CN210660086U - 一种大吨位非公路矿用自卸车模块化冷却装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种大吨位非公路矿用自卸车模块化冷却装置，包括具有模块化中冷水散热器和模块化高温水散热器的散热器和风机组件；模块化高温水散热器和模块化中冷水散热器均包括第一散热单元组、第二散热单元组、第三散热单元组、第四散热单元组、第一水腔、第二水腔以及第三水腔；第一、第二、第三和第四散热单元组均由多个散热单元并联构成，散热单元包括散热单元进水口、芯体和散热单元出水口，芯体为板翅式结构。本实用新型所述的模块化水散热器，由多组易于安装拆卸的小型化散热单元构成，在满足散热性能的前提下，解决了传统铜管芯式结构散热器存在的装配劳动强度大，维护劳动强度大，泄漏点排查难、重量重等问题，同时可降低产品重量20％以上。

Description

一种大吨位非公路矿用自卸车模块化冷却装置

技术领域

本实用新型涉及大吨位非公路矿用自卸车换热，具体涉及大吨位非公路矿用自卸车模块化冷却装置。

背景技术

非公路矿用自卸车是大型露天矿山的主要运输工具，承担着矿山开采中主要的运输任务。非公路矿用自卸车吨位越高，单位运输成本越低，因此大吨位非公路矿用自卸车是该类车的主要需求。大吨位非公路矿用自卸车一般是指100吨及以上非公路矿用自卸车。

冷却装置是非公路矿用自卸车的关键部件之一，其性能直接影响着整车性能、运用可靠性和使用寿命。目前，国内外大吨位非公路矿用自卸车冷却装置，主要包括柴水机高温水散热器、柴水机中冷水散热器等组成。

目前，国内外大吨位非公路矿用自卸车用冷却装置高温水散热器、中冷水散热器,体积大，重量重，为了便于维护，均采用铜管芯式结构。该结构水散热器一旦在运用中出现泄漏，可对单根铜翅片管进行拆卸更换，维护材料成本相对较低，但同时存在以下不足：1)铜翅片管数量多，单台200吨以上非公路矿用自卸车水散热器用铜翅片管数量达4000多根，目前国内外均采用人工装管工艺，作业劳动强度大；2)每根铜翅片管两端与水腔之间均采用橡胶套密封，单台200吨以上非公路矿用自卸车水散热器的密封点达8000多个，密封点极多，装配过程中易造成泄漏点，制造过程返工多；3)车辆运用过程中，水散热器铜翅片管一旦泄漏，因数量极多，且纵横交错排列安装，漏点难以排查，维修时间长；4)铜翅片管采用铜材制造，重量重，材料成本高。

实用新型内容

本实用新型针对以上问题的提出了一种大吨位非公路矿用自卸车模块化冷却装置。

本实用新型采用的技术手段如下：

一种大吨位非公路矿用自卸车模块化冷却装置，包括散热器以及与所述散热器配合的风机组件，所述散热器包括安装在进风侧的模块化中冷水散热器和安装在所述模块化中冷水散热器的出风侧的模块化高温水散热器；

所述模块化高温水散热器和模块化中冷水散热器均包括第一散热单元组、第二散热单元组、第三散热单元组、第四散热单元组、第一水腔、第二水腔以及第三水腔；

所述第一散热单元组、第二散热单元组、第三散热单元组和第四散热单元组均由一个以上的散热单元并联构成；

所述散热单元包括散热单元进水口、芯体和散热单元出水口，所述芯体为板翅式结构，所述芯体包括间隔设置的水通道层和空气通道层，所述水通道层和空气通道层内均设有翅片，所述散热单元进水口与所述水通道层的一端连通，所述散热单元出水口与水通道层的另一端连通；

所述第一水腔中设有第一隔板，所述第一隔板将所述第一水腔分隔成第一进水腔和第一出水腔，所述第一进水腔上设有总进水口和出水口，所述第一出水腔上设有进水口和总出水口；

所述第二水腔中设有第二隔板，所述第二隔板将所述第二水腔分隔成第二进水腔和第二出水腔，所述第二进水腔和第二出水腔上均设有进水口和出水口；

所述第三水腔中设有进水口和出水口；

所述第一散热单元组的散热单元的散热单元进水口与所述第一进水腔的出水口连通，所述第一散热单元组的散热单元的散热单元出水口与所述第二进水腔的进水口连通；

所述第二散热单元组的散热单元的散热单元进水口与所述第二进水腔的出水口连通，所述第二散热单元组的散热单元的散热单元出水口与所述第三水腔的进水口连通；

所述第三散热单元组的散热单元的散热单元进水口与所述第三水腔的出水口连通，所述第三散热单元组的散热单元的散热单元出水口与所述第二出水腔的进水口连通；

所述第四散热单元组的散热单元的散热单元进水口与所述第二出水腔的出水口连通，所述第四散热单元组的散热单元的散热单元出水口与所述第一出水腔的进水口连通。

进一步地，所述第二水腔具有两个以上，所述第二水腔依次设置在所述第一水腔和第三水腔之间，所述散热器还包括第五散热单元组和第六散热单元组，所述第五散热单元组连通相邻两个第二水腔的第二进水腔，所述第六散热单元组连通相邻两个所述第二水腔的第二出水腔；

所述第五散热单元组和第六散热单元组均由一个以上的散热单元并联构成。

进一步地，所述散热单元包括芯体和分别设置在芯体两端的进水连接箱和出水连接箱，所述进水连接箱和出水连接箱均与水通道层连通，所述散热单元进水口设置于进水连接箱上，所述散热单元出水口设置于出水连接箱上，单个散热单元重量不大于25kg。

进一步地，所述芯体的水通道层内设有锯齿型翅片，所述芯体的空气通道层内设有波纹型翅片，所述锯齿型翅片的波高为2.5-6.5mm，所述波纹型翅片的波高为9-24mm。

进一步地，所述进水连接箱包括第一箱体和第一连接颈，所述第一连接颈的端口作为散热单元进水口，所述出水连接箱包括第二箱体和第二连接颈，所述第二连接颈的端口作为散热单元出水口，所述第一连接颈和第二连接颈均为90度弯折管状结构，使得所述散热单元进水口和散热单元出水口朝向散热单元的同一侧。

进一步地，所述散热单元进水口外设有第一固定法兰，所述散热单元出水口外侧设有第二固定法兰，所述散热单元通过第一固定法兰和第二固定法兰与所述第一水腔、第二水腔或第三水腔固定连接，所述散热单元进水口和散热单元出水口的端面与所述第一水腔、第二水腔或第三水腔的外壳之间均设有O形密封圈，所述进水连接箱和出水连接箱上均设有把手。

与现有技术比较，本实用新型所述的大吨位非公路矿用自卸车模块化冷却装置具有以下有益效果：该装置主要包括模块化高温水散热器、模块化中冷水散热器、冷却风扇等部件，可满足大吨位非公路矿用自卸车柴油机高温水、中冷水的散热需求。本实用新型所述的模块化水散热器，由多组易于安装拆卸的小型化散热单元构成，在满足散热性能的前提下，解决了传统铜管芯式结构散热器存在的装配劳动强度大，维护劳动强度大，泄漏点排查难、重量重等问题，同时可降低产品重量20％以上。

附图说明

图1为本实用新型公开的大吨位非公路矿用自卸车模块化冷却装置的结构图；

图2为模块化中冷水散热器的结构图；

图3为图2的仰视图；

图4为图2的左视图；

图5为散热单元的结构图；

图6为图5的俯视图(局部剖视)；

图7为芯体的结构示意图；

图8为本实用新型实施例所述的锯齿型翅片的结构示意图；

图9为本实用新型实施例所述的波纹型翅片的结构示意图；

图10为模块化中冷水散热器去掉散热单元后的框架的结构图，由第一、第二、第三水腔和两个侧框架构成；

图11为散热单元与水腔的连接处的结构示意图。

图中：1、散热器，10、模块化中冷水散热器，11、模块化高温水散热器，10-1、第一散热单元组，10-2、第二散热单元组,10-3、第三散热单元组,10-4、第四散热单元组，10-5、第一水腔，10-5-1、第一隔板，10-5-2、第一进水腔，10-5-3、第一出水腔，10-5-4、总进水口，10-5-5、总出水口，10-6、第二水腔,10-6-1第二隔板,10-6-2、第二进水腔，10-6-3、第二出水腔，10-7第三水腔,10-8、第五散热单元组，10-9、第六散热单元组；

2、散热单元，20、散热单元进水口，20-1、第一固定法兰,21、芯体，21-1、水通道层，22-1、第二固定法兰，21-2、空气通道层，21-3、隔板，21-4、侧封条，21-5、端封条，21-6、侧护板，22、散热单元出水口，23、进水连接箱，23-1第一箱体,23-2、第一连接颈，23-4、把手，24、出水连接箱，24-1、第二箱体，24-2、第二连接颈；

31、过渡风道，32、导风筒，33、风扇防护罩，34、冷却风扇，35、支撑杆，36、车架，37、减震器；

40、水腔上的进水口，41、水腔上的出水口，42、侧框架，43、O型密封圈。

具体实施方式

如图1至图11所示为本实用新型公开的大吨位非公路矿用自卸车模块化冷却装置，包括散热器以及与所述散热器配合的风机组件，如图1所示，风机组件包括过渡风道31、导风筒32、风扇防护罩33和冷却风扇34，过渡风道31的出风侧固定有所述导风筒32、风扇防护罩33和冷却风扇34，该风机组件通过支撑杆35和车架36安装在矿用自卸车上。

在过渡风道31的进风侧固定有所述散热器1，所述散热器1包括与所述过渡风道31进风侧固定连接的模块化高温水散热器11和安装在所述模块化高温水散热器11的进风侧的模块化中冷水散热器10。

所述模块化高温水散热器11和模块化中冷水散热器10具有相同的结构，如图2、图3和图4所示，所述模块化高温水散热器11和模块化中冷水散热器10均包括第一散热单元组10-1、第二散热单元组10-2、第三散热单元组10-3、第四散热单元组10-4、第一水腔10-5、第二水腔10-6以及第三水腔10-7；

所述第一散热单元组10-1、第二散热单元组10-2、第三散热单元组10-3和第四散热单元组10-4均由一个以上的散热单元2并联构成，图中所示的每个散热单元组均为8个散热单元(第一、第二、第三和第四散热单元组结构相同，只是固定在散热器的位置不同)；相对于传统管芯式结构的翅片管，这种由小型化散热器单元构成的模块化散热器，将现有的散热器的最小可更换单元数量由8000多个(翅片管)减少到不足100个(散热单元)，大大减少了最小可更换单元，易于安装、拆卸，减少了装配劳动强度，便于排查泄漏点，节省了检修时间。

如图5和图6所示，所述散热单元2包括散热单元进水口20、芯体21和散热单元出水口22，所述芯体21为板翅式结构，所述芯体21包括间隔设置的水通道层21-1和空气通道层21-2，所述水通道层21-1和空气通道层21-2内均设有翅片，所述散热单元进水口20与所述水通道层21-1的一端连通，所述散热单元出水口22与水通道层21-1的另一端连通；

具体地，如图7、图8和图9所示，所述水通道层21-1由隔板21-3和侧封条21-4围成，所述水通道层21-1内设有锯齿型翅片(如图8所示)，形成小波高锯齿型翅片直通形通道；所述空气通道层21-2由隔板21-3和端封条21-5围成，所述空气通道层21-2内设有波纹型翅片(如图9所示)，形成大波高波纹型翅片波纹形通道，所述小波高锯齿型翅片直通形通道与大波高波纹型翅片波纹形通道的介质流通方向相互垂直。所述锯齿型翅片的波高为2.5-6.5mm，所述波纹型翅片的波高为9-24mm，波高为翅片的高度，锯齿型翅片的波高与水通道层21-1的宽度相对应，波纹型翅片的波高与空气通道层21-2的宽度相对应，所述芯体两侧设有侧护板21-6。所述芯体采用这种翅片组合设计结构，相对于传统管芯式结构散热器，空气通道由不连续波纹翅片改为连续波纹翅片，在保证所述散热器空气通道耐污脏性能的前提下，可大幅地提高所述散热器的传热面积；水通道增加了所述锯齿型翅片，增加了水侧的扰流能力。上述结构改进提高了散热器换热性能和污脏清洁能力，在相同的性能下，可有效减少散热器体积，从而有效降低了散热器重量。

如图10所示，在本实施例中，第一水腔10-5、第二水腔10-6以及第三水腔10-7依次设置，第一水腔10-5、第二水腔10-6以及第三水腔10-7两端通过侧框架42固定连接形成一体的散热器框架。所述第一水腔10-5中设有第一隔板10-5-1，所述第一隔板10-5-1将所述第一水腔10-5分隔成第一进水腔10-5-2和第一出水腔10-5-3，所述第一进水腔10-5-2上设有总进水口10-5-4和出水口41，所述第一出水腔10-5-3上设有进水口40和总出水口10-5-5；

所述第二水腔10-6中设有第二隔板10-6-1，所述第二隔板10-6-1将所述第二水腔10-6分隔成第二进水腔10-6-2和第二出水腔10-6-3，所述第二进水腔10-6-2和第二出水腔10-6-3上均设有进水口40和出水口41；

所述第三水腔10-7中设有进水口40和出水口41；

所述第一散热单元组10-1的散热单元2的散热单元进水口20与所述第一进水腔10-5-2的出水口41连通，所述第一散热单元组10-1的散热单元2的散热单元出水口22与所述第二进水腔10-6-2的进水口40连通；

所述第二散热单元组10-2的散热单元2的散热单元进水口20与所述第二进水腔10-6-2的出水口41连通，所述第二散热单元组10-2的散热单元2的散热单元出水口22与所述第三水腔10-7的进水口40连通；

所述第三散热单元组10-3的散热单元2的散热单元进水口20与所述第三水腔10-7的出水口41连通，所述第三散热单元组10-3的散热单元2的散热单元出水口22与所述第二出水腔10-6-3的进水口40连通；

所述第四散热单元组10-4的散热单元2的散热单元进水口20与所述第二出水腔10-6-3的出水口41连通，所述第四散热单元组10-4的散热单元2的散热单元出水口22与所述第一出水腔10-5-3的进水口40连通。

进一步地，所述第二水腔10-6具有两个以上，在本实施例中，如图2和图10所示，第二水腔10-6的数量为2个，所述第二水腔10-6依次设置在所述第一水腔10-5和第三水腔10-7之间，所述模块化中冷水散热器10(模块化高温水散热器11)还包括第五散热单元组10-8和第六散热单元组10-9，所述第五散热单元组10-8连通相邻两个第二水腔10-6的第二进水腔10-6-2，所述第六散热单元组10-9连通相邻两个所述第二水腔10-6的第二出水腔10-6-3；

所述第五散热单元组和第六散热单元组与其他散热单元组结构相同，均由一个以上的散热单元并联构成。

如图2所示为本实施例的冷却水流路径：从矿用自卸车柴油机流出的高温冷却水经进冷却水管通过第一进水腔10-5-2上的总进水口10-5-4进入第一进水腔10-5-2，并由第一进水腔10-5-2中的出水口41进入第一散热单元组10-1的散热单元2的水通道层21-1，并由散热单元2的散热单元出水口22进入第二进水腔10-6-2，经第二进水腔10-6-2后进入第二散热单元组10-2的散热单元2的水通道层21-1后通过第五散热单元组10-8的散热单元2的水通道层21-1进入第三水腔10-7，通过第三水腔10-7进入第三散热单元组10-3的散热单元2的水通道层21-1后进入第二出水腔10-6-3，进过第二出水腔10-6-3后通过第六散热单元组10-9的散热单元2的水通道层21-1进入第四散热单元组10-4的散热单元2的水通道层21-1后进入第一出水腔10-5-3，并由总出水口10-5-5返回至矿用自卸车中。冷却水在第一散热单元组和第二散热单元组的流动方向与在第三散热单元组和第四散热单元组的流动方向相反(图2中冷却水先从左下侧向左上侧流动，然后从右上侧向右下侧流动)，该结构可以减小冷却水的流动的横截面积，进而加快了冷却水在散热单元中的流动速度，进一步增加了水通道的扰流能力，提高了水侧的对流换热能力。

如图1所示，在本实施例中，模块化高温水散热器11和模块化中冷水散热器10的安装方向相反，即模块化高温水散热器11设有第一水腔10-5的一端处于上端使得总进水口和总出水口处于上端，模块化中冷水散热器10设有第一水腔10-5的一端处于下端使得总进水口和总出水口处于下端，以便于与矿用自卸车的高温冷却水回路和中温冷却水回路进行连接。

如图5和图6所示，所述散热单元2包括芯体21和分别设置在芯体21两端的进水连接箱23和出水连接箱24，所述进水连接箱23和出水连接箱24均与水通道层21-1连通，所述散热单元进水口20设置于进水连接箱23上，所述散热单元出水口22设置于出水连接箱24上，单个散热单元重量不大于25kg。

在本实施例中，所述进水连接箱23包括第一箱体23-1和第一连接颈23-2，所述第一连接颈23-2的端口作为散热单元进水口20，所述出水连接箱24包括第二箱体24-1和第二连接颈24-2，所述第二连接颈24-2的端口作为散热单元出水口22，所述第一连接颈23-2和第二连接颈24-2均为90度弯折管状结构，使得所述散热单元进水口20和散热单元出水口22朝向散热单元的同一侧。

如图11所示，所述散热单元进水口20外设有第一固定法兰20-1，所述散热单元出水口22外侧设有第二固定法兰22-1，所述散热单元2通过第一固定法兰20-1和第二固定法兰22-1与所述第一水腔、第二水腔或第三水腔固定连接(图中为与第三水腔连接的示意图)，所述散热单元进水口20和散热单元出水口22的端面与所述第一水腔、第二水腔或第三水腔的外壳之间均设有O形密封圈43，所述进水连接箱和出水连接箱上均设有把手23-4。

本实施例中，所述进水连接箱23、出水连接箱24和芯体21均为铝制，所述进水连接箱23的端口上和出水连接箱24的端口上设有O型密封圈安装槽43，所述芯体21采用铝板翅式结构，由多层水通道层21-1和空气通道层22-2钎焊而成。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种大吨位非公路矿用自卸车模块化冷却装置，包括散热器以及与所述散热器配合的风机组件，其特征在于：所述散热器包括安装在进风侧的模块化中冷水散热器和安装在所述模块化中冷水散热器的出风侧的模块化高温水散热器；

所述模块化高温水散热器和模块化中冷水散热器均包括第一散热单元组、第二散热单元组、第三散热单元组、第四散热单元组、第一水腔、第二水腔以及第三水腔；

所述第一散热单元组、第二散热单元组、第三散热单元组和第四散热单元组均由一个以上的散热单元并联构成；

所述散热单元包括散热单元进水口、芯体和散热单元出水口，所述芯体为板翅式结构，所述芯体包括间隔设置的水通道层和空气通道层，所述水通道层和空气通道层内均设有翅片，所述散热单元进水口与所述水通道层的一端连通，所述散热单元出水口与水通道层的另一端连通；

所述第一水腔中设有第一隔板，所述第一隔板将所述第一水腔分隔成第一进水腔和第一出水腔，所述第一进水腔上设有总进水口和出水口，所述第一出水腔上设有进水口和总出水口；

所述第二水腔中设有第二隔板，所述第二隔板将所述第二水腔分隔成第二进水腔和第二出水腔，所述第二进水腔和第二出水腔上均设有进水口和出水口；

所述第三水腔中设有进水口和出水口；

所述第一散热单元组的散热单元的散热单元进水口与所述第一进水腔的出水口连通，所述第一散热单元组的散热单元的散热单元出水口与所述第二进水腔的进水口连通；

所述第二散热单元组的散热单元的散热单元进水口与所述第二进水腔的出水口连通，所述第二散热单元组的散热单元的散热单元出水口与所述第三水腔的进水口连通；

所述第三散热单元组的散热单元的散热单元进水口与所述第三水腔的出水口连通，所述第三散热单元组的散热单元的散热单元出水口与所述第二出水腔的进水口连通；

所述第四散热单元组的散热单元的散热单元进水口与所述第二出水腔的出水口连通，所述第四散热单元组的散热单元的散热单元出水口与所述第一出水腔的进水口连通。

2.根据权利要求1所述的大吨位非公路矿用自卸车模块化冷却装置，其特征在于：所述第二水腔具有两个以上，所述第二水腔依次设置在所述第一水腔和第三水腔之间，所述散热器还包括第五散热单元组和第六散热单元组，所述第五散热单元组连通相邻两个第二水腔的第二进水腔，所述第六散热单元组连通相邻两个所述第二水腔的第二出水腔；

所述第五散热单元组和第六散热单元组均由一个以上的散热单元并联构成。

3.根据权利要求1或2所述的大吨位非公路矿用自卸车模块化冷却装置，其特征在于：所述散热单元包括芯体和分别设置在芯体两端的进水连接箱和出水连接箱，所述进水连接箱和出水连接箱均与水通道层连通，所述散热单元进水口设置于进水连接箱上，所述散热单元出水口设置于出水连接箱上，单个散热单元重量不大于25kg。

4.根据权利要求3所述的大吨位非公路矿用自卸车模块化冷却装置，其特征在于：所述芯体的水通道层内设有锯齿型翅片，所述芯体的空气通道层内设有波纹型翅片，所述锯齿型翅片的波高为2.5-6.5mm，所述波纹型翅片的波高为9-24mm。

5.根据权利要求4所述的大吨位非公路矿用自卸车模块化冷却装置，其特征在于：所述进水连接箱包括第一箱体和第一连接颈，所述第一连接颈的端口作为散热单元进水口，所述出水连接箱包括第二箱体和第二连接颈，所述第二连接颈的端口作为散热单元出水口，所述第一连接颈和第二连接颈均为90度弯折管状结构，使得所述散热单元进水口和散热单元出水口朝向散热单元的同一侧。

6.根据权利要求5所述的大吨位非公路矿用自卸车模块化冷却装置，其特征在于：所述散热单元进水口外设有第一固定法兰，所述散热单元出水口外侧设有第二固定法兰，所述散热单元通过第一固定法兰和第二固定法兰与所述第一水腔、第二水腔或第三水腔固定连接，所述散热单元进水口和散热单元出水口的端面与所述第一水腔、第二水腔或第三水腔的外壳之间均设有O形密封圈，所述进水连接箱和出水连接箱上均设有把手。

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