CN110227300A - 一种电机冷却空气净化结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电机冷却净化技术，具体为一种电机冷却空气净化结构。解决了现有滤尘装置结构复杂，使用过程中存在风阻较大、易堵塞的问题。一种电机冷却空气净化结构，包括大、小罩板；所述大罩板包括顶板、自顶板末端倾斜向前下方延伸的倾斜部以及连接在倾斜部前端的底板；所述顶板和底板之间竖直固定有多个相互平行排列的外挡板以及与外挡板不接触的多个相互平行排列的内挡板；所述内挡板位于外挡板的内侧，内、外挡板位置交错排列，相邻外挡板之间的空隙构成第一道进风口，相邻内、外挡板之间空隙构成第二道进风口；所述底板上在位于内挡板前方的位置均开有落尘孔；倾斜部上开有多个通风孔。

Description

一种电机冷却空气净化结构

技术领域

本发明涉及电机冷却净化技术，具体为一种电机冷却空气净化结构。

背景技术

开启式自通风牵引电机具有结构简单，易维护，噪音小且占据空间小等优点，其温升控制主要靠内部转轴上的风扇使冷却空气从进风端吸入，然后从出风端吹出，故通风冷却是保证电机能正常工作的主要环节。在通风冷却过程中对冷却空气的清洁度有着较高的要求，若冷却空气中夹杂有大量的沙粒、铁屑、尘埃粒子等进入牵引电机内部，会影响电机的温升和运行可靠性，严重时会损坏电机，缩短电机的使用寿命。

现有的自通风牵引电动机大多依靠进风口设置滤尘罩或滤尘网来满足洁净冷却风的使用要求，而现有滤尘装置结构复杂，制造成本高，使用过程中需要定期维护，且存在风阻较大、易堵塞的问题。

具体而言，现有技术方案存在如下缺点：

1）滤尘装置结构复杂，生产制造效率低；

2）安装、拆卸及维护繁琐；

3）需定期维护清洗，增加电机的维护成本；

4）体积大，制造成本高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题如下：

1）研发设计一款结构简单，工艺性好的冷却空气净化结构；

2）安装及拆卸工艺简单，并可在线更换；

3）免维护，节约电机的维护成本；

4）轻量化设计，体积小巧，制造成本低；

5）通风效率和可靠性高。

本发明是采用如下技术方案实现的：一种电机冷却空气净化结构，包括大罩板以及固定在大罩板左右两侧的一对小罩板；所述大罩板包括顶板、自顶板末端倾斜向前下方延伸的倾斜部以及连接在倾斜部前端的底板；所述顶板和底板之间竖直固定有多个相互平行排列的外挡板以及与外挡板不接触的多个相互平行排列的内挡板；所述内挡板位于外挡板的内侧，内、外挡板位置交错排列，相邻外挡板之间的空隙构成第一道进风口，相邻内挡板与外挡板之间空隙构成第二道进风口；相邻内挡板之间有空隙，每个第一道进风口正对一个内挡板；相邻内挡板之间的空隙正对一个外挡板；所述底板上在位于内挡板前方的位置均开有落尘孔；倾斜部上开有多个通风孔。

大、小罩板组成一个前方开口的空腔结构，结构轻量化且稳定。前方开口处安装有两道挡板，分别为外挡板和内挡板，并构成两级净化系统（第一、第二道进风口）。第一道进风口与内挡板相对，可以使外部冷却风不直接吹入通风孔，并且使冷却风中的杂质落下；冷却风需要经过第二道进风口以及内挡板间的空隙才能够进入电机，其中的杂质再一次落下，经过二次净化的冷却风才由通风孔进入电机内部。

进一步的，所述外挡板与内挡板均呈凹型结构，均包括竖边以及连接在竖边两侧并向外倾斜的斜边；外挡板的凹型开口朝后布置，内挡板的凹型开口朝前布置；第一道进风口沿由前向后方向的投影全部位于内挡板的凹型开口内，相邻内挡板之间的空隙沿由后向前方向的投影全部位于外挡板的凹型开口内；落尘孔位于内挡板的凹型结构内并与内挡板结构相吻合；第二道进风口为相邻内外挡板最邻近的斜边之间的空隙。

第二道进风口与外挡板相对，遇到内挡板的冷却风会再一次改变方向后折回并遇到外挡板，其中的杂质再一次落下，经过二次净化的冷却风才由内挡板的空隙以及通风孔进入电机内部。

内外挡板的结构可以使外部的冷却风多次受到阻挡，最大可能的遇到内外挡板之后才进入通风孔，这样的结构设计使得冷却风中的杂质最大限度的得到净化并从落尘孔排出。

进一步的，第一道进风口的最小间距定义为L1，第二道进风口的最小间距定义为L2，其中L2＜L1。每个内挡板之间间隔定义为L3,其中L3≥2×L2,L3≈L1（L3=0.9~1.1×L1）。

L2＜L1，其形成第二道净化系统，主要净化冷却空气中的粗大的沙粒、铁屑以及粉尘，并通过重力沉积作用从大罩板上的落尘孔排出。

进一步的，外挡板沿前后方向的尺寸小于内挡板沿前后方向的尺寸；相邻外挡板的相邻斜边构成的夹角大于相邻内挡板的相邻斜边所构成的夹角，外挡板形成夹角的两斜边除能直接阻挡尺寸大于L1的杂质外，还能部分将较小的杂质反弹出。

外挡板和内挡板的竖边与斜边连接处均倒圆角。圆角R提高了风路的流畅性，降低风阻及风噪。

进一步的，所述多个通风孔之间的连接处构成二次安全防护筋。 二次安全防护筋主要作用为防止内挡板落入电机内部，起到自保护作用。

进一步的，所述大罩板上开有安装孔并通过安装孔上的螺栓实现与小罩板的活动连接。

本发明是一款结构简单、体积小、免维护、成本低、可在线更换、可靠性高的冷却空气净化结构。能有效的对进入电机体积内的冷却空气进行过滤和分离，将冷却空气重的粗大的沙粒、铁屑及粉尘过滤和隔离在电机本体外，被净化后的冷却空气经冷却通道进入电机本体内，对定子和转子进行冷却。

本发明的有益效果：本发明技术方案结构简单，可靠性高，制造工艺性好，成本低，适合批量化制造，并且免维护，节约了使用维护成本。

本发明技术方案结构尺寸可变性高，可以做成各种尺寸规格的净化装置，满足不同尺寸电机的使用需求。

附图说明

图1本发明所述的冷却空气净化结构外形示意图。

图2 为图1的左视图。

图3为图1的仰视图。

图4为图1中的A-A剖视图。

图5本发明所述的冷却空气净化结构各功能区示意图。

图6冷却空气净化路线示意图。

图7外挡板结构示意图。

图8内挡板结构示意图。

1-大罩板，2-小罩板，3-外挡板，4-内挡板，5-第一道进风口，6-第二道进风口，7-落尘孔，8-通风孔，9-安装孔。

具体实施方式

如图4所示，本发明净化结构单元由大罩板1、小罩板2、外挡板3、内挡板4组成。大罩板1上设有起安全防护作用的进风口，安装定位孔及落尘孔；小罩板2为2件，不设孔；外挡板3和内挡板4的尺寸大小和折弯角度不同。

如图1、2所示，大罩板1与小罩板2组成外罩壳，小罩板2通过焊接组装在大罩板1两端，起加强筋的作用，保证了整个外罩壳的结构稳定。外挡板3、内挡板4通过焊接工艺组装在小罩板2之间，组成了两级净化系统，同时外挡板3、内挡板4也起加强筋作用，进一步加强整个净化结构的稳定性，保证了本发明冷却空气净化结构在各种线路工况（振动大、温差大等）下运行时，不发生有害变形。

如图5所示，外挡板3之间按一定尺寸L1的间隙排列，该间隙形成第一道进风口，并构成第一道净化系统，主要净化冷却空气中较大颗粒物或其他较大物体；外挡板3和内挡板4交错排列，之间单边间隙为L2，L2＜L1，其形成第二道进风口，并构成第二道净化系统，主要净化冷却空气中的粗大的沙粒、铁屑以及粉尘，并通过重力沉积作用从大罩板1上的落尘孔排出；大罩板1上设有二次安全防护筋，其主要作用为防止内挡板4落入电机内部，起到自保护作用。

本发明技术方案的净化路线

如图5、6所示，冷却空气从第一道进风口进入，尺寸大于L1的杂质被过滤；通过第一道净化系统的冷却风在内挡板4处被阻挡，并且尺寸L2＜L1，故其中夹杂的杂质无法通过L2通道进入电机内部，只能在内挡板4处通过重力沉积作用从落尘孔中排出，并且能阻止外部环境中的雨水进入电机内部。冷却空气通过第一道和第二道净化系统的过滤净化，最终通过间隙L3进入电机内部，为保证进入电机内部的通风量充足，尺寸L3≥2×L2。

本发明技术方案的挡板结构

挡板是整个净化系统中的核心部件，其结构的设计直接影响净化效果、通风量、风燥等，合理的滤芯结构有助于形成顺畅的风路，降低风燥，提高净化效果。如何设计一款结构简单、成本低、符合轻量化要求，同时满足净化要求的挡板结构，成为本发明中的难点。通过研究各种电机滤尘罩和滤尘器，并使用仿真分析工具，最终设计出图7、8所示的滤芯。

如图7、8所示，外挡板3结构和内挡板4结构设计为凹形，两边为斜边，外挡板3尺寸L4小于内挡板4尺寸L5，外挡板3夹角A大于内挡板4夹角B。外挡板3形成第一道进风口，其形成夹角A的两斜边除能直接阻挡尺寸大于L1的杂质外，还能部分将较小的杂质反弹出；圆角R提高了风路的流畅性，降低风阻及风燥。

外挡板3和内挡板4结构简单，工艺性好，通过折弯工艺即可成型；采用薄板铝型材，成型性能好，质量轻，满足轻量化设计要求。

本发明技术方案的罩壳结构

大罩板1与小罩板2组成外罩壳，小罩板2通过焊接组装在大罩板1两端，起加强筋的作用，保证了整个外罩壳的结构稳定。大罩板1上设有矩形阵列孔和落尘孔，矩形阵列孔的大小和数量通过计算获得，满足冷却风通风面积要求，且防止内挡板4意外脱落时掉入电机内部，造成安全隐患；落尘孔的形状采用仿形设计，其符合内挡板4的形状，开口尺寸按能通过第一道过滤系统L1的最大颗粒物尺寸设计，有效防止净化装置在工作时铁屑、沙粒等颗粒物沉积堵塞净化结构风道。

所述通风孔采用矩形孔阵列或圆孔阵列或椭圆孔阵列。

所述大、小罩板以及内、外挡板采用铝型材或冷轧或热轧钢板制成。

本发明的技术关键点

1.由挡板组成的多级净化系统

外挡板3和内挡板4分两排交错排列，之间单边间隙为L2，L2＜L1。外挡板3按间隔L1阵列，内挡板4按间隔尺寸L3阵列，尺寸L1与L3基本一致。大罩板1上设有二次安全防护筋，其主要作用为防止内挡板4落入电机内部，起到自保护作用。

2.重力除尘的净化路线

冷却空气从第一道进风口进入，尺寸大于L1的杂质被过滤；通过第一道净化系统的冷却风在内挡板4处被阻挡，并且尺寸L2＜L1，故其中夹杂的杂质无法通过L2通道进入电机内部，只能在内挡板4处回旋并在重力沉积作用下从落尘孔中排出，并且能有效防止外部环境中的雨水进入电机内部。

3.简易化的挡板结构

外挡板3结构和内挡板4结构设计为凹形，两边为斜边，内角弯角设计为圆角R。

4.自保护作用的罩壳结构

大罩板1与小罩板2组成外罩壳，小罩板2通过焊接组装在大罩板1两端。大罩板1上设有矩形阵列孔和落尘孔。

Claims (10)

1.一种电机冷却空气净化结构，包括大罩板（1）以及固定在大罩板（1）左右两侧的一对小罩板（2）；其特征在于，所述大罩板（1）包括顶板、自顶板末端倾斜向前下方延伸的倾斜部以及连接在倾斜部前端的底板；所述顶板和底板之间竖直固定有多个相互平行排列的外挡板（3）以及与外挡板不接触的多个相互平行排列的内挡板（4）；所述内挡板（4）位于外挡板（3）的内侧，内、外挡板位置交错排列，相邻外挡板（3）之间的空隙构成第一道进风口（5），相邻内挡板（4）与外挡板（3）之间空隙构成第二道进风口（6）；相邻内挡板（4）之间有空隙，每个第一道进风口（5）正对一个内挡板（4）；相邻内挡板（4）之间的空隙正对一个外挡板（4）；所述底板上在位于内挡板（4）前方的位置均开有落尘孔（7）；倾斜部上开有多个通风孔（8）。

2.如权利要求1所述的一种电机冷却空气净化结构，其特征在于，所述外挡板（3）与内挡板（4）均呈凹型结构，均包括竖边以及连接在竖边两侧并向外倾斜的斜边；外挡板（3）的凹型开口朝后布置，内挡板（4）的凹型开口朝前布置；第一道进风口（5）沿由前向后方向的投影全部位于内挡板（4）的凹型开口内，相邻内挡板（4）之间的空隙沿由后向前方向的投影全部位于外挡板（3）的凹型开口内；落尘孔（7）位于内挡板（4）的凹型结构内并与内挡板（4）结构相吻合；第二道进风口（6）为相邻内外挡板最邻近的斜边之间的空隙。

3.如权利要求2所述的一种电机冷却空气净化结构，其特征在于，第一道进风口（5）的最小间距定义为L1，第二道进风口（6）的最小间距定义为L2，其中L2＜L1；每个内挡板（4）之间空隙定义为L3，其中L3≥2×L2，L3=0.9~1.1×L1。

4.如权利要求3所述的一种电机冷却空气净化结构，其特征在于，外挡板（3）沿前后方向的尺寸定义为L4，内挡板（4）沿前后方向的尺寸定义为L5，其中L4＜L5；相邻外挡板（3）的相邻斜边构成的夹角定义为A，相邻内挡板（4）的相邻斜边所构成的夹角定义为B，其中A＞B。

5.如权利要求4所述的一种电机冷却空气净化结构，其特征在于，外挡板（3）和内挡板（4）的竖边与斜边连接处均倒圆角。

6.如权利要求1~5任一项所述的一种电机冷却空气净化结构，其特征在于，所述多个通风孔（8）之间的连接处构成二次安全防护筋。

7.如权利要求1~5任一项所述的一种电机冷却空气净化结构，其特征在于，所述通风孔（8）采用矩形孔阵列或圆孔阵列或椭圆孔阵列。

8.如权利要求6所述的一种电机冷却空气净化结构，其特征在于，所述通风孔（8）采用矩形孔阵列或圆孔阵列或椭圆孔阵列。

9.如权利要求1~5任一项所述的一种电机冷却空气净化结构，其特征在于，所述大、小罩板以及内、外挡板采用铝型材或冷轧或热轧钢板制成。

10.如权利要求7所述的一种电机冷却空气净化结构，其特征在于，所述大罩板（1）上开有安装孔（9）并通过安装孔（9）上的螺栓实现与小罩板（2）的活动连接。