周博士考察拾零(五十九)连栋温室墙面塑料薄膜卷膜开窗机的类型

（农业部规划设计研究院，农业部农业设施结构工程重点实验室，北京 100125）

料薄膜连栋温室墙面通风多采用卷膜开窗的方式。这种方式设备简单、操作方便、造价低廉，非常适合比较廉价的塑料薄膜温室。

卷膜开窗机主要由卷膜器和卷膜轴及其附件组成。其工作原理是：卷膜轴连接在卷膜器的动力输出轴上，随卷膜器动力输出轴的转动而转动，同时带动活动边固定在卷膜轴上的通风口，使塑料薄膜卷起或展开，从而实现墙面通风窗的开启和关闭。其中卷膜器是开窗机动力传输的核心部件。从机械传动原理讲，卷膜器实质上就是一个齿轮转换箱，具有动力传输和换向双重功能。卷膜器一般要求有自锁功能，能够将卷膜停放在通风口的任何位置。

在塑料薄膜温室墙面上使用的卷膜开窗机有多种形式。按照卷膜器输入动力的不同区分，有手动卷膜开窗机和电动卷膜开窗机；按照卷膜器的运动轨迹区分，有导向杆式轨道卷膜开窗机和无导向杆式自由卷膜开窗机；按照卷膜器动力输入端操作臂的长短区分，有长臂杆式卷膜开窗机、短臂杆式卷膜开窗机和无臂杆式卷膜开窗机；按照卷膜器动力传输转换齿轮多少区分，有多级动力传输卷膜开窗机和单级动力传输卷膜开窗机；按照卷膜器的尺寸大小区分有大型卷膜器、小型卷膜器和微型卷膜器等。

手动卷膜器一般需要配置动力输入端操作臂，而电动卷膜器则无需配置；短臂杆手动卷膜器和电动卷膜器一般需要配置导向杆，而长臂杆卷膜器则无需配置导向杆。

长臂杆手动卷膜器

长臂杆手动卷膜器，操作简单，使用方便，对操作者的身高、臂长、力量没有过多要求，通过长臂杆动力传输可以轻松地将通风口开启在任何位置（图1）。

笔者在走访和考察过程中，看到过三种类型的长臂杆卷膜器。由于对其内部结构没有详细的剖析，笔者根据外型体积大小直观地将其分为大型、小型和微型几种规格（图2）。

长臂杆是这类卷膜器的共同特点，卷膜开窗的操作结束后，如何固定和放置长臂杆是此类卷膜开窗机共同的问题。图3是卷膜轴在不同高度位置处长臂杆的不同放置方法。由图3可见，当卷膜轴处在通风口的中上部位置（通风口的开启高度大于操作臂杆的长度）时，操作臂杆可以垂放在温室的墙面；而当卷膜轴处在通风口开启高度正好与操作臂杆等长时，操作臂杆可以直接顶在温室室外散水、地面或室外基础顶面；当卷膜轴处于通风口下部时，操作臂杆不是斜（平）放在温室外地面上（这种放置方法既占用室外空间，又影响室外交通），就是将其倒立在温室墙面上（这种放置方法不占用室外空间，也不影响室外交通，是一种值得推荐的放置方案，但如果卷膜轴位置过高，则不便于操作臂杆的收放）。

操作臂杆倒立在温室墙面上时，应有固定措施，或将其压在压膜线下、落水管内侧，或用专用的固定设施固定，以免操作臂杆在风等外力作用下被吹倒，伤及作业人员或划破塑料薄膜。

短臂杆手动卷膜器

短臂杆手动卷膜器的结构如图4所示，作为一套完整的卷膜通风机，该机构由卷膜器、导向杆和卷膜轴及其附件组成。该卷膜器有两个手柄，一个手柄用于控制卷膜器的升降，另一个手柄用于向卷膜器动力输入端输入动力，并通过卷膜器的动力输入端带动卷膜轴转动，从而带动打开或关闭卷膜通风口。

这种卷膜器，由于操作手柄较短，要将卷膜轴卷到通风口的高位，操作者必须有足够的身高和臂长（图5），而且操作时必须两手协调配合，操作具有一定的难度，也需要一定的力量。但由于省去了操作长臂，所以也就不存在操作臂如何放置的问题。

导向杆既是卷膜器行程的导轨，也是卷膜器停放时的固定杆。导向杆直立在温室通风墙面的端部，下部埋置在地面基础中，上部则固定在温室的骨架或固膜卡槽上。卷膜器一般用3个或4个动滑轮固定在导向杆上，卷膜器上下运动时，主要依靠这些动滑轮的滚动来减少摩擦，从而达到操作省力的目的。

卷膜器配有自锁功能，可以保证卷膜轴停放在任何需要通风量的部位（图6）。

电动卷膜器

电动卷膜器（图7）以电力为动力，通过电机减速机将电机动力输送到卷膜器动力输出端，带动卷膜轴转动，实现通风口的开启和关闭。

和短臂杆手动卷膜器一样，电动卷膜器也需要配置导向杆，两者对导向杆的要求基本相同。

电动卷膜器一是要有电源保证；二是应配备自动控制系统，能够根据室内外温度等环境的变化自动控制卷膜器的开启；三是应该配手动操作柄，在停电或电机减速机故障的情况下，能够人工操作打开或关闭温室通风口。由于配有自动控制系统，卷膜器必须配行程开关，当卷膜轴到达通风口的最高和最低位置时能够自动断电，停止工作。此外，电机减速机内应配置自锁功能，使卷膜器能够根据通风量的要求随时停止在通风口的任何位置（图8）。

电动卷膜器操作简单，可自动控制通风口的启闭以及通风口的大小，因此，大大减轻了操作者的劳动强度，按照室内外温度传感器的感知和室内设定温度等的要求，可使温室内环境控制更加精准，是未来温室向自动化和智能化方向发展的趋势。

卷膜轴的形式与固膜方式

卷膜轴是卷膜通风机的重要组成部件，是通风口塑料薄膜开启和关闭的动力传输者。通风口塑料薄膜的活动边（下沿）缠绕并固定在卷膜轴上，随着卷膜轴的转动，卷起和展开通风口塑料薄膜，从而最终实现通风口的打开和关闭。

卷膜器常用的卷膜S为热浸镀锌钢管，其来源方便、造价低廉、使用寿命长。在圆管上固定塑料薄膜一般用箍膜卡（图9a），通风口下沿塑料薄膜一般在圆管上缠绕2圈以上后用箍膜卡间隔固定。箍膜卡是一个内部装有弹簧钢丝的开口形圆管塑料件，由于内部有弹簧钢丝，具有一定的弹力，当卡箍在圆管上时能够将塑料薄膜紧紧包裹在卷膜轴上，由此可保证卷膜轴转动时塑料薄膜与卷膜轴能同步运动，避免塑料薄膜出现滑动而影响开窗。

但塑料材质的箍膜卡长期在室外条件下容易老化，有的箍膜卡中弹簧的质量可能存在问题，导致箍膜卡的弹力不足，这些因素都可能造成通风口塑料薄膜的固膜不牢。此外，安装箍膜卡部位的塑料薄膜在卷放过程中经常受到额外的压力，造成沿箍膜卡运动轨迹上的塑料薄膜形成一条张力过大的拉伸带，这也是造成通风口塑料薄膜过早损坏的一个原因。

为此，有企业开发了一种铝合金的卷膜轴（图9b）。该卷膜轴自带键槽（卡槽），可以直接和固膜卡簧配套使用，完全代替了塑料箍膜卡。由于自带键槽的铝合金卷膜轴上缠绕塑料薄膜后用弹簧卡丝固定，所以，对塑料薄膜的固定是连续的，而且，塑料薄膜在卷膜轴上缠绕不超过一周，既节省了塑料薄膜缠绕安装的时间，也保证了塑料薄膜在卷膜轴运行时受力的均匀，铝合金材质的卷膜轴自身重量较钢管轻，也相应地减少了对卷膜器输出动力的要求。

与这种铝合金卷膜轴相配套的卷膜器输出轴连接管，也采用铝合金型材（图9b），一端连接卷膜器动力输出轴，另一端插接在铝合金卷膜轴上，用螺钉固定，牢固可靠。

从钢管卷膜轴和铝合金卷膜轴与卷膜器和通风口塑料薄膜连接的情况来看（图10），采用铝合金卷膜轴，完全避免了卷膜轴锈蚀的问题，而且连接塑料薄膜光滑平整、无皱褶，可以说这种专用铝合金卷膜轴是一种性能更好的卷膜用材，希望能在塑料薄膜温室的卷膜通风中得到更广泛的推广和应用。