CN208335938U - 一种用于轨道车辆的牵引变压器的冷却系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于轨道车辆的牵引变压器的冷却系统，包括设置在牵引变压器的冷却系统的进油口与出油口之间的循环油路和固定在轨道车辆的底部或牵引变压器上的冷却单元，循环油路包括并联设置于进油口与出油口之间的第一子循环油路和第二子循环油路，冷却单元包括设置在第一子循环油路上的第一子冷却单元和设置在第二子循环油路上的第二子冷却单元。上述冷却系统，将一个大的冷却系统分配成了两个小的子冷却单元，进而使得子冷却单元对应的工作元件，比如冷却器、风机和电机的功率相应的减小，进而工作元件更加趋于小型化、轻量化、低能耗和低噪音，并且工作元件小型化后布置会更加方便、灵活。

Description

一种用于轨道车辆的牵引变压器的冷却系统

技术领域

本实用新型涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种用于轨道车辆的牵引变压器的冷却系统。

背景技术

现有轨道交通牵引变压器的冷却方式主要为强迫油循环风冷，其冷却系统利用风机叶轮在电机的带动下旋转，强迫冷却空气沿列车横向流经油冷却器，变压器中的高温冷却介质在油泵的作用下通过油管进入冷却器芯体，在冷却器芯体内与冷却空气进行热交换，被冷却后的冷却介质再流回至牵引变压器油箱，与油箱内各部件进行热交换，依此循环，实现对牵引变压器的冷却。

随着轨道交通的快速发展，小型化、轻量化、低能耗与环境友好的轨道交通零部件设计已日趋重要。目前动车组已经实现了从140km/h、200km/h、300km/h、400km/h到500km/h不同速度等级的列车产品，各列车牵引变压器冷却系统往往安装在列车底部，空间尺寸严格受限。现有常见牵引变压器冷却系统为单油路冷却系统，该类冷却系统在散热性能较大时，若采用两个风机，其尺寸较长，使得整个牵引变压器的长度尺寸增加，占用车底空间大，不能有效地利用列车底部空间，同时重量较重，不能满足日趋重要的轻量化技术指标；若采用单个风机，其高度尺寸难以满足车体要求，同时风机性能大，辅机功率大，能耗较高，且噪声高，难以满足现今轨道车辆的舒适度要求。此外，单油路冷却系统在散热性能较大时，冷却器芯体较厚，冷却器难以清洗干净，容易堵塞腐蚀，不利于冷却器使用寿命的延长，给冷却器的检修维护带来困难。因此，传统冷却系统难以满足大冷却性能、小型化、轻量化、低能耗、低噪声、易维护的要求。

综上所述，如何解决轨道列车的牵引变压器的冷却系统难以满足大冷却性能、小型化、轻量化、低能耗、低噪声、易维护的要求的问题已经成为本领域技术人员亟需解决的技术难题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于轨道车辆的牵引变压器的冷却系统，以满足大冷却性能、小型化、轻量化、低能耗、低噪声、易维护的要求。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种用于轨道车辆的牵引变压器的冷却系统，包括设置在所述牵引变压器的冷却系统的进油口与出油口之间的循环油路和固定在所述轨道车辆的底部或牵引变压器上的冷却单元，所述循环油路包括并联设置于所述进油口与所述出油口之间的第一子循环油路和第二子循环油路，所述冷却单元包括设置在所述第一子循环油路上的第一子冷却单元和设置在所述第二子循环油路上的第二子冷却单元。

优选地，所述第一子冷却单元和所述第二子冷却单元均包括冷却器、用于向所述冷却器的提供风力的风机和用于驱动所述风机的叶轮的电机。

优选地，所述冷却系统还包括两根平行布置的承载横梁，所述承载横梁用于与所述轨道车辆的底部或牵引变压器连接，所述冷却器、所述风机和所述电机均吊装于两个所述承载横梁之间。

优选地，所述风机与所述承载横梁之间还设置减振器。

优选地，所述风机上设置有电机安装板，所述电机固定在所述电机安装板上。

优选地，所述风机与所述冷却器之间还设置有密封条。

优选地，所述冷却器上设置有放气口、泄流口和快速接头；

所述放气口，用于将所述冷却器内部的气体排出的；

所述泄流口，用于将所述冷却器内部的冷却介质排出；

所述快速接头，至少用于向所述冷却器内注入冷却介质和排出气体。

优选地，所述第一子冷却单元和所述第二子冷却单元还均包括用于对进入冷却器的空气进行过滤的过滤器。

优选地，对应所述过滤器的进风端设置有过滤网。

优选地，对应所述过滤器的进风端设置有固定框，所述过滤网固定在所述固定框上。

优选地，所述过滤网还通过防脱绳与所述过滤器连接。

优选地，所述冷却器的一侧为进风侧，所述冷却器的另一侧为出风侧，所述过滤器安装在所述进风侧，所述风机为抽风式风机，所述抽风式风机的进风口正对所述出风侧安装。

优选地，所述冷却器内的风道结构为光滑无切口的波纹翅片结构或锯齿错口翅片结构。

优选地，所述抽风式风机为离心风机，且所述离心风机的出风口朝下布置。

优选地，所述出风口的周向设置有密封橡胶，所述密封橡胶用于防止所述出风口流出的热气进入所述轨道车辆的车体设备舱内。

优选地，所述风机的腔体、所述冷却器和所述过滤器均为铝材制作而成。

优选地，所述风机的两侧设置有风机防脱板，所述冷却器的两侧设置有冷却器防脱板，所述风机防脱板和所述冷却器防脱板均与所述承载横梁通过螺栓连接。

相比于背景技术介绍内容，上述用于轨道车辆的牵引变压器的冷却系统，包括设置在牵引变压器的冷却系统的进油口与出油口之间的循环油路和固定在轨道车辆的底部或牵引变压器上的冷却单元，循环油路包括并联设置于进油口与出油口之间的第一子循环油路和第二子循环油路，冷却单元包括设置在第一子循环油路上的第一子冷却单元和设置在第二子循环油路上的第二子冷却单元。上述冷却系统，通过将循环油路布置成并联设置的第一子循环油路和第二子循环油路，并且分别通过第一子冷却单元对第一子循环油路中的冷却介质进行冷却，通过第二子冷却单元对第二子循环油路中的冷却介质进行冷却，将一个大的冷却系统分配成了两个小的子冷却单元，进而使得子冷却单元对应的工作元件，比如冷却器、风机和电机的功率相应的减小，进而工作元件更加趋于小型化、轻量化、低能耗、低噪音和易维护，并且工作元件小型化后布置会更加方便、灵活，此外，通过布置成两个子冷却单元的形式，当其中一个出现故障后，另一个仍能够提供一定的散热功能，降低了散热功能完全失效的概率。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的用于轨道车辆的牵引变压器的冷却系统的主视结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的用于轨道车辆的牵引变压器的冷却系统的俯视结构示意图。

上图1和图2中，

进油口1、出油口2、第一子循环油路3、第二子循环油路4、第一子冷却单元5、第二子冷却单元6、冷却器7、风机8、电机9、承载横梁10、减振器11、放气口12、泄流口13、过滤器14、过滤网15、固定框16、防脱绳17、出风口18、密封橡胶19、风机防脱板20、冷却器防脱板21、安装孔22、快速接头23。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种用于轨道车辆的牵引变压器的冷却系统，以满足大冷却性能、小型化、轻量化、低能耗、低噪声、易维护的要求。

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型提供的技术方案，下面将结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1和图2所示，本实用新型实施例提供的一种用于轨道车辆的牵引变压器的冷却系统，包括设置在牵引变压器的冷却系统的进油口1与出油口2之间的循环油路和固定在轨道车辆的底部或牵引变压器上的冷却单元，循环油路包括并联设置于进油口1与出油口2之间的第一子循环油路3和第二子循环油路4，冷却单元包括设置在第一子循环油路3上的第一子冷却单元5和设置在第二子循环油路4上的第二子冷却单元6。

上述冷却系统，通过将循环油路布置成并联设置的第一子循环油路和第二子循环油路，并且分别通过第一子冷却单元对第一子循环油路中的冷却介质进行冷却，通过第二子冷却单元对第二子循环油路中的冷却介质进行冷却，将一个大的冷却系统分配成了两个小的子冷却单元，进而使得子冷却单元对应的工作元件，比如冷却器、风机和电机的功率相应的减小，进而工作元件更加趋于小型化、轻量化、低能耗、低噪音和易维护，并且工作元件小型化后布置会更加方便、灵活，此外，通过布置成两个子冷却单元的形式，当其中一个出现故障后，另一个仍能够提供一定的散热功能，降低了散热功能完全失效的概率。

这里需要说明的是，循环油路为了具有循环流通的动力，循环油路上应当还设置有循环油泵，本领域技术人员都应该能够知晓的是，当工作元件(比如冷却器、风机、电机和循环油泵等)的功率越低，其越趋于小型化、轻量化、低能耗、低噪音和易维护。另外需要说明的是，上述循环油路内流通的冷却介质并不局限于油，当系统采用其他的冷却介质时，对应的循环油路内流通的流体为对应的冷却介质。此外，需要说明的是，循环油路的进口对应连接牵引变压器的出油口，循环油路的出口对应连接牵引变压器的进油口。因此，当牵引变压器的进油口和出油口的上下位置互换时，循环油路的进口和出口相对应的进行互换。

在一些具体的实施方案中，第一子冷却单元5和第二子冷却单元6均包括冷却器7、用于向冷却器7的提供风力的风机8和用于驱动风机8的叶轮的电机9。通过电机驱动风机的叶轮运转，进而能够使冷风进入冷却器对冷却器内的高温冷却介质进行热交换，经过热交换的冷却介质重新回到变压器的油箱内。当然可以理解的是，上述风冷式的冷却器仅仅是本实用新型实施例的优选举例而已，实际应用过程中，还可以根据实际需求选择对应的其他冷却形式，比如水冷的方式，但水冷需要增加水箱和水泵，不符合轻量化的设计需求。

在一些更具体的实施方案中，上述冷却系统还包括两根平行布置的承载横梁10，承载横梁10用于与轨道车辆的底部或牵引变压器连接，冷却器7、风机8和电机9均吊装于两个承载横梁10之间。通过布置承载横梁10使得冷却系统在轨道车辆的底部或牵引变压器上布置更加方便，可以通过在承载横梁10上设置安装孔22直接安装在轨道车辆的底部或牵引变压器上。这里需要说明的是，冷却器7、风机8和电机9吊装的具体方式，主要采用螺栓紧固的方式固定在承载横梁上。

为了降低风机的振动传递至牵引变压器和车体而对牵引变压器和车体造成影响，对应风机8与承载横梁10之间还设置减振器11。一般来说风机对应承载横梁有四个固定点，对应每个固定点均设置有减振器。

另外需要说明的是，一般来说，风机8上还设置有电机安装板，电机9固定在电机安装板上，电机9轴伸端安装有风机的叶轮。并且该电机安装板一般采用螺栓固定在风机的腔体上，这样使得拆卸电机或叶轮时，仅需将电机安装板与风机的腔体之间的螺栓拆除，即可在不拆卸风机的腔体的情况下进行电机和叶轮的拆卸更换，方便列车在线运行时冷却系统的电机或叶轮更换，降低更换工作量，节省更换时间。

为了避免风机与冷却器之间存在间隙，风机8与冷却器7之间还设置有密封条。通过设置密封条，能够避免外部空气从风机与冷却器之间的间隙进入风机而影响风机对冷却器的供风能力，保证了冷却系统的冷却性能。

为了检修维护更加方便，对应冷却器7上设置有放气口12、泄流口13和快速接头23；放气口12，用于将冷却器7内部的气体排出，该放气口可以通过放气塞或放气阀的方式实现放气；泄流口13，用于将冷却器7内部的冷却介质排出，该泄流口可以通过放油塞或放油阀的方式实现放油；快速接头23，至少用于向冷却器7内注入冷却介质和气体排出。这里需要说明的是，冷却介质可以是油，也可以是其他冷却介质，该泄流口均能实现维护检修时的泄流功能。

为了保证进入冷却器的空气的清洁度，避免杂质进入堵塞冷却器，对应的第一子冷却单元5和第二子冷却单元6还均包括用于对进入冷却器7的空气进行过滤的过滤器14。

为了保证过滤器的滤除效果，对应过滤器14的进风端设置有过滤网15。通过过滤网能够直接滤除较大的杂质或杂物，避免较大的杂质进入过滤器内，对过滤器起到一定的保护作用。

进一步的实施方案中，对应过滤器14的进风端设置有固定框16，过滤网15固定在固定框16上。通过设置固定框和旋转锁的方式，使得过滤网拆装更加方便。具体的结构可以是，固定框可以通过螺栓安装或者焊接在过滤器上，固定框上装有两个旋转锁，该旋转锁包括安装在固定框的边缘位置的锁框和与锁框相适配的锁舌，当锁舌旋出锁框时即可固定过滤网，当锁舌旋进锁框时可进行过滤网的拆卸，上述结构可快速进行过滤网的安装和拆卸，方便过滤网的清洗与更换，节约检修维护的时间和工作量。

为了防止运行过程中因异常过滤网掉落，过滤网15还通过防脱绳17与过滤器14连接。

需要说明的是，对于风冷式冷却器来说，一般冷却器7的一侧为进风侧，冷却器7的另一侧为出风侧，对应过滤器14一般安装在进风侧，风机8为抽风式风机，抽风式风机的进风口正对出风侧安装。这样风的流向为经过滤器过滤后进入冷却器，然后由抽风式风机抽走。当然可以理解的是，上述过滤器和抽风式风机的布置方式仅仅是本实用新型实施例的优选举例而已，实际应用过程中，还可以将风机布置成鼓风机，对应过滤器安装在鼓风机的进风口，鼓风机的出风口与冷却器的进风侧对接安装。实际应用中可以根据实际需求进行选择布置。

另外需要说明的是，冷却器7内的风道结构优选为光滑无切口的波纹翅片结构或锯齿错口翅片结构。通过将风道结构设计成上述结构形式，使得冷却器不易堵塞，方便清洗维护，同时风侧阻力低，降低了对风机和电机的性能和功率要求。当然可以理解的是，上述仅仅是本实用新型实施例对于风道结构的优选举例而已，实际应用过程中，还可以设计成本领域技术人员常用的其他优化匹配的风道结构形式。

另外需要说明的是，一般来说，抽风式风机优选为离心风机，且离心风机的出风口18朝下布置。通过设置成离心风机使得风机的出风口的位置布置更加方便。当然可以理解的是，上述离心风机仅仅是本实用新型实施例的优选举例而已，实际应用过程中，还可以根据实际需求选择对应的其他类型的风机。

此外，为了避免出风口18流出的热气进入轨道车辆的车体设备舱内而影响设备舱的正常运行，在出风口18的周向设置有密封橡胶19，该密封橡胶一般为可压缩的密封橡胶，通过密封橡胶与轨道车辆的底部密封连接，使得出风口与轨道车辆的车体设备舱良好的隔离开来。

为了更大程度上减轻冷却系统的重量，上述风机8的腔体、冷却器7和过滤器14均为铝材制作而成，通过结构优化的方式使其满足强度需求。

为了防止风机和冷却器在运行过程中因吊装螺栓失效而脱落，在风机8的两侧设置有风机防脱板20，冷却器7的两侧设置有冷却器防脱板21，风机防脱板20和冷却器防脱板21均与承载横梁10通过螺栓连接。通过双重保险来保证风机和冷却器固定的可靠性与安全性。

总之，本申请通过优化结构设计与匹配技术，合理配置风机、冷却器、过滤器空间尺寸和技术参数，减少牵引变压器冷却系统的整体尺寸，使风机和冷却器工作在最高效率区域，充分利用有效空间和资源，实现牵引变压器冷却系统的大冷却性能、小型化、轻量化、安全性设计，减少冷却风机和循环油泵的功率，降低牵引变压器冷却系统的噪声，延长冷却器的使用寿命，方便检修维护。

以上对本实用新型所提供的用于轨道车辆的牵引变压器的冷却系统进行了详细介绍。需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (17)

1.一种用于轨道车辆的牵引变压器的冷却系统，包括设置在所述牵引变压器的冷却系统的进油口(1)与出油口(2)之间的循环油路和固定在所述轨道车辆的底部或牵引变压器上的冷却单元，其特征在于，所述循环油路包括并联设置于所述进油口(1)与所述出油口(2)之间的第一子循环油路(3)和第二子循环油路(4)，所述冷却单元包括设置在所述第一子循环油路(3)上的第一子冷却单元(5)和设置在所述第二子循环油路(4)上的第二子冷却单元(6)。

2.如权利要求1所述的用于轨道车辆的牵引变压器的冷却系统，其特征在于，所述第一子冷却单元(5)和所述第二子冷却单元(6)均包括冷却器(7)、用于向所述冷却器(7)的提供风力的风机(8)和用于驱动所述风机(8)的叶轮的电机(9)。

3.如权利要求2所述的用于轨道车辆的牵引变压器的冷却系统，其特征在于，所述冷却系统还包括两根平行布置的承载横梁(10)，所述承载横梁(10)用于与所述轨道车辆的底部或牵引变压器连接，所述冷却器(7)、所述风机(8)和所述电机(9)均吊装于两个所述承载横梁(10)之间。

4.如权利要求3所述的用于轨道车辆的牵引变压器的冷却系统，其特征在于，所述风机(8)与所述承载横梁(10)之间还设置减振器(11)。

5.如权利要求3所述的用于轨道车辆的牵引变压器的冷却系统，其特征在于，所述风机(8)上设置有电机安装板，所述电机(9)固定在所述电机安装板上。

6.如权利要求3所述的用于轨道车辆的牵引变压器的冷却系统，其特征在于，所述风机(8)与所述冷却器(7)之间还设置有密封条。

7.如权利要求3所述的用于轨道车辆的牵引变压器的冷却系统，其特征在于，所述冷却器(7)上设置有放气口(12)、泄流口(13)和快速接头(23)；

所述放气口(12)，用于将所述冷却器(7)内部的气体排出；

所述泄流口(13)，用于将所述冷却器(7)内部的冷却介质排出；

所述快速接头(23)，至少用于向所述冷却器(7)内注入冷却介质和排出气体。

8.如权利要求3所述的用于轨道车辆的牵引变压器的冷却系统，其特征在于，所述第一子冷却单元(5)和所述第二子冷却单元(6)还均包括用于对进入冷却器(7)的空气进行过滤的过滤器(14)。

9.如权利要求8所述的用于轨道车辆的牵引变压器的冷却系统，其特征在于，对应所述过滤器(14)的进风端设置有过滤网(15)。

10.如权利要求9所述的用于轨道车辆的牵引变压器的冷却系统，其特征在于，对应所述过滤器(14)的进风端设置有固定框(16)，所述过滤网(15)固定在所述固定框(16)上。

11.如权利要求10所述的用于轨道车辆的牵引变压器的冷却系统，其特征在于，所述过滤网(15)还通过防脱绳(17)与所述过滤器(14)连接。

12.如权利要求8-11中任一项所述的用于轨道车辆的牵引变压器的冷却系统，其特征在于，所述冷却器(7)的一侧为进风侧，所述冷却器(7)的另一侧为出风侧，所述过滤器(14)安装在所述进风侧，所述风机(8)为抽风式风机，所述抽风式风机的进风口正对所述出风侧安装。

13.如权利要求12所述的用于轨道车辆的牵引变压器的冷却系统，其特征在于，所述冷却器(7)内的风道结构为光滑无切口的波纹翅片结构或锯齿错口翅片结构。

14.如权利要求12所述的用于轨道车辆的牵引变压器的冷却系统，其特征在于，所述抽风式风机为离心风机，且所述离心风机的出风口(18)朝下布置。

15.如权利要求14所述的用于轨道车辆的牵引变压器的冷却系统，其特征在于，所述出风口(18)的周向设置有密封橡胶(19)，所述密封橡胶(19)用于防止所述出风口(18)流出的热气进入所述轨道车辆的车体设备舱内。

16.如权利要求8-11和13-15中任一项所述的用于轨道车辆的牵引变压器的冷却系统，其特征在于，所述风机(8)的腔体、所述冷却器(7)和所述过滤器(14)均为铝材制作而成。

17.如权利要求3-11和13-15中任一项所述的用于轨道车辆的牵引变压器的冷却系统，其特征在于，所述风机(8)的两侧设置有风机防脱板(20)，所述冷却器(7)的两侧设置有冷却器防脱板(21)，所述风机防脱板(20)和所述冷却器防脱板(21)均与所述承载横梁(10)通过螺栓连接。