房房体底部内燃机车进出用的轨道（1）、厂房房体上部的天车（2）、工作人员通行及作业的网格走台（3），所述厂房房体包括厂房立柱（7）、房顶（4）、隔声墙体（5）和隔声大门（6），所述厂房房体内设有可将厂房房体空间分割成大致相互分离的上区域和下区域的隔热装置，所述房顶（4）或隔声墙体（5）上设有与所述上区域连通的排气装置，所述的水阻试验台还包括可与内燃机车的柴油机排烟口（8）连通或分离的排烟装置。本发明通过合理的布局，使得内燃机车在水阻试验时，既能保证降噪达标，又能保证通风换热通畅，不影响柴油机的工作。
Description
技术领域
本发明涉及内燃机车领域，尤其涉及一种内燃机车水阻试验台。
背景技术
内燃机车（以下简称机车）水阻试验是用水电阻作为负载取代牵引电动机，模拟电传动内燃机车运行，测试并调整机车性能参数的负载试验。水阻试验台就是为了完成机车水阻试验而设置的厂房。
机车在新造或经过大修、中修的电传动内燃机车在总装落成后均要进行水阻试验，其目的是进一步检查机车各主要部件的制造或修理及安装质量，确保内燃机车各部件安装正确，动作可靠，性能良好，运行安全，并能发挥设计要求的控制性能和功率特性。
目前，国内大约有十多家机车新造厂、修理厂，有五十多个机务段都需要设计与使用机车水阻试验台。随着中国机车走向国外，机车水阻试验台也将在世界各地广泛使80年代开始就可以设计与使用各种不同类型的水阻试验台。归纳起来有全敞开式、半封闭式和全封闭式三种结构形式。由于，80、90年代全社会的环保意识普遍不强，加之当时内燃机车新造厂、修理厂以及机务段一般均处在城市的边缘，靠近农村。因此在设计使用中不太关心噪声的影响问题。
其实，内燃机车的噪声具有频谱宽，声压级大等特点。从63-8000Hz范围内，其声压级一般都在95-130dB。而且，水阻试验的时间比较长，一台机车从上台到完成实验大约需要7-8小时。有时，往往要进行到半夜才能完成，极大的影响了周边居民的正常工作与学习。
随着城市的扩张，当时地处郊区的工厂和机务段均到了城市中，周边修建了大量的民用建筑，因此噪声影响的问题逐步上升到了非解决不可的地步。原来的敞开式、半封闭式的水阻试验台自然不能满足环境的要求了。因此，全封闭的机车水阻试验台得到了广泛使用。但是，目前这种全封闭的水阻试验台在运用中存在诸多问题，归纳如下：
1、厂房结构与通风换热以及消声隔声的要求不匹配。以前，水阻试验台厂房结构一般是由专业的建筑设计公司按照常规厂房设计规范进行设计的，而通风换热，消声、隔声一般是由专业的通风降噪专业公司进行设计的。为实现通风换热和消声、隔声往往要在原厂房结构的基础上进行二次改造。受厂房的结构限制，往往不能很好的实现通风换热和消声、隔声的要求，有时不得不勉强为之，最终的通风换热和消声、隔声都不能达到最佳效果。例如，通风降噪往往需要在墙体开洞和屋架上布置消声器，有时受墙体高度和面积所限，使通风截面积不足，有时又受屋架承重不够，而使消声器布置受限。
2、水阻试验台降噪与通风换热一般由噪声治理公司设计制造，其往往对降噪考虑较多，对机车的使用及原理不熟悉，对通风换热的重要性往往认识不足。这就造成了降噪往往可以达标，但是厂房内通风换热不畅，影响机车的正常试验.特别到了夏天，这种问题更加突出,有时用户为了保障试验的正常进行，往往需要打开试验台的大门才能进行。因此，降噪隔声与正常使用间的矛盾十分突出。
3、由于机车在工作中，需要从机车两侧的柴油机进气口持续吸入新鲜的空气，而柴油机的进气量是否充足，是影响柴油机正常工作的关键。若进气温度高，会使进气密度降低，从而使总进气量减少，柴油机的功率就不能发挥出来，若吸入掺有废气的空气，问题会更严重。另外，柴油机工作时，必须保证冷却水温在一个规定的温度范围内，而水温则是由散热器保证的。散热器依靠其顶部的风扇，将冷空气从机车两侧的散热器进气口吸入，再通过风扇将散热器内热交换的热量排到到厂房内，由于散热器顶部的出风是呈45度角向上排出的，排出的热气在到达厂房顶部后往往会沿墙壁向下流动，因此，会导致热气重新被吸入散热器进气口，造成散热能力下降，直接影响柴油机的正常工作。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种通风隔声内燃机车水阻试验台，通过合理的布局，使得内燃机车在水阻试验时，既能保证降噪达标，又能保证通风换热通畅，不影响柴油机的工作。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：通风隔声内燃机车水阻试验台，包括厂房房体、厂房房体底部内燃机车进出用的轨道、厂房房体上部的天车、工作人员通行及作业的网格走台，所述厂房房体包括厂房立柱、房顶、隔声墙体和隔声大门，所述厂房房体内设有可将厂房房体空间分割成大致相互分离的上区域和下区域的隔热装置，所述房顶或隔声墙体上设有与所述上区域连通的排气装置，所述的水阻试验台还包括可与内燃机车的柴油机排烟口连通或分离的排烟装置。
进一步的，所述的隔热装置设置在厂房房体内沿轨道延伸方向的两侧，隔热装置包括活动连接在厂房立柱上的隔热板；内燃机车水阻试验时，所述的隔热板可调整至贴近内燃机车顶部的位置，将所述厂房房体空间分割成所述的上区域和下区域，同时在所述的隔热板贴近内燃机车顶部处还留有间隙，即冷却空气通道。
进一步的，所述的隔热装置还包括驱动装置、固定在立柱上的转动支撑和驱动支撑；所述的驱动装置一端铰接在驱动支撑上，另一端铰接在隔热板中部，所述的隔热板靠近隔声墙体的一侧铰接在转动支撑上，即所述的隔热板可在驱动装置的作用力下绕转动支撑转动。由于隔热板的跨度较大，所以布置有多个驱动装置，所述的驱动装置可以是气缸、油缸或者电动推杆。内燃机车水阻试验时，所述的隔热板通过驱动装置转动至贴近内燃机车顶部的位置，利用两侧的隔热板和内燃机车的顶部面将所述厂房房体空间分割成所述的上区域和下区域，同时在所述的隔热板贴近内燃机车顶部处还留有间隙，即冷却空气通道。所述的上区域和下区域具有隔热功能，避免了散热器排出的热气在到达厂房房体顶部后继续沿墙壁向下流动而重新被吸入散热器进气口的情况。内燃机车水阻试验时，所述隔热板转至贴近内燃机车顶部的位置，既利用了内燃机车的顶面和隔热板一起分割厂房房体空间，减少了隔热板的材料用量，又避免了上区域过高的热量离柴油机较近，而影响柴油机工作。内燃机车进出厂房时，可通过驱动装置将隔热板向上转动，留出适当位置方便内燃机车进出，就位后再通过驱动装置将隔热板放下至内燃机车顶部处。
进一步的，所述的隔热板由槽钢框架包裹彩钢夹心板组成。
进一步的，所述的冷却空气通道宽度为100-200mm。冷却空气通道的宽度对冷却空气的流动十分重要，本发明通过理论计算以及实验得出上述宽度值为最佳宽度。
进一步的，还包括设置在内燃机车的柴油机两侧，并连通柴油机进气口与厂房房体外部的柴油机进气装置，所述的柴油机进气装置包括设置在厂房房体内可伸缩的进气连接部和设置在厂房房体外的柴油机进气消声部。内燃机车水阻试验时，由所述柴油机进气消声部吸入厂房房体外的气体供给柴油机，避免了吸入可能掺和有废气的厂房房体内部空气。
进一步的，所述进气连接部上方垂直所述隔声墙体设有滑动槽，滑动槽内设有可沿滑动槽滑动的滚轮，所述的进气连接部通过钢丝与所述滚轮连接，所述进气连接部的进气通道由多个矩形框和将矩形框串接在一起的帆布组成所述可伸缩的结构，钢丝则连接在矩形框上，所述进气连接部与柴油机进气口的连接处设有若干块密封磁铁，所述进气连接部的一侧通过密封磁铁与柴油机进气口侧壁密封连接，另一侧则通过螺钉固定在隔声墙体上。当机车就位后，通过手动的方式，将进气连接部拉至内燃机车的柴油机进气口处，通过密封磁铁的磁力固定，水阻试验结果后，再将进气连接部拉至靠近隔声墙体处，避免影响人员通行。
进一步的，还包括多个设置在厂房房体两侧外部，并与厂房房体内部空间连通的厂房进气装置，所述的厂房进气装置上设有厂房进气消声器。所述的厂房进气装置设置在厂房房体两侧外部的最底端，以便空气能从网格走台的下方进入厂房房体内，避免影响工作人员作业，且最底端进入的空气在流动过程中与内燃机车接触得更充分，能带走更多内燃机车的热量。
进一步的，所述的排气装置设置在所述房顶上，其包括设置在厂房房体外的排气管和与所述排气管连通的排气风机，排气风机的吸气口呈45度角倾斜设置在厂房房体的上区域内，所述的排气管上设有排气消声器和导风防水罩。由于散热器顶部的出风是呈45度角向上排出的，因此将排风风机的吸气口设置成倾斜的45度角，可使排风更彻底。另外，为了防止雨水进入厂房房体内，所述导风防水罩的罩口呈120度角设置。水阻试验时，排气风机形成的负压，促使气流从厂房进气装置进入到厂房房体的下区域，并经过网格走台的下方进入内燃机车侧面，再通过冷却空气通道进入厂房房体的上区域，与散热器排出的热气一起被排气风机排出厂房房体外，在此过程中，厂房房体外进入的空气可将内燃机车的热量顺利带出。
进一步的，所述的排烟装置设置在所述房顶上，其包括设置在厂房房体内可升降的排烟连接部和设置在厂房房体外的排烟管，所述的排烟管上设有排烟消声器，所述的排烟连接部可升降的最高位高于所述天车的移动通过区域，最低位可与内燃机车的柴油机排烟口连通。当内燃机车进入试验台或天车需要通行时，排烟连接部可以向上升起，不阻碍天车的使用，当内燃机车就位后，排烟连接部可以降下连接在柴油机排烟口上，所述排烟连接部的具体结构可根据内燃机车的柴油机排烟口的位置结构进行设计，可设计多种可调换的方案，以便适应不同型号的内燃机车。
本发明的有益效果是：（1）通过设置隔热板将厂房房体分割成隔热的上区域和下区域，阻止了散热器顶部排出的热空气回流进入散热器进气口的情况；（2）采用可伸缩的进气连接部，就柴油机进气直接从厂房房体外引入，避免了厂房房体内的浑浊空气进入柴油机，而影响其工作；（3）在散热器顶部呈45度角布置有排风风机，使热空气能够顺利的排出厂房房体外；（4）合理的将排烟装置直接布置在房顶，有利于降低排烟阻力，使柴油机排出的废烟能顺利排出到厂房房体外，同时可升降的排烟连接部，也不会影响到天车的使用。本发明通过合理的布局，使得内燃机车在水阻试验时，既能保证降噪达标，又能保证通风换热通畅。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1的侧视图；
图3是图1的俯视图；
图4是本发明的柴油机进气装置的示意图；
图5是图4的左视图；
图6是房顶的桁架结构示意图；
图7是本发明内燃机车一侧的进气流向示意图；
图中标记为：1-轨道，2-天车，3-网格走台，4-房顶，5-隔声墙体，6-隔声大门，7-立柱，8-柴油机排烟口，9-隔热板，10-驱动装置，11-转动支撑，12-驱动支撑，13-冷却空气通道，14-进气连接部，15-柴油机进气消声部，16-滑动槽，17-滚轮，18-钢丝，19-密封磁铁，20-厂房进气装置，21-排烟连接部，22-排烟管，23-排气管，24-排气风机，25-导风防水罩，26-横梁，27-横向连接梁，28-纵向连接梁，29-内套管，30-第一矩形框，31-第二矩形框。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步详细介绍，但本发明的实施方式不限于此。
如图1、图2和图3所示，本发明的通风隔声内燃机车水阻试验台，包括厂房房体、厂房房体底部内燃机车进出用的轨道1、厂房房体上部的天车2、工作人员通行及作业的网格走台3，所述厂房房体包括厂房立柱7、房顶4、隔声墙体5和隔声大门6，所述的隔声墙体5采用隔声量Rw大于50dB的专用隔声模块或320mm的实心砖墙建成，所述的房顶4设有八台排气装置和一台排烟装置，所述的排烟装置设置在房顶4的中央，排气装置均布在排烟装置的两侧，所述的厂房房体内设有可将厂房房体空间分割成大致相互分离的上区域和下区域的隔热装置。
所述的隔热装置设置在厂房房体内沿轨道1延伸方向的两侧，隔热装置包括由槽钢框架包裹彩钢夹心板组成的隔热板9、驱动装置10、固定在立柱7上的转动支撑11和驱动支撑12；所述的驱动装置10一端铰接在驱动支撑12上，另一端铰接在隔热板9中部，所述的隔热板9靠近隔声墙体5的一侧铰接在转动支撑11上，即所述的隔热板9可在驱动装置10的作用力下绕转动支撑11转动。具体实施时，所述隔热板9的跨度可小于厂房房体的长度，仅大于内燃机车长度一定尺寸即可，这样既不会影响隔热效果，也可节省隔热板9的材料用量。具体的，所述隔热板9的跨度大致为20米，在隔热板9上布置有多个驱动装置10，所述的驱动装置10可以是气缸、油缸或者电动推杆。内燃机车水阻试验时，所述的隔热板9转动至贴近内燃机车顶部的位置，利用两侧的隔热板和内燃机车的顶部面将所述厂房房体空间分割成隔热的上区域和下区域，同时在所述的隔热板9贴近内燃机车顶部处还留有间隙，即冷却空气通道13，所述的冷却空气通道13宽度为100-200mm。
所述的排气装置包括设置在厂房房体外的排气管23和与所述排气管23连通的排气风机24，排气风机24的吸气口呈45度角倾斜设置在厂房房体的上区域内，所述的排气管23上设有排气消声器和导风防水罩25。由于散热器顶部的出风是呈45度角向上排出的，因此将排风风机24设置成倾斜的45度角，可使排风更彻底。另外，为了防止雨水进入厂房房体内，所述的导风防水罩25罩口呈120度角设置。
所述的排烟装置包括设置在厂房房体内可升降的排烟连接部21和设置在厂房房体外的排烟管22，所述的排烟管22上设有高效宽频的排烟消声器，能吸收内燃机车的宽频谱噪声，所述的排烟连接部21呈倒“Y”型，排烟连接部21可升降的最高位高于所述天车2的通过区域，最低位可与内燃机车的柴油机排烟口8连通。
所述的水阻试验台还包括设置在内燃机车的柴油机两侧，并连通柴油机进气口与厂房房体外部的柴油机进气装置。如图4所示，所述的柴油机进气装置包括设置在厂房房体内可伸缩的进气连接部14和设置在厂房房体外的柴油机进气消声部15，所述进气连接部14上方垂直所述隔声墙体5设有滑动槽16，滑动槽16由工字钢制成，滑动槽16内设有可沿滑动槽16滑动的滚轮17，所述的进气连接部14通过钢丝18与所述滚轮17连接，所述进气连接部14的进气通道由多个矩形框和将矩形框串接在一起的帆布组成所述可伸缩的结构，钢丝18则连接在矩形框上。如图5所示，所述进气连接部14与柴油机进气口的连接处设有若干块密封磁铁19，所述进气连接部14的一侧通过密封磁铁19与柴油机进气口侧壁密封连接，另一侧则通过螺钉固定在隔声墙体5上，所述的进气连接部14使用时，通过密封磁铁19的磁力固定在柴油机进气口处，不用时拉至靠近隔声墙体5处，避免影响人员通行。
所述的水阻试验台还包括多个设置在厂房房体两侧外部，并与厂房房体下区域连通的厂房进气装置20，所述的厂房进气装置20上设有厂房进气消声器。所述的厂房进气装置20设置在厂房房体两侧外部的最底端，以便空气能从网格走台3的下方进入厂房房体内，避免影响工作人员作业，且最底端进入的空气在流动过程中与内燃机车接触得更充分，能带走更多内燃机车的热量。
具体实施时，所述的房顶4根据声学以及传热换气的要求设计成专门的桁架结构，如图6所示，考虑到房顶4需布置排气装置和排烟装置，所以在房顶4上设有八根横梁26，在横梁26上架设有多根横向连接梁27和纵向连接梁28，横向连接梁27和纵向连接梁28构成八个用于支撑并固定排气装置的第一矩形框30和一个用于支撑并固定排烟装置的第二矩形框31。经过理论计算，所述的立柱7、横梁26、横向连接梁27和纵向连接梁28均采用HM295×200的结构钢。
水阻试验时，内燃机车沿轨道1开进厂房房体内并关上隔声大门6后，放下隔热板9，将厂房房体空间分割成隔热的上区域和下区域，再将进气连接部14拉至并吸附在内燃机车的进气口处，最后再将排烟连接部21降下与内燃机车的柴油机排烟口8连通，在连通排烟连接部21和柴油机排烟口8时，可在排烟连接部21的连接口处安放一可伸缩的内套管29，以便于对接和密封。完成上述准备工作后即可开始水阻试验，试验时如图7所示，排气风机24形成的负压，促使气流从厂房进气装置20进入到厂房房体的下区域，并经过网格走台3的下方进入内燃机车侧面，再通过冷却空气通道13进入厂房房体的上区域，与散热器排出的热气一起被排气风机24排出厂房房体外，在此过程中，厂房房体外进入的空气可将内燃机车的热量顺利带出。另外，柴油机进气装置直接从厂房房体外吸入气体供给柴油机，避免了吸入可能掺和有废气的厂房房体内部空气。
Claims (10)
1.通风隔声内燃机车水阻试验台，包括厂房房体、厂房房体底部内燃机车进出用的轨道（1）、厂房房体上部的天车（2）、工作人员通行及作业的网格走台（3），所述厂房房体包括厂房立柱（7）、房顶（4）、隔声墙体（5）和隔声大门（6），其特征在于：所述厂房房体内设有可将厂房房体空间分割成大致相互分离的上区域和下区域的隔热装置，所述房顶（4）或隔声墙体（5）上设有与所述上区域连通的排气装置，所述的水阻试验台还包括可与内燃机车的柴油机排烟口（8）连通或分离的排烟装置。
2.根据权利要求1所述的通风隔声内燃机车水阻试验台，其特征在于：所述的隔热装置设置在厂房房体内沿轨道（1）延伸方向的两侧，隔热装置包括活动连接在厂房立柱（7）上的隔热板（9）；内燃机车水阻试验时，所述的隔热板（9）可调整至贴近内燃机车顶部的位置，将所述厂房房体空间分割成所述的上区域和下区域，同时在所述的隔热板（9）贴近内燃机车顶部处还留有间隙，即冷却空气通道（13）。
3.根据权利要求2所述的通风隔声内燃机车水阻试验台，其特征在于：所述的隔热装置还包括驱动装置（10）、固定在立柱（7）上的转动支撑（11）和驱动支撑（12）；所述的驱动装置（10）一端铰接在驱动支撑（12）上，另一端铰接在隔热板（9）中部，所述的隔热板（9）靠近隔声墙体（5）的一侧铰接在转动支撑（11）上，即所述的隔热板（9）可在驱动装置（10）的作用力下绕转动支撑（11）转动。
4.根据权利要求2所述的通风隔声内燃机车水阻试验台，其特征在于：所述的隔热板（9）由槽钢框架包裹彩钢夹心板组成。
5.根据权利要求2所述的通风隔声内燃机车水阻试验台，其特征在于：所述的冷却空气通道（13）宽度为100-200mm。
6.根据权利要求1所述的通风隔声内燃机车水阻试验台，其特征在于：还包括设置在内燃机车的柴油机两侧，并连通柴油机进气口与厂房房体外部的柴油机进气装置，所述的柴油机进气装置包括设置在厂房房体内可伸缩的进气连接部（14）和设置在厂房房体外的柴油机进气消声部（15）。
7.根据权利要求6所述的通风隔声内燃机车水阻试验台，其特征在于：所述进气连接部（14）上方垂直所述隔声墙体（5）设有滑动槽（16），滑动槽（16）内设有可沿滑动槽（16）滑动的滚轮（17），所述的进气连接部（14）通过钢丝（18）与所述滚轮（17）连接；所述进气连接部（14）与柴油机进气口的连接处设有若干块密封磁铁（19）。
8.根据权利要求1所述的通风隔声内燃机车水阻试验台，其特征在于：还包括多个设置在厂房房体两侧外部，并与厂房房体下区域连通的厂房进气装置（20），所述的厂房进气装置（20）上设有厂房进气消声器。
9.根据权利要求1所述的通风隔声内燃机车水阻试验台，其特征在于：所述的排气装置设置在所述房顶（4）上，其包括设置在厂房房体外的排气管（23）和与所述排气管（23）连通的排气风机（24），排气风机（24）的吸气口呈45度角倾斜设置在厂房房体的上区域内，所述的排气管（23）上设有排气消声器和导风防水罩（25）。
10.根据权利要求1所述的通风隔声内燃机车水阻试验台，其特征在于：所述的排烟装置设置在所述房顶（4）上，其包括设置在厂房房体内可升降的排烟连接部（21）和设置在厂房房体外的排烟管（22），所述的排烟管（22）上设有排烟消声器，所述的排烟连接部（21）可升降的最高位高于所述天车（2）的通过区域，最低位可与内燃机车的柴油机排烟口（8）连通。
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