CN101824523B - 一种喷射流宽度连续可调的冷却喷管 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种喷射流宽度连续可调的冷却喷管，包括冷却介质管道(10)、冷却喷管(2)，其中：在冷却喷管(2)的两端各插入一根与之活动相连的圆筒塞(3)；设有一根传动杆(4)，其一端与圆筒塞(3)相连，另一端位于冷却喷管(2)外面并且与传动链轮(5)相连；还设有密封装置，其用于冷却喷管(2)的端面密封和传动杆(4)处的轴密封。本发明的优点主要是：结构简单，便于制作和安装；供水管道布置简单；喷射流宽度可以进行连续调节，适应不同宽度钢板的淬火冷却，有效地减少冷却水的浪费、降低水处理系统能源消耗；可控制钢板上表面水流情况，能够有效地防止钢板边部过冷，保证钢板冷却过程的横向均匀。

Description

一种喷射流宽度连续可调的冷却喷管

技术领域

本发明涉及淬火冷却领域，特别是涉及一种喷射流宽度连续可调的冷却喷管。

背景技术

目前，中厚板淬火机及其他淬火控冷设备普遍采用喷管式冷却系统，即冷却喷管。以淬火机为例，其低压冷却区和部分高压冷却区均采用冷却喷管。冷却喷管采用无缝钢管上直接钻孔或安装喷头的形式，使冷却介质以一定角度、一定密度的喷射流喷射到钢板上下表面，冷却钢板。冷却喷管包括上喷管和下喷管，分别用于钢板上下表面的冷却。上喷管包括整体式冷却喷管和分段式冷却喷管两种：

1.整体式冷却喷管

图7所示的上喷管15和下喷管16为整体式冷却喷管。其特点是喷管长度方向上不分区，工作时射流覆盖冷却设备整个宽度方向。该喷管优点是宽度方向上射流密度均匀，管道系统简单。该喷管缺点是射流宽度不能根据钢板的宽度进行调整，无论冷却宽度比较小的钢板，还是冷却宽度大的钢板，都必须以最大喷射宽度进行生产；处理宽度比较小的钢板时，水处理系统无用功大，能源浪费严重；钢板上表面存在水流的横向流动，造成钢板边部过冷，最终影响钢板质量。

2.分段式冷却喷管

图8所示的上喷管15为分段式冷却喷管。其特点是喷管长度上分为不同的区域：中部区域和边部若干区域，每个区域均可单独控制。该喷管优点是喷射流覆盖了淬火控冷设备的整个宽度方向，并且可根据冷却钢板的宽度进行分级调整(最小宽度、中间宽度和最大宽度)，在生产较窄钢板时，可以减少水处理系统负荷，起到节约能源的作用。该冷却喷管的缺点是供水管道系统比较复杂，每个区域都需要单独供水、单独控制；其无法实现喷射流宽度的连续调节，不能有效地消除钢板上表面冷却水横向流动造成钢板边部过冷的现象。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种喷射流宽度连续可调的冷却喷管，以解决整体式冷却喷管喷射流宽度不能调节，解决分段式冷却喷管喷射宽度仅能分级调节，及由此所带来的水处理系统能源浪费和由于钢板边部过冷影响钢板质量的问题。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：包括冷却介质管道、冷却喷管。其中，在冷却喷管的两端各插入一根与之活动相连的圆筒塞；设有一根传动杆，其一端与圆筒塞相连，另一端位于冷却喷管外面并且与传动链轮相连；还设有密封装置，其用于冷却喷管的端面密封和传动杆处的轴密封。

本发明与现有技术的两种冷却喷管相比，具有以下的主要有益效果：

其一.结构简单，便于制作和安装：有利于简化管道系统，有利于冷却设备的节能和钢板冷却质量的提高。

其二.与分段式冷却喷管相比，本冷却喷管的供水管道布置简单，没有两边的供水管道及控制阀。

其三.喷射流宽度可以进行连续调节，克服了整体式喷管不能调节、分段式冷却喷管只能分级调节的问题。

其四.喷射宽度的连续调节，更能适应不同宽度钢板的淬火冷却，有效地减少冷却水的浪费、降低水处理系统能源消耗。

其五.本冷却喷管可控制钢板上表面水流情况，能够有效地防止钢板边部过冷，保证钢板冷却过程的横向均匀。

以3800宽厚板淬火控冷设备为例，其产品尺寸规格为6～120mm(厚)×1500～3650mm(宽)×6000～15000mm(长)，本发明可以实现1400～3700mm范围内喷射宽度的连续调节。与整体式冷却喷管相比，冷却宽度为2000mm钢板时，节水46％；冷却宽度为2500mm钢板时，节水32.4％；冷却宽度为3000mm钢板时，节水19％。

附图说明

图1为本发明结构示意图

图2为图1的X1局部放大视图

图3为图2的A-A向视图

图4为图2的B-B向视图

图5为圆筒塞3的第一种结构示意图。

图6为圆筒塞3的第二种结构示意图。

图7为整体式冷却喷管(现有技术)。

图8为分段式冷却喷管(现有技术)。

图中：1.冷却钢板；2.冷却喷管；3.圆筒塞；4.传动杆；5.传动链轮；6.密封透盖；7.法兰；8.密封垫；9.端板；10.冷却介质管道；11.紧固部件；12.喷管喷孔；13.密封圈；14.窄带环；15.上喷管；16.下喷管。

具体实施方式

本发明提供的喷射流宽度可连续调节的冷却喷管，是一种用于钢板、钢带或其他板状物冷却的喷管。其结构如图1至图4所示：包括冷却介质管道10、冷却喷管2，在冷却喷管2的两端各插入一根与之活动相连的圆筒塞3。设有一根传动杆4，其一端与圆筒塞3相连，另一端位于冷却喷管2外。还设有密封装置，其用于冷却喷管2的端面密封和传动杆4处的轴密封。

所述的冷却喷管2为一根钢管，在面向冷却钢板区域内，钻有一定排列、一定数量、一定大小的喷管喷孔12(图2)，例如：一排、孔间距为30mm、孔直径为3.5mm。该喷管喷孔12为直孔或螺纹孔，螺纹孔用于安装特制喷头。

所述的圆筒塞3，其外直径比冷却喷管2的内直径略小，以便其可以在冷却喷管2内部转动，并具有一定的密封效果；圆筒塞外侧端面焊接一端板9，用于固定传动杆4。圆筒塞3有两种结构，第一种结构如图1和图5所示：圆筒塞周身沿某一渐开曲线进行除料，保证其在旋转时能依次向中间遮蔽或向两端打开喷管喷孔12，窄带环14作用是增加圆筒塞强度。第二种结构如图1和图6所示：圆筒塞周身开有若干不同长度的长孔，该长孔需要与喷管喷孔12相配合，该方案用于“单排孔式”冷却喷管。

所述的传动杆4与冷却喷管2和圆筒塞3同心，如图1所示：该传动杆的一部分插入冷却喷管2的里面，并固定在圆筒塞外侧的端板9上；该传动杆的一部分露在冷却喷管2的外面，并且与传动链轮5相连，用于外界旋转扭矩的传输，在传动杆外侧端面上，刻有定位标识。

所述密封装置用于冷却喷管2端面密封和传动杆4处的轴密封，该装置的结构如图2所示：包括固定在冷却喷管2上的法兰7、密封透盖6、密封圈13、密封垫8和紧固部件11。密封垫8位于法兰7和密封透盖6之间，密封圈13位于传动杆4和密封透盖6之间。紧固部件11为螺栓螺母组件，其用于紧固法兰7和密封透盖6。

由图3可知，在界面A-A位置，随着圆筒塞3的转动，冷却喷管2上的喷口可以被圆筒塞3逐渐关闭或逐渐打开。

表示圆筒塞3可以顺时针旋转，也可以逆时针旋转。

由图4可知，在仰视图B-B位置，随着圆筒塞3的转动，冷却喷管射流宽度方被依次向中间关闭或依次向两边打开，即喷射流宽度连续可调。

表示顺时针旋转，

表示逆时针旋转，

表是关闭，表示打开。

本发明的工作过程是：如图1和图2所示，冷却介质(冷却水或空气)通过冷却介质管道10进入冷却喷管2内，然后通过冷却喷管上的喷孔喷射到冷却钢板1表面上。冷却喷管2两端的圆筒塞3在传动杆4的带动下旋转，依次将冷却喷管2的喷孔向中间遮蔽或向两端打开，进而连续调节冷却喷管2的喷射流宽度(如图4所示)。密封装置用于喷管端面及传动杆处的密封。

Claims (5)

1.一种喷射流宽度连续可调的冷却喷管，包括冷却介质管道(10)、冷却喷管(2)，其特征是在冷却喷管(2)的两端各插入一根与之活动相连的圆筒塞(3)；设有一根传动杆(4)，其一端与圆筒塞(3)相连，另一端位于冷却喷管(2)外面并且与传动链轮(5)相连；还设有密封装置，其用于冷却喷管(2)的端面密封和传动杆(4)处的轴密封；所述冷却喷管(2)为一根钢管，在面向冷却钢板区域内钻多个喷管喷孔(12)，喷管喷孔(12)为直孔或螺纹孔；所述的圆筒塞(3)，其外侧端面焊接一个用于固定传动杆(4)的端板(9)。

2.根据权利要求1所述的喷射流宽度连续可调的冷却喷管，其特征在于所述的圆筒塞(3)，其周身设有渐开曲线和多个窄带环(14)。

3.根据权利要求1所述的喷射流宽度连续可调的冷却喷管，其特征在于所述的圆筒塞(3)，其周身开有与喷管喷孔(12)相配合的长孔。

4.根据权利要求1所述的喷射流宽度连续可调的冷却喷管，其特征在于所述的传动杆4，其外侧端面上刻有定位标识。

5.根据权利要求1所述的喷射流宽度连续可调的冷却喷管，其特征在于所述的密封装置包括固定在冷却喷管(2)上的法兰(7)、密封透盖(6)、密封圈(13)、密封垫(8)和紧固部件(11)，紧固部件(11)用于紧固法兰(7)和密封透盖(6)。

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