CN102072661B - 环冷机液槽及具有该液槽的环冷机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种环冷机液槽，包括环形液槽底板、液槽内环板、液槽外环板、液槽风道内环板、液槽风道外环板、两块液槽风道端板；且在环冷机非冷却区的所述环形液槽底板上设置有若干溢流孔，且与每个溢流孔对应设置有溢流管；还包括若干集流部件，分别围合在相应所述溢流管上方的环形液槽内，并与所述溢流管连通；且所述集流部件的进口周长大于预定长度尺寸，所述预定长度尺寸满足：所述集流部件沿周线长度上的进液量大于液槽给液阀门的给液量。该液槽能够满足任何工况下的溢流需要，可完全规避液体沿液槽内、外环板上缘流出的问题出现，从而有效提高作业效率。在此基础上，本发明还提供一种及具有该液槽的环冷机。

Description

环冷机液槽及具有该液槽的环冷机

技术领域

本发明涉及钢铁冶炼领域，具体涉及一种环冷机液槽及具有该液槽的环冷机。

背景技术

环冷机整体呈圆环形，沿周向分为冷却区和非冷却区。运转过程中，待冷却的矿料自非冷却区的装料工位注入各环冷机台车，进入冷却区内后通过压力风对矿料进行冷却，而后各环冷机台车进入非冷却区的卸料工位完成卸料作业。

为避免上述压力风产生泄漏，现有环冷机在上述压力风的通路上设置有液密封环形风道，在满足环冷机正常运转的基础上，对压力风进行可靠的防泄漏密封。公开号为CN101598501的中国专利文献公开了一种环形风道，该环形风道由固定的环形液槽和随环冷机台车一同回转的门型密封装置以及端部密封装置所组成。实际操作中，通过控制给液阀门开启完成向环形液槽内灌注液体的作业。环冷机进行冷却作业时，压力风从环形液槽底部的通风孔进入环形风道，再从环形风道的门型密封装置盖板上的通风孔进入台车，冷却台车上的矿料；该环形风道可有效的保证环冷机的冷却区和非冷却区之间密封的相关条件和要求。

实际工作过程中，在冷却区的密封环形风道内的正压力风作用下，门型密封装置内、外环板与液槽风道内、外环板之间液体的液面下降，而门型密封装置内、外环板与液槽内、外环板之间的液体由于与大气相通，因此液面相应上升。显然，环形液槽中的液面在液槽中相对槽底的高度由液槽内所盛液体量的多小所决定；即，液体量多、液面就高，液体量少、液面就低。

环冷机处于工作状态时，若注入的液体量过多，液面升高，超过环形液槽内、外环板的高度时，液体就会沿内、外环板的上缘向外流出，既浪费资源又影响环境，更重要的是环形风道内的液位过高，在压力风的作用下容易引起液波和溅液，使门型密封装置内、外环板与液槽风道内、外环板之间的液体随风带入台车，影响环冷机正常工作。为此，现有环形液槽的非冷却区处设置有溢流装置，请一并参见图4和图5，分别示出了现有两种溢流装置的结构示意图。这样，在注入的液体量过多，液面升高至溢流管高度时，溢流管开始溢流；然而，由于溢流管的溢流线长度相对较小，导致溢流管的充满度较低，因此液位还会继续升高，当灌注液体流量较大时，溢流量不足以满足需要，直至液体沿液槽内、外环板上缘流出。显然，需要针对现有溢流装置进行优化设计以有效控制液槽液位，防止发生向液槽灌注的液体量过多而影响环冷机正常生产。

此外，在压力风的作用下，如果冷却区环形风道内的液面低于门型密封装置内、外环板的下沿，压力风就会从门型密封装置内、外环板的下缘窜出，并且将密封液体也一同带走，从门型密封装置的内、外环板与液槽内、外环板之间的上部空间飞溅出去，一旦出现这种情况就必须停机，重新向环形液槽内灌注液体，并达到液位深度要求后，才能再启动环冷机工作。

有鉴于此，亟待针对现有技术作进一步优化设计，能够有效控制液槽液位，以防止发生向液槽灌注的液体量过少而影响环冷机正常生产的问题。

发明内容

针对上述缺陷，本发明解决的技术问题在于提供一种环冷机液槽，该液槽能够满足任何工况下的溢流需要，可完全规避液体沿液槽内、外环板上缘流出的问题出现，从而有效提高环冷机作业效率。在此基础上，本发明还提供一种及具有该液槽的环冷机。

本发明提供的环冷机液槽，包括环形液槽底板、液槽内环板、液槽外环板、液槽风道内环板、液槽风道外环板、两块液槽风道端板；其中，在环冷机冷却区的所述环形液槽底板上开设有多个通风孔；所述液槽内环板和液槽外环板分别设置在所述环形液槽底板的内、外沿上形成环形液槽；所述液槽风道内环板、液槽风道外环板以及两块液槽风道端板，围合设置在多个通风孔外周的所述环形液槽底板上形成风道；且在环冷机非冷却区的所述环形液槽底板上设置有若干溢流孔，且与每个溢流孔对应设置有溢流管；还包括若干集流部件，分别围合在相应所述溢流管上方的环形液槽内，并与所述溢流管连通；且所述集流部件的进口周长大于预定长度尺寸，所述预定长度尺寸满足：所述集流部件沿周线长度上的进液量大于液槽给液阀门的给液量。

优选地，所述集流部件呈等截面状，且围合在所述溢流孔外周的所述环形液槽底板的上表面上。

优选地，所述集流部件的高度尺寸H满足下式要求：

H＝h₁+h₂+h₃，式中：

h₁-门型密封装置内、外环板至环形液槽风道内、外环板之间在风压作用下的液面高度与门型密封装置内、外环板至环形液槽内、外环板之间的大气压下的液面高度的高差，其值为h₁＝P_t/ρg，P_t-环形风道内的风压，ρ-液体的密度，g-重力加速度；

h₂-门型密封装置内、外环板的下缘至环形液槽底板上表面的距离；

h₃-冷却区内门型密封装置内、外环板下缘安全液体深度。

优选地，所述集流部件位于所述门型密封装置内、外环板之间，且所述集流部件的径向尺寸小于所述门型密封装置内、外环板之间的径向尺寸。

优选地，还包括补液槽，设置在所述液槽内环板的内侧和/或所述液槽外环板的外侧；所述补液槽相对于所述液槽内环板和/或所述液槽外环板径向伸出，且与所述环形液槽连通。

优选地，所述预定长度尺寸还满足：所述集流部件沿周线长度上的进液量大于液槽补液阀门的补液量。

优选地，在所述补液槽的槽壁上设置有补液管路，所述补液管路上设置有补液阀门，且所述补液管路的一端与所述补液槽连通，另一端用于与水源连通。

优选地，所述补液槽具体由槽壁板和槽底板与所述液槽内环板和/或所述液槽外环板围合形成，且所述补液槽通过所述液槽内环板和/或所述液槽外环板上开设的通孔与所述环形液槽连通。

本发明提供的环冷机，包括由环冷机液槽、门型密封装置和端部密封装置构成的环形风道，所述环冷机液槽如前所述。

优选地，所述补液阀门为电控阀门，还包括液位检测装置和控制器；其中，所述液位检测装置用于实时获取所述环形液槽内的液位值；所述控制器用于根据所述液位检测装置所获取的液位值的检测信号，输出控制所述补液阀门开启或关停的控制信号。

优选地，所述控制器包括存储单元、比较判断单元和输出单元；其中，所述存储单元用于预存第一液位值和第二液位值；所述比较判断单元用于将实时获取的所述液位值与所述第一液位值和第二液位值进行比较；若所述液位值小于所述第一液位值，则获得开启所述补液阀门的判断结果，若所述液位值大于所述第二液位值，则获得关停所述补液阀门的判断结果；所述输出单元用于根据所述比较判断单元获得的判断结果输出控制信号至所述补液阀门。

与现有技术相比，本发明提供的环冷机液槽增设有若干与溢流管连通的集流部件，工作过程中可在溢流管的上方形成足够水压；同时，集流部件沿周线长度上的进液量大于液槽给液阀门的给液量，为保证溢流管的充满度提供了可靠的保证。如此设计，当环形液槽内的液位超过设定高度时，多余的液体可经该集流部件及溢流管流出液槽。此外，实际操作时，可将溢流液体送入作业现场预定设置的排液沟，从而能够可靠地实现溢流的基本功能。一方面可针对溢流液体回收利用，节省水资源；另一方面可有效规避液波和溅液的现象出现，为环冷机的正常工作提供了可靠的保障。

本发明的优选方案中，液槽内环板的内侧和/或液槽外环板的外侧设置有补液槽，该补液槽相对于液槽内环板和/或液槽外环板径向伸出，且与所述环形液槽连通。如此设计，在环冷机运转过程中，环形液槽内的液位过低或者正常损耗时，设备维护人员可将补充的液体灌注至补液槽内，进而自补液槽流入环形液槽，使得环形液槽内的液位维持在设定的高度，防止发生压力风从门型密封装置内、外环板的下缘窜出，将密封液体一同带走，从门型密封装置的内、外环板与液槽内、外环板之间的上部空间飞溅出去的现象。显然，该补液槽与溢流装置共同构成液位保障系统，配合使用避免液位过高或者过低的现象出现，确保环形液槽内的工作液位。同时，由于补液槽相对于液槽内环板和/或液槽外环板径向伸出，上述补液操作可在环冷机运转过程中实时进行，也就是说，本方案无需停机作业即可完成向环形液槽内补液的操作，确保环冷机的正常生产运行，有效规避了停机补液所存在的影响环冷机生产效率的缺陷。

在本发明的优选方案中，连通水源与补液槽的补液管路上设置有补液阀门，设备维护人员可根据实际需要开启或者关停该补液阀门，具有较好的可操作性。此外，理论上，在环冷机运转周期内的液体必然有损耗，且大致为一定量；基于此，可将上述补液阀门调定为预定的开度，使得补充液量与正常损耗液量基本一致。这样，一方面可有效保障环冷机的正常运行，另一方面更加利于操作，大大降低了设备维护人员的工作量。

附图说明

图1是具体实施方式所述环冷机的整体结构示意图；

图2和图3分另示出现有溢流装置的结构示意图；

图4是具体实施方式所述环形液槽的局部视图；

图5是图4的C-C剖视图；

图6是图4的D-D剖视图；

图7是具体实施方式中所述环冷机的补液控制框图。

图中：

环冷机10、环冷机液槽20、环形液槽底板21、通风孔211、溢流孔212、液槽内环板22、通孔221、液槽外环板23、液槽风道内环板24、液槽风道外环板25、液槽风道端板26、补液槽27、槽壁板271、槽底板272、补液管路28、补液阀门281、溢流装置29、集流部件291、排水管292、门型密封装置内环板31、门型密封装置外环板32、端部密封装置40、液位检测装置51、控制器52、存储单元521、比较判断单元522、输出单元523。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种环冷机液槽，该液槽设有若干与溢流管连通的集流部件，为保证溢流管的充满度提供了可靠的保证，从而满足不同使用工况下的溢流需要。同时配置有与溢流功能共同构成液位保障系统的补液功能，可确保环形液槽内的工作液位，避免液位过高或者过低的问题出现。在此基础上，本发明还提供一种及具有该液槽的环冷机。

不失一般性，下面结合说明书附图具体说明本实施方式。

本文中所涉及的内、外等方位词是以环冷机中心作为基准定义的。应当理解，上述内、外等方位词的使用并不限定本申请请求保护的范围。

请参见图1，该图示出了本实施方式所述环冷机的整体结构示意图。

本实施方式中，构成环冷机的基本功能部件及其相互之间的位置连接关系与现有技术相同，环冷机10大致分为高温区I区、中温区II区、低温区III区和非冷却区IV区。

具体而言，每个台车与内侧栏板、外侧栏板及两个相邻的支承梁侧板构成若干个环冷机冷却工作单元，分别沿环冷机的周向依次设置；工作过程中，沿着固设于支架上的导轨，台车与支承梁围绕环冷机的中心作回转运动，完成布料、冷却及卸料等作业。其中，冷却矿料的作业通过送风系统具体实现，并在送风通路上设置有液密封环形风道，在满足环冷机正常运转的基础上，对冷却用的压力风进行可靠的防泄漏密封。

需要说明的是，前述主要功能部件的结构及工作原理与现有技术基本相同，本领域的技术人员基于现有技术完全可以实现，故本文不再赘述。

请一并参见图4，该图示出了本实施方式所述环形液槽的局部视图。为简化视图并清楚示出本方案的发明点所在，图4所示为图1中所示B部的环形液槽局部视图，即环冷机非冷却区及其相邻区域。同时，为清楚示出环形风道的工作原理，图中以双点划线示出了门型密封装置内环板31、门型密封装置外环板32及两个端部密封装置40。

该环冷机液槽20包括环形液槽底板21、液槽内环板22、液槽外环板23、液槽风道内环板24、液槽风道外环板25、两块液槽风道端板26；与现有技术相同，在环冷机冷却区(I区、II区、III区)的环形液槽底板21上开设有多个通风孔211；其中，液槽内环板22和液槽外环板23分别设置在环形液槽底板21的内、外沿上形成环形液槽；其中，液槽风道内环板24、液槽风道外环板25以及液槽风道端板26，围合设置在多个通风孔211外周的环形液槽底板21上形成风道。

如图4所示，补液槽27设置在液槽内环板22的内侧；该补液槽27相对于液槽内环板22径向伸出，且与环形液槽连通；这样，在环冷机运转过程中，当环形液槽内的液位过低或者正常损耗时，设备维护人员可将补充的液体灌注至补液槽27内，进而自补液槽27流入环形液槽，使得环形液槽内的液位维持在设定的高度。请一并参见图5，该图是图4的C-C剖视图。

结合图4和图3所示，该补液槽27具体由弧形槽壁板271和槽底板272与液槽内环板22围合形成，且补液槽27可以通过液槽内环板22上开设的通孔221与环形液槽连通。实际上，两槽之间的连通也可以通过管路连通。

需要说明的是，补液槽27的形状、数量及设置位置等细节不局限于图中所示。比如，该补液槽27也可以设置在液槽外环板23的外侧(图中未示出)，或者在液槽内环板22和液槽外环板23的外侧均设置补液槽；此外，补液槽27的数量也不局限于图中所示的一个，根据实际需要可以沿液槽内环板22和/或液槽外环板23周向设置多个。特别是，该补液槽27的槽壁板271可以与液槽内环板22和/或液槽外环板23弧度一致(图中未示出)，形成圆弧状的补液槽。

为提高补充灌注液体的可操作性，在补液槽27的槽壁上设置有补液管路28，该补液管路28具体可通过连接附座固定设置在补液槽27的槽壁板271上，且该补液管路28的一端与补液槽27连通、另一端用于与水源连通，以此建立起补液槽27与水源之间的通路。此外，补液管路28上设置有补液阀门281，设备维护人员可根据实际需要开启或者关停该补液阀门281，理论上可以确定环冷机运转周期内的液体损耗大致为一定量；基于此，可调定该补液阀门281为预定的开度，使得补充液体量稍大于正常损耗的液体量。这样，一方面可有效防止发生压力风从门型密封装置内、外环板的下缘窜出，将密封液体一同带走，从门型密封装置的内、外环板与液槽内、外环板之间的上部空间飞溅出去的现象，保障环冷机的正常运行，另一方面更加利于操作，大大降低了设备维护人员的工作量。

正如背景技术中所提及，若环形液槽内液面超过环形液槽内、外环板的高度时，液体就会沿内、外环板的上缘向外流出，既浪费资源又影响环境；并且在压风力的作用下容易引起液波和溅液，影响环冷机正常工作。为此，本方案进一步增设有溢流装置，请一并参见图6，该图为图4的D-D剖视图。

结合图4和图5所示，在环冷机非冷却区(IV区)的环形液槽底板21上设置有两个溢流孔212，且与每个溢流孔212对应设置有溢流装置29。如此设置，多余的液体可经该溢流装置29流出环形液槽，实际操作时，可将溢流液体送入作业现场预定设置的排液沟。显然，一方面可针对溢流液体回收利用，节省水资源；另一方面可有效规避液波和溅液的现象出现，为环冷机的正常工作提供了可靠的保障。

该溢流装置29包括集流部件291和排水管292；其中，集流部件291围合在溢流孔212外周的环形液槽底板21上，该集流部件291可以由四块钢板拼焊成形，也可以一块钢板折弯成圆筒形，成形后的集流部件291固定设置在环形液槽底板21的上表面，并需要采用防渗漏措施；可以理解，集流部件291可以是圆形、矩形和任意多边形。排水管292设置在环形液槽底板21的下方且与溢流孔212外周的环形液槽底板21连接；该排水管292的通流量由溢流量决定，以保证集流部件291内不积液体为设计基准。并且在该排水管292的下端部可以设置连接法兰，以与外围管路连通，将溢流液体送入作业现场预定设置的排液沟。

应当理解，设置于非冷却区的液槽底部的溢流装置29不局限于图中所示的两个，也可以设置为一个或者其他复数个，只要满足溢流的功能需要均在本申请请求保护的范围内。此外，环形风道液槽内的液位需要进行严格精准的有效控制，才能够确保环冷机在较长的运转周期内可靠的工作。

进一步地，该集流部件291的高度尺寸H满足下式要求：

H＝h₁+h₂+h₃，式中：

h₁-门型密封装置内、外环板至环形液槽风道内、外环板之间在风压作用下的液面高度与门型密封装置内、外环板至环形液槽内、外环板之间的大气压下的液面高度的高差，其值为h₁＝P_t/ρg，P_t-环形风道内风压，ρ-液体的密度，g-重力加速度；

h₂-门型密封装置内、外环板的下缘至环形液槽底板上表面的距离；

h₃-冷却区内门型密封装置内、外环板下缘安全液体深度，它主要由冷却料的透气性，布料的厚度和均匀性，以及风机启动和停机时可能发生的喘振等各种非量化性因素影响而产生的液面波动的最大值来确定。由于h₃的确定不是本申请的发明点所在，故本文不再赘述。

其中，集流部件291的周长大于预定长度尺寸，该预定长度尺寸满足集流部件291沿周线长度上的溢流量大于液槽补液阀门281的补液量且大于液槽给液阀门(图中未示出)的给液量的要求设定，成为大口溢流结构的集流部件。这样，环形液槽就建立起了一个连续补液量大于损耗液体量和排多余液体量的大溢流集流部件液位保障系统。

另外，集流部件291位于门型密封装置内环板31与门型密封装置外环板32之间，且集流部件291的径向尺寸小于门型密封装置内环板31与门型密封装置外环板32之间的径向尺寸。显然，如此设计的目的是确保集流部件291与门型密封装置内环板31与门型密封装置外环板32之间保持安全相对运动间距。

基于前述技术方案的描述可知，其中实现补液功能的补液阀门281与实现溢流功能的集流部件291共同构成液位保障系统，，可确保环形液槽内的理想工作液位，避免液位过高或者过低的问题出现。由于在每个工作周期内液体的蒸发量基本是确定的，因此，工作周期根据季节或者风速等因素变化时，只需要根据该蒸发量调节补液阀门281的开度即可，具有较好的可操作性。

此外，前述补液阀门281为电控阀门，以实现补液作业的自动控制。

请参见图7，该图示出了本方案所述环冷机的补液控制框图。

液位检测装置51用于实时获取环形液槽内的液位值；控制器52用于根据液位检测装置51所获取的液位值的检测信号，输出控制补液阀门281开启或关停的控制信号。具体而言，该控制器52包括存储单元521、比较判断单元522和输出单元523。

存储单元521用于预存第一液位值和第二液位值；其中，第一液位值为控制液位下限的参量，第二液位值为控制液位上限的参量；即，实际液位值在第一液位值与第二液位值之间时，环冷机可保持正常工作状态。

比较判断单元522用于将实时获取的液位值与第一液位值和第二液位值进行比较；若该液位值小于第一液位值，则获得开启补液阀门281的判断结果，若该液位值大于第二液位值，则获得关停补液阀门281的判断结果。

输出单元523用于根据比较判断单元522获得的判断结果输出控制信号至补液阀门281。如此设置，可实现补液作业的自动控制，在提高控制精度的同时，大大降低了操作者的工作量。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.环冷机液槽，包括：

环形液槽底板，在环冷机冷却区的所述环形液槽底板上开设有多个通风孔；

液槽内环板和液槽外环板，分别设置在所述环形液槽底板的内、外沿上形成环形液槽；

液槽风道内环板、液槽风道外环板以及两块液槽风道端板，围合设置在多个通风孔外周的所述环形液槽底板上形成风道；且

在环冷机非冷却区的所述环形液槽底板上设置有若干溢流孔，且与每个溢流孔对应设置有溢流管；其特征在于，还包括：

若干集流部件，分别围合在相应所述溢流管上方的环形液槽内，并与所述溢流管连通；且

所述集流部件的进口周长大于预定长度尺寸，所述预定长度尺寸满足：所述集流部件沿周线长度上的进液量大于液槽给液阀门的给液量。

2.根据权利要求1所述的环冷机液槽，其特征在于，所述集流部件呈等截面状，且围合在所述溢流孔外周的所述环形液槽底板的上表面上。

3.根据权利要求2所述的环冷机液槽，其特征在于，所述集流部件的高度尺寸H满足下式要求：

H＝h₁+h₂+h₃，式中：

h₁-门型密封装置内、外环板至液槽风道内、外环板之间在风压作用下的液面高度与门型密封装置内、外环板至液槽内、外环板之间的大气压下的液面高度的高差，其值为h₁＝P_t/ρg，P_t-环形风道内的风压，ρ-液体的密度，g-重力加速度；

h₂-门型密封装置内、外环板的下缘至环形液槽底板上表面的距离；

h₃-冷却区内门型密封装置内、外环板下缘安全液体深度。

4.根据权利要求3所述的环冷机液槽，其特征在于，所述集流部件位于所述门型密封装置内、外环板之间，且所述集流部件的径向尺寸小于所述门型密封装置内、外环板之间的径向尺寸。

5.根据权利要求4所述的环冷机液槽，其特征在于，还包括：

补液槽，设置在所述液槽内环板的内侧和/或所述液槽外环板的外侧；所述补液槽相对于所述液槽内环板和/或所述液槽外环板径向伸出，且与所述环形液槽连通。

6.根据权利要求5所述的环冷机液槽，其特征在于，所述预定长度尺寸还满足：所述集流部件沿周线长度上的进液量大于液槽补液阀门的补液量。

7.根据权利要求6所述的环冷机液槽，其特征在于，在所述补液槽的槽壁上设置有补液管路，所述补液管路上设置有补液阀门，且所述补液管路的一端与所述补液槽连通，另一端用于与水源连通。

8.根据权利要求7所述的环冷机液槽，其特征在于，所述补液槽具体由槽壁板和槽底板与所述液槽内环板和/或所述液槽外环板围合形成，且所述补液槽通过所述液槽内环板和/或所述液槽外环板上开设的通孔与所述环形液槽连通。

9.环冷机，包括由环冷机液槽、门型密封装置和端部密封装置构成的环形风道，其特征在于，所述环冷机液槽具体为如权利要求1至8中任一项所述的环冷机液槽。

10.根据权利要求9所述的环冷机，其特征在于，所述补液阀门为电控阀门，还包括：

液位检测装置，用于实时获取所述环形液槽内的液位值；

控制器，用于根据所述液位检测装置所获取的液位值的检测信号，输出控制所述补液阀门开启或关停的控制信号。

11.根据权利要求10所述的环冷机，其特征在于，所述控制器包括：

存储单元，用于预存第一液位值和第二液位值；

比较判断单元，用于将实时获取的所述液位值与所述第一液位值和第二液位值进行比较；若所述液位值小于所述第一液位值，则获得开启所述补液阀门的判断结果，若所述液位值大于所述第二液位值，则获得关停所述补液阀门的判断结果；和

输出单元，用于根据所述比较判断单元获得的判断结果输出控制信号至所述补液阀门。

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