一种重型机械车辆用膨胀水箱结构的制作方法

1.本实用新型属于冷却系统部件技术领域，具体涉及一种重型机械车辆用膨胀水箱结构，其主要采用内部结构调整以优化外形、容量较大的膨胀水箱，提升其使用寿命，达到重型机械车辆用冷却系统优化设计和稳定使用的需要。


背景技术：

2.整个冷却系统由多个部分组成，主要有三大部分，即低温水散热器、高温水散热器及膨胀水箱，低温水散热器及高温水散热器共用一个膨胀水箱。膨胀水箱的主要作用是为冷却系统提供冷却液储备、膨胀空间、除气、便于加注冷却液等。低温水散热器或高温水散热器在系统运行中升温时，水散热器内部的冷却液容量增加，同时产生一部分高温高压的气液混合物，这些气液混合物通过各自的接头、管路进入膨胀水箱，遇到温度较低的箱体、内部加强板后部分冷凝，回复液体状态，继续参与冷却液循环。发动机水泵通过管路与膨胀水箱连接，同样进行气液交换，以保证冷却系统的正常运行。
3.车辆冷却系统运行时需要冷却液充分流动，这就需要发动机水泵的压力来完成。但由于发动机水泵两侧压力不同，运行时极易产生系统压力波动，对于整个冷却系统来说膨胀水箱主要就是吸收或缓冲这些系统压力，达到整个冷却系统的稳定作用。
4.对于容量适中的膨胀水箱，这些功能比较容易满足，但对于适用于复杂、低渗透和深井油气田的压裂开采用压裂车、大型流动加油车、石油运输车等重型机械车辆用散热系统、外形尺寸过大的膨胀水箱，满足所有的功能要求就需要一些特殊的结构。一种重型机械车辆用膨胀水箱结构就是针对这些特殊要求研究出来的。
5.对于重型机械车辆，采用常用的薄板箱体很容易因为系统压力变化太大或变化不均产生变形甚至崩裂，从而损坏膨胀水箱，影响整个冷却系统的正常使用，必须采用别的方式解决这些问题。
6.对于重型机械用散热系统，在特定的有限设计空间情况下，低温水散热器与高温水散热器共用一个膨胀水箱，由于整个冷却系统极为庞大，外形尺寸逾数米、系统总重为吨级单位，其低温水散热器、高温水散热器的散热量、流量均很大，对于为其服务的膨胀水箱要求更为严苛，因此，其膨胀水箱容积、体积也极为巨大。不同温度、不同流量、不同压力的气液混合物从不同的位置进入该膨胀水箱，薄壁的上下箱体受力不均易造成局部变形甚至崩裂、损坏，从而影响整个冷却系统运行及使用。
7.解决膨胀水箱自身压力不均的问题一般有两种方法，第一种是加厚箱体材料厚度，从而提升耐压强度。这种方式必然造成膨胀水箱重量增加、体积增大、成本增加，整个冷却系统总重增加、系统耗功升高。同等外形条件下，如加厚箱体壁厚1毫米，则重量增加17％左右，成本增加10％左右，系统耗功升高3％左右，经济性、实用性均不太理想。第二种方式是增加额外的加强结构，比如采用钢制绑带进行固定。这样的方式也将增大成本、加大安装难度，经济性、实用性也不够理想。


技术实现要素：

8.(一)要解决的技术问题
9.本实用新型要解决的技术问题是：如何提供一种重型机械车辆用膨胀水箱结构。
10.(二)技术方案
11.为解决上述技术问题，本实用新型提供一种重型机械车辆用膨胀水箱结构，所述膨胀水箱结构包括：上箱体6、下箱体2；所述上箱体6、下箱体2配合形成一中空空间；
12.所述中空空间中，沿膨胀水箱的长度方向垂直设置有多个加强板，所述多个加强板与上箱体6、下箱体2之间均固定连接。
13.其中，所述多个加强板与上箱体6、下箱体2之间均通过焊接方式固定连接。
14.其中，所述多个加强板在中空空间中沿长度方向均匀分布，间距为400毫米～600毫米。
15.其中，所述多个加强板上均加工有大小均匀、排布均匀的通孔，直径范围为20毫米～40毫米。
16.其中，所述加强板分为第一加强板8及第二加强板9；
17.所述第一加强板8位于中部，其尺寸贴合适应所述上箱体6、下箱体2之间中空空间中，中部的空间尺寸；
18.所述第二加强板9位于两端，其尺寸贴合适应所述上箱体6、下箱体2之间中空空间中，两端的空间尺寸。
19.其中，所述上箱体6、下箱体2构成所述膨胀水箱结构的本体结构12；所述本体结构12设置了液位镜1用于观察水箱水位。
20.其中，所述本体结构12上设有水散热器排气接口3，所述水散热器排气接口3与低温水散热器10、高温水散热器11经过连接管13之间，通过连接管13相连，用以完成气液混合物的交换。
21.其中，所述本体结构12上设有发动机补水口4，用于需要时给发动机水泵补充冷却液。
22.其中，所述本体结构12上设有发动机排气接口5，用于连接发动机水泵，完成发动机产生的气液混合物与膨胀水箱的交换。
23.其中，所述本体结构12上设有膨胀水箱加水口7，用于膨胀水箱加水，其上设置溢流管，用于多余冷却液通过溢流管溢流。
24.(三)有益效果
25.与现有技术相比较，本实用新型的重型机械车辆用膨胀水箱结构中，内部加强板集多种功能于一体，使该膨胀水箱箱体更好的应对过大流量、过大压力下的变化与冲击，减少变形，延长膨胀水箱自身寿命，从而有助于整个冷却系统更高效、正常的工作与运行。
附图说明
26.图1、图2、图3是本实用新型重型机械车辆用膨胀水箱结构的示例示意图。
具体实施方式
27.为使本实用新型的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本实
用新型的具体实施方式作进一步详细描述。
28.为解决现有技术问题，本实用新型提供一种重型机械车辆用膨胀水箱结构，如图1
‑
图3所示，所述膨胀水箱结构包括：上箱体6、下箱体2；所述上箱体6、下箱体2配合形成一中空空间；
29.所述中空空间中，沿膨胀水箱的长度方向垂直设置有多个加强板，所述多个加强板与上箱体6、下箱体2之间均固定连接。
30.其中，所述多个加强板与上箱体6、下箱体2之间均通过焊接方式固定连接。
31.其中，所述多个加强板在中空空间中沿长度方向均匀分布，间距为400毫米～600毫米。
32.其中，所述多个加强板上均加工有大小均匀、排布均匀的通孔，直径范围为20毫米～40毫米。
33.其中，所述加强板分为第一加强板8及第二加强板9；
34.所述第一加强板8位于中部，其尺寸贴合适应所述上箱体6、下箱体2之间中空空间中，中部的空间尺寸；
35.所述第二加强板9位于两端，其尺寸贴合适应所述上箱体6、下箱体2之间中空空间中，两端的空间尺寸。
36.其中，所述上箱体6、下箱体2构成所述膨胀水箱结构的本体结构12；所述本体结构12设置了液位镜1用于观察水箱水位。
37.其中，所述本体结构12上设有水散热器排气接口3，所述水散热器排气接口3与低温水散热器10、高温水散热器11经过连接管13之间，通过连接管13相连，用以完成气液混合物的交换。
38.其中，所述本体结构12上设有发动机补水口4，用于需要时给发动机水泵补充冷却液。
39.其中，所述本体结构12上设有发动机排气接口5，用于连接发动机水泵，完成发动机产生的气液混合物与膨胀水箱的交换。
40.其中，所述本体结构12上设有膨胀水箱加水口7，用于膨胀水箱加水，其上设置溢流管，用于多余冷却液通过溢流管溢流。
41.本实用新型技术方案的结构通过压力核算、样件试验等方式，根据膨胀水箱外形尺寸及加水口排布位置，设计了加强、导流、除气一体式的加强板内部结构，采用与上下箱体内部一体焊接的加强板，将过大的箱体内部分割为多个部分，能够很好的快速均匀膨胀水箱内部压力，使其各处受力趋于均匀，从而有效延长该膨胀水箱的使用寿命。同时，该加强板上还设置了均匀的通孔，具备导流、除气的功能，既满足了膨胀水箱所有使用需求，也无需额外增加零部件，实用性、经济性得以体现。
42.该结构采用了如下几方面的措施：
43.a.第一加强板8和第二加强板9贴合膨胀水箱的外形，先与膨胀水箱下箱体2三面连接，然后再插入上箱体6对应切口结构中，使其与整个箱体内部四面均连接，从而起到内部加强筋的作用，经试验验证，能提升薄壁箱体的耐压能力15％左右；
44.b.通过压力核算及样件试验总结结果，第一加强板8和第二加强板9在箱体内部均匀分布的间距为400～600毫米，这些加强板将原本庞大的箱体内部分为多个相对独立的小
箱体，相当于多个箱体的一体组合成型；
45.c.按照散热系统设定的流量大小、使用压力进行核算后，在各加强板上加工大小均匀、排布均匀的通孔，直径一般为20～40毫米，这些通孔能使进入膨胀水箱的气液混合流体快速冷凝除气、导流，从而缓冲膨胀水箱箱体受力，使其均匀作用于膨胀水箱箱体，延长膨胀水箱箱体寿命，提升系统稳定性。
46.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。