本发明涉及流体机械领域， 具体地说是一种高速动车组牵引电机冷却用的 离心通风机组。 背景技术

每列某型高速动车组的每节动车上都分别携带 两台牵引电机， 牵引电机分 布在动车车底和乘客车厢地板之间的夹层的两 端， 且处于列车中间位置， 只剩 牵引电机两侧非常狭小的空间安装冷却通风机 组。 基于此， 为满足牵引电机冷 却需要， 要求配套的通风机组必须具有尺寸小、 通风能力强、 静压高的特点。

目前， 现有技术中设计技术要求一台牵引电机匹配两 台通风机组， 每台通 风机组标态下的额定流量 0.5m ³ /s， 静压不低于 1400Pa， 以克服牵引电机阻力， 并满足牵引电机冷却需要； 另外， 要求风机声功率级噪音不高于 90dB， 重量不 超过 50kg。 为解决上述设计要求， 需提供一种通风机组能在满足外形尺寸不变 的前提下， 解决静压不足、 重量超限的难题， 从而提高牵引电机的性能和可靠 性。 发明内容

根据上述提出的技术问题， 而提供一种高速动车组牵引电机冷却用的离心 通风机组。 主要针对现有通风机组效率偏低、 增压能力不足、 零部件笨重等缺 陷， 而提供一套效率高、 可靠性高、 结构简单紧凑、 噪音低的通风机组， 以满 足高速动车组牵引电机的冷却需要。

本发明采用的技术手段如下：

一种高速动车组牵引电机冷却用的离心通风机 组， 包括集流器、 法兰、 风 机叶轮、 蜗壳、 轴盘和电动机， 其特征在于： 所述集流器通过法兰固定在所述 蜗壳的端板一侧； 所述蜗壳固定在所述电动机上； 设置在所述蜗壳内的所述风 机叶轮与所述轴盘固定； 所述轴盘上设有与所述电动机的电机轴相匹配 的安装 孔， 所述轴盘与所述电动机固定。 作为优选， 所述集流器的进气通道为縮放式进气通道， 所述集流器的进气 通道由气体快速加速段和气体缓冲段， 所述气体快速加速段和所述气体缓冲段 构成圆弧形型线过渡结构， 所述气体缓冲段与所述风机叶轮的锥形前盘圆 弧过 渡连接， 所述气体快速加速段和所述气体缓冲段的圆弧 轴向比为 1 :8-1 :5。

上述的集流器的进气通道的气体快速加速段和 气体缓冲段由两段圆弧构 成， 以替代传统的筒形、 锥形、 单圆弧形和锥弧形结构。 集流器的进气通道采 用圆弧形型线构造， 形成縮放式光滑进气通道， 该通道使气流从快速加速运行 逐渐转变为减速运行， 且调整气流流动方向， 可降低因集流器出口面积与风机 叶轮进口面积差引起的涡流损失； 该圆弧形型线与风机叶轮的锥弧形前盘轮盖 配合， 可使集流器的縮放式流道与风机叶轮的扩张式 流道形成较好的过渡连接， 进一歩限制在风机叶轮进口处形成的涡流， 降低涡流损失； 在集流器的出气端 采用半径较大的圆弧过渡能够使气体流场变化 缓慢， 确保流场稳定。 集流器进 气通道与端板之间采用半径较小圆弧连接， 一方面能够消除传统进气方式引起 的进气局部涡流， 降低损失； 另一方面能够在占用空间小的情况下使气流达 到 相同的速度， 完成集流器的集气功能， 并为进气通道后段留下足够空间， 以稳 定确保进入风机叶轮 3 的气体流场的稳定性。 气体快速加速段和气体缓冲段的 两段圆弧占据轴向空间按 1 :8〜1 :5之间分配， 其余空间分配方案也可根据实际 情况适当选择， 并不局限于此。

作为优选， 所述集流器的气体缓冲段与所述风机叶轮之间 设有间隙， 所述 间隙为所述集流器的气体缓冲段的尾端进口直 径的 1%-3%， 尾端进口处是指气 体缓冲段的最小进口直径处。

法兰的轴向尺寸可根据实际情况采用多种选择 ， 法兰在结构上主要起连接 过渡作用和消除轴盘的锥形孔和电动机的锥形 轴的加工误差造成的轴向偏离。 在气动上， 封闭的小空间能够抑制集流器外部形成涡流。 集流器与风机叶轮之 间设置的间隙， 其大小约为集流器最小进口直径的 1%-3%， 从风机叶轮出来的 气体有一部分会通过该间隙回流到风机叶轮内 部， 而在该间隙前面形成一涡流 区。 另外， 减小法兰的环形直径， 能够有效抑制涡流区的发展， 降低损失。

作为优选， 所述风机叶轮由锥弧形前盘、 后向叶片和后盘组成， 所述后向 叶片的片数为 7-13片。

锥弧形前盘能够减缓风机叶轮内部流道通流面 积的变化率， 使流道面积随 流线变化更均匀， 能够有效抑制风机叶轮内部的涡流区， 提高风机效率。 后向 叶片风机比径向和前向叶片风机效率高， 可用范围宽。 采用 7-13片叶片主要是 能够更好地避开谐振， 提高风机可靠性， 作为优选， 采用 9片叶片时的效果更 好。

作为优选， 所述轴盘靠近所述风机叶轮的一端加工有用于 拆卸风机叶轮的 螺紋； 所述轴盘上的安装孔为与所述电动机的电机轴 相匹配的锥形孔， 所述轴 盘通过螺栓和锁紧垫片固定在所述电动机的电 机轴上。

传统的轴盘靠近风机叶轮一端留有一个很粗的 轴， 在轴端面上加工有 3 个 螺孔， 中间螺孔供紧固风机叶轮用， 另两个螺孔则供拆卸风机叶轮以及锁紧轴 端螺栓用。 而本发明的轴盘则只需要加工一个紧固风机叶 轮用得螺孔， 可以大 大縮小轴颈， 减轻轴盘重量。 轴盘上加工有的锥形孔与电动机的锥形轴完全 配 合 （电机轴上不设止推面， 完全靠锥形面定位）， 该配合能确保风机叶轮动平衡 质量。 另外， 本发明中的锥形孔和锥形轴的加工误差累计到 轴向， 最终由不同 轴向尺寸的法兰来调整消除。 再有， 风机叶轮与轴盘悍接成一体， 采用悍接工 艺， 一方面消除轴盘引起的泄漏损失， 提高容积效率； 另一方面可以采用较小 的轴盘， 减轻叶轮重量。

作为优选， 所述蜗壳与所述电机固定的后侧板上至少设有 2个用于调频的 加强筋。

由于受安装空间限制， 蜗壳必须设计得很小巧， 与常用风机蜗壳尺寸相去 甚远， 严重影响风机整体性能。 蜗壳外型线通过三维流场计算最终确定， 能够 最大限度地抑制风机正常工作范围内的涡流生 成， 提高风机工作效率。 为了保 证冷却通风机组重量符合要求， 通过三维应力强度校核计算， 蜗壳的前后侧板 采用 3mm的钢板为宜。 设置加强筋是为了使风机在 0〜20Hz和 50Hz± 5Hz范 围内不出现共振频率。

较现有技术相比， 本发明具效率高、 可靠性高、 结构简单紧凑、 噪音低等 优点， 以满足高速动车组牵引电机的冷却需要。

基于上述理由本发明可在动车组牵引电机冷却 领域广泛推广。 附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一 歩详细的说明。

图 1是本发明的结构示意图。

图 2是本发明的后视图。 图中： 1、 集流器 2、 法兰 3、 风机叶轮 4、 螺栓 5、 锁紧垫片 6、 蜗壳 7、 轴盘 8、 电动机 9、 加强筋 I 10、 加强筋 II 具体实施方式

如图 1， 图 2所示， 一种高速动车组牵引电机冷却用的离心通风机 组， 包括 集流器 1、 法兰 2、 风机叶轮 3、 蜗壳 6、 轴盘 7和电动机 8。 所述集流器 1的进 气通道为縮放式进气通道， 所述集流器 1 的进气通道由气体快速加速段和气体 缓冲段， 所述气体快速加速段和所述气体缓冲段构成圆 弧形型线过渡结构， 所 述气体缓冲段与所述风机叶轮 3 的锥弧形前盘圆弧过渡连接， 所述气体快速加 速段和所述气体缓冲段的圆弧轴向比为 1:8-1:5。 所述集流器 1 的气体缓冲段与 所述风机叶轮 3之间设有间隙， 所述间隙为所述集流器 1 的气体缓冲段的尾端 进口直径的 1%-3%。 所述风机叶轮 3 由锥弧形前盘、 后向叶片和后盘组成， 所 述后向叶片的片数为 7-13片。 所述轴盘 7靠近所述风机叶轮 3的一端加工有用 于拆卸风机叶轮的螺紋； 所述轴盘 7上的安装孔为与所述电动机 8的电机轴相 匹配的锥形孔。

所述集流器 1通过法兰 2固定在所述蜗壳 6的端板一侧； 所述蜗壳 6通过 螺栓固定在所述电动机 8上； 设置在所述蜗壳 6内的所述风机叶轮 3与所述轴 盘 7悍接固定， 形成一个整体； 所述轴盘 Ί通过螺栓 4和锁紧垫片 5固定在所 述电动机 8的电机轴上。 所述蜗壳 6与所述电动机 8固定的后侧板上设有用于 调频的加强筋 I 9和加强筋 II 10。

以上所述， 仅为本发明较佳的具体实施方式， 但本发明的保护范围并不局 限于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露 的技术范围内， 根据本 发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或 改变， 都应涵盖在本发明的保护 范围之内。