一种动车组车辆辅助变流器冷却用离心式通风机的制作方法

1.本实用新型涉及流体机械领域，具体为一种动车组车辆辅助变流器冷却用离心式通风机。


背景技术：

2.动车组辅助变流器是车辆的关键部件之一，动车组内各种辅助设备系统需要电力保持正常运行，辅助变流器为全车辅助用电设备提供电源装置。辅助变流器内有变压器、电抗器和变流功率模块等发热部件，该系列部件工作时会产生大量的热量，即热源部件。为防止辅助变流器其各类热源部件因过热损坏或热保护造成停止工作，保证动车组的正常工作，需配套通风机给辅助变流器各热源部件强迫通风冷却，故通风机是辅助变流器系统中不可或缺的部件。
3.因动车组设备舱空间固定，造成辅助变流器柜体尺寸及其结构已确定，且通风机进、出口处需与柜体内风道尺寸相匹配，限制了通风机整体尺寸结构和风机气流出口结构；冷却用离心通风机安装在辅助变流器内部的气流通道内，但由于设备舱空间尺寸的限制，通风机轴向空间同样受到严格限制，造成通风机蜗壳结构和轴向空间同样受到严格限制；基于上述情况，现在技术上通用的螺旋式蜗壳离心风机难以达到整体要求，需设计一种方形框架式结构，且其轴向空间尺寸严格限制以及叶轮气流可在径向四周流出的离心式通风机。
4.公开号为cn202020326531.0的专利公开了一种城际动车组用变流器用离心通风机，通风机的叶轮安装固定在驱动电机的轴伸上，叶轮设计为后轮盘倾斜式离心叶轮，进风道部分插入叶轮前轮盘，形成部分重叠，组成无接触过渡结构，驱动电机的后端盖部分在蜗壳组件外部，节省驱动电机在蜗壳组件内所占用的轴向空间，但是该专利所述叶轮气流不可在径向四周流出，且电动机非机座中部安装结构，其尺寸和结构不符合辅助变流器柜体尺寸。


技术实现要素：

5.本实用新型为解决动车组车辆辅助变流器冷却用通风机轴向空间尺寸受限制，提供一种动车组车辆辅助变流器冷却用离心式通风机。
6.本实用新型采用的技术方案是：
7.一种动车组车辆辅助变流器冷却用离心式通风机，包括叶轮、连接在叶轮后方的机座中部安装环、穿过机座中部安装环与叶轮连接且驱动叶轮旋转的电动机、连接机座中部安装环的支撑架组件、一端垂直连接在机座中部安装环四角的支撑杆、与支撑杆另一端连接且与机座中部安装环平行的前端安装板、与前端安装板上的通口连接的进风道，所述进风道部分插入叶轮，形成部分重叠，组成无接触过渡结构，所述支撑架组件、支撑杆和前端安装板组成框架式腔体结构，所述叶轮为离心式结构。
8.进一步地，所述叶轮为倾斜式后轮盘结构，所述叶轮包括前轮盘、叶片、倾斜式后
轮盘和轮毂，叶片连接在前轮盘与倾斜式后轮盘之间，所述轮毂穿插在后轮盘中心位置且与驱动电动机的轴伸连接。
9.进一步地，所述进风道部分插入叶轮前轮盘，且两者之间有2mm～3mm间隙。
10.进一步地，所述倾斜式后轮盘与轮毂通过紧固件固定连接，前轮盘、叶片和倾斜式后轮盘均通过焊接形成固定连接。
11.进一步地，所述倾斜式后轮盘为凸形轮盘，沿着轴向空间向驱动电机侧倾斜。
12.进一步地，所述倾斜式后轮盘外围部分为圆弧形折弯结构，形成旋转扩压器。
13.进一步地，所述倾斜式后轮盘轴向与电动机的轴向空间部分重合，倾斜式后轮盘形成倾斜角度。
14.进一步地，所述倾斜式后轮盘的倾斜角度在24
°
～27
°
之间。
15.进一步地，所述机座中部安装环在电动机机座轴向尺寸0.45～0.55的范围内。
16.进一步地，所述支撑杆组成的腔体为方形框架式腔体结构，方形框架式腔体结构长度和宽度比例为1:1。
17.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
18.(1)通风机叶轮后轮盘设计为倾斜式结构，充分利用电机外围空间放置叶轮轴向空间。在保证叶轮出口宽度满足风机气动性能要求的前提下，后轮盘形成凸形轮盘，轮盘的轴向空间与电机的轴向空间部分重合，实现减小风机轴向空间尺寸的功能。
19.(2)机座中部安装环安装在支撑架组件上，部分机座放置于方形框架式的腔体内部，两者部分轴向空间重叠；另外，部分电动机轴向空间与支撑架组件重合，两者均可减小整体结构所占轴向空间尺寸；电机中部安装的结构，非传统电动机前(或后)端部安装或机座底部安装结构，可减小电动机旋转重心位置与安装部位的轴向悬臂长度，即形成以安装部位为中心基准的两端相对平衡结构，进而减小旋转产生的振动幅度。
20.(3)离心通风机根据其安装空间结构和冷却流道要求设计为方形框架式腔体结构，无传统螺旋式蜗壳结构，适应于离心通风机安装在辅助变流器内的有限空间；叶轮从流道内吸入空气后，通过叶轮旋转对气体加压和提速，叶轮出口气流可流出到四组支撑杆组成的腔体各方向，冷却出口方向的各个需要散热部件。
21.本实用新型具有方形框架式腔体结构、倾斜式后轮盘，以及电机中间部位安装结构，具有轴向空间尺寸小，振动控制良好和结构紧凑，加快冷却速度的特点。特定为适合于动车组车辆辅助变流器用通风机轴向空间受限的安装场合而研制。
附图说明
22.图1为一种动车组车辆辅助变流器冷却用离心式通风机的结构示意图；
23.图2为一种动车组车辆辅助变流器冷却用离心式通风机的俯视结构示意图；
24.图3为一种动车组车辆辅助变流器冷却用离心式通风机的叶轮结构示意图。
25.图中：1、支撑架组件；2、电动机；3、叶轮；4、进风道；5、前端安装板；6、支撑杆；7、机座中部安装环；8、前轮盘；9、叶片；10、倾斜式后轮盘；11、轮毂。
具体实施方式
26.为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本实
用新型进行详细阐述。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术，但是，本技术还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本技术的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。另外，在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述非必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
27.实施例1
28.请参阅图1至图3，本实用新型提供的一种实施例：一种动车组车辆辅助变流器冷却用离心式通风机，包括叶轮3、机座中部安装环7、电动机2、支撑架组件1、支撑杆6、前端安装板5、进风道4。
29.所述叶轮3为离心式结构，所述叶轮3为倾斜式后轮盘10结构，所述叶轮3包括前轮盘8、叶片9、倾斜式后轮盘10和轮毂11，叶片9连接在前轮盘8与倾斜式后轮盘10之间，所述轮毂11穿插在后轮盘10中心位置且与驱动电动机2的轴伸连接。
30.所述倾斜式后轮盘10为凸形轮盘，所述倾斜式后轮盘10沿着轴向空间向驱动电动机2侧倾斜，凸形轮盘内部放置电动机2，与驱动电动机2的轴向空间部分重合，在轴向方向倾斜并引导气流流出方向；倾斜式后轮盘10形成倾斜角度，所述倾斜式后轮盘10的倾斜角度在24
°
～27
°
之间；所述倾斜式后轮盘10外围为圆弧形折弯结构，该结构能有效增加叶轮3强度和刚度，控制旋转时叶轮3旋转时变形；并同时形成旋转扩压器，气流在流出叶轮3过程中，圆弧结构使流道面积增加，气流速度降低，根据伯努利方程原理，进而使气流压力增加，形成气流扩压的作用，提升通风机压力。
31.所述机座中部安装环7连接在叶轮3后方，所述机座中部安装环7在电动机2机座轴向尺寸0.45～0.55的范围内，该结构形成以安装部位为中心基准的两端相对平衡结构，可减小电动机2旋转重心位置与安装部位支撑架组件1之间的尺寸，即减小电动机2旋转重心轴向悬臂长度结构。
32.所述电动机2穿过机座中部安装环7与叶轮3连接且驱动叶轮3旋转，电动机2中置安装的平衡结构可改善整体结构刚度，减小振动幅度，进而减小风机运行过程中的振动。
33.所述支撑架组件1连接机座中部安装环7，用于固定在辅助变流器柜体。
34.所述支撑杆6一端垂直连接在机座中部安装环7四角，所述支撑杆6组成框架式腔体结构，无传统螺旋式蜗壳结构，径向周围无其他部件遮挡，适应于离心通风机安装在辅助变流器内的有限空间，叶轮3从流道内吸入空气后，通过叶轮3旋转对气体加压和提速，叶轮3出口气流可通过四组支撑杆6组成的腔体各方向，冷却出口方向的各个需要散热部件。
35.所述前端安装板5与支撑杆6另一端连接且与机座中部安装环7平行。
36.所述进风道4与前端安装板5上的通口连接，所述进风道4为非旋转固定部件，所述进风道4部分插入叶轮3前轮盘8且两者之间有2mm～3mm间隙，形成部分重叠，组成无接触过渡结构。
37.在轴向空间尺寸上，风机各部件尺寸的非直接叠加，而是相互在轴向空间上为重叠结构，以此设计结构达到有效缩短轴向空间尺寸的目的。
38.在通风机工作运行过程时，电动机2通电运转，电动机2驱动叶轮3旋转，叶片9对空气做功并使进风道4内产生真空度，促成风机叶轮3从流道内吸入空气，进而驱动变流器内风道空气流动，并通过变流器内部风道持续吸入冷却空气。通过叶轮3旋转对空气做功，使气体加压和提速，叶轮3出口气流可通过四组支撑杆6组成的腔体各方向，冷却出口各方向上需要散热的部件。
39.实施例2
40.请参阅图1至图3，本实用新型提供的一种实施例：一种动车组车辆辅助变流器冷却用离心式通风机，包括叶轮3、机座中部安装环7、电动机2、支撑架组件1、支撑杆6、前端安装板5、进风道4。
41.所述叶轮3为离心式结构，所述叶轮3为倾斜式后轮盘10结构，所述叶轮3包括前轮盘8、叶片9、倾斜式后轮盘10和轮毂11，叶片9连接在前轮盘8与倾斜式后轮盘10之间，所述轮毂11穿插在后轮盘10中心位置且与驱动电动机2的轴伸连接。
42.所述倾斜式后轮盘10为凸形轮盘，所述倾斜式后轮盘10沿着轴向空间向驱动电动机2侧倾斜，凸形轮盘内部放置电动机2，与驱动电动机2的轴向空间部分重合，在轴向方向倾斜并引导气流流出方向；倾斜式后轮盘10形成倾斜角度，所述倾斜式后轮盘10的倾斜角度在24
°
～27
°
之间；所述倾斜式后轮盘10外围为圆弧形折弯结构，该结构能有效增加叶轮3强度和刚度，控制旋转时叶轮3旋转时变形；并同时形成旋转扩压器，气流在流出叶轮3过程中，圆弧结构使流道面积增加，气流速度降低，根据伯努利方程原理，进而使气流压力增加，形成气流扩压的作用，提升通风机压力。
43.所述机座中部安装环7连接在叶轮3后方，所述机座中部安装环7在电动机2机座轴向尺寸0.45～0.55的范围内，该结构形成以安装部位为中心基准的两端相对平衡结构，可减小电动机2旋转重心位置与安装部位支撑架组件1之间的尺寸，即减小电动机2旋转重心轴向悬臂长度结构。
44.所述电动机2穿过机座中部安装环7与叶轮3连接且驱动叶轮3旋转，电动机2中置安装的平衡结构可改善整体结构刚度，减小振动幅度，进而减小风机运行过程中的振动。
45.所述支撑架组件1连接机座中部安装环7，用于固定在辅助变流器柜体。
46.所述支撑杆6一端垂直连接在机座中部安装环7四角，所述支撑杆6组成框架式腔体结构，无传统螺旋式蜗壳结构，径向周围无其他部件遮挡，适应于离心通风机安装在辅助变流器内的有限空间，叶轮3从流道内吸入空气后，通过叶轮3旋转对气体加压和提速，叶轮3出口气流可通过四组支撑杆6组成的腔体各方向，冷却出口方向的各个需要散热部件。
47.所述前端安装板5与支撑杆6另一端连接且与机座中部安装环7平行。
48.所述进风道4与前端安装板5上的通口连接，所述进风道4为非旋转固定部件，所述进风道4部分插入叶轮3前轮盘8且两者之间有2mm～3mm间隙，形成部分重叠，组成无接触过渡结构。
49.进一步地，所述倾斜式后轮盘10与轮毂11通过紧固件固定连接，前轮盘8、叶片9和倾斜式后轮盘10均通过焊接形成固定连接。
50.实施例3
51.请参阅图1至图3，本实用新型提供的一种实施例：一种动车组车辆辅助变流器冷却用离心式通风机，包括叶轮3、机座中部安装环7、电动机2、支撑架组件1、支撑杆6、前端安装板5、进风道4。
52.所述叶轮3为离心式结构，所述叶轮3为倾斜式后轮盘10结构，所述叶轮3包括前轮盘8、叶片9、倾斜式后轮盘10和轮毂11，叶片9连接在前轮盘8与倾斜式后轮盘10之间，所述轮毂11穿插在后轮盘10中心位置且与驱动电动机2的轴伸连接。
53.所述倾斜式后轮盘10为凸形轮盘，所述倾斜式后轮盘10沿着轴向空间向驱动电动机2侧倾斜，凸形轮盘内部放置电动机2，与驱动电动机2的轴向空间部分重合，在轴向方向倾斜并引导气流流出方向；倾斜式后轮盘10形成倾斜角度，所述倾斜式后轮盘10的倾斜角度在24
°
～27
°
之间；所述倾斜式后轮盘10外围为圆弧形折弯结构，该结构能有效增加叶轮3强度和刚度，控制旋转时叶轮3旋转时变形；并同时形成旋转扩压器，气流在流出叶轮3过程中，圆弧结构使流道面积增加，气流速度降低，根据伯努利方程原理，进而使气流压力增加，形成气流扩压的作用，提升通风机压力。
54.所述机座中部安装环7连接在叶轮3后方，所述机座中部安装环7在电动机2机座轴向尺寸0.45～0.55的范围内，该结构形成以安装部位为中心基准的两端相对平衡结构，可减小电动机2旋转重心位置与安装部位支撑架组件1之间的尺寸，即减小电动机2旋转重心轴向悬臂长度结构。
55.所述电动机2穿过机座中部安装环7与叶轮3连接且驱动叶轮3旋转，电动机2中置安装的平衡结构可改善整体结构刚度，减小振动幅度，进而减小风机运行过程中的振动。
56.所述支撑架组件1连接机座中部安装环7，用于固定在辅助变流器柜体。
57.所述支撑杆6一端垂直连接在机座中部安装环7四角，所述支撑杆6组成框架式腔体结构，无传统螺旋式蜗壳结构，径向周围无其他部件遮挡，适应于离心通风机安装在辅助变流器内的有限空间，叶轮3从流道内吸入空气后，通过叶轮3旋转对气体加压和提速，叶轮3出口气流可通过四组支撑杆6组成的腔体各方向，冷却出口方向的各个需要散热部件。
58.所述前端安装板5与支撑杆6另一端连接且与机座中部安装环7平行。
59.所述进风道4与前端安装板5上的通口连接，所述进风道4为非旋转固定部件，所述进风道4部分插入叶轮3前轮盘8且两者之间有2mm～3mm间隙，形成部分重叠，组成无接触过渡结构。
60.进一步地，所述支撑杆6组成的腔体为方形框架式腔体结构，方形框架式腔体结构长度和宽度比例为1:1，适应于整体空间布局要求。
61.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。