周博士考察拾零(三十九) 塑料温室室内操控钢缆传动卷膜开窗系统

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  卷膜开窗系统,由于其造价低廉、操作方便,无论是塑料大棚还是连栋塑料温室都是首选的最佳通风方式。卷膜机构可以安装在温室或大棚的侧墙、山墙或屋顶进行自然通风;也可以安装在侧墙、山墙进行温室的遮阳(光)或保温;还可以安装在温室的隔断墙用于分割温室不同空间。因此,卷膜系统是一种多用途的温室通用配套设备。
  卷膜系统,根据其操作动力可分为手动卷膜系统和电动卷膜系统,但无论哪种动力系统,卷膜器一般都直接安装在卷膜轴上。为了保证温室的密封性,卷膜通风系统的活动膜(安装在卷膜轴上,随卷膜轴的转动可卷放的塑料薄膜)一般都覆盖在周边固定膜的外侧(卷膜轴两端的固膜带除外),为此,温室传统的卷膜系统一般也都安装在温室室外,如图1。这种安装模式首先要求卷膜器应防水,其次对卷膜器材料的耐候性要求也提高,这些都无形中增加了卷膜器的制造成本,而且更重要的是操作手动卷膜系统,操作者必须走出温室才能操作,不仅浪费了操作者的时间,也增加了操作者的劳动强度。
  20世纪90年代,中国曾引进过日本的一种软轴传动电动卷膜系统,该系统的卷膜器可安装在室内,并且一台卷膜器通过扭矩分配器和软轴传输可以带动多个卷膜轴运转,尤其适用于连栋塑料温室的卷膜通风。但该卷膜系统在运行中发现,传动软轴经常容易发生故障,而且造价也较高,因此,在国内没有得到广泛推广。这次在台湾考察学习期间,看到一种简易的卷膜器安装在温室内的卷膜通风系统(也有手动和电动之分),该系统通过钢缆将安装在温室内卷膜器的输出动力传输到室外的卷膜轴,带动卷膜轴运转而启闭通风窗口,操作者可以在温室内进行卷膜器的操作,而不必走出室外,极大地方便了操作者的管理,而且造价成本还不高,同时,台湾的温室业同行们还结合当地高温湿热环境对温室通风的要求,在温室侧墙安装了双层卷膜系统,很好地解决了高温湿热地区通过自然通风达到温室通风降温要求的难题。参观后觉得很多地方值得我们学习和借鉴,现介绍给广大同仁,供大家参考。
  系统组成与工作原理
  这种卷膜系统一般由卷膜器、传动钢缆、滑轮组和卷膜轴等组成,如图2。与传统的室外卷膜系统(图1)相比,该卷膜系统(以下称室内卷膜系统)的卷膜器不随卷膜轴的运动而运动,是固定在温室结构上的,因而省去了前者控制卷膜器运动轨迹的固定或活动导杆,其动力传输是采用一根绕轴钢缆,一端缠绕在卷膜器的输出轴上,另一端固定在室外温室通风口下沿以下温室骨架的适当位置,中间通过定滑轮(或转轴)的支撑和导向后缠绕在卷膜轴上,即可将室内卷膜器的动力传输到室外卷膜轴上,从而带动卷膜轴转动,实现卷膜系统的动力传输,如图2。
  该系统的卷膜器可以安装在温室室内任何位置的骨架或支杆上;室内传输钢缆也不要求与卷膜轴成固定角度或固定平面,如图2和图3。因此,该系统的卷膜器可根据操作者的要求或温室结构设计的需要以及不同开窗部位的要求选择合适位置灵活布置,这给温室设计带来了极大的便利。
  钢缆从室内向室外的穿越,可以通过室内—室外定滑轮组(图4)、单一定滑轮(滑轮整体安装在室外,只有部分穿过塑料薄膜凸进室内,如图5)或直接将卷膜器的输出轴伸出室外(如图6)等方法实现。但不论哪种方法,在动力传输过程中钢缆线(或卷膜器动力输出轴)总要穿破塑料薄膜,会在一定程度上形成冷风渗透或在大风条件下容易撕裂塑料薄膜,这是这种卷膜系统难以回避的固有缺陷,在具体实践中应尽量减少对塑料薄膜的破坏,以减轻可能发生的不利影响(如采用激光打孔的方法,加厚塑料薄膜孔口周边的壁厚;在塑料薄膜两侧用钢片圆环将塑料薄膜夹紧,使钢缆线从钢片圆环中穿过;在钢缆线穿孔的局部位置用钢板或其他硬质材料替代塑料薄膜;等等)。
  为了保证钢缆线在卷膜轴上均匀缠绕,避免卷膜轴打弯或卷膜器动力输出过载,钢缆线在卷膜轴上缠绕时采用了专用的连接器,如图4a和图6。该连接器采用铸铁铸造,内径与卷膜轴相匹配,外径呈橄榄形状,中间粗,两端细,表面铸有螺旋状槽痕,钢缆线只在连接器上缠绕,并完全处于连接器表面螺旋状槽痕内。连接器的长度和外径尺寸应根据卷膜通风口的高度以及卷膜轴的直径通过计算确定,确保有一定富余。这种设计方法在大陆的一些卷膜系统中也有应用,不多赘述。
  卷膜器的形式
  室内卷膜通风器分手动和电动两种类型,其中电动卷膜器又根据不同厂家的产品有多种规格,如图7。
  通风系统的应用
  和室外卷膜通风系统的用途一样,室内卷膜通风系统同样也可以用于侧墙通风、山墙通风、屋面通风以及湿帘通风口的保温以及室内活动式隔断墙的卷放等,如图3和图8。
  尤其值得一提的是台湾地处热带和亚热带气候区,四周环海,周年温度高、湿度大,温室通风降温的要求高,难度大。为此,他们在采用室内卷膜通风系统的基础上开发了侧墙(山墙)上下双层卷膜通风系统,如图2、图3a、图6和图8a,使温室的自然通风能力得到大大提高。上下两层通风口一方面加大了通风口的总尺寸,增大了温室自然通风的应急能力;另一方面也增强了温室通风管理的灵活性,不同的通风要求可通过分别单独控制上层或下层通风口以及上层和下层通风口联合控制的方法得到满足。在设计安全性和安装调试便利性上,上下双层通风口也要比相同通风口面积的单一通风口有更多的优越性。这种设计方法在我国海南、广东、福建、浙江等湿热持续时间较长的沿海地区值得借鉴。为了能够使侧墙通风获得高效的通风效果,仅靠侧墙通风的自然通风温室在跨度方向上的尺寸应严格地控制在30 m的范围内,大多采用3连跨结构,更多跨度或跨度方向尺寸超过30 m以上的温室应配置湿帘风机降温系统或采用侧墙开窗与屋面开窗相结合的方法来解决温室的通风降温问题。
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