电力机车多系统共用冷却塔的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及换热技术领域，具体地说是一种电力机车牵引变压器、牵引变流器和列车供电柜的共用冷却塔，即一种电力机车多系统冷却塔。
【背景技术】
[0002]目前，已有客运电力机车冷却技术中，一台电力机车用两个相同的冷却装置为牵引变压器、牵引变流器、列车供电柜散热，由于两套冷却装置分散布置，每套冷却装置都需要独立的风机组、散热器、承载支撑构架、水栗、膨胀水箱、副油箱、水系统管路、油系统管路等部件，结构不紧凑，所占机车空间总体积大、总重量重、总辅助功率消耗高、噪音大。
[0003]随着电力机车速度等级的提高，时速200公里电力机车要求机车轴重从普通机车的23t降低至19t或19t以下，这对机车各部件提出了极为严苛的重量限制。同时，由于机车功率等级要求不变，因此机车对冷却系统的单位体积散热量、单位重量散热量和单位辅助功率消耗散热量要求更高。
【发明内容】
[0004]根据上述提出的技术问题，为了满足高速电力机车减重降噪的需求，同时克服现有技术中的不足之处，为铁路运输提供一种散热能力强、重量轻、体积小、辅助功率消耗低、噪音低、使用维护方便、可靠性高的多系统共用冷却塔，本发明把一台电力机车牵引变压器、牵引变流器、列车供电柜冷却系统集成在一台冷却塔内，用一台冷却塔同时满足全机车牵引变压器、牵引变流器、列车供电柜的散热要求。
[0005]本发明采用的技术手段如下:
[0006]一种电力机车多系统共用冷却塔，包括牵引变压器冷却系统、牵引变流器冷却系统、列车供电柜冷却系统共三个冷却系统，具体包括顶部进气箱、中间箱体、双列轴流风机、空气过滤装置、三流道双流程散热器、底部承载构架、水栗、膨胀水箱、副油箱、水管路、油管路、电连接器、瓦斯继电器；
[0007]其特征在于:
[0008]所述顶部进气箱、所述中间箱体、所述双列轴流风机、所述空气过滤装置、所述三流道双流程散热器、所述底部承载构架自上而下依次构成所述冷却塔冷却介质的外部通道，所述顶部进气箱、所述中间箱体、所述三流道双流程散热器、所述底板承载构架通过紧固件连接；
[0009]双列轴流风机设置在所述中间箱体内部，通过所述双列轴流风机的风筒上的安装座安装在中间箱体的支撑座上；所述空气过滤装置设置在所述中间箱体底部，置于所述三流道双流程散热器上方；所述水栗、所述膨胀水箱、所述电连接器、所述瓦斯继电器设置在所述中间箱体的侧壁上；所述副油箱设置在所述中间箱体侧部；
[0010]所述牵引变流器出水管和所述列车供电柜出水管与所述三流道双流程散热器芯体上部的进水腔连接，所述水栗进水管与所述三流道双流程散热器芯体上部的出水腔连接，所述牵引变流器进水管与所述水栗的出水口连接，在所述牵引变流器进水管上设置所述列车供电柜进水管；所述油管路与牵引变压器连接。
[0011]进一步地，所述双列轴流风机包括底部外风筒、设置在所述底部外风筒上的与所述中间箱体顶部固定的顶部外风筒、设置在所述底部外风筒内部的内风筒、电机和固定在所述电机端部轴伸上的风机动叶轮；
[0012]所述底部外风筒是由两个外形为类正锥台体的风筒通过两个异形连接筋板连接固定构成的；所述顶部外风筒是在每个类正锥台体上方设置一段圆形风筒；所述内风筒为每个类正锥台体内部设置的一个圆形内风筒，圆形内风筒顶端部设置一个圆环形安装座，每个圆形内风筒通过多个曲面结构的定叶片与底部外风筒连接，所述电机通过其壳体前端的圆环形安装板与内风筒顶端部的圆环形安装座固定连接。
[0013]上述的双列轴流风机，是将两台风机叶轮布置在一个紧凑型风筒内，与两台风机独立布置相比，在总空气流量相同、风机静压相同的的条件下，风机体积更小、重量更轻；每个叶轮动压大大降低，即每个叶轮总压头大大降低，因此，风机总辅助功率消耗、噪音会随之降低。
[0014]进一步地，所述中间箱体为双层三室式结构，中间箱体上层顶板、上层底板与四周立板连接构成上层，其中所述上层顶板与所述双列轴流风机的顶部外风筒通过密封件密封，所述上层底板与所述双列轴流风机的底部外风筒通过密封件密封；在上室前立板上，布置四个电机注油孔座，所述注油孔座分别通过连接管与两个风机电机前端轴承和后端轴承注油孔座相连；所述中间箱体下部设置中间分隔板，所述中间箱体上层底板、所述空气过滤装置与所述中间箱体四周立板连接构成下层，所述中间分隔板将中间箱体下层分隔成左室N右室。
[0015]进一步地，下层所述中间分隔板采用可转动式结构，一端通过转轴与所述中间箱体连接，另一端通过紧固件固定在中间箱体上。
[0016]进一步地，在所述中间箱体上层和下层的前立板上，分别设置上检修门和下检修门，所述上检修门和所述下检修门上设置透明观察窗。
[0017]上述中间箱体是双层三室式结构，使两台轴流风机空气流动分别独立，当一台风机故障时，另一台风机空气回路正常流动，例如左风机故障停机时，冷却空气先后通过顶部进气箱、风机右叶轮、风机右定叶片与内外风筒形成的流道、中间箱体下层的右室、空气过滤装置右半部、三流道双流程散热器、底部承载构架，冷却空气不会通过故障风机回流，保证了冷却塔风机故障时的冷却能力，提高机车的可靠性和可用性。
[0018]中间箱体不仅仅采用双层三室式，也可采用一层两室结构或两层四室结构，只有保证空气流动相对独立即可，双层三室式为最佳实施方式。
[0019]所述中间箱体的中间隔板可转动式结构，极大地方便了冷却塔过滤装置的清理和拆装，可维护性更好。
[0020]所述中间箱体的上检修门和下检修门，用于风机、过滤器、散热器的检查和维护，特别是检修门上的透明观察窗，可方便的观察过滤装置的污脏状态，使机车过滤器和散热器的清洗由定期清理变为状态清洗，一方面保证了春秋季节污脏物较多时能够及时清洗冷却塔，提高运行可靠性；另一方面也减少了不必要的清洗维护，降低维护费用，提高运用经济性。
[0021]所述中间箱体上室前立板上布置电机注油孔座，在不拆卸检修门的前提下，可快速完成冷却塔风机电机加注润滑油工作，进一步提高了冷却塔的可维护性。
[0022]进一步地，所述空气过滤装置的过滤部为双层钢丝网或钢板网结构，孔径在
0.3mm?5mm、钢丝或钢板网筋板规格在0.5mm?5mm的小孔径过滤网设置在上部，孔径在Imm?15mm、钢丝或钢板网筋板规格在0.8mm?1mm的大孔径过滤网设置在下部。
[0023]进一步地，所述空气过滤装置可拆分为两个或两个以上独立的小过滤器，小过滤器以拼图方式拼接构成完整过滤装置。
[0024]所述空气过滤装置双层钢丝网或钢板网结构，可满足冷却塔工作时冷却空气的过滤需求和通风需求，减少散热器的污脏，从而减少冷却塔散热器的清洗次数，降低维护运用成本；所述过滤装置经过优化设计，空气流动阻力低，空气流通顺畅，可保证冷却塔散热能力强、辅助功率消耗低；经优化设计的过滤装置结构也具有足够的强度，保证过滤装置的可靠性；拼接式过滤装置便于拆装，方便使用维护。
[0025]进一步地，所述三流道双流程散热器在同一台散热器芯体上部，设置牵引变流器、列车供电柜共用水冷却流道和散热器水芯体；冷却水采用同侧进、出的双流程结构，所述水冷却流道和所述散热器水芯体采用焊接方式连接；
[0026]所述三流道双流程散热器在同一台散热器芯体下部，设置牵引变压器油冷却流道和散热器油芯体，冷却油采用同侧进、出的双流程结构，所述油冷却流道和所述散热器油芯体采用焊接方式连接。
[0027]所述三流道双流程散热器结构，通过优化匹配设计，利用同一散热器的不同流道，实现对牵引变压器、牵引变流器、列车供电柜三个部件两种冷却介质的冷却；同时通过水栗、管路系统的优化匹配设计，实现牵引变流器、列车供电柜两个部件中冷却介质流量的最佳分配，充分满足两个部件的散热要求；另外，水流道和油流道都采用同侧进、出的双流程结构，使水管路、油管路最短，可简化结构。因此，所述三流道双流程散热器结构，有助于提高冷却塔散热能力，缩小冷却塔体积小，降低冷却塔重量，提高冷却塔结构紧凑性。
[0028]所述三流道双流程散热器，根据水流量、油流量的不同，经变形设计，也可采用单流程、三流程或多流程设置。
[0029]本发明冷却塔工作时，从牵引变流器和列车供电柜流出的高温冷却水，分别经牵引变流器出水管和列车供电柜出水管汇集到散