CN204504171U - 一种喷淋式水冷离心铸管机的冷却装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型的目的是提供一种水温易控制、管模的寿命、生产率高、设备故障率降低、管子的表面质量高的喷淋式水冷离心铸管机的冷却装置。包括进水总管道、进水控制管道、壳体内喷水系统和回水管路，所述的进水总管道的输出端与进水控制管道的输入端相连接，所述的进水控制管道的输出端与壳体内喷水系统的输入端相连接，所述的回水管路与离心铸管机的壳体相连接。
Description
技术领域
本实用新型属于金属铸造技术领域，特别是涉及一种喷淋式水冷离心铸管机的冷却装置。
背景技术
水冷离心铸管机是将铁水直接浇注到高速旋转的管模内壁上，铁水在离心力的作用下附着在管模的内表面，通过管模外表面的冷却水将管模内铁水的热量迅速带走，铁水在管模内凝固形成铸管。
目前，水冷离心铸管机的冷却方式多采用水浸式的冷却方式。由于离心铸管机的排水管道高于离心机的壳体，则金属管模一直浸泡在冷却水中，①对于小规格的管子生产时，水层很厚，新的冷却水很难直接到达管模的外表面，新水直接从排水管道直接流出，影响冷却效果；同时导致管模外表面温度高，产生蒸汽层。气体属于不导热体，这严重影响管模冷却效果，导致拔管困难、生产率降低和管模容易被拉伤。②在第一支管子被拔出与第二支管子浇铸前，或离心铸管机暂时停止生产时，管模温度无法控制。管模的温降不利于管模的寿命和管子表面的质量。同时，水浸式的冷却水都是通过高出离心机壳体上面的管道排出。
发明内容
本实用新型为了克服现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种水温易控制、管模的寿命、生产率高、设备故障率降低、管子的表面质量高的喷淋式水冷离心铸管机的冷却装置。
本实用新型所采用的技术解决方案是一种喷淋式水冷离心铸管机的冷却装置，包括进水总管道、进水控制管道、壳体内喷水系统和回水管路，所述的进水总管道的输出端与进水控制管道的输入端相连接，所述的进水控制管道的输出端与壳体内喷水系统的输入端相连接，所述的回水管路与离心铸管机的壳体相连接。
所述的进水总管道一端依次设置有手动球阀、流量计、流量调节阀，另一端通过连接管与固定进水管道相连接。所述的连接管是胶管。
所述的进水控制管道包括主进水管、分水箱和至少3组分支管路，所述的分支管路包括分支主进水控制阀、分支主进水管道、分支辅进水控制阀和分支辅进水管道，所述的主进水管与分水箱相连接，所述的分水箱分别于分支管路的分支主进水管道和分支辅进水管道相连接，所述的分支主进水管道和分支辅进水管道分别设置有主进水控制阀和分支辅进水控制阀。
所述壳体内喷水装置设置在壳体内，所述的壳体内喷水装置包括至少三组喷水装置，所述的喷水装置与分支管路对应设置，所述的喷水装置包括喷水装置分水箱、喷水管和喷嘴，所述的喷水装置分水箱与喷水管相连，所述的喷水管上分布有喷嘴。
所述的分支管路为3组，分别设置在铸管机壳体的管子插口部、直管部和承口部。
所述的回水控制管道包括上回水管道、下回水管道、总回水管道、上阀门、下阀门和至少3组回水管道。
与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：（1）冷却理念和设备的结构为全新的，颠覆性的改变，冷却水经由进水控制管道进入分水箱喷水装置分水箱，在由喷水管上的喷嘴将冷却水喷射到管模的外表面进行冷却管模，在离心机的壳体内无冷却水层，冷却水可以直接喷涂在管模的外表面，管模外表面无蒸汽层，有利于改善冷却效果，提高生产率。
（2）易控制管模温度：在浇铸铁水时，管模内铁水热量需要管模外的冷却水迅速带走，可以采用高强度冷却，多喷水；管模温度低了，减弱冷却强度，少喷水或不喷水；同时管模的温度得到控制, 有利于提高管模的寿命。
（3）进水控制管道和壳体内喷水装置分别进行主体和分支辅设计，对于管子的不同部位，冷却强度不同，更好适应工艺要求，
（4）进水控制管道和壳体内喷水装置分别进行主体和分支辅设计同时与流量计和阀门配合使用，在浇铸管子过程中，管模的不同位置和不同的冷却时间，所需要的冷却强度是不同的，冷却水量根据不同的冷却强度进行调节。
附图说明
图1本实用新型结构示意图；
图2是进水控制部分的结构示意图；
图3是进水管路的结构示意图；
图4是回水管路的结构示意图；
图5是图4的侧视图；
图6是喷水管的结构示意图；
图7是图6的A-A剖视图；
图8是图6的B-B剖视图。
图中：
1、进水总管道，1.1、手动球阀，1.2、流量计，1.3、流量调节阀，1.4、连接管，1.5、固定进水管道，2、进水控制管道，2.1、主进水管，2.2、分水箱，2.3、插口主进水控制阀，2.4、插口主进水管道，2.5、插口辅进水控制阀，2.6、插口辅进水管道，2.7、直管部主进水控制阀，2.8、直管部主进水管道，2.9、直管部辅进水控制阀，2.10、直管部辅进水管道，2.11、承口主进水控制阀，2.12、承口主进水管道，2.13、承口辅进水控制阀，2.14、承口辅进水管道，3、壳体内喷水系统，3.1、喷水装置分水箱，3.2、喷水管，3.3、喷嘴，4、回水管路，4.1、插口部上回水管道，4.2、直管1部上回水管道，4.3、直管2部上回水管道，4.4、直管3部上回水管道，4.5、承口部上回水管道，4.6、上回水管道，4.7、插口部下回水管道，4.8、直管1部下回水管道，4.9、直管2部下回水管道，4.10、直管3部下回水管道，4.11、承口部下回水管道，4.12、下回水管道，4.13、上阀门，4.14、下阀门，4.15、总回水管道，5、管模，6、离心机壳体。
具体实施方式
如图1-8所示， 一种喷淋式水冷离心铸管机的冷却装置，包括进水总管道1、进水控制管道2、壳体内喷水系统3和回水管路4，所述的进水总管道1的输出端与进水控制管道2的输入端相连接，所述的进水控制管道2的输出端与壳体内喷水系统3的输入端相连接，所述的回水管路4与离心铸管机的壳体相连接。
所述的进水总管道1一端依次设置有手动球阀1.1、流量计1.2、流量调节阀1.3，另一端通过连接管1.4与固定进水管道1.5相连接。所述的连接管1.4是胶管。循环水由进水总管道1进入离心机的冷却系统，手动球阀1.1可以切断进入，便于离心机的冷却系统检修。流量计1.2用来检测进水流量。流量调节阀1.3用来自动调节进水水量。由于离心机是在进行往复运动，故采用胶管与固定进水管道1.5进行联接
所述的进水控制管道2包括主进水管2.1、分水箱2.2和3组分支管路，所述的分支管路包括分支主进水控制阀、分支主进水管道、分支辅进水控制阀和分支辅进水管道，所述的主进水管2.1与分水箱2.2相连接，所述的分水箱2.2分别于分支管路的分支主进水管道和分支辅进水管道相连接，所述的分支主进水管道和分支辅进水管道分别设置有主进水控制阀和分支辅进水控制阀。所述的3组分支管路分别为管子插口部冷却分支管路、直管部冷却分支管路和承口部冷却分支管路，循环冷却水由主进水管2.1进入到分水箱2.2，然后经分水箱2.2将冷却水送到管子插口冷却部、直管冷却部和承口冷却部。插口部冷却分支管路分两部分：一部分有插口主进水控制阀2.3和插口主进水管道2.4，另一部分有插口辅进水控制阀2.5和插口辅进水管道2.6；直管部冷却分支管路分两部分：一部分有直管部主进水控制阀2.7和直管部主进水管道2.8，另一部分有直管部辅进水控制阀2.9和直管部辅进水管道2.10；承口部冷却分支管路分两部分：一部分有承口主进水控制阀2.11和承口主进水管道2.12，另一部分有承口辅进水控制阀2.13和承口辅进水管道2.14。
所述壳体内喷水装置3设置在壳体内，所述的壳体内喷水装置3包括3组喷水装置，所述的喷水装置包括喷水装置分水箱3.1、喷水管3.2和喷嘴3.3，所述的喷水装置分水箱3.1与喷水管3.2相连，所述的喷水管3.2上分布有喷嘴3.3。所述的壳体内喷水装置为3组，分别设置在铸管机壳体的管子插口部、直管部和承口部，与分支管路对应设置。冷却水经由进水控制管道2进入分水箱喷水装置分水箱3.1，在由喷水管3.2上的喷嘴3.3将冷却水喷射到管模的外表面进行冷却管模。
所述的回水控制管道4包括上回水管道4.6、下回水管道4.12、总回水管道4.15、上阀门4.13、下阀门4.14和5组回水管道，每组所述的组回水管道，可分为上下两组进行设置，分别为管子插口部上回水管道4.1、直管1部上回水管道4.2、直管2部上回水管道4.3、直管3部上回水管道4.4和承口部上回水管道4.5，然后5组上回水汇入上回水管道4.6；管子插口部下回水管道4.7、直管1部下回水管道4.8、直管2部下回水管道4.9、直管3部下回水管道4.10和承口部下回水管道4.11，然后5组下回水汇入下回水管道4.12。根据不同的冷却工艺，可以选择不同的回水方式。若选择上回水，则关闭下阀门(4.14)，水由上回水管道4.6经总回水管道4.15排出；若选择下回水，则关闭上阀门4.13，水由下回水管道4.12经总回水管道4.15排出。
由于以上的结构使得对于喷淋式水冷离心铸管机的进水总管道1只有一种进水方式；对于进水控制管道2有主进水和辅助进水两种控制方式；由于进水控制管道有两种进水方式，则壳体内喷水装置3喷水方式也有两种：主喷水系统和辅喷水系统；回水管路4分壳体上部回水和壳体下部回水两种模式。
以生产DN80-400mm铸管为具体实施方式，采用喷淋式水冷离心铸管机在生产的过程中，在管模内铁水温度范围为1290-1430℃，为了提高铁水的冷却速度，冷却系统的冷却效果有至关重要的作用。对于冷却水的冷却温度和冷却水的压力要求，见表1：
温度不超过45℃，压力在2-6kg的循环冷却水经过进水总管道1进入进水控制管道2，由于生产不同规格管子需要的冷却水量也不同，故需要流量调节阀1.3用来自动调节进水水量，进水量并由流量计1.2进行显示具体流量值。
为了控制管模温度，在管子浇铸的过程中以及浇铸管子不同部位时，通过控制进水管道的流量和进水阀门开闭的时间来控制管子的冷却速度和冷却时间。
当铁水到达管子承口部位时，承口主进水控制阀2.11开启或承口主进水控制阀2.11与承口辅进水控制阀2.13一起开启，采用高强度大流量冷却；当铁水到达管子直管部位时，直管部主进水控制阀2.7开启或直管部主进水控制阀2.7与直管部辅进水控制阀2.9一起开启，采用高强度大流量冷却；当铁水到达管子插口部位时，插口主进水控制阀2.3开启或直管部主进水控制阀2.7与直管部辅进水控制阀2.9一起开启，采用高强度大流量冷却。管子最大的冷却水量见表1。
当管子被冷却到650-850℃，拔管机将管子从管模取出瞬间，关闭所有的主进水控制阀，仅保留各部的辅进水控制阀。当管模冷却温度低于220℃时，关闭所有的进水阀，控制管模的温度。
冷却水经进水控制阀进入到壳体内喷水装置3，首先进入到喷水装置分水箱3.1，然后经喷水管3.2由喷嘴3.3将冷却水喷射到管模的外表面，进行对管模的冷却。为了保证冷却效果，喷嘴3.3与管模外表面的距离可以进行调节。所述的喷嘴3.3与管模外表面的距离采用螺纹调节。
回水控制管道4的设计是喷淋式水冷离心铸管机冷却系统的关键。只有回水设计合理，喷淋系统作用才能被显现。对于水浸式的冷却方式，冷却水的回水口高出离心机壳体6很多（≥1200mm），这样离心机壳体内存满冷却水，并且水压较高，即使通过喷嘴喷射出来的水，也很难到达管模的表面。
为了解决此问题，通过本申请可同时实施两种方案，第一种是上回水方案，即关闭阀门4.14，水由管道4.6经管道4.15排出；第二种是下回水方案，即关闭阀门4.13，水由管道4.12经管道4.15排出。
第一种上回水冷却方案，插口部上回水管道4.1，直管1部上回水管道4.2，直管2部上回水管道4.3，直管3部上回水管道4.4和承口部上回水管道4.5直接安装在壳体的上表面，取消高出壳体1200mm以上的管道，这样尽管壳体内充满冷却水，但水压相对降低，喷嘴3.3喷出去的冷却水也较容易到达管模的表面，从而改善了冷却效果。
第二种下回水方案，管子插口部下回水管道4.7、直管1部下回水管道4.8、直管2部下回水管道4.9、直管3部下回水管道4.10和承口部下回水管道4.11直接安装在壳体的正下方，壳体内没有冷却水，即使进水压力达到1-2kg，冷却水经过喷嘴3.3喷出去的冷却水总是能够到达管模的表面，这种方案的冷却效果是最理想的。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (9)
1.一种喷淋式水冷离心铸管机的冷却装置，其特征是：包括进水总管道(1)、进水控制管道(2)、壳体内喷水系统(3)和回水管路(4)，所述的进水总管道(1)的输出端与进水控制管道(2)的输入端相连接，所述的进水控制管道(2)的输出端与壳体内喷水系统(3)的输入端相连接，所述的回水管路(4)与离心铸管机的壳体相连接。
2.根据权利要求1所述的一种喷淋式水冷离心铸管机的冷却装置，其特征是：所述的进水总管道(1)一端依次设置有手动球阀(1.1)、流量计(1.2)、流量调节阀(1.3)，另一端通过连接管(1.4)与固定进水管道(1.5)相连接。
3.根据权利要求1所述的一种喷淋式水冷离心铸管机的冷却装置，其特征是：所述的进水控制管道(2)包括主进水管(2.1)、分水箱(2.2)和至少3组分支管路，所述的分支管路包括分支主进水控制阀、分支主进水管道、分支辅进水控制阀和分支辅进水管道，所述的主进水管(2.1)与分水箱(2.2)相连接，所述的分水箱(2.2)分别于分支管路的分支主进水管道和分支辅进水管道相连接，所述的分支主进水管道和分支辅进水管道分别设置有主进水控制阀和分支辅进水控制阀。
4.根据权利要求1所述的一种喷淋式水冷离心铸管机的冷却装置，其特征是：所述壳体内喷水装置(3)设置在壳体内，所述的壳体内喷水装置(3)包括至少三组喷水装置，所述的喷水装置与分支管路对应设置，所述的喷水装置包括喷水装置分水箱(3.1)、喷水管(3.2)和喷嘴(3.3)，所述的喷水装置分水箱(3.1)与喷水管(3.2)相连，所述的喷水管(3.2)上分布有喷嘴(3.3)。
5.根据权利要求3所述的一种喷淋式水冷离心铸管机的冷却装置，其特征是：所述的分支管路为3组，分别设置在铸管机壳体的管子插口部、直管部和承口部。
6.根据权利要求1所述的一种喷淋式水冷离心铸管机的冷却装置，其特征是：所述的回水控制管道(4)包括上回水管道(4.6)、下回水管道(4.12)、总回水管道（4.15）、上阀门（4.13）、下阀门（4.14）和至少3组回水管道。
7.根据权利要求1所述的一种喷淋式水冷离心铸管机的冷却装置，其特征是：所述的连接管(1.4)是胶管。
8.根据权利要求1所述的一种喷淋式水冷离心铸管机的冷却装置，其特征是：喷嘴（3.3）与管模外表面的距离可以进行调节。
9.根据权利要求8所述的一种喷淋式水冷离心铸管机的冷却装置，其特征是：所述的喷嘴（3.3）与管模外表面的距离采用螺纹调节。
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