CN205779817U - 一种电力机车滤波变压器用斜流风机 - Google Patents

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刘梦安
陈朝晖
张怡武
游米兰
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Abstract

本实用新型涉及一种电力机车滤波变压器用斜流风机,包括进风道、防尘罩、叶轮、主风筒、出风筒和电机;叶轮为斜流叶轮,该叶轮中的叶片为轻而薄材料制成的后向式扇形叶片结构,冷却空气流经叶轮时既做离心运动又做轴向运动,流量大且噪音低,出风筒为筒形结构,该出风筒包括外筒、内筒、电机安装板和导叶,外筒为艺整体结构,内筒为锥筒结构,外筒和内筒之间焊有弧形导叶,数量为11片;电机可在电压为400V和470V两种条件下运行,叶轮结构具有优异气动性能,使得风机达到大流量低噪音的要求,同时保证了压力也能达到1000Pa,功率小于3.5kW,声压级小于87dB(A),重量小于75kg。该实用新型风机能实现了电力机车滤波器用的特殊冷却要求。

Description

一种电力机车滤波变压器用斜流风机
技术领域
本实用新型涉及一种电力机车滤波变压器用斜流风机,属于流体机械领域。
背景技术
按照电力机车滤波变压器(以后简称滤波器)的冷却要求,该风机安装于滤波变压器的顶板部,处于整个风道上端,冷却空气从风机的进风道进入叶轮做功后由出风筒导出,然后经过风机与滤波器之间的导风腔进入滤波器,进而达到冷却滤波器的目的,所需的流量为2m3/s,压力为1200Pa,功率为3.5kW,声压级不大于87dB(A),重量小于75Kg。由于滤波器安装在电力机车的机械间,风机又位于滤波器的最上端,风机周围还有安装有诸多其他元器件,故风机的安装空间和冷却方式受到限制,现有风机在流量、压力、声压级和重量等都达不到要求。
发明内容
本实用新型的目的在于克服已有技术的不足和缺陷,提供一种结构简单紧凑,安装方便,重量轻,振动小,低噪音和效率高的电力机车滤波变压器用斜流风机。
本实用新型的技术方案:一种电力机车滤波变压器用斜流风机,包括进风道、防尘罩、叶轮、主风筒、出风筒和电机,其特征在于所述的叶轮为结构新颖的斜流叶轮,该叶轮中的叶片为轻而薄材料制成的后向式扇形叶片结构,叶片数量为四片,此类叶轮让空气既做离心运动又做轴向运动,叶轮结构新颖,流量大且噪音低。使得它具有比离心叶轮流量大又比轴流叶轮噪音低的优点;
所述的出风筒为筒形结构,该出风筒包括外筒、内筒、电机安装板和导叶,其中,外筒为旋压工艺整体成型结构,使得出风筒的刚度大大增强;内筒为锥筒结构,可以增大导叶的面积,内筒上设有三个用于给电机通风散热的腰型孔;外筒和内筒之间焊有弧形导叶,可以将来自叶轮的高速气流的大部分动压瞬间转化为静压,有效提升风机压头,使得风机具有在流量大的情况下兼顾压力提升的特点;该弧形导叶的数量为11片;
所述的电机为小型三相异步电动机,该电机可以在电压为400V和470V两种条件下运行,电机绕组端部安装有热保护器,可以增加电路的稳定性,用于过流过压保护。电机6的轴承为宽温带免维护轴承。能够适应-40℃至70℃的工作环境。
本实用新型的叶轮结构新颖,流量大且噪音低。使得它具有比离心叶轮流量大,又比轴流叶轮噪音低的优点。叶轮的进气口处装配有进风道,进风道与叶轮配合的间隙为3±1mm,同时叶轮与主风筒的配合间隙为2±1mm,从而使得气流的流动损失减少到最小。由于来自斜流叶轮大量冷空气可以透过内筒上的三个腰孔来给电机散热,故电机尾部可以不用设置散热风扇,通过外部空气自然冷却。
整个斜流风机是通过外筒下端的圆形法兰安装在滤波器的顶部,用六角螺栓紧固,风机与滤波器之间压有密封条。风机重要承力部件均采用具有良好力学性能的低合金高强度结构钢Q345E,并利用先进的有限元分析软件和振动冲击试验证明其具有足够的强度,使其在风机使用寿命期内不会发生裂纹、损坏、脱落等危险,同时也保证了风机振动小的优点。本风机结构设计的重点是考虑斜流叶轮的结构优化,克服离心风机流量小和轴流风机噪音大的不足,使得该风机具有流量大且噪音低的特点。
本斜流风机工作时,将机车外部大量的冷空气先通过机械间的空气过滤装置进行过滤后进入风机的进风道集流,然后通过叶轮和出风筒的做功加压,途经200mm的导风腔送至滤波器内部,达到强迫冷却滤波器的目的。所述通风机的叶轮为斜流叶轮,叶轮叶片采用后向式扇片结构,使得它具有比离心叶轮流量大又比轴流叶轮噪音低的优点;所述的出风筒为筒形结构,出风筒的外筒采用旋压工艺一体成型。出风筒的内部焊接有11片弧形导叶,可以将来自叶轮的高速气流的大部分动压瞬间转化为静压,有效提升风机压头,使得风机具有在流量大的情况下兼顾压力提升的特点;本实用新型中电机采用铸铝基座,进风道和防尘罩选用1.5mm碳素结构钢195,电机安装板采用5mm低合金高强度结构钢Q345E,其他板材部件均采用3mm低合金高强度结构钢Q345E,风机材料的合理选用使其具有重量轻的特点。
本实用新型的重点在风机叶轮设计成结构新颖的斜流叶轮结构,冷却空气流经叶轮时既做离心运动又做轴向运动,流量大且噪音低同时压力也不会过低,使得它具有比离心叶轮流量大又比轴流叶轮噪音低的优点,此类叶轮可以焊接成型,成本低廉且制造方便;整个风机采用先进的有限元分析软件及振动冲击试验验证了其具有足够的强度;叶轮结构具有优异气动性能,叶轮、进风道、主风筒和出风筒之间最优化的空间配置使得风机达到大流量低噪音的要求,同时保证了压力也能达到1000Pa,功率小于3.5kW,声压级小于87dB(A),重量小于75kg。
附图说明
图1为本实用新型的分解结构示意图;
图2为本实用新型的出风筒结构示意图;
图中:1-进风道,2-防尘罩,3-叶轮,4-主风筒,5-出风筒,6-电机,51-外筒,52-内筒,53-电机安装板,54-导叶。
具体实施方式
参考附图,一种电力机车滤波变压器用斜流风机,包括进风道1、防尘罩2、叶轮3、主风筒4、出风筒5和电机6,其特征在于所述的叶轮3为结构新颖的斜流叶轮,该叶轮中的叶片为轻而薄材料制成的后向式扇形叶片结构,叶片数量为四片,此类叶轮让空气既做离心运动又做轴向运动,叶轮3结构新颖,流量大且噪音低。使得它具有比离心叶轮流量大又比轴流叶轮噪音低的优点;
所述的出风筒5为筒形结构,该出风筒5包括外筒51、内筒52、电机安装板53和导叶54,其中,外筒51为旋压工艺整体成型结构,使得出风筒3的刚度大大增强;内筒52为锥筒结构,可以增大导叶53的面积,内筒52上设有三个用于给电机6通风散热的腰型孔;外筒51和内筒52之间焊有弧形导叶54,可以将来自叶轮的高速气流的大部分动压瞬间转化为静压,有效提升风机压头,使得风机具有在流量大的情况下兼顾压力提升的特点;该弧形导叶54的数量为11片;
所述的电机6为3.5kW小型三相异步电动机,该电机可以在电压为400V和470V两种条件下运行,电机绕组端部安装有热保护器,可以增加电路的稳定性,用于过流过压保护。电机6的轴承为宽温带免维护轴承。能够适应-40℃至70℃的工作环境。
本实用新型中的叶轮3的进气口处装配有进风道1,进风道1有对空气有集流作用,使得导入叶轮的空气均匀而流畅。叶轮3的顶部还安装有防尘罩2,具有防水防尘的作用。叶轮3与主风筒4的配合间隙为2±1mm,从而使得气流的流动损失减少到最小。叶轮3紧固在电机6的轴伸上,用止动垫圈和圆螺母锁紧。
本实用新型中的外筒51采用旋压工艺一体成型,使得出风筒3的刚度大大增强。内筒52是一锥筒结构,可以增大导叶54的面积,内筒52上还开有三个腰型孔用来给电机6通风散热。外筒51和内筒52之间焊接有11片弧形导叶54,可以将来自叶轮的高速气流的大部分动压瞬间转化为静压,有效提升风机压头,使得风机具有在流量大的情况下兼顾压力提升的特点。从材料选用方面看,电机安装板53采用5mm低合金高强度结构钢Q345E,其他板材部件均采用3mm低合金高强度结构钢Q345E,这样使得风机具有强度高而重量轻的特点。
本实用新型中的电机绕组端部安装有热保护器,可以增加电路的稳定性,用于过流过压保护,由于来自斜流叶轮3的大量冷空气可以透过内筒52上的3个腰孔来给电机6散热,故电机6尾部可以不用设置散热风扇,通过外部空气自然冷却,同时该电机6的轴承采用宽温带免维护轴承。电机6轴伸端与电机安装板53联接,通过四个M12×45的六角螺栓固定。
整个斜流风机是通过外筒下端的圆形法兰安装在滤波器的顶部,用8个M12×35的六角螺栓紧固,风机与滤波器之间压有密封条。风机重要承力部件均采用具有良好力学性能的低合金高强度结构钢Q345E,并利用先进的有限元分析软件和振动冲击试验证明其具有足够的强度,使其在风机使用寿命期内不会发生裂纹、损坏、脱落等危险,同时也保证了风机振动小的优点。

Claims (1)

1.一种电力机车滤波变压器用斜流风机,包括进风道(1)、防尘罩(2)、叶轮(3)、主风筒(4)、出风筒(5)和电机(6),其特征在于:
A、所述的叶轮(3)为斜流叶轮,该叶轮中的叶片为轻而薄材料制成的后向式扇形叶片结构,叶片数量为四片;
B、所述的出风筒(5)为筒形结构,该出风筒(5)包括外筒(51)、内筒(52)、电机安装板(53)和导叶(54),其中,外筒(51)为旋压工艺整体成型结构,内筒(52)为锥筒结构,内筒(52)上设有三个用于给电机(6)通风散热的腰型孔;外筒(51)和内筒(52)之间焊有弧形导叶(54),该弧形导叶(54)的数量为11片;
C、所述的电机(6)为小型三相异步电动机,该电机中的电压运行范围为400V和470V;电机绕组端部安装有热保护器,电机6的轴承为宽温带免维护轴承。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113490401A (zh) * 2021-08-24 2021-10-08 湖南联诚轨道装备有限公司 一种用于氢能源机车的冷却装置

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