发明内容

本发明的目的在于提供一种具有良好降温功能的轨道交通牵引变压器散热装置，以防止牵引变压器温度过高引起的车辆火灾等险情。

为达到上述目的，本发明的基础方案如下：

一种轨道交通牵引变压器散热装置，包括外壳、散热机构、冷却机构、温控机构和位于所述外壳内的变压器主体，所述外壳呈封闭的箱体；

所述散热机构包括设置于所述外壳外部的抽风机，外壳的顶板上设置将外壳内腔与所述抽风机连通的排风孔，所述外壳的底板内设置将外壳内腔与外壳外部空间连通的进气道，所述冷却机构包括制冷机；

所述温控机构包括第一弹簧、第一气管、第二气管、第一气筒、第一导热片、三角斜块和流量调节阀，所述第一气筒呈两端封闭的筒状结构固定连接于所述外壳的上表面，所述三角斜块滑设于所述外壳上表面，水平设置的第一气筒内滑动连接活塞，所述活塞上设置一端与活塞连接另一端沿第一气筒的轴线伸出第一气筒外与所述三角斜块的大端连接的第一推杆，所述第一弹簧的一端与活塞固定连接，第一弹簧的另一端与第一气筒靠近三角斜块的一端固定连接；

所述第一导热片的一端位于所述活塞与所述第一气筒远离所述三角斜块的一端形成的封闭腔内，第一导热片的另一端伸进所述外壳内与所述变压器主体接触；

所述流量调节阀包括阀体、第二弹簧和第二推杆，所述阀体呈竖直设置的两端封闭的筒体，阀体通过支架与外壳固定连接，阀体内滑动连接滑柱，所述第二推杆竖直设置，第二推杆的上端与所述滑柱固定连接，第二推杆的下端伸出阀体外与所述三角斜块的斜面接触，第二推杆与所述阀体密封滑动连接，所述第二弹簧的上端与阀体的上底部连接，第二弹簧的下端与滑柱的上端面连接，所述第一气管的一端与所述阀体的底部内腔连通，第一气管的另一端与所述外壳的内腔连通，阀体的中部侧壁设置将阀体的内外空间连通的冷气进口，所述第二气管的一端与阀体侧壁上的冷气进口连通，第二气管的另一端与所述制冷机的冷气出口连通。

本发明基础方案的原理和有益效果在于：

抽风机运行对外壳内腔抽气以对变压器主体进行风冷散热，抽风机抽气时外壳外部空气由进气道进入外壳内，当变压器主体的温度不高时，第一气筒内的导热片的温度也不高，封闭腔里的气压不足以克服第一弹簧的弹力推动活塞移动并使第二推杆带动滑柱向上移动，这时滑柱将冷气进口封堵住，冷气不能由第二气管进入滑柱下方的阀体内腔并经由第一气管进入外壳内腔。

当变压器主体发热增大风冷不能使变压器主体温度下降时，变压器主体温度升高，位于第一气筒内的第一导热片的温度将同步升高使第一气筒的封闭腔内的气体温度升高气压增大，封闭腔内增大的气压推动活塞克服第一弹簧的弹力推动第一推杆向靠近三角斜块方向移动，在三角斜块的斜面作用下第二推杆克服第二弹簧的弹力带动滑柱向上移动，滑柱向上移动使得滑柱与冷气进口错开一定面积进而使第二气管与滑柱下方的阀体内腔连通，这时冷气由第二气管进入滑柱下方的阀体内腔并经由第一气管进入外壳内腔内对变压器主体进行冷气降温。

当变压器主体的温度越高，封闭腔的气压也越高进而三角斜块移动的距离也越大，使得第二推杆向上移动的距离也越大，滑柱与冷气进口错开的面积也越大，单位时间内由第二气管进入外壳内腔的冷气流量也越大，对变压器主体的降温效果也越强。

当经冷气降温使变压器主体的温度下降到达一定范围时，第一导热片的温度跟随下降封闭腔内的气压减小，在第一弹簧的弹力下活塞向远离三角斜块方向移动，第二推杆与滑柱向下移动使滑柱将冷气进口封堵住，冷气无法进入外壳内腔内，变压器主体继续单纯进行风冷散热降温。

与现有技术相比，本基础方案的有益效果在于：

1.本基础方案通过温控机构来切换风冷降温和冷气降温的方式对变压器主体进行散热降温，在变压器主体发热量不大时进行风冷降温，在变压器主体发热量较大时进行冷气降温，由于风冷降温时抽风机消耗的电能远小于制冷机制冷时消耗的电能，与单纯采用风冷降温方式相比，本基础方案提高了降温效率，与单纯采用冷气降温相比，本基础方案的风冷与冷气结合的降温方式节约了能源。

2.本基础方案可以根据变压器主体温度的高低来调节进入外壳内腔的冷气流量的大小，合理利用冷气资源，进一步节约制冷能耗。

进一步，所述温控机构还包括第二气筒、第二导热片、第三气管，所述第二气筒呈两端封闭的筒状结构固定连接于所述外壳的外表面，所述第二导热片的一端位于所述第二气筒内，第二导热片的另一端伸进所述外壳内与所述变压器主体接触；

所述外壳的顶板内水平设置与所述排风孔交叉的滑道，所述滑道内滑动连接滑板，所述外壳的顶板内还水平设置一端与所述滑道连通的横向气道，横向气道的另一端通过所述第三气管与所述第二气筒的内腔连通，第三气管上设置仅许气流由第二气筒流向横向气道的第一单向阀，第二气筒上设置仅许气流由第二气筒外部流向第二气筒内腔的第二单向阀，滑道内设置第三弹簧，所述第三弹簧的一端与所述滑板固定连接，第三弹簧的另一端与滑道靠近所述横向气道的一端固定连接，所述外壳的顶板内竖直设置将所述外壳的顶板贯穿并与所述横向气道交叉的竖向通孔；

所述三角斜块上竖直设置将三角斜块贯穿的竖向通槽，所述第二推杆的下端穿过所述竖向通槽伸入所述竖向通孔里，第二推杆与所述竖向通孔密封滑动连接，第二推杆上水平设置与所述三角斜块的斜面接触的横杆；

外壳的顶板内竖直设置将所述滑道与所述外壳的内部空间连通的锥孔，外壳内水平设置连接板，所述连接板的一端竖直设置与所述锥孔配合的锥形塞，连接板的另一端竖直设置插柱，所述插柱的上端伸入所述竖向通孔内与所述第二推杆的下端接触，插柱与竖向通孔密封滑动连接，连接板上竖直设置第四弹簧，所述第四弹簧的上端与所述外壳的顶板的下表面固定连接，第四弹簧的下端与所述连接板固定连接。

当变压器主体温度不高时，第一气筒里封闭腔里的气压增大幅度不大，因为有第一弹簧的弹力阻拦，活塞向靠近三角斜块方向滑动的距离很小，此时第二推杆的下端仍位于横向气道下方的竖向通孔里使得第二推杆将横向气道封堵隔断，使得第二气筒的内腔与滑道隔离开使第二气筒内腔的空气无法进入滑道内，这时插柱在第二推杆下端的挤压下克服第四弹簧的弹力带动连接板和锥形塞下移使锥形塞与锥孔之间产生间隙。

当变压器主体温度升高时，第一气筒内的封闭腔与第二气筒内腔的温度升高气压增大，第一气筒内封闭腔的气压迫使活塞克服第一弹簧的弹力推动三角斜块移动使第二推杆带动滑柱向上移动，当第二推杆向上移动时，在第四弹簧的弹力下插柱带动连接板和锥形塞向上移动使锥形塞与锥孔贴合将锥孔封堵。

当随温度升高滑柱向上移动到与冷气进口错开使第二气管的冷气进入外壳内腔里时，第二推杆的下端向上移动到使横向气道导通，第一气筒内的高压气体通过横向气道进入滑道里使滑块向远离横向气道方向移动将排风孔封堵住，这样可以防止刚进入外壳内腔的冷气被抽风机抽离外壳内腔，以便使冷气与变压器主体充分进行热交换使变压器主体降温，经热交换后的冷气由进气道排出外壳外部，第一单向阀防止横向气道里的气体流进第二气筒内，有利于使滑板持续保持对排风孔的封堵。

当变压器主体的温度降低后，第一气筒内的封闭腔和第二气筒内腔的气压降低，在第一弹簧的弹力下三角斜块向靠近第一气筒方向移动，使得在第二弹簧的弹力下第二推杆向下移动将横向气道再次隔断，并使第二推杆的下端向下挤压插柱使插柱向下移动进一步使锥形塞与锥孔产生间隙，滑道里的气体经由该间隙向滑道外部流出使滑道里的气压减小，在第三弹簧的弹力下滑板向靠近横向气道方向移动时排风孔导通，抽风机继续对变压器主体进行风冷散热。

当第二气筒的内腔气压降低后，第二单向阀打开使第二气筒外部空间的气体进入第二气筒内。

本优化方案在对外壳内腔通入冷气时关闭了排风孔，以防止刚通入外壳内腔的冷气被抽风机抽离到外壳外部，起到延长了冷气在外壳内的停留时间使冷气与变压器主体进行充分热交换，提高冷气利用率和冷却效率。

进一步，为了减小三角斜块的斜面与横杆的摩擦力，所述横杆横向贯穿所述第二推杆并与所述第二推杆固定连接，横杆的两端转动连接滚轮，所述滚轮与所述直角三角斜块的斜面滚动连接。

进一步，所述三角斜块为直角三角斜块，所述直角三角斜块的一直角面与所述外壳的上表面接触，直角三角斜块的另一直角面靠近所述第一气筒，直角三角斜块的斜面沿所述气筒的轴线向远离所述气筒的方向向下倾斜。

进一步，为了及时反馈变压器主体各部位的温度，在所述变压器主体上包裹集热片，所述第一导热片和所述第二导热片位于所述外壳内的一端均与所述集热片接触。

进一步，所述进气道包括进气主道和将进气主道与外壳内腔连通的多个进气支道，多个所述进气支道均布在所述变压器主体周围，进气支道的出气口指向所述变压器主体，抽风机抽风时，外壳外部空气经进气主道分散到各进气支道对变压器主体全方位吹气散热，提高风冷降温效果。

进一步，为了防止当滑板将排风孔封堵时第二气筒内腔的气压继续升高造成第二气筒爆裂，在所述第二气筒上设置用于对第二气筒内腔泄压的安全阀。

进一步，所述第一推杆伸出第一气筒外的一端设置外螺纹，直角三角斜块靠近所述第一气筒的端面对应设置与第一推杆上外螺纹配合的内螺纹，所述直角三角斜块与所述第一推杆螺纹连接，可以通过调节直角三角斜块与第一推杆的旋合长度来调整所述第二推杆伸出阀体外的长度，进一步达到调整冷气通入外壳内腔时变压器主体的温度。

进一步，为了真实反映变压器主体的温度，使变压器主体上的温度与第一气筒内的第一导热片和第二气筒内的第二导热片的温度相近，在位于第一气筒外的第一导热片和位于第二气筒外的第二导热片上均包覆保温层，所述第一气筒的外表面和所述第二气筒的外表面均包覆保温层。