一种冷却风机的制作方法

1.本实用新型涉及冷却技术领域，具体涉及一种冷却风机。


背景技术：

2.当前轨道交通行业的机车、动车和城轨的通风系统存在诸多挑战，以牵引电机用冷却风机为例，现有技术中，1、加油型冷却风机(向电机轴承注油)目前有两种形式，一是自动加油型，自动加油性风机缺乏智能化设备，无论风机运行与否，自动注油器都会定时定量注油，造成极大的资源浪费；二是人工加油型，人工加油型风机则需要维护工人定期巡检，运维人力投入大，运维不及时还会导致客户使用体验差；2、冷却风机运行时噪音大，直接影响驾乘人员舒适度和对城市环境造成噪声污染；3、冷却风机普遍存在效率低的问题，虽能满足性能要求，但输入电流高，能耗大，不能满足当前节能高效的市场要求。
3.综上所述，急需一种能根据实际情况进行注油、噪声小且效率高的冷却风机以解决现有技术中存在的问题。


技术实现要素：

4.本实用新型目的在于提供一种能根据实际情况进行注油、噪声小且效率高的冷却风机，具体技术方案如下：
5.一种冷却风机，包括外筒、内筒、进风道、动力件、叶轮、挡流环和导流环；所述进风道、叶轮以及内筒依次沿外筒的轴向设置在外筒内；所述动力件设置在内筒内，且动力件的输出端与叶轮连接，能带动叶轮转动；所述挡流环设置在外筒内，且挡流环与叶轮沿外筒的径向平齐，用于气流的阻挡；所述导流环设置在内筒靠近叶轮的一端上；所述挡流环与外筒的连接处以及所述导流环靠近叶轮的出风处的一端均设有用于导流的圆弧部。
6.以上方案优选的，还包括沿外筒径向设置在内筒和外筒之间的弧形导叶；多组弧形导叶沿周向设置在内筒和外筒之间，形成用于气流流通的流道。
7.以上方案优选的，所述弧形导叶的进口安装角α
1a
为20
°
～23
°
，出口安装角α
2a
为0
°
～8
°
。
8.以上方案优选的，所述弧形导叶沿外筒轴向的长度为d1；所述内筒沿外筒轴向的长度为d2；d1为d2的2
‑
3倍。
9.以上方案优选的，所述内筒形状为锥形筒；所述锥形筒的大端口朝向叶轮；所述导流环设置在锥形筒的大端口的端面上。
10.以上方案优选的，还包括注油机构；所述注油机构包括传感器、控制面板以及注油组件；所述传感器设置在动力件上且与控制面板连接，用于检测动力件温度；所述注油组件与动力件连接；所述控制面板与注油组件连接，能控制注油组件向动力件注油。
11.以上方案优选的，所述传感器设有多组，分别设置在弧形导叶以及动力件上。
12.以上方案优选的，所述叶轮包括前轮盘、后轮盘以及弧形叶片；所述弧形叶片设置在前轮盘和后轮盘之间；所述弧形叶片的进口安装角β
1a
为25
°
～28
°
，弧形叶片的出口安装
角β
2a
为44
°
～48
°
；所述动力件通过设置在后轮盘上的轮芯与叶轮连接；所述进风道的一端设置在前轮盘内；所述挡流环与前轮盘沿外筒径向对齐。
13.以上方案优选的，所述进风道形状为喇叭状；喇叭的小端口伸入前轮盘内，伸入的长度h2为2
‑
5mm；所述喇叭小端口与前轮盘沿外筒的径向间隙h1为2
‑
3mm。
14.以上方案优选的，所述导流环与叶轮沿外筒的轴向间隙h4为10mm～15mm。
15.应用本实用新型的技术方案，具有以下有益效果：
16.(1)本实用新型的冷却风机包括外筒、内筒、进风道、动力件(如电机)、叶轮、挡流环以及导流环；气流由叶轮内部向弧形叶片之间的间隙中流出，挡流环对气流进行阻挡，减少气流泄露，并且设置在挡流环上的圆弧部对气流进行导向，防止气流对外筒冲击形成噪音；导流环上的圆弧部能作为过渡段，将从弧形叶片流出的气流平滑的导入流道，有效降低噪音。此处优选导流环与叶轮沿外筒的轴向间隙h4为10mm～15mm，便于提高风机的气动性能，加快气流流动速率。
17.(2)本实用新型还包括沿外筒径向设置在内筒和外筒之间的弧形导叶；多组弧形导叶沿内筒周向设置，能形成用于气流流通的流道，便于将气流导出；此处采用弧形结构的导叶便于气流能平滑流通，避免振动从而减小噪音。
18.(3)本实用新型的弧形导叶的进口安装角α
1a
为20
°
～23
°
，出口安装角α
2a
为0
°
～8
°
，使得弧形导叶形成的流道由小变大逐渐扩张，气流沿流道成竖直方向流出(当弧形导叶出口安装角α
2a
取0
°
时，气流沿竖直方向流出)，使得流道能将来自叶轮的高速气流迅速整流，从而将大部分动压转化为静压，便于提升风机的压力和效率，节能高效。
19.(4)本实用新型的弧形导叶沿外筒轴向的长度为d1；所述内筒沿外筒轴向的长度为d2；d1为d2的2
‑
3倍，通过将弧形导叶的长度设置为内筒长度的2
‑
3倍，使得流道内的气流能无障碍从内筒远离叶轮的一端进入内筒内，对内筒内的动力件进行散热，避免温度过高引起故障，同时避免了设置散热机构为动力件散热，节省成本，精简结构。此处弧形导叶的一端与内筒的开口端面(靠近叶轮的开口端面)沿内筒径向平齐。
20.(5)本实用新型的内筒形状为锥形筒；所述锥形筒的大端口朝向叶轮，通过将内筒设置为锥形，使其外壁具有一定的斜度，便于气流能沿外壁导向动力件进行散热。此处锥形筒的锥度优选为5
°‑8°
。
21.(6)本实用新型还包括注油机构；所述注油机构包括传感器、控制面板以及注油组件；控制面板通过传感器采集动力件的温度，根据温度信息自动判断动力件是否需要加油，并输出信号给注油组件，为动力件实施加油动作；相比于传统的注油装置，本实用新型的注油机构只有在动力件温度异常时采取注油动作，而不是定时定量注油，更加经济，并且控制面板还能根据动力件的温度信息对动力件进行观测，如动力件在注油后仍然保持高温，控制面板启动警报装置，发出警报，从而保证风机的正常运行。
22.(7)本实用新型的传感器设有多组，分别设置在弧形导叶以及动力件上，通过设置多组传感器，使得控制面板不仅能通过动力件的温度情况判定对动力件是否启动注油动作，还能通过设置在弧形导叶上的传感器感知冷却风机内部的温度，从而进行有效预警以及判定是否启动注油动作。
23.(8)本实用新型的叶轮包括前轮盘、后轮盘以及弧形叶片；在同样的安装角度下，与直线型叶片相比，采用弧形叶片的叶轮，其内部气流流通面积更大，扩张压更高，更高效，
并且通过优化弧形叶片的进口安装角和出口安装角，便于将气流快速且平稳的导入流道内，效率高。
24.(9)本实用新型的进风道形状为喇叭状；喇叭的小端口与前轮盘的进风端沿外筒的轴向伸入进风端2
‑
5mm以及喇叭的小端口与进风端沿径向保持间隙h12
‑
3mm，能尽可能的减少气流泄露损失的同时提升叶轮做功效率。此处喇叭的小端口的弧线曲率与前轮盘的圆弧面的弧线曲率匹配，保证气流以较优的冲角(优选冲角为
‑2°
～3
°
)进入叶轮内，减少进风端的气流冲击和涡流，达到降噪提效的目的。
25.(10)本实用新型的进风道、叶轮(不含轮芯)、控制面板的外壳、外筒以及内筒均采用铝合金材料，大大减轻风机重量。
26.(11)本实用新型通过进风道、叶轮、内筒、挡流环、导流环以及外筒的紧凑配合(如进风道通过圆形法兰安装在外筒上、挡流环和导流环的设置以及与外筒同轴线设置的内筒)，使得本实用新型的风机结构精简，效率高，且噪音低，相比于现有技术中的风机，现有技术中的风机结构零散，气流泄露量大，效率低下。
27.除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。
附图说明
28.构成本技术的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。
29.在附图中：
30.图1是本实施例的冷却风机结构示意图(示意了剖面线，箭头示意气流流向)；
31.图2是图1中外筒的内部的结构示意图；
32.图3是图1中内筒和弧形导叶的结构示意图；
33.图4是图3中弧形导叶的进口安装角和出口安装角的示意图(箭头示意气流流向)；
34.图5是图1中叶轮的结构示意图；
35.图6是图5中叶轮的剖面示意图；
36.图7是图5中的另一角度视图(示意了剖面)；
37.其中，1、外筒；2、内筒；3、进风道；4、叶轮；5、动力件；6、挡流环；7、导流环；8、控制面板；9、传感器；10、注油组件；11、弧形导叶；12、安装板；13、前轮盘；14、弧形叶片；15、后轮盘；16、轮芯；17、进风端；18、圆弧面；19、出风端；20、圆形法兰。
具体实施方式
38.以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
39.实施例：
40.一种冷却风机，包括外筒1、内筒2、进风道3、动力件5(如电机)、叶轮4、挡流环6、导流环7、弧形导叶11以及注油机构，如图1
‑
7所示，具体如下；
41.如图1所示，所述进风道3、叶轮4以及内筒2沿外筒轴向依次设置在外筒内，且外筒、进风道、叶轮以及内筒同中心轴线设置。
42.如图1所示，所述内筒2形状为圆锥筒；圆锥筒的大端口朝向叶轮；所述圆锥筒靠近叶轮的开口处设有安装板12；所述动力件通过安装板安装在内筒内，且动力件的输出端与叶轮连接。
43.优选的，所述圆锥筒的锥度n为5
°‑8°
，如图2所示。
44.如图3所示，所述弧形导叶11沿外筒径向设置在圆锥筒外壁与外筒内壁之间，且多组弧形导叶沿内筒的周向等间距设置，两组相邻的弧形导叶能形成便于气流流通的流道。弧形导叶数量根据实际情况选择。
45.优选的，如图4所示，所述弧形导叶的进口安装角α
1a
为20
°
～23
°
，出口安装角α
2a
为0
°
～8
°
。
46.优选的，如图2所示，弧形导叶11沿外筒轴向的长度为d1；所述内筒沿外筒轴向的长度为d2；d1为d2的2
‑
3倍，便于来自流道的气流可以无阻碍的绕过内筒为动力件散热。
47.如图5所示，所述叶轮4包括前轮盘13、后轮盘15以及弧形叶片14；所述前轮盘包括进风端17和出风端19(此处优选进风端和出风端形状均为圆环形)，进风端和出风端之间通过圆弧面18连接，如图6所示；所述弧形叶片设置在后轮盘以及出风端之间；所述动力件通过设置在后轮盘上的轮芯16与叶轮连接。
48.优选的，如图7所示(箭头示意旋转方向)，所述弧形叶片的数量根据实际需求选择，且弧形叶片的进口安装角β
1a
为25
°
～28
°
，弧形叶片的出口安装角β
2a
为44
°
～48
°
。
49.如图1所示，所述进风道3形状为喇叭状，喇叭的小端口沿外筒轴向由进风端伸入前轮盘内，喇叭的小端口处的弧线曲率与前轮盘的圆弧面的弧线曲率相匹配，便于小端口伸入前轮盘内的同时防止气流泄露。
50.优选的，如图1所示，喇叭的小端口沿轴向伸入前轮盘内，且伸入的长度h2为2
‑
5mm(沿外筒轴向的长度)；所述喇叭的小端口与前轮盘的进风端沿外筒的径向间隙h1为2
‑
3mm。
51.优选的，如图1所示，进风道3通过圆形法兰20安装在外筒上，圆形法兰上的通孔与喇叭的大端口同中心轴线设置，圆形法兰上的通孔与喇叭的大端口规格匹配，圆形法兰的外径规格与外筒的开口规格匹配，便于保证外筒内部的密封性，且圆形法兰的上表面与外筒开口的端面沿径向平齐。此处气流由圆形法兰的通孔进入喇叭，经喇叭进入叶轮，接着进入弧形导叶形成的流道中，并向外导出。
52.如图1所示；所述挡流环6焊接在外筒的内壁上(优选挡流环以及导流环与外筒同中心轴线设置)，且挡流环与前轮盘的出风端19沿外筒的径向平齐。
53.所述导流环7设置在圆锥筒的大端口的端面上，用于将叶轮导入的气流导向流道中。此处导流环的规格与圆锥筒的大端口的规格匹配，便于导流环能覆盖在圆锥筒的大端口上。
54.优选的，如图1所示，所述挡流环与外筒内壁的连接处设有圆弧部，所述导流环靠近叶轮的出风处也设有圆弧部，挡流环与导流环上的圆弧部形成配合，能将气流平滑导向流道，避免形成噪音。
55.优选的，如图1所示，所述挡流环6与前轮盘的出风端19沿外筒的径向存在径向间隙h3(径向间隙h3为1
‑
3mm)。
56.优选的，如图2所示，所述导流环与叶轮的后轮盘沿外筒的轴向存在轴向间隙h4(轴向间隙h4为10mm～15mm)。
57.所述注油机构包括传感器9(如测温传感器)、控制面板8以及注油组件10，如图1所示；所述传感器设有多组，多组传感器分别设置在动力件(如可变极加油型电机，传感器设置在电机的轴承上)以及弧形导叶上，能检测轴承温度以及流道内的温度；所述控制面板分别与传感器以及注油组件连接，控制面板能根据传感器获取的温度控制注油组件向轴承注油。
58.优选的，控制面板上设有能反馈轴承(即动力件优选为电机，此处轴承为电机的轴承)温度情况的显示灯，便于观测轴承的工作状态。此处控制面板结构参考现有技术，控制面板设置在外筒外壁上。
59.优选的，控制面板与警报装置连接，便于在轴承温度异常的情况下向外界报警。
60.所述注油组件包括油箱、油泵以及油管；所述油箱与油泵连接，且油箱以及油泵设置在外筒外壁上；所述油管分别与油泵以及轴承连接，所述控制面板与油泵连接，能控制油泵向轴承注油。
61.优选的，传感器通过线缆与控制面板连接，线缆固定在油管上，能保证线缆的稳固。
62.优选的，传感器还可以设置在待冷却设备上，通过待冷却设备的温度调节动力件的工作状态，节省能量。
63.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。