筒錘隨行循環(huán)水冷卻系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種筒錘隨行循環(huán)水冷卻系統(tǒng)，包括下氣缸體以及固定連接于下氣缸體上的水腔外壁，下氣缸體和水腔外壁之間形成冷卻水腔，冷卻水腔的出水口和進(jìn)水口之間通過冷卻水管串聯(lián)有冷卻水箱和循環(huán)泵組，該循環(huán)泵組與控制器電連接；所述冷卻水腔的出水口連通有壓力傳感器和溫度傳感器，該壓力傳感器和溫度傳感器分別與控制器電連接。所述冷卻水管至少有一段為軟水管。該循環(huán)水冷卻系統(tǒng)通過冷卻水的水腔外循環(huán)，實現(xiàn)筒錘下氣缸熱量的快速散發(fā)，從而有效控制下氣缸溫升，使筒錘實現(xiàn)大噸位持續(xù)工作。
【專利說明】
筒錘隨行循環(huán)水冷卻系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及用于粧基工程的筒式柴油打粧錘，尤其涉及筒式柴油打粧錘下氣缸的冷卻系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]筒式柴油打粧錘是利用燃油能量向上推動上活塞往復(fù)運動產(chǎn)生沖擊，進(jìn)行錘擊打粧的，它以其沖擊力大，工作效率高、可靠性強(qiáng)，操作維修方便等優(yōu)點而廣泛應(yīng)用于海洋工程、跨海大橋、石油鉆井平臺及海上風(fēng)電場等基礎(chǔ)施工中。
[0003]筒式柴油打粧錘在錘擊打粧過程中，燃油燃燒爆炸所產(chǎn)生的大量熱量，需要通過打粧錘的下氣缸體表面向外散發(fā)，否則下氣缸熱量不能及時散去，必然使錘體溫度急劇升高而導(dǎo)致嚴(yán)重危害。首先下汽缸溫度過高，會導(dǎo)致打粧錘的提前點火，上活塞與下活塞不能相撞，燃油爆炸能量也不能有效期地轉(zhuǎn)換為對粧的沖擊作用，使打粧效率大幅度下降，甚至造成無法正常工作。同時下氣缸溫度過高，不僅會造成氣缸內(nèi)壁與活塞間的摩擦狀態(tài)變差，而且缸體材料強(qiáng)度降低，塑性增大，磨損加劇，爆炸所產(chǎn)生的高溫高壓氣體作用于氣缸、活塞壁上，導(dǎo)致氣缸、活塞的氣蝕，加劇其腐蝕性損壞，嚴(yán)重時會造成氣缸、活塞的局部熔化和拉傷，甚至形成咬缸，嚴(yán)重影響打粧錘的使用壽命。
[0004]隨著海洋工程、海上風(fēng)電、深水港碼頭、跨海大橋等大型工程項目的開工建設(shè)，粧體直徑、深度及其承載能力均向著大型化方向發(fā)展。打粧錘的規(guī)格噸位和打擊力也相應(yīng)地有著極大的提高，而且每根粧連續(xù)錘擊次數(shù)也必然增多。其在打粧過程中會產(chǎn)生巨大的熱量，僅依靠下氣缸體上的散熱片與空氣進(jìn)行對流換熱，顯然是不能滿足打粧錘的散熱效果的；因此人們開始嘗試采用鋼制的焊接水箱結(jié)構(gòu)，但這種結(jié)構(gòu)的水套殼體、吸排氣口等處連接焊縫在連續(xù)高溫和沖擊振動的作用下，焊縫很快就會因高溫和振動疲勞而開裂，使冷卻水泄漏而喪失水冷效果，同時開裂焊縫還會使水液沿吸排氣口、注油口等處焊縫流入下氣缸體內(nèi)。
[0005]為此，本
【申請人】申請了“帶有凸筋水腔的整體式下氣缸及其筒式柴油打粧錘”(專利申請?zhí)?01410416982.2)，它實現(xiàn)了水腔外殼與缸體的無焊縫連接，有效解決了冷卻水腔泄漏和脫焊問題，并增強(qiáng)了下氣缸體的剛度和強(qiáng)度，但這種水腔仍不能改變水腔容量和散熱效率，在大噸位且在近萬次的連續(xù)工作狀況下，水腔中的冷卻水會被加熱沸騰而很快蒸發(fā)而無法及時補(bǔ)充冷卻水，冷卻水蒸發(fā)后的水腔反而會阻礙下氣缸的散熱。因此，大型筒式柴油打粧在工作過程中的快速冷卻已成為困擾業(yè)界的一道難題。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]針對現(xiàn)有技術(shù)所存在的足，本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種散熱迅速可靠，能有效控制氣缸溫升的筒錘隨行循環(huán)水冷卻系統(tǒng)。
[0007]為了解決上述問題，本實用新型的筒錘隨行循環(huán)水冷卻系統(tǒng)，包括下氣缸體以及固定連接于下氣缸體上的水腔外壁，下氣缸體和水腔外壁之間形成冷卻水腔，冷卻水腔的出水口和進(jìn)水口之間通過冷卻水管串聯(lián)有冷卻水箱和循環(huán)栗組，該循環(huán)栗組與控制器電連接;所述冷卻水腔的出水口連通有壓力傳感器和溫度傳感器，該壓力傳感器和溫度傳感器分別與控制器電連接。
[0008]在上述結(jié)構(gòu)中，由于冷卻水腔的出水口和進(jìn)水之間通過冷卻水管串聯(lián)有冷卻水箱和循環(huán)栗組，該結(jié)構(gòu)通過循環(huán)栗組將下氣缸缸體表面熱量隨冷卻水不斷地從冷卻水腔栗入冷卻水箱，經(jīng)冷卻的冷卻水再被重新送至冷卻水腔吸收下氣缸缸體熱量，打粧錘工作時冷卻水腔中的冷卻水總是不斷循環(huán)地將燃燒爆炸產(chǎn)生的熱量栗至冷卻水箱進(jìn)行冷卻，一方面這種循環(huán)冷卻水能迅速及時地帶走氣缸體的大量熱量，提高了氣缸體的換熱效率，另一方面由于蒸發(fā)散熱集中發(fā)生于位于地面的冷卻水箱中，并可隨時向冷卻水箱補(bǔ)充冷卻水，使得處于粧頂且打擊位置不斷變化的下氣缸體上的冷卻水腔中總是充滿冷卻水，而不形成脫水干燒，因此這種循環(huán)冷卻結(jié)構(gòu)不僅能可靠地控制打粧錘氣缸的溫升，保證打粧錘的正常點火和穩(wěn)定工作，而且能保證打粧錘在各種施工環(huán)境中長期連續(xù)工作。還由于循環(huán)栗組與控制器電連接，控制器又與壓力傳感器和溫度傳感器電連接，這樣整個冷卻系統(tǒng)可以根據(jù)筒錘的實際打擊高度和實際缸體溫度，來適時地調(diào)節(jié)和控制冷卻系統(tǒng)中循環(huán)冷卻水揚程高度和循環(huán)流量，當(dāng)筒錘位于粧頂高度較高時，其冷卻系統(tǒng)中水栗的栗出壓力較大，隨著筒錘標(biāo)高的下降水栗栗出壓力也隨之下降；當(dāng)筒錘打擊力加大和打擊時間延長時，冷卻系統(tǒng)中水栗的栗出水流量隨之增加，以增強(qiáng)冷卻系統(tǒng)的散熱速度，因此在該冷卻系統(tǒng)中能夠智能地根據(jù)筒錘高度和氣缸溫升來調(diào)節(jié)氣缸缸體溫度，確保筒錘持續(xù)高效工作，并且有效地降低打粧錘的故障率，延長其使用壽命。
[0009]本實用新型的進(jìn)一步實施方式，所述冷卻水管至少有一段為軟水管。由于在實際使用中，筒錘總是位于粧頂上部，其工作位置會隨著粧的沉入深度而不斷變化其實際高度，柔性冷卻水管保證了對筒錘的跟隨循環(huán)冷卻，也便于對循環(huán)水栗系統(tǒng)進(jìn)行操作控制。
[0010]本實用新型的一優(yōu)選實施方式，所述循環(huán)栗組為一臺水栗。采用一臺水栗結(jié)構(gòu)較為簡單。
[0011]本實用新型的又一優(yōu)選實施方式，所述循環(huán)栗組包括兩臺相互并聯(lián)的水栗，每臺水栗均與控制器相電連接。該結(jié)構(gòu)能保證足夠冷卻水流量，從而適應(yīng)長時間連續(xù)工作筒錘大流量冷卻水的要求。
[0012]本實用新型的另一優(yōu)選實施方式，所述循環(huán)栗組包括至少兩臺相互串聯(lián)的水栗，每臺水栗均與控制器相電連接。該結(jié)構(gòu)有效保證循環(huán)冷卻水具有足夠的揚程，從而適應(yīng)筒錘高位打擊的循環(huán)冷卻需要。
[0013]本實用新型再一優(yōu)選實施方式，所述循環(huán)栗組包括有三臺水栗，其中兩臺水栗相互串聯(lián)后再與另一臺水栗并聯(lián)，每臺水栗均與控制器相電連接。該結(jié)構(gòu)可以適應(yīng)于筒錘不同工作溫度和工作高度的冷卻要求。
[0014]本實用新型還一優(yōu)選實施方式，所述循環(huán)栗組包括有至少兩列相互并聯(lián)的水栗，每列水栗至少包括兩臺相互串聯(lián)的水栗，每臺水栗均與控制器相電連接。該結(jié)構(gòu)既能保證足夠循環(huán)冷卻水流量，又能保證足夠的循環(huán)冷卻水揚程。
[0015]本實用新型的進(jìn)一步實施方式，所述冷卻水箱中設(shè)置有制冷裝置。制冷裝置的設(shè)置使整個制冷系統(tǒng)具有更好的冷卻效果。
【附圖說明】
[0016]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型筒錘隨行循環(huán)水冷卻系統(tǒng)作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0017]圖1是本實用新型筒錘隨行循環(huán)水冷卻系統(tǒng)一種【具體實施方式】的結(jié)構(gòu)框圖；
[0018]圖2是本實用新型筒錘隨行循環(huán)水冷卻系統(tǒng)另一種【具體實施方式】的結(jié)構(gòu)框圖；
[0019]圖3是本實用新型筒錘隨行循環(huán)水冷卻系統(tǒng)又一種【具體實施方式】的結(jié)構(gòu)框圖；
[0020]圖4是本實用新型筒錘隨行循環(huán)水冷卻系統(tǒng)再一種【具體實施方式】的結(jié)構(gòu)框圖；
[0021]圖5是本實用新型筒錘隨行循環(huán)水冷卻系統(tǒng)還一種【具體實施方式】的結(jié)構(gòu)框圖。
[0022]圖中，I一冷卻水箱、2—壓力傳感器、3—溫度傳感器、4一控制器、5—循環(huán)栗組、6—進(jìn)水口、7—下氣缸體、8—出水口、9一冷卻水腔、10—水腔外壁、11一散熱片、12—冷卻水管、13—制冷裝置。
【具體實施方式】
[0023]實施例1
[0024]在圖1所示的筒錘隨行循環(huán)水冷卻系統(tǒng)中，下氣缸體7呈筒狀結(jié)構(gòu)，在下氣缸體7外側(cè)套裝有水腔外壁10;下氣缸體7與水腔外壁10之間形成封閉的冷卻水腔9，在水腔外壁10上設(shè)置有用于循環(huán)冷卻水進(jìn)出的進(jìn)水口 6和出水口 8，該進(jìn)水口 6和出水口 8與冷卻水腔9相連通。在冷卻水腔9的進(jìn)水口 6和出口水8之間通過冷卻水管12串聯(lián)有冷卻水箱I和循環(huán)栗組
5。本實施例中，循環(huán)栗組5僅包括有一臺水栗，該水栗為離心栗，冷卻水管12為常見的能夠耐壓的軟水管。
[0025]工作時，懸吊于粧架上的筒式柴油打粧錘位于粧頂部，筒錘的打擊行程與粧的沉入深度相應(yīng)，如粧的打擊沉入深度為10m時，筒錘的打擊行程在10m以上;冷卻水箱1、循環(huán)栗組5及包括有控制器4、溫度傳感器3、壓力傳感器2的控制裝置等則安裝于地面操控區(qū)，冷卻水管12跟隨于筒錘上。
[0026]組成循環(huán)栗組5的每一臺水栗均分別與控制器4相電連接;壓力傳感器2和溫度傳感器3與冷卻水腔9相連通，也可以是直接安裝于冷卻水腔9的出水口 8處，以便感知冷卻水腔9出水口 8處的水壓和水溫，壓力傳感器2和溫度傳感器3分別與控制器4電連接，控制器4采用PLC控制器或者繼電器控制電路，壓力傳感器2和溫度傳感器3均采用市場上常用產(chǎn)品。壓力傳感器2和溫度傳感器3將循環(huán)水溫和壓力轉(zhuǎn)換為電信號傳送至控制器4，控制器4再根據(jù)循環(huán)水溫度和壓力控制水栗的開和關(guān)，或者水栗栗出水的流量和速度。
[0027]實施例2:
[0028]如圖2所示，本實例除循環(huán)栗組與上述實施例不同外，其余相同。在本實施例中循環(huán)栗組5包括有兩臺相互并聯(lián)的水栗，根據(jù)出水口處的水溫和水壓，兩臺水栗可同時工作，或任一臺單獨工作，還可以是交替工作。
[0029]實施例3:
[0030]如圖3所示，本實施例除循環(huán)栗組與實施例1不同外，其余相同。本實施例中循環(huán)栗組包括三臺相互串聯(lián)的水栗，每臺水栗均與控制器4相電連接。同理本實施例串聯(lián)的水栗數(shù)量并不限定于3臺，還可以是2臺、4臺或更多臺，即串聯(lián)的水栗數(shù)量至少為2臺。
[0031]實施例4:
[0032]如圖4所示，本實施例除循環(huán)栗組與實施例1不同外，其余相同。本實施例中循環(huán)栗組5包括有三臺水栗，其中兩臺水栗串聯(lián)后，再與另一臺水栗并聯(lián)。通過控制器控制各水栗的開和關(guān)，更加便于實現(xiàn)不同的循環(huán)冷卻水壓和溫度。
[0033]實施例5:
[0034]如圖5所示，本實施例除循環(huán)栗組與實施例1不同外，其余相同。本實施例中循環(huán)栗組5包括有四臺水栗，該四臺水栗分為相互并聯(lián)的兩列，每列包括有兩臺相互串聯(lián)的水栗。同樣地，第列水栗并不僅限于串聯(lián)兩臺水栗，但至少為2臺，還可以是3臺、4臺或更多臺。在本實施例中冷卻水箱I中置有制冷裝置13，該制冷裝置13為制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)器。
[0035]在上述的實施例中，水栗既可以是離心栗等葉片式栗，也可以是齒輪栗等容積式栗。栗與進(jìn)水口間的連接通過軟水管連接，出水口與冷卻水箱之間也通過軟水管連接，而栗與冷卻水箱之間的連接既可以是軟水管，也可以采用鋼管等硬水管，但連通冷卻水腔9、栗和冷卻水箱I的冷卻水管至少有一段為軟水管，以便對筒錘冷卻水腔跟隨供水和回水。
【主權(quán)項】
1.一種筒錘隨行循環(huán)水冷卻系統(tǒng)，包括下氣缸體(7)以及固定連接于下氣缸體(7)上的水腔外壁(10 )，下氣缸體(7 )和水腔外壁(1 )之間形成冷卻水腔(9 )，其特征在于:冷卻水腔(9 )的出水口( 8 )和進(jìn)水口( 6 )之間通過冷卻水管(12 )串聯(lián)有冷卻水箱(I)和循環(huán)栗組(5 )，該循環(huán)栗組(5)與控制器(4)電連接;所述冷卻水腔(9)的出水口(8)連通有壓力傳感器(2)和溫度傳感器(3)，該壓力傳感器(2)和溫度傳感器(3)分別與控制器(4)電連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的筒錘隨行循環(huán)水冷卻系統(tǒng)，其特征在于:所述冷卻水管(12)至少有一段為軟水管。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的筒錘隨行循環(huán)水冷卻系統(tǒng)，其特征在于:所述循環(huán)栗組(5)為一臺水栗。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的筒錘隨行循環(huán)水冷卻系統(tǒng)，其特征在于:所述循環(huán)栗組(5)包括兩臺相互并聯(lián)的水栗，每臺水栗均與控制器(4)相電連接。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的筒錘隨行循環(huán)水冷卻系統(tǒng)，其特征在于:所述循環(huán)栗組(5)包括至少兩臺相互串聯(lián)的水栗，每臺水栗均與控制器(4)相電連接。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的筒錘隨行循環(huán)水冷卻系統(tǒng)，其特征在于:所述循環(huán)栗組(5)包括有三臺水栗，其中兩臺水栗相互串聯(lián)后再與另一臺水栗并聯(lián)，每臺水栗均與控制器(4)相電連接。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的筒錘隨行循環(huán)水冷卻系統(tǒng)，其特征在于:所述循環(huán)栗組(5)包括有至少兩列相互并聯(lián)的水栗，每列水栗至少包括兩臺相互串聯(lián)的水栗，每臺水栗均與控制器(4)相電連接。8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項所述的筒錘隨行循環(huán)水冷卻系統(tǒng)，其特征在于:所述冷卻水箱(I)中設(shè)置有制冷裝置(13)。9.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項所述的筒錘隨行循環(huán)水冷卻系統(tǒng)，其特征在于:所述循環(huán)栗組(5)的水栗為葉片式水栗或容積式水栗。10.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項所述的筒錘隨行循環(huán)水冷卻系統(tǒng)，其特征在于:所述控制器(4)為PLC控制器或繼電器控制電路。
【文檔編號】E02D7/12GK205502011SQ201620166420
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年3月5日
【發(fā)明人】許向華, 張靜, 許清
【申請人】江蘇巨威機(jī)械有限公司