一種柴油錘的循環(huán)水冷卻系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種柴油錘，更具體地說，涉及一種用于粧基施工的一種柴油錘的循環(huán)水冷卻系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來隨著外海筑港、人工島建設(shè)、跨海大橋、石油鉆井平臺(tái)和海上風(fēng)電場等現(xiàn)代海洋工程基礎(chǔ)施工的需要，基于大噸位柴油錘具有打擊能量大、操作簡單、維護(hù)方便、作業(yè)效率高和性價(jià)比高等特點(diǎn)，仍然得到廣泛運(yùn)用。不過，隨著海洋工程項(xiàng)目的不斷推進(jìn)，對(duì)大型海上工程建設(shè)項(xiàng)目的粧基施工提出了更高的承載能力要求，粧基施工采用了粧徑更大的鋼管粧，而沉粧深度趨向更深發(fā)展，例如目前沉粧粧徑已達(dá)到Φ1.6πι、Φ1.8m、2.0πι、Φ2.2m及Φ2.5m，而沉粧深度也分別超過60m、70m、80m和100m以上，隨之柴油錘也越來越朝著大型化的方向發(fā)展，市場上對(duì)打擊能量在830kNm以上的超大噸位柴油錘的需求進(jìn)一步增加。
[0003]現(xiàn)今，風(fēng)冷式柴油打粧錘在進(jìn)行施工作業(yè)時(shí)，上活塞從起落架上脫落而自由下落，當(dāng)上活塞下落經(jīng)過下汽缸的吸排口時(shí)，開始?jí)嚎s下汽缸內(nèi)的空氣，當(dāng)上活塞頭部撞擊下活塞沖擊面并使柴油霧化飛濺到燃燒室內(nèi)，柴油錘將粧打下；燃燒室內(nèi)的油霧被點(diǎn)燃爆炸，所產(chǎn)生的爆炸力繼續(xù)將粧往下打，并使上活塞向上彈跳，然后上活塞再次下落點(diǎn)燃油霧，如此循環(huán)往復(fù)，實(shí)現(xiàn)打粧施工的作業(yè)。為了提高下氣缸的耐磨性能，延長其使用壽命，在下氣缸體內(nèi)鑲嵌有氣缸套，氣缸套鑲嵌在與散熱片位置相應(yīng)的缸孔中。
[0004]在風(fēng)冷式柴油錘在沉粧作業(yè)過程中，柴油在燃燒室內(nèi)爆炸使燃燒室外壁產(chǎn)生的溫度一般將達(dá)到300°C以上，這些熱量需要通過柴油錘的下汽缸缸體外表面向外散發(fā)。目前柴油錘的冷卻散熱結(jié)構(gòu)大多是在下汽缸的下部設(shè)有多片散熱片，下汽缸通過這些散熱片與空氣進(jìn)行對(duì)流換熱，但由于柴油錘承受著巨大的沖擊振動(dòng)，下缸體往往具有較厚的壁厚，尤其對(duì)于大型柴油錘下缸體壁厚更厚，其散熱困難，目前散熱片風(fēng)冷結(jié)構(gòu)的傳熱、散熱效果很不理想，且易受到外部條件的影響，如下汽缸周圍空氣溫度較高、風(fēng)速較小等因素，而使下汽缸熱量不能及時(shí)散去，必然使錘體溫度急驟升高導(dǎo)致諸多危害。首先，下汽缸溫度過高，會(huì)導(dǎo)致打粧錘的提前點(diǎn)火，燃油爆炸能量不能有效期地轉(zhuǎn)換為對(duì)粧的錘擊作用，使打粧錘效率大幅度下降，甚至造成無法正常工作，只得停止打粧，等待柴油錘體冷卻后再行啟運(yùn)。其次，下汽缸溫度過高，不僅會(huì)造成汽缸內(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、活塞和活塞環(huán)上，導(dǎo)致氣缸、活塞和活塞環(huán)的氣蝕，加劇其腐蝕性損壞，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成汽缸、活塞和活塞環(huán)的局部熔化和拉傷，甚至形成咬缸，嚴(yán)重影響柴油錘的使用壽命，影響粧基工程的施工進(jìn)度和作業(yè)效率。尤其是在粧錘噸位的提高、粧直徑和長度的不斷增大情況下，每根粧連續(xù)錘擊次數(shù)的增多，汽缸內(nèi)溫度升高更快，更加劇汽缸、活塞和活塞環(huán)的損壞幾率。這樣，風(fēng)冷式柴油錘已難以滿足現(xiàn)代海洋工程基礎(chǔ)施工的使用要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種能使柴油錘有效冷卻、充分散熱、提高工作可靠性和延長使用壽命的一種柴油錘的循環(huán)水冷卻系統(tǒng)
本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
一種柴油錘的循環(huán)水冷卻系統(tǒng)，其中，柴油錘包括氣缸、上活塞、位于氣缸內(nèi)腔下部的下活塞、燃燒室和吸排氣孔；循環(huán)水冷卻系統(tǒng)包括:
進(jìn)水管路，包括水栗、一頭連接水栗出口端的進(jìn)水管，順序安裝在進(jìn)水管上的單向節(jié)流閥、壓力表和進(jìn)水溫度傳感器；
出水管路，包括出水管和順序安裝在出水管上的第一溫度傳感器(32)、熱交換器和第二溫度傳感器；
貯水箱，其與出水管的一頭連接，以及具有顯示器的可編程控制器；
其特征在于:
所述柴油錘的氣缸的外壁上設(shè)有環(huán)形水腔；所述環(huán)形水腔下部和上部分別設(shè)有進(jìn)水口和出水口，它們分別與進(jìn)水管路進(jìn)水管的另一頭和出水管路出水管的另一頭連接；所述環(huán)形水腔內(nèi)部設(shè)有多個(gè)導(dǎo)流葉片，它們呈發(fā)射狀圍繞環(huán)形水腔布置在其內(nèi)壁的圓周面上，便于從進(jìn)水口進(jìn)來的冷卻水在環(huán)形水腔內(nèi)形成流動(dòng)的水流，并促使環(huán)形水腔內(nèi)的高溫?zé)崴?jīng)出水口、出水管流回貯水箱；
所述水栗吸口端置于貯水箱的水液面下，其供水量是在壓力表和進(jìn)水溫度傳感器的信息反饋下通過調(diào)節(jié)單向節(jié)流閥來控制從貯水箱栗入進(jìn)水管內(nèi)水的流量，進(jìn)而達(dá)到調(diào)節(jié)進(jìn)水管和出水管內(nèi)水流的溫差；
所述第一溫度傳感器和第二溫度傳感器通過控制線將采集到的實(shí)時(shí)溫度值顯示在可編程控制器的顯示器上，以作為調(diào)節(jié)環(huán)形水腔內(nèi)水流實(shí)際溫度的目的。
[0006]本發(fā)明可以是，所述熱交換器采用多組熱交換器串聯(lián)而成，對(duì)柴油錘的環(huán)形水腔內(nèi)的高溫?zé)崴M(jìn)行多級(jí)冷卻，以達(dá)到設(shè)定的循環(huán)水溫度值。
[0007]本發(fā)明還可以是，所述進(jìn)水管和出水管采用耐高溫、耐高壓材質(zhì)制成。
[0008]本發(fā)明還可以是，所述環(huán)形水腔設(shè)置在位于吸排氣孔的下方的柴油錘的燃燒室相對(duì)的氣缸部分的外壁上。
【附圖說明】
[0009]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明柴油錘的循環(huán)水冷卻系統(tǒng)作進(jìn)一步描述:
圖1為本發(fā)明柴油錘的循環(huán)水冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為圖1中繞氣缸外壁的環(huán)形水腔的結(jié)構(gòu)剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]如圖1和2所示，一種柴油錘的循環(huán)水冷卻系統(tǒng)，其中，柴油錘2包括氣缸21、上活塞22、位于氣缸21內(nèi)腔下部的下活塞23、燃燒室24和吸排氣孔25 ;循環(huán)水冷卻系統(tǒng)包括:進(jìn)水管路1，包括水栗11、單向節(jié)流閥12、壓力表13、進(jìn)水溫度傳感器14及進(jìn)水管15，這里，單向節(jié)流閥12、壓力表13和進(jìn)水溫度傳感器14是從右到左順序安裝在進(jìn)水管15上的，且進(jìn)水管15—頭連接水栗11的出口端；出水管路3，包括出水管31、第一溫度傳感器32、熱交換器33和第二溫度傳感器34，這里，第一溫度傳感器32、熱交換器33和第二溫度傳感器34是從右到左順序安裝在出水管31上的；貯水箱4，其與出水管31的一頭連接和具有顯示器的可編程控制器；
所述柴油錘2的氣缸21的外壁上設(shè)有環(huán)形水腔211，或者，該環(huán)形水腔211設(shè)置在位于吸排氣孔25的下方的柴油錘2的燃燒室24相對(duì)的氣缸21部分的外壁上；所述環(huán)形水腔211下部和上部分別設(shè)有進(jìn)水口 2111和出水口 2112，它們分別通過接頭與進(jìn)水管路1的進(jìn)水管15的另一頭和出水管路3的出水管31的另一頭連接；所述環(huán)形水腔211內(nèi)部設(shè)有多個(gè)導(dǎo)流葉片2113，它們呈發(fā)射狀圍繞環(huán)形水腔211布置在其內(nèi)壁的圓周面2114上，便于從進(jìn)水口 2111進(jìn)來的冷卻水在環(huán)形水腔211內(nèi)形成流動(dòng)的水流，并促使環(huán)形水腔211內(nèi)的高溫?zé)崴?jīng)出水口 2112、出水管路3流回貯水箱4 ;所述進(jìn)水管路1的水栗11吸口端置于貯水箱4的水液面下，水栗11的出口端通過進(jìn)水管15與單向節(jié)流閥12的一端連接，通過調(diào)節(jié)單向節(jié)流閥12來控制進(jìn)水管15內(nèi)水的流量，進(jìn)而達(dá)到調(diào)節(jié)進(jìn)水管15和出水管31內(nèi)水流的溫差。同時(shí)，由于所述出水管路3的出水管31的一端通過接頭連接到環(huán)形水腔211的出水口 2112 ;所述熱交換器33的進(jìn)口端與出水管31之間設(shè)有第一溫度傳感器32 ;所述熱交換器33的出口端與出水管31之間設(shè)有第二溫度傳感器34 ;所述出水管31的另一端通過接頭連接到貯水箱4 ;因此所述第一溫度傳感器32和第二溫度傳感器34通過可編程控制器的控制線將采集到的實(shí)時(shí)溫度值顯示在顯示器上，以作為調(diào)節(jié)環(huán)形水腔211內(nèi)的水流實(shí)際溫度的目的；所述熱交換器33采用多組熱交換器串聯(lián)而成，對(duì)柴油錘2的環(huán)形水腔211內(nèi)的高溫?zé)崴M(jìn)行多級(jí)冷卻，以達(dá)到設(shè)定的循環(huán)水溫度值；所述進(jìn)水管15和出水管31采用耐高溫、耐高壓材質(zhì)制成。
[0011]本發(fā)明能有效降低柴油錘的燃燒室溫度，確保柴油錘得到有效冷卻和充分散熱，提高工作可靠性和延長使用壽命，從而進(jìn)一步提高大型粧基工程的施工效率。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種柴油錘的循環(huán)水冷卻系統(tǒng)，其中，柴油錘包括氣缸(21)、上活塞(22)、位于氣缸(21)內(nèi)腔下部的下活塞(23)、燃燒室(24)和吸排氣孔(25);循環(huán)水冷卻系統(tǒng)包括: 進(jìn)水管路(1 )，包括水栗(11 )、一頭連接水栗(11)出口端的進(jìn)水管(15 )，順序安裝在進(jìn)水管(15 )上的單向節(jié)流閥(12 )、壓力表(13 )和進(jìn)水溫度傳感器(14); 出水管路(3)，包括出水管(31)和順序安裝在出水管(31)上的第一溫度傳感器(32)、熱交換器(33)和第二溫度傳感器(34); 貯水箱(4)，其與出水管(31)的一頭連接，以及具有顯示器的可編程控制器； 其特征在于: 所述柴油錘(2)的氣缸(21)的外壁上設(shè)有環(huán)形水腔(211);所述環(huán)形水腔(211)下部和上部分別設(shè)有進(jìn)水口(2111)和出水口(2112)，它們分別與進(jìn)水管路進(jìn)水管(15)的另一頭和出水管路出水管(31)的另一頭連接；所述環(huán)形水腔(211)內(nèi)部設(shè)有多個(gè)導(dǎo)流葉片(2113)，它們呈發(fā)射狀圍繞環(huán)形水腔(211)布置在其內(nèi)壁的圓周面(2114)上，便于從進(jìn)水口(2111)進(jìn)來的冷卻水在環(huán)形水腔(211)內(nèi)形成流動(dòng)的水流，并促使環(huán)形水腔(211)內(nèi)的高溫?zé)崴?jīng)出水口(2112)、出水管(31)流回貯水箱(4)； 所述水栗(11)吸口端置于貯水箱(4)的水液面下，其供水量是在壓力表(13)和進(jìn)水溫度傳感器(14)的信息反饋下通過調(diào)節(jié)單向節(jié)流閥(12)來控制從貯水箱(4)栗入進(jìn)水管(15)內(nèi)水的流量，進(jìn)而達(dá)到調(diào)節(jié)進(jìn)水管(15)和出水管(31)內(nèi)水流的溫差； 所述第一溫度傳感器(32)和第二溫度傳感器(34)通過控制線將采集到的實(shí)時(shí)溫度值顯示在可編程控制器的顯示器上，以作為調(diào)節(jié)環(huán)形水腔(211)內(nèi)水流實(shí)際溫度的目的。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種柴油錘的循環(huán)水冷卻系統(tǒng)，其特征在于所述熱交換器(33)采用多組熱交換器串聯(lián)而成，對(duì)柴油錘(2)的環(huán)形水腔(211)內(nèi)的高溫?zé)崴M(jìn)行多級(jí)冷卻，以達(dá)到設(shè)定的循環(huán)水溫度值。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種柴油錘的循環(huán)水冷卻系統(tǒng)，其特征在于所述進(jìn)水管(15)和出水管(31)采用耐高溫、耐高壓材質(zhì)制成。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種柴油錘的循環(huán)水冷卻系統(tǒng)，其特征在于所述環(huán)形水腔(211)設(shè)置在位于吸排氣孔(25)的下方的柴油錘(2)的燃燒室(24)相對(duì)的氣缸(21)部分的外壁上。
【專利摘要】一種柴油錘的循環(huán)水冷卻系統(tǒng)，包括含水泵、單向節(jié)流閥、壓力表、進(jìn)水溫度傳感器及進(jìn)水管。進(jìn)水管路，含氣缸、上活塞、燃燒室和吸排氣孔柴油錘，含出水管、第一溫度傳感器、熱交換器、第二溫度傳感器的出水管路，貯水箱和顯示器，所述氣缸的外壁上設(shè)有環(huán)形水腔，其下部和上部分別設(shè)有進(jìn)水口和出水口；所述環(huán)形水腔內(nèi)部設(shè)有多個(gè)導(dǎo)流葉片，它們呈發(fā)射狀圍繞環(huán)形水腔布置在其內(nèi)壁的圓周面上；所述熱交換器采用多組熱交換器串聯(lián)而成，對(duì)環(huán)形水腔內(nèi)的高溫?zé)崴M(jìn)行多級(jí)冷卻，以達(dá)到設(shè)定的循環(huán)水溫度值。本發(fā)明能有效改善柴油錘燃燒室的散熱和冷卻條件，進(jìn)一步提高工作可靠性和延長使用壽命。
【IPC分類】E02D7/12, E02D7/14
【公開號(hào)】CN105274990
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510787639
【發(fā)明人】劉玉霞, 陶雷, 陳文瀾
【申請(qǐng)人】上海工程機(jī)械廠有限公司
【公開日】2016年1月27日
【申請(qǐng)日】2015年11月17日