爐鏜內(nèi)窺儀是用來觀察高溫爐鏜內(nèi)部情況的設(shè)備,由于爐鏜內(nèi)的溫度很高,因而需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行冷卻,通常可采用水冷或空冷的方式進(jìn)行。其工作原理是通過流動(dòng)的液體或氣體帶走儀器中的熱量,起到冷卻作用。
在我實(shí)習(xí)的企業(yè)中,爐鏜內(nèi)窺儀是其主打產(chǎn)品,在實(shí)習(xí)過程中我發(fā)現(xiàn)其生產(chǎn)的水冷裝置使用不到一年前端就會(huì)出現(xiàn)開裂或內(nèi)窺鏡頭燒毀等情況,維護(hù)或返修量大,額外增加了不少企業(yè)的成本還影響產(chǎn)品質(zhì)量。
為什么會(huì)出現(xiàn)這樣的情況呢,我向廠里的技術(shù)人員詢問。
技術(shù)員告訴我:“他們的水冷裝置是直流式的,當(dāng)水從內(nèi)腔快速流過時(shí),遇到水冷裝置前端的端蓋時(shí)水會(huì)很快的反彈,這樣就只有很少的水能到達(dá)前端的凹陷處,使前端最需冷卻的鏡頭一直處于一個(gè)干燒的狀態(tài),而大部分的水都因?yàn)榉磸椫苯舆M(jìn)入到出水的外腔中,這樣就沒有很好的起到一個(gè)冷卻作用。”
技術(shù)員一席話,激起了我對(duì)這水冷裝置改進(jìn)的興趣,如何能使水流速度慢下來,并能使水很好的充滿裝置前端的凹陷處呢?于是我向教液壓的老師請(qǐng)教。
老師聽了詳細(xì)的情況后告訴我還有一個(gè)原因使水冷裝置的使用壽命降低,那就是我們液壓中學(xué)到的層流和紊流的關(guān)系,企業(yè)中使用的直流式水冷裝置中水在腔內(nèi)的狀態(tài)就是層流的。
層流顧名思義就是在流動(dòng)的水中分好多個(gè)層,而在內(nèi)腔的直流水也是如此,因?yàn)槭艿搅艘欢ǖ淖枇Γ拷鼙诘哪菍铀欢ū戎虚g的水流的要慢,而那層水吸收的熱量就多,當(dāng)水走到頂端時(shí)吸收的熱就很少了,就起不到冷卻探頭的作用。平時(shí)上課我們學(xué)到這些知識(shí),并不會(huì)刻意去記它,現(xiàn)在不一樣,是帶著問題針對(duì)性很強(qiáng)地主動(dòng)去學(xué),效果確實(shí)很好。
由于直流的水冷裝置水和水之間還不能進(jìn)行充分的熱交換,老師讓我回去考慮怎么樣把水從直流變成紊流。
我回去查了相關(guān)資料后發(fā)現(xiàn)有以下幾種方法可以將層流變成紊流:
一種是流速突變,這種是在流速上作出改變,要這樣做就要在外邊再加上個(gè)水泵,這樣的成本就會(huì)增加很多,而且在試驗(yàn)過程中效果還不是很好。
一種是截面積突變,還有一種方法就是做拐角。仔細(xì)考慮后我開始嘗試各種解決方法。第一次是把原本圓筒狀的三層管壁做成階梯狀的,在實(shí)驗(yàn)過程時(shí)發(fā)現(xiàn)這樣的管壁非常難加工,而且三層管壁很難組合在一起,所以最后失敗了。
第二次是受到步槍來復(fù)線的啟發(fā),我想把三層管壁經(jīng)過水的一層加工成凹進(jìn)去螺旋的槽,在實(shí)驗(yàn)過程中,由于管子非常長(zhǎng),請(qǐng)了很多人看了都說加工不出來,于是我就上網(wǎng)尋求幫助,沒想到這種想法早就有人用了,這是法國(guó)的一家企業(yè),成本很高,這種想法又失敗了。
一次偶然中,我的圓珠筆斷了,那套在筆芯上的彈簧讓我靈機(jī)一動(dòng),于是產(chǎn)生了第三種方法:在管壁上弄上螺旋的銅絲做出拐角。在銅絲的選擇上,我選擇了水流過通道的直徑小的銅絲,但不能小于直徑的2/3。于是我就先在內(nèi)筒上焊上銅絲,再把中筒套上,又在中筒上焊上銅絲,再把外筒套上。加工完成后,先在學(xué)校實(shí)驗(yàn),結(jié)果沒問題,在老師的擔(dān)保下,又送到廠里使用,沒想到我真的成功了,冷卻裝置用到現(xiàn)在已經(jīng)整整2年了,為廠里大大地節(jié)約了成本,深受廠里的好評(píng)。
在這次參加的創(chuàng)新大賽中聽了很多評(píng)委的意見,知道自己做的產(chǎn)品還有很多的不足,不過我會(huì)根據(jù)這些不足對(duì)裝置再進(jìn)行改進(jìn),使它的使用壽命再次提高,使其價(jià)值更上一層樓。