溫室大棚頂開窗系統(tǒng)-連續(xù)開窗 | |
發(fā)布時間:2022-05-30 14:08:29 | 瀏覽次數(shù): | |
連續(xù)開窗系統(tǒng),由若干排齒輪齒條,在驅動軸的帶動下,將溫室窗戶進行開啟。連續(xù)開窗適用于各種類型的溫室,可有效提高溫室通風面積,達到增加溫室通風降溫的效果。主要設備配件有減速電機、傳動軸、齒條、齒輪、軸承座等。扭距分配式開窗系統(tǒng)是連續(xù)式開窗的一種,由一臺減速電機驅動一系列扭距分配器,扭距分配器作用于連續(xù)開窗的驅動軸,實現(xiàn)開窗。
一、常見的幾種溫室類型較常見的溫室類型有大跨度連棟玻璃或PC板溫室、單棟塑料膜拱形溫室、連棟塑料膜拱形溫室、連棟PC板拱形溫室和小屋面文洛型玻璃或PC板溫室等。 二、開窗機構的類型溫室開窗機構是指在溫室中使用電力或人工,通過特殊的傳動機構將溫室頂窗或側窗開啟和關閉的設備系統(tǒng)。溫室中常用的開窗系統(tǒng)有齒輪齒條開窗、曲柄連桿開窗、四連桿開窗、推拉窗、保利窗等,除推拉窗外,一般都采用電力驅動,在一些電力不能保證的地區(qū),可在電動的基礎上增加手動功能,避免停電給溫室生產(chǎn)帶來困難。
1.齒輪齒條開窗機構齒輪齒條開窗機構是目前最常用的一種開窗機構,其核心部件為齒輪齒條,附屬配件隨著機構整體的不同而有差異。齒輪齒條機構性能穩(wěn)定、運行可靠安全、承載力強、傳動效率高、運轉精確、便于實現(xiàn)精確自動控制,因此是大型連棟溫室開窗機構的首選型式。根據(jù)傳動原理和齒輪齒條布置的差異,可將齒輪齒條開窗機構分為排齒開窗機構和推桿開窗機構。排齒開窗是由齒條直接推動窗戶啟閉,而推桿開窗則是由齒輪齒條將動力傳遞至推桿,再由推桿傳遞至開窗支桿,由開窗支桿推動窗戶啟閉。用在頂部時,排齒開窗可以單面或雙面連續(xù)開窗,但推桿開窗只能以間隔交錯方式進行,在相同條件下,前者開窗面積較后者大1倍多。排齒開窗一般使用于塑料溫室、PC板溫室或有較高通風要求的大跨度單屋脊玻璃溫室,而推桿開窗則主要用于小屋面(Venlo)型玻璃溫室。當小屋面玻璃溫室需要增大通風量時,也可以采用排齒開窗,但造價較高。另外,對于溫室側墻的開窗,如選用齒輪齒條機構,則只能采用排齒方式。 排齒開窗的主要設備配件有減速電機、傳動軸、齒條、齒輪、軸承座、連接件等。減速電機固定在溫室骨架上,輸出端與傳動軸相連。傳動軸穿過軸承座,通過軸承座固定在溫室骨架上,但可以轉動。齒輪固定在傳動軸上,齒條與齒輪咬合。齒條的一端與通風窗邊由連接件相連。當減速電機轉動時,帶動傳動軸轉動,傳動軸帶動齒輪轉動,齒輪帶動齒條移動,從而實現(xiàn)窗戶的啟閉。推桿開窗的主要設備配件有減速電機、傳動軸、齒條、齒輪、推桿、支桿、連接件等。推桿與齒條順序相連,支桿一端固定于推桿上,另一端固定于窗邊。一般一個窗戶由3至4個支桿支撐。減速電機和傳動軸的安裝與排齒開窗相同。工作時,減速電機通過傳動軸及齒輪帶動齒條前后移動,齒條推動推桿移動,推桿將推力或拉力傳遞至支桿,從而將窗戶打開或關閉。在齒輪齒條開窗機構中,齒輪齒條是決定整個機構可靠性和開窗效果最關鍵的設備。齒輪齒條嚙合是否正確、加工精度是否達到要求、材料是否可靠,都極大地影響著整個開窗機構工作情況。同時,對開窗機構形式的選擇也要科學合理地進行,要從溫室使用、經(jīng)濟指標、種植要求、當?shù)厍闆r等諸多方面進行科學合理地比較和分析。排齒開窗機構中的齒輪齒條,在目前的溫室使用中主要有兩種類型,一種是雙排齒型,一種是沖孔型。雙排齒型又分直齒條和弧形齒條兩種,其性能穩(wěn)定、運行可靠精確。沖孔型加工簡單,價格便宜,但承載力弱,同時在運行中容易產(chǎn)生積累誤差,精度和可靠性都稍差。推桿開窗機構使用的齒輪齒條主要有兩種形式,一種是軌道式開窗,一種是擺臂式。因其單根齒條推動窗戶面積較大,只有雙排齒一種加工形式,且齒輪和齒條在強度方面都比排齒機構所用高出許多。軌道式和擺臂式的主要區(qū)別在于,前者單根齒條推力大,可適應于長度較大的溫室,后者適用長度較小,但結構簡單,造價較低。 開窗機構中齒輪齒條的選擇是一個綜合的設計和經(jīng)濟比較過程。排齒開窗機構適用范圍較廣,但成本高,推桿開窗機構目前是依據(jù)荷蘭常用規(guī)格進行設計的,因此僅適用于文洛型溫室。在使用中,應首先確定窗戶寬度和設計開窗角度,并由此得出所需齒條的行程。同時,還要注意考慮開窗機構與溫室內(nèi)部的其他機構是否沖突。當齒條與遮陽系統(tǒng)沖突時,需要考慮選用較短的齒條,當齒條布置與結構件沖突時,可適當調整齒條布置。齒輪齒條開窗機構中減速電機運行是否穩(wěn)定對整個機構的可靠性起著至關重要的作用。一臺減速電機能開啟多大面積的窗戶,由減速電機的功率、輸出扭矩、開窗機構類型決定。一般來說,減速電機的選擇與開窗機構形式、開窗長度、開窗面積、開窗角度等參數(shù)有直接關系。應根據(jù)相應參數(shù)進行計算后決定采用多大功率的減速電機。減速電機的選擇是一個復雜的計算過程,必須由專業(yè)人員進行計算或由產(chǎn)品供應商提供的選用標準而定,不能盲目選擇?!】紤]到溫室所在地點的電壓損失、電機的功率及輸出扭矩損失,在實際選用中,應采取較為保守的數(shù)值。
2.曲柄連桿開窗機構將排齒開窗機構中的齒輪齒條換成曲柄連桿,就是曲柄連桿開窗系統(tǒng)。曲柄連桿機構主要應用于較早期的國產(chǎn)塑料溫室,尤其在南方地區(qū)使用較多。特點是設備加工簡單,成本低廉。但該機構在使用中存在許多問題,常常造成機構損壞或機構難以運行,返修率高。更為重要的是,該機構因結構原因容易使傳動軸及減速機受力過大,從而引起減速電機磨損及運行誤差。因此,曲柄連桿開窗機構已逐步被排齒開窗機構所取代。 3.四連桿開窗機構四連桿開窗機構也是溫室發(fā)展早期較常采用的方式之一。與曲柄連桿機構相同的是,它的運行原理也是通過一組相對角度可變的桿件的傳動實現(xiàn)開窗。在以前引進的中小型玻璃溫室中,部分溫室采用這種開窗機構?!∷倪B桿機構安裝調試復雜,非標準的加工件時常出現(xiàn),因此近年來很少采用。 4.推拉窗溫室上應用的推拉窗與民用建筑推拉窗相似,一般應用在溫室側窗,以鋁合金或塑鋼作為窗框,配置與窗框相同材料的滑道,使窗戶在滑道上移動,實現(xiàn)窗戶開閉。推拉窗方式與排齒方式相比外形美觀、操作靈活、可部分打開,但其通風面積只能達到通風口面積的一半,且難以實現(xiàn)電動操作,人工操作又需要每個窗戶分別進行,操作效率低,密封性能差。由于推拉窗在溫室中的使用存在許多難以彌補的缺陷,一般來說較少采用,但對于一些有特殊用途的溫室,如展示溫室等,合理選用也是可以的。 5.保利充氣窗保利窗是一個外來名詞,是雙層充氣膜溫室常用的一種開窗通風方式。其原理是通過充氣和卸壓控制一組雙層膜充起和塌落,形成實際意義上窗戶的啟閉?!”@皟r格便宜,使用方便,但因為開窗程度受氣壓控制,保利窗的密封性較差,同時,窗戶關閉時始終需要電力供應,在一些供電無法完全保證的地區(qū)不易使用。
6.卷膜開窗機構卷膜開窗機構主要應用在塑料薄膜溫室中,有時,在雙層充氣溫室中為了設置簡易通風口,也采用卷膜機構。其功能是對塑料膜實施卷放操作,以達到開啟或關閉通風口的目的。使用卷膜機構的通風系統(tǒng)又稱為卷膜通風?!〕S玫木砟C構有手動和電動兩大類,其核心設備為手動或電動卷膜器。卷膜器工作時,帶動卷膜軸轉動,從而將塑料膜卷于卷膜軸上,形成通風口。手動卷膜器所配卷膜軸常用直徑為19毫米或22毫米的鍍鋅鋼管,電動卷膜器所配卷膜軸則一般是直徑為25毫米的鍍鋅管。組成卷膜機構的配件主要有手動或電動卷膜器、卷膜軸、豎桿、膜卡等,有時由于卷膜器不同,還可能會增加一些支架或連接件?! ∧壳埃捎谏a(chǎn)廠家較多,手動卷膜器使用形式多種多樣??偟膩碚f,手動卷膜器常常分為頂部和側墻兩種形式,頂部即園拱屋面的卷膜通風口,側墻指溫室側墻或山墻。使用位置不同,卷膜器本身及其安裝方式都大不相同,但一些附件如卷膜軸等是相同的。值得注意的是,每種手動卷膜器都有其卷膜長度范圍,如果實際卷膜長度超出其設計值,將造成無法卷起或卷膜器被破壞?!‰妱泳砟な谴笮蜏厥抑凶畛S玫木砟し绞健Ec手動卷膜相比,它具有壽命長、運行穩(wěn)定、節(jié)約勞動力成本、可實現(xiàn)自動控制等多種優(yōu)勢。隨著我國塑料溫室的迅速發(fā)展,原有單一的電動卷膜設備得到了極大豐富。 目前常用的電動卷膜設備有三種?!。?)電動卷膜器電動卷膜器實質上是一個帶有限位開關的直流電機,國內(nèi)常用的如圖五所示。它可用于溫室圓拱通風口和豎直通風口通風兩種位置。為保證電動卷膜器運行的平穩(wěn),常采用直流小功率電機,在使用中,需要配置整流器等相關配電設備?!‰妱泳砟て髟靸r低,控制靈活,便于維護和維修,是電動卷膜諸設備中最常用的一種。 (2)軟軸卷膜系統(tǒng)軟軸卷膜系統(tǒng)是幾年前在日本、韓國發(fā)展起來的一種卷膜通風機構。它的工作原理是,一臺減速電機通過驅動軸帶動一組扭矩分配器轉動,再由扭矩分配器通過鋼絲軟軸將扭矩傳遞至一組卷膜輸出器,卷膜輸出器對一排圓拱屋面進行卷膜操作?! ≤涊S卷膜系統(tǒng)可以一臺電機實現(xiàn)數(shù)個圓拱的卷膜,在投入使用初期受到廣泛歡迎,但隨著使用增多,它的致命缺點就暴露出來,以鋼絲為主要材料的軟軸始終不能避免在室外生銹,生銹后帶來的阻力增大、軟軸易斷等問題最終使這套系統(tǒng)成為性能最不穩(wěn)定的卷膜系統(tǒng),已經(jīng)在逐步淘汰。 (3)管式電機卷膜近年來,民用建筑中使用的管式電機(Tubemotor)被應用于溫室的卷膜系統(tǒng)。將管式電機套于卷膜軸中,電機即可帶動卷膜軸進行卷膜。管式電機的主要優(yōu)點是功率大,極限卷膜長度是一般電動卷膜器難以達到的。但由于其價格遠高于常用的卷膜機構,因此只有在常用卷膜器難以工作時,才采用這種設備。使用卷膜機構,應注意塑料膜在卷膜軸上的固定,以牢固均勻且不傷塑料膜為原則。另外,用于卷膜部位的塑料膜強度應該達到一定的要求,因為在經(jīng)常性活動的情況下,一般的塑料膜很容易受到傷害。
三、開窗機構的選擇不同類型的溫室,有著不同的開窗機構的配置方式,這與不同類型溫室的整體設計、特點、適應地域氣候因素等有關。對于門式鋼架玻璃(或PC板)大跨度溫室多采用連續(xù)方式配置開窗機構,開窗機構多采用齒輪齒條排齒或曲柄連桿或四連桿機構的方式。采用此三種開窗機構時,頂窗和側窗通常可設置為每排或多排用一臺電機,通風比可達30%以上。
目前排齒機構開窗方式應用普遍,其具有易安裝、運行可靠、易于維護等優(yōu)點,但總體造價較曲柄或四連桿機構略高?! τ谖穆逍筒AЩ騊C板溫室,由于其具有多跨度、小屋面的特點,適宜交錯布置的開窗方式,開窗機構則可采用齒條齒輪推桿式開窗機構,一般通風比為20%左右,平均造價在20至30元/平方米,經(jīng)濟適用。如果需要更大的通風率也可以采用排齒機構,可以將頂窗做成連續(xù)窗,實現(xiàn)連續(xù)通常開窗,并可以實現(xiàn)獨立控制。 在國外,目前也有采用排齒開窗機構將屋面做成完全開啟的形式,通風換氣的效率可達100%,但總體造價要比推桿式開窗機構高一些。 對于拱形連棟單層塑料膜或雙層充氣膜溫室,其開窗機構的形式多樣,根據(jù)當?shù)氐臍夂驐l件可以選擇上述多種開窗機構。與開窗機構相比,卷膜機構是一種安裝和使用簡單、造價較低的通風窗啟閉方式,極其廣泛地應用于各種中低檔塑料溫室或大棚中。同時,卷膜機構密封性差,因此在一些環(huán)境控制要求較高的溫室中,還是應當使用開窗機構。 |
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