城際動車組變流器過濾器結構設計

張文寶

摘要：隨著我國高鐵的迅猛發展，傳統變流器過濾器越來越不能滿足現有的要求，研發了城際動車組變流器過濾器，通過結構上和性能上的改良，使之與時俱進，不僅解決動車組變流器的過濾問題，而且也產生了良好的經濟效益。

關鍵詞：動車；變流器；過濾器；結構

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措施。變流器是保證機車正常運行的重要設備，其中上面的過濾器又是保證變流器正常工作的重要部件。空氣過濾器除塵效率的高低，將直接影響到設備的使用環境，進而影響其壽命長短。因此在設備進風處安裝過濾器顯得尤為必要，特別是近幾年機車運行速度的提升、性能的改善和大量新技術的引用，傳統的簡陋通風方式越來越不能滿足機車發展的需要了，因此采用新型過濾器已成當務之急的事情。

2傳統機車用空氣過濾器存在問題

傳統機車用空氣過濾器基本上采用的是雙V形結構的人字形百葉窗加棕草墊或無紡布或不銹鋼鋼絲過濾網等，基本上過濾網的結構上從外到內有依次是30目不銹鋼絲網，碰焊網，棕網，60目不銹鋼絲網。過濾器空氣是經過人形百頁窗進入車內，隨風所帶塵埃撞擊人形百葉窗后掉落一部分，經過其后的棕草墊或無紡布或不銹鋼鋼絲濾網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，積聚在網上，這就要求過濾網要經常維修清洗，而且因為濾網形狀不規則，清洗難度大，長時間不處理會降低除塵效率，進而影響到車內的電器元件的性能和使用壽命，大大增加機車的維修和維護成本。而且因為機車車上空間和載重有一定限度，這種傳統的過濾器尺寸大，厚重，制造工藝不好，不可方便地拆卸清洗，因此對傳統過濾器進行升級改進顯得猶為必要。

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修改和實驗論證才最終設計成形的產品。之前的空氣過濾器既無圖紙也無技術支持，甚至連最基本的產品樣品也沒有，只有技術規范。安裝規范的條件復雜苛刻，技術難度相當大，而且開模費用高昂，供貨周期也得不到保證，傳統形態的又不能滿足要求，因此開發一種新型結構產品顯得迫在眉睫。

我們一直關注和設計各種過濾方式并廣泛收集資料，在給客戶交流過程中，進一步明白了性能和結構要求，在對城際動車組變流器過濾器深入設計中，憑借多年的設計經驗，深入學習，并經過各種試驗而且各種失敗，終于成功設計出一款結構合理、過濾效率好、方便維護和安全可靠的空氣過濾器。

3.1 結構特點

動車組變流器過濾器適用于城際四編組動車變流器進風口，過濾進入變流器內的冷卻空氣，防護等級達到IP33以上。其使用位置在變流器進風口處。動車組變流器過濾器具有壓損小、重量輕、結構合理、維護方便等優點。

過濾器大致是由底座、左過濾器組焊件、右過濾器組焊件、左濾網裝配件、右濾網裝配件、鎖緊機構、防松脫機構等構成，具有壓損小、重量輕、結構合理、維護方便等優點。底座是連接過濾網與變流器的部件，底座由“6”字形的鋁型材經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。其焊接標準嚴格執行EN15085標準，具有強度高重量輕的特點。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合部位用密封膠進行涂抹。底座和左右過濾器組焊件完成后最新設計可以在其上部安裝可以靈活轉動的鉸鏈，解開轉舌鎖后可以把套在左右過濾器組焊件里面的左右濾網裝配件取出來清洗，方便快捷，左右濾網裝配件是由30目不銹鋼絲網經過不銹鋼壓邊材質壓接組焊和經過數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風口上，保證內部的清潔。

3.2基本原理及性能特點

濾網由三種不同孔隙結構的網組合制成，孔隙和間隔從外到內逐級加密，；外部一級濾網（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（1層）主要攔截尺寸大于6mm以上柳絮、羽絨和塵屑；三級濾網（5層）主要攔截尺寸大于2.5mm以上柳絮、羽絨、塵屑及雨水；灰塵及雨水由復合濾網組件下部排塵孔排出。

當入口平均風速為7m/s 時，平均流量風量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周期為2周，復合濾網組件使用優質不銹鋼材料制作，可以反復清洗使用。城際動車組變流器過濾器總重量約35Kg。

使用的環境條件海拔不大于2500m，自然環境空氣溫度-40℃～+45℃，工作環境空氣溫度-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結語

該過濾器裝置結構簡單，易操作，這種結構，現在已經批量裝車使用，為我司降本增效做出了貢獻，實現空氣過濾器的批量生產。城際動車組變流器過濾器的設計和批量化的實現，不公為我司節約了大量的采購成本，也以得了良好的經濟效益，也為以后不同車型的過濾器的設計打下堅實的基礎。

參考文獻：

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