CN209853733U - 一种石墨化炉炉头电极冷却结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种石墨化炉炉头电极冷却结构,涉及石墨化炉技术领域,解决了现有电极冷却结构冷却效果不佳的问题,本实用新型包括内部开设有圆柱状的冷却腔的电极本体,冷却腔开口处密封有端盖,端盖侧面中心设置有具有隔热功能的内管,端盖上设置有套在内管外的外管,外管末端面与冷却腔底部密封接触,内管末端靠近冷却腔底部,外管外侧与内侧分别为进水通道与出水通道,外管靠近冷却腔底部处开设有若干通孔,端盖上设置有若干与出水通道连通的出水管以及若干与进水通道、内管分别连通的进水管。
Description
技术领域
本实用新型涉及石墨化炉技术领域,更具体的是涉及一种石墨化炉炉头电极冷却结构。
背景技术
石墨化炉是碳素制品生产过程中重要的生产设备,目前石墨化炉主要是通过炉头电极对炉内的电阻发热材料进行通电,在由发热的电阻材料对碳素原料进行加热。在此过程中,由于电极一端与发热的电阻材料保持接触通电,因而发热的电阻材料也会将热量传递给电极。并且电极自身也具有一定的电阻,会在通电的情况下自身发热。所以在电极自身工作过程中,其自身温度会很高,因此必须进行降温。
现有技术中主要是在电极一端内部开设冷却通道,向冷却通道通入冷却水实现降温。申请号为201821043974.8的实用新型专利提出了一种电极冷却结构,即采用向电极冷却通道中通入冷却水的方式,实现电极的冷却降温。
但是该专利是将冷却水直接由冷却通道口处通入冷却通道中,冷却水通过伸入至冷却通道底部的管道排出。由此,冷却水在向冷却通道内部流动的过程中与电极进行热交换,冷却水带着热量先到达冷却通道底部(也就是电极内部中心位置)再由管道反向排出。这样的话,冷却水在到达冷却通道底部(也就是电极内部中心位置)时已经吸收了部分热量,对电极内部中心位置的冷却效果将大大降低,而电极内部中心位置是炉内热量传递至电极并集聚的位置,这样对电极的整体降温效果并不理想。同时由于冷却水是在向内流动过程中进行换热,到达冷却通道底部(也就是电极内部中心位置)时,温度基本到达最高,再反向排出,进而使冷却通道内的热量不能及时排出,同样降低了冷却效果。
实用新型内容
本实用新型的目的在于:为了解决现有电极冷却结构冷却效果不佳的问题,本实用新型提供一种石墨化炉炉头电极冷却结构。
本实用新型为了实现上述目的具体采用以下技术方案:
一种石墨化炉炉头电极冷却结构,包括内部开设有圆柱状的冷却腔的电极本体,冷却腔开口处密封有端盖,端盖侧面中心设置有具有隔热功能的内管,端盖上设置有套在内管外的外管,外管末端面与冷却腔底部密封接触,内管末端靠近冷却腔底部,外管外侧与内侧分别为进水通道与出水通道,外管靠近冷却腔底部处开设有若干通孔,端盖上设置有若干与出水通道连通的出水管以及若干与进水通道、内管分别连通的进水管。
进一步地,内管外套设有将出水通道由内而外分为内层与外层的中管,中管一端靠近端盖、另一端与内管外壁连接并使内层这一端封闭,外管在通孔处设置有径向穿过中管并连通内层的回水管。
进一步地,内管由两个套管以及两个套管之间的夹层填料组成,夹层填料采用隔热填料。
进一步地,冷却腔底部中心开设有圆柱状的凹槽,凹槽的内径与外管的外径相同,外管末端伸入凹槽中且其外壁与凹槽内壁紧密接触,内管末端靠近凹槽底部。
进一步地,外管末端伸入凹槽部分的长度小于凹槽深度的一半。
本实用新型的有益效果如下:
1、本实用新型将冷却水进水分为两股,一股冷却水按常规方式直接与冷却腔接触进行换热降温,另一股先直接通入冷却腔底部,对电极内部中心位置进行直接降温换热,利用两种冷却方式的结合,提高电极的整体冷却效果。
2、将出水通道分为两层分别出水,外层中的冷却水由于只与冷却腔底部进行短暂的热交换,进而其热交换后的温度远低于进水通道中热交换后的冷却水的温度,所以在其流出的过程中透过外管可以吸收一部分进水通道中的温度,提高进水通道中冷却水的冷却效果。
3、凹槽扩大了冷却水与冷却腔底部的接触面积,提高了冷却水与冷却腔底部电极之间的换热效率,进而增强了电极的冷却效果。
4、外管末端伸入凹槽部分的长度小于凹槽深度的一半,进而减少了外管与凹槽内壁的接触面积,进而防止了外管过多的阻挡冷却水与凹槽内壁的接触换热。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图;
附图标记:1-内管,2-中管,3-外管,4-冷却腔,5-端盖,6-进水管,7-出水管,8-进水通道,9-出水通道,9.1-内层,9.2-外层,10-回水管,11-凹槽,12-电极本体,13-通孔。
具体实施方式
为了本技术领域的人员更好的理解本实用新型,下面结合附图和以下实施例对本实用新型作进一步详细描述。
实施例1
一种石墨化炉炉头电极冷却结构,包括内部开设有圆柱状的冷却腔4的电极本体12,冷却腔4开口处密封有端盖5,端盖5侧面中心设置有具有隔热功能的内管1,端盖5上设置有套在内管1外的外管3,外管3末端面与冷却腔4底部密封接触,内管1末端靠近冷却腔4底部,外管3外侧与内侧分别为进水通道8与出水通道9,外管3靠近冷却腔4底部处开设有若干通孔13,端盖5上设置有若干与出水通道9连通的出水管7以及若干与进水通道8、内管1分别连通的进水管6。
工作原理:冷却水通过进水管6分别通入进水通道8与内管1,进入进水通道8的冷却水直接与冷却腔4的内壁接触并进行换热。当冷却水流动至进水通道8底部时,由于进水通道8底部封闭,所以冷却水通过通孔13进入出水通道9中,并反向流动至端盖5处,并由出水管7排出。进入内管1的冷却水沿内管1直接流动至靠近冷却腔4底部处,冷却水直接进入冷却腔4底部对冷却腔4底部,也就是电极本体12内部中心进行换热降温。随后,冷却水反向流入至出水通道9与由进水通道8流入的冷却水混合,最后沿出水通道9流出。
本实用新型将冷却水进水分为两股,一股冷却水按常规方式直接与冷却腔接触进行换热降温,另一股先直接通入冷却腔底部,对电极内部中心位置进行直接降温换热,利用两种冷却方式的结合,提高电极的整体冷却效果。
实施例2
本实施例是在实施例1的基础上进行改进:
内管1外套设有将出水通道9由内而外分为内层9.1与外层9.2的中管2,中管2一端靠近端盖5、另一端与内管1外壁连接并使内层9.1这一端封闭,外管3在通孔13处设置有径向穿过中管2并连通内层9.1的回水管10。
工作原理:冷却水通过进水管6分别通入进水通道8与内管1,进入进水通道8的冷却水直接与冷却腔4的内壁接触并进行换热。当冷却水流动至进水通道8底部时,由于进水通道8底部封闭,冷却水转而通过回水管10进入出水通道9的内层9.1,并沿内层9.1方向流动至冷却腔4开口处的端盖5处,并由出水管7排出。进入内管1的冷却水沿内管1直接流动至靠近冷却腔4底部处。而后,冷却水反向流入至出水通道9的外层9.2,沿外层9.2流动至冷却腔4开口处的端盖5处,而后与内层9.1中的冷却水混合并由出水管7排出。
需要说明的是,如果需要进一步提高冷却效果,中管2可以采用隔热管。
以上改进优点在于:将出水通道分为两层分别出水,外层中的冷却水由于只与冷却腔底部进行短暂的热交换,进而其热交换后的温度远低于进水通道中热交换后的冷却水的温度,所以在其流出的过程中透过外管可以吸收一部分进水通道中的温度,提高进水通道中冷却水的冷却效果。
实施例3
本实施例是在实施例1的基础上进行改进:
内管1由两个套管以及两个套管之间的夹层填料组成,夹层填料采用隔热填料。
实施例4
本实施例是在实施例1的基础上进行改进:
冷却腔4底部中心开设有圆柱状的凹槽11,凹槽11的内径与外管3的外径相同,外管3末端伸入凹槽11中且其外壁与凹槽11内壁紧密接触,内管1末端靠近凹槽11底部。
以上改进优点在于:凹槽扩大了冷却水与冷却腔底部的接触面积,提高了冷却水与冷却腔底部电极之间的换热效率,进而增强了电极的冷却效果。
实施例5
本实施例是在以上实施例的基础上进行改进:
外管3末端伸入凹槽11部分的长度小于凹槽11深度的一半。
以上改进优点在于:外管末端伸入凹槽部分的长度小于凹槽深度的一半,进而减少了外管与凹槽内壁的接触面积,进而防止了外管过多的阻挡冷却水与凹槽内壁的接触换热。
以上所述,仅为本实用新型的较佳实施例,并不用以限制本实用新型,本实用新型的专利保护范围以权利要求书为准,凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化,同理均应包含在本实用新型的保护范围内。
Claims (5)
1.一种石墨化炉炉头电极冷却结构,包括内部开设有圆柱状的冷却腔(4)的电极本体(12),冷却腔(4)开口处密封有端盖(5),其特征在于:端盖(5)侧面中心设置有具有隔热功能的内管(1),端盖(5)上设置有套在内管(1)外的外管(3),外管(3)末端面与冷却腔(4)底部密封接触,内管(1)末端靠近冷却腔(4)底部,外管(3)外侧与内侧分别为进水通道(8)与出水通道(9),外管(3)靠近冷却腔(4)底部处开设有若干通孔(13),端盖(5)上设置有若干与出水通道(9)连通的出水管(7)以及若干与进水通道(8)、内管(1)分别连通的进水管(6)。
2.根据权利要求1所述的石墨化炉炉头电极冷却结构,其特征在于:内管(1)外套设有将出水通道(9)由内而外分为内层(9.1)与外层(9.2)的中管(2),中管(2)一端靠近端盖(5)、另一端与内管(1)外壁连接并使内层(9.1)这一端封闭,外管(3)在通孔(13)处设置有径向穿过中管(2)并连通内层(9.1)的回水管(10)。
3.根据权利要求1所述的石墨化炉炉头电极冷却结构,其特征在于:内管(1)由两个套管以及两个套管之间的夹层填料组成,夹层填料采用隔热填料。
4.根据权利要求1所述的石墨化炉炉头电极冷却结构,其特征在于:冷却腔(4)底部中心开设有圆柱状的凹槽(11),凹槽(11)的内径与外管(3)的外径相同,外管(3)末端伸入凹槽(11)中且其外壁与凹槽(11)内壁紧密接触,内管(1)末端靠近凹槽(11)底部。
5.根据权利要求4所述的石墨化炉炉头电极冷却结构,其特征在于:外管(3)末端伸入凹槽(11)部分的长度小于凹槽(11)深度的一半。
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