CN1896570A - 高炉冷却水自动调节阀及其系统 - Google Patents

Abstract

一种高炉冷却水自动调节阀及其系统。前者包括阀壳、缸体、活塞、阀杆、弹簧，阀壳分上、下水腔，阀壳内的缸体由活塞或膜片等分隔为上、下密封腔，充入低沸点工作液，阀壳下部设阀腔，二者有通水口，连接活塞等的阀杆伸入阀腔并连接阀板。阀板置于通水口处，可关闭通水口，则应设置初始流量通水孔，保证冷却水有初始流量。该调节阀为温差调节装置与阀门的有机组合机构，不仅使供水冷却自动进行调节和控制，并有效解决了温差调节与阀门工作机构分立状态配套连接所出现的问题和弊端。后者包括前者调节阀、冷却部件、供水环管和集水槽。该系统不需要设置外部动力(如电动、气动或液动)，结构简单，成本低廉，中间环节少，操作使用简便，宜于推广应用。

Description

高炉冷却水自动调节阀及其系统

所属技术领域

本发明公开了一种冶金行业炼铁高炉的配套冷却设备高炉冷却水自动调节阀及其系统。

背景技术

为了维持高炉的合理内形，提高生产技术经济指标，延长高炉使用寿命，高炉的冷却是一个关键问题。长久以来，国内高炉的冷却大都是采用冷却板或冷却壁，进行恒流量供水冷却。由于冶炼过程中冷却部件的热负荷波动较大，其峰值与平均值相差高达几十倍，恒流量供水的冷却方式显然与剧烈波动的热负荷不相适应，在热负荷低时，造成冷却水的大量浪费，热负荷达到峰值或最大值时，水量又严重不足，易造成冷却部件的烧毁。恒流量供水冷却的弊端显而易见，据有关统计，上述问题给全国工业炉每年造成的经济损失超过二十亿。工业发达国家采用自动调节系统，根据高炉冷却部件热负荷自动调节冷却水量。该调节系统，是测量冷却部件进出水温差，计算热负荷，通过执行器(气动、液动或电动)控制调节阀流量。这种方式中间环节多、系统复杂、投资高、维护困难，很难在高炉上广泛采用。中国专利ZL91110630.8公布了一种利用温差调节阀门开度的装置，对供水冷却可进行调节和控制，使冷却水流量与冷却部件的热负荷相适应。但该装置与阀门为分立机构，必须配套连接才能使用，二者的连接安装结构庞大复杂，空间占位面积大，制造成本高，操作维护麻烦，其推广应用受到一定限制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高炉冷却水自动调节阀及其系统，高炉冷却水自动调节阀是由温差调节装置与阀门进行巧妙组合而成，其系统是由供水环管连接高炉冷却水自动调节阀与有关部件组成。该调节阀及其系统不仅可使供水冷却进行调节和控制，并解决了温差调节机构与阀门工作机构配套连接所出现的种种问题和弊端，可满足炼铁行业节水、节能以及延长高炉寿命的迫切需要。

本发明的技术方案是：

高炉冷却水自动调节阀，包括阀壳、缸体、活塞、阀杆、弹簧等。

阀壳分为上水腔和下水腔，阀壳内的缸体由活塞或膜片等分隔为上密封腔和下密封腔，二密封腔内充入低沸点工作液，上水腔与下水腔分别连通信号水与冷却水，所谓冷却水是冷却部件的进水，信号水是冷却部件出水的少量取样水。阀壳下部设有阀腔，二者有通水口，连接活塞的阀杆由此伸入阀腔并连接阀板，阀腔另设有出水口。阀板置于上述二者的通水口处，在正常无动作状态下，阀板应保证通水口冷却水有正常初始流量。阀板的正常状态若为关闭通水口，阀板上应设置初始流量通水孔，以保证正常状态下冷却水的初始流量。阀板若未设置初始流量通水孔，阀板则应使通水口有一定开度间隙。

阀腔下部所设出水口为冷却水出水口，而冷却水进水口则设在阀壳下水腔。阀壳上水腔设有信号水进水口与出水口。

阀杆伸出缸体处设置有密封装置。阀杆的复位弹簧置于缸体下密封腔或置于阀壳下水腔缸体外。

高炉冷却水自动调节阀系统，包括高炉冷却水自动调节阀、冷却部件、供水环管和集水槽，是由供水环管连接高炉冷却水自动调节阀下水腔的冷却水进水口，从调节阀下水腔经阀腔的冷却水出水口接入冷却部件，流经冷却部件后直接排入集水槽。少量取样水接入调节阀信号水进水口，经调节阀上水腔信号水出水口流入集水槽。

冷却部件是由数组每组有数个冷却板或冷却壁串连后并联而成。

高炉冷却水自动调节阀冷却水进水口处与信号水进水口处均设有温度指示记录仪和热电阻，高炉冷却水自动调节阀冷却水出水口处另设有流量计。

冷却水自动调节阀为温差调节装置与阀门的有机组合机构。该调节阀不仅可使供水冷却进行调节和控制，并有效解决了温差调节机构与阀门工作机构分立状态配套连接所出现的种种问题和弊端，可满足炼铁行业节水、节能以及延长高炉寿命的迫切需要。该调节阀及其系统不需要设置外部动力(如电动、气动或液动等)，根据温差变化靠自身结构实现调节和控制，结构简单，成本低廉，中间环节少，操作使用简便，宜于推广应用。

附图说明

图1为高炉冷却水自动调节阀的结构示意图

图2为高炉冷却水自动调节阀系统的结构示意图

具体实施方式

以下结合附图介绍本发明的实施例。

如图1所示，高炉冷却水自动调节阀是由阀壳(1)、阀腔(2)、缸体(3)、活塞(9)、阀杆(12)、弹簧(13)和阀板(16)等组成。

阀壳(1)被分隔为上水腔(6)和下水腔(5)，缸体(3)由活塞(9)分隔为上密封腔(10)和下密封腔(11)，二密封腔内分别适量充入低沸点工作液氟利昂-22。

阀壳(1)下部为阀腔(2)，阀腔(2)内的阀板(16)置于阀壳(1)下水腔(5)底板通水口(15)处。阀杆(12)一端连接缸体(3)内的活塞(9)，另一端从通水口(15)伸入阀腔(2)并连接阀板(16)。图示阀板(16)正常无动作状态为关闭通水口(15)，阀板(16)需设置初始流量通水孔(17)。

阀杆(12)伸出缸体(3)处设置有密封装置(14)。阀杆(12)的复位弹簧(13)置于缸体(3)下密封腔(11)。

阀腔(2)下部另设有冷却水出水口(18)。阀壳(1)下水腔(5)则设有冷却水进水口(4)。

阀壳(1)上水腔(6)设有信号水进水口(7)与出水口(8)。

其工作原理是：阀壳(1)上水腔(6)少量引入冷却部件的出水，为信号水；阀壳(1)下水腔(5)接通冷却部件的进水，为冷却水。这样处在上水腔(6)中的密封腔(10)和处在下水腔(5)中的密封腔(11)之间存在温差，而低沸点的工作液在不同温度下有不同的过饱和蒸气压，温度差越大蒸气压差值越大，由于信号水与冷却水温度不同，上密封腔(10)和下密封腔(11)之间就产生了相应压差，活塞(9)便推动阀板(16)下移，阀板(16)与阀壳(1)底板之间通水口的开度间隙相应改变，冷却水流量相应变化。当温差为零时，上密封腔(10)和下密封腔(11)之间无压差，活塞(9)处于平衡位置，阀板(16)关闭。在此种情况下，靠阀板(16)的初始流量通水孔(17)通水，保证一定的冷却强度。

如图2所示，高炉冷却水自动调节阀系统，是由高炉冷却水自动调节阀1、流量计2、温度指示记录仪3、热电阻4、冷却部件5、供水环管6和集水槽7等组成。是由供水环管6连接高炉冷却水自动调节阀1下水腔的冷却水进水口，从调节阀1下水腔经阀腔的冷却水出水口接入冷却部件5，流经冷却部件5后直接排入集水槽7。少量取样水接入调节阀1信号水进水口，从调节阀1上水腔信号水出水口流入集水槽7。

图示冷却部件5是由四组每组有四个冷却壁串连后并联组成。其冷却壁的具体数量应视现场应用情况进行选择。

高炉冷却水自动调节阀1冷却水进水口处与信号水进水口处均设有温度指示记录仪3和热电阻4，高炉冷却水自动调节阀1冷却水出水口处另设有流量计2。

Claims (11)

1.一种高炉冷却水自动调节阀，包括阀壳、缸体、活塞、阀杆、弹簧，阀壳分为上水腔和下水腔，阀壳内的缸体由活塞或膜片分隔为上密封腔和下密封腔，二密封腔内充入低沸点工作液，上水腔与下水腔分别连通信号水与冷却水，其特征在于阀壳下部设有阀腔，二者有通水口，连接活塞或膜片的阀杆由此伸入阀腔并连接阀板，阀腔另设有出水口。

2.根据权利要求1所述的高炉冷却水自动调节阀，其特征在于阀腔内的阀板置于阀壳下水腔与阀腔通水口处，设有初始流量通水孔。

3.根据权利要求1所述的高炉冷却水自动调节阀，其特征在于阀腔下部设有冷却水出水口。

4.根据权利要求1所述的高炉冷却水自动调节阀，其特征在于阀壳下水腔设有冷却水进水口。

5.根据权利要求1所述的高炉冷却水自动调节阀，其特征在于阀壳上水腔设有信号水进水口与出水口。

6.根据权利要求1所述的高炉冷却水自动调节阀，其特征在于阀杆伸出缸体处设置有密封装置。

7.根据权利要求1所述的高炉冷却水自动调节阀，其特征在于阀杆的复位弹簧置于缸体下密封腔内或置于阀壳下水腔缸体外。

8.根据权利要求1所述的高炉冷却水自动调节阀，其特征在于缸体上密封腔和下密封腔内充入低沸点工作液氟利昂-22。

9.一种高炉冷却水自动调节阀系统，包括冷却部件、供水环管和集水槽，其特征在于，它采用了权利要求1所述的高炉冷却水自动调节阀，是由供水环管连接高炉冷却水自动调节阀下水腔的冷却水进水口，从调节阀下水腔经阀腔的冷却水出水口接入冷却部件，流经冷却部件后直接排入集水槽，少量取样水接入调节阀信号水进水口，经调节阀上水腔信号水出水口流入集水槽。

10.根据权利要求9所述的高炉冷却水自动调节阀系统，其特征在于冷却部件是由数组每组有数个冷却板或冷却壁串连后并联组成。

11.根据权利要求9所述的高炉冷却水自动调节阀系统，其特征在于高炉冷却水自动调节阀冷却水进水口处与信号水进水口处均设有温度指示记录仪和热电阻，高炉冷却水自动调节阀冷却水出水口处另设有流量计。

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