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溫室大棚頂開窗系統-連續開窗
發布時間:2022-05-30 14:08:29 | 瀏覽次數:

      連續開窗系統,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是連續式開窗的一種,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開窗的驅動軸,實現開窗。



     目前,由于農業結構的調整,全國各地溫室設施栽培方式正在大面積普及,以日光溫室、塑料大棚、大型現代化溫室為主體的設施農業正在快速發展,大型農業現代化園區的建設方興未艾?,F代化溫室的規模、數量、配置水平基本上達到較高水平,在這些現代化溫室中基本上都配備了開窗系統、遮陽系統、加溫系統、降溫系統、灌溉系統、自動控制系統等諸多系統設備。系統設備的選擇應因地制宜,根據溫室結構類型、形式、當地氣候特點、栽培作物的特點來合理地選擇開窗系統。



   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。溫室中常用的開窗系統有齒輪齒條開窗、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,可在電動的基礎上增加手動功能,避免停電給溫室生產帶來困難。



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定、運行可靠安全、承載力強、傳動效率高、運轉精確、便于實現精確自動控制,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、經濟指標、種植要求、當地情況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荷蘭常用規格進行設計的,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部的其他機構是否沖突。當齒條與遮陽系統沖突時,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、開窗角度等參數有直接關系。應根據相應參數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,必須由專業人員進行計算或由產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。曲柄連桿機構主要應用于較早期的國產塑料溫室,尤其在南方地區使用較多。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,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?,由于生產廠家較多,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?。與手動卷膜相比,它具有壽命長、運行穩定、節約勞動力成本、可實現自動控制等多種優勢。隨著我國塑料溫室的迅速發展,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,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)軟軸卷膜系統軟軸卷膜系統是幾年前在日本、韓國發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卷膜系統可以一臺電機實現數個圓拱的卷膜,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成為性能最不穩定的卷膜系統,已經在逐步淘汰。

(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。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??稍O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窗,實現連續通常開窗,并可以實現獨立控制?!≡趪?,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?!τ诠靶芜B棟單層塑料膜或雙層充氣膜溫室,其開窗機構的形式多樣,根據當地的氣候條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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