城際動車組變流器過濾器結(jié)構(gòu)設(shè)計

張文寶

摘要：隨著我國高鐵的迅猛發(fā)展，傳統(tǒng)變流器過濾器越來越不能滿足現(xiàn)有的要求，研發(fā)了城際動車組變流器過濾器，通過結(jié)構(gòu)上和性能上的改良，使之與時俱進(jìn)，不僅解決動車組變流器的過濾問題，而且也產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：動車；變流器；過濾器；結(jié)構(gòu)

1 前言

為了保證動車組的正常運行，對于一些部件如變流器要采取防塵通風(fēng)措施。變流器是保證機(jī)車正常運行的重要設(shè)備，其中上面的過濾器又是保證變流器正常工作的重要部件?？諝膺^濾器除塵效率的高低，將直接影響到設(shè)備的使用環(huán)境，進(jìn)而影響其壽命長短。因此在設(shè)備進(jìn)風(fēng)處安裝過濾器顯得尤為必要，特別是近幾年機(jī)車運行速度的提升、性能的改善和大量新技術(shù)的引用，傳統(tǒng)的簡陋通風(fēng)方式越來越不能滿足機(jī)車發(fā)展的需要了，因此采用新型過濾器已成當(dāng)務(wù)之急的事情。

2傳統(tǒng)機(jī)車用空氣過濾器存在問題

傳統(tǒng)機(jī)車用空氣過濾器基本上采用的是雙V形結(jié)構(gòu)的人字形百葉窗加棕草墊或無紡布或不銹鋼鋼絲過濾網(wǎng)等，基本上過濾網(wǎng)的結(jié)構(gòu)上從外到內(nèi)有依次是30目不銹鋼絲網(wǎng)，碰焊網(wǎng)，棕網(wǎng)，60目不銹鋼絲網(wǎng)。過濾器空氣是經(jīng)過人形百頁窗進(jìn)入車內(nèi)，隨風(fēng)所帶塵埃撞擊人形百葉窗后掉落一部分，經(jīng)過其后的棕草墊或無紡布或不銹鋼鋼絲濾網(wǎng)即可去除大部分塵埃。但是，塵埃掉落后，無處收集又無法排出車外，積聚在網(wǎng)上，這就要求過濾網(wǎng)要經(jīng)常維修清洗，而且因為濾網(wǎng)形狀不規(guī)則，清洗難度大，長時間不處理會降低除塵效率，進(jìn)而影響到車內(nèi)的電器元件的性能和使用壽命，大大增加機(jī)車的維修和維護(hù)成本。而且因為機(jī)車車上空間和載重有一定限度，這種傳統(tǒng)的過濾器尺寸大，厚重，制造工藝不好，不可方便地拆卸清洗，因此對傳統(tǒng)過濾器進(jìn)行升級改進(jìn)顯得猶為必要。

3城際動車組變流器過濾器

城際動車組變流器過濾器是我司通過客戶提出的要求通過多次的反復(fù)修改和實驗論證才最終設(shè)計成形的產(chǎn)品。之前的空氣過濾器既無圖紙也無技術(shù)支持，甚至連最基本的產(chǎn)品樣品也沒有，只有技術(shù)規(guī)范。安裝規(guī)范的條件復(fù)雜苛刻，技術(shù)難度相當(dāng)大，而且開模費用高昂，供貨周期也得不到保證，傳統(tǒng)形態(tài)的又不能滿足要求，因此開發(fā)一種新型結(jié)構(gòu)產(chǎn)品顯得迫在眉睫。

我們一直關(guān)注和設(shè)計各種過濾方式并廣泛收集資料，在給客戶交流過程中，進(jìn)一步明白了性能和結(jié)構(gòu)要求，在對城際動車組變流器過濾器深入設(shè)計中，憑借多年的設(shè)計經(jīng)驗，深入學(xué)習(xí)，并經(jīng)過各種試驗而且各種失敗，終于成功設(shè)計出一款結(jié)構(gòu)合理、過濾效率好、方便維護(hù)和安全可靠的空氣過濾器。

3.1 結(jié)構(gòu)特點

動車組變流器過濾器適用于城際四編組動車變流器進(jìn)風(fēng)口，過濾進(jìn)入變流器內(nèi)的冷卻空氣，防護(hù)等級達(dá)到IP33以上。其使用位置在變流器進(jìn)風(fēng)口處。動車組變流器過濾器具有壓損小、重量輕、結(jié)構(gòu)合理、維護(hù)方便等優(yōu)點。

過濾器大致是由底座、左過濾器組焊件、右過濾器組焊件、左濾網(wǎng)裝配件、右濾網(wǎng)裝配件、鎖緊機(jī)構(gòu)、防松脫機(jī)構(gòu)等構(gòu)成，具有壓損小、重量輕、結(jié)構(gòu)合理、維護(hù)方便等優(yōu)點。底座是連接過濾網(wǎng)與變流器的部件，底座由“6”字形的鋁型材經(jīng)過切邊鉆孔再加上拉鉚螺母焊件形成，在焊接連接處在“6”字形鋁型材中部放入“7”字形加強(qiáng)筋確保在重量沒有太大提升的情況下連接可靠。組焊件完成后加工出安裝孔、拉鉚螺母等形成底座。其焊接標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格執(zhí)行EN15085標(biāo)準(zhǔn)，具有強(qiáng)度高重量輕的特點。左右過濾器組焊件由特殊形狀的鋁制型材及鋁制連接附件進(jìn)行插接組裝后焊接而成，是由五套開模的鋁型材模具做成的，造價高昂，是過濾器的核心所在。底座和左右過濾器組焊件完成后套裝在一起，通過鉚接螺母的方法組裝成型，為保證過濾性能，在左右過濾器組焊件和底座的結(jié)合部位用密封膠進(jìn)行涂抹。底座和左右過濾器組焊件完成后最新設(shè)計可以在其上部安裝可以靈活轉(zhuǎn)動的鉸鏈，解開轉(zhuǎn)舌鎖后可以把套在左右過濾器組焊件里面的左右濾網(wǎng)裝配件取出來清洗，方便快捷，左右濾網(wǎng)裝配件是由30目不銹鋼絲網(wǎng)經(jīng)過不銹鋼壓邊材質(zhì)壓接組焊和經(jīng)過數(shù)沖許多方孔的外框組成。全部組裝成形后通過螺絲牢固地安裝在變流器進(jìn)風(fēng)口上，保證內(nèi)部的清潔。

3.2基本原理及性能特點

濾網(wǎng)由三種不同孔隙結(jié)構(gòu)的網(wǎng)組合制成，孔隙和間隔從外到內(nèi)逐級加密，；外部一級濾網(wǎng)（1層）主要攔截尺寸大于10mm以上的樹葉、紙屑、雜草及土石塊等雜物；二級濾網(wǎng)（1層）主要攔截尺寸大于6mm以上柳絮、羽絨和塵屑；三級濾網(wǎng)（5層）主要攔截尺寸大于2.5mm以上柳絮、羽絨、塵屑及雨水；灰塵及雨水由復(fù)合濾網(wǎng)組件下部排塵孔排出。

當(dāng)入口平均風(fēng)速為7m/s 時，平均流量風(fēng)量1.4m3/s時，動車組變流器過濾器壓降不大于1000Pa，對2.5mm以下塵粒過濾效率大于60%，對柳絮、羽絨等空中絮形漂浮物過濾效率大于90%，雨水阻攔效率大于90%。城際動車組變流器過濾器平均維護(hù)周期為2周，復(fù)合濾網(wǎng)組件使用優(yōu)質(zhì)不銹鋼材料制作，可以反復(fù)清洗使用。城際動車組變流器過濾器總重量約35Kg。

使用的環(huán)境條件海拔不大于2500m，自然環(huán)境空氣溫度-40℃～+45℃，工作環(huán)境空氣溫度-40℃～+70℃，貯存溫度范圍-40℃～70℃，年平均相對濕度≤75%，偶然相對濕度介于95%與100%之間，貯存40℃時的相對濕度≤98%。

4結(jié)語

該過濾器裝置結(jié)構(gòu)簡單，易操作，這種結(jié)構(gòu)，現(xiàn)在已經(jīng)批量裝車使用，為我司降本增效做出了貢獻(xiàn)，實現(xiàn)空氣過濾器的批量生產(chǎn)。城際動車組變流器過濾器的設(shè)計和批量化的實現(xiàn)，不公為我司節(jié)約了大量的采購成本，也以得了良好的經(jīng)濟(jì)效益，也為以后不同車型的過濾器的設(shè)計打下堅實的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

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