液壓傳動潛水推流器主副油箱的設計與應用

萬慶 林娟 呂郝融

摘要：為進一步優化本單位設計的液壓傳動潛水推流器的結構，本文對液壓傳動潛水推流器的結構進行了優化計算。優化后液壓系統有主副兩個油箱，在結構上不僅能使整個液壓系統結構更加緊湊，降低液壓系統整體帶來的噪音，更加環保。減免冷卻風扇維修成本的同時也使整個系統運行更加安全穩定。

關鍵詞：液壓傳動 ?潛水推流器 ?主副油箱 ?設計

引言

潛水推流器是一種重要的污水處理設備，被廣泛地應用于污水處理工藝中。本單位設計的這種液壓傳動潛水推流器，采用的是液壓傳動系統作為潛水推流器的驅動動力，具有低轉速大扭矩的特點。它不僅降低了傳統電機驅動帶來的水下電氣故障率，也提高了后級減速齒輪的使用壽命。但現有這種液壓傳動系統中液壓站的體積比較大，冷卻風扇產生的噪音也較大;冷卻風扇在使用過程中會出現各種問題，如果長時間不清洗散熱鋁片，會極大的降低風扇的冷卻作用，維護周期短，維護人力成本高。一旦冷卻風扇出現故障，液壓油溫會不斷累計升高，致使液壓油變質，影響整個系統的正常運行，嚴重的話還會引起安全生產事故。因此，在現有液壓傳動潛水推流器結構設計的基礎上，利用污水換熱的優勢，對液壓系統結構進行了優化，現有液壓傳動潛水推流

器結構如圖1所示。

1 液壓系統主副油箱設計

1.1 液壓系統主副油箱設計的目的

本文提出的液壓系統主副油箱的設計，是基于潛水推流器工作于水下，利用污水自身資源，將整根懸臂導桿看成一個副油箱，利用污水換熱，計算污水能否將整個液壓系統功率損耗轉化的熱量吸收，實現污水散熱代替冷卻風扇散熱，以縮減液壓站體積，使整個液壓站結構更加緊湊，進而使整個系統的運行更加安全穩定。

1.2液壓油與導桿（副油箱）壁的表面傳熱系數

液壓油經過導桿在污水中換熱如圖2所示。

由于污水的熱容量很大，導桿壁溫度可以維持恒定。實測本單位生物池污水溫度

t污水=28℃，即假定導桿外壁溫度為污水溫度tw=t污水=28℃。系統達到平衡時液壓油的回油溫度為50℃，冷卻后的溫度為45.7℃。

假定進入導桿的液壓油溫度tf’=50℃，流出導桿的溫度tf”=45.7℃。查資料得液壓站的流量輸出q=40L/min;28℃時液壓油的運動粘度υ=86.26mm2/s，密度ρ=872.2kg/m3。

則液壓油的定性溫度tf =（tf’+tf”）/2=（50+45.7）/2=47.85℃。液壓油的物性參數：

λ=0.11kcal/（m·h·℃） = 0.11×1.163=0.128 W/（m·℃），υ=32.69mm2/s，ρ=858.5kg/m3，Cp=481.2kcal/（kg·℃）=481.2×4.1868=2014.69J/（kg·℃）。

導桿為100×100×6（mm）的方管，總長4m。

1.3液壓系統達到熱平衡時的換熱面積

根據實際工況，整個系統的效率為83%，將17%的功率損耗全部看成是發熱功率。液壓系統電機功率為5.5kW，則發熱功率=5.5×17%=0.935kW。

要使液壓系統維持平衡，則需換熱量等于發熱功率。

在污水下液壓油通過導桿的對流換熱量：

而實際導桿在水下的換熱面積A實=0.1×0.1×4×4=1.6 m2。

則系統達到平衡時的換熱面積A=1.53m2

2 結語

通過計算可知，在實際工況中，可以通過污水換熱實現整個液壓系統的平衡，即將懸臂導桿內充滿液壓油，看成是液壓系統的一個副油箱。利用污水散熱替代冷卻風扇散熱，減少了液壓站的體積，使整個液壓站結構更加緊湊，噪音降低。減免了冷卻風扇維護成本的同時也避免了在實際生產中因冷卻風扇故障引起的系列問題，更好地保障了生產運行的安全穩定。

參考文獻

[1]陶文銓.傳熱學[M].西安：西北工業大學出版社，2006.12.

[2]萬慶，楊侃，陸世強等.液壓傳動潛水推流器的設計與應用[J].給水排水，2019，45（8）：50-53.

作者簡介：萬慶，1964年10月，男，江西贛州人，桂林市排水工程管理處，副主任，副高級工程師，大學本科，

林娟，1983年11月 女，桂林全州人，桂林市排水工程管理處。工程師，碩士研究生

呂郝融，1994年5月，男，江蘇南京人，桂林市排水工程管理處。助理工程師。大學本科