CN105363809B - 一种穿水冷却器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种穿水冷却器，将冷却管由现有的直管改进为文丘里管(具有膨胀部和收缩部的变径管件)，可以使得水流速度发生变化，形成速度差，通过其产生的动能和冲量，避免在轧件的表面形成稳定的水膜，保证充分的热交换，比传统水管冷却效果好，大幅提高过钢量，降低使用成本；同时，将进水口设计为沿文丘里管周向环绕的环形喷水口，可以有效保证冷却水的流速，并保证进水能够均匀，从而均匀的冷却轧件，保证产品质量。
Description
技术领域
本发明涉及钢材轧制设备技术领域，特别涉及一种穿水冷却器。
背景技术
钢材轧件从轧机轧出后往往需要穿过水冷装置进行冷却。
目前，现有的穿水冷却器大多是采用直喷式进水口和直冷却管的组合。
通过生产实践发现，这种穿水冷却器内冷却水的流速不够理想，会在轧件的表面形成稳定的水膜，对轧件的冷却效果不好，产品质量有待提高。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种穿水冷却器，可以有效提高冷却水的流速，并保证进水能够均匀轧件，且在管内水流速度发生变化形成速度差，避免在轧件表面形成稳定水膜，保证充分的热交换，从而提高产品的质量。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种穿水冷却器，包括第一喷嘴、第二喷嘴、喷嘴支座和文丘里管；
所述第一喷嘴和所述第二喷嘴分别安装在所述喷嘴支座的两侧；所述第一喷嘴位于所述喷嘴支座内的第一端具有外锥面，且其端部为小径端；所述第二喷嘴位于所述喷嘴支座内的第一端具有内锥面，且其端部为大径端；所述外锥面和所述内锥面同轴，两者之间构成环形喷水口；所述第一喷嘴和所述第二喷嘴均为两端贯通；
所述文丘里管的进水端连接于所述第二喷嘴的第二端。
优选的，还包括垫片，所述垫片包括设置在所述第一喷嘴和所述喷嘴支座之间的第一垫片，和/或设置在所述第二喷嘴和所述喷嘴支座之间的第二垫片。
优选的，所述垫片包括所述第一垫片和所述第二垫片。
优选的，所述第一喷嘴具有同所述喷嘴支座端部配合的第一环形台阶；所述第一垫片设置在所述第一环形台阶的大径段端面和所述喷嘴支座端面之间。
优选的，所述第二喷嘴具有同所述喷嘴支座端部配合的第二环形台阶；所述第二垫片设置在所述第二环形台阶的大径段端面和所述喷嘴支座端面之间。
优选的，所述第一环形台阶的小径段的外径尺寸，等于所述第二环形台阶的小径段的外径尺寸。
优选的，所述第一环形台阶的大径段的外径尺寸，等于所述第二环形台阶的大径段的外径尺寸。
优选的，还包括安装在所述第一喷嘴第二端的反向阻水装置。
从上述的技术方案可以看出，本发明提供的穿水冷却器，将冷却管由现有的直管改进为文丘里管(具有膨胀部和收缩部的变径管件)，可以使得水流速度发生变化，形成速度差，通过其产生的动能和冲量，避免在轧件的表面形成稳定的水膜，保证充分的热交换，比传统水管冷却效果好，大幅提高过钢量，降低使用成本；同时，将进水口设计为沿文丘里管周向环绕的环形喷水口，可以有效保证冷却水的流速，并保证进水能够均匀，从而均匀的冷却轧件，保证产品质量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的穿水冷却器的外观结构示意图；
图2为本发明实施例提供的穿水冷却器的端面结构示意图；
图3为沿图2中A-A截面的剖视结构示意图；
图4为图3中圆圈部分的局部放大结构示意图。
其中，1为第一喷嘴，2为第二喷嘴，3为喷嘴支座，4为文丘里管，51为第一垫片，52为第二垫片，6为环形喷水口，7为反向阻水装置。
具体实施方式
本发明公开了一种穿水冷却器，可以有效提高冷却水的流速，并保证进水能够均匀轧件，且在管内水流速度发生变化形成速度差，避免轧件表面形成稳定水膜，保证充分的热交换，从而提高产品的质量。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-图4，图1为本发明实施例提供的穿水冷却器的外观结构示意图；图2为本发明实施例提供的穿水冷却器的端面结构示意图；图3为沿图2中A-A截面的剖视结构示意图；图4为图3中圆圈部分的局部放大结构示意图。
本发明实施例提供的穿水冷却器，其核心改进点在于，包括第一喷嘴1、第二喷嘴2、喷嘴支座3和文丘里管4；
其中，第一喷嘴1和第二喷嘴2分别安装在喷嘴支座3的两侧；第一喷嘴1位于喷嘴支座3内的第一端(即图4中的右端)具有外锥面，且其端部为小径端；第二喷嘴2位于喷嘴支座3内的第一端(即图4中的左端)具有内锥面，且其端部为大径端；外锥面和内锥面同轴，两者之间构成带有一定锥度的环形喷水口6(简称为环缝)；第一喷嘴1和第二喷嘴2均为两端贯通，形成用于供轧件穿过的通路，其中第一喷嘴1的第二端(即图4中的左端)具有扩口导向结构，以便于轧件进入；文丘里管4的进水端同轴连接于第二喷嘴2的第二端；其结构可以参照图3和图4所示，由左侧底部进水，右侧出水，轧件自左向右依次穿过第一喷嘴1、第二喷嘴2和文丘里管4。
从上述的技术方案可以看出，本发明实施例提供的穿水冷却器，将冷却管由现有的直管改进为文丘里管4(具有膨胀部和收缩部的变径管件)，可以使得水流速度发生变化，形成速度差，通过其产生的动能和冲量，避免在轧件的表面形成稳定的水膜，保证充分的热交换，比传统水管冷却效果好，大幅提高过钢量，降低使用成本；同时，将进水口设计为沿文丘里管4周向环绕的环形喷水口6，可以有效保证冷却水的流速，并保证进水能够均匀，从而均匀的冷却轧件，保证产品质量。
为了进一步优化上述的技术方案，环形喷水口6的大小能够调节，具体可以通过改变第一喷嘴1和第二喷嘴2之间的轴向距离，比如使喷嘴采用螺纹形式安装在喷嘴支座3，并在适当的位置进行锁紧。
在本方案提供的具体实施例中，采用垫片调节环形喷水口6的大小。垫片包括设置在第一喷嘴1和喷嘴支座3之间的第一垫片51，和/或设置在第二喷嘴2和喷嘴支座3之间的第二垫片52；通过上述垫片的厚度(如图4所示)调整第一喷嘴1和第二喷嘴2之间的轴向距离，从而实现调整环缝尺寸，以满足不同的实际需要，这种调整方式结构简单，便于操作，成本较低。本结构可以广泛适用于线材和棒材等轧制生产线。
本领技术人员能够根据需要选择本方案各部件之间的连接方式，比如采螺纹、卡扣或者型面配合等结构，或者通过额外的装配件，在此不再赘述。
根据实际需要，可以只在第一喷嘴1和喷嘴支座3之间设置第一垫片51，或者只在第二喷嘴2和喷嘴支座3之间设置第二垫片52，此时通过单个位置的垫片即能够实现调整环缝尺寸，整个结构比较精简。当然，可以采用单个厚度合适的第一垫片51或者第二垫片52，或者多个第一垫片51层叠，或者多个第二垫片52层叠，从而达到需要的厚度。
在本方案的具体实施例中，垫片包括第一垫片51和第二垫片52，即在两个位置同时采用垫片，从而扩大环缝尺寸的调整范围，同时两边分别安装便于操作，利于不同垫片的灵活组合。
作为优选，第一喷嘴1具有同喷嘴支座3端部(在图4中为左端)配合的第一环形台阶；第一垫片51设置在第一环形台阶的大径段端面和喷嘴支座3端面之间。其结构可以参照图4所示，喷嘴支座3的端部分别同上述第一环形台阶的大径段端面和小径段外周面配合，还可以在两者之间加装密封圈以提高密封效果。通过上述环形台阶结构能够实现第一喷嘴1和喷嘴支座3的快速装配，同时还便于第一垫片51的安装和拆卸。
类似的，第二喷嘴2具有同喷嘴支座3端部(在图4中为右端)配合的第二环形台阶；第二垫片52设置在第二环形台阶的大径段端面和喷嘴支座3端面之间。其结构可以参照图4所示，喷嘴支座3的端部分别同上述第二环形台阶的大径段端面和小径段外周面配合，还可以在两者之间加装密封圈以提高密封效果。通过上述环形台阶结构能够实现第二喷嘴2和喷嘴支座3的快速装配，同时还便于第二垫片52的安装和拆卸。
在本方案的具体实施例中，第一环形台阶的小径段的外径尺寸，等于第二环形台阶的小径段的外径尺寸。这样一来，两个位置就可以使用相同内径尺寸的垫片，即第一垫片51和第二垫片52可以采用同一种垫片，从而提高了互换性，降低了成本，同时自然也就避免了两者混淆的问题。
为了进一步优化上述的技术方案，第一环形台阶的大径段的外径尺寸，等于第二环形台阶的大径段的外径尺寸。则两个位置可以使用内径尺寸和外径尺寸均相同的垫片，即第一垫片51和第二垫片52可以采用同一种垫片。
在实际生产中可根据不同规格、不同钢种选择不同的进水喷射方式，包括喷射角度、水量和流速大小，本领域技术人员可以根据穿水工艺的要求对环缝的大小进行相应的调节。
作为优选，第一喷嘴1和/或第二喷嘴2分别可拆卸安装在喷嘴支座3的两侧，以便于通过更换上述喷嘴实现更快速、精确和大幅度调整环缝尺寸。
进一步的，在第一喷嘴1的第二端安装反向阻水装置7，使冷却水正向流动量增加，减小反向流动的水量，从而进一步提高冷却效果。
在本方案的具体实施例中，穿水冷却器的进水端和出水端的周向均设置有四个定位面，围绕其轴向中心对称，用于同水冷装置的水梁底座配合，其结构可以参照图1和图2所示。穿水冷却器内部底面磨损后还可以转90°继续使用，能够翻转四次，所以可以提高过钢量，延长寿命，降低成本。
综上所述，本发明实施例提供的穿水冷却器，将冷却管由现有的直管改进为文丘里管(具有膨胀部和收缩部的变径管件)，可以使得水流速度发生变化，形成速度差，通过其产生的动能和冲量，避免在轧件的表面形成稳定的水膜，保证充分的热交换，比传统水管冷却效果好，大幅提高过钢量，降低使用成本；同时，将进水口设计为沿文丘里管周向环绕的环形喷水口，可以有效保证冷却水的流速，并保证进水能够均匀，从而均匀的冷却轧件，保证产品质量。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (7)
1.一种穿水冷却器，其特征在于，包括第一喷嘴(1)、第二喷嘴(2)、喷嘴支座(3)和文丘里管(4)；
所述第一喷嘴(1)和所述第二喷嘴(2)分别安装在所述喷嘴支座(3)的两侧；所述第一喷嘴(1)位于所述喷嘴支座(3)内的第一端具有外锥面，且其端部为小径端；所述第二喷嘴(2)位于所述喷嘴支座(3)内的第一端具有内锥面，且其端部为大径端；所述外锥面和所述内锥面同轴，两者之间构成环形喷水口(6)；所述第一喷嘴(1)和所述第二喷嘴(2)均为两端贯通；
所述文丘里管(4)的进水端连接于所述第二喷嘴(2)的第二端；
所述穿水冷却器的进水端和出水端的周向均设置有四个定位面，围绕其轴向中心对称，用于同水冷装置的水梁底座配合。
2.根据权利要求1所述的穿水冷却器，其特征在于，还包括垫片，所述垫片包括设置在所述第一喷嘴(1)和所述喷嘴支座(3)之间的第一垫片(51)，和/或设置在所述第二喷嘴(2)和所述喷嘴支座(3)之间的为第二垫片(52)。
3.根据权利要求2所述的穿水冷却器，其特征在于，所述垫片包括所述第一垫片(51)和所述第二垫片(52)；所述第一喷嘴(1)具有同所述喷嘴支座(3)端部配合的第一环形台阶；所述第一垫片(51)设置在所述第一环形台阶的大径段端面和所述喷嘴支座(3)端面之间。
4.根据权利要求3所述的穿水冷却器，其特征在于，所述第二喷嘴(2)具有同所述喷嘴支座(3)端部配合的第二环形台阶；所述第二垫片(52)设置在所述第二环形台阶的大径段端面和所述喷嘴支座(3)端面之间。
5.根据权利要求4所述的穿水冷却器，其特征在于，所述第一环形台阶的小径段的外径尺寸，等于所述第二环形台阶的小径段的外径尺寸。
6.根据权利要求5所述的穿水冷却器，其特征在于，所述第一环形台阶的大径段的外径尺寸，等于所述第二环形台阶的大径段的外径尺寸。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的穿水冷却器，其特征在于，还包括安装在所述第一喷嘴(1)第二端的反向阻水装置(7)。
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