本发明涉及机车用通风冷却装置技术领域，尤其是涉及一种机车用冷却循环系统。
背景技术：
目前，客运电力机车包括主变流柜、主变压器、列车供电柜等电器部件，其中主变流柜和主变压器分别通过水泵、油泵及系列网管连接形成两条相互独立的冷却环路，主变流柜的冷却液和主变压器的油经过油/水复合散热器时，在主冷风机的作用下强迫风冷。列车供电柜和其他冷却设备采用强迫风冷，在车内进行循环散热，即列车供电柜和其他冷却设备的风机从机械间吸风，对列车供电柜和其他冷却设备内电器部件散热后，热风再排到机械间。
此种散热方式存在以下不足：(1)机械间空气温度较高，从机械间吸风，对列车供电柜和其他冷却设备内电器元件进行冷却，冷却效率低；(2)列车供电柜和其他冷却设备电器元件产生的热直接散在机械间，增大机械间散热负荷；(3)列车供电柜和其他冷却设备设置风机及风道，体积较大，不便于机械间设备布置。
随着电力机车的快速发展，动力集中型动车组应运而生，集成化、智能化等轨道交通发展理念不断提升，因此，亟需设计一种冷却循环系统，，并能实时监控主变流柜、列车供电柜进、出口水温及进、出口冷却液压力。
因此，如何在有限的空间内，能同时对主变流柜、主变压器、列车供电柜和其他冷却设备进行冷却，提高冷却效率，减小机械间散热负荷是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的是提供一种机车用冷却循环系统，以在有限的空间内，能同时对主变流柜、主变压器、列车供电柜和其他冷却设备进行冷却，提高冷却效率，减小机械间散热负荷。
为了实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种机车用冷却循环系统，包括冷却塔、主冷风机、水散热器和水泵，其中，所述主冷风机和所述水散热器均设置在所述冷却塔内，所述主冷风机能够将所述冷却塔入口处的冷风吹向所述水散热器，所述水泵的入口与所述水散热器的出口导通，所述机车用冷却循环系统还包括：
输出水管，所述输出水管的入口与所述水泵的出口导通；
第一管道，所述第一管道将主变流柜、列车供电柜和冷却设备并联连接，且第一管道的入口与所述输出管道的出口导通，所述第一管道的出口与所述水散热器的入口导通。
优选地，在上述机车用冷却循环系统中，还包括第一过滤器、第二过滤器和第三过滤器；
所述第一过滤器、所述第二过滤器和所述第三过滤器分别设置在所述主变流柜的入口、所述列车供电柜的入口和所述冷却设备的入口处。
优选地，在上述机车用冷却循环系统中，还包括第一蝶阀和第二蝶阀；
所述第一蝶阀设置在所述第一管道上，且位于所述主变流柜的入口与所述第一过滤器之间；
所述第二蝶阀设置在所述第一管道上，且位于所述主变流柜的出口端。
优选地，在上述机车用冷却循环系统中，所述列车供电柜和所述冷却设备通过快速接头、无缝钢管或者金属编制软管安装在所述第一管道上。
优选地，在上述机车用冷却循环系统中，还包括膨胀水箱；
所述膨胀水箱设置在所述冷却塔内，且所述主冷风机能够将所述冷却塔入口处的冷风吹向所述膨胀水箱上；
所述膨胀水箱的入口与所述第一管道的出口导通，所述膨胀水箱的出口与所述水散热器的出口导通。
优选地，在上述机车用冷却循环系统中，还包括第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第四温度传感器、第五温度传感器和第六温度传感器；
所述第一温度传感器和所述第二温度传感器分别设置在所述主变流柜的入口处和其出口处；
所述第三温度传感器和所述第四温度传感器分别设置在所述列车供电柜的入口处和其出口处；
所述第五温度传感器和所述第六温度传感器分别设置在所述冷却设备的入口处和其出口处。
优选地，在上述机车用冷却循环系统中，还包括第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器、第四压力传感器、第五压力传感器和第六压力传感器；
所述第一压力传感器和所述第二压力传感器分别设置在所述主变流柜的入口处和其出口处；
所述第三压力传感器和所述第四压力传感器分别设置在所述列车供电柜的入口处和其出口处；
所述第五压力传感器和所述第六压力传感器分别设置在所述冷却设备的入口处和其出口处。
优选地，在上述机车用冷却循环系统中，还包括控制装置；
所述第一温度传感器、所述第二温度传感器、所述第三温度传感器、所述第四温度传感器、所述第五温度传感器、所述第六温度传感器、所述第一压力传感器、所述第二压力传感器、所述第三压力传感器、所述第四压力传感器、所述第五压力传感器和所述第六压力传感器均分别与所述控制装置电连接；
当所述第一温度传感器测得的所述主变流器入口处的温度大于第一预设的温度值时，所述控制装置能够判断所述冷却塔散热达不到预设的值，且能够提示维护人员清扫所述冷却塔塔顶的过滤网及所述散热器；
当所述第一温度传感器与所述第二温度传感器测得的所述主变流器两端的温度差大于第二预设的温度值时，所述控制装置能够判断所述主变流柜异常，且能提示所述维护人员检修所述主变流柜；
当所述第一压力传感器与所述第二压力传感器测得的所述主变流器两端的压力差小于第一预设的压力值时，所述控制装置能够判断所述第一过滤器堵塞，且能提示所述维护人员清洗所述第一过滤器；
当所述第三温度传感器测得的所述列车供电柜入口处的温度大于第三预设的温度值时，所述控制装置能够判断所述冷却塔散热达不到预设的值，且能够提示维护人员清扫所述冷却塔塔顶的过滤网及所述水散热器；
当所述第三温度传感器与所述第四温度传感器测得的所述列车供电柜两端的温度差大于第四预设的温度值时，所述控制装置能够判断所述列车供电柜异常，且能提示所述维护人员检修所述列车供电柜；
当所述第三压力传感器与所述第四压力传感器测得的所述列车供电柜两端的压力差小于第二预设的压力值时，所述控制装置能够判断所述第二过滤器堵塞，且能提示所述维护人员清洗所述第二过滤器；
当所述第五温度传感器测得的所述冷却设备入口处的温度大于第五预设的温度值时，所述控制装置能够判断所述冷却塔散热达不到预设的值，且能够提示维护人员清扫所述冷却塔塔顶的过滤网及所述水散热器；
当所述第五温度传感器与所述第六温度传感器测得的所述冷却设备两端的温度差大于第六预设的温度值时，所述控制装置能够判断所述冷却设备异常，且能提示所述维护人员检修所述冷却设备；
当所述第五压力传感器与所述第六压力传感器测得的所述冷却设备两端的压力差小于第三预设的压力值时，所述控制装置能够判断所述第三过滤器堵塞，且能提示所述维护人员清洗所述第三过滤器。
优选地，在上述机车用冷却循环系统中，还包括油散热器和油泵；
其中，所述油散热器设置在所述冷却塔内，所述主冷风机能够将所述冷却塔入口处的冷风吹向所述油散热器，所述油泵的入口与所述油散热器的出口导通，所述油泵的出口与主变压器的入口导通，所述主变压器的出口与所述油散热器的入口导通。
优选地，在上述机车用冷却循环系统中，还包括副油箱；
所述副油箱设置在所述冷却塔内，所述主冷风机能够将所述冷却塔入口处的冷风吹向所述副油箱，所述副油箱与所述主变压器导通，且能够给所述主变压器补充油液。
从上述的技术方案可以看出，本发明公开的机车用冷却循环系统，使用时，冷却液从水散热器中流出，经过输出管道进入水泵，经过水泵加压，进入第一管道，并分流流经第一管道上并联设置的主变流柜、列车供电柜和冷却设备，冷却液在主变流柜、列车供电柜和冷却设备的柜体内流动，带走柜内电器部件产生的热量，最后冷却液汇总在一起，流入水散热器，在主冷风机的作用下，把冷却液中的热量散发到车外环境中，冷却后的冷却液再次流经水泵，进入主变流柜、列车供电柜和冷却设备，形成环路，当冷却塔风量稳定、冷却液流量稳定时，整个循环系统会达到一个热量平衡，从而达到持续对主变流柜、列车供电柜、冷却设备散热的目的。相对于现有技术中的供电柜采用强迫风冷的车内循环方式散热，本发明采用水冷方式，将热量直接散发到车外，散热效率高；采用分流式水冷方式，把主变流柜、列车供电柜、冷却设备等电器部件的热量都集中在水散热器内，通过主冷风机强迫风冷，把热量散发到车外，集成化更高，在列车供电柜容量不变的情况下，能缩小柜体尺寸，便于机械间设备布置；此外，列车供电柜产生的热量，通过水循环系统，流经水散热器，在冷却塔主冷风机的作用下，把热量散发到车外环境空气中，可减少机械间需散热负荷。即本发明能够在有限的空间内，能同时对主变流柜、主变压器、列车供电柜和其他冷却设备进行冷却，提高冷却效率，减小机械间散热负荷。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的机车用冷却循环系统的结构示意图。
其中，图1中：
冷却塔1、主冷风机2、水散热器3、水泵4、输出水管5、第一管道6、主变流柜7、列车供电柜8、冷却设备9、第一过滤器10、第二过滤器11、第三过滤器12、第一蝶阀13、第二蝶阀14、快速接头15、膨胀水箱16、油散热器17、油泵18、副油箱19、主变压器20。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
实施例一
如图1所示，本发明公开了一种机车用冷却循环系统，机车用冷却循环系统包括冷却塔1、主冷风机2、水散热器3、水泵4、输出水管5和第一管道6。
其中，主冷风机2和水散热器3均设置在车体外部的冷却塔1内，主冷风机2能够将冷却塔1入口处的冷风吹向水散热器3，水泵4的入口与水散热器3的出口导通，能够将冷却液从水散热器3内泵出。
输出水管5的入口与水泵4的出口导通，输出管道的出口与第一管道6的入口导通。第一管道6将主变流柜7、列车供电柜8和冷却设备9并联连接，且第一管道6的出口与水散热器3的入口导通。需要说明的是，第一管道6与水散热器3之间还可以设置有第二管道，通过第二管道将冷却液输给水散热器3。
本发明公开的机车用冷却循环系统，使用时，冷却液从水散热器3中流出，经过输出管道进入水泵4，经过水泵4加压，进入第一管道6，并分流流经第一管道6上并联设置的主变流柜7、列车供电柜8和冷却设备9，冷却液在主变流柜7、列车供电柜8和冷却设备9的柜体内流动，带走柜内电器部件产生的热量，最后冷却液汇总在一起，流入水散热器3，在主冷风机2的作用下，把冷却液中的热量散发到车外环境中，冷却后的冷却液再次流经水泵4，进入主变流柜7、列车供电柜8和冷却设备9，形成环路，当冷却塔1风量稳定、冷却液流量稳定时，整个循环系统会达到一个热量平衡，从而达到持续对主变流柜7、列车供电柜8、冷却设备9散热的目的。相对于现有技术中的供电柜采用强迫风冷的车内循环方式散热，本发明采用水冷方式，将热量直接散发到车外，散热效率高；采用分流式水冷方式，把主变流柜7、列车供电柜8、冷却设备9等电器部件的热量都集中在水散热器3内，通过主冷风机2强迫风冷，把热量散发到车外，集成化更高，在列车供电柜8容量不变的情况下，能缩小柜体尺寸，便于机械间设备布置；此外，列车供电柜8产生的热量，通过水循环系统，流经水散热器3，在冷却塔1主冷风机2的作用下，把热量散发到车外环境空气中，可减少机械间需散热负荷。即本发明能够在有限的空间内，能同时对主变流柜7、主变压器20、列车供电柜8和其他冷却设备9进行冷却，提高冷却效率，减小机械间散热负荷。
实施例二
在本发明提供的第二实施例中，本实施例中的机车用冷却循环系统和实施例一中的机车用冷却循环系统的结构类似，对相同之处就不再赘述了，仅介绍不同之处。
在本实施例中，具体公开了机车用冷却循环系统还包括第一过滤器10、第二过滤器11和第三过滤器12。其中，第一过滤器10、第二过滤器11和第三过滤器12分别设置在主变流柜7的入口、列车供电柜8的入口和冷却设备9的入口处，分别用于过滤进入主变流柜7的入口、列车供电柜8的入口和冷却设备9的冷却液。在水循环回路中设置第一过滤器10、第二过滤器11和第三过滤器12的目的是为了过滤掉回路中残留的杂质，如水路中的杂质附着在水散热器3上或者进入主变流柜7、列车供电柜8，可能会造成冷却塔1散热效率降低、水路堵塞等问题，进一步造成机车牵引封锁。
进一步地，本发明公开了机车用冷却循环系统还包括第一蝶阀13和第二蝶阀14。第一蝶阀13设置在第一管道6上，且位于主变流柜7的入口与第一过滤器10之间，第二蝶阀14设置在第一管道6上，且位于主变流柜7的出口端，第一蝶阀13和第二蝶阀14分别用于开关调节主变流柜7入口和出口的冷却液流量。
更进一步地，本发明公开了列车供电柜8和冷却设备9通过快速接头15、无缝钢管或者金属编制软管安装在第一管道6上。本实施例以列车供电柜8和冷却设备9通过快速接头15安装在第一管道6上为例。需要说明的是，流量一定时，通过不同型号快速接头15配合使用，调节列车供电柜8和冷却设备9的阻力，保证冷却液按设定比例分别流入两条支路。除此之外还可以通过球阀来实现该功能。
为了能够及时补充冷却液及分担多余的冷却液，本发明公开了机车用冷却循环系统还包括膨胀水箱16，膨胀水箱16设置在冷却塔1内，且主冷风机2能够将冷却塔1入口处的冷风吹向膨胀水箱16上，膨胀水箱16的入口与第一管道6的出口导通，膨胀水箱16的出口与水散热器3的出口导通。膨胀水箱16能够给该水冷却回路补充水冷却液及储存水冷却液，当水冷却回路中水冷却液不足时，膨胀水箱16能为水冷却环路持续补液，当水冷却回路中冷却液的温度升高时，体积会膨胀，多余的水冷却液就会进入膨胀水箱16，起到储存的作用。
进一步地，本发明公开了机车用冷却循环系统还包括第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第四温度传感器、第五温度传感器和第六温度传感器。第一温度传感器和第二温度传感器分别设置在主变流柜7的入口处和其出口处，分别用于检测主变流柜7入口和出口处冷却液的温度值。第三温度传感器和第四温度传感器分别设置在列车供电柜8的入口处和其出口处，分别用于检测列车供电柜8入口和出口处冷却液的温度值。第五温度传感器和第六温度传感器分别设置在冷却设备9的入口处和其出口处，分别用于检测冷却设备9入口和出口处冷却液的温度值。
更进一步地，本发明公开了机车用冷却循环系统还包括第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器、第四压力传感器、第五压力传感器和第六压力传感器。其中，第一压力传感器和第二压力传感器分别设置在主变流柜7的入口处和其出口处，分别用于检测主变流柜7入口和出口处冷却液的压力值。第三压力传感器和第四压力传感器分别设置在列车供电柜8的入口处和其出口处，分别用于检测列车供电柜8入口和出口处冷却液的压力值。第五压力传感器和第六压力传感器分别设置在冷却设备9的入口处和其出口处，分别用于检测冷却设备9入口和出口处冷却液的压力值。
为了便于控制机车用冷却循环系统，本发明公开了机车用冷却循环系统还包括控制装置。其中，第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第四温度传感器、第五温度传感器、第六温度传感器、第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器、第四压力传感器、第五压力传感器和第六压力传感器均分别与控制装置电连接。
当第一温度传感器测得的主变流器入口处的温度大于第一预设的温度值时，控制装置能够判断冷却塔1散热达不到预设的值，且能够提示维护人员清扫冷却塔1塔顶的过滤网及散热器。当第一温度传感器与第二温度传感器测得的主变流器两端的温度差大于第二预设的温度值时，控制装置能够判断主变流柜7异常，且能提示维护人员检修主变流柜7。当第一压力传感器与第二压力传感器测得的主变流器两端的压力差小于第一预设的压力值时，控制装置能够判断第一过滤器10堵塞，且能提示维护人员清洗第一过滤器10。
当第三温度传感器测得的列车供电柜8入口处的温度大于第三预设的温度值时，控制装置能够判断冷却塔1散热达不到预设的值，且能够提示维护人员清扫冷却塔1塔顶的过滤网及水散热器3。当第三温度传感器与第四温度传感器测得的列车供电柜8两端的温度差大于第四预设的温度值时，控制装置能够判断列车供电柜8异常，且能提示维护人员检修列车供电柜8。当第三压力传感器与第四压力传感器测得的列车供电柜8两端的压力差小于第二预设的压力值时，控制装置能够判断第二过滤器11堵塞，且能提示维护人员清洗第二过滤器11。
当第五温度传感器测得的冷却设备9入口处的温度大于第五预设的温度值时，控制装置能够判断冷却塔1散热达不到预设的值，且能够提示维护人员清扫冷却塔1塔顶的过滤网及水散热器3。当第五温度传感器与第六温度传感器测得的冷却设备9两端的温度差大于第六预设的温度值时，控制装置能够判断冷却设备9异常，且能提示维护人员检修冷却设备9。当第五压力传感器与第六压力传感器测得的冷却设备9两端的压力差小于第三预设的压力值时，控制装置能够判断第三过滤器12堵塞，且能提示维护人员清洗第三过滤器12。
需要说明的是，第一预设的温度值、第二预设的温度值、第三预设的温度值、第四预设的温度值、第五预设的温度值、第六预设的温度值、第一预设的压力值、第二预设的压力值及第三预设的压力值均为根据实际进行设定的值。达不到预设的值是指散热塔散热能力不足。
本发明还公开了机车用冷却循环系统还包括油散热器17和油泵18。其中，油散热器17设置在冷却塔1内，主冷风机2能够将冷却塔1入口处的冷风吹向油散热器17，油泵18的入口与油散热器17的出口导通，油泵18的出口与主变压器20的入口导通，主变压器20的出口与油散热器17的入口导通。使用时，冷却油液从油散热器17中流出，经过油泵18加压，进入主变压器20，冷却油液在主变流柜7的柜体内流动，带走柜内电器部件产生的热量，最后冷却油液流入油散热器17，在主冷风机2的作用下，把冷却油液中的热量散发到车外环境中，冷却后的冷却油液再次流经油泵18，进入主变压器20，形成环路，当冷却塔1风量稳定、冷却油液流量稳定时，整个循环系统会达到一个热量平衡，从而达到持续对主变压器20散热的目的。
进一步地，本发明还公开了机车用冷却循环系统还包括副油箱19。副油箱19设置在冷却塔1内，主冷风机2能够将冷却塔1入口处的冷风吹向副油箱19，副油箱19与主变压器20导通，且能够给主变压器20所在的油冷却回路补充油液及储存油液，当主变压器20所在的油冷却回路中油液不足时，副油箱19能为油冷却环路持续补液，当冷却环路中冷却油液的温度升高时，体积会膨胀，多余的冷却油液就会进入副油箱19，起到储存的作用。
本实施例中，以时速160公里动力集中动车组动力车为例，介绍本发明的分流式控制方式：为保证冷却液按设定比例分别流入两条支路，在冷却液流量一定时(主变流柜7冷却液流量为xl/min，列车供电柜8冷却液流量为yl/min)，两条支路流体阻力需保持一致。具体设计方案如下：主变流柜7：冷却液流量为xl/min时，流体阻力设为abar；主变流柜7的水管：冷却液流量为xl/min时，流体阻力设为bbar；第一蝶阀13：冷却液流量为xl/min时，流体阻力设为cbar；第一过滤器10：冷却液流量为xl/min时，流体阻力设为dbar；列车供电柜8：冷却液流量为yl/min时，流体阻力设为abar；列车供电柜8水管：冷却液流量为yl/min时，流体阻力设为bbar；列车控制柜一端的快速接头15：冷却液流量为yl/min时，流体阻力设为cbar；列车控制柜另一端的快速接头15：冷却液流量为yl/min时，流体阻力设为dbar；第二过滤器11：冷却液流量为yl/min时，流体阻力设为ebar。
主变流柜7冷却环路在冷却液流量为xl/min时，流体阻力为a+b+c+d,列车供电柜8冷却支路在冷却液流量为yl/min时，流体阻力为a+b+2×(c+d)+e，为保证冷却液按设定比例分别流入两条支路，需满足以下关系：
a+b+c+d≈a+b+2×(c+d)+e
其中，主变流柜7冷却环路流体阻力一定时，列车供电柜8冷却支路可选择不同型号快速接头15配合使用，保证两条支路流体阻力相近。
本发明具有以下优点：
(1)原列车供电柜8采用强迫风冷的方式散热，属于车内循环，因机械间空气温度高，与柜内空气的温差较小，强迫风冷方式效率低，本发明为水冷，因热量直接散发到车外，散热效率高；
(2)采用分流式水冷却循环系统，把主变流柜7、列车供电柜8、主变压器20、冷却设备9n等电器部件的热量都集中在油、水复合散热器内，通过主冷风机2强迫风冷，把热量散发到车外，集成化更高，在列车供电柜8容量不变的情况下，能缩小柜体尺寸，便于机械间设备布置；
(3)列车供电柜8产生的热量，通过水循环系统，流经水散热器3，在冷却塔1主冷风机2的作用下，把热量散发到车外环境空气中，可减少机械间需散热负荷。
在本发明中的“第一”、“第二”等均为描述上进行区别，没有其他的特殊含义。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和创造性特点相一致的最宽的范围。