专利名称：一种电力机车用机械间轴流通风机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电力机车用机械间通风机，适用于机车机械间补风和通风要求的低噪音、重量轻且出口有导流作用的轴流通风机，属于流体机械领域。
背景技术：
机车机械间轴流通风机给机车机械间补充空气，使机械间保持微正压，防止机车运行时外部的灰尘等污物进入机械间，同时补充空气压缩机等设备工作时排出机械间的空气。由于现代社会发展对工作环境的重视，一般来讲，人的工作环境噪声不宜高于SOdB (工作8小时)，超过IOOdB的噪声，需对噪声源有隔离措施，否则会对人体健康造成危害。机车机械间通风机出口部分暴露在机车机械间内，且风机安装位置紧邻机车司机室，风机出口处的气流噪声对司机室内的噪声值有很大影响。通风机安装在机械间内的顶层隔板上，在机械间内不能使用机械吊装，需人工搬运安装，所以整机重量需轻便以便安装。现有的机械 间轴流通风机采用二极电机驱动使风机的噪声较高、整机重量太重，安装结构布局存在不合理结构；另外，在机车机械间内布局中，空压机位于机械间通风机的正下方，冬天从车外吸入的冷空气直吹空压机能使其部分零件不能正常工作。
发明内容本实用新型的在于克服上述缺陷，提供一种噪声低、整机重量轻、结构布局合理、气流流场优化的电力机车用机械间轴流通风机。本实用新型的技术方案一种电力机车用机械间轴流通风机，包括风筒组件、叶轮、叶轮盖板、电动机、电缆保护装置和接线盒和导流栅，其特征在于所述的风筒组件是包括外筒、导叶、内筒、内外加强筋、电机安装板和风机安装板，该导叶为倾斜式结构，导叶设置在内筒与外筒之间；倾斜式导叶同时起支撑中间部位电机的作用；其倾斜式导叶与叶轮组成的流道结构，完成对空气进行增压、轴向导流的作用；风机安装板安装在机械间顶部隔板上；起固定整个风机的作用。所述的叶轮与叶轮盖板组成叶轮组件，该叶轮是由机翼型叶片、轮体和轮芯组成，叶轮盖板安装在叶轮顶部。可阻止加压后气流向上方的大气泄露；同时防止雨水滴入腐蚀轴心与电机轴伸端结合部位。所述的倾斜式导叶与叶轮的叶片之间的轴向距离从叶轮叶片根部到叶片顶部为39-66. 5mm,导叶倾斜距离为12mm,两者中心距离为55. 5mm,风筒组件中的倾斜式导叶数量为17块，其截面弧度为R145. 5mm的圆弧；所述的叶轮中的叶片数量为11片，该叶片各截面的安装角度从根部到叶尖扭曲变化从安装角度为40. 5°扭曲变化到29. 2°，叶轮直径为O598mm，叶轮轮毂比为0. 73。本实用新型噪声低、重量轻和出口有导流作用。针对低噪声的要求，通过采用四极电机，摈弃传统机车机械间通风机采用二极电机而造成的高转速，高噪声的型式；叶轮通过采用高效升阻力比的机翼型叶片，同时导叶按孤立翼型设计方法计算采用倾斜式导叶，达到相对低转速增压的目的，从而实现相对低的噪声值。叶轮采用了较大轮毂比结构，机翼型叶片能有效地提高效率，并选用合理的安装角和截面扭曲角；采用四极电机驱动相对降低转速，可有效地降低噪声；试验证明，在同等压力和流量下，采用四极电机驱动比二极电机驱动使风机的噪声降低5 7dB，使其额定工况时的声压级小于80dB(A)，有效地降低了机车机械间通风机噪声对司机室整体噪声指标的影响。本风机流场采用进口导流、叶轮加后导叶的技术，使其合理布局，在叶轮外径尺寸因机车上安装受限的情况下，使气流流场优化，提高了风机流量及压力；电机机座通过支撑杆与风筒连接，提高了电机刚性，减小了风机振动。
图I为本实用新型结构示意图；图2为叶轮主视结构示意图；图3为叶轮左视结构示意图；图4为叶轮A向视图(叶片安装角度及扭曲变化)。图中1_风筒组件，2-外筒，3-导叶，4-内筒，5-内外加强筋，6-电机安装板，7-风机安装板，8_、叶轮,9-叶轮盖板,10-轴头止动件,11-电动机，12-电缆保护装置，13-接线盒，14-导流栅，15-叶片，16-轮体，17-轮芯，18-中心部位加强筋，19-导流片。
具体实施方式
参看上述附图，一种电力机车用机械间轴流通风机，包括风筒组件I、叶轮8、叶轮盖板9、电动机11、电缆保护装置12和接线盒13和导流栅14，其特征在于所述的风筒组件I是包括外筒2、导叶3、内筒4、内外加强筋5、电机安装板6和风机安装板7，该导叶3为倾斜式结构，导叶3设置在内筒4与外筒2之间；其倾斜式导叶3与叶轮8组成的流道结构，风机安装板7安装在机械间顶部隔板上；起固定整个风机的作用；所述的叶轮8与叶轮盖板9组成叶轮组件，该叶轮8是由机翼型叶片15、轮体16和轮芯17组成，叶轮盖板9安装在叶轮顶部。可阻止加压后气流向上方的大气泄露；同时防止雨水滴入，腐蚀轴心与电机轴伸端结合部位。所述的倾斜式导叶3与叶轮的叶片15之间的轴向距离从叶轮叶片根部到叶片顶部为39-66. 5mm,导叶倾斜距离为12mm,两者中心距离为55. 5mm,风筒组件中的倾斜式导叶5数量为17块，其截面弧度为R145. 5mm的圆弧；所述的叶轮中的叶片15数量为11片，该叶片各截面的安装角度从根部到叶尖扭曲变化从安装角度为40. 5°扭曲变化到29. 2°。由于叶轮采用机翼型叶片，叶片各截面根据压力和流量的要求，其布局符合孤立翼型算法的合理扭度。外筒与内筒之间的导叶方案根据叶片各截面气流的速度分布情况采用倾斜式导叶；导叶与叶轮的间隙位置和布局符合最低噪声原理要求；另外，导叶数和叶片数量互为质数，可起调节噪声的谐波，减少噪声峰值的作用。导叶既起了支撑电机的作用，又能使气流整流后由轴向出口输出，保证了风机气流压力流量稳定。叶片的扭度和导叶的弧度以及相对位置采用ANSYS-CFX仿真设计进行优化，使其气动性能达到最佳优化状态。[0019]风机出口为避免从机车外部吸入的冷空气直接吹向空压机设备，在风机出风口部位设置了导流栅。为了有效地减少风机内部阻力，导流片19在气流流入部分与风向相切，再圆弧过渡到导流方向，与轴向成30°角导出气流。导流片直线部分焊接固定在在中心部位加强筋18内，起固定和加强作用。为了减轻重量，便于人工安装，电机、风机风筒和叶轮全部采高强度铝合金材质。风机叶轮采用整体铸造结构，材质为铸铝合金ZL101A，叶轮中间轮体部分布局为四根加强筋的空心结构，以此减轻叶轮重量。风筒加工工艺采用整体旋压，材质为3mm铝板5083-H111 ;电机机座采用铸造铝合金ZL104。风机出口要求避免从外部吸入的冷空气直接吹向空压机设备，采用了使气流导向的装置。本风机流场采用进口导流、叶轮加后导叶的技术，使其合理布局，在叶轮外径尺寸应机车上安装受限的情况下，使气流流场优化，提高了风机流量及压力；由于转速较低，压力相对较高，叶轮采用了较大轮毂比结构，机翼型叶片能有效地提高效率，并选用合理的安装角和截面扭曲角；导流片在气流流入部分与风向相切，直线部分安装在加强筋内，起固定和加强作用；再圆弧过渡到导流方向，与轴向成30°角导出气流。综合以上设计，使得风机的出口静压维持在450Pa时，流量达到2m3/s,整机振动速度低于2. 8mm/so电机前端盖通过螺栓固定在内筒的电机安装板上，电机机座通过支撑杆与风筒连接，提高了电机刚性，减小了风机振动。风机在工况点工作时，测量其噪声值不高于80dB (A)，在实际装车工作时，风机与司机室有隔音设施，会使实、际噪声有所降低，能满足机车司机室低噪声要求。
权利要求1.一种电力机车用机械间轴流通风机，包括风筒组件(I)、叶轮(8)、叶轮盖板(9)、轴头止动件(10)、电动机(11)、电缆保护装置(12)和接线盒(13)和导流栅(14)，其特征在于 A、所述的风筒组件⑴是包括外筒(2)、导叶(3)、内筒(4)、内外加强筋(5)、电机安装板(6)和风机安装板(7)，该导叶(3)为倾斜式结构，导叶(3)设置在内筒(4)与外筒(2)之间；其倾斜式导叶(3)与叶轮(8)组成的流道结构，起固定整个风机作用的风机安装板(7)安装在机械间顶部隔板上； B、所述的叶轮⑶与叶轮盖板(9)组成叶轮组件，该叶轮⑶是由机翼型叶片(15)、轮体(16)和轮芯(17)组成，叶轮盖板(9)安装在叶轮顶部。
2.如权利要求I所述的一种电力机车用机械间轴流通风机，其特征在于所述的倾斜式导叶(3)与叶轮的叶片(15)之间的轴向距离从叶轮叶片根部到叶片顶部为39-66. 5mm，导叶倾斜距离为12mm,两者中心距离为55. 5mm,风筒组件中的倾斜式导叶(5)数量为17块，其截面弧度为R145. 5mm的圆弧； 所述的叶轮(8)中的叶片(15)数量为11片，该叶片各截面的安装角度从根部到叶尖扭曲变化从安装角度为40. 5°扭曲变化到29. 2°，叶轮(8)直径为Φ598mm，叶轮(8)轮毂比为O. 73。
专利摘要本实用新型涉及一种电力机车用机械间通风机，包括风筒组件、叶轮、叶轮盖板、电动机和导流栅，其风筒组件是包括外筒、导叶、内筒、内外加强筋、电机安装板和风机安装板，该导叶为倾斜式结构，导叶设置在内筒与外筒之间；倾斜式导叶同时起支撑中间部位电机的作用；其倾斜式导叶与叶轮组成的流道结构，完成对空气进行增压、轴向导流的作用；风机安装板安装在机械间顶部隔板上；起固定整个风机的作用。叶轮盖板安装在叶轮顶部。可阻止加压后气流向上方的大气泄露；同时防止雨水滴入腐蚀轴心与电机轴伸端结合部位。本通风机噪声低、噪声值不高于80dB，重量轻，风机流场采用进口导流、叶轮加后导叶的技术，使其提高了风机流量及压力。
文档编号F04D29/52GK202468477SQ20122009835
公开日2012年10月3日 申请日期2012年3月15日 优先权日2012年3月15日
发明者刘梦安, 邓伟民, 颜建田 申请人:株洲联诚集团有限责任公司