DE69931931T2

DE69931931T2 - Zerstäubungsdüse für flüssigkeiten

Info

Publication number: DE69931931T2
Application number: DE69931931T
Authority: DE
Inventors: Henry Frank North Olmsted MINER; Thomas Mark Franklin ARTHUR
Original assignee: Ucar Carbon Technology Corp
Current assignee: Graftech Technology LLC
Priority date: 1998-08-18
Filing date: 1999-08-18
Publication date: 2006-11-09
Anticipated expiration: 2019-08-19
Also published as: WO2000010731A1; KR20010079662A; JP2002523218A; DE69931931D1; AU5544199A; AU755238B2; EP1104337B1; CA2340767A1; KR100663831B1; ZA200100652B; US6092742A; EP1104337A1; CA2340767C

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Düse mit Vollkegelstrahl zum Sprühen von Flüssigkeiten, insbesondere einer Kühlflüssigkeit, die in harten Wärmebedingungen wie zum Beispiel sprühgekühlten Elektrolichtbogenöfen verwendet wird.
Hintergrund der Erfindung
Eine Düse mit Vollkegelstrahl ist im US-Patent 4,426,041 beschrieben. Eine Düse dieses Typs kann wirksam beim Sprühkühlen von Elektrolichtbogenöfen verwendet werden, wie im US-Patent 4,715,042 an Heggart et al beschrieben ist, und beim Sprühkühlen von Haubenbaugruppen pneumatischer metallurgischer Prozessbehälter, wie im US-Patent 5,330,161 an Lehr et al. beschrieben ist.
In den harten Wärmebetriebsumgebungen, die in den Patenten von Heggart et al. und Lehr et al. beschrieben sind, ist es eine praktische Notwendigkeit, Kühlsprühdüsen auf einer regelmäßigen Basis zur Inspektion, Reinigung und Anpassung auszuwechseln.
FR-A-2320786 offenbart eine Sprühdüse mit einem Einlassdurchgang und einem Auslassdurchgang im Form des Buchstaben L, die eine Verbindungskammer angeordnet an dem Schnittpunkt der Achsen der beiden Durchgänge aufweisen, wobei die Kammer mit dem Einlassdurchgang durch eine Bohrung kommuniziert, die im Wesentlichen koaxial von dem Einlassdurchgang ist und einen Boden aufweist, der stromabwärts vorzugsweise im Bereich von 10 DEG bis 30 DEG erhöht ist.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung ist auf eine Düse mit Vollkegelstrahl gerichtet, die ein Gehäuse umfasst, das geeignet aus einem Metall wie zum Beispiel Messing gebildet ist. Das Gehäuse weist eine zylindrische Bohrung auf, die an ihren beiden Enden offen ist, welche ein Innengewinde aufweisen. Die Endteile mit Innengewinde haben unterschiedliche Innendurchmesser. Ein Flüssigkeitseinlassmittel ist integriert mit dem Gehäuse und quer zu der Bohrung des Gehäuses vorgesehen, und an seiner Verbindungsstelle mit der Bohrung des Gehäuses unter Ausnahme eines Durchgangs geschlossen, der sich in die zylindrische Bohrung des Gehäuses im Wesentlichen tangential zu der zylindrischen Bohrung des Gehäuses erstreckt. Ein getrenntes erstes Kappenmittel mit einer nach außen aufgeweiteten Düsenöffnung ist vorgesehen, welche mit einem Ende der zylindrischen Bohrung im Gehäuse in Gewindeeingriff gebracht werden kann. Ein getrenntes zweites Kappenmittel ist vorgesehen, das mit dem anderen Ende der zylindrischen Bohrung des Gehäuses in Gewindeeingriff gebracht werden kann, was dieses Ende der zylindrischen Bohrung verschließt. Die Innenfläche der zweiten Kappe weist getrennte Erhöhungen auf, die tangentialem Durchgang des Flüssigkeitsmittels benachbart sind. Die jeweiligen Durchmesser der Gewindeteile der ersten und zweiten Kappe sind verschieden, so dass jede Kappe in nur einem Ende der zylindrischen Bohrung des Gehäuses in Gewindeeingriff kommen kann.
Bei der Erfindung ist eine Kerbe in dem Flüssigkeitseinlassmittel vorgesehen, um einen Keil aufzunehmen, der mit einer Dichtungsscheibe integriert ist, welche an dem entfernten Ende des Flüssigkeitseinlassmittels gelagert ist. Wenn eine Flüssigkeitszuführ-Einlassleitung mit dem Flüssigkeitseinlassmittel in Gewindeeingriff gebracht wird, wird die Dichtungsscheibe an dem Flüssigkeitszufuhreinlass z.B. durch eine Schweißung befestigt, welche verhindert, dass das Gehäuse einfach und routinemäßig von der Flüssigkeitseinlasszufuhr gelöst wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Aufriss einer Düse gemäß der vorliegenden Erfindung;
1A ist ein Teilschnittaufriss der Düse von 1;
1B ist ein Aufriss des Gehäuseelements von 1;
1C ist eine Draufsicht des im Aufriss in 1 gezeigten Flüssigkeitseinlassmittels;
1D ist eine diagonale Querschnittansicht des Gehäuseelements von 1;
2A–2C zeigen die Außen-, Innenansicht und den Aufriss für die in 1 gezeigte massive Gewindekappe;
3A, 3B zeigen eine Außenansicht und ein Aufriss der Düsenauslasskappe von 1; und
4A, 4B zeigen eine Drauf- und Seitenansicht einer Keildichtungsscheibe, die in der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Unter Bezugnahme auf die 1, 1A, 1B, 1C, 1D ist bei 10 ein Düsengehäuse mit einer zylindrischen Bohrung 12 gezeigt, die eine zentrale Längsachse 14 aufweist und an beiden Enden 16, 18 offen sind, welche jeweils Innengewinde aufweisen, wie bei 20, 22 gezeigt ist. Der Innendurchmesser 24, 26 der Gewindeteile 20, 22 ist aus im Folgenden beschriebenen Gründen unterschiedlich. Ein Kappenelement 30, das auch in den 3A, 3B gezeigt ist, weist einen Teil 32 mit Außengewinde zum lösbaren Eingreifen in den Teil 22 mit Innengewinde der zylindrischen Bohrung 12 auf. Das Kappenelement 30 wird nicht in den Teil 20 mit Innengewinde mit größerem Durchmesser am entgegengesetzten Ende der zylindrischen Bohrung 12 eingreifen. Das Kappenelement 30 weist eine nach außen aufgeweitete Düsenöffnung 32 auf, die mit der Kammer 34 im Gehäuse 10 kommuniziert. Das auch in den 2A, 2B, 2C gezeigte Kappenelement 40 umfasst einen Teil 42 mit Außengewinde zum lösbaren Eingreifen in den Teil 20 mit Innengewinde der zylindrische Bohrung 12. Das Kappenelement 40 wird nicht in den Teil 22 mit Innengewinde des kleineren Innendurchmessers am entgegengesetzten Ende der zylindrischen Bohrung 12 eingreifen. Das Kappenelement 40 ist massiv, wobei es bei Eingriff vollständig die zylindrische Bohrung 12 des Düsengehäuses 10 umschließt, und umfasst eine Innenfläche mit integrierten getrennten Erhöhungen 50. Wenn Flüssigkeit, z.B. Kühlwasser, durch die Flüssigkeitszuführleitung 60, die eine mittige Längsachse 61 aufweist, von einem bei 62 angezeigten Flüssigkeitszuführkopf eingebracht wird, wie bei 64 gezeigt ist, tritt die Flüssigkeit in das Flüssigkeitseinlassmittel 66 ein, das mit dem Gehäuse 10 integriert ist. Das Flüssigkeitseinlassmittel 66 steht mit der Flüssigkeitseinlassleitung 60 entfernt von der zylindrischen Bohrung 12 in Gewindeeingriff, wie bei 70 angezeigt ist.
Der entgegengesetzte Endteil des Flüssigkeitseinlassmittels 66 ist mit Ausnahme eines Durchgangs 74 geschlossen, der sich im Wesentlichen tangential in die zylindrische Bohrung 12 angrenzend an die Erhöhungen 50 auf der Innenfläche der Kappe 40 erstreckt. Mit Flüssigkeit, z.B. Wasser, das in die zylindrische Bohrung 12 tangential durch den Durchgang 74 eintritt, wird Turbulenz durch die Erhöhungen 50 erzeugt, und Rotation wird aufgrund des tangentialen Flusses mit dem Ergebnis entwickelt, dass ein Vollkegelstrahl aus der nach außen aufgeweiteten Düsenöffnung 32 austritt, wie in dem oben genannten US-Patent 4,426,041 beschrieben ist. In Gebrauch einer solchen Düse beim Sprühkühlen der Wand eines Elektrolichtbogenofens, der schematisch bei 80 angezeigt ist, werden die Düsen zum Sprühen auf eine bestimmte Stelle gerichtet, wie z.B. bei 82 dargestellt ist. Wenn es erforderlich wird, die Kappen 30 und 40 z.B. zur Inspektion, Reinigung auszuwechseln, ist es wichtig, dass das Spray aus der Ersatzkappe genau wie vorhergehend gerichtet werden kann. Dies ist sichergestellt, da eine neue identische Kappe 30, die eine aufgeweitete Düsenöffnung 32 enthält, nur in den Abschnitt 22 mit Innengewinde eingreifen wird, und aufgrund des wie oben beschriebenen Unterschieds im Innendurchmesser nicht an dem Abschnitt 24 mit Innengewinde in Eingriff kommen kann. Zum Sicherstellen, dass das Gehäuse 10 seine ursprüngliche Ausrichtung in Bezug zur Ofenwand 80 beibehält, wird der Flüssigkeitseinlass 66 mit einer Umfangskerbe 90 versehen, die in 1C und 1 gezeigt ist, um den nach unten hängenden Keilteil 92 der Dichtungsscheibe 94 aufzunehmen, der auf dem offenen Gewindeendeteil 70 des Flüssigkeitseinlasses 66 lagert. Der Keilteil 92 wird bei 96 an die Zuführeinlassleitung 60 geschweißt, und wird Drehung des Gehäuses 12 verhindern, wenn die Dichtungsscheibe 94 an der Zuführeinlassleitung 60 durch die Schweißung 96 befestigt wird.

Claims

Düse mit Vollkegelstrahl, umfassend: (i) ein Gehäuse (10) mit einer zylindrischen Bohrung (12) mit einer zentralen Längsachse (14), die an ihren entgegengesetzten Anschlussteilen (16, 18) offen ist, welche Innengewinde (20, 22) aufweisen, wobei die jeweiligen Anschlussteile (16, 18) mit Innengewinde (20, 22) des Gehäuses verschiedene Innendurchmesser (24, 26) aufweisen; (ii) ein Flüssigkeitseinlassmittel (66), das mit dem Gehäuse (10) integriert ist und eine zylindrische Bohrung (60) mit einer zentralen Längsachse (61) senkrecht zu der zentralen Längsachse (14) der zylindrischen Bohrung (12) des genannten Gehäuses (10) aufweist, wobei das Flüssigkeitseinlassmittel (66) offen ist und ein Innengewinde an seinem Ende aufweist, das von dem Gehäuse (10) entfernt ist, und an seinem Ende, das sich nahe dem Gehäuse (10) befindet, mit Ausnahme eines Durchgangs (74) geschlossen ist, der von der zentralen Längsachse (61) der Bohrung (60) des Einlassmittels (66) versetzt ist und sich in die zylindrische Bohrung (12) des Gehäuses (10) im wesentlichen tangential zu der zylindrischen Bohrung (12) des Gehäuses (10) erstreckt, wobei das Flüssigkeitseinlassmittel (66) mit einer externen Kerbe (90) an seinem offenen Ende, das von dem Gehäuse (10) entfernt ist, und einer an dem offenen Ende des Flüssigkeitseinlassmittels (66) gelagerten Dichtungsscheibe (94) versehen ist, die die zylindrische Bohrung (60) des Flüssigkeitseinlassmittels (66) umschließt, wobei die Dichtungsscheibe (94) einen internen Umfangskeil (92) aufweist, der sich parallel zu der zentralen Längsachse (61) der zylindrischen Bohrung (60) erstreckt, um in die externe Kerbe (90) einzugreifen; (iii) ein erstes Kappenmittel (30) mit einem äußeren Anschlussteil in Form einer aufgeweiteten Düse mit einer Öffnung (32) in einer Linie mit der zentralen Längsachse (14) der zylindrischen Bohrung (12) des Gehäuses (10) und einer sich entgegengesetzt erstreckenden Erweiterungsöffnung (32) mit Außengewinde, um lösbar mit einem der Anschlussteile (22) mit Innengewinde des Gehäuses (10) in Eingriff zu kommen; und (iv) ein zweites Kappenmittel (40) mit einem geschlossenen äußeren Anschlussteil und einer sich entgegengesetzt erstreckenden Gewindeerweiterung (42), die in einer Oberfläche mit getrennten Erhöhungen (50) endet, welche quer zu der zentralen Längsachse (14) der zylindrischen Bohrung (12) des Gehäuses (10) ist, wobei die massive Gewindeerweiterung (42) lösbar durch Gewindeeingriff mit dem anderen der Anschlussteile (22) mit Innengewinde des Gehäuses (10) in Eingriff kommen kann.
Strahldüse nach Anspruch 1 kombiniert mit einer Flüssigkeitseinlassleitung, die in Gewindeeingriff mit der zylindrischen Bohrung (60) des Flüssigkeitseinlassmittels (66) steht und an der Dichtungsscheibe (94) durch eine Schweißung befestigt ist.