CN107592780B - 一种高速动车组冷却装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高速动车组冷却装置，其包括安装骨架、水冷组件和风冷组件，水冷组件和风冷组件均设置在安装骨架上；水冷组件包括通过管道依次连接的换热器、膨胀水箱以及屏蔽水泵，屏蔽水泵的出水口用于与牵引变流器的进水口连通，换热器的进水口用于与牵引变流器的出水口连通；风冷组件包括离心式冷却风机和离心式空气过滤器，离心式冷却风机的进风口与换热器对应设置，用于引入外界空气将换热器中的热量带走；离心式空气过滤器设置于离心式冷却风机的迎风面侧。本发明的高速动车组冷却装置，能够实现对牵引变流器和电抗器同步冷却，结构简单、质量轻、维修方便、密封性能好、制造成本低。
Description
技术领域
本发明涉及机车冷却装置技术领域，特别地，涉及一种高速动车组冷却装置。
背景技术
随着国内轨道交通快速的发展，特别是对高速动车组(时速在200km/h及以上的“和谐号”高速列车，部分区段运行时速达250km/h以上)集成性、可靠性提出了极高的要求，其中包括对牵引变流器和电抗器性能和可靠性要求，而冷却装置是动车组变流器冷却的主要设备。在现有技术中，电力机车采用强迫通风方式对牵引电机进行冷却。通常是对应一个转向架上的几个牵引电机设置一个轴流风机进行强迫通风。为了增强冷却效果，也有对应每个牵引电机都设置一个轴流风机的方案。而针对主变流器和主变压器的冷却，则是将主变流器和主变压器的冷却回路接至一个复合冷却器，然后仍然是采用轴流风机对复合冷却器进行强迫通风。动车组结构紧凑，对结构设计要求较高，而在目前的冷却装置设计上依然存在结构复杂、辅助结构繁多，制造成本高，空间利用率低，安装、拆卸不便，噪音大，维护成本高等问题。
发明内容
本发明旨在克服现有技术的不足，提供一种结构简单、质量轻、维修方便、密封性能好、制造成本低的高速动车组冷却装置，在保证动车组牵引变流器工作环境、温度稳定的前提下，实现对牵引变流器和电抗器同步冷却。
为实现上述目的，本发明提供了一种高速动车组冷却装置，包括安装骨架、水冷组件和风冷组件，水冷组件风冷组件均设置在所述安装骨架上；所述水冷组件包括通过管道依次连接的换热器、膨胀水箱以及屏蔽水泵，所述屏蔽水泵的出水口用于与牵引变流器的进水口连通，所述换热器的进水口用于与所述牵引变流器的出水口连通；所述风冷组件包括离心式冷却风机和离心式空气过滤器，所述离心式冷却风机设置于所述换热器的一侧，用于引入外界空气将所述换热器中的热量带走；所述离心式空气过滤器设置于所述安装骨架的一端且于所述换热器(2)的迎风面侧。
优选的，所述离心式冷却风机为双速离心风机，所述双速离心风机的一侧设有进风口、底部设有出风口，所述双速离心风机的另一侧用于对电抗器进行冷却的旁风口，所述换热器设置于所述双速离心风机的进风口侧。
优选的，所述膨胀水箱和所述屏蔽水泵分别设置于所述电抗器的两侧，所述电抗器与所述旁风口对应设置；所述屏蔽水泵通过水泵安装板吊挂在所述安装骨架的顶横梁上，所述电抗器吊挂安装在电抗器安装梁上，所述电抗器安装梁与所述安装骨架的顶侧梁固定连接。
优选的，所述换热器的迎风面与其内部的冷却水的流向成垂直交叉流，所述换热器的进水口和出水口分别设置于所述换热器的两相对设置的端部上且进水口高于出水口。
优选的，所述离心式空气过滤器包括过滤组件和设置于所述过滤组件进风侧的过滤网，所述过滤组件包括滤芯和设置于所述滤芯底部的过滤盒，所述过滤盒的顶面朝所述过滤组件进风侧倾斜设置。
优选的，所述冷却装置还包括用于与高速动车组车体底部连接的底部安装座。
相比于现有技术，本发明具有以下有益效果：
(1)、本发明的一种高速动车组冷却装置，包括安装骨架、水冷组件和风冷组件，水冷组件风冷组件设置在安装骨架上；水冷组件包括通过管道依次连接的换热器、膨胀水箱以及屏蔽水泵，屏蔽水泵的出水口用于与牵引变流器的进水口连通，换热器的进水口用于与牵引变流器的出水口连通；风冷组件包括离心式冷却风机和离心式空气过滤器，离心式冷却风机的进风口与换热器的迎风面对应设置，用于引入外界空气将换热器中的热量带走；离心式空气过滤器设置于离心式冷却风机的迎风面侧。本发明采用对流传热强迫风冷工作原理通过换热器实现冷却介质与牵引变流器系统内部晶体管进行热交换，保证了牵引变流器正常工作。
(2)、本发明的一种高速动车组冷却装置，离心式冷却风机为双速离心风机，双速离心风机的一侧设有用于对电抗器进行冷却的旁风口。同时在离心式冷却风机的一侧开设旁风口与电抗器连通，对电抗器进行实时冷却，保证其正常工作。
(3)、本发明的一种高速动车组冷却装置，膨胀水箱和屏蔽水泵分别设置于电抗器的两侧；屏蔽水泵通过水泵安装板吊挂在安装骨架的顶横梁上，电抗器吊挂安装在电抗器安装梁上，电抗器安装梁采用多向折弯板组焊而成，该结构设置结构紧凑、安装方便。
(4)、本发明的一种高速动车组冷却装置，离心式空气过滤器包括过滤组件和设置于过滤组件进风侧的过滤网，过滤组件包括滤芯和过滤盒，过滤盒的顶面朝进风侧倾斜设置。离心式空气过滤器的进风口安装了过滤网，在维护过程中可从车辆侧面将过滤网拆卸下来进行清洗，而无需将整个离心式空气过滤器进行拆卸，既方便了维护又降低了维护成本。同时过滤盒的顶面倾斜设置，实现自清洁功能，同时更好的保护了换热器不受外界环境污染，大大的降低了维护成本和维护效率。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明一种高速动车组冷却装置的结构示意图；
图2是本发明的离心式冷却风机的结构示意图；
图3是本发明的离心式空气过滤器的结构示意图；
图4是本发明的屏蔽水泵的安装结构示意图；
图5是本发明的电抗器安装梁的结构示意图；
其中，1、安装骨架，1.1、顶纵梁，1.2、顶横梁，1.3、底板，2、换热器，3、膨胀水箱，4、屏蔽水泵，4.1、水泵安装板，5、离心式冷却风机，5.1、旁风口，6、离心式空气过滤器，6.1、过滤组件，6.1a、滤芯，6.1b、过滤盒，6.2、过滤网，7、电抗器，7.1、电抗器安装梁，8、底部安装座。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
参见图1至图5，本发明的一种高速动车组冷却装置，包括安装骨架1、水冷组件2和风冷组件3，水冷组件2组件设置在安装骨架上。
安装骨架1包括两根顶纵梁1.1、多根顶横梁1.2、底板1.3和多根立柱，顶纵梁、顶横梁以及立柱全焊接连接，立柱和底板通过设置于底板四角的防脱锁可拆卸连接。冷却装置通过底部安装座8悬挂于动车组车体底部。
水冷组件包括通过管道依次连接的换热器2、膨胀水箱3以及屏蔽水泵4，屏蔽水泵4的出水口通过装有过滤器的波纹软管与设置于安装骨架1一侧的牵引变流器的进水口连通，换热器2的进水口用于与牵引变流器的出水口连通。该结构设置中，换热器2采用全铝合金翅片，换热器竖直安装于冷却装置中，为提高换热器传热效率，换热器的迎风面与换热器内部的冷却水的流向成垂直交叉流，换热器2的进水口和出水口分别设置于其两相对设置的端部上且进水口高于出水口。
风冷组件包括离心式冷却风机5和离心式空气过滤器6，离心式冷却风机5的进风口与换热器2对应设置，用于引入外界空气将换热器2中的热量带走；离心式空气过滤器6设置于离心式冷却风机5的迎风面侧。离心式冷却风机5为双速离心风机，双速离心风机的一侧设有进风口、底部设有出风口，双速离心风机的一侧设有用于对电抗器7进行冷却的旁风口5.1，换热器2设置于双速离心风机的进风口侧。该结构设置中，水冷组件中的换热器通过吸风的方式进行冷却，出风分两部分进行：一部分通过冷却风机底部的出风口直接通往车底，另一部分通过旁风口(冷却风机与电抗器之间的风道)后进入电抗器，与电抗器元件进行热交换后通过电抗器的风道通往车底。
离心式冷却风机5采用双速高性能高压低噪冷却离心风机，该离心风机采用双速电机能在高速动车组进站时切入至低速运行状态，风机性能保证了水冷装置低性能冷却要求的同时，极小的降低了噪音污染；风机采用双离心的方案，自带风道与换热器连接，连接面通过密封垫进行密封。离心式冷却风机通过4个减震垫吊挂到安装骨架的两根顶纵梁1.1上并使用穿孔螺钉，在完成扭矩以后使用开口销防止螺栓脱落，同时严格根据风机重心设计减震垫安装位置及减震垫受力配置，在保证风机能正常运行的同时，可有效的防止风机振动对系统产生影响。
在本实施例中，由于对于整个冷却风机，在整车检修段，整体拆卸困难较大，考虑到此情况，在进行冷却风机设计时充分考虑了维修拆卸问题，冷却风机在维护过程中风机电机与叶轮(需更换件)仅需从车辆底部首先拆下安装骨架的底板1.3，就可以一体拆除用于风机叶轮及电机安装的安装座，将风机电机和叶轮拆卸下来进行维护，大大降低了风机需在检修段整体维护拆卸和安装问题。
在本实施例中，膨胀水箱3和屏蔽水泵4分别设置于电抗器7的两侧；屏蔽水泵4通过水泵安装板4.1吊挂在安装骨架1的顶横梁上，电抗器7吊挂安装在电抗器安装梁7.1上，电抗器安装梁采用多向折弯板组焊而成。该结构设置中，屏蔽水泵吊挂安装在离心式冷却风机的出风口靠近电抗器一侧，通过四个减震垫吊挂安装在两根安装板上，再将水泵通过安装板吊装于顶横梁上，保证系统结构的可靠性，同时减小了水泵自身的振动对系统的影响。电抗器通过四个减震垫吊挂安装在两个电抗器安装梁上，电抗器安装梁采用多向折弯板组焊而成，在保证电抗器安装梁强度的同时，尽量减轻自身的重量。
在本实施例中，离心式空气过滤器6包括过滤组件6.1和设置于过滤组件进风侧的过滤网6.2，过滤组件包括滤芯6.1a和设置于滤芯底部的过滤盒6.1b，过滤盒6.1b的顶面朝进风侧倾斜设置。该结构设置中，离心式空气过滤器进风口安装了过滤网，在维护过程中可从车辆侧面进行拆卸，拆卸方便；同时过滤盒的顶面倾斜设置，实现自清洁功能，同时更好的保护了换热器不受外界环境污染，大大的降低了维护成本和维护效率。
在本实施例中，高速动车组冷却装置还包括用于与高速动车组车体底部连接的安装座8。
在本实施例中，安装骨架的底板1.3安装采用活螺母10与安装骨架的立柱连接安装，即改变以往使用六角铆螺母，避免在动车组车底拆卸过程中由于六角铆螺母旋转导致螺母无法退出或咬死问题。底板1.3在各安装角处均安装动车组通用防脱锁9，易于操作且防脱性能好。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种高速动车组冷却装置，其特征在于，包括安装骨架(1)、水冷组件和风冷组件，所述水冷组件和所述风冷组件均设置在所述安装骨架上；所述水冷组件包括通过管道依次连接的换热器(2)、膨胀水箱(3)以及屏蔽水泵(4)，所述屏蔽水泵(4)的出水口用于与牵引变流器的进水口连通，所述换热器(2)的进水口用于与牵引变流器的出水口连通；所述风冷组件包括离心式冷却风机(5)和离心式空气过滤器(6)，所述离心式冷却风机(5)设置于所述换热器(2)的一侧，用于引入外界空气将所述换热器(2)中的热量带走；所述离心式空气过滤器(6)设置于所述安装骨架的一端且于所述换热器的迎风面侧；
所述离心式空气过滤器(6)包括过滤组件(6.1)和设置于过滤组件进风侧的过滤网(6.2)，所述过滤组件包括滤芯(6.1a)和设置于所述滤芯底部的过滤盒(6.1b)，所述过滤盒(6.1b)的顶面朝向所述过滤组件(6.1)进风侧倾斜设置；
所述换热器(2)的迎风面与其内部的冷却水的流向成垂直交叉流，所述换热器(2)的进水口和出水口分别设置于所述换热器(2)的两相对设置的端部上且进水口高于出水口。
2.根据权利要求1所述的高速动车组冷却装置，其特征在于，所述离心式冷却风机(5)为双速离心风机，所述双速离心风机的一侧设有进风口、底部设有出风口，所述双速离心风机的另一侧用于对电抗器(7)进行冷却的旁风口(5a5.1)，所述换热器(2)设置于所述双速离心风机的进风口侧。
3.根据权利要求2所述的高速动车组冷却装置，其特征在于，所述膨胀水箱(3)和所述屏蔽水泵(4)分别设置于所述电抗器(7)的两侧，所述电抗器与所述旁风口对应设置；所述屏蔽水泵(4)通过水泵安装板(4.1)吊挂在所述安装骨架(1)的顶横梁上，所述电抗器(7)吊挂安装在电抗器安装梁(7.1)上，所述电抗器安装梁与所述安装骨架(1)的顶侧梁固定连接。
4.根据权利要求1所述的高速动车组冷却装置，其特征在于，所述冷却装置还包括用于与高速动车组车体底部连接的底部安装座(8)。
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