CN111974817A - 一种液压旋转层流集管冷却装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及工业冷却技术领域，具体为一种液压旋转层流集管冷却装置，包括排水箱和供水机构；所述排水箱由沿轧件运行方向依次排布的尾部箱体和头部箱体拼合而成，且尾部箱体内和头部箱体内沿垂直轧件运行方向并列分隔有十个排水腔，各排水腔上均设置有腔盖，且各排水腔的底板沿其长度方向均匀开设有排水孔；所述供水机构包括管体设置在排水腔内、一管口嵌设在相对应腔盖上的通流管以及与该管口连通的送水管，各所述腔盖上的管口大致沿排水箱的对角线分布，且沿垂直轧件运行方向的管口具有两个，并通过两个送水支管与送水主管连通。本发明可达到不断流的效果，且可实现水流边部可控，达到节约用水、冷却均匀、提高温降的效果。

Description

一种液压旋转层流集管冷却装置

技术领域

本发明涉及工业冷却技术领域，具体为一种液压旋转层流集管冷却装置。

背景技术

目前，在板、带、型材轧制过程的末段，为了提高产品质量和生产效率，需对轧件进行急速冷却，而传统的冷却装置采用国外设备的管列式布局，即水管管体沿轧件横向布置的方式进行冷却处理，但是随着产品质量、产量的要求不断提高，对冷却效率也提出了更高的要求。管列式横向布局在急速冷却中产生大量水蒸气和工业废水，极大提高了吨钢成本，成为热轧生产过程中的耗能大户。

现有技术中，轧件冷却机构使用的层流水管装置，均为管式分列布局，且排水管与带钢行走方向成垂直布置的排列型式，按均匀的尺寸间隔，每套装置中有6段或7段的层流水管装置，且存在断流、间歇冷却的情况。当水流与轧件表面接触过程中出现水流雾化、汽化现象，急剧降低了冷却均匀性，再加上轧件边部散热较快，轧件易因温度不均造成硬度不均，进而影响轧件表面质量；且在冷却过程中产生大量工业废水，其雾气对现场相关仪器设备也产生了影响严重。为此，我们提出了一种液压旋转层流集管冷却装置以良好的解决上述弊端。

发明内容

本发明的目的在于提供一种液压旋转层流集管冷却装置，用于实现水流边部可控，达到节约用水、冷却均匀、提高降温效果的目的。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种液压旋转层流集管冷却装置，包括排水箱以及用于向排水箱内部供水的供水机构；所述排水箱由沿轧件运行方向依次排布的尾部箱体和头部箱体拼合而成，且尾部箱体内和头部箱体内沿垂直轧件运行方向并列分隔有十个排水腔，各排水腔上均设置有腔盖，且各排水腔的底板沿其长度方向均匀开设有用于向轧件表面浇水冷却的排水孔；所述供水机构包括管体设置在排水腔内、一管口嵌设在相对应腔盖上的通流管以及与该管口连通的送水管，各所述腔盖上的管口大致沿排水箱的对角线分布，且沿垂直轧件运行方向的管口具有两个，所述送水管包括沿垂直轧件运行方向进行水平排布的送水主管，送水主管的出水口通过三通管件连接有两个送水支管，沿垂直轧件运行方向的两个管口分别与相对应的两个送水支管连通。

可选的，所述送水主管的入水口设置有U型结构的入水弯管，入水弯管的两端部沿水流方向分别为下降管和上升管，所述入水弯管与送水主管之间、所述送水支管远离送水主管的一端与对应管口之间均通过弯管连通，且入水弯管的弯折部和弯管的弯曲角度均为90°。

可选的，所述送水主管与弯管之间设置有旋转组件，所述旋转机构包括设于排水箱外侧的固定梁以及沿固定梁长度方向进行排布的多个承接座，所述承接座上开设有通孔，且通孔的两端均转动连接有第一对接管和第二对接管，所述送水主管和弯管沿各自轴线呈错位状分布，且第一对接管与送水主管连接，第二连接管与弯管连接。

可选的，所述排水箱的底面位于头部箱体和尾部箱体之间固设有定位片，所述排水箱的下方位于轧件上设置有翻转气缸，所述翻转气缸的缸体铰接在排水箱的外侧，所述翻转气缸的活塞杆与定位片铰接。

可选的，所述入水弯管的入水口处设有用于控制冷却水流通或截断的截止阀。

可选的，所述排水箱沿轧件运行方向的的两侧边均设有用于固定排水箱位置的安装片。

可选的，所述通流管呈L型，其一端与送水支管连通，另一端贯穿腔盖并延伸至相对应的水腔内。

可选的，各所述管口的位置处设置有用于提高水流速度的节流孔。

可选的，所述排水孔沿对应排水腔的底板呈折线状分布，且折角至少具有两个。

与现有技术相比，本发明提供了一种液压旋转层流集管冷却装置，具备以下有益效果：

1.本发明将通流管和排水腔设计为沿轧件运行方向布置，对轧件在其运行方向的冷却达到不断流的效果；在与轧件运行垂直方向上具有10段间隔的排水腔，每个排水腔上设计有送水主管和控制冷却水流通的截止阀。当轧件急速冷却并造成边部散热较快时，可调节控制轧件两侧排水腔流通量的截止阀，实现水流边部可控，达到节约用水、冷却均匀、提高温降的效果；

2.本发明中入水弯管的上升管可有效消除冷却水在管体内的空穴现象，使水流处于层流状态，送水支管与通流管之间的弯管以及通流管处的节流孔可使冷却水经此管路获得较高的射流流速流向轧件表面，因此可适当调低水流量，节约用水；

3.本发明通过翻转气缸可控制排水箱的倾斜度，使其底面与轧件的顶面保持平行，从而保证轧件表面的冷却水膜厚度均匀，既提高了冷却效果，也避免了水资源的浪费，同时方便进行检修。

附图说明

图1为本发明整体的结构示意图；

图2为本发明整体的俯视图；

图3为本发明整体的仰视图；

图4为本发明中尾部箱体的立体图。

图中：10、排水箱；11、头部箱体；12、尾部箱体；13、腔盖；14、排水孔；15、安装片；20、供水机构；21、送水支管；22、送水主管；23、弯管；24、入水弯管；25、通流管；30、截止阀；40、旋转组件；41、固定梁；42、承接座；43、第一对接管；44、第二对接管；50、翻转气缸；51、定位片。

具体实施方式

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。

实施例：请参阅图1-4，一种液压旋转层流集管冷却装置，包括排水箱10以及用于向排水箱10内部供水的供水机构 20；排水箱10由沿轧件运行方向依次排布的尾部箱体12和头部箱体11拼合而成，且尾部箱体12内和头部箱体11内沿垂直轧件运行方向并列分隔有十个排水腔，各排水腔上均设置有腔盖13，且各排水腔的底板沿其长度方向均匀开设有用于向轧件表面浇水冷却的排水孔14，排水孔14沿对应排水腔的底板呈折线状分布，且折角至少具有两个。以降低出现断流和间歇冷却的情况。在实施过程中，通过排水孔14可在轧件的表面形成一层厚度均匀的冷却水膜。供水机构 20包括管体设置在排水腔内、一管口嵌设在相对应腔盖13上的通流管 25以及与该管口连通的送水管，各腔盖13上的管口大致沿排水箱10的对角线分布，且沿垂直轧件运行方向的管口具有两个，送水管包括沿垂直轧件运行方向进行水平排布的送水主管22，送水主管22的出水口通过三通管件连接有两个送水支管21，沿垂直轧件运行方向的两个管口分别与相对应的两个送水支管21连通。

其中，送水主管22的入水口设置有U型结构的入水弯管24，入水弯管24的两端部沿水流方向分别为下降管和上升管，入水弯管24与送水主管22之间、送水支管21远离送水主管22的一端与对应管口之间均通过弯管23连通，且入水弯管24的弯折部和弯管23的弯曲角度均为90°。因此，入水弯管24的上升管可有效消除冷却水在管体内的空穴现象，使水流处于层流状态，送水支管21与通流管 25之间的弯管23可使冷却水经此管路获得较高的射流流速流向轧件表面，因此可适当调低水流量，节约用水。

其中，送水主管22与弯管23之间设置有旋转组件40，旋转机构包括设于排水箱10外侧的固定梁41以及沿固定梁41长度方向进行排布的多个承接座42，承接座42上开设有通孔，且通孔的两端均转动连接有第一对接管43和第二对接管44，送水主管22和弯管23沿各自轴线呈错位状分布，且第一对接管43与送水主管22连接，第二连接管与弯管23连接。此外，排水箱10的底面位于头部箱体11和尾部箱体12之间固设有定位片51，排水箱10的下方位于轧件上设置有翻转气缸50 ，翻转气缸50的缸体铰接在排水箱10的外侧，翻转气缸50的活塞杆与定位片51铰接。因此，可由翻转气缸50驱动排水箱10的倾斜度。

此外，入水弯管24的入水口处设有用于控制冷却水流通或截断的截止阀30，截止阀30控制冷却水的流通与截断以确保不会浪费水资源。。

进一步的，排水箱10沿轧件运行方向的的两侧边均设有用于固定排水箱10位置的安装片15，且安装片15上贯穿开设有螺纹孔，便于对排水箱10进行安装固定。通流管 25呈L型，其一端与送水支管21连通，另一端贯穿腔盖13并延伸至相对应的水腔内，且各通流管25的管口的位置处设置有用于提高水流速度的节流孔。通过设置节流孔可提高冷却水的射流流速。

本发明在使用过程中，由于排水箱10位于轧件的上方，且排水箱10的底面均匀开设有数量众多的排水孔14，利用排水孔14同时向轧件浇水，使得管体流出的高速冷却水流达轧件表面后能够形成一定厚度、一定区域的冷却水膜，而不被生成的水蒸气破坏，达到均匀冷却的目的，也避免了水资源的过度浪费。另外，第一对接管43可围绕承接座42转动，排水箱10的底面铰接设置有翻转气缸50，因此，通过翻转气缸50可以控制排水箱10的倾斜角度，使其底面与轧件的顶面保持平行，从而保证轧件表面的冷却水膜厚度均匀，既提高了冷却效果，也避免了水资源的浪费，此外，可调节控制轧件两侧排水腔流通量的截止阀30，实现水流边部可控，达到节约用水、冷却均匀、提高温降的效果，避免了轧件边部散热较快降低轧件表面质量的问题，进一步保障了轧件的质量，同时还方便进行检修操作。综上，本发明提高了冷却装置的冷却效率，同时也达到了节约水资源、提高产品质量的目的。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种液压旋转层流集管冷却装置，包括排水箱(10)以及用于向排水箱(10)内部供水的供水机构(20)；其特征在于：所述排水箱(10)由沿轧件运行方向依次排布的尾部箱体(12)和头部箱体(11)拼合而成，且尾部箱体(12)内和头部箱体(11)内沿垂直轧件运行方向并列分隔有十个排水腔，各排水腔上均设置有腔盖(13)，且各排水腔的底板沿其长度方向均匀开设有用于向轧件表面浇水冷却的排水孔(14)；所述供水机构(20)包括管体设置在排水腔内、一管口嵌设在相对应腔盖(13)上的通流管(25)以及与该管口连通的送水管，各所述腔盖(13)上的管口大致沿排水箱(10)的对角线分布，且沿垂直轧件运行方向的管口具有两个，所述送水管包括沿垂直轧件运行方向进行水平排布的送水主管(22)，送水主管(22)的出水口通过三通管件连接有两个送水支管(21)，沿垂直轧件运行方向的两个管口分别与相对应的两个送水支管(21)连通。

2.根据权利要求1所述的一种液压旋转层流集管冷却装置，其特征在于：所述送水主管(22)的入水口设置有U型结构的入水弯管(24)，入水弯管(24)的两端部沿水流方向分别为下降管和上升管，所述入水弯管(24)与送水主管(22)之间、所述送水支管(21)远离送水主管(22)的一端与对应管口之间均通过弯管(23)连通，且入水弯管(24)的弯折部和弯管(23)的弯曲角度均为90°。

3.根据权利要求2所述的一种液压旋转层流集管冷却装置，其特征在于：所述送水主管(22)与弯管(23)之间设置有旋转组件(40)，所述旋转机构包括设于排水箱(10)外侧的固定梁(41)以及沿固定梁(41)长度方向进行排布的多个承接座(42)，所述承接座(42)上开设有通孔，且通孔的两端均转动连接有第一对接管(43)和第二对接管(44)，所述送水主管(22)和弯管(23)沿各自轴线呈错位状分布，且第一对接管(43)与送水主管(22)连接，第二连接管与弯管(23)连接。

4.根据权利要求3所述的一种液压旋转层流集管冷却装置，其特征在于：所述排水箱(10)的底面位于头部箱体(11)和尾部箱体(12)之间固设有定位片(51)，所述排水箱(10)的下方位于轧件上设置有翻转气缸(50)，所述翻转气缸(50)的缸体铰接在排水箱(10)的外侧，所述翻转气缸(50)的活塞杆与定位片(51)铰接。

5.根据权利要求2所述的一种液压旋转层流集管冷却装置，其特征在于：所述入水弯管(24)的入水口处设有用于控制冷却水流通或截断的截止阀(30)。

6.根据权利要求1所述的一种液压旋转层流集管冷却装置，其特征在于：所述排水箱(10)沿轧件运行方向的的两侧边均设有用于固定排水箱(10)位置的安装片(15)。

7.根据权利要求1所述的一种液压旋转层流集管冷却装置，其特征在于：所述通流管(25)呈L型，其一端与送水支管(21)连通，另一端贯穿腔盖(13)并延伸至相对应的水腔内。

8.根据权利要求1所述的一种液压旋转层流集管冷却装置，其特征在于：各所述管口的位置处设置有用于提高水流速度的节流孔。

9.根据权利要求1所述的一种液压旋转层流集管冷却装置，其特征在于：所述排水孔(14)沿对应排水腔的底板呈折线状分布，且折角至少具有两个。

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