一种迷宫式过滤装置及内燃机车防风沙过滤系统的制作方法

1.本实用新型属于内燃机车空气过滤技术领域，特别涉及一种迷宫式过滤装置及内燃机车防风沙过滤系统。


背景技术：

2.在强风沙、高温地区运行的内燃机车，在机车设计过程中必须解决大风沙、高温对机车带来的影响，现有的内燃机车一般采用由车外向车内进风的方式对机车内设备进行冷却降温。机车机室内用风设备多，且用风量较大，用风设备主要有柴油机冷却装置、牵引电机通风机、发电机、牵引变流器、制动电阻等等，其中柴油机冷却装置用风量最多，约占机室内总用风量的70％以上。由于从车体外部进入的空气都挟带有较多的沙尘，特别是在高风沙地区运营的内燃机车，为了保证车内设备正常运行，内燃机车都会在进风口处设置防风沙过滤装置。
3.为解决高风沙问题，目前大部分机车采用“堵”的方法进行防风沙，针对机室内的不同设备在侧墙上分段设置不同的进风口，而且在进风口处集中设置过滤装置，即在进风口处集中设置多层过滤装置，保证过滤后的空气符合用风设备的要求，外部风经过过滤后进入机室内部，给机室内用风设备供风。
4.目前内燃机车所采用的防风沙系统，存在如下缺点：
5.1、由于机室内部用风设备多，在进风口与用风设备之间需要单独设置复杂的风道结构，以满足不同设备的用风需求，设计难度大，周期长。
6.2、柴油机辐射热量大，以及机室内其它发热设备散热，由于进风口只是分段设置，进风口的面积有限，使得机室的进风量无法满足设备的降温需求，同时由于在进风口处设置了多层过滤装置，流动阻力较大，使得过滤系统在满足较高过滤效率要求的同时也损失了进风量，从而容易造成机车机室内部温度过高，极易造成电子元器件等设备过热故障或寿命缩短。
7.目前，安装在内燃机车进风口处的过滤装置至少包括两层，一层是迷宫式过滤器，一层是过滤网，目前所采用的迷宫式过滤器为了保证过滤效果，结构都较为复杂，不但制造成本高，而且风阻较大，通风风量小，不能满足机室内的用风量需求，容易造成机室内温度过高，影响设备正常工作，同时在风沙较大地区运营时极易堵塞，需经常清洁或更换过滤装置滤芯等，增大后续维护工作量，增加维护成本，无法满足强风沙、高温地区机车的运营要求。


技术实现要素：

8.本实用新型主要解决的技术问题是，提供一种结构简单，即可满足过滤效率，又有利于减少进风阻力，增加进风风量的迷宫式过滤装置。
9.本实用新型另一个主要解决的技术问题是，提供一种有利于简化系统结构，在满足过滤效率的同时，增加机室进风量，提高设备冷却效果的内燃机车防风沙过滤系统。
10.为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：
11.一种迷宫式过滤装置，包括框架，在所述框架内沿空气流动方向设置有前后两层过滤单元组，每组过滤单元组中包括沿横向平行排列的多个过滤单元，两层过滤单元组中的过滤单元在横向上错位排列，所述过滤单元包括开口方向相反的第一v 形板和第二v形板，所述第二v形板嵌入安装在第一v形板内并与第一v形板固定连接，前后两层所述过滤单元组中的第一v形板开口方向相对，所述第一v形板和/ 或的第二v形板的上下两端固定在所述框架上。
12.进一步，所有所述第一v形板和第二v形板的折弯角度均相同，所述第二v形板的侧板与所述第一v形板中相对的侧板相互平行。
13.进一步，所述第一v形板和第二v形板的折弯角度均为90
°
，所述第一v形板和第二v形板围成的空间横断面为正方形。
14.进一步，所述第二v形板的两侧板分别连接在所述第一v形板对应的两侧板的中心线处。
15.进一步，前部的第一层过滤单元组中的第一v形板的开口方向背离空气进风方向，后部的第二层过滤单元组中的第一v形板的开口方向朝向空气进风方向。
16.本实用新型另一个技术方案是：
17.一种内燃机车防风沙过滤系统，在车体两侧的侧墙上分别开有沿车体长度方向通长延伸设置的进风口，所述进风口将车外和机室内部空间连通，在所述进风口处安装有如上所述的迷宫式过滤装置，在车体上安装有至少一组用于将机室内空气排至车外的排风装置，机室内部分设备的进气端设置有二级过滤装置。
18.进一步，在车体上安装的所述排风装置包括安装在柴油机冷却装置上方的第一排风装置和安装在制动电阻柜上方的第二排风装置。
19.进一步，在进气端安装有所述二级过滤装置的设备包括柴油机、发电机、牵引电机通风机。
20.进一步，在所述进风口处安装有用于开闭所述进风口的开闭机构，所述开闭机构安装在所述迷宫式过滤装置的车内侧。
21.进一步，所述开闭机构采用折页门、对开门或可开闭的百叶窗。
22.综上内容，本实用新型所提供的一种迷宫式过滤装置及内燃机车防风沙过滤系统，与现有技术相比，具有如下优点：
23.(1)本实用新型提供的迷宫式过滤装置，结构简单，即可满足过滤效率，又有利于减少进风阻力，增加进风风量，可同时满足过滤效率和进风量的要求，且不易堵塞，后期维护周期长，维护成本低，满足强风沙、高温地区机车的运营要求。
24.(2)本实用新型所提供的内燃机车防风沙过滤系统，在侧墙上设置通长的进风口，进风口与机室内部空间连通，不但有利于大幅增加进风面积，提高机室的进风量，而且由于车外空气直接进入机室内部空间内，进风口与各设备之间不再另设复杂的风道结构，仅利用车顶的多个排风风机排风，提升了空气在机室内部流动的贯通性，进而有利于降低机室内设备的工作温度，保证机室内设备即使在强风沙、高温天气也能正常运行，同时也简化了过滤系统的结构。
25.(3)本实用新型在侧墙上的进风口处仅安装一层迷宫式过滤装置，允许颗粒较小
的沙尘随冷却空气穿过迷宫式过滤装置进入机车机室内部，进入内部的细小沙尘在车顶上部排风风机的强力作用下排出车外，机室内部其余各用风设备根据各自用风洁净度要求分别设置过滤装置进行用风过滤，相对于现有技术中所采用的“堵”的方法，本系统采用的是“疏”的模式，保证了机车机室内有充足的冷却用风，并且具有良好的空气流动性，可确保机室内设备正常可靠工作，特别适用于在强风沙、高温地区运营的机车，解决了传统“堵”模式防风沙造成机室温度高等问题。
26.(4)本实用新型在满足不同设备用风需求的情况下，简化了风道设计，降低了整车风道设计难度和周期，也解决了传统“堵”的防风沙方法所引起的后续维护工作量大，维护成本高问题。
附图说明
27.附图作为本实用新型的一部分，用来提供对本实用新型的进一步的理解，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，但不构成对本实用新型的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，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附图。
28.图1是本实用新型迷宫过滤装置结构断面图；
29.图2是本实用新型机车结构示意图；
30.图3是本实用新型机车机室内部结构示意图；
31.图4是本实用新型机车机室冷却室结构断面图。
32.如图1至图4所示，框架1，过滤单元组2，过滤单元3，第一v形板4，第二v 形板5，柴油机6，发电机7，冷却装置8，牵引电机通风机9，制动电阻柜11，侧墙12，进风口13，排风装置14，第一排风装置141，第二排风装置142。
33.需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本实用新型的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本实用新型的概念。
具体实施方式
34.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
35.实施例一：
36.如图1所示，本实施例提供的一种迷宫式过滤装置，安装在内燃机车的进风口处，包括呈长方体形状的框架1，在框架1内沿空气流动方向(由车外至机室内)设置有前后两层过滤单元组2，每组过滤单元组2中包括沿横向(与空气流动方向垂直的方向)平行排列的多个过滤单元3，两个过滤单元3之间的间隙为空气流通的通道，两层过滤单元组2中的过滤单元3在横向上错位排列，在框架1的底部设置有排沙口(图中未示出)，沉积的沙尘和雨水通过排沙口排出。
37.每个过滤单元3的结构相同，均包括开口方向相反的第一v形板4和第二v形板5，第二v形板5嵌入安装在第一v形板4内，第二v形板5两侧板的边缘与第一 v形板4的两个侧板分别固定连接。同一过滤单元组2中的第一v形板4的朝向均相同，第二v形板5的朝向也均相
同，前后两层过滤单元组2中的第一v形板4开口方向相对。为了减少空气流动阻力，优选，前部的第一层过滤单元组2中的第一v 形板4的开口方向背离空气进风方向，后部的第二层过滤单元组2中的第一v形板4 的开口方向朝向空气进风方向。
38.其中，第一v形板4和第二v形板5的长度相同，第二v形板5固定在第一v 形板4上，第一v形板4的上下两端再铆接固定在框架1上，或直接焊接在框架1 上，从而实现过滤单元3与框架1之间的固定连接。当然也可以将第二v形板5的上下两端焊接固定在框架1上，或者将第一v形板4和第二v形板5的上下两端均焊接固定在框架1上。
39.本实施例中，优选，前后两层过滤单元组2中的所有第一v形板4和第二v形板5的折弯角度均相同，且第二v形板5的两个侧板与第一v形板4中相对的侧板之间相互平行设置。更优选，第一v形板4和第二v形板5的折弯角度均为90
°
，第一v形板4和第二v形板5围成的空间横断面为正方形。
40.本实施例中，优选，第二v形板5的两侧板分别连接在第一v形板4对应的两侧板的中心线处，即第二v形板5的侧板的宽度为第一v形板4侧板宽度的一半。
41.车外的空气首先经过前部第一层的多个过滤单元3，气流在第一v形板4的两个侧板的引导下向第二层过滤单元3的方向流动，气流在流动过程中受到后部第二层过滤单元3中第二v形板5的阻挡，并在第二v形板5的阻挡和第二层中的第一v 形板4的引流下向前部第一层的过滤单元3的方向流动，再在第一层中的第二v形板5的阻挡和引流作用下从第二层的两个第一v形板4之间的间隙流至机室内。
42.本实施例提供的迷宫式过滤装置，整体结构简单，易于制造，成本低，气流的流动过程中，经过二次折弯，且由于前后两层第二v形板5的阻挡产生涡流，使两个过滤单元3之间形成的气流通道的截面平缓变化，改变含尘气流的速度，从而使得沙尘颗粒在重力作用下落到集尘槽内排出，气流流动阻力大幅减小，即可以满足过滤效率，又可以有效增加迷宫式过滤装置的进风量，可同时满足过滤效率和进风量的要求，同时也不易堵塞，后期维护周期长，维护成本低，可满足强风沙、高温地区机车的运营要求。
43.实施例二：
44.如图2至图4所示，本实施例中提供了一种内燃机车防风沙过滤系统，安装于内燃机车上，内燃机车机室主要包括有冷却室、动力室、电机室、电气室(图中未标示)等，柴油机6、发电机7等设备安装在动力室内，柴油机6的冷却装置8、空气压缩机组、总风缸(图中未标示)、牵引电机通风机9等设备安装在冷却室内，电气室内安装有变流器柜、制动电阻柜11等设备。本实施例中，机室内部的各空间贯通，中间无需隔板分隔。
45.本实施例中，在机车车体两侧的侧墙12上分别开有沿车体长度方向通长延伸设置的进风口13，进风口13将车外环境和机室内部空间连通，在进风口13处安装有如实施例中所提供的迷宫式过滤装置14。由于进风口13采用通长的结构，为了便于安装，迷宫式过滤装置14采用模块的结构，沿进风口13的延伸方向连续排列安装多个迷宫式过滤装置14。
46.在机车的车体上安装有至少一组排风装置14，排风装置14包括设置在车体上的排风口以及安装在排风口处的排风风机，车外的空气经过两侧侧墙12上的进风口13 进入机室的内部，再由多组排风装置14排至车外，空气在机室内流通为机室内部的各个设备进行降温，部分设备(如柴油机6、发电机7、变流器柜等)的排气端与机室的内部空间连通，将气体直接排至机室内，同样利用多组排风装置14排至车外。
47.本实施例中，进风口2采用通长的结构设置在两侧的侧墙12上，有利于大幅增加进风面积，提高机室的进风量，而且由于车外空气直接进入机室内部空间内，进风口13与各设备之间不再另设复杂的风道结构，仅利用多个排风装置14进行排风，提升了空气在机室内部流动的贯通性，进而有利于降低机室内设备的工作温度，保证机室内设备即使在强风沙、高温天气也能正常运行，同时也简化了过滤系统的结构。
48.本实施例中，更优选，进风口2的长度要覆盖机室内从前至后排列的所有设备，用以最大程度地增加进风量，满足所有设备的用风需求，进而保证设备的降温效果。
49.本实施例中，在进风口2处仅安装有作为一级过滤的迷宫式过滤装置机室内的部分设备的进气端再根据各自不同的洁净度需求安装二级过滤装置，如在柴油机6、发电机7、牵引电机通风机9、变流器柜、空气压缩机组等设备的进气端再根据不同设备空气清洁度的不同要求另外设置二级过滤装置，二级过滤装置可根据过滤需求采用旋风筒式过滤器或纸质过滤器等。
50.安装在机室内的设备用风量最大的是柴油机6的冷却装置8，其次为制动电阻柜 11，本实施例中，优选，用作排风的排风装置14包括安装在柴油机冷却装置8上方的第一排风装置141和安装在制动电阻柜11上方的第二排风装置142，其中第一排风装置141包括两组，且采用大功率排风风机，进入机室内的大部分空气经过柴油机6的冷却装置8后从上方的两组大功率第一排风装置141排至车外，其余小部分的空气经过制动电阻柜11及安装在制动电阻柜11上方的第二排风装置142排至车外。
51.本实施例中，在侧墙12上的进风口13处仅安装一层迷宫式过滤装置允许颗粒较小的沙尘随冷却空气穿过迷宫式过滤装置14进入机车机室内部，进入内部的细小沙尘在车顶上部第一排风装置141和第二排风装置142的强力作用下，与冷却装置和制动电阻柜11的冷却风一起通过柴油机冷却装置8的风道排出车外。机室内部其余各用风设备根据各自用风洁净度要求分别设置过滤装置进行用风过滤。相对于现有技术中所采用的“堵”的方法，本实施例中提供的系统采用的是“疏”的模式，该防风沙系统保证了机车机室内有充足的冷却用风，并且具有良好的空气流动性，可确保机室内设备正常可靠工作，特别适用于在强风沙、高温地区运营的机车，解决了传统“堵”模式防风沙造成机室温度高等问题，同时在满足不同设备用风需求的情况下，简化了风道设计，降低了整车风道设计难度和周期，也解决了传统“堵”的防风沙方法所引起的后续维护工作量大，维护成本高问题。
52.实施例三：
53.与实施例二不同之处在于，对于易发生沙尘暴的地区，为了减少沙尘暴为机室内设备的影响，本实施例中，优选在进风口13处还安装有用于开闭进风口13的开闭机构(图中未示出)，并将开闭机构安装在迷宫式过滤装置14的车内侧。在沙尘暴的天气，机车停止运营时，使开闭机构处于关闭的状态，即关闭进风口13，避免沙尘进入机室内部，而在正常天气运营时，使使开闭机构处于打开的状态，即打开进风口13，保证机室内的设备正常工作。
54.开闭机构可以采用折页门，折页门的一边通过折页与侧墙12连接，另一边通过锁闭机构固定在侧墙12上。开闭机构也可以采用对开门的结构形式，两个门板以上下滑动的方式移动，同样通过锁闭机构固定在关闭状态或打开状态。开闭机构还可以采用可开闭的百叶窗的结构，百叶窗的叶片通过连动机构与电机连接，由电机控制百叶窗的开闭状态。
55.以上所述仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的
限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型方案的范围内。