CN219532126U - 一种具有循环供水系统的结晶器水模型实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种具有循环供水系统的结晶器水模型实验装置；包括放置在支架上的中间包，中间包顶部与补水管连通，中间包底部设有与中间包连通的浸入式水口，中间包下方设有放置在底座上的结晶器，中间包通过浸入式水口与结晶器连通，结晶器底部设有与结晶器连通的出水管，出水管向下延伸贯穿底座，出水管一端通过导流管与循环水上升管连通，循环水上升管与中间包连通；中间包内设有塞棒，塞棒底端与浸入式水口连接，塞棒顶端向上伸出中间包与塞棒控制器电连接；导流管上从左至右依次设有调节阀、超声波流量计和水泵；通过具有循环供水系统的结晶器水模型实验装置的设计以解决实验测试和水循环无法同时进行，浪费时间，测试效率低的技术问题。

Description

一种具有循环供水系统的结晶器水模型实验装置

技术领域

本实用新型涉及结晶器水模型实验技术领域，尤其是涉及一种具有循环供水系统的结晶器水模型实验装置。

背景技术

随着连铸技术的发展以及人们对高质量钢材产品的渴望，提高钢水纯净度、获得高质量铸坯成为连铸生产中最为关心的问题。结晶器作为连铸机的“心脏”和控制钢水洁净度的最后环节，对铸坯的内部质量和表面质量有着非常重要的影响。

结晶器内流场和温度场主要取决于结晶器断面尺寸、浸入式水口参数和连铸工艺参数。由于连铸是在高温条件下进行的极为复杂的液态金属凝固成形的过程，在这一过程中流动、传热、传质交互作用，故采用实物研究非常困难。目前研究者主要采用水模型实验和数值模拟实验来研究结晶器内流场和温度场，通过分析浸入式水口的参数和连铸工艺参数对结晶器内流场和温度场的影响，最终确定出合理的浸入式水口参数和连铸工艺参数，以达到优化结晶器流场和改善传热的目的，从而保证连铸顺行生产并提高产品质量。

CN 217466170 U公开了一种具有定位结构的结晶器水模型研究实验装置，虽然公开了循环泵能够通过回水管将下部水箱内的水，输送至上部水箱内，从而能够便于实验的循环进行，但是在水循环时，需停止实验过程，导致实验测试和水循环无法同时进行，浪费时间，测试效率低的技术问题。

因此，针对上述问题本实用新型急需提供一种具有循环供水系统的结晶器水模型实验装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供具有循环供水系统的结晶器水模型实验装置，通过具有循环供水系统的结晶器水模型实验装置的设计以解决现有技术中存在的现在工艺在实验进行水循环时，需停止实验，导致实验测试和水循环无法同时进行，浪费时间，测试效率低的技术问题。

本实用新型提供的一种具有循环供水系统的结晶器水模型实验装置，包括放置在支架上的中间包，中间包顶部与补水管连通，中间包底部设有与中间包连通的浸入式水口，中间包下方设有放置在底座上的结晶器，中间包通过浸入式水口与结晶器连通，结晶器底部设有与结晶器连通的出水管，出水管向下延伸贯穿底座，出水管一端通过导流管与循环水上升管连通，循环水上升管与中间包连通；

中间包内设有塞棒，塞棒底端与浸入式水口连接，塞棒顶端向上伸出中间包与塞棒控制器电连接；

导流管上从左至右依次设有调节阀、超声波流量计和水泵；

还包括控制器、数据处理器和安装于结晶器内的水工监测系统、旋桨式流速计，调节阀、水泵均与控制器电连接，塞棒控制器、水工监测系统、旋桨式流速计、超声波流量计、数据处理器均与控制器电连接。

进一步地，塞棒包括棒身和与棒身连接的棒头，棒头呈倒三角形。

进一步地，中间包侧壁上设有液位窗口。

进一步地，结晶器内横向布设有导流板，导流板与结晶器的内壁固接。

进一步地，出水管一端设有放水阀。

进一步地，浸入式水口、结晶器和循环水上升管材质均为透明玻璃。

进一步地，结晶器为正方体或长方体。

进一步地，中间包为正方体或长方体。

进一步地，中间包材质为金属。

进一步地，补水管上设有控制阀。

本实用新型提供的一种具有循环供水系统的结晶器水模型实验装置与现有技术相比具有以下进步：

本实用新型提供了一种具有循环供水系统的结晶器水模型实验装置，可采用循环供水的方式进行实验，实验过程中水循环与测试同步进行，不仅便于结晶器内水位的调节，使实验测得的工艺参数更加准确，便于研究结晶器内流体自由表面及流场内部特征，为实际生产获得高质量铸坯提供依据，还节约了水资源，无需停止测试进行水循环，提升了工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型中所述具有循环供水系统的结晶器水模型实验装置的结构示意图；

图2为本实用新型中所述塞棒的结构示意图；

图3为本实用新型中所述中间包的结构示意图；

图4为本实用新型中所述具有循环供水系统的结晶器水模型实验装置电器件电连接关系图。

附图标记说明：

1、支架；2、中间包；3、液位窗口；4、补水管；5、塞棒；6、塞棒控制器；7、浸入式水口；8、底座；9、结晶器；10、导流板；11、出水管；12、导流管；13、调节阀；14、超声波流量计；15、水泵；16、循环水上升管；17、放水阀；501、棒身；502、棒头。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1、图4所示，本实用新型提供了一种具有循环供水系统的结晶器水模型实验装置，包括放置在支架1上的中间包2，中间包2顶部与补水管4连通，中间包2底部设有与中间包2连通的浸入式水口7，中间包2下方设有放置在底座8上的结晶器9，中间包2通过浸入式水口7与结晶器9连通，结晶器9底部设有与结晶器9连通的出水管11，出水管11向下延伸贯穿底座8，出水管11一端通过导流管12与循环水上升管16连通，循环水上升管16与中间包2连通；中间包2内设有塞棒5，塞棒5底端与浸入式水口7连接，塞棒5顶端向上伸出中间包2与塞棒控制器6电连接；导流管12上从左至右依次设有调节阀13、超声波流量计14和水泵15；还包括控制器、数据处理器和安装于结晶器9内的水工监测系统、旋桨式流速计，调节阀13、水泵15均与控制器电连接，塞棒控制器6、水工监测系统、旋桨式流速计、超声波流量计14、数据处理器均与控制器电连接。

本实用新型提供了一种具有循环供水系统的结晶器水模型实验装置，通过包括放置在支架1上的中间包2，中间包2顶部与补水管4连通，中间包2底部设有与中间包2连通的浸入式水口7，中间包2下方设有放置在底座8上的结晶器9，中间包2通过浸入式水口7与结晶器9连通，结晶器9底部设有与结晶器9连通的出水管11，出水管11向下延伸贯穿底座8，出水管11一端通过导流管12与循环水上升管16连通，循环水上升管16与中间包2连通；中间包2内设有塞棒5，塞棒5底端与浸入式水口7连接，塞棒5顶端向上伸出中间包2与塞棒控制器6电连接；导流管12上从左至右依次设有调节阀13、超声波流量计14和水泵15；还包括控制器、数据处理器和安装于结晶器9内的水工监测系统、旋桨式流速计，调节阀13、水泵15均与控制器电连接，塞棒控制器6、水工监测系统、旋桨式流速计、超声波流量计14、数据处理器均与控制器电连接的设计，可采用循环供水的方式进行实验，实验过程中水循环与测试同步进行，不仅便于结晶器9内水位的调节，使实验测得的工艺参数更加准确，便于研究结晶器9内流体自由表面及流场内部特征，为实际生产获得高质量铸坯提供依据，还节约了水资源，无需停止测试进行水循环，提升了工作效率。超声波流量计14采用TDS-100P便携式超声波流量计，属于现有技术，此处不再赘述；水工监测系统采用中国水利水电科学院的DJ800型多功能水工监测系统，对结晶器9液面波动和波高进行测定，旋桨式流速计采用南京水利水文自动化研究所防汛设备厂的LS1206B型旋桨式流速计，对结晶器9水模型流体流速进行测定，均属于现有技术，此处不再赘述。

如图2所示，本实用新型的塞棒5包括棒身501和与棒身501连接的棒头502，棒头502呈倒三角形，便于控制棒头502与浸入式水口7之间水口的开度。

如图3所示，本实用新型的中间包2侧壁上设有液位窗口3，中间包2内加入水时，液位窗口3便于观察中间包2内的水位。

本实用新型的结晶器9内横向布设有导流板10，导流板10与结晶器9的内壁固接，对结晶器9内的液体起到导流的作用。

本实用新型的出水管11一端设有放水阀17。

本实用新型的浸入式水口7、结晶器9和循环水上升管16材质均为透明玻璃，便于观察浸入式水口7、结晶器9和循环水上升管16内水位的变化。

本实用新型的结晶器9为正方体或长方体。

本实用新型的中间包2为正方体或长方体。

本实用新型的中间包2材质为金属。

本实用新型的补水管4上设有控制阀，控制补水管4内的水流。

如图1、图2、图3、图4所示，本实施例使用具有循环供水系统的结晶器水模型实验装置进行结晶器流场水模型实验，首先关闭放水阀17，打开补水管4上的控制阀，塞棒控制器6控制塞棒5打开浸入式水口7，向中间包2和结晶器9供水，当结晶器9内水位达到一定高度时，塞棒控制器6控制塞棒5关闭浸入式水口7，待中间包2水位达到所需高度时，关闭补水管4；然后塞棒控制器6调节塞棒5的位置使结晶器9液面稳定在实验要求的高度处，开启水泵15，调节水泵15频率使水流量为待测拉速对应的流量，此时水即在中间包2→浸入式水口7→结晶器9→出水管11→超声波流量计14→水泵15→循环水上升管16→中间包2中循环流动；整个循环系统达到动态的平衡，超声波流量计14记录流体流速、水工监测系统对结晶器9液面波动波高进行测定、旋桨式流速计对结晶器9水模型流体流速进行测定，将测得的数据经过数据处理器进行处理，完成实验。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种具有循环供水系统的结晶器水模型实验装置，其特征在于，包括放置在支架(1)上的中间包(2)，中间包(2)顶部与补水管(4)连通，中间包(2)底部设有与中间包(2)连通的浸入式水口(7)，中间包(2)下方设有放置在底座(8)上的结晶器(9)，中间包(2)通过浸入式水口(7)与结晶器(9)连通，结晶器(9)底部设有与结晶器(9)连通的出水管(11)，出水管(11)向下延伸贯穿底座(8)，出水管(11)一端通过导流管(12)与循环水上升管(16)连通，循环水上升管(16)与中间包(2)连通；

中间包(2)内设有塞棒(5)，塞棒(5)底端与浸入式水口(7)连接，塞棒(5)顶端向上伸出中间包(2)与塞棒控制器(6)电连接；

导流管(12)上从左至右依次设有调节阀(13)、超声波流量计(14)和水泵(15)；

还包括控制器、数据处理器和安装于结晶器(9)内的水工监测系统、旋桨式流速计，调节阀(13)、水泵(15)均与控制器电连接，塞棒控制器(6)、水工监测系统、旋桨式流速计、超声波流量计(14)、数据处理器均与控制器电连接。

2.根据权利要求1所述的具有循环供水系统的结晶器水模型实验装置，其特征在于，塞棒(5)包括棒身(501)和与棒身(501)连接的棒头(502)，棒头(502)呈倒三角形。

3.根据权利要求2所述的具有循环供水系统的结晶器水模型实验装置，其特征在于，中间包(2)侧壁上设有液位窗口(3)。

4.根据权利要求3所述的具有循环供水系统的结晶器水模型实验装置，其特征在于，结晶器(9)内横向布设有导流板(10)，导流板(10)与结晶器(9)的内壁固接。

5.根据权利要求4所述的具有循环供水系统的结晶器水模型实验装置，其特征在于，出水管(11)一端设有放水阀(17)。

6.根据权利要求5所述的具有循环供水系统的结晶器水模型实验装置，其特征在于，浸入式水口(7)、结晶器(9)和循环水上升管(16)材质均为透明玻璃。

7.根据权利要求6所述的具有循环供水系统的结晶器水模型实验装置，其特征在于，结晶器(9)为正方体或长方体。

8.根据权利要求7所述的具有循环供水系统的结晶器水模型实验装置，其特征在于，中间包(2)为正方体或长方体。

9.根据权利要求8所述的具有循环供水系统的结晶器水模型实验装置，其特征在于，中间包(2)材质为金属。

10.根据权利要求9所述的具有循环供水系统的结晶器水模型实验装置，其特征在于，补水管(4)上设有控制阀。