電力機(jī)車多系統(tǒng)共用冷卻塔的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及換熱技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種電力機(jī)車牽引變壓器、牽引變流器和列車供電柜的共用冷卻塔，即一種電力機(jī)車多系統(tǒng)冷卻塔。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，已有客運(yùn)電力機(jī)車?yán)鋮s技術(shù)中，一臺電力機(jī)車用兩個相同的冷卻裝置為牽引變壓器、牽引變流器、列車供電柜散熱，由于兩套冷卻裝置分散布置，每套冷卻裝置都需要獨(dú)立的風(fēng)機(jī)組、散熱器、承載支撐構(gòu)架、水栗、膨脹水箱、副油箱、水系統(tǒng)管路、油系統(tǒng)管路等部件，結(jié)構(gòu)不緊湊，所占機(jī)車空間總體積大、總重量重、總輔助功率消耗高、噪音大。
[0003]隨著電力機(jī)車速度等級的提高，時速200公里電力機(jī)車要求機(jī)車軸重從普通機(jī)車的23t降低至19t或19t以下，這對機(jī)車各部件提出了極為嚴(yán)苛的重量限制。同時，由于機(jī)車功率等級要求不變，因此機(jī)車對冷卻系統(tǒng)的單位體積散熱量、單位重量散熱量和單位輔助功率消耗散熱量要求更高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]根據(jù)上述提出的技術(shù)問題，為了滿足高速電力機(jī)車減重降噪的需求，同時克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，為鐵路運(yùn)輸提供一種散熱能力強(qiáng)、重量輕、體積小、輔助功率消耗低、噪音低、使用維護(hù)方便、可靠性高的多系統(tǒng)共用冷卻塔，本發(fā)明把一臺電力機(jī)車牽引變壓器、牽引變流器、列車供電柜冷卻系統(tǒng)集成在一臺冷卻塔內(nèi)，用一臺冷卻塔同時滿足全機(jī)車牽引變壓器、牽引變流器、列車供電柜的散熱要求。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)手段如下:
[0006]一種電力機(jī)車多系統(tǒng)共用冷卻塔，包括牽引變壓器冷卻系統(tǒng)、牽引變流器冷卻系統(tǒng)、列車供電柜冷卻系統(tǒng)共三個冷卻系統(tǒng)，具體包括頂部進(jìn)氣箱、中間箱體、雙列軸流風(fēng)機(jī)、空氣過濾裝置、三流道雙流程散熱器、底部承載構(gòu)架、水栗、膨脹水箱、副油箱、水管路、油管路、電連接器、瓦斯繼電器；
[0007]其特征在于:
[0008]所述頂部進(jìn)氣箱、所述中間箱體、所述雙列軸流風(fēng)機(jī)、所述空氣過濾裝置、所述三流道雙流程散熱器、所述底部承載構(gòu)架自上而下依次構(gòu)成所述冷卻塔冷卻介質(zhì)的外部通道，所述頂部進(jìn)氣箱、所述中間箱體、所述三流道雙流程散熱器、所述底板承載構(gòu)架通過緊固件連接；
[0009]雙列軸流風(fēng)機(jī)設(shè)置在所述中間箱體內(nèi)部，通過所述雙列軸流風(fēng)機(jī)的風(fēng)筒上的安裝座安裝在中間箱體的支撐座上；所述空氣過濾裝置設(shè)置在所述中間箱體底部，置于所述三流道雙流程散熱器上方；所述水栗、所述膨脹水箱、所述電連接器、所述瓦斯繼電器設(shè)置在所述中間箱體的側(cè)壁上；所述副油箱設(shè)置在所述中間箱體側(cè)部；
[0010]所述牽引變流器出水管和所述列車供電柜出水管與所述三流道雙流程散熱器芯體上部的進(jìn)水腔連接，所述水栗進(jìn)水管與所述三流道雙流程散熱器芯體上部的出水腔連接，所述牽引變流器進(jìn)水管與所述水栗的出水口連接，在所述牽引變流器進(jìn)水管上設(shè)置所述列車供電柜進(jìn)水管；所述油管路與牽引變壓器連接。
[0011]進(jìn)一步地，所述雙列軸流風(fēng)機(jī)包括底部外風(fēng)筒、設(shè)置在所述底部外風(fēng)筒上的與所述中間箱體頂部固定的頂部外風(fēng)筒、設(shè)置在所述底部外風(fēng)筒內(nèi)部的內(nèi)風(fēng)筒、電機(jī)和固定在所述電機(jī)端部軸伸上的風(fēng)機(jī)動葉輪；
[0012]所述底部外風(fēng)筒是由兩個外形為類正錐臺體的風(fēng)筒通過兩個異形連接筋板連接固定構(gòu)成的；所述頂部外風(fēng)筒是在每個類正錐臺體上方設(shè)置一段圓形風(fēng)筒；所述內(nèi)風(fēng)筒為每個類正錐臺體內(nèi)部設(shè)置的一個圓形內(nèi)風(fēng)筒，圓形內(nèi)風(fēng)筒頂端部設(shè)置一個圓環(huán)形安裝座，每個圓形內(nèi)風(fēng)筒通過多個曲面結(jié)構(gòu)的定葉片與底部外風(fēng)筒連接，所述電機(jī)通過其殼體前端的圓環(huán)形安裝板與內(nèi)風(fēng)筒頂端部的圓環(huán)形安裝座固定連接。
[0013]上述的雙列軸流風(fēng)機(jī)，是將兩臺風(fēng)機(jī)葉輪布置在一個緊湊型風(fēng)筒內(nèi)，與兩臺風(fēng)機(jī)獨(dú)立布置相比，在總空氣流量相同、風(fēng)機(jī)靜壓相同的的條件下，風(fēng)機(jī)體積更小、重量更輕；每個葉輪動壓大大降低，即每個葉輪總壓頭大大降低，因此，風(fēng)機(jī)總輔助功率消耗、噪音會隨之降低。
[0014]進(jìn)一步地，所述中間箱體為雙層三室式結(jié)構(gòu)，中間箱體上層頂板、上層底板與四周立板連接構(gòu)成上層，其中所述上層頂板與所述雙列軸流風(fēng)機(jī)的頂部外風(fēng)筒通過密封件密封，所述上層底板與所述雙列軸流風(fēng)機(jī)的底部外風(fēng)筒通過密封件密封；在上室前立板上，布置四個電機(jī)注油孔座，所述注油孔座分別通過連接管與兩個風(fēng)機(jī)電機(jī)前端軸承和后端軸承注油孔座相連；所述中間箱體下部設(shè)置中間分隔板，所述中間箱體上層底板、所述空氣過濾裝置與所述中間箱體四周立板連接構(gòu)成下層，所述中間分隔板將中間箱體下層分隔成左室N右室。
[0015]進(jìn)一步地，下層所述中間分隔板采用可轉(zhuǎn)動式結(jié)構(gòu)，一端通過轉(zhuǎn)軸與所述中間箱體連接，另一端通過緊固件固定在中間箱體上。
[0016]進(jìn)一步地，在所述中間箱體上層和下層的前立板上，分別設(shè)置上檢修門和下檢修門，所述上檢修門和所述下檢修門上設(shè)置透明觀察窗。
[0017]上述中間箱體是雙層三室式結(jié)構(gòu)，使兩臺軸流風(fēng)機(jī)空氣流動分別獨(dú)立，當(dāng)一臺風(fēng)機(jī)故障時，另一臺風(fēng)機(jī)空氣回路正常流動，例如左風(fēng)機(jī)故障停機(jī)時，冷卻空氣先后通過頂部進(jìn)氣箱、風(fēng)機(jī)右葉輪、風(fēng)機(jī)右定葉片與內(nèi)外風(fēng)筒形成的流道、中間箱體下層的右室、空氣過濾裝置右半部、三流道雙流程散熱器、底部承載構(gòu)架，冷卻空氣不會通過故障風(fēng)機(jī)回流，保證了冷卻塔風(fēng)機(jī)故障時的冷卻能力，提高機(jī)車的可靠性和可用性。
[0018]中間箱體不僅僅采用雙層三室式，也可采用一層兩室結(jié)構(gòu)或兩層四室結(jié)構(gòu)，只有保證空氣流動相對獨(dú)立即可，雙層三室式為最佳實(shí)施方式。
[0019]所述中間箱體的中間隔板可轉(zhuǎn)動式結(jié)構(gòu)，極大地方便了冷卻塔過濾裝置的清理和拆裝，可維護(hù)性更好。
[0020]所述中間箱體的上檢修門和下檢修門，用于風(fēng)機(jī)、過濾器、散熱器的檢查和維護(hù)，特別是檢修門上的透明觀察窗，可方便的觀察過濾裝置的污臟狀態(tài)，使機(jī)車過濾器和散熱器的清洗由定期清理變?yōu)闋顟B(tài)清洗，一方面保證了春秋季節(jié)污臟物較多時能夠及時清洗冷卻塔，提高運(yùn)行可靠性；另一方面也減少了不必要的清洗維護(hù)，降低維護(hù)費(fèi)用，提高運(yùn)用經(jīng)濟(jì)性。
[0021]所述中間箱體上室前立板上布置電機(jī)注油孔座，在不拆卸檢修門的前提下，可快速完成冷卻塔風(fēng)機(jī)電機(jī)加注潤滑油工作，進(jìn)一步提高了冷卻塔的可維護(hù)性。
[0022]進(jìn)一步地，所述空氣過濾裝置的過濾部為雙層鋼絲網(wǎng)或鋼板網(wǎng)結(jié)構(gòu)，孔徑在
0.3mm?5mm、鋼絲或鋼板網(wǎng)筋板規(guī)格在0.5mm?5mm的小孔徑過濾網(wǎng)設(shè)置在上部，孔徑在Imm?15mm、鋼絲或鋼板網(wǎng)筋板規(guī)格在0.8mm?1mm的大孔徑過濾網(wǎng)設(shè)置在下部。
[0023]進(jìn)一步地，所述空氣過濾裝置可拆分為兩個或兩個以上獨(dú)立的小過濾器，小過濾器以拼圖方式拼接構(gòu)成完整過濾裝置。
[0024]所述空氣過濾裝置雙層鋼絲網(wǎng)或鋼板網(wǎng)結(jié)構(gòu)，可滿足冷卻塔工作時冷卻空氣的過濾需求和通風(fēng)需求，減少散熱器的污臟，從而減少冷卻塔散熱器的清洗次數(shù)，降低維護(hù)運(yùn)用成本；所述過濾裝置經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計，空氣流動阻力低，空氣流通順暢，可保證冷卻塔散熱能力強(qiáng)、輔助功率消耗低；經(jīng)優(yōu)化設(shè)計的過濾裝置結(jié)構(gòu)也具有足夠的強(qiáng)度，保證過濾裝置的可靠性；拼接式過濾裝置便于拆裝，方便使用維護(hù)。
[0025]進(jìn)一步地，所述三流道雙流程散熱器在同一臺散熱器芯體上部，設(shè)置牽引變流器、列車供電柜共用水冷卻流道和散熱器水芯體；冷卻水采用同側(cè)進(jìn)、出的雙流程結(jié)構(gòu)，所述水冷卻流道和所述散熱器水芯體采用焊接方式連接；
[0026]所述三流道雙流程散熱器在同一臺散熱器芯體下部，設(shè)置牽引變壓器油冷卻流道和散熱器油芯體，冷卻油采用同側(cè)進(jìn)、出的雙流程結(jié)構(gòu)，所述油冷卻流道和所述散熱器油芯體采用焊接方式連接。
[0027]所述三流道雙流程散熱器結(jié)構(gòu)，通過優(yōu)化匹配設(shè)計，利用同一散熱器的不同流道，實(shí)現(xiàn)對牽引變壓器、牽引變流器、列車供電柜三個部件兩種冷卻介質(zhì)的冷卻；同時通過水栗、管路系統(tǒng)的優(yōu)化匹配設(shè)計，實(shí)現(xiàn)牽引變流器、列車供電柜兩個部件中冷卻介質(zhì)流量的最佳分配，充分滿足兩個部件的散熱要求；另外，水流道和油流道都采用同側(cè)進(jìn)、出的雙流程結(jié)構(gòu)，使水管路、油管路最短，可簡化結(jié)構(gòu)。因此，所述三流道雙流程散熱器結(jié)構(gòu)，有助于提高冷卻塔散熱能力，縮小冷卻塔體積小，降低冷卻塔重量，提高冷卻塔結(jié)構(gòu)緊湊性。
[0028]所述三流道雙流程散熱器，根據(jù)水流量、油流量的不同，經(jīng)變形設(shè)計，也可采用單流程、三流程或多流程設(shè)置。
[0029]本發(fā)明冷卻塔工作時，從牽引變流器和列車供電柜流出的高溫冷卻水，分別經(jīng)牽引變流器出水管和列車供電柜出水管匯集到散