专利名称：一种用于电涡流测功机的涡流环组件的制作方法
技术领域：
本实用新型属于内燃机测试设备技术，涉及对电涡流测功机涡流制动器冷却装置的改进。
背景技术：
目前，国内采用水冷却的涡流制动器分为直接冷却型和间接冷却型两种。图1所示为采用间接冷却方式的涡流制动器中的涡流环组件的结构示意图。它由一个涡流环1和与之同轴的冷却环2组成，在涡流环1的外环面上有冷却水槽3，在冷却环2的下端有一个沿直径方向贯通的进水口4，在冷却环2的上端有两个相邻近的、沿直径方向贯通的出水口5，它们相对进水4的中心线对称。这种涡流环上的冷却水槽3是循环连接的，为了满足冷却水循环的需要，通常在涡流环上需要设计改变水流方向的结构，通过切槽和焊接挡板等措施，使冷却水槽3形成循环连接。涡流环1与冷却环2采用在倒角处焊接连接。涡流环的外环面中间部位不能与冷却环2的内表面固定，为自由状态。冷却时，冷却水从冷却环2下部的进水口4进入涡流环中间的冷却水槽3，然后分为两路进入涡流环1的冷却水槽中向两侧循环，最后从连接最外侧冷却水槽的上部出水口5流出。这种结构的冷却水流程长，冷却效率低，使得产品冷却能力较差。当涡流环1因电涡流而产生高温时，其内环面将向内膨出变形，容易造成转子与电枢轭内孔接触摩擦、涡流环漏水等严重整机故障。同时，这种结构无法更换涡流环，一旦发生故障，就要更换整套昂贵的涡流环组件，造成维修成本居高不下。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种冷却能力强、整体刚度高、结构合理的涡流环组件，以减少因涡流环抗变形能力差和冷却不良等引起的整机故障。从而，延长产品使用寿命。同时，提供可以方便拆卸和维修更换的涡流环组件，以大大降低维修成本。
本实用新型的技术方案是一种用于电涡流测功机的涡流环组件，包括一个涡流环1和与之同轴的冷却环2，在涡流环1的外环面上有冷却水槽3，在冷却环2的下端有一个沿直径方向贯通的进水口4，在冷却环2的上端有两个相邻近的、沿直径方向贯通的出水口5，它们相对进水口4的中心线对称，其特征在于，(1)涡流环1外环面上的冷却水槽3为相互隔离的平行槽，其数量为偶数；(2)在涡流环1与冷却环2之间安装着一个隔环6，其宽度与涡流环1相同，在隔环6的下端有一个沿直径方向贯通的进口7，其外端口与冷却环2的进水口4位置对应，其内端口沿隔环6的宽度方向扩展，覆盖所有的冷却水槽3；在隔环6的上端有两个相邻近的、沿直径方向贯通的出口8，其外端口与冷却环2的两个出水口5位置对应，其内端口沿隔环6的宽度方向扩展，覆盖所有的冷却水槽3；(3)隔环6的内环面外缘与涡流环1的外环面外缘牢固焊接，隔环6的外环面与冷却环2的内环面紧配合，沿配合面有紧固螺钉11。
本实用新型的优点是1、提高涡流环的整体刚度和抗变形能力，降低涡流制动器的故障率，延长了产品使用寿命。
2、减少流体的压力损失，增大流量，提高产品的冷却能力。
3、增大有效面积，提高产品机械性能。
4、样机试制过程充分说明了改进方案的可行性和良好的加工工艺性。
5、样机试验结果说明大大降低了水路系统的压力损失，产品冷却能力可提高3～4倍；涡流环的刚度大大提高，抗热变形的能力提高4倍以上。
图1是现有的涡流环组件的结构示意图。
图2是本实用新型涡流环组件的结构示意图。
图3是本实用新型涡流环组件中涡流环1环面上冷却水槽示意图。其中图3a是整体环面图；图3b是从下端进水口方向着的视图；图3c是从上端出水口看的视图。
图4是本实用新型涡流环组件中隔环6和涡流环1焊接后的结构示意图。
图5是隔环6的结构示意图。其中，图5a是沿隔环6环面中心剖切的剖视图；图5b是图5a的c向视图；图5c是图5a中D-D剖面的剖视图。
图6是在对数坐标纸上绘制的样机涡流环组件的流量和压力之间的关系图。水道的压力损失为国内最小值。例如，在单环流量为4m3/h时，对应的压力为0.015MPa。
图7是涡流环组件的局部视图，显示了隔环6与冷却环2的连接形式。
具体实施方式
下面对本实用新型做进一步详细说明。参见图2，本实用新型的涡流环组件，包括一个涡流环1和与之同轴的冷却环2，在涡流环1的外环面上有冷却水槽3，在冷却环2的下端有一个沿直径方向贯通的进水口4，在冷却环2的上端有两个相邻近的、沿直径方向贯通的出水口5，它们相对进水口4的中心线对称，其主要改进是第一、涡流环1外环面上的冷却水槽3为相互隔离的平行槽，其数量为2至10个。图3中是4个冷却水槽。与现有技术相比，冷却水槽相互不连通，是并行水道，缩短了冷却水的流程，减少了流体压力损失。图3是涡流环上冷却水槽的结构和流向图。图3a显示了冷却水槽的排列情况，它们是并行的流道。图3b是从下面进水的方向看去，水分为两个方向向上流。图3c是从上面出水的方向看去，两个方向上来的水在此处从出口流出。
第二、在涡流环1与冷却环2之间安装着一个隔环6，其宽度与涡流环1相同。在隔环6的下端有一个沿直径方向贯通的进口7，其外端口与冷却环2的进水口4位置对应，其内端口沿隔环6的宽度方向扩展，覆盖所有的冷却水槽3。在隔环6的上端有两个相邻近的、沿直径方向贯通的出口8，其外端口与冷却环2的两个出水口5位置对应，其内端口沿隔环6的宽度方向扩展，覆盖所有的冷却水槽3。
第三、隔环6的内环面外缘与涡流环1的外环面外缘牢固焊接，隔环6的外环面与冷却环2的内环面紧配合，沿配合面有紧固螺钉11。请参见图4和图7。隔环6与涡流环1焊接为整体，增大了冷却水槽的密封性，同时也增大了涡流环1的刚性。而隔环6与冷却环2采用紧配合并在配合面加紧固螺钉的可拆卸连接方式。当涡流环1出现问题需要修理时，可以方便地拆卸下来维修或者更换。
参见图4和图5a，为了进一步增加涡流环1的刚性，在所说的隔环6的环面中心有2～6个沿圆周均布的贯通长槽9，在图5a中有4个长槽9。当冷却水槽3的数量为偶数时，这些长槽9与涡流环1环面上冷却水槽3的中心槽壁对应；当冷却水槽3的数量为奇数时；长槽9与涡流环1环面上靠近中心的冷却水槽3的槽壁对应。长槽9的宽度小于冷却水槽3槽壁的宽度，通过焊接将长槽9与冷却水槽3的槽壁牢固焊接为一体。焊接后通过加工可使这些长槽与隔环6的表面保持齐平。这种结构使涡流环1的环面中心有更强的刚性，大大减小了因环面向内膨出变形导致转子扫膛故障的可能性，提高了涡流环的使用寿命。
参见图5b和图5c，为了使隔环6的两个出口8之间的部分也得到冷却，在所说的隔环6的两个出口8的内端口之间开有1～6条平行的连通槽10，冷却水可在这些连通槽内流动。图5b显示了连通槽的形状，图5c显示了连通槽的深度。
图6是在对数坐标纸上绘制的样机涡流环组件的流量和压力之间的关系图。水道的压力损失为国内最小值。例如，在单环流量为4m3/h时，对应的压力只有0.015MPa。
权利要求1.一种用于电涡流测功机的涡流环组件，包括一个涡流环[1]和与之同轴的冷却环[2]，在涡流环[1]的外环面上有冷却水槽[3]，在冷却环[2]的下端有一个沿直径方向贯通的进水口[4]，在冷却环[2]的上端有两个相邻近的、沿直径方向贯通的出水口[5]，它们相对进水口[4]的中心线对称，其特征在于，(1)涡流环[1]外环面上的冷却水槽[3]为相互隔离的平行槽，其数量为偶数；(2)在涡流环[1]与冷却环[2]之间安装着一个隔环[6]，其宽度与涡流环[1]相同，在隔环[6]的下端有一个沿直径方向贯通的进口[7]，其外端口与冷却环[2]的进水口[4]位置对应，其内端口沿隔环[6]的宽度方向扩展，覆盖所有的冷却水槽[3]；在隔环[6]的上端有两个相邻近的、沿直径方向贯通的出口[8]，其外端口与冷却环[2]的两个出水口[5]位置对应并且口径相同，其内端口沿隔环[6]的宽度方向扩展，覆盖所有的冷却水槽[3]；(3)隔环[6]的内环面外缘与涡流环[1]的外环面外缘牢固焊接，隔环[6]的外环面与冷却环[2]的内环面紧配合，沿配合面有紧固螺钉[11]。
2.根据权利要求1所述的涡流环组件，其特征在于，在所说的隔环[6]的环面中心有2～6个沿圆周均布的贯通长槽[9]，这些长槽[9]与涡流环[1]环面上冷却水槽[3]的槽壁对应，长槽[9]的宽度小于冷却水槽[3]槽壁的宽度，通过焊接将长槽[9]与冷却水槽[3]的槽壁牢固焊接为一体。
3.根据权利要求1或2所述的涡流环组件，其特征在于，在所说的隔环[6]的两个出口[8]的内端口之间有1～6条平行的连通槽[10]。
专利摘要本实用新型为一种用于电涡流测功机的涡流环组件，属于内燃机测试设备技术，涉及对电涡流测功机涡流制动器冷却装置的改进。它包括涡流环1和冷却环2，其特征在于，涡流环1上的冷却水槽3为平行槽，在涡流环1与冷却环2之间有隔环6，隔环6与涡流环1牢固焊接，隔环6与冷却环2紧配合，沿配合面有紧固螺丝。本实用新型大大降低了水路系统的压力损失，产品冷却能力可提高3～4倍；涡流环的刚度大大提高，抗热变形的能力提高4倍以上。
文档编号G01M15/00GK2689209SQ20042000479
公开日2005年3月30日 申请日期2004年3月1日 优先权日2004年3月1日
发明者孙丽, 唐明清, 张鹏 申请人:洛阳南峰机电设备制造有限公司