液压传动潜水推流器主副油箱的设计与应用

万庆 林娟 吕郝融

摘要：为进一步优化本单位设计的液压传动潜水推流器的结构，本文对液压传动潜水推流器的结构进行了优化计算。优化后液压系统有主副两个油箱，在结构上不仅能使整个液压系统结构更加紧凑，降低液压系统整体带来的噪音，更加环保。减免冷却风扇维修成本的同时也使整个系统运行更加安全稳定。

关键詞：液压传动  潜水推流器  主副油箱  设计

引言

潜水推流器是一种重要的污水处理设备，被广泛地应用于污水处理工艺中。本单位设计的这种液压传动潜水推流器，采用的是液压传动系统作为潜水推流器的驱动动力，具有低转速大扭矩的特点。它不仅降低了传统电机驱动带来的水下电气故障率，也提高了后级减速齿轮的使用寿命。但现有这种液压传动系统中液压站的体积比较大，冷却风扇产生的噪音也较大;冷却风扇在使用过程中会出现各种问题，如果长时间不清洗散热铝片，会极大的降低风扇的冷却作用，维护周期短，维护人力成本高。一旦冷却风扇出现故障，液压油温会不断累计升高，致使液压油变质，影响整个系统的正常运行，严重的话还会引起安全生产事故。因此，在现有液压传动潜水推流器结构设计的基础上，利用污水换热的优势，对液压系统结构进行了优化，现有液压传动潜水推流

器结构如图1所示。

1 液压系统主副油箱设计

1.1 液压系统主副油箱设计的目的

本文提出的液压系统主副油箱的设计，是基于潜水推流器工作于水下，利用污水自身资源，将整根悬臂导杆看成一个副油箱，利用污水换热，计算污水能否将整个液压系统功率损耗转化的热量吸收，实现污水散热代替冷却风扇散热，以缩减液压站体积，使整个液压站结构更加紧凑，进而使整个系统的运行更加安全稳定。

1.2液压油与导杆（副油箱）壁的表面传热系数

液压油经过导杆在污水中换热如图2所示。

由于污水的热容量很大，导杆壁温度可以维持恒定。实测本单位生物池污水温度

t污水=28℃，即假定导杆外壁温度为污水温度tw=t污水=28℃。系统达到平衡时液压油的回油温度为50℃，冷却后的温度为45.7℃。

假定进入导杆的液压油温度tf’=50℃，流出导杆的温度tf”=45.7℃。查资料得液压站的流量输出q=40L/min;28℃时液压油的运动粘度υ=86.26mm2/s，密度ρ=872.2kg/m3。

则液压油的定性温度tf =（tf’+tf”）/2=（50+45.7）/2=47.85℃。液压油的物性参数：

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·℃）。

导杆为100×100×6（mm）的方管，总长4m。

1.3液压系统达到热平衡时的换热面积

根据实际工况，整个系统的效率为83%，将17%的功率损耗全部看成是发热功率。液压系统电机功率为5.5kW，则发热功率=5.5×17%=0.935kW。

要使液压系统维持平衡，则需换热量等于发热功率。

在污水下液压油通过导杆的对流换热量：

而实际导杆在水下的换热面积A实=0.1×0.1×4×4=1.6 m2。

则系统达到平衡时的换热面积A=1.53m2

2 结语

通过计算可知，在实际工况中，可以通过污水换热实现整个液压系统的平衡，即将悬臂导杆内充满液压油，看成是液压系统的一个副油箱。利用污水散热替代冷却风扇散热，减少了液压站的体积，使整个液压站结构更加紧凑，噪音降低。减免了冷却风扇维护成本的同时也避免了在实际生产中因冷却风扇故障引起的系列问题，更好地保障了生产运行的安全稳定。

参考文献

[1]陶文铨.传热学[M].西安：西北工业大学出版社，2006.12.

[2]万庆，杨侃，陆世强等.液压传动潜水推流器的设计与应用[J].给水排水，2019，45（8）：50-53.

作者简介：万庆，1964年10月，男，江西赣州人，桂林市排水工程管理处，副主任，副高级工程师，大学本科，

林娟，1983年11月 女，桂林全州人，桂林市排水工程管理处。工程师，硕士研究生

吕郝融，1994年5月，男，江苏南京人，桂林市排水工程管理处。助理工程师。大学本科