武汉冷却塔-水冷却系在密闭式冷却塔中的构造

武汉冷却塔水冷却系在密闭式冷却塔中主要机件的构造   
第二节  水冷却系主要机件的构造与工作原理 
一、冷却装置 
 (一)散热器 
1.作用：武汉冷却塔将水套出来的热水自上而下或横向的分成许多小股并将其热量散给周围的空气。 
2.结构： 
散热器由上水室、下水室、散热器芯等组成。如图所示。
横流式散热器 
1-上水室；2-进水管；3-散热器芯；4-散热器盖；5-下水室；6-出水管 
   散热器上水室(左)装有散热器的入水管，通过橡胶管与气缸盖出水管连接；上水室上部有加水管，加水管口一般装泄汽管。当冷却水沸腾时，水蒸汽可以从此管排出。加装防冻液的冷却系，此管接膨胀水箱。下(右)水室有出水管，用软管与水泵进水口连接，两水室之间焊接散热器芯管。 
    芯管的结构型式很多，常用的为管片式，其芯管多为扁圆形直管(防冻裂性好)，周围制有散热片。芯管可竖置或横置。   
管片式散热器芯 
    武汉冷却塔散热器盖安装在加水口上。对于闭式冷却系来说，系统与外界大气不直接相通，所以散热器盖上带有蒸汽-空气阀，如图所示。使冷却系的压力高于大气压力，冷却水的沸点有所提高。  
具有空气-蒸汽阀的散热器盖 
a)空气阀开启；b)蒸汽阀开启 
1-泄气管；2-蒸汽阀；3-空气阀；4-散热器盖 
3.蒸汽-空气阀的工作情况 
蒸汽阀2一般在散热器内压力达到126kPa~137kPa时，阀门开启，部分水蒸汽经泄气管排入大气，避免损坏散热器。 
空气阀3在散热器内气压降到99kPa~87kPa时，空气阀打开，散热器与大气相通，防止散热器芯管被大气压坏。散热器材料多采用耐腐蚀，导热性好的铜或铝片制成。   
(二)水泵 
1.作用：对冷却水加压，使之在冷却系中循环流动。 
    由于离心式水泵具有尺寸小，出水量大，结构简单，损坏后不妨碍水在冷却系中自然循环的特点，故为强制循环式冷却系普遍采用。常见的水泵在机体外安装与风扇同轴驱动，也有装在机体内(内藏式)单独驱动的。 
2.离心式水泵的工作原理 
(1)压水：武汉冷却塔当叶轮旋转时，水泵中的水被叶轮带动一起旋转，由于离心力的作用，水被甩向叶轮边缘，在蜗形壳体内将动能转变为压能，经外壳上与叶轮成切线方向的出水管被压送到发动机水套内。 
(2)吸水：与压水同时，叶轮中心处压力降低，散热器中的水便经进水管3被吸进叶轮中心部分。   
离心式水泵示意图 
1-水泵壳体；2-叶轮；3-进水管；4-出水管 
3.结构 
(1)组成：水泵由壳体、叶轮、泵盖板、水泵轴、支承轴承、水封等组成。如图所示。
(2)水泵与风扇同轴，通过三角皮带传动。
(3)泵盖上有出水孔。泵壳上有进水孔A，用橡胶管与散热器出水管相连。泵壳上面有旁通孔A，与气缸盖上的出水管相连，当冷却水温度低于349K(76℃)时，部分冷却水由此直接进入水泵。
(4)叶轮工作室的进水室B与进水孔、旁通孔相通；出水室由出水孔与水套相连。
(5)武汉冷却塔水泵轴通过两个轴承支承在壳体上，轴承间有隔套定位
(6)水泵轴上装有抛水圈，以防水封渗漏时浸湿轴承，渗出的水被抛水圈从检视孔甩出，可避免破坏轴承润滑。
(7)水封装在叶轮的前面，水封通常由密封垫圈、水封皮碗和弹簧等组成。   
离心式水泵结构 
1-水泵外壳；2-叶轮；3-夹布胶木密封垫圈；4-密封垫圈；5-螺钉；6-水封皮碗；7-弹簧；
8-垫圈；9-泵盖板；10-水封座圈；11-球轴承；12-水泵轴；13-半圆键；14-凸缘盘；
15-轴承卡环；16-隔离套筒；17-滑脂嘴；18-水封环；19-管接头 
(8)水泵叶轮常用铸铁或塑料制成。采用向后弯曲的半圆弧、双圆弧或多圆弧形叶片的叶轮，其叶型与水流方向一致，效率较高。 
(三)风扇 
1.作用：提高流经散热器的空气流速和流量，以增强散热器的散热能力并冷却发动机附件。 
2.安装位置：风扇多为轴流式，装在发动机与散热器之间，与水泵同轴驱动。 
3.风扇扇风量的相关因素：武汉冷却塔风扇的扇风量主要与风扇的直径、转速、叶片形状、叶片安装角及叶片数目有关。 
4.结构型式： 
风扇的结构型式如图所示。
(1)目前汽车水冷发动机上常用螺旋桨式风扇。
(2)风扇叶片材料有钢板、塑料和铝合金。为了减轻振动噪声，叶片间夹角不等。
(3)叶片数：4～6片。
(4)叶片与叶轮旋转平面之间有一偏扭角，偏扭角可为定值，也可制成变偏扭角。因风扇旋转时叶和叶尖的气流速度外大内小，为了提高风扇的效率，叶片从叶根到叶尖偏扭角逐渐减小。
风扇型式 
a)叶尖前弯的风扇；b)尖窄根宽的风扇；c)尼龙压铸整体风扇 
1-叶片；2-连接板 
5.风扇的安装与风扇皮带的调整装置
(1)安装风扇用螺钉安装在水泵轴前端的皮带轮或凸缘盘上。风扇常和发电机一起由曲轴通过三角皮带带动。 
(2)调整目的：若皮带过松，皮带将在皮带轮上打滑，风扇和水泵等的转速下降，扇风量和泵水量减小，使发动机过热；皮带过紧，将增加轴承和皮带的磨损。 
(3)措施：常将发电机支架做成可移动式的，以便调节皮带的紧度。   
风扇的驱动和皮带张紧力的调整 
1-风扇及皮带轮；2-曲轴皮带轮；3-发电机；4-移动支架 
6. 电动风扇
    一些轿车由于发动机横置或后置，多采用电动风扇。电动机的开关由散热器的水温开关控制，并且有高低速两个档位，低速档在沸点内使用，高速档在沸点外使用，需要冷却时自动起作用。这样，在一般行驶条件下，电动风扇几乎不转，功率消耗减少，油耗率降低。而在低速大负荷时又能得到充分的冷却。  
1-水泵；2-节温器，3-散热器；4-电动机和风扇；5-蒸汽排出和回吸管；6-膨胀水箱，7-温控开关；8-发动机 
(四)膨胀水箱 
1.结构
    膨胀水箱多用半透明材料(如塑料)制成。武汉冷却塔透过箱体可直接方便地观察到液面高度，无需打开散热器盖。如图所示，膨胀水箱的上部用一个较细的软管与水箱的加水管相连，底部通过水管与水泵的进水侧相连接，通常位置略高于散热器。
2.作用
(1)把冷却系变成性封闭系统，减少了冷却液的损失；
(2)避免空气不断进入，避免了机件的氧化腐蚀；
(3)减少了穴蚀；
(4)使冷却系中水、汽分离，保持系统内压力稳定，提高了水泵的泵水量。
3.膨胀水箱的作用原理
    一般冷却系冷却液的流动是靠水泵的压力来实现的。水泵吸水的一侧压力低，易产生蒸汽泡，使水泵的出水量显著下降，并引起水泵叶轮和水套的穴蚀，在其表面产生麻点或凹坑，缩短了叶轮和水套的使用寿命。加装膨胀水箱后，由于膨胀水箱和水泵进水口之间存在补充水管，使水泵了汽泡的产生。散热器中的蒸汽泡和水套中的蒸汽泡通过导管和进入膨胀水箱，从而使气水彻底分离。由于膨胀水箱温度较低，进入的气体得到冷凝，一部分变成液体，重新进入水泵。而积存在膨胀水箱液面上的气体起缓冲作用，使冷却系内压力保持稳定状态。

武汉冷却塔-水冷却系在密闭式冷却塔中的构造.