ОХЛАЖДАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ТЕПЛОВОЗА Российский патент 1995 года по МПК B61C5/02 B61C17/04 B60K11/06 F01P5/02 

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а именно к устройствам для охлаждения атмосферным воздухом жидкостей, циркулирующих в системах силовой установки.

Известны охлаждающие устройства тепловоза, содержащие вентиляторные блоки, каждый из которых образован установленными вдоль стены кузова панелями радиатора, а также осевым вентилятором, расположенным на крыше и соединенным с упомянутыми панелями.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому решению является охлаждающее устройство тепловоза, содержащее установленные вдоль стены кузова панели радиатора и расположенные за ними вентиляторные блоки с вентиляторами центробежного типа и с воздуховодами с внутренней поверхностью в виде осесимметричного конфузора, обращенного в сторону панелей радиаторов.

Недостатком прототипа является то, что вентилятор в виде сдвоенного рабочего колеса перекрывает локомотивной бригаде проход в смежную секцию тепловоза и, кроме того, по своей конструкции обладает ограниченной ремонтоспособностью. Однако основным недостатком этой конструкции, как охлаждающего устройства, является то, что сдвоенный вентилятор исключает возможность раздельной регулировки уровней температуры воды в первом и втором контурах охлаждения силовой установки.

Задача изобретения повышение эффективности и улучшение эксплуатационных качеств охлаждающего устройства путем обеспечения равномерного поля скоростей воздушных потоков, поступающих как от центральной, так и периферийной областей, омываемых вентиляторным колесом, а также в свободном проходе локомотивной бригады в смежную секцию тепловоза и в существенном снижении трудоемкости ремонтных работ.

Поставленная задача достигается тем, что в охлаждающем устройстве тепловоза, содержащем установленные вдоль стены кузова панели радиатора и расположенные за ними вентиляторные блоки с вентиляторами центробежного типа и с воздуховодами с внутренней поверхностью в виде осесимметричного конфузора, обращенного в сторону панелей радиаторов, каждый вентиляторный блок снабжен элементами качения, взаимодействующими с поперечной направляющей, которая установлена в верхней части охлаждающего устройства, и связанными тягой с приводом вентилятора с одним рабочим колесом, причем вентиляторные блоки установлены по обе стороны от центрального прохода в машинном отделении тепловоза, а внутренняя поверхность воздуховода, ограничивающая контур вращения рабочего колеса вентилятора центробежного типа, выполнена по брахистохроне.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, фронтальная проекция; на фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1.

Охлаждающее устройство тепловоза содержит установленные вдоль стены кузова 1 панели радиатора 2 и расположенные за ними вентиляторные блоки 3 с вентиляторами 4 центробежного типа и с воздуховодами 5 с внутренней поверхностью в виде осесимметричного конфузора, обращенного в сторону панелей радиатора 2. Каждый вентиляторный блок 3 снабжен элементами 6 качения, взаимодействующими с поперечной направляющей 7, которая установлена в верхней части охлаждающего устройства, и связанными тягой 8 с приводом 9 вентилятора 4 с одним рабочим колесом 10, причем вентиляторные блоки 3 установлены по обе стороны от центрального прохода 11 в машинном отделении тепловоза. Внутренняя поверхность возуховода 12, ограничивающая контур вращения рабочего колеса 10 вентилятора 4 центробежного типа, выполнена по брахистохроне 13, с точками А на острие (вершине) поверхности воздуховода 12 и В на периферийном участке.

Для построения брахистохроны 13 в данном случае можно использовать следующие уравнения, выраженные в параметрической форме:
X α ( θ + sin θ), (1)
Y α ( 1 + cos θ), (2) где α постоянная величина, которую можно определить, если в уравнении (1) положить Х d диаметру рабочего колеса 10, а θ 2 π. Найденное значение α остается неизменным в уравнениях (1) и (2) для определения промежуточных точек кривой в интервале изменения θ, равном 0, π/6, π/4, 2 π.

θ значение угла в радианах от 0 до 2 π с любым количеством промежуточных значений этого параметра, достаточным для построения кривой.

Охлаждающее устройство работает следующим образом.

С момента запуска силовой установки тепловоза по многочисленным трубкам панели радиатора 2 осуществляется проточка жидкостей соответствующего контура. Для охлаждения жидкости атмосферным воздухом включаются в работу привода 9, которые приводят во вращение колеса 10 центробежных вентиляторов 4 и в результате происходит просасывание наружного воздуха между трубками панели радиатора 2. Следует отметить, что рабочие колеса 10 вентиляторов 4 в предлагаемом устройстве максимально приближены к панелям радиатора 2 и в результате такого фронтального приближения происходит выравнивание скоростного поля движущегося воздуха по всему фронту панели радиатора 2. Такое выравнивание значительно поднимает эффективность охлаждения.

Не менее важную роль в работе охлаждающего устройства выполняет внутренняя поверхность воздуховода 12, выполненная по брахистохроне 13, т.е. по кривой быстрейшего спуска. Поток воздуха в центральной части после панели радиатора 2 встречает не плоскую глухую стенку, а острие воздуховода 12 в центре рабочего колеса 10, которое не оказывает сопротивление потоку и, что после этого острия простирается поверхность, способствующая быстрейшему передвижению контактирующего потока вплоть до лопаток рабочего колеса 10. Такая конструкция поверхности способствует выравниванию скоростей воздушных потоков, поступающих как от центральной, так и от периферийных областей, омываемых рабочим колесом 10, и тем самым способствует увеличению массы воздушного потока, протекающего через панели радиатора 2.

При проведении профилактических и ремонтных работ, особенно для удобства очистки панели радиатора 2 от нечистот, демонтажа и последующего монтажа радиаторных секций на панели 2 вентиляторные блоки 3 на элементах 6 качения после отсоединения опорной стойки у основания перемещаются на пространство центрального прохода 11. Такое перемещение вентиляторных блоков 3 открывает доступ к панелям радиаторов 2 для проведения соответствующих работ. После их окончания вентиляторные блоки 2 возвращаются в первоначальное положение.

Использование: изобретение может быть использовано на железнодорожном транспорте в охлаждающих устройствах тепловозов. Сущность изобретения: устройство содержит вентиляторные блоки 3, каждый из которых образован установленными вдоль стены кузова 1 панелями 2 радиатора и вентилятором 4 центробежного типа, сообщенным воздуховодом 5 в виде осесиметричного конфузора с панелями радиатора 2. Привод 9 вентилятора 4 снабжен одним рабочим колесом 10 и связан тягой 8 с элементами 6 качения, установленными в верхней части охлаждающего устройства на поперечной направляющей 7 с возможностью перемещения относительно панелей радиатора 2. Блоки 3 расположены рядами за панелями радиатора 2 по сторонам от центрального прохода 11 в машинном отделении тепловоза. Внутренняя поверхность воздуховода 12, ограничивающая контур вращения рабочего колеса 10 вентилятора 4, выполнена по брахистохроне 13. При проведении профилактических и ремонтных работ для удобства очистки панелей радиатора 2 от нечистот, демонтажа и последующего монтажа радиаторных секций, блоки 3 на элементах 6 качения после отсоединения опорной стойки у основания перемещаются на пространство прохода 11. Такое перемещение блоков 3 открывает доступ к панелям радиатора 2 для проведения профилактических и ремонтных работ. Приведено уравнение для построения брахистохроны 13. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. ОХЛАЖДАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ТЕПЛОВОЗА, содержащее установленные вдоль стены кузова панели радиатора и расположенные за ними вентиляционные блоки с вентиляторами центробежного типа и с воздуховодами с внутренней поверхностью в виде осесимметричного конфузора, обращенного в сторону панелей радиаторов, отличающееся тем, что каждый вентиляционный блок снабжен элементами качения, взаимодействующими с поперечной направляющей, которая установлена в верхней части охлаждающего устройства, и связанными тягой с приводом вентилятора с одним рабочим колесом, причем вентиляторные блоки установлены по обе стороны от центрального прохода в машинном отделении тепловоза. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что внутренняя поверхность воздуховода, ограничивающая контур вращения рабочего колеса вентилятора центробежного типа, выполнена по брахистохроме.