CN210754356U - 一种穿孔顶杆顶头冷却和毛管内吹氮气抗氧化装置 - Google Patents

Abstract

一种穿孔顶杆顶头冷却和毛管内吹氮气抗氧化装置，涉及一种无缝钢管轧制设备，包括顶杆小车、顶杆、顶头；顶杆小车包括车架、空心主轴、套管和旋转接头，旋转接头设有氮气接口和水冷接口；装置还包括水冷管和氮气管，顶杆、保护套、束节和顶头依次连接，在保护套上设置氮气排气孔、冷却水孔和回水孔，氮气排气孔与氮气管相连通，氮气排气孔的出气端延伸至保护套的外表面；冷却水孔与水冷管相连通，在束节内设置喷头，喷头与冷却水孔相连通，喷头的出水端伸出束节至顶头内腔；顶头内腔与束节的内腔相连通，回水孔、束节的内腔、顶杆、空心主轴、套管、回水排水口相连通。本实用新型解决了毛管内壁、顶头外表面氧化问题，同时有顶头内冷却装置。

Description

一种穿孔顶杆顶头冷却和毛管内吹氮气抗氧化装置

技术领域

本实用新型涉及一种无缝钢管轧制设备，特别是涉及一种穿孔机顶头的内冷却装置以及毛管内壁抗氧化吹氮气装置。

背景技术

热轧无缝管是由穿孔机轧制而成，穿孔轧制的基本工艺过程是：由轧辊、导板、顶头组成一个封闭的孔型，高温金属在该孔型区域内进行连续变形，最终从实心坯轧制出空心的毛管。由于金属变形主要集中在顶头上进行，同时顶头在高温高压下工作，从而很容易磨损或鼻部被压堆，造成顶头不能长期使用，顶头更换频繁。需要对顶头进行水冷却。在高温穿孔时，由于冷空气不断侵入毛管内部，从而使毛管内壁迅速氧化，这就急切需要一种是空气于热毛管内部隔离气体来减少氧化，提高毛管内部质量。而目前对于这一问题还没有解决办法。目前毛管内部普遍采用通水冷却顶头，这仅仅解决了顶头冷却问题，顶头外表面氧化、毛管内壁氧化都没有解决。

发明内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种穿孔顶杆顶头冷却和毛管内吹氮气抗氧化装置，解决了毛管内壁、顶头外表面氧化问题，同时有顶头内冷却装置。

本实用新型的目的是这样实现的：一种穿孔顶杆顶头冷却和毛管内吹氮气抗氧化装置，包括顶杆小车、顶杆、顶头；所述顶杆小车包括车架和支撑在车架上的空心主轴，所述顶杆设有顶杆内腔，顶杆的一端与空心主轴相连接，所述顶头设有顶头内腔，顶头设置在顶杆的另一端；所述车架连接套管，套管上连接旋转接头，旋转接头设有氮气接口和水冷接口；所述装置还包括水冷管，水冷管穿置在空心主轴和顶杆内，水冷管的进水端与旋转接头的水冷接口相连通，在水冷管内穿置氮气管，氮气管的进气端与旋转接头的氮气接口相连通；所述顶杆远离空心主轴的一端连接保护套，保护套与顶头通过束节连接，在所述保护套上设置氮气排气孔、冷却水孔和回水孔，所述氮气管的出气端与保护套相连接，氮气排气孔的进气端与氮气管的出气端相连通，氮气排气孔的出气端延伸至保护套的外表面；所述冷却水孔的进水端与水冷管的出水端相连通，在所述束节内设置喷头，喷头的进水端与保护套连接并且与冷却水孔的出水端相连通，喷头的出水端伸出束节至顶头内腔；所述顶头内腔与束节的内腔相连通，所述回水孔的进水端与束节的内腔相连通，回水孔的出水端与顶杆内腔相连通，顶杆内腔与空心主轴相连通，空心主轴与套管相连通，套管上还连接与套管内腔相连通的回水排水口。

工作时，顶杆小车的空心主轴旋转，带动顶杆和顶头旋转，顶头对实心坯料进行穿孔。顶杆小车装有旋转接头，并且有双通路，可同时通两种介质（氮气和冷却水）。在顶杆小车和顶杆内部氮气、冷却水、回水是互相隔离的。顶杆连接有保护套，通过保护套设能提供三种互相隔离的通路并且分别连接氮气管、水冷管和回水线。

氮气经过旋转接头进入氮气管，氮气再通过保护套内部的氮气排气孔喷到毛管空腔，形成正压氮气，排除毛管内壁的空气，保护顶头和毛管内壁不氧化。

冷却水再通过水冷软管接入旋转接头，进入水冷管路，再通向保护套内部的冷却水孔，进入喷头，通过喷头喷向顶头的内壁，达到冷却顶头目的。

冷却后的位于顶头内腔的水通过束节回流到保护套内的回水孔中，经过回水孔回流到顶杆内部，再进入空心主轴的内部，回流到套管的回水排水口排出。

本实用新型既达到减少毛管内壁、顶头外表面氧化问题，同时又拥有正常的顶头内冷却功能。

为了方便加工和安装，所述氮气管包括第一氮气管和第二氮气管，所述水冷管包括第一水冷管和第二水冷管；所述空心主轴靠近顶杆的一端一体设置主轴法兰，顶杆靠近空心主轴的一端连接顶杆法兰，在主轴法兰与顶杆法兰之间设置过渡法兰，且主轴法兰、过渡法兰和顶杆法兰通过螺栓连接；在所述顶杆法兰内连接内法兰，在过渡法兰上设置第一氮气孔、第一水冷孔和第一回水孔，在内法兰上设置第二氮气孔、第二水冷孔和第二回水孔；所述第一水冷管和第一氮气管均与过渡法兰连接，并且第一氮气管设置在第一水冷管的内部；所述第二水冷管和第二氮气管均与内法兰连接，并且第二氮气管设置在第二水冷管的内部；所述第一氮气管、第一氮气孔、第二氮气孔、第二氮气管相连通；所述第一水冷管、第一水冷孔、第二水冷孔、第二水冷管相连通；所述顶杆内腔、第二回水孔、第一回水孔、空心主轴相连通。

进一步地，在所述顶杆与水冷管之间设置第一支撑架，在第一支撑架上轴向设置第一通孔。由于顶杆和水冷管较长，第一支撑架起到支撑作用，第一通孔保证了回水不受影响。

进一步地，在所述水冷管与氮气管之间设置第二支撑架，在第二支撑架上轴向设置第二通孔。由于氮气管较长，第二支撑架起到支撑作用，第二通孔保证了进水不受影响。

进一步地，所述氮气排气孔斜向布置，氮气排气孔的出气端向顶头倾斜，从而提高了顶头的冷却效果。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为图1的局部放大图。

图3为图1的局部放大图。

图4为图1中Ⅲ部放大图。

图5为图2中Ⅰ部放大图。

图6为图2中Ⅱ部放大图。

图中，1旋转接头，2顶杆小车，3过渡法兰，4顶杆，5保护套，6毛管，7氮气排气孔，8毛管空腔，9氮气接口，10水冷接口，11套管，12氮气管，12-1第一氮气管，12-2第二氮气管，13水冷管、13-1第一水冷管，13-2第二水冷管，15回水孔，16冷却水孔，17第一支撑架，18第一通孔，19束节，20喷头，21顶头内腔，22顶头，23回水排水口，24车架，25空心主轴，26主轴法兰，27顶杆法兰，28内法兰，29第一氮气孔，30第一水冷孔，31第一回水孔，32第二氮气孔，33第二水冷孔，34第二回水孔，35第二支撑架，36第二通孔。

具体实施方式

如图1－6所示，本实用新型包括从后往前依次连接的顶杆小车2、顶杆4、保护套5、束节19和顶头22，顶杆4、保护套5、束节19和顶头22均横向布置。

顶杆小车2包括车架24和支撑在车架24上的空心主轴25，空心主轴25横向布置。车架24的后端连接套管11，套管11上连接旋转接头1，旋转接头1设有氮气接口9和水冷接口10。

空心主轴25的前端一体设置主轴法兰26，顶杆4的后端连接顶杆法兰27，在主轴法兰26与顶杆法兰27之间设置过渡法兰3，且主轴法兰26、过渡法兰3和顶杆法兰27通过螺栓连接。在顶杆法兰27内连接内法兰28，在过渡法兰3上设置第一氮气孔29、第一水冷孔30和第一回水孔31，在内法兰28上设置第二氮气孔32、第二水冷孔33和第二回水孔34。

本实用新型还包括水冷管13和氮气管12。顶杆4设有顶杆内腔，水冷管13包括第一水冷管13-1和第二水冷管13-2，第一水冷管13-1设置在空心主轴25内，第一水冷管13-1的进水端与旋转接头1的水冷接口10相连通，第二水冷管13-2设置在顶杆4内。氮气管12穿置在水冷管13内，氮气管12包括第一氮气管12-1和第二氮气管12-2，第一氮气管12-1的进气端与旋转接头1的氮气接口9相连通。第一水冷管13-1和第一氮气管12-1均与过渡法兰3连接，并且第一氮气管12-1设置在第一水冷管13-1的内部。第二水冷管13-2和第二氮气管12-2均与内法兰28连接，并且第二氮气管12-2设置在第二水冷管13-2的内部。

第一氮气管12-1、第一氮气孔29、第二氮气孔32、第二氮气管12-2相连通。第一水冷管13-1、第一水冷孔30、第二水冷孔33、第二水冷管13-2相连通。顶杆4的内腔、第二回水孔34、第一回水孔31、空心主轴25相连通。

顶头22设有顶头内腔21，束节19的一端与保护套5螺纹连接，束节19的另一端与顶头22螺纹连接。在保护套5上设置氮气排气孔7、冷却水孔16和回水孔15，第二氮气管12-2与保护套5相连接，氮气排气孔7的进气端与第二氮气管12-2的出气端相连通，氮气排气孔7的出气端延伸至保护套5的外表面。氮气排气孔7斜向布置，氮气排气孔7的出气端向顶头22倾斜。冷却水孔16的进水端与第二水冷管13-2的出水端相连通，在束节19内设置喷头20，喷头20的进水端与保护套5连接并且与冷却水孔16的出水端相连通，喷头20的出水端伸出束节19至顶头内腔21。顶头内腔21与束节19的内腔相连通，回水孔15的进水端与束节19的内腔相连通，回水孔15的出水端与顶杆4的内腔相连通，顶杆4内腔与空心主轴25相连通，空心主轴25与套管11相连通，套管11上还连接与套管11内腔相连通的回水排水口23。

在顶杆4与水冷管13之间设置第一支撑架17，在第一支撑架17上轴向设置第一通孔18。在水冷管13与氮气管12之间设置第二支撑架35，在第二支撑架35上轴向设置第二通孔36。

工作时，顶杆小车2的空心主轴25旋转，带动顶杆4和顶头22旋转，顶头22对实心管坯进行穿孔形成空心毛管6。（毛管这时候顶头前是实心的，顶头后是空心的，在未穿孔的叫做管坯，穿完后叫空心毛管，图4是管坯变毛管的正在进行时）

氮气经过旋转接头1的氮气接口9进入第一氮气管12-1、第一氮气孔29、第二氮气孔32、第二氮气管12-2、氮气排气孔7、毛管空腔8，形成正压氮气，排除毛管内壁的空气，保护顶头和毛管内壁不氧化。

冷却水通过水冷软管接入旋转接头1的水冷接口10，进入第一水冷管13-1、第一水冷孔30、第二水冷孔33、第二水冷管13-2、冷却水孔16、喷头20，通过喷头20喷向顶头22的内壁，达到冷却顶头目的。

冷却后的位于顶头内腔21的水进行回流，进入束节19、回水孔15、顶杆4的内腔、第二回水孔34、第一回水孔31、空心主轴25、套管11、回水排水口23，排出。就这样达到减少毛管内壁、顶头外表面氧化问题，同时拥有正常的顶头内冷却功能。

Claims (5)

1.一种穿孔顶杆顶头冷却和毛管内吹氮气抗氧化装置，包括顶杆小车、顶杆、顶头；所述顶杆小车包括车架和支撑在车架上的空心主轴，所述顶杆设有顶杆内腔，顶杆的一端与空心主轴相连接，所述顶头设有顶头内腔，顶头设置在顶杆的另一端；其特征在于：所述车架连接套管，套管上连接旋转接头，旋转接头设有氮气接口和水冷接口；所述装置还包括水冷管，水冷管穿置在空心主轴和顶杆内，水冷管的进水端与旋转接头的水冷接口相连通，在水冷管内穿置氮气管，氮气管的进气端与旋转接头的氮气接口相连通；所述顶杆远离空心主轴的一端连接保护套，保护套与顶头通过束节连接，在所述保护套上设置氮气排气孔、冷却水孔和回水孔，所述氮气管的出气端与保护套相连接，氮气排气孔的进气端与氮气管的出气端相连通，氮气排气孔的出气端延伸至保护套的外表面；所述冷却水孔的进水端与水冷管的出水端相连通，在所述束节内设置喷头，喷头的进水端与保护套连接并且与冷却水孔的出水端相连通，喷头的出水端伸出束节至顶头内腔；所述顶头内腔与束节的内腔相连通，所述回水孔的进水端与束节的内腔相连通，回水孔的出水端与顶杆内腔相连通，顶杆内腔与空心主轴相连通，空心主轴与套管相连通，套管上还连接与套管内腔相连通的回水排水口。

2.根据权利要求1所述的穿孔顶杆顶头冷却和毛管内吹氮气抗氧化装置，其特征在于：所述氮气管包括第一氮气管和第二氮气管，所述水冷管包括第一水冷管和第二水冷管；所述空心主轴靠近顶杆的一端一体设置主轴法兰，顶杆靠近空心主轴的一端连接顶杆法兰，在主轴法兰与顶杆法兰之间设置过渡法兰，且主轴法兰、过渡法兰和顶杆法兰通过螺栓连接；在所述顶杆法兰内连接内法兰，在过渡法兰上设置第一氮气孔、第一水冷孔和第一回水孔，在内法兰上设置第二氮气孔、第二水冷孔和第二回水孔；所述第一水冷管和第一氮气管均与过渡法兰连接，并且第一氮气管设置在第一水冷管的内部；所述第二水冷管和第二氮气管均与内法兰连接，并且第二氮气管设置在第二水冷管的内部；所述第一氮气管、第一氮气孔、第二氮气孔、第二氮气管相连通；所述第一水冷管、第一水冷孔、第二水冷孔、第二水冷管相连通；所述顶杆内腔、第二回水孔、第一回水孔、空心主轴相连通。

3.根据权利要求1所述的穿孔顶杆顶头冷却和毛管内吹氮气抗氧化装置，其特征在于：在所述顶杆与水冷管之间设置第一支撑架，在第一支撑架上轴向设置第一通孔。

4.根据权利要求1所述的穿孔顶杆顶头冷却和毛管内吹氮气抗氧化装置，其特征在于：在所述水冷管与氮气管之间设置第二支撑架，在第二支撑架上轴向设置第二通孔。

5.根据权利要求1所述的穿孔顶杆顶头冷却和毛管内吹氮气抗氧化装置，其特征在于：所述氮气排气孔斜向布置，氮气排气孔的出气端向顶头倾斜。

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