CN202700981U - 高速线材吐丝头在线闭环冷却装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型为一种高速线材吐丝头在线闭环冷却装置，该冷却装置包括雾化发生器，该雾化发生器的两个入口分别连接冷却水管路和冷却空气管路，一个出口通过稳流管道连接于喷嘴；冷却水管路和冷却空气管路中分别设有电连接于一控制器的第一气动薄膜调节阀和第二气动薄膜调节阀；在高速线材吐丝机的安全罩筒侧壁上设有电连接于该控制器的温度传感器；喷嘴安装在吐丝机安全罩筒内壁上。该冷却装置可以在线快速监控并调整冷却水雾的流量和压力，减少吐丝机上部分零件受热辐射，降低其工作室的温度，减小零部件的热变形，延长吐丝机零件和整机的使用寿命，缩短吐丝管停车换管的时间，提高生产效率。
Description
技术领域
本实用新型是关于一种高速线材吐丝机，尤其涉及一种用于吐丝机中的吐丝头、吐丝管和吐丝盘的在线闭环冷却装置。
背景技术
吐丝机是高速线材生产线机组中的重要设备，吐丝机工作时将经过其内部的连续直线轧材弯曲成圆环轧材。吐丝机的主要部件包括：电机、输入轴及齿轮、输出轴及齿轮、吐丝头、吐丝管、吐丝盘、安全罩筒等。其主要结构为：电机通过一对螺旋锥齿轮传动，将旋转运动由输入轴传递到吐丝机的输出轴上，吐丝头与输出轴连接并一起旋转，吐丝头上固定有吐丝管。高线精轧机轧制成形的钢材由夹送辊夹送，进入高速旋转的吐丝机输出轴的空腔中，再由空腔导入吐丝管管道中。轧材经过吐丝管内壁的摩擦受力变形，在吐丝管出口形成圆环形状，并一圈一圈散落在风冷辊道上，圆环轧材经过打包后成为线材盘卷，即俗称的“盘条”。
吐丝机的工作状况非常恶劣，吐丝机入口的轧材温度一般在800900℃，这种高温轧材直接与吐丝机内部导管和吐丝管内壁接触，使得吐丝管、吐丝头、吐丝盘、吐丝机内的滚动轴承及附近零件受到严重的热传导和热辐射。这些零件长期在高温、高转速状态下运行，对吐丝机上零部件造成的不良影响如下：
(1)由于零件长期受高热影响，零件的热疲劳加剧，易造成部分区域表面硬度和零件强度下降，致使承载能力下降，零件使用寿命降低。
(2)由于受热导致零件热膨胀变形，使原先设定的装配间隙变小，严重的可能发生事故。例如，吐丝盘与安全罩筒之间的理想间隙为1.5～2.0mm，由于吐丝头和吐丝盘受热膨胀，当膨胀量超过设定间隙时，吐丝盘与安全罩筒之间就会发生刮蹭现象；由于运动部件和静止部件之间的相对速度非常大，一般达到100m/s以上，因此这种剐蹭将会导致设备的严重损伤，甚至引发生产安全事故。
(3)吐丝管换管时间长，效率低；吐丝管工作时内壁与高温轧材直接接触并受到剧烈摩擦，因此，吐丝管的使用寿命较短；另外吐丝管更换时拆装复杂，只能人工操作完成，一般吐丝机停车换管前需要长时间的自然冷却才能达到适宜的工作温度，冷却及等待的时间较长，严重制约了整条生产线的生产效率，且周围零件温度较高，人工换管操作的环境恶劣，对操作者存在安全隐患。
为了解决吐丝机工作时局部温度较高引起的一系列问题，一些简易的冷却装置开始付诸应用。例如，在吐丝机安全罩筒的下方通循环水冷却；在吐丝机内导管外通水及空气冷却。但是，这种在内腔中通水和通气冷却的方法只能解决邻近冷却腔的零件温度过高的问题，对于没条件通水的多数零部件作用不明显。专利CN201848429提出了为吐丝机保护罩进行水雾冷却的办法，这种方法将若干喷嘴放置于吐丝机保护罩内，工作时向吐丝机保护罩内空间喷洒水雾，以期达到降温的目的。但是，这种方法有一定的局限性，由于吐丝机保护罩与吐丝盘构成了近乎封闭的空间结构，吐丝头上支撑吐丝管的曲面在吐丝机工作时高速旋转，使得保护罩内腔的空气压力远远大于外界气压，预先设定的喷洒水雾的水压、气压和流量在吐丝机工作时遇到强大的外界压力，会使水雾无法形成正常喷洒，严重的会导致喷洒管道内的水、气被压回供水、供气管路中；吐丝机工作时保护罩处于闭合状态，外界无法观察到水、气形成水雾的效果，以及水雾无法喷出的现象，因此，吐丝机工作时在现场手动调整水雾冷却喷洒困难。
由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种高速线材吐丝头在线闭环冷却装置，以克服现有技术的缺陷。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种高速线材吐丝头在线闭环冷却装置，可以在线快速监控并调整冷却水雾的流量和压力，减少吐丝机上部分零件受热辐射，降低其工作室的温度，减小零部件的热变形，延长吐丝机零件和整机的使用寿命，缩短吐丝管停车换管的时间，提高生产效率。
本实用新型的目的是这样实现的，一种高速线材吐丝头在线闭环冷却装置，所述在线闭环冷却装置包括有雾化发生器，该雾化发生器有两个入口和一个出口，所述两个入口分别连接冷却水管路和冷却空气管路，所述一个出口通过稳流管道连接于喷嘴；所述冷却水管路和冷却空气管路中分别设有第一气动薄膜调节阀和第二气动薄膜调节阀；所述第一气动薄膜调节阀和第二气动薄膜调节阀均电连接于一控制器；在高速线材吐丝机的安全罩筒侧壁上设有温度传感器，所述温度传感器电连接于所述控制器；所述喷嘴安装在吐丝机安全罩筒内壁上。
在本实用新型的一较佳实施方式中，在所述第一气动薄膜调节阀与雾化发生器一入口之间设有冷却水压力表；在所述第二气动薄膜调节阀与雾化发生器另一入口之间设有冷却空气压力表。
在本实用新型的一较佳实施方式中，所述安全罩筒内底部低点位置设有回水口，对应该回水口在安全罩筒外部设有回水收集器。
在本实用新型的一较佳实施方式中，所述喷嘴位于吐丝头上方。
由上所述，本实用新型高速线材吐丝头在线闭环冷却装置，可以在线快速监控并调整冷却水雾的流量和压力，有效地解决了吐丝头、吐丝管、吐丝盘等零件长期受热导致的热疲劳，保证了零件的承载能力和使用寿命；有效地减小了零件热膨胀变形，保证了零件之间设定的初始装配间隙，避免了运动零件与固定零件之间的刮碰事故发生；显著地缩短了吐丝管换管时间，消除了人工换管操作的恶劣工况，提高了生产效率和节奏，也提高了吐丝管的使用寿命。
附图说明
以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：
图1：为本实用新型高速线材吐丝头在线闭环冷却装置的结构原理示意图。
图2：为安装有本实用新型在线闭环冷却装置的吐丝机结构示意图。
图3：为本实用新型高速线材吐丝头在线闭环冷却装置的方案框图。
附图标号说明：
100-在线闭环冷却装置；
1-雾化发生器；
11-雾化发生器入口；
12-雾化发生器入口；
13-雾化发生器出口；
2-冷却水管路；
21-第一气动薄膜调节阀；
22-冷却水压力表；
3-冷却空气管路；
31-第二气动薄膜调节阀；
32-冷却空气压力表；
4-稳流管道；
5-喷嘴；
6-控制器；
7-温度传感器；
8-回水收集器；
9-吐丝机；
91-吐丝头；
92-吐丝管；
93-吐丝盘；
94-安全罩筒；
941-回水口；
具体实施方式
为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式。
如图1、图2和图3所示，本实用新型提出一种高速线材吐丝头在线闭环冷却装置100，所述高速线材的吐丝机9为现有结构；其中包括有吐丝头91、吐丝管92、吐丝盘93和安全罩筒94；其中吐丝机9倾斜一定角度布置，吐丝头91悬臂安装于吐丝机9输出轴端；吐丝管92固定于吐丝头91上，吐丝盘93安装于吐丝头91末端，安全罩筒94与设备底座固连，在吐丝头91、吐丝管92和吐丝盘93高速旋转时起到防护安全作用。所述在线闭环冷却装置100包括有雾化发生器1，该雾化发生器1有两个入口11、12和一个出口13，所述两个入口11、12分别连接冷却水管路2和冷却空气管路3，所述一个出口13通过稳流管道4连接于喷嘴5；所述冷却水管路2和冷却空气管路3中分别设有第一气动薄膜调节阀21和第二气动薄膜调节阀31，用来调节冷却水和冷却空气的流量和压力；所述第一气动薄膜调节阀21和第二气动薄膜调节阀31均电连接于一控制器6；在高速线材吐丝机的安全罩筒94侧壁上设有温度传感器7，所述温度传感器7电连接于所述控制器6；所述喷嘴5安装在吐丝机安全罩筒94内壁上；在本实施方式中，在所述第一气动薄膜调节阀21与雾化发生器1一入口11之间设有冷却水压力表22；在所述第二气动薄膜调节阀31与雾化发生器1另一入口12之间设有冷却空气压力表32；用来显示冷却水和冷却空气的流量和压力；所述安全罩筒94内底部低点位置设有回水口941，对应该回水口941在安全罩筒外部设有回水收集器8。
由上所述，本实用新型的高速线材吐丝头在线闭环冷却装置，冷却水与冷却空气在雾化发生器1中混合形成雾化水气，再经过稳流管道4将雾化气体稳定蓄能，由安装在吐丝机安全罩筒内壁上的喷嘴5喷向吐丝头，所述喷嘴5可位于吐丝头91上方，也可位于吐丝头91下方，过量的水雾形成液体后经回水收集器8收集；吐丝头后端的安全罩筒94侧壁上设有温度传感器7，用来在线监测冷却系统的冷却效果，并向PLC控制器6反馈模拟量或数字量信号，PLC控制器6控制系统中两个气动薄膜阀21、31的开闭，当监测温度与设定的目标温度有差异时，通过此回路可以在线实时调节供水及供气流量、压力的大小。本实用新型高速线材吐丝头在线闭环冷却装置，可以在线快速监控并调整冷却水雾的流量和压力，有效地解决了吐丝头、吐丝管、吐丝盘等零件长期受热导致的热疲劳，保证了零件的承载能力和使用寿命；有效地减小了零件热膨胀变形，保证了零件之间设定的初始装配间隙，避免了运动零件与固定零件之间的刮碰事故发生；显著地缩短了吐丝管换管时间，消除了人工换管操作的恶劣工况，提高了生产效率和节奏，也提高了吐丝管的使用寿命。
在本实施方式中，冷却水和冷却空气分别经过第一气动薄膜调节阀21、第二气动薄膜调节阀31和冷却水压力表22、冷却空气压力表32后进入雾化发生器1混合形成冷却水雾；冷却水雾流经稳流管道4形成稳定的、具有一定压力的水雾流体；冷却水雾经稳流管道4后由喷嘴5喷射到吐丝头91、吐丝管92、吐丝盘93和安全罩筒94上，对上述部件起到冷却作用。回水口941处于安全罩筒94底部低点，起到收集未被蒸发的剩余冷却水的作用；温度传感器7用于实时监测由安全罩筒94、吐丝头91、吐丝盘93构成的腔体内的温度；PLC控制器6实时接收反馈温度信号，判断冷却效果，并对第一气动薄膜调节阀21和第二气动薄膜调节阀31的流量在线调整。
使用时应在吐丝机运转之前开启本冷却装置，手动调整冷却水、冷却空气的流量和压力，形成稳定的水雾喷出后方可启动吐丝机。在吐丝机运转过程中不应关闭本冷却装置，待吐丝机完成吐钢工作后，应先使吐丝机停止运转，再关闭此冷却装置。
本实用新型的高速线材吐丝头在线闭环冷却装置，采用了闭环温度控制的方式，对吐丝头、吐丝管、吐丝盘、安全罩筒等部件进行有效冷却。可以降低吐丝管中高温轧件对吐丝头、吐丝管、吐丝盘等零件长期受热引起的疲劳；减小零部件热膨胀变形，减少因热变形膨胀导致的原始间隙收缩，避免运动零件与固定零件之间的刮碰事故；该在线闭环冷却装置可以延长吐丝管的使用寿命，降低吐丝机停车更换吐丝管的时间，改善人工换管的高温恶劣工况；能够有效降低高速线材生产线的生产成本、提高生产效率。
以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。
Claims (4)
1.一种高速线材吐丝头在线闭环冷却装置，其特征在于：所述在线闭环冷却装置包括有雾化发生器，该雾化发生器有两个入口和一个出口，所述两个入口分别连接冷却水管路和冷却空气管路，所述一个出口通过稳流管道连接于喷嘴；所述冷却水管路和冷却空气管路中分别设有第一气动薄膜调节阀和第二气动薄膜调节阀；所述第一气动薄膜调节阀和第二气动薄膜调节阀均电连接于一控制器；在高速线材吐丝机的安全罩筒侧壁上设有温度传感器，所述温度传感器电连接于所述控制器；所述喷嘴安装在吐丝机安全罩筒内壁上。
2.如权利要求1所述的高速线材吐丝头在线闭环冷却装置，其特征在于：在所述第一气动薄膜调节阀与雾化发生器一入口之间设有冷却水压力表；在所述第二气动薄膜调节阀与雾化发生器另一入口之间设有冷却空气压力表。
3.如权利要求1所述的高速线材吐丝头在线闭环冷却装置，其特征在于：所述安全罩筒内底部低点位置设有回水口，对应该回水口在安全罩筒外部设有回水收集器。
4.如权利要求1所述的高速线材吐丝头在线闭环冷却装置，其特征在于：所述喷嘴位于吐丝头上方。
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| CN110660527A (zh) * | 2019-08-23 | 2020-01-07 | 淮安市伟杰配电控制设备有限公司 | 一种电线电缆加工用冷却系统 |
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2012
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