【gl系列过滤器在电力机车上的应用】 -凯发全站app

电力机车上有很多机件需要强迫通风冷却来维持它的正常工作，如牵引电机和硅机组等。机车的高速运行带动了周边的尘粒，使周围空气含尘较高，直接用这样的空气冷却牵引电机和硅机组，会影响它们的正常工作;另外，雨雪天冷却空气中含雨雪过量也会给牵引电机和硅机组的工作造成不良影响。因此，机车通风系统的入口都装有空气过滤器，用于过滤掉空气中的粉尘和雨雪，为牵引电机和硅机组提供纯净的冷却空气。       

一般来说，空气过滤器应具备的特性是:有较高的过滤效率，以提高输出空气的纯净度;同时希望空气通过过滤器时的阻力小，即初始压损低，以降低通风系统的功率损耗。但同样结构的过滤器这两者却是相互制约的，即要获得较高的过滤效率，必定会增大压损;如果要降低压损，就必须牺牲过滤效率。所以在设计过滤器时，合理的内部结构设计很重要。这一结构要求气流能尽量无障碍地通过过滤器，而气流中的粉尘和雨滴仍有足够的障碍来拦截和捕集。

1 空气过滤器在电力机车上的使用情况

我国出产的ｓｓ1、ｓｓ3型电力机车都是采用车体通风的形式。冷却空气由机车两侧的百叶窗进入车内，百叶窗由双层互扣的ｖ型栅格组成，称ｖｖ格过滤器。这种过滤器对雨雪的过滤效率还可以，但对粉尘的过滤效率就很差。尤其是ｖｖ格过滤器的阻力较大，使得进口的风速加大，对小于30微米的粉尘和细雾状雨滴根本没有过滤作用，所以ｖｖ格过滤器之后还设置了二级过滤器。这些二级过滤器一般是用化纤毡或过滤海绵做成，它们以自身的吸附能力来容纳粉尘，当粉尘吸附到额定程度会达到饱和。这时，如不及时清除化纤毡或过滤海绵内部的粉尘，不仅会堵塞风道，增加风机负荷，还会使吸附在上的粉尘随风进入车内，造成二次污染。所以定期清洗成了维护过滤器的一项重要而繁杂的工作。

对于使用车顶夹层通风的机车如ｄｊ型电力机车，它的进风口安装了用ｖｖ格百叶窗加金属网组成的过滤器。金属网的过滤效率很低，只能挡住一些纤维状的杂物，而且很容易被这些杂物堵住，需要经常进行清洗金属网、清除杂物的维护工作。这一维护工作需要拆除过滤器，而过滤器装于车顶，这个位置给它的拆装增加了难度，维护工作很不方便。

2 ｇｌ系列新型过滤器的结构与工作原理

作者对现有空气过滤器进行了系统的研究，深入分析比较了各类空气过滤器的优缺点，在此基础上提出了一种新型结构的空气过滤器———除尘百叶窗。该项研究成果已获得国家**局的实用新型**，并在国产ｓｓ9型电力机车上成功应用。现将该项研究成果及应用情况简介如下。

除尘百叶窗是一种效率很高的空气过滤器，可以作为气粒或气液分离的工具。它的外观是一种框架式金属结构件。

安装于通风系统的进口端，可充当空气过滤器，分离出空气中的粉尘粒子和雨雪液滴，达到净化室内空气的目的。如果用于处理工业烟气的排风系统、当集尘器使用，可大量收集粉尘，提高排出空气的净化度，保护环境。它是由功能部件———三排管状栅格组成的过滤元件、安装边框及储尘装置组成。改变过滤元件的组合方式、安装边框、储尘装置和外形尺寸，可以形成系列产品，所以以它为基础设计的系列产品我们都命名为ｇｌ系列过滤器。

ｇｌ系列过滤器是由三排圆管状元件交错排列而成，空气通过过滤器时，沿各管状元件间的间隙曲线流动，过滤器内部的空气通道有宽有窄，所以气流在过滤器中的速度就有低有高，粉尘(或雨滴)随气流进入过滤器时，在通道狭窄处的气流速度较高，粉尘(或雨滴)获得能量，于通道宽敞处气流速度减缓，粉尘(或雨滴)在惯性的作用下脱离气流进入集尘区，如此反复，气流中的粉尘和雨滴被分离出来。分离出来的粉尘(或雨滴)被集尘栅收集，较细的粉尘吸附在集尘栅内壁，可被雨水冲走，较粗的颗粒在自身重力的作用下，沿集尘栅排至储尘装置。

3 ｇｌ系列新型过滤器的工作特性

试验证明:ｇｌ系列过滤器具有过滤效率高，压损低的特性。在3ｍｓ的风速下，过滤大于50μｍ的粉尘，过滤效率达69%，压损才110ｐａ。而一般的钢结构过滤器(如前面提到的ｖｖ格过滤器)，在相同的条件下，过滤效率只有30%左右，而压损却达到了200ｐａ左右。这种新型过滤器的结构很好地解决了压损和过滤效率相互制约的矛盾。可以作为高效的前置过滤器来使用。ｇｌ系列过滤器的高过滤效率将大量减少二级过滤器上的积尘，延长清洗和更换周期，降低运行成本。同时还减少了二级过滤器上化纤毡或过滤海绵的用量，减少了丢弃它们所造成的环境污染，这对使用者和自然环境都是一大贡献。

下面在四个方面对ｇｌ系列过滤器的特性作一介绍。

3.1压损低，可以降低使用中的能量损耗

从图一可以看出，ｇｌ系列过滤器的气流通道是流线型的，而且没有大的转折，这样的结构使得气流在过滤器内能无阻碍通过，所以压损低。这一特性使整个通风系统的功率消耗降低，节约了能源，降低了运行成本。

3.2过滤效率高，可获得更纯净的空气

过滤元件由管状栅格组成，集尘区的空间大，可充分容纳收集的粉尘。挡尘钩的设计可阻止已进入集尘区的粉尘逃出集尘区，重新加入气流，形成二次污染。巩固了已有的过滤效率。所以ｇｌ系列过滤器的过滤效率高，能为系统提供纯度高的空气。

3.3无需维护，使用方便

ｇｌ系列过滤器的特性还表现在它的自清洁能力和灵活性上。它的自清洁能力在于捕集到的粉尘可以自动沿集尘栅的管道排除出过滤器以外。因而不要象大部分其它过滤器那样进行清灰等维护工作。无需考虑维修可简化设计，且方便使用。

3.4整体组合灵活，使产品可以适合任何安装条件

组装方式的灵活性也是该产品的重要特性。ｇｌ系列过滤器的过滤主体是如图1所示的三排过滤元件，在此基础上以不同的边框、不同的大小及组合形式形成ｇｌ系列过滤器的各种型号和规格。

它的灵活性在于:首先，过滤器的边框可以根据应用场合的安装条件，或通风系统的整体安装要求，设计成内嵌式或外凸式，外形尺寸也可以任意调整;其次，三排元件的组合可以设计成可拆分的拼装式(如图2)，或不可拆分的整体式(如图3)。这样，我们就可以根据过滤器的使用条件，设计各种规格型号的ｇｌ系列过滤器来满足安装及使用条件的要求。

4 ｇｌ系列新型过滤器的使用效果

ｇｌ系列过滤器中的首例产品———ｇｌ03型过滤器，现已成功地应用于国产ｓｓ9型电力机车。ｓｓ9型机车的通风系统是采用独立式通风冷却:由负压吸入的大气，经过滤器过滤后，由风道被直接送到需冷却的机件，如牵引电机、压缩机组等。ｓｓ9型机车是由直流电机牵引的，所以对冷却空气的纯净度要求较高。为满足这一要求，ｇｌ03型过滤器的输出端特增设了一个由过滤海绵做成的二级过滤器。而过滤海绵是需要进行清洗、更换等维护工作的，为维护方便，ｇｌ03型过滤器的外形设计成可侧边旋转打开的窗框式结构，边框的下端设计有储尘的集尘灰斗，用于收集由集尘栅沉降下来的灰尘，积下的粉尘和雨滴可于灰斗底部的开口处自动排出。

ｇｌ03型过滤器能很好地将大气中的粉尘和雨滴过滤掉，为牵引电机和压缩机组提供冷却空气，从而保证了各机件的正常工作。它在ｓｓ9型机车上的成功应用，为ｇｌ系列过滤器的推广应用打下了良好的基础。

5 ｇｌ系列新型过滤器的应用前景

我国现产的电力机车使用了三种通风方式，ｇｌ系列过滤器因其开发出来的时间短，目前只是在独立通风机车上应用，其它通风形式的机车上还没有得到应用。实际上，只要改变它的边框和个别结构，它完全可以在其它机车上应用。而且可以有很好的使用效果。

如将ｇｌ系列过滤器运用于整体通风的机车，可以提高百叶窗的过滤效率，减少进入二级过滤器的粉尘同样可以减轻它的维护工作。实验证明，ｇｌ系列过滤器对粉尘和雨雪的过滤效率都比ｖｖ格过滤器高，尤其是它的阻力小，降低了进口的风速，使细小的粉尘和细雾状雨滴有机会附着在集尘栅上被滤除，大量减少了进入二级过滤器上的粉尘，延长了维护、清洗周期。阻力降低，减轻了风机的负荷，降低了噪声，可以改善司乘人员的工作条件。

如将ｇｌ系列过滤器运用于车顶通风的机车，它内部的曲线通道可有效地挡住纤维状的杂物，后置的金属网可以去掉，再加上它的过滤效率，高阻力低，及自身的清洁能力，进风口的过滤器完全可以实现免维护。

目前，ｇｌ系列过滤器**于电力机车的通风系统作空气过滤器使用，实际上，作为空气过滤器它的应用是很广泛的:从简单的家用小型空气过滤器到高层建筑、地下街道及隧道用大型空气过滤器，其规模大小是千差万别的。ｇｌ系列过滤器的灵活性可保证它和任何通风系统都能顺利联接。可以预见，ｇｌ系列过滤器的其它型号过滤器也会象ｇｌ03型过滤器一样有良好的使用效果。