CN115164600A - 一种加热炉用的封堵结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种加热炉用的封堵结构，涉及加热炉技术领域。包括构成水梁立柱管的芯管和外管，芯管位于外管的内部，且芯管的外壁和外管的内壁之间形成有间隙，还包括立柱管帽和法兰结构，其中：所述立柱管帽的轴心线与所述外管的轴心线的延伸方向相同，且所述立柱管帽的第一端与所述外管的末端固定连接。本发明通过放大立柱管帽的直径，便于使用者对芯管外壁与外管内壁之间形成的缝隙处的堵塞和结垢进行观察和清理，进而能够减少因水梁立柱管被堵塞而造成冷却效果变差，加热炉在升温过程中，加热炉内炉筋管膨胀应力及部分机械外力无法消除造成立柱管烧漏，进而导致重大设备事故的现象发生。

Description

一种加热炉用的封堵结构

技术领域

本发明涉及加热炉技术领域，具体为一种加热炉用的封堵结构。

背景技术

炉内水梁是加热炉的重要构件之一，水梁是用来在步进式加热炉中托住钢坯，钢坯在步进机械的上下前后移动作用下在水梁上移动前进，到炉头钢坯出炉再进行轧制。为防止水梁高温下烧坏，水梁管内大多都是通水进行冷却，保证水梁不变形。常见的加热炉水梁均需要设置排污结构，来防止水梁因结垢堆积而使得冷却水无法顺利流通，导致冷却异常现象，而水梁也会因无冷却水冷却而导致开裂、甚至漏水停产的问题，而现有的水梁立柱排污清理，最大难点是清理水梁立柱管，水梁立柱管由外管和芯管组成，冷却水由芯管从上往下流(图10中的a方向)，再从芯管外壁与外管内壁之间形成的缝隙向上回流。现有水梁立柱管末端的排污管帽(如图1所示)，是在管帽下端连接一段管径小于芯管内径的连接管，连接管下端安装法兰，对管帽进行封堵。清理水梁立柱管时，由于连接管管径小于芯管内径，因此打开管帽法兰后，只能疏通立柱中间芯管，芯管外壁与外管内壁之间形成的缝隙无法疏通，而该缝隙极易堵塞和结垢，使冷却效果变差，导致加热炉在升温过程中，加热炉内炉筋管膨胀应力及部分机械外力无法消除造成立柱管烧漏，进而导致重大设备事故，为此提出一种加热炉用的封堵结构。

发明内容

本发明的目的在于提供一种加热炉用的封堵结构，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种加热炉用的封堵结构，包括构成水梁立柱管的芯管和外管，芯管位于外管的内部，且芯管的外壁和外管的内壁之间形成有间隙，还包括立柱管帽和法兰结构，其中：所述立柱管帽的轴心线与所述外管的轴心线的延伸方向相同，且所述立柱管帽的第一端与所述外管的末端固定连接；所述立柱管帽的内径大于或者等于外管的内径；所述立柱管帽的第二端通过所述法兰结构进行封堵。

本技术方案中优选的，所述立柱管帽与外管焊接固定。

本技术方案中优选的，所述立柱管帽中，沿第一端指向向第二端方向，所述立柱管帽的内径逐渐增大。

本技术方案中优选的，所述法兰结构包括分体法兰、法兰盖和管帽凸环；所述管帽凸环一体成型于立柱管帽的外壁，且管帽凸环的底面与立柱管帽的底面齐平；所述分体法兰的内部开设有凸环卡接槽，所述凸环卡接槽与管帽凸环相适配；所述分体法兰和法兰盖能够通过螺栓进行固定。

本技术方案中优选的，所述法兰结构还包括封堵凸起；所述封堵凸起与法兰盖固定连接；所述封堵凸起的外壁与立柱管帽的内壁形成过盈配合，且封堵凸起的硬度低于立柱管帽的硬度。

本技术方案中优选的，所述法兰结构还包括第二密封圈；所述第二密封圈垫设于法兰盖和管帽凸环之间。

本技术方案中优选的，所述法兰盖和/或管帽凸环的相向面开设有密封凹槽，所述密封凹槽与第二密封圈过盈配合。

本技术方案中优选的，所述第二密封圈的两面均设置有等距均匀分布的密封凸环，所述密封凹槽的底壁开设有与所述密封凸环一一对应的凸环凹槽，所述密封凸环和凸环凹槽相适配。

本技术方案中优选的，所述密封凸环的横截面沿第二密封圈的轴心线方向，自内向外宽度逐渐减小。

本技术方案中优选的，所述密封凸环的横截面为梯形、三角形和半圆形中的任意一种。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

该加热炉用的封堵结构，通过放大立柱管帽的直径，便于使用者对芯管外壁与外管内壁之间形成的缝隙处的堵塞和结垢进行观察和清理，进而能够减少因水梁立柱管被堵塞而造成冷却效果变差，加热炉在升温过程中，加热炉内炉筋管膨胀应力及部分机械外力无法消除造成立柱管烧漏，进而导致重大设备事故的现象发生。

同时本发明通过快拆式的法兰结构，能够缩短检修时间，在长时间的使用过程中，只需要更换分体法兰和法兰盖即可，无需将整个立柱管帽进行切除更换，使得设备维护和维修时间缩短，同时使得立柱管帽整体的使用寿命增长。

本发明通过密封凹槽和第二密封圈的设置，增加了第二密封圈分别与管帽凸环和法兰盖的密封接触面积，进而增强了该发明封堵结构的密封性，通过梯形的凸环凹槽和密封凸环的设置，进一步的提升了密封性，同时便于使用者安置第二密封圈，第二密封圈上的密封凸环与凸环凹槽不易产生错位。

附图说明

图1为现有技术的剖视图；

图2为本发明的剖视图；

图3为图1中A部分的放大图；

图4为图2中B部分的放大图；

图5为图4中C部分的放大图；

图6为本发明所提出的分体法兰的俯视图；

图7为本发明所提出的分体法兰按照图6中A-A线的剖视图；

图8为本发明所提出的法兰盖的俯视图(隐去凸环卡接槽)；

图9为本发明中立柱管帽第一实施例的剖视图；

图10为本发明中立柱管帽第二实施例的剖视图。

图中：1、芯管；2、外管；3、立柱管帽；31、管帽凸环；4、封堵凸起；5、上法兰；6、下法兰；7、第一密封圈；8、分体法兰；81、凸环卡接槽；9、法兰盖；91、密封凹槽；911、凸环凹槽；10、第二密封圈；101、密封凸环。

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。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件所必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，应当理解，为了便于描述，附图中所示出的各个部件的尺寸并不按照实际的比例关系绘制，例如某些层的厚度或宽度可以相对于其他层有所夸大。

应注意的是，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义或说明，则在随后的附图的说明中将不需要再对其进行进一步的具体讨论和描述。

如图1所示，现有技术中水梁立柱管由外管2和芯管1组成，冷却水由芯管1从上往下流(图10中的a方向)，再从芯管1外壁与外管2内壁之间形成的缝隙向上回流，外管2的末端固定连接有立柱管帽3，该立柱管帽3下端连接一段管径小于芯管1内径的连接管，使得该立柱管帽3呈酒杯状，而连接管末端外壁焊接有上法兰5，在上法兰5的底部螺接有下法兰6对立柱管帽3进行封堵，为了进一步的提升上法兰5和下法兰6之间的密封性，还在上法兰5和下法兰6之间垫设了第一密封圈7，由于连接管的管径较小，因此使得立柱管帽3的封堵较为容易，不易产生漏水。

而为了便于对芯管1外壁与外管2内壁之间形成的缝隙进行清理本发明提出了一种加热炉用的封堵结构，其如图2所示，包括构成水梁立柱管的芯管1和外管2，芯管1位于外管2的内部，且芯管1的外壁和外管2的内壁之间形成有间隙，外管2的末端固定连接有立柱管帽3，且立柱管帽3的轴心线与外管2的轴心线的延伸方向相同，立柱管帽3的内径等于外管2的内径；立柱管帽3的末端采用法兰结构进行封堵，当需要对芯管1的外壁和外管2的内壁之间形成有间隙进行清理时，只需要将封堵拆除，然后利用清理工具对芯管1的外壁和外管2的内壁之间形成有间隙进行清理即可，方便快捷，因此我们需要知道的是，立柱管帽3的内径需要大于或者等于外管2的内径，进而便于使用者操作，基于此，本发明提出了立柱管帽3的第二种实施例，其如图10所示，立柱管帽3与外管2的连接端为第一端，立柱管帽3与法兰结构的连接端为第二端，该立柱管帽3沿其轴心线，由第一端向第二端其内径逐渐增大，其呈喇叭状，其最小的内径与外管2的内径相等，由于其呈喇叭状，因此使得视野和操作空间更加开阔，便于使用者通过立柱管帽3对外管2和芯管1内部的情况进行观察，同时也便于使用者将清理工具伸入外管2或芯管1中，对内部的堵塞和结垢进行清理，同时需要注意的是，在制作此种类型的立柱管帽3时，不宜将喇叭状的开口做的过大，过大的喇叭状开口不易进行封堵易产生漏水现象，进而影响使用，因此需要对喇叭状的开口大小进行控制，具体的，如图10所示，立柱管帽3沿纵向的截面其边线与立柱管帽3轴心线所形成的夹角为b，夹角b的角度应该控制在0-20°，其可以为1°、2°、3°、4°、5°、6°、7°、8°、9°、10°、11°、12°、13°、14°、15°、16°、17°、18°和19°中任意的一个角度，也可以是上述相邻两个角度之间的任意值。

在本实施例中立柱管帽3与外管2的固定连接方式可以是多种多样的，例如通过管道卡箍或者法兰进行固定，但是使用此种固定方式虽然拆卸立柱管帽3比较方便，但是会导致立柱管帽3两头均存在连接缝隙，较多的缝隙会增大封堵的难度，当封堵效果不好时，会产生漏水现象，进而影响封堵，为此在本实施例中立柱管帽3与外管2焊接固定，进而避免了缝隙的产生，降低了立柱管帽3漏水的风险。

本发明可以采用如图3所示的用于封堵的法兰结构，在立柱管帽3的外壁焊接有上法兰5，在上法兰5的底部螺接有下法兰6对立柱管帽3进行封堵，此种结构虽然简单，但是在长期的使用过程中频繁的拆卸会导致上法兰5和下法兰6产生变形，而变形的上法兰5和下法兰6由于密闭不严，容易导致连接处产生漏水，进而导致立柱管帽3无法继续使用只能够将原先的立柱管帽3切除，焊接新的立柱管帽3，因此本实施例所采用的用于封堵的法兰结构如图4所示，该法兰结构包括分体法兰8、法兰盖9和管帽凸环31；管帽凸环31一体成型于立柱管帽3的外壁，且管帽凸环31的底面与立柱管帽3的底面齐平；分体法兰8的内部开设有凸环卡接槽81，凸环卡接槽81与管帽凸环31相适配；分体法兰8和法兰盖9能够通过螺栓进行固定，当需要使用此法兰结构时，首先将两个半环状的分体法兰8扣在立柱管帽3末端的管帽凸环31上，并使得管帽凸环31卡在分体法兰8上设置的凸环卡接槽81当中，进一步的使用螺栓将分体法兰8和法兰盖9进行螺接固定，首先分体法兰8，如图6和图7所示，呈半圆片状，与整片状的法兰相比，其不容易受多方向的力而产生应力变形，其使用寿命较长，其次在长期的使用过程中，当分体法兰8和法兰盖9产生变形时，只需要将分体法兰8和法兰盖9拆除，更换新的分体法兰8和法兰盖9即可，其使用更加方便，同时其无需切除未损坏的立柱管帽3，省时省力。

当然需要知道的是，为了提升上述法兰结构的密封性，该法兰结构还包括封堵凸起4，封堵凸起4与法兰盖9固定连接，如图4所示，在法兰盖9上设置封堵凸起4主要的作用就是，通过封堵凸起4能够将立柱管帽3封堵住，从而防止位于立柱管帽3中的冷却水从法兰结构上的缝隙溢出，因此需要知道的是，封堵凸起4的外壁需要与立柱管帽3的内壁形成过盈配合，同时为了保证封堵凸起4对立柱管帽3造成不可逆的损伤，因此也需要保证封堵凸起4的硬度低于立柱管帽3的硬度，例如当立柱管帽3采用硬度较为高的钢材时，可以选择硬度较为低的紫铜作为封堵凸起4，当然也可以选择硬度较低柔性较好的橡胶来作为封堵凸起4，同时需要知道的是，当采用封堵凸起4结构时，为了能够便于对封堵凸起4进行拆卸，则需要将立柱管帽3设置成如图10所示的喇叭状。

为了更进一步的提升法兰结构的密封性，如图5和图8所示，法兰结构还包括第二密封圈10，而第二密封圈10垫设于法兰盖9和管帽凸环31之间，法兰盖9和管帽凸环31的相向面开设有密封凹槽91，密封凹槽91与第二密封圈10过盈配合，需要知道的是，本结构与现有技术的区别是，其包含用于放置第二密封圈10的密封凹槽91，因此相对于现有技术，本实施例产品位于立柱管帽3内部的冷却水，想要溢出时，其所经过的路程更加长(即第二密封圈10分别与法兰盖9和管帽凸环31之间用于密封的接触面积更大)，因此更加不易发生泄露，需要注意的是，由于法兰盖9和管帽凸环31材质的不同，其与第二密封圈10接触密封性能也不一致，因此当第二密封圈10与法兰盖9或管帽凸环31接触密封性较好时，则可以不在接触密封性好的零件上开设密封凹槽91，在接触密封性较差的零件上开设此密封凹槽91即可，使得第二密封圈10与该零件用于密封的接触面积达到最大。

基于上述密封原理，为了更进一步的增强法兰结构的密封性，如图5所示，第二密封圈10的两面均设置有等距均匀分布的密封凸环101，密封凹槽91的底壁开设有与密封凸环101一一对应的凸环凹槽911，密封凸环101和凸环凹槽911相适配，需要知道的是，通过密封凸环101的设置，进一步的增加了第二密封圈10分别与法兰盖9和管帽凸环31之间密封接触的表面积，进而增强了密封效果，同时为了便于使用过程中对第二密封圈10进行快速的定位安装，密封凸环101的横截面沿第二密封圈10的轴心线方向，自内向外宽度逐渐减小，由于密封凸环101和凸环凹槽911是相适配，因此凸环凹槽911的横截面沿第二密封圈10的轴心线方向，自第二密封圈10内部向第二密封圈10的外部，其宽度也是逐渐减小的，因此使得第二密封圈10在放置时，密封凸环101能够自动的定位到凸环凹槽911中不易产生错位，而本实施例中密封凸环101的横截面为梯形，需要知道的是，密封凸环101的作用是增大接触面积，为了便于定位其横截面宽度只要能够沿一个方向逐渐减小即可，因此其横截面还能够是三角形或者半圆形等其他种任意形状。

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 (10)

1.一种加热炉用的封堵结构，包括构成水梁立柱管的芯管(1)和外管(2)，芯管(1)位于外管(2)的内部，且芯管(1)的外壁和外管(2)的内壁之间形成有间隙，其特征在于，还包括立柱管帽(3)和法兰结构，其中：

所述立柱管帽(3)的轴心线与所述外管(2)的轴心线的延伸方向相同，且所述立柱管帽(3)的第一端与所述外管(2)的末端固定连接；所述立柱管帽(3)的内径大于或者等于外管(2)的内径；

所述立柱管帽(3)的第二端通过所述法兰结构进行封堵。

2.根据权利要求1所述的一种加热炉用的封堵结构，其特征在于：所述立柱管帽(3)与外管(2)焊接固定。

3.根据权利要求2所述的一种加热炉用的封堵结构，其特征在于：所述立柱管帽(3)中，沿第一端指向向第二端方向，所述立柱管帽(3)的内径逐渐增大。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的一种加热炉用的封堵结构，其特征在于：所述法兰结构包括分体法兰(8)、法兰盖(9)和管帽凸环(31)；

所述管帽凸环(31)一体成型于立柱管帽(3)的外壁，且管帽凸环(31)的底面与立柱管帽(3)的底面齐平；

所述分体法兰(8)的内部开设有凸环卡接槽(81)，所述凸环卡接槽(81)与管帽凸环(31)相适配；

所述分体法兰(8)和法兰盖(9)能够通过螺栓进行固定。

5.根据权利要求4所述的一种加热炉用的封堵结构，其特征在于：所述法兰结构还包括封堵凸起(4)；

所述封堵凸起(4)与法兰盖(9)固定连接；

所述封堵凸起(4)的外壁与立柱管帽(3)的内壁形成过盈配合，且封堵凸起(4)的硬度低于立柱管帽(3)的硬度。

6.根据权利要求5所述的一种加热炉用的封堵结构，其特征在于：所述法兰结构还包括第二密封圈(10)；

所述第二密封圈(10)垫设于法兰盖(9)和管帽凸环(31)之间。

7.根据权利要求6所述的一种加热炉用的封堵结构，其特征在于：所述法兰盖(9)和/或管帽凸环(31)的相向面开设有密封凹槽(91)，所述密封凹槽(91)与第二密封圈(10)过盈配合。

8.根据权利要求7所述的一种加热炉用的封堵结构，其特征在于：所述第二密封圈(10)的两面均设置有等距均匀分布的密封凸环(101)，所述密封凹槽(91)的底壁开设有与所述密封凸环(101)一一对应的凸环凹槽(911)，所述密封凸环(101)和凸环凹槽(911)相适配。

9.根据权利要求8所述的一种加热炉用的封堵结构，其特征在于：所述密封凸环(101)的横截面沿第二密封圈(10)的轴心线方向，自内向外宽度逐渐减小。

10.根据权利要求9所述的一种加热炉用的封堵结构，其特征在于：所述密封凸环(101)的横截面为梯形、三角形和半圆形中的任意一种。

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