石油機械設備局部發熱區域降溫方法與流程
2023-05-04 18:54:17 1
本發明涉及石油機械設備技術領域，具體涉及一種石油機械設備局部發熱區域降溫方法。
背景技術：
石油，地質勘探的主要對象之一，是一種粘稠的、深褐色液體，被稱為「工業的血液」。地殼上層部分地區有石油儲存。主要成分是各種烷烴、環烷烴、芳香烴的混合物。石油是現代社會必不可少的能源資源之一，石油的加工機械設備種類繁多，由於石油供求量較大，因此加工設備運作比較頻繁，基本上啟動不會輕易停止，因此機械設備由於長時間工作產生大量熱量，這種熱量不僅會加速機械過早的損毀，而石油是易燃品，所以最大的問題是引發安全事故，因此需要在石油加工機械設備上易發熱的局部位置，單獨安裝散熱裝置進行降溫。
目前，用於對石油加工設備局部位置進行降溫的散熱裝置，一般採用風扇正對吹風降溫，或者採用冷卻水管道貼合布置到設備局部發熱位置進行降溫等方式。但散熱效果不是很理想，導致使用散熱器的設備出現燒壞的狀況，造成了一定的經濟損失，而且風扇馬達暴露在設備發熱位置中導致溫度較高，加上風扇長時間的轉動馬達也容易因疲勞過熱而燒壞，而且這種馬達一旦燒毀很容易導致安全事故的發生。
技術實現要素：
針對現有技術存在的上述不足，本發明要解決的技術問題是，怎樣設計一種實施簡單，方便對石油機械設備局部發熱地區進行降溫，提高降溫效率且延長風扇的使用壽命的石油機械設備局部發熱區域降溫方法，同時採用的降溫裝置還能夠解決在輕便作業場景下石油機械設備散熱裝置機動性差和散熱效率低的問題，且具有散熱靈活度高、散熱面積大等優點。
為解決上述技術問題，本發明採用了如下的技術方案：
一種石油機械設備局部發熱區域降溫方法，包括在石油機械設備局部發熱區域上相貼設置冷卻水管，在冷卻水管內通入冷卻水循環冷卻的步驟，以及在冷卻水管外正對設置風扇實現風冷的步驟，其特徵在於，在風扇動力輸入端設置一根轉軸，並使得該轉軸的一端穿入冷卻水管內並設置水輪，靠冷卻水流動推動水輪帶動風扇旋轉產生風流實現風冷。
這樣，結合了水冷和風冷雙重冷卻，提高了降溫效率；同時風扇依靠水流提供動力，風扇電機不會暴露在設備局部發熱的區域外而導致溫度過高而燒毀，延長了風扇使用壽命，更好地保證了冷卻效果和安全性。
作為優化，本方法可以採用以下的石油機械設備散熱裝置實現，所述散熱裝置包括矩形框架結構的外殼，外殼內設置有風扇和水循環冷卻系統，水循環冷卻系統正對設置在風扇的前方，水循環冷卻系統包括冷卻水管，冷卻水管彎曲迴繞設置在外殼的一側且連接設有進水口和出水口；其特徵在於：外殼內通過支撐杆支撐設置有第一轉軸，第一轉軸的一端穿進冷卻水管且在其端頭設置有用於隨水流轉動的水輪；第一轉軸與風扇傳動連接。
上述石油機械設備散熱裝置，使用時只需將裝置置於石油設備局部發熱位置，使得冷卻水管和設備表面相貼，再將冷卻水管外接冷卻水源，即可使用；使用非常靈活方便。其同時結合了水冷和風冷的雙重冷卻效果，提高了降溫效率。同時更重要的時，風扇直接靠冷卻水的流動驅動旋轉，冷卻水可以另外靠設置在管道中的水泵保證水壓和水速。這樣動力機不會因為暴露在設備局部發熱的區域外而導致溫度過高而燒毀，延長了裝置使用壽命，更好地保證了冷卻效果和安全性。裝置中，支撐杆固定設置在外殼的底部，由支撐杆支撐設置的第一轉軸處於外殼內的中部位置；水循環冷卻系統設置在風扇和待散熱設備之間；水輪的轉動可以帶動風扇的轉動；冷卻水管內一般使用冷水，當水流在冷卻水管內循環流動，冷卻水管與周圍的空氣接觸，可以對冷卻水管周圍的空氣進行降溫；同時，在水流的帶動下，水輪進行轉動，水輪的轉動帶動第一轉軸轉動，第一轉軸帶動風扇的轉動，實現對設備進行降溫；通過冷卻水管內水流的流動帶動水輪的轉動，進而帶動風扇的轉動，無需電機帶動風扇，克服了電機自重的影響，且散熱效率高，從而解決在輕便作業場景下石油機械設備散熱裝置機動性差重和散熱效率低的問題。另外，實施時，由於石油機械設備，特別是石油開採設備，例如抽油機等，由於隨著開採點的調整常常需要設備跟隨移動調整位置，故特別適合採用本方法，依靠上述的散熱裝置對設備的局部發熱位置（例如石油液壓泵）進行降溫；具有較好的靈活性和便攜性，提高了降溫效果。
進一步地，上述石油機械設備散熱裝置中，所述外殼內還設置有第一齒輪和固定設置在外殼上的第二齒輪，第一齒輪為外齒輪，第二齒輪為內齒輪，第二齒輪通過其內齒圈與第一齒輪相互嚙合；外殼內還設置有第二轉軸，第二轉軸沿第二齒輪軸向設置於第二齒輪偏心位置，第二轉軸和第一轉軸傳動連接，風扇安裝在第二轉軸上；第二轉軸傳動連接有第三轉軸，第三轉軸的一端安裝第一齒輪；第二齒輪的外周表面上設置有滑道；在第二齒輪、第二轉軸和第三轉軸間還連接設有固定座，固定座通過固定連接的滑塊可滑動地裝配在第二齒輪的滑道上，第二轉軸和第三轉軸安裝在固定座上；第一轉軸沿第二齒輪軸向設置於第二齒輪軸心位置。
上述石油機械設備散熱裝置中，第一齒輪為外齒輪，第二齒輪為環狀的內齒輪，第二齒輪通過其內齒圈和第一齒輪嚙合；第二轉軸的轉動可以帶動第一齒輪的轉動；固定座將第二轉軸和第三轉軸固定成一體，當第二轉軸在水輪帶動下轉動時，第一齒輪沿著第二齒輪的內齒圈轉動，可以實現風扇的公轉；設置固定座是為了將第二轉軸和第三轉軸固定成一個整體，該整體通過固定滑塊可以在第二齒輪外圈上的滑道上滑動；通過風扇在第二齒輪內的公轉，可以達到提高石油機械設備散熱裝置的散熱靈活度、散熱效率、增大散熱面積等目的，採用較小的風扇達到了大散熱面積的效果。
進一步地，上述石油機械設備散熱裝置中，所述第一轉軸、第二轉軸和第三轉軸上均套設有軸承；固定座包括固定杆、第一連接杆和第二連接杆；第一軸承與支撐杆固定連接，第二軸承和第三軸承通過第一連接杆連接，第三軸承和固定杆通過第二連接杆連接，固定杆與滑塊連接。在轉軸上套設軸承是為了提高轉軸的轉動效率，同時保證轉軸轉動的可執行性能和安全性能。
進一步地，上述石油機械設備散熱裝置中，第一轉軸和第二轉軸通過第一傳動帶傳動連接；第二轉軸和第三轉軸通過第二傳動帶傳動連接；所述第一轉軸、第二轉軸和第三轉軸上與第一傳動帶和第二傳動帶相應的連接位置設置有傳動輪。傳動輪可以對傳動帶的位置進行限定，將各部件間的位置關係固定，防止傳動輪在高速轉動過程中出現打滑等現象，可以避免出現安全事故。
進一步地，上述石油機械設備散熱裝置中，所述水循環冷卻系統還包括水泵和水箱，水泵和水箱均設置在冷卻水管的進水口和出水口之間；水泵安裝在水箱的出水端。水箱可以蓄水，讓冷卻水管內的水流溫度有一個緩衝的過程，避免冷卻水管內的水溫過高。
進一步地，上述石油機械設備散熱裝置中，所述水箱設置有換水口。冷卻水管內的水需要定期更換，通過換水口可以完成換水。
進一步地，上述石油機械設備散熱裝置中，所述外殼內靠近冷卻水管進水口的位置設置有溫控開關，溫控開關與水泵控制電路電連接。溫控開關設置在冷卻水管進水口的附近，用於檢測冷卻水管的溫度，並將檢測的溫度信息發送到水泵控制電路；水泵控制電路根據接收的溫度信息分析判斷是否需要繼續工作，控制水泵的啟閉。
進一步地，上述石油機械設備散熱裝置中，所述外殼上設置有磁力表座，能夠通過磁力表座將石油機械設備散熱裝置吸貼在具有鋼鐵殼體的待散熱設備上。磁力表座一般設計兩個，即可實現石油機械設備散熱裝置的穩定吸貼。
進一步地，上述石油機械設備散熱裝置中，所述第一轉軸和冷卻水管的管壁連接處設置有防水圈。防水圈可以防止冷卻水管漏水，若冷卻水管漏水，會導致冷卻水管內部水流流速降低，影響水輪的轉動和風扇的轉動，進而影響整體的散熱效果。
進一步地，上述石油機械設備散熱裝置中，所述外殼內設置有用於容納第二齒輪的凹槽，第二齒輪卡接在凹槽內並通過連接件與外殼固定連接。在外殼內設置用於容納第二齒輪的凹槽是為了將第二齒輪固定在外殼內；連接件用於將第二齒輪固定在外殼上，連接的位置不做限定。
本發明具有實施簡單，方便對石油機械設備局部發熱地區進行降溫，提高降溫效率且延長風扇的使用壽命的優點，同時採用的降溫裝置還能夠解決在輕便作業場景下石油機械設備散熱裝置機動性差和散熱效率低的問題，且具有散熱靈活度高、散熱面積大等優點。
附圖說明
圖1為本發明實施例中石油機械設備散熱裝置的立體結構示意圖；
圖2為圖1中a區域的局部放大圖；
圖3為從圖1後方觀察的後視圖；
圖4為去掉水循環冷卻系統後從圖1後方觀察的立體圖；
圖5為圖4中b區域的局部放大圖；
圖6為本發明實施例中石油機械設備散熱裝置的水輪結構示意圖。
附圖標記：
1-外殼、2-風扇、3、冷卻水管、31-進水口、32-出水口、4-水泵、5-支撐杆、6-第一轉軸、7-第二轉軸、8-第三轉軸、9-水輪、10-第一傳動帶、11-第二傳動帶、12-第一齒輪、13-第二齒輪、131-內齒圈、132-滑道、14-固定座、141-固定杆、142-第一連接杆、143-第二連接杆、15-滑塊、16-第一軸承、17-第二軸承、18-第三軸承、19-水箱、20-溫控開關、21-磁力表座。
具體實施方式
下面將結合附圖對本發明技術方案的實施例進行詳細的描述。以下實施例僅用於更加清楚地說明本發明的技術方案，因此只是作為示例，而不能以此來限制本發明的保護範圍。
最優實施例：
一種石油機械設備局部發熱區域降溫方法，包括在石油機械設備局部發熱區域上相貼設置冷卻水管，在冷卻水管內通入冷卻水循環冷卻的步驟，以及在冷卻水管外正對設置風扇實現風冷的步驟，其特點在於，在風扇動力輸入端設置一根轉軸，並使得該轉軸的一端穿入冷卻水管內並設置水輪，靠冷卻水流動推動水輪帶動風扇旋轉產生風流實現風冷。
這樣，結合了水冷和風冷雙重冷卻，提高了降溫效率；同時風扇依靠水流提供動力，風扇電機不會暴露在設備局部發熱的區域外而導致溫度過高而燒毀，延長了風扇使用壽命，更好地保證了冷卻效果和安全性。
本實施例中，本方法採用了以下的散熱裝置實現，所述散熱裝置參照圖1~圖6，包括矩形框架結構的外殼1，外殼內設置有風扇2和水循環冷卻系統，水循環冷卻系統正對設置在風扇的前方，水循環冷卻系統包括冷卻水管3，冷卻水管彎曲迴繞設置在外殼的一側且連接設有進水口31和出水口32；外殼內通過支撐杆5支撐設置有第一轉軸6，第一轉軸的一端穿進冷卻水管且在其端頭設置有用於隨水流轉動的水輪9；第一轉軸與風扇傳動連接。
上述石油機械設備散熱裝置，使用時只需將裝置置於石油設備局部發熱位置，使得冷卻水管和設備表面相貼，再將冷卻水管外接冷卻水源，即可使用，具有安裝使用方便靈活的特點。其同時結合了水冷和風冷的雙重冷卻效果，提高了降溫效率。同時更重要的時，風扇直接靠冷卻水的流動驅動旋轉，冷卻水可以另外靠設置在管道中的水泵保證水壓和水速。這樣動力機不會因為暴露在設備局部發熱的區域外而導致溫度過高而燒毀，延長了裝置使用壽命，更好地保證了冷卻效果和安全性。冷卻水管彎曲布置，增加冷卻面積，提高冷卻效果。同時，裝置中支撐杆固定設置在外殼的底部，由支撐杆支撐設置的第一轉軸處於外殼內的中部位置；水循環冷卻系統設置在風扇和待散熱設備之間；水輪的轉動可以帶動風扇的轉動；冷卻水管內一般使用冷水，當水流在冷卻水管內循環流動，冷卻水管與周圍的空氣接觸，可以對冷卻水管周圍的空氣進行降溫；同時，在水流的帶動下，水輪進行轉動，水輪的轉動帶動第一轉軸轉動，第一轉軸帶動風扇的轉動，實現對設備進行降溫；通過冷卻水管內水流的流動帶動水輪的轉動，進而帶動風扇的轉動，無需電機帶動風扇，克服了電機自重的影響，且散熱效率高，從而解決在輕便作業場景下石油機械設備散熱裝置機動性差重和散熱效率低的問題。
本實施例採用的散熱裝置中，所述外殼內還設置有第一齒輪12和固定設置在外殼上的第二齒輪13，第一齒輪為外齒輪，第二齒輪為內齒輪，第二齒輪通過其內齒圈131與第一齒輪相互嚙合；外殼內還設置有第二轉軸7，第二轉軸沿第二齒輪軸向設置於第二齒輪偏心位置，第二轉軸和第一轉軸傳動連接，風扇安裝在第二轉軸上；第二轉軸傳動連接有第三轉軸8，第三轉軸的一端安裝第一齒輪；第二齒輪的外周表面上設置有滑道132；在第二齒輪、第二轉軸和第三轉軸間還連接設有固定座14，固定座通過固定連接的滑塊15可滑動地裝配在第二齒輪的滑道上，第二轉軸和第三轉軸安裝在固定座上；第一轉軸沿第二齒輪軸向設置於第二齒輪軸心位置。
上述石油機械設備散熱裝置中，第一齒輪為外齒輪，第二齒輪為環狀的內齒輪，第二齒輪通過其內齒圈和第一齒輪嚙合；第二轉軸的轉動可以帶動第一齒輪的轉動；固定座將第二轉軸和第三轉軸固定成一體，當第二轉軸在水輪帶動下轉動時，第一齒輪沿著第二齒輪的內齒圈轉動，可以實現風扇的公轉；設置固定座是為了將第二轉軸和第三轉軸固定成一個整體，該整體通過固定滑塊可以在第二齒輪外圈上的滑道上滑動；通過風扇在第二齒輪內的公轉，可以達到提高石油機械設備散熱裝置的散熱靈活度、散熱效率、增大散熱面積等目的，採用較小的風扇達到了大散熱面積的效果。
具體實施過程中，還可以設計為其他結構：所述外殼內還設置有第一齒輪和固定設置在外殼上的第二齒輪，第一齒輪和第二齒輪均為外齒輪，第一齒輪和第二齒輪相互嚙合；第二轉軸傳動連接有第三轉軸，第三轉軸的一端安裝第一齒輪；第二齒輪為環狀齒輪，第二齒輪的內圈上設置有滑道；在第二齒輪、第二轉軸和第三轉軸間還設置有固定座，固定座能夠通過固定滑塊在第二齒輪的滑道上滑動；當第二轉軸在水輪帶動下轉動時，第一齒輪沿著第二齒輪的外齒轉動，可以實現風扇的公轉。
對比兩種結構，區別在於第一齒輪和第二齒輪間的嚙合方式，第一種嚙合方式需要將第二齒輪設置為較大的環狀齒輪，讓風扇在齒輪的帶動下在環狀齒輪環狀結構內進行公轉；第二種嚙合方式需要將第二齒輪設置為較小的環狀齒輪，讓風扇在齒輪的帶動下在環狀齒輪環狀結構外進行公轉；第二齒輪都必須固定在外殼內，且第一轉軸均沿第二齒輪軸向設置在第二齒輪軸心位置，第二轉軸沿第二齒輪軸向設置於第二齒輪偏心位置。
本實施例採用的散熱裝置中，所述第一轉軸、第二轉軸和第三轉軸上均套設有軸承；固定座14包括固定杆141、第一連接杆142和第二連接杆143；第一軸承16與支撐杆固定連接，第二軸承17和第三軸承18通過第一連接杆連接，第三軸承和固定杆通過第二連接杆連接，固定杆與滑塊15連接。在轉軸上套設軸承是為了提高轉軸的轉動效率，同時保證轉軸轉動的可執行性能和安全性能。具體實施過程中，還可以設計為其他結構：第二軸承和第三軸承分別與固定座固定連接，固定座通過滑塊在第二齒輪的滑道內滑動；固定座亦可以和滑塊一體成型設計。
本實施例採用的散熱裝置中，第一轉軸和第二轉軸通過第一傳動帶10傳動連接；第二轉軸和第三轉軸通過第二傳動帶11傳動連接；第一轉軸16、第二轉軸17和第三轉軸18上與第一傳動帶和第二傳動帶相應的連接位置設置有傳動輪。傳動輪可以對傳動帶的位置進行限定，將各部件間的位置關係固定，防止傳動輪在高速轉動過程中出現打滑等現象，可以避免出現安全事故。
本實施例採用的散熱裝置中，所述水循環冷卻系統還包括水泵4和水箱19，水泵和水箱均設置在冷卻水管的進水口和出水口之間；水泵安裝在水箱的出水端。水箱可以蓄水，讓冷卻水管內的水流溫度有一個緩衝的過程，避免冷卻水管內的水溫過高。
本實施例採用的散熱裝置中，所述水箱設置有換水口。冷卻水管內的水需要定期更換，通過換水口可以完成換水。
本實施例採用的散熱裝置中，所述外殼內靠近冷卻水管進水口的位置設置有溫控開關20，溫控開關與水泵控制電路電連接。溫控開關設置在冷卻水管進水口附件，用於檢測冷卻水管的溫度，並將檢測的溫度信息發送到水泵控制電路；水泵控制電路根據接收的溫度信息分析判斷是否需要繼續工作，控制水泵的啟閉。
本實施例採用的散熱裝置中，所述外殼上設置有磁力表座21，能夠通過磁力表座將石油機械設備散熱裝置吸貼在具有鋼鐵殼體的待散熱設備上。磁力表座一般設計兩個，即可實現石油機械設備散熱裝置的穩定吸貼。磁力表座包括轉動手柄，磁力表座的使用方式為現有技術，在此不做贅述。
本實施例採用的散熱裝置中，所述第一轉軸和冷卻水管的管壁連接處設置有防水圈。防水圈可以防止冷卻水管的漏水，若冷卻水管漏水，會導致冷卻水管內部水流流速降低，影響水輪的轉動和風扇的轉動，進而影響整體的散熱效果。
本實施例採用的散熱裝置中，所述外殼內設置有用於容納第二齒輪的凹槽，第二齒輪卡接在凹槽內並通過連接件與外殼固定連接。在外殼內設置用於容納第二齒輪的凹槽是為了將第二齒輪固定在外殼內；連接件用於將第二齒輪固定在外殼上，連接的位置不做限定。
本發明方法，解決了在輕便作業場景下石油機械設備散熱裝置機動性差和散熱效率低的問題，不需要電機帶動風扇，具有散熱靈活度高、散熱面積大、節省能源等優點。