一种冷却装置的制作方法

本实用新型涉及轨道交通技术领域，具体涉及一种冷却装置。

背景技术：

牵引变流器、主变压器以及电抗器是列车上的关键部件，为列车的正常运行提供电力。在列车的运行过程中，牵引变流器、主变压器以及电抗器会产生大量的热量，如果不能及时对其进行散热将会导致严重的后果。因此，如何实现对牵引变流器、主变压器以及电抗器进行稳定可靠的散热就显得尤为重要。

在现有的散热冷却装置中存在以下问题：

(1)水泵和风机都是单一设计，如果其中任何一个出现问题将会直接影响到列车的正常运行；

(2)散热冷却装置在运行的过程中噪音较大，影响列车的舒适性；

(3)风机的电机容易在高温气体的辐射下导致温度过高，从而影响风机的正常运行，增加维护的频率；

(4)冷却油容易因列车运行导致的震荡进入干燥器中，导致干燥器工作异常；

(5)冷却装置和列车之间使用普通橡胶减震垫，寿命低，需定期更换，全生命周期成本高且隔振效果差，影响列车舒适性。

(6)膨胀水箱设置主腔和副腔，双导管，结构复杂，制造工艺难度大，成本高，且容易因为副腔没有有效密封而导致膨胀水箱无法正常吸气。

综上所述，急需一种稳定、可靠的冷却装置以解决现有技术中存在的问题。

技术实现要素：

本实用新型目的在于提供一种冷却装置，具体技术方案如下：

一种冷却装置，包括水冷回路、油冷回路以及风冷装置，所述水冷回路用于对电抗器和牵引变流器进行散热，所述油冷回路用于对主变压器进行散热，所述风冷装置用于对水冷回路和油冷回路中的冷却介质进行散热冷却；

所述风冷装置包括至少两件并列设置的冷却风机，所述冷却风机包括电机和风机叶轮，所述风机叶轮设置于所述电机的输出轴上实现由电机驱动进行旋转；所述风机叶轮为锯齿叶轮，其中齿宽T和齿高H之比为0.25≤T/H≤0.5；

所述电机的输出轴端可拆卸设置前端盖，所述前端盖与输出轴同轴心设置，所述前端盖上设有用于安装电机的安装法兰，所述前端盖与安装法兰之间设置用于隔离高温空气热辐射的隔热板，所述前端盖上均布设置用于改善电机散热的散热筋和通风孔。

以上技术方案中优选的，所述水冷回路包括水散热器，冷却风机用于对水散热器散热冷却。

以上技术方案中优选的，所述水冷回路还包括与水散热器连接的进水管道/出水管道，所述进水管道上并联设置至少两件水泵，每件水泵对应设置一件止回阀，所述止回阀设置于水泵靠近水散热器的一侧，实现各水泵单独工作；

所述出水管道上并联设置两组水路出口，所述进水管道上并联设置两组水路进口，通过两组水路出口/水路进口实现对牵引变流器和电抗器进行散热冷却；

两组水路出口/水路进口上均设置截止阀，与牵引变流器连接的水路出口上还设置过滤器。

以上技术方案中优选的，所述水冷回路还包括液位显示器、液位开关、膨胀水箱以及泄压阀；所述膨胀水箱与所述水散热器以及与牵引变流器连接的水路进口连接，所述液位显示器、液位开关以及泄压阀均与膨胀水箱连接；

所述膨胀水箱和与牵引变流器连接的水路进口之间设有截止阀。

以上技术方案中优选的，膨胀水箱采用单一腔体结构，膨胀水箱内部水平方向设置加强筋板；膨胀水箱上的进水管和出水管错开设置。

以上技术方案中优选的，所述油冷回路包括油散热器，所述冷却风机设置于油散热器侧，实现对油散热器进行散热冷却。

以上技术方案中优选的，所述油冷回路还包括连接油散热器的进油管道/出油管道，所述进油管道和出油管道上均设置截止阀，所述进油管道上在截止阀和油散热器之间设有流量监控器，所述油冷回路通过进油管道上的油路进口和出油管道上的油路出口与主变压器连接，实现对主变压器进行散热冷却。

以上技术方案中优选的，所述油冷回路还包括膨胀油箱、布赫继电器、干燥器以及液位显示器，所述膨胀油箱通过所述布赫继电器与主变压器连接，所述干燥器和液位显示器均与所述膨胀油箱连接；

所述膨胀油箱内部设置水平隔板和垂直隔板，所述干燥器与膨胀油箱上的安装座连接，安装座内部设有通孔实现干燥器和膨胀油箱内呼吸管相通。

以上技术方案中优选的，所述水散热器和油散热器构成组合散热器，实现将环境空气从水散热器侧吸入，经过油散热器后由冷却风机抽出，从而实现对水散热器和油散热器中的冷却介质进行散热冷却；所述组合散热器上可拆卸设有上封板和下封板；

所述组合散热器的翅片表面先进行电泳处理，然后在表面进行喷涂清漆处理。

以上技术方案中优选的，还包括主梁，所述主梁上设置安装孔，通过安装孔实现将冷却装置安装到车体上，所述安装孔和车体之间设置用于减震的金属减震垫。

应用本实用新型的技术方案，具有以下有益效果：

(1)本实用新型的冷却装置包括至少两件冷却风机以及至少两件水泵，冷却风机和水泵的冗余设计可以很好的解决现有技术中由于风机和水泵单一设计而导致的其中任意一个出现问题将导致冷却装置无法正常运行的情况；本实用新型的冷却装置即使其中一个冷却风机出现故障依然可以由其余的冷却风机保证冷却装置的正常运行；各水泵之间采用并联的方式设置于进水管道上，每件水泵对应设置一件止回阀，止回阀设置于水泵靠近水散热器的一侧，可以保证水泵工作时冷却水只能单向流动，不会出现冷却水通过其他水泵回流的情况，保证水冷回路的正常运行；同时，当一个水泵运行异常而导致冷却装置无法工作时可以切换至另外一水泵运行，以保证冷却装置的正常运行。

(2)本实用新型的水散热器和油散热器构成组合散热器，同时通过冷却风机对组合散热器进行散热冷却，该布局方式可以大大的缩小冷却装置的体积，不会导致占用列车上较多的空间。

(3)本实用新型的风机叶轮为锯齿叶轮，其中齿宽T和齿高H之比为0.25≤T/H≤0.5，该设计可以有效的降低风机运行噪音2dB以上，保证列车的舒适性。锯齿叶轮的尾缘锯齿能使气流在叶片尾迹区背面形成反向旋转的涡对，将气流边界层分离延后，减少整体涡流噪声。从设计理论上来讲T/H越小降低噪音的效果越好，但T/H小于0.25以后，会明显降低叶轮的有效迎风面积，降低叶轮的升力系数，导致叶轮的气动性能下降；T/H值是通过反复试验，在既能保证有效升力系数，又能明显降低噪声的前提下平衡选择的结果。

(4)本实用新型电机包括前端盖、安装法兰和隔热板，将隔热板设置于前端盖和安装法兰之间可以有效的防止高温气体对电机前端轴承形成热辐射而导致其运行温度过高，有效的延长电机前端轴承的使用寿命，前端盖上均布设置散热筋和通风孔，可以有效的改善电机前端的散热情况，降低电机前端轴承的运行温度，从而使得冷却风机可以稳定可靠的运行。

(5)本实用新型的膨胀油箱内部设置水平隔板和垂直隔板，所述干燥器与膨胀油箱上的安装座连接，安装座内部设有通孔实现干燥器和膨胀油箱内呼吸管相通；设置水平隔板可以有效的将呼吸管与膨胀油箱内部的冷却油隔离开，防止冷却油因列车震荡而进入到呼吸管导致干燥器无法正常工作。

(6)本实用新型的膨胀水箱采用单一腔体结构，有效的防止因膨胀水箱的副腔没有有效密封而导致无法正常吸气的情况，膨胀水箱上的进水管和出水管错开设置可以有效防止水散热器中产生的气体通过进水管直接被吸进出水管，再回流至水泵和水散热器中对水泵和水散热器产生气蚀；相对于现有的膨胀水箱结构更加简单，降低了生产成本，同时又能防止气蚀现象产生。

(7)本实用新型在冷却装置和列车车体之间设置金属减震垫，隔振效率达到85％，使用寿命30年，降低了维护成本。

(8)本实用新型的水散热器和油散热器通过上封板和下封板进行连接构成组合散热器，通过拆卸上封板和下封板可以实现对组合散热器进行清洗和维护。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型冷却装置的原理图；

图2是本实用新型冷却装置的整体结构示意图；

图3是本实用新型冷却装置的底面示意图；

图4是本实用新型组合散热器的爆炸示意图；

图5是图2中电机结构示意图；

图6(a)是图2中风机叶轮剖视图；

图6(b)是图6(a)中A处的局部放大图；

图7是膨胀油箱和干燥器的剖视图；

图8是膨胀水箱透视图；

其中，1、冷却风机，1.1、电机，1.10、前端盖，1.11、安装法兰，1.12、散热筋，1.13、隔热板，1.14、通风孔，1.2、风机叶轮，2、膨胀油箱，2.1、垂直隔板，2.2、水平隔板，2.3、呼吸管，2.4、安装座，3、布赫继电器，4、干燥器，5、液位显示器，6、油散热器，7、流量监控器，8水散热器、9、截止阀，10、止回阀，11、水泵，12、过滤器，13、液位开关，14、膨胀水箱，14.1、加强筋板，14.2、进水管，14.3、出水管，15、泄压阀，16、主梁，17、400V连接器，18、110V连接器，19、金属减震垫，20、上封板，21、下封板，22、拉杆。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

实施例1：

参见图1-8，一种冷却装置，包括水冷回路、油冷回路以及风冷装置，所述水冷回路用于对电抗器和牵引变流器进行散热，所述油冷回路用于对主变压器进行散热，所述风冷装置用于对水冷回路和油冷回路中的冷却介质进行散热冷却；

所述风冷装置包括至少两件并列设置的冷却风机1，所述冷却风机1包括电机1.1和风机叶轮1.2，所述风机叶轮1.2设置于所述电机1.1的输出轴上实现由电机1.1驱动进行旋转；所述风机叶轮为锯齿叶轮，其中齿宽T和齿高H之比为0.25≤T/H≤0.5，详见图6(a)和图6(b)。

参见图5，所述电机1.1的输出轴端可拆卸设置前端盖1.10，所述前端盖与输出轴同轴心设置，所述前端盖1.10上设有用于安装电机的安装法兰1.11，所述前端盖1.10与安装法兰1.11之间设置用于隔离高温空气热辐射的隔热板1.13，所述前端盖1.10上均布设置用于改善电机散热的散热筋和通风孔，优选的，所述隔热板为橡胶隔板。

所述水冷回路包括水散热器8，所述油冷回路包括油散热器6，所述水散热器8和油散热器6构成组合散热器，所述冷却风机1设置于油散热器6侧，从而实现将环境空气从水散热器8侧吸入，经过油散热器6后由冷却风机1抽出，从而实现对水散热器8和油散热器6中的冷却介质进行散热冷却。所述水冷回路中的冷却介质为冷却水，优选所述冷却水为clariant,Antifrogen N，所述油冷回路中的冷却介质为冷却油，优选所述冷却油为Ester Midel 7131。

所述水冷回路还包括与水散热器8连接的进水管道/出水管道，所述进水管道上并联设置至少两件水泵11，每件水泵对应设置一件止回阀10，所述止回阀10设置于水泵10靠近水散热器的一侧，实现各水泵单独工作；所述止回阀10用于防止冷却水回流，保证冷却水只能单向流通。当一条支路上的水泵工作时，通过另一条支路上的止回阀防止冷却水从该支路回流。

所述出水管道上并联设置两组水路出口，所述进水管道上并联设置两组水路进口，通过两组水路出口/水路进口实现对牵引变流器和电抗器进行散热冷却；

两组水路出口/水路进口上均设置截止阀9，与牵引变流器连接的水路出口上还设置过滤器12。

所述水冷回路还包括液位显示器5、液位开关13、膨胀水箱14以及泄压阀15；所述膨胀水箱14与所述水散热器8以及与牵引变流器连接的水路进口连接，所述液位显示器5、液位开关13以及泄压阀15均与膨胀水箱14连接；

所述膨胀水箱14和与牵引变流器连接的水路进口之间设有截止阀9。

所述液位开关用于检测膨胀水箱内的液位信号，所述泄压阀用于冷却水热涨时排气，冷缩时吸气。

参见图8，所述膨胀水箱14采用单一腔体结构，膨胀水箱内部水平方向设置加强筋板14.1，既能保证其功能，又能提高其功能的可靠性，简单实用；所述膨胀水箱上的进水管14.2和出水管14.3错开设置可以有效防止气蚀现象产生。所述膨胀水箱用于当水冷回路中冷却水随温度变化热胀冷缩时调节水位。

参见图1和图8，所述进水管14.2连接所述水散热器，所述出水管14.3连接与牵引变流器连接的水路进口；水散热器里面混有气体的冷却水从进水管进入膨胀水箱，将进水管和出水管错开设置后，气体会在浮力的作用下会快速上浮聚集在膨胀水箱的上腔中，从而防止气体被吸进出水管，进而防止气体跟随冷却水回流对水泵和水散热器产生气蚀。

所述油冷回路还包括连接油散热器6的进油管道/出油管道，所述进油管道和出油管道上均设置截止阀9，所述进油管道上在截止阀9和油散热器6之间设有用于监控进油管道流量的流量监控器7(所述流量监控器优选为流量计)，所述油冷回路通过进油管道上的油路进口和出油管道上的油路出口与主变压器连接，实现对主变压器进行散热冷却。

所述油冷回路还包括膨胀油箱2、布赫继电器3、干燥器4以及液位显示器5，所述膨胀油箱2通过所述布赫继电器3与主变压器连接，所述干燥器4和液位显示器5均与所述膨胀油箱2连接。所述布赫继电器用于对主变压器中冷却油状态进行监控报警，防止冷却油的油温过高保护主变压器正常运行，所述膨胀油箱用于当油冷回路中冷却油随温度变化热胀冷缩时，调节油位。

参见图7，膨胀油箱2内部设置水平隔板2.2和垂直隔板2.1，所述干燥器4与膨胀油箱2上的安装座2.4连接，安装座2.4内部设有通孔实现干燥器4和膨胀油箱2内呼吸管2.3相通，从而实现干燥器与膨胀油箱相通。所述干燥器用于膨胀油箱在吸气时，对吸入的空气进行干燥除水，设置水平隔板和垂直隔板可以有效的防止列车运行过程中冷却油震荡进入干燥器。

参见图4，所述水散热器8和油散热器6构成组合散热器，所述水散热器8和油散热器6通过上封板20、下封板21以及拉杆22组合在一起。所述水散热器和油散热器层叠设置，通过相对设置的上封板和下封板进行连接，所述拉杆用于连接上封板和下封板，从而实现将水散热器和油散热器组合在一起，拆卸所述上封板、下封板实现对组合散热器进行清洗和维护。

所述组合散热器的翅片表面先进行电泳处理，然后在表面进行喷涂清漆处理。

所述冷却装置还包括主梁16，所述主梁上设置安装孔，通过安装孔实现将冷却装置安装到车体上，所述安装孔和车体之间设置用于减震的金属减震垫19，所述金属减震垫为由金属丝压制而成的减震垫。

所述冷却装置还包括400V接线器17和110V接线器18，所述冷却风机和水泵均匀所述400V接线器17电连接，各冷却风机以及各水泵之间采用并联，所述冷却风机采取极数转换实现冷却风机的高低速切换(即变极调速)，以适应不同风量的需求，具体可以参照现有技术。

所述液位显示器、流量监控器以及布赫继电器均与110V接线器电连接。

优选的，本实施例中截止阀可以根据不同的使用需求选用不同的款式和型号。

应用本实施例的技术方案，具体是：

将本实用新型冷却装置的两组水路出口和水路进口与电抗器和牵引变流器连接，将油路出口和油路进口与主变压器连接，启动冷却装置即可以实现对电抗器、牵引变流器和主变压器进行散热冷却。

应用本实用新型的技术方案，效果是：

本实用新型的冷却装置可以有效的解决由于风机和水泵单一设计导致其中任意一个出现故障时导致冷却装置无法正常运行的情况；通过对冷却风机的改进有效的降低了噪音，保证了列车的舒适性，延长了电机的使用寿命；改进膨胀油箱的结构和干燥器的安装方式可以有效的避免冷却油进入干燥器中导致干燥器无法正常工作；将膨胀水箱由主副腔结构更改为单一腔体结构，结构更简单可靠，又能有效防止气蚀。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。