一种动车组顶置高压设备箱顶盖密封结构的制作方法

本发明涉及轨道交通技术领域，特指一种动车组顶置高压设备箱顶盖密封结构。

背景技术

鉴于轨道车辆车体底部空间的局限性，越来越多的高压设备箱都采用顶置结构，也就是说布置在车体顶部。这样也带来了一些问题，一般的高压设备箱采用的是箱体和顶盖的结构，顶盖通过螺栓紧固在箱体上。目前已有结构顶盖在螺栓紧固完后，产品紧固部分与非紧固部分有翘曲变形，导致非紧固位置密封条的预压量减小，顶盖与箱体的密封不好导致箱体内进水，造成密封不严的问题。已有结构采用的密封结构只有单层密封，在车辆高速运行时，外界水分子有可能在高速气流下从单层密封缝隙中进入箱体内，影响箱体中电气设备正常工作，甚至带来运行风险。同时，随着车辆轻量化要求，需要尽量将电气箱重量减轻；另外，车体顶部的检修必须让电气箱顶部能够承受最大4个人体的重量，需要有足够的强度。有鉴于此，有必要设计一种密封结构稳定，具有足够强度和轻量化的顶盖结构来满足高速动车组运行的要求，以使箱体隔绝外界环境、保证箱体内电气元件正常工作。

现有技术中，申请号为cn201720094971.6的实用新型公开了一种高压设备箱固定箱盖，箱盖包括顶盖和边框，并且顶盖上形成有一矩形的盖合区域，该实用新型中所述的顶盖其实是箱体部分，重点介绍的是边框上的固定装置，并未对顶盖和密封结构进行描述。申请号为cn201510109052.7的发明公开了一种高压设备箱结构，包括箱体和顶盖，并且顶盖与箱体之间采用密封连接，但并未提到顶盖的具体结构和具体的密封结构。

技术实现要素：

本发明的目的是，提供一种动车组顶置高压设备箱顶盖密封结构，其能解决密封不严的问题。

本发明的技术方案是：一种动车组顶置高压设备箱顶盖密封结构，高压设备箱包括箱体，顶盖安装在箱体上面，顶盖与箱体之间采用双层密封结构，在箱体和顶盖上均粘结有密封橡胶条，密封橡胶条包括第一道密封条和第二道密封条；顶盖边缘附近部分为阶梯状结构，从外至内包括第一级阶梯和高于第一级阶梯的第二阶梯，第一道密封条位于第一级阶梯和箱体之间，第二道密封条位于第二级阶梯和箱体之间。

顶盖四周边缘还设有拉手。

第一道密封条的上端粘结在顶盖上，第二道密封条的下端粘结在箱体上，第一道密封条和第二道密封条组成的双层密封结构为上下锯齿咬合结构。

顶盖和箱体通过螺栓紧固连接，顶盖四周边缘预埋或采用结构胶粘结有金属加强钣金。

第一道密封条位于顶盖第一级阶梯部分下面，第二道密封条位于顶盖第二级阶梯部分下面，在密封橡胶条旁边的箱体上设有用于限制密封橡胶条压缩后变形方向的金属凸起，在第一道密封条内侧旁边设有第一金属凸起，在第二道密封条内侧旁边设有第二金属凸起。

金属凸起顶面与其正上方处顶盖底面的距离为2-5mm。

密封橡胶条高度大于密封橡胶条所在处的顶盖与箱体之间的间隙距离，第一道密封条的高度h1大于顶盖第一级阶梯部分底面与箱体顶部中间的距离h3，第二道密封条的高度h2大于顶盖第二级阶梯部分底面与箱体顶部中间的距离h4。

h1≥1.3倍h3，h2≥1.3倍h4。

顶盖包括主体部分，顶盖主体部分的结构为采用上层玻璃钢+中间泡沫夹芯+下层玻璃钢的三明治结构；该三明治结构上层玻璃钢厚度为3mm，中间泡沫夹芯采用pet泡沫，厚度为15mm，下层玻璃钢厚度为3mm。

顶盖四周边缘设有安装接口，顶盖四周边缘安装接口位置及密封区域采用实心结构，实心结构为采用纯玻璃钢的结构，实心结构部分的厚度≥10mm。

本发明的顶盖边缘具有金属钣金加强，防止了螺栓紧固后产品的密封位置变形，保证密封效果，其密封结构采用上下锯齿咬合结构，双重保证了密封的效果。顶盖主体材料采用泡沫夹芯的三明治复合材料结构，密封结构稳定，在车辆高速运行时，外界水分子不会进入箱体内。箱体隔绝外界环境，保证了箱体内电气元件正常工作，在保证刚度的同时，最大限度的实现了轻量化设计的要求，能满足高速动车组运行的要求。顶盖边缘采用实心结构，最大限度的保证了产品安装的强度。顶盖上安装有流线型的拉手，方便了产品的拆卸搬运，同时可以有效降低车辆运行阻力。

附图说明

图1为本发明主视示意图；

图2为本发明俯视示意图；

图3为沿图2中a-a线的剖视示意图；

图4为图3中ⅰ处的局部放大图；

图5为图3中ⅱ处的局部放大图（顶盖主体部分材料结构示意图）；

图中：1——箱体，2——顶盖，3——加强钣金，4——拉手，5——上层玻璃钢，6——pet泡沫，7——下层玻璃钢，21——第一道密封条，22——第二道密封条，23——第一金属凸起，24——第二金属凸起；h3——顶盖第一级阶梯部分的底面与箱体顶部中间的距离，h4——顶盖第二级阶梯部分的底面与箱体顶部中间的距离，h5——金属凸起顶面与其正上方处顶盖底面的距离。

具体实施方式

请参考图1至图5，一种动车组顶置高压设备箱顶盖密封结构，顶盖2与箱体1之间采用双层密封结构，顶盖2四周边缘有金属加强钣金3和流线型拉手4，在箱体1和顶盖2上均粘结有密封橡胶条，密封橡胶条包括第一道密封条21和第二道密封条22，第一道密封条21粘结在顶盖上，第二道密封条22粘结在箱体上。

顶盖2和箱体1通过螺栓紧固在一起，高压设备箱顶盖四周边缘采用金属钣金加强，顶盖2四周边缘预埋或采用结构胶粘结有金属加强钣金3，避免螺栓紧固后，非紧固位置和紧固位置的出现波浪形变形的问题，保证密封条预压量一致，从而保证密封的效果。在顶盖2和箱体1紧固时，顶盖2紧固位置由于有金属加强3，紧固位置不会出现纯玻璃钢类似的翘曲变形，也就是说，纯玻璃钢结构在螺栓紧固位置，两部件之间的厚度会明显小于非螺栓紧固位置的厚度，形成波浪形的翘曲，导致密封条处于不同的预压缩状态，导致密封不严。而该设计能极大的减小翘曲变形，具有更好的密封效果。

如图4所示，顶盖2与箱体1之间采用第一道密封条21和第二道密封条22组成双层密封结构，当第一道密封条21失效后，第二道密封条22仍然能实现密封功能，保证密封的效果。另外，在列车高速运行时，这样的双层密封结构，更能防止水份在高速气流压力下进入箱体中。

如图4所示，第一道密封条21与顶盖2粘结，第二道密封条22与箱体1粘结，双层密封布局呈上下锯齿咬合结构，整个密封更全面更紧密，更能保证密封的效果。

如图4所示，顶盖2整个密封位置（顶盖边缘附近部分）结构截面形状呈阶梯状，顶盖边缘附近部分包括二级阶梯，靠外侧的第一级阶梯低于靠内侧的第二级阶梯，第一道密封条位于顶盖第一级阶梯部分下面，第二道密封条位于顶盖第二级阶梯部分下面，这样的结构为双层密封预留了空间，同时阶梯状的形状，使两个密封具有一个高度差，即第一道密封条21高度低于第二道密封条22的高度，这样的高度差形成了一个势能差，水份更难进入到箱体中，整个密封形成一个高低差，从而保证密封的效果。

如图4所示，在密封橡胶条旁边增加有金属凸起，限制密封条压缩后的变形方向，保证密封效果。在第一道密封条21内侧旁边有第一金属凸起23，在第二道密封条22内侧旁边有第二金属凸起24，这些金属凸起能限制橡胶密封条压缩后的变形方向，使密封条朝空间狭小的一侧变形，变形后的橡胶能挤满狭小空间，使整个密封更可靠。

如图4所示，第一金属凸起23和第二金属凸起24的高度分别低于顶盖第一级阶梯和第二级阶梯安装高度设计尺寸，其差值h5为2-5mm（即：h5为金属凸起顶面与其正上方处顶盖底面的距离），保证顶盖2安装后，不会被第一金属凸起23和第二金属凸起24顶住，保证橡胶密封条能压缩到合理的高度，防止密封失效。

如图4所示，每个密封橡胶条高度＞该处顶盖与箱体之间的间隙设计高度，第一道密封条21的高度h1（第一道密封条在垂直方向上的长度）大于顶盖2与箱体1中间的设计高度h3（h3指顶盖第一级阶梯部分的底面与箱体顶部中间的距离），第二道密封条22的高度h2（第二道密封条在垂直方向上的长度）大于顶盖2与箱体1中间的设计高度h4（h4指顶盖第二级阶梯部分的底面与箱体顶部中间的距离），更为优选的是h1≥1.3倍h3，h2≥1.3倍h4。

如图5所示，顶盖2的主体部分采用上层玻璃钢+中间泡沫夹芯+下层玻璃钢的高分子复合材料三明治结构，这样可以极大提高产品结构的刚度，既能保证顶盖2的结构刚度，又能尽可能降低顶盖2的重量，实现轻量化要求。该三明治结构上层玻璃钢5厚度为3mm，中间泡沫夹芯采用pet泡沫6，厚度为15mm，下层玻璃钢7厚度为3mm。

如图4所示，顶盖2四周边缘安装接口位置及密封区域采用实心结构，即采用纯玻璃钢，这样可以最大限度的保证产品的安装结构强度，螺栓紧固后，产品边缘不开裂，也更不容易翘曲变形，提高密封效果。实心结构部分的厚度≥10mm。

另外，在高压设备箱顶盖四周边缘位置安装有流线型拉手，这样可以方便在检修时，顶盖的拆卸搬运；同时拉手的布置位置与车辆的运行方向一致，可以最大限度的降低拉手对车辆运行的阻力。

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