[实用新型]机车及动车组用新型轴流式风机叶轮

说明书

[技术领域]本实用新型涉及一种机车及动车组用新型轴流式风机叶轮，属于换热技术领域。

[背景技术]机车及动车组在线路运行过程中，其很多重要部件需要冷却系统进行冷却，同时受安装空间限制和振动、冲击大的影响，因而冷却系统对通风机的要求较一般工作环境下的风机要求高。实践证明：风机叶轮的结构，特别是叶轮叶片的形状对风机的性能参数如风压、效率和噪声等影响很大。在已有技术中：为提高风机叶轮的性能，有的发明将叶轮叶片分为前、后叶，叶片采用弧形截面；也有的发明由两个或三个直径不等的内、外轮圈和均布于轮毂与内轮圈之间、内轮圈与外轮圈之间的叶片组成。这些方法虽能有效提高风机性能，但它们结构复杂，叶轮体积亦即风机体积也相应加大，不适应机车及动车组对冷却系统用风机的要求。

[发明内容]本实用新型的目的在于提供一种机车及动车组用新型轴流式风机叶轮，这种新型叶轮既可在大流量工况下，具有高的压力，低的噪声，又能满足机车及动车组特定的恶劣工作环境和安装要求，并具有较高的使用寿命。

本实用新型的一种机车及动车组用新型轴流式风机叶轮，它由叶轮体、轴套、整流罩、螺栓及垫圈组成，其叶轮体由轮毂和一定数量的叶片采用铝合金整铸而成，轴套为嵌入式，包在轮毂中间。其叶轮体的叶片为变截面扭曲、薄机翼型。该叶轮体的变截面扭曲叶片，它的各截面弦长在100mm～300mm范围内，从叶尖至叶根逐渐增加，各截面扭角在15°～45°范围内，从叶尖至叶根逐渐增加。该叶轮体的叶片，采用薄的机翼型叶型。将长度为100个单位的叶型弦长作为X轴，用相对坐标表示，其技术参数为，在X轴座标分别为2.5、10、20、45、60、80、100时，它在Y轴相对应座标处叶型上部型线Y₁分别对应参数为：2.3、-0.5、-2、-4.4、-4.3、-3.3、0.5，叶型下部型线Y₂分别对应参数为：-2.8、-5.5、-7.8、-8.8、-8.2、-6、-2.3。各点参数值允许跳动范围为±1。

本实用新型发明的机车及动车组用新型轴流式风机叶轮，其叶轮体由轮毂和一定数量的叶片采用铝合金整铸而成，轴套为嵌入式，包在轮毂中间。叶片的数量根据配装的机车及动车组冷却系统冷却功率对风机参数的不同要求选定；叶轮体轮毂和叶片之间不用焊接，也没有螺栓连接，因此没有焊接叶轮经常开焊或螺栓松动的毛病，检查和维修简便，可靠性好。这种结构能满足机车及动车组特定的恶劣工作环境和安装要求，并具有较高的使用寿命。

本发明的叶轮体的叶片为变截面扭曲叶片，各截面弦长在100mm～300mm范围内，从叶尖至叶根逐渐增加，各截面扭角在15°～45°范围内，从叶尖至叶根逐渐增加。这里的弦长b是指由叶片截面叶型中线(叶型轮廓线的各内切圆的中心连线)与轮廓线交点的连线的长度；其扭角θ是指叶片截面叶型弦长与轮毂部分中心线间夹角。经科学的计算、分析和试验，合理的匹配选择叶片的扭角和弦长，可以大大地提高风机叶轮的气动性能。本发明的叶轮体叶片的叶型，采用薄的机翼型叶型，这是针对机车及动车组的特定要求，经对比计算分析，选定每个截面的形状一致、变化为等比放大。将长度为100个单位的叶型弦长作为X轴，用相对坐标表示，其技术参数为，在X轴座标分别为2.5、10、20、45、60、80、100时，它在Y轴相对应座标处叶型上部型线Y₁分别对应参数为：2.3、-0.5、-2、-4.4、-4.3、-3.3、0.5，叶型下部型线Y₂分别对应参数为：-2.8、-5.5、-7.8、-8.8、-8.2、-6、-2.3。各点参数值允许跳动范围为±1。这些薄机翼型叶片技术参数的选定，使风机具有较高的效率和较低的噪声。通过对发明的叶轮体所选定的变截面扭曲、薄机翼型叶片综合匹配数据的选定，与采用已有技术的各种轴流式风机叶轮相比，本发明的这种新型叶轮既可在大流量工况下，具有高的压力，低的噪声，又能满足机车及动车组特定的恶劣工作环境和安装要求，且结构简单合理，检查和维修简便，可靠性好并具有较高的使用寿命。

本实用新型发明的机车及动车组用新型轴流式风机叶轮，其有益的技术效果是：经计算验证与同类产品同台对比测试，本发明的风机叶轮其空气静压增加近70Pa～80Pa、噪声降低近4dB～5dB、全压效率增加2％～3％，具有更高的压力和效率。能更好地满足机车及动车组在特定的工作条件下，对冷却系统用风机的要求。

[附图说明]

图1机车及动车组用新型轴流式风机叶轮结构示意图。

图2机车及动车组用新型轴流式风机叶轮叶片截面示意图。