本發(fā)明涉及流體機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種自適應(yīng)集流器及離心風(fēng)機(jī)。

背景技術(shù)：

由于各個(gè)地區(qū)的大氣壓不同，并且同一地點(diǎn)在不同季節(jié)的環(huán)境溫度也是不同的，而機(jī)車或動(dòng)車組需要適應(yīng)上述不同的大氣壓和環(huán)境溫度等條件，來(lái)保證在不同地區(qū)和天氣條件下都能夠運(yùn)行。對(duì)于機(jī)車或動(dòng)車組，其上配備了多種具備不同功能的設(shè)備，例如牽引電機(jī)、牽引變壓器、牽引變流器和輔助變流器等，這些設(shè)備在工作時(shí)會(huì)伴隨有大量熱量產(chǎn)生，因此需要配備相應(yīng)的冷卻系統(tǒng)對(duì)設(shè)備進(jìn)行冷卻。在機(jī)車或動(dòng)車組配備的冷卻系統(tǒng)中，均配有用于給冷卻液降溫的風(fēng)機(jī)，在這些風(fēng)機(jī)中，離心式風(fēng)機(jī)占據(jù)較多的比例。

為了確保機(jī)車或動(dòng)車組在不同應(yīng)用環(huán)境和條件下的冷卻，須按照極端地區(qū)和極端天氣條件進(jìn)行設(shè)計(jì)，并保留一定的裕度；例如一列動(dòng)車組需要在中國(guó)中西部運(yùn)行，則該動(dòng)車組的冷卻設(shè)備需要按照極端條件即最高海拔地區(qū)和最高海拔位置的最高環(huán)境溫度來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，以確保動(dòng)車組在極端條件下也能夠正常運(yùn)行。在被冷卻設(shè)備或冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)已定的前提下，風(fēng)機(jī)提供的空氣冷卻能力主要與空氣質(zhì)量流量、空氣溫度相關(guān)，具體地，空氣質(zhì)量流量越大、空氣溫度越低，則冷卻能力越大。在最高海拔地區(qū)，平均大氣壓力最低、空氣密度小，因此達(dá)到相同冷卻效果需要更大的空氣體積流量。相似地，在最高溫度環(huán)境下，由于空氣冷卻能力下降，也需要更多的空氣才能滿足冷卻需要。相反，在平原地區(qū)、低溫環(huán)境下，只需要提供小得多的體積流量的空氣便能滿足冷卻需要。

目前，機(jī)車或動(dòng)車組上使用的離心風(fēng)機(jī)一般都是由異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，其轉(zhuǎn)速是固定的即配套好的風(fēng)機(jī)流量基本不變。在高海拔高溫情況下，空氣密度最低、風(fēng)機(jī)風(fēng)壓最低、耗功最小，因此需要的異步電動(dòng)機(jī)功率相對(duì)較小。但是，若該風(fēng)機(jī)在平原地區(qū)運(yùn)行，則需要大得多的功率；例如一款風(fēng)機(jī)在海拔3640m、環(huán)境溫度為31.2℃下的功率只有在海拔0m、環(huán)境溫度為-25℃下的功率的52％；這種情況將造成雙方面的浪費(fèi)：一方面，為了確保異步電動(dòng)機(jī)工作可靠，需要按照平原地區(qū)和低溫環(huán)境進(jìn)行功率匹配，造成電動(dòng)機(jī)功率的閑置浪費(fèi)，電動(dòng)機(jī)重量超重，減少了車輛運(yùn)載能力；另一方面，車輛在平原地區(qū)和低溫環(huán)境下運(yùn)行時(shí)，不需要那么多的冷卻空氣，造成能源超額浪費(fèi)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)以上問(wèn)題的提出，而研制一種能夠隨運(yùn)行條件和環(huán)境的變化而自動(dòng)調(diào)節(jié)的自適應(yīng)集流器，同時(shí)還提供了具備所述自適應(yīng)集流器的離心風(fēng)機(jī)。

本發(fā)明的技術(shù)手段如下：

一種自適應(yīng)集流器，包括：

布置成導(dǎo)流通道的多個(gè)扇塊；

與各所述扇塊相連接的扇塊驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；

多個(gè)分別活動(dòng)連接在各所述扇塊上的轉(zhuǎn)軸；所述扇塊在所述扇塊驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的帶動(dòng)下，能夠繞該扇塊所連接的轉(zhuǎn)軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；

進(jìn)一步地，所述扇塊驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括：多個(gè)分別與各扇塊相連接的第一齒輪、與所述第一齒輪相連接的齒輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；

進(jìn)一步地，所述齒輪驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)包括：步進(jìn)電機(jī)、與所述步進(jìn)電機(jī)相連接的第二齒輪、由所述第二齒輪驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)盤、置于所述轉(zhuǎn)盤上的多個(gè)搖臂、以及多個(gè)與各搖臂分別連接的驅(qū)動(dòng)桿；每一驅(qū)動(dòng)桿對(duì)應(yīng)連接一第一齒輪；

進(jìn)一步地，所述扇塊上設(shè)置有2個(gè)用于供所述轉(zhuǎn)軸通過(guò)的圓環(huán)；

另外，所述集流器還包括置于所述導(dǎo)流通道外側(cè)的集流器外殼；所述集流器外殼上設(shè)置有均勻分布的多個(gè)支撐架，各轉(zhuǎn)軸分別安裝在各支撐架上開(kāi)設(shè)的光孔內(nèi)；

進(jìn)一步地，所述集流器外殼與多個(gè)扇塊之間設(shè)置有密封圈；

進(jìn)一步地，所述控制模塊通過(guò)調(diào)節(jié)所述扇塊的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來(lái)改變所述集流器的進(jìn)氣面積；

另外，所述集流器還包括：

用于檢測(cè)環(huán)境大氣壓力的壓力檢測(cè)模塊；

用于檢測(cè)環(huán)境溫度的溫度檢測(cè)模塊；

與所述壓力檢測(cè)模塊、溫度檢測(cè)模塊、扇塊驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)相連接的控制模塊；所述控制模塊根據(jù)檢測(cè)到的環(huán)境大氣壓力和環(huán)境溫度通過(guò)扇塊驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)控制所述扇塊的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

一種離心風(fēng)機(jī)，具有上述任一項(xiàng)所述的自適應(yīng)集流器。

由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明提供的自適應(yīng)集流器及離心風(fēng)機(jī)，所述集流器通過(guò)多個(gè)扇塊相互配合形成導(dǎo)流通道，通過(guò)控制所述扇塊繞轉(zhuǎn)軸進(jìn)行往返旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)集流器進(jìn)氣面積的調(diào)整，從而達(dá)到調(diào)節(jié)空氣流量的目的，當(dāng)集流器為離心風(fēng)機(jī)的組成部分時(shí)，使得風(fēng)機(jī)在不同條件下具有不同的體積流量，避免電動(dòng)機(jī)功率的閑置浪費(fèi)和能源浪費(fèi)。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明所述集流器的端面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明所述集流器的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是圖2的B部分的局部放大示意圖；

圖4是本發(fā)明所述集流器的端面部分結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明所述集流器的側(cè)視示意圖；

圖6是本發(fā)明所述扇塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是本發(fā)明所述集流器外殼的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是現(xiàn)有技術(shù)中集流器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1、導(dǎo)流通道，2、扇塊，3、轉(zhuǎn)軸，4、第一齒輪，5、步進(jìn)電機(jī)，6、第二齒輪，7、轉(zhuǎn)盤，8、搖臂，9、驅(qū)動(dòng)桿，10、圓環(huán)，11、集流器外殼，12、支撐架，13、光孔，14、筒體，15、支撐環(huán)，16、齒牙，17、密封圈。

具體實(shí)施方式

如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6和圖7所示的一種自適應(yīng)集流器，包括：布置成導(dǎo)流通道1的多個(gè)扇塊2；與各所述扇塊2相連接的扇塊驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；多個(gè)分別活動(dòng)連接在各所述扇塊2上的轉(zhuǎn)軸3；所述扇塊2在所述扇塊驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的帶動(dòng)下，能夠繞該扇塊2所連接的轉(zhuǎn)軸3進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；進(jìn)一步地，所述扇塊驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括：多個(gè)分別與各扇塊2相連接的第一齒輪4、與所述第一齒輪4相連接的齒輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；進(jìn)一步地，所述齒輪驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)包括：步進(jìn)電機(jī)5、與所述步進(jìn)電機(jī)5相連接的第二齒輪6、由所述第二齒輪6驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)盤7、置于所述轉(zhuǎn)盤7上的多個(gè)搖臂8、以及多個(gè)與各搖臂8分別連接的驅(qū)動(dòng)桿9；每一驅(qū)動(dòng)桿9對(duì)應(yīng)連接一第一齒輪4；進(jìn)一步地，所述扇塊2上設(shè)置有2個(gè)用于供所述轉(zhuǎn)軸3通過(guò)的圓環(huán)10；另外，所述集流器還包括置于所述導(dǎo)流通道1外側(cè)的集流器外殼11；所述集流器外殼11上設(shè)置有均勻分布的多個(gè)支撐架12，各轉(zhuǎn)軸3分別安裝在各支撐架12上開(kāi)設(shè)的光孔13內(nèi)；進(jìn)一步地，所述集流器外殼11與多個(gè)扇塊2之間設(shè)置有密封圈17；進(jìn)一步地，所述控制模塊通過(guò)調(diào)節(jié)所述扇塊2的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來(lái)改變所述集流器的進(jìn)氣面積；另外，所述集流器還包括：用于檢測(cè)環(huán)境大氣壓力的壓力檢測(cè)模塊；用于檢測(cè)環(huán)境溫度的溫度檢測(cè)模塊；與所述壓力檢測(cè)模塊、溫度檢測(cè)模塊、扇塊驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)相連接的控制模塊；所述控制模塊根據(jù)檢測(cè)到的環(huán)境大氣壓力和環(huán)境溫度通過(guò)扇塊驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)控制所述扇塊2的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；實(shí)際應(yīng)用時(shí)，所述控制模塊可以根據(jù)檢測(cè)到的環(huán)境大氣壓力和環(huán)境溫度確定需求的空氣流量，并確定與所述空氣流量相對(duì)應(yīng)的集流器進(jìn)氣面積，進(jìn)而根據(jù)所述集流器進(jìn)氣面積來(lái)調(diào)節(jié)扇塊2的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

一種離心風(fēng)機(jī)，具有上述任一項(xiàng)所述的自適應(yīng)集流器。

圖8示出了現(xiàn)有技術(shù)中集流器的結(jié)構(gòu)示意圖，本發(fā)明采用各扇塊2組成可調(diào)的導(dǎo)流通道1，以替代現(xiàn)有技術(shù)中集流器所具有的固定通道；所述第一齒輪4可以采用柱形齒輪，該第一齒輪4驅(qū)動(dòng)扇塊2繞轉(zhuǎn)軸3旋轉(zhuǎn)；第一齒輪4可以直接焊接在所述扇塊2上，其位于扇塊2與集流器外殼11之間；多個(gè)與各搖臂8分別連接的驅(qū)動(dòng)桿9分別對(duì)應(yīng)連接一第一齒輪4，具體地，所述驅(qū)動(dòng)桿9一端與置于扇塊2與集流器外殼11之間的第一齒輪4相連接，另一端穿過(guò)所述集流器外殼11并與所述搖臂8相連接；所述驅(qū)動(dòng)桿9上具備與所述第一齒輪4相配合的齒；所述扇塊2上設(shè)置有2個(gè)用于供所述轉(zhuǎn)軸3通過(guò)的圓環(huán)10，該圓環(huán)10用于給所述轉(zhuǎn)軸3提供安裝孔，以便所述扇塊2能夠繞所述轉(zhuǎn)軸3旋轉(zhuǎn)，具體地，所述圓環(huán)10可以設(shè)置在所述扇塊2頂部外側(cè)；所述壓力檢測(cè)模塊采用壓力傳感器；所述溫度檢測(cè)模塊采用溫度傳感器；所述密封圈17采用海綿橡膠圈，該密封圈17可以在現(xiàn)場(chǎng)時(shí)粘連在多個(gè)扇塊2和集流器外殼11之間，通過(guò)密封圈17的密封作用，能夠避免大量空氣從扇塊2的外圈進(jìn)入扇塊2與集流器外殼11之間的空腔后再流入風(fēng)機(jī)，以嚴(yán)重影響風(fēng)量調(diào)節(jié)效果的問(wèn)題；所述集流器外殼11包括置于導(dǎo)流通道1外側(cè)的筒體14和位于筒體14頂端的支撐環(huán)15；多個(gè)支撐架12均勻分布在所述支撐環(huán)15上；為了實(shí)現(xiàn)扇塊驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和扇塊2頂端的容納，所述支撐環(huán)15位于所述扇塊2頂端下方；集流器外殼11主要起密封作用，能夠避免各扇塊2之間的間隙、以及因轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)致的扇塊2與葉輪間產(chǎn)生的間隙泄露；所述控制模塊可以采用PC控制板，通過(guò)控制步進(jìn)電機(jī)5，使連接在步進(jìn)電機(jī)5上的第二齒輪6按照順時(shí)針或逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，第二齒輪6再驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤7，具體地，第二齒輪6與設(shè)置在轉(zhuǎn)盤7上的齒牙16相嚙合連接，進(jìn)而轉(zhuǎn)盤7通過(guò)各搖臂8分別實(shí)現(xiàn)對(duì)各驅(qū)動(dòng)桿9的動(dòng)作控制；所述控制模塊與扇塊驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)相連接，具體地，所述控制模塊與步進(jìn)電機(jī)5相連接；本發(fā)明提供的自適應(yīng)集流器及離心風(fēng)機(jī)，所述集流器通過(guò)多個(gè)扇塊2相互配合形成可調(diào)導(dǎo)流通道1，通過(guò)控制所述扇塊2繞轉(zhuǎn)軸3進(jìn)行往返旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)集流器進(jìn)氣面積和通流面積的調(diào)整，從而達(dá)到調(diào)節(jié)空氣流量的目的，當(dāng)集流器為離心風(fēng)機(jī)的組成部分時(shí)，使得風(fēng)機(jī)在不同條件下具有不同的體積流量，避免電動(dòng)機(jī)功率的閑置浪費(fèi)和能源浪費(fèi)。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，通過(guò)本發(fā)明自適應(yīng)集流器，可以根據(jù)車輛可能遇到的各種地區(qū)條件和天氣條件進(jìn)行冷卻空氣需求計(jì)算和分檔，然后把不同檔的空氣流量轉(zhuǎn)化為不同檔的集流器進(jìn)氣面積和通流面積，通過(guò)調(diào)節(jié)集流器來(lái)控制進(jìn)氣面積，使離心風(fēng)機(jī)在不同環(huán)境條件下具有不同的體積流量，降低浪費(fèi)，在分檔后，不同檔電機(jī)功率不一樣(理論上，分無(wú)窮多檔后，該電機(jī)功率將相同)，需要按照最大功率選配電機(jī)(最大功率應(yīng)出現(xiàn)在最低海拔地區(qū)的最低環(huán)境溫度一檔，該最大功率遠(yuǎn)低于現(xiàn)有技術(shù)中集流器技術(shù)方案的電機(jī)功率)。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。