棉花打包機(jī)液壓系統(tǒng)冷卻器

■ 高興春 劉 娟 李玉強(qiáng) 馬宗烈

〔山東天鵝棉業(yè)股份有限公司，山東濟(jì)南250032〕

一、引言

棉花打包機(jī)的液壓系統(tǒng)的冷卻一般采用以下兩種方式：一種是管式水交換冷卻器，該種方式應(yīng)用較為普遍，但需要配置比較大的水池，不但占地面積大，而且存在著水池容量大、施工投資大的問(wèn)題。由于液壓系統(tǒng)的溫度比較高，因此用于冷卻的水很快達(dá)到結(jié)垢點(diǎn)，水循環(huán)系統(tǒng)部分易產(chǎn)生水垢，而影響冷卻效果和后期維護(hù)。另一種是傳統(tǒng)的風(fēng)冷系統(tǒng)，該種方式帶有散熱片裝置，但因棉花加工行業(yè)環(huán)境纖維含量大，易堵塞散熱片間間隙而影響冷卻效果，目前已經(jīng)較少采用。

針對(duì)棉花打包機(jī)液壓系統(tǒng)的冷卻裝置采用管式水交換冷卻器占地面積大且后期維護(hù)困難的問(wèn)題，以及采用風(fēng)冷系統(tǒng)易堵塞，持續(xù)性冷卻效果不好的問(wèn)題，目前還沒(méi)有很好的解決方案。

二、新型冷卻器的結(jié)構(gòu)及優(yōu)勢(shì)

鑒于以上問(wèn)題，山東天鵝棉業(yè)機(jī)械股份有限公司發(fā)明了一種風(fēng)冷結(jié)合水冷的打包機(jī)液壓系統(tǒng)冷卻裝置（結(jié)構(gòu)示意圖見(jiàn)圖1），整體占地面積小，并且可持續(xù)運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，后期維護(hù)相對(duì)簡(jiǎn)單。同時(shí)，本發(fā)明還提供了一種配有上述打包機(jī)液壓系統(tǒng)冷卻裝置的打包機(jī)。

（一）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介

本裝置主要有機(jī)器殼體、風(fēng)機(jī)、逆流導(dǎo)板、噴淋部分、測(cè)溫計(jì)、熱交換器、水泵、水箱、補(bǔ)水浮球閥門(mén)、溢流閥門(mén)、自動(dòng)補(bǔ)水口、進(jìn)風(fēng)格柵等功能部件。

這些功能部件的主要作用是：

機(jī)器殼體——主要功能部件載體，側(cè)面開(kāi)有進(jìn)風(fēng)口，上部設(shè)有出風(fēng)口；

圖1 冷卻裝置的結(jié)構(gòu)示意圖

風(fēng)機(jī)——采用機(jī)翼式風(fēng)機(jī)，直徑大、重量輕、耗能小，配置在出風(fēng)口，而構(gòu)成引風(fēng)機(jī)，風(fēng)將蛇形金屬熱交換器降溫；

逆流導(dǎo)板——熱空氣中的水和蒸發(fā)的水流經(jīng)逆流導(dǎo)板式被截留變成水珠流回水箱；

進(jìn)風(fēng)格柵——與外界進(jìn)行空氣對(duì)流，防止污染物進(jìn)入污染水源。

（二）新型冷卻器的優(yōu)勢(shì)

新型冷卻器在一個(gè)殼體內(nèi)集成風(fēng)冷和水冷兩個(gè)冷卻部分，其中水冷不同于傳統(tǒng)的基于管殼的熱交換，而是采用噴淋的方式降溫，不會(huì)出現(xiàn)管內(nèi)結(jié)垢的問(wèn)題。相對(duì)而言，水冷效率較高，風(fēng)冷效率較低，兩者配合使用整體的溫度可控性會(huì)更好?？梢赃@樣理解，對(duì)于打包機(jī)的液壓系統(tǒng)來(lái)講，其液壓油油溫也并非越低越好，在于液壓油在低溫狀態(tài)時(shí)流動(dòng)性變差，液壓系統(tǒng)的響應(yīng)速度會(huì)變慢。為此，兩個(gè)冷卻部分在開(kāi)始狀態(tài)時(shí)可以?xún)H使用風(fēng)冷，只有在液壓油油溫過(guò)高時(shí)才采用兩個(gè)冷卻部分，可控性更好。同時(shí)，對(duì)于風(fēng)冷部分，因?yàn)轱L(fēng)冷的對(duì)象是蛇管，而不是散熱翅片，通流面面積比較大，所以不容易產(chǎn)生漂浮棉纖維的堵塞問(wèn)題。

一般而言，對(duì)于風(fēng)冷式結(jié)構(gòu)，可以參見(jiàn)車(chē)輛的散熱器，其通常采用開(kāi)放式結(jié)構(gòu)，散熱器無(wú)需放置在例如殼體等這樣相對(duì)封閉的結(jié)構(gòu)內(nèi)，而盡可能地使其開(kāi)放，以減小局部環(huán)境擴(kuò)散局限性影響散熱性能。對(duì)于常規(guī)的風(fēng)冷結(jié)構(gòu)，其通常采用風(fēng)機(jī)直吹散熱器的方式，散熱器在散熱管道上設(shè)置翅片的方式以增大散熱面積，翅片間間隙相對(duì)較小，且由于風(fēng)扇直吹導(dǎo)致散熱片局部風(fēng)壓比較大，因此風(fēng)壓在各處梯度比較明顯，致使散熱器深層被堵塞。

在圖1所示的結(jié)構(gòu)中，風(fēng)機(jī)設(shè)置在出風(fēng)口側(cè)，應(yīng)采用引風(fēng)的方式，而不是送風(fēng)的方式進(jìn)行冷卻。而對(duì)于進(jìn)風(fēng)口，因其不再局限于散熱器本身的規(guī)格，進(jìn)風(fēng)口的約束條件則是殼體1的側(cè)面可利用面積，相對(duì)而言，整體的進(jìn)風(fēng)面積比較大，在出風(fēng)風(fēng)壓相對(duì)比較高的條件下，即風(fēng)量相當(dāng)?shù)臈l件下，進(jìn)風(fēng)口風(fēng)壓相對(duì)較小，而不會(huì)產(chǎn)生纖維的強(qiáng)力堵塞。此外，采用引風(fēng)而非送風(fēng)的方式，不會(huì)產(chǎn)生局部風(fēng)壓過(guò)大的問(wèn)題，進(jìn)風(fēng)格柵各處的風(fēng)壓均勻性相對(duì)比較好。例如，進(jìn)風(fēng)格柵處的風(fēng)壓較小，不容易產(chǎn)生過(guò)濾部分的深層次堵塞，其堵塞往往可以通過(guò)反吹進(jìn)行清理，可維護(hù)性比較好。

換熱器通?；诠懿牟煌譃榻饘贀Q熱器和非金屬換熱器，在新型冷卻器中，優(yōu)選導(dǎo)熱性能比較好的金屬換熱器。在圖1所示的結(jié)構(gòu)中，所采用的換熱器是由一組相互平行的直管通過(guò)180度彎管（一般簡(jiǎn)稱(chēng)U型管）順次連接而成，其主要通過(guò)延長(zhǎng)路徑的方式增加換熱面積。當(dāng)然也可以選用其他類(lèi)型的換熱器，如圓形換熱器、螺旋形換熱器。

換熱器設(shè)置在殼體內(nèi)，當(dāng)有冷卻風(fēng)通過(guò)時(shí)會(huì)帶走換熱器散發(fā)的熱量而起到風(fēng)冷作用。該種冷卻方式取決于換熱器的管長(zhǎng)和管徑所確定的換熱面積，管間用于流通冷卻風(fēng)。由于管間間隙較大，因此，在環(huán)境中漂浮的棉纖維不會(huì)造成堵塞。

圖1所示的結(jié)構(gòu)中還設(shè)有測(cè)溫裝置，可以在殼體內(nèi)溫度較高時(shí)，啟動(dòng)噴淋裝置進(jìn)行噴淋。進(jìn)風(fēng)口配有過(guò)濾裝置，如果冷卻裝置位于打包廠房外，所需要的過(guò)濾級(jí)別并不高，對(duì)風(fēng)壓的影響非常有限，主要是過(guò)濾重雜，避免污染噴淋水。

相比于傳統(tǒng)的打包機(jī)液壓系統(tǒng)冷卻裝置，本結(jié)構(gòu)采用的是復(fù)合的冷卻方式，為其配有噴淋裝置，直接對(duì)換熱器進(jìn)行噴淋，因?yàn)橛糜诶鋮s的水位于管外，所以不會(huì)引發(fā)因管內(nèi)結(jié)垢而產(chǎn)生的事故。此外，由于噴淋相對(duì)于管殼式換熱器或者浸水換熱器而言用水量相對(duì)較少，因此，在對(duì)冷卻水進(jìn)行凈化處理的條件下，成本增加有限。凈化后的水可以減少水在噴淋水箱內(nèi)的結(jié)垢，減少后期維護(hù)。

三、實(shí)施工藝流程

圖2 打包機(jī)液壓系統(tǒng)冷卻裝置安裝工藝圖

具體實(shí)施方案參照?qǐng)D2，圖中打包機(jī)配有液壓站或者其他的液壓系統(tǒng)，在工作過(guò)程中，液壓油的油溫會(huì)逐漸升高，需要對(duì)其降溫。例如，液壓站2的油箱通常具備一定的散熱能力，但其散熱不足難以滿(mǎn)足其散熱要求，往往需要配備獨(dú)立的冷卻裝置，以對(duì)其強(qiáng)制冷卻。

基于管道連接，如圖2所示，液壓站通過(guò)預(yù)埋管道與冷卻裝置匹配連接，一方面冷卻裝置不占據(jù)廠房?jī)?nèi)空間，另一方面，冷卻裝置熱量的散逸主要在廠房外，對(duì)廠房?jī)?nèi)環(huán)境影響較小。

圖2所示的熱出油管路和冷回油管路相對(duì)較長(zhǎng)，可以適配的冷卻裝置的安裝位置比較靈活，需要考慮的負(fù)面因素主要是揚(yáng)程問(wèn)題。

四、結(jié)語(yǔ)

新型冷卻裝置作為棉花打包機(jī)液壓油冷卻系統(tǒng)，是綜合了傳統(tǒng)冷卻系統(tǒng)且根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)使用工況而設(shè)計(jì)，解決了占地面積大、后期維修困難、棉絮多易堵塞等問(wèn)題，結(jié)構(gòu)不復(fù)雜，維修方便。