CN107792113B - 一种制动电阻负压通风散热及防雨方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种制动电阻负压通风散热及防雨方法，其特征是：它至少包括由壳体构成的流道（3）和流道（3）内的制动电阻（2），流道（3）中间的风机单元；壳体构成的流道（3）呈左右对称结构，左右对称的流道（3）两端低、中间高，由两端向中间斜着向上过渡，两端流道（3）各固定有制动电阻（2），左右对称的流道（3）中部纵向固定风机单元（4）；风机单元（4）包括：电机隔离机构（6）、出风口防护网（7）、风机叶片（8）、防雨帽（9）、风机电机（12）；这种制动电阻负压通风散热及防雨方法，可以解决侧吸式制动电阻装置风机电机在没有外掠散热流道情况下的散热问题，并且能保证雨水顺利排出制动电阻装置之外，而不会进入到风机电机内部。

Description

一种制动电阻负压通风散热及防雨方法
技术领域
本发明涉及轨道交通机车用制动电阻装置，适用于侧进风、顶出风形式的侧吸式制动电阻装置，特别是提供一种制动电阻负压通风散热及防雨方法。
背景技术
目前强迫风冷式制动电阻装置通常分为立式、卧式和侧吸式等三种结构形式。立式结构需占用从机车底架至机车顶部空间，在机车内部布置空间受限时无法安装。卧式结构采用一侧进风、另一侧出风，工作时高压热风直接排向外走廊，威胁外走廊上工作人员的人身安全。
侧吸式结构冷空气从机车两侧吸入、高温高压空气从顶部排出，有效节约了机车电气室内底架至车顶的空间，并防止了高温高压空气侧排带来的潜在威胁。但这种结构由于风机电机置于产品中部，失去了外掠电机表面的散热流道，同时也将风机置于雨、雪环境中。
发明内容
本发明的目的是提供一种制动电阻负压通风散热及防雨方法，以便能解决侧吸式制动电阻装置风机电机在没有外掠散热流道情况下的散热问题，并且能保证雨水顺利排出制动电阻装置之外，而不会进入到风机电机内部。
本发明的技术方案是：一种制动电阻负压通风散热及防雨方法，它至少包括由壳体构成的流道和流道内的制动电阻，流道中间的风机单元；壳体构成的流道呈左右对称结构，左右对称的流道两端低、中间高，由两端向中间斜着向上过渡，两端流道各固定有制动电阻，左右对称的流道中部纵向固定风机单元；风机单元包括：风机电机、风机叶片、出风口防护网、电机隔离机构、防雨帽；风机的顶部为出风口防护网，风机工作时，在两端流道产生负压，形成双端侧吸式吸风结构，使制动电阻降温，也就是风机将低温空气从流道低端进风口抽入，使制动电阻在流道内部降温，并向上通过出风口防护网吹入大气中，从而引起流道内部空气压强比大气压强小，在流道两侧的进风口和风机电机底部的散热孔处，外界空气在大气压压力下，自动进入流道内，从而形成定向、稳定的气流带。
从制动电阻两侧的进风口进入的冷空气通过制动电阻加热后变成热空气，在风机电机与构架之间设置有电机隔离机构，电机隔离机构能避免风机电机受到热空气的影响。
在风机电机底部电机内部散热通道入口和顶部电机内部散热通道出口处有散热孔，以保证当额定工况下制动电阻装置内部的流道产生负压区时，大气压能将冷却空气通过电机内部通道送出，满足电机散热要求。
在风机电机的顶部设置防雨帽。
防雨帽的侧面为10°～40°斜面，顶部有垂直防雨翻边伸入风机叶片轮毂内部，并和轮毂保持5mm～30mm间隙。
防雨帽的外径比轮毂直径大30mm～50mm。
轮毂顶部设置导流罩。
本发明的优点是：在侧吸式制动电阻装置中采用负压通风风机，从而实现在没有外掠风机电机表面的散热流道的情况下，通过电机内部的散热通道，借助负压通风方式，解决电机散热问题；在电机轴伸端增加防雨帽结构，保证冷却气流能从风机电机内部散热通道顺利排到顶部出风口，而出风口的雨水不会进入风机电机内部。
附图说明
图1是本发明实施例制动电阻装置车体安装示意图；
图2是本发明实施例制动电阻装置风机负压通风及防雨原理示意图。
图中，1、进风口；2、制动电阻；3、流道；4、风机单元；5、构架；6、电机隔离机构；7、出风口防护网；8、风机叶片；9、防雨帽；10、散热通道出口；11、散热孔；12、风机电机。
具体实施方式
如图1、图2所示，本发明涉及一种制动电阻负压通风散热及防雨方法，它至少包括由壳体构成的流道3和流道3内的制动电阻2，流道3中间的风机单元4；壳体构成的流道3呈左右对称结构，左右对称的流道3两端低、中间高，由两端向中间斜着向上过渡，两端流道3各固定有制动电阻2，左右对称的流道3中部纵向固定风机单元4；风机单元4包括：风机电机12、构架5、风口防护网7、电机隔离机构6；风机顶部为出风口防护网7，风机工作时，在两端流道3产生负压，形成双端侧吸式吸风结构，使制动电阻2降温，也就是风机将低温空气从流道3低端进风口1抽入，使制动电阻2在流道3内部降温，并向上通过出风口防护网7吹入大气中，从而引起流道内部空气压强比大气压强小，在流道3两侧的进风口1和风机电机12底部的散热孔11处，外界空气在大气压压力下，自动进入流道3内，从而形成定向、稳定的气流带。
从制动电阻2两侧的进风口1进入的冷空气通过制动电阻2加热后变成热空气，在风机电机12与构架5之间设置有电机隔离机构6，电机隔离机构6能避免风机电机12受到热空气的影响。
在风机电机12底部电机内部散热通道入口和顶部电机内部散热通道出口10处有散热孔11，以保证当额定工况下制动电阻装置内部的流道产生负压区时，大气压能将冷却空气通过电机内部通道送出，满足电机散热要求。
在风机电机12顶部设置有防雨帽9，防雨帽9侧面为10°～40°斜面，顶部有垂直防雨翻边伸入风机叶片8轮毂内部，并和轮毂保持5mm～30mm间隙，防雨帽9外径比轮毂直径大30mm～50mm，同时在轮毂顶部设置导流罩，从而保证在制动电阻装置额定工况下，风机电机12既能通过负压通风方式满足散热要求，又能保证在雨、雪工况下雨水会沿着轮毂、防雨帽9排出，不至进入电机内部对电机造成损害。
在风机额定工况下，产品流道3管网出口处气压为P1，标准大气压为P0，产生气压差为ΔP＝P0-P1，此时管网总的空气质量流量Qm∝ΔP，总空气质量流量由流经制动电阻2的空气质量流量qm1和流经风机电机12内部的空气质量流量qm2组成，即Qm＝qm1+qm2，在压差相同时，qm1·ξ1＝qm2·ξ2,ξ1、ξ2分别为流经电阻单元和流经风机电机12内部气流的沿程阻力损失，沿程阻力损失的大小与管网长度、管网截面积、管壁粗糙程度、流体活动状态及粘性等因素有关。
当达到热平衡时流经电机内部的空气所吸收的功率大于电机发热功率时，便可通过负压通风方式满足电机散热需求，即：cpqm1Δt≥Q·K,式中cp为空气比热容，Δt为风机电机12温升限值，K为电机发热安全系数。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所做出的等同变化与修改，以及应用到本发明未提及的领域中，均应属于本发明保护的范围。

Claims (5)

1.一种制动电阻负压通风散热及防雨方法，其特征是：它至少包括由壳体构成的流道（3）和流道（3）内的制动电阻（2），流道（3）中间的风机单元；壳体构成的流道（3）呈左右对称结构，左右对称的流道（3）两端低、中间高，由两端向中间斜着向上过渡，两端流道（3）各固定有制动电阻（2），左右对称的流道（3）中部纵向固定风机单元（4）；风机单元（4）包括：电机隔离机构（6）、出风口防护网（7）、风机叶片（8）、防雨帽（9）、风机电机（12）；风机顶部为出风口防护网（7），风机工作时，在两端流道（3）产生负压，形成双端侧吸式吸风结构，使制动电阻（2）降温，也就是风机将低温空气从流道（3）低端进风口（1）抽入，使制动电阻（2）在流道（3）内部降温，并向上通过出风口防护网（7）吹入大气中，从而引起流道内部空气压强比大气压强小，在流道（3）两侧的进风口（1）和风机电机底部的散热孔（11）处，外界空气在大气压压力下，自动进入流道（3）内，从而形成定向、稳定的气流带；制动电阻（2）两侧的进风口（1）进入的冷空气通过制动电阻（2）加热后变成热空气，在风机电机（12）与构架（5）之间设置有电机隔离机构（6），电机隔离机构（6）能避免风机电机（12）受到热空气的影响；所述的风机电机（12）底部电机内部散热通道入口（11）和顶部电机内部散热通道出口（10）处有散热孔；所述的风机电机（12）顶部设置防雨帽（9）。
2.根据权利要求1所述的一种制动电阻负压通风散热及防雨方法，其特征是：防雨帽（9）侧面为10°～40°斜面，顶部有垂直防雨翻边伸入风机叶片（8）轮毂内部，并和轮毂保持5mm～30mm间隙；所述的防雨帽（9）的外径比轮毂直径大30mm～50mm。
3.根据权利要求2所述的一种制动电阻负压通风散热及防雨方法，其特征是：轮毂顶部设置导流罩。
4.根据权利要求1所述的一种制动电阻负压通风散热及防雨方法，其特征是：流道（3）出口处产生气压差为ΔP= P0-P1。
式中，出口处气压为P1，标准大气压为P0。
5.根据权利要求1所述的一种制动电阻负压通风散热及防雨方法，其特征是：流道（3）总的空气质量流量Qm∝ΔP，总空气质量流量由流经制动电阻（2）的空气质量流量qm1和流经风机电机（12）内部的空气质量流量qm2组成，即Qm=qm1+qm2，在压差相同时，qm1•1=qm2•2,1、2分别为流经电阻单元和流经风机电机（12）内部气流的沿程阻力损失。
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