一种柴油锤的循环水冷却系统技术方案

一种柴油锤的循环水冷却系统，包括含水泵、单向节流阀、压力表、进水温度传感器及进水管。进水管路，含气缸、上活塞、燃烧室和吸排气孔柴油锤，含出水管、第一温度传感器、热交换器、第二温度传感器的出水管路，贮水箱和显示器，所述气缸的外壁上设有环形水腔，其下部和上部分别设有进水口和出水口；所述环形水腔内部设有多个导流叶片，它们呈发射状围绕环形水腔布置在其内壁的圆周面上；所述热交换器采用多组热交换器串联而成，对环形水腔内的高温热水进行多级冷却，以达到设定的循环水温度值。本发明专利技术能有效改善柴油锤燃烧室的散热和冷却条件，进一步提高工作可靠性和延长使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种柴油锤的循环水冷却系统
本专利技术涉及一种柴油锤，更具体地说，涉及一种用于桩基施工的一种柴油锤的循环水冷却系统。
技术介绍
近年来随着外海筑港、人工岛建设、跨海大桥、石油钻井平台和海上风电场等现代海洋工程基础施工的需要，基于大吨位柴油锤具有打击能量大、操作简单、维护方便、作业效率高和性价比高等特点，仍然得到广泛运用。不过，随着海洋工程项目的不断推进，对大型海上工程建设项目的桩基施工提出了更高的承载能力要求，桩基施工采用了桩径更大的钢管桩，而沉桩深度趋向更深发展，例如目前沉桩桩径已达到Φ1.6m、Φ1.8m、2.0m、Φ2.2m及Φ2.5m，而沉桩深度也分别超过60m、70m、80m和100m以上，随之柴油锤也越来越朝着大型化的方向发展，市场上对打击能量在830kNm以上的超大吨位柴油锤的需求进一步增加。现今，风冷式柴油打桩锤在进行施工作业时，上活塞从起落架上脱落而自由下落，当上活塞下落经过下汽缸的吸排口时，开始压缩下汽缸内的空气，当上活塞头部撞击下活塞冲击面并使柴油雾化飞溅到燃烧室内，柴油锤将桩打下；燃烧室内的油雾被点燃爆炸，所产生的爆炸力继续将桩往下打，并使上活塞向上弹跳，然后上活塞再次下落点燃油雾，如此循环往复，实现打桩施工的作业。为了提高下气缸的耐磨性能，延长其使用寿命，在下气缸体内镶嵌有气缸套，气缸套镶嵌在与散热片位置相应的缸孔中。在风冷式柴油锤在沉桩作业过程中，柴油在燃烧室内爆炸使燃烧室外壁产生的温度一般将达到300℃以上，这些热量需要通过柴油锤的下汽缸缸体外表面向外散发。目前柴油锤的冷却散热结构大多是在下汽缸的下部设有多片散热片，下汽缸通过这些散热片与空气进行对流换热，但由于柴油锤承受着巨大的冲击振动，下缸体往往具有较厚的壁厚，尤其对于大型柴油锤下缸体壁厚更厚，其散热困难，目前散热片风冷结构的传热、散热效果很不理想，且易受到外部条件的影响，如下汽缸周围空气温度较高、风速较小等因素，而使下汽缸热量不能及时散去，必然使锤体温度急骤升高导致诸多危害。首先，下汽缸温度过高，会导致打桩锤的提前点火，燃油爆炸能量不能有效期地转换为对桩的锤击作用，使打桩锤效率大幅度下降，甚至造成无法正常工作，只得停止打桩，等待柴油锤体冷却后再行启运。其次，下汽缸温度过高，不仅会造成汽缸内壁与活塞间的摩擦状态变差，而且缸体材料强度降低，塑性增大，磨损加剧，爆炸所产生的高温高压气体作用于气缸、活塞和活塞环上，导致气缸、活塞和活塞环的气蚀，加剧其腐蚀性损坏，严重时会造成汽缸、活塞和活塞环的局部熔化和拉伤，甚至形成咬缸，严重影响柴油锤的使用寿命，影响桩基工程的施工进度和作业效率。尤其是在桩锤吨位的提高、桩直径和长度的不断增大情况下，每根桩连续锤击次数的增多，汽缸内温度升高更快，更加剧汽缸、活塞和活塞环的损坏几率。这样，风冷式柴油锤已难以满足现代海洋工程基础施工的使用要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于根据现有技术中存在的不足，提供一种能使柴油锤有效冷却、充分散热、提高工作可靠性和延长使用寿命的一种柴油锤的循环水冷却系统本专利技术通过以下技术方案来实现：一种柴油锤的循环水冷却系统，其中，柴油锤包括气缸、上活塞、位于气缸内腔下部的下活塞、燃烧室和吸排气孔；循环水冷却系统包括：进水管路，包括水泵、一头连接水泵出口端的进水管，顺序安装在进水管上的单向节流阀、压力表和进水温度传感器；出水管路，包括出水管和顺序安装在出水管上的第一温度传感器（32）、热交换器和第二温度传感器；贮水箱，其与出水管的一头连接，以及具有显示器的可编程控制器；其特征在于：所述柴油锤的气缸的外壁上设有环形水腔；所述环形水腔下部和上部分别设有进水口和出水口，它们分别与进水管路进水管的另一头和出水管路出水管的另一头连接；所述环形水腔内部设有多个导流叶片，它们呈发射状围绕环形水腔布置在其内壁的圆周面上，便于从进水口进来的冷却水在环形水腔内形成流动的水流，并促使环形水腔内的高温热水经出水口、出水管流回贮水箱；所述水泵吸口端置于贮水箱的水液面下，其供水量是在压力表和进水温度传感器的信息反馈下通过调节单向节流阀来控制从贮水箱泵入进水管内水的流量，进而达到调节进水管和出水管内水流的温差；所述第一温度传感器和第二温度传感器通过控制线将采集到的实时温度值显示在可编程控制器的显示器上，以作为调节环形水腔内水流实际温度的目的。本专利技术可以是，所述热交换器采用多组热交换器串联而成，对柴油锤的环形水腔内的高温热水进行多级冷却，以达到设定的循环水温度值。本专利技术还可以是，所述进水管和出水管采用耐高温、耐高压材质制成。本专利技术还可以是，所述环形水腔设置在位于吸排气孔的下方的柴油锤的燃烧室相对的气缸部分的外壁上。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术柴油锤的循环水冷却系统作进一步描述：图1为本专利技术柴油锤的循环水冷却系统结构示意图；图2为图1中绕气缸外壁的环形水腔的结构剖视图。具体实施方式如图1和2所示，一种柴油锤的循环水冷却系统，其中，柴油锤2包括气缸21、上活塞22、位于气缸21内腔下部的下活塞23、燃烧室24和吸排气孔25；循环水冷却系统包括进水管路1、出水管路3、贮水箱4以及具有显示器的可编程控：进水管路1包括水泵11、单向节流阀12、压力表13、进水温度传感器14及进水管15，这里，单向节流阀12、压力表13和进水温度传感器14是从右到左或从水泵11一侧顺序安装在进水管15上的，且进水管15一头连接水泵11的出口端；出水管路3包括出水管31、，出水管的一头与贮水箱4连接，第一温度传感器32、热交换器33和第二温度传感器34，这里，第一温度传感器32、热交换器33和第二温度传感器34是从右到左或从贮水箱4一侧顺序安装在出水管31上的；所述柴油锤2的气缸21的外壁上设有环形水腔211，或者，该环形水腔211设置在位于吸排气孔25的下方的柴油锤2的燃烧室24相对的气缸21部分的外壁上；所述环形水腔211下部和上部分别设有进水口2111和出水口2112，它们分别通过接头与进水管路1的进水管15的另一头和出水管路3的出水管31的另一头连接；所述环形水腔211内部设有多个导流叶片2113，它们呈发射状围绕环形水腔211布置在其内壁的圆周面2114上，便于从进水口2111进来的冷却水在环形水腔211内形成流动的水流，并促使环形水腔211内的高温热水经出水口2112、出水管路3流回贮水箱4；所述进水管路1的水泵11吸口端置于贮水箱4的水液面下，水泵11的出口端通过进水管15与单向节流阀12的一端连接，通过调节单向节流阀12来控制进水管15内水的流量，进而达到调节进水管15和出水管31内水流的温差。同时，由于所述出水管路3的出水管31的一端通过接头连接到环形水腔211的出水口2112；所述热交换器33的进口端与出水管31之间设有第一温度传感器32；所述热交换器33的出口端与出水管31之间设有第二温度传感器34；所述出水管31的另一端通过接头连接到贮水箱4；因此所述第一温度传感器32和第二温度传感器34通过可编程控制器的控制线将采集到的实时温度值显示在显示器上，以作为调节环形水腔211内的水流实际温度的目的；所述热交换器33采用多组热交换器串联而成，对柴油锤2的环形水腔211内的高温热水进行多级冷却，以达到设本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柴油锤的循环水冷却系统，其中，柴油锤包括气缸（21）、上活塞（22）、位于气缸（21）内腔下部的下活塞（23）、燃烧室（24）和吸排气孔（25）；循环水冷却系统包括：进水管路（1），包括水泵（11）、一头连接水泵（11）出口端的进水管（15），顺序安装在进水管（15）上的单向节流阀（12）、压力表（13）和进水温度传感器（14）； 出水管路（3），包括出水管（31）和顺序安装在出水管（31）上的第一温度传感器（32）、热交换器（33）和第二温度传感器（34）；贮水箱（4），其与出水管（31）的一头连接，以及具有显示器的可编程控制器；其特征在于：所述柴油锤（2）的气缸（21）的外壁上设有环形水腔（211）；所述环形水腔（211）下部和上部分别设有进水口（2111）和出水口（2112），它们分别与进水管路进水管（15）的另一头和出水管路出水管（31）的另一头连接；所述环形水腔（211）内部设有多个导流叶片（2113），它们呈发射状围绕环形水腔（211）布置在其内壁的圆周面（2114）上，便于从进水口（2111）进来的冷却水在环形水腔（211）内形成流动的水流，并促使环形水腔（211）内的高温热水经出水口（2112）、出水管（31）流回贮水箱（4）；所述水泵（11）吸口端置于贮水箱（4）的水液面下，其供水量是在压力表（13）和进水温度传感器（14）的信息反馈下通过调节单向节流阀（12）来控制从贮水箱（4）泵入进水管（15）内水的流量，进而达到调节进水管（15）和出水管（31）内水流的温差； 所述第一温度传感器（32）和第二温度传感器（34）通过控制线将采集到的实时温度值显示在可编程控制器的显示器上，以作为调节环形水腔（211）内水流实际温度的目的。...

【技术特征摘要】
1.一种柴油锤的循环水冷却系统，其中，柴油锤包括气缸（21）、上活塞（22）、位于气缸（21）内腔下部的下活塞（23）、燃烧室（24）和吸排气孔（25）；循环水冷却系统包括进水管路（1）、出水管路（3）、贮水箱（4）以及具有显示器的可编程控制器：其中，进水管路（1）包括水泵（11）、一头连接水泵（11）出口端的进水管（15），从水泵（11）一侧顺序安装在进水管（15）上的单向节流阀（12）、压力表（13）和进水温度传感器（14）；出水管路（3）包括出水管（31），该出水管的一头与贮水箱（4）连接，和从贮水箱（4）一侧顺序安装在出水管（31）上的第一温度传感器（32）、热交换器（33）和第二温度传感器（34）；其特征在于：所述柴油锤（2）的气缸（21）的外壁上设有环形水腔（211）；所述环形水腔（211）下部和上部分别设有进水口（2111）和出水口（2112），它们分别与进水管路进水管（15）的另一头和出水管路出水管（31）的另一头连接；所述环形水腔（211）内部设有多个导流叶片（2113），它们呈发射状围绕环形水腔（211）布置在其内壁的圆周面（2114）上，便于从进水口（2111）进来的冷却水在环形水...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘玉霞，陶雷，陈文澜，
申请(专利权)人：上海工程机械厂有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31