一种倾动轴的冷却装置及冷却方法

文档序号:744925 发布日期:2021-04-23 浏览:9次 >En<

阅读说明:本技术 一种倾动轴的冷却装置及冷却方法 (Cooling device and cooling method for tilting shaft ) 是由 杨立江 王岗 李栋 于 2020-12-24 设计创作,主要内容包括:本申请公开了一种倾动轴的冷却装置及冷却方法,属于高炉无料钟炉顶设备技术领域,解决倾动轴材质为合金钢,受重载、高温影响,可能无法正常工作或者倾动轴出现变形的问题,本申请包括箱体、倾动轴、水冷管支座、进水管和出水管;倾动轴安装于箱体内,倾动轴设有安装洞,水冷管支座安装在安装洞的洞口处,水冷管支座与倾动轴同时相对箱体转动;进水管从倾动轴外部穿过水冷管支座伸入安装洞的底端;进水管的口径小于安装洞的孔径,且进水管与所述水冷管支座之间留有空隙;出水管套设在进水管的外围,一端与水冷管支座连接,另一端沿着进水管靠近端部的位置向下弯折并与进水管相交固定。本申请解决了倾动轴变形,与支撑铜套卡阻的问题。(The application discloses a cooling device and a cooling method for a tilting shaft, belongs to the technical field of blast furnace bell-less furnace top equipment, and solves the problem that the tilting shaft is made of alloy steel and can not work normally or deform due to the influence of heavy load and high temperature; the tilting shaft is arranged in the box body and provided with an installation hole, the water-cooled tube support is arranged at the hole of the installation hole, and the water-cooled tube support and the tilting shaft rotate relative to the box body simultaneously; the water inlet pipe penetrates through the water-cooled pipe support from the outside of the tilting shaft and extends into the bottom end of the mounting hole; the aperture of the water inlet pipe is smaller than the aperture of the mounting hole, and a gap is reserved between the water inlet pipe and the water-cooled pipe support; the water outlet pipe is sleeved on the periphery of the water inlet pipe, one end of the water outlet pipe is connected with the water-cooling pipe support, and the other end of the water outlet pipe is bent downwards along the position, close to the end part, of the water inlet pipe and is intersected and fixed with the water inlet pipe. The application solves the problems that the tilting shaft is deformed and the supporting copper sleeve is blocked.)

一种倾动轴的冷却装置及冷却方法

技术领域

本申请涉及高炉无料钟炉顶设备技术领域,尤其涉及一种倾动轴的冷却装置及冷却方法。

背景技术

目前国内外高炉用的布料器内的溜槽提升机构形式多种多样,有液压缸带动杠杆式、单侧蜗轮蜗杆减速机驱动的、双侧蜗轮蜗杆减速机驱动的等。

用于高炉炉顶布料器的减速机、倾动减速机安装在水冷布料器里面的旋转底盘上,倾动轴安装在布料器倾动减速机上,用来悬挂布料溜槽,从而使布料溜槽倾动,倾动轴承载整个布料溜槽的重量,最大布料溜槽重量达7.5吨;倾动轴前端与高炉气流直接接触,直接受高炉炉温的高热影响。正常情况下炉顶温度约150~250℃,事故状态下达600℃甚至更高。而倾动轴材质为合金钢,受重载、高温影响,可能无法正常工作或者倾动轴出现变形,与周围连接件之间出现卡阻现象。

发明内容

本发明实施例通过提供一种倾动轴的冷却装置,解决了倾动轴变形,与支撑铜套卡阻的问题,实现了循环冷却水通过进水管后,冷却水经过倾动轴内部,将倾动轴内部热量带走,然后通过出水管进入回水系统,通过循环冷却降低倾动轴的内部温度。

第一方面,本发明实施例提供了一种倾动轴的冷却装置,包括箱体、倾动轴、水冷管支座、进水管和出水管;

所述倾动轴安装于所述箱体内,所述倾动轴设有安装洞,所述水冷管支座安装在所述安装洞的洞口处,所述水冷管支座与所述倾动轴同时相对所述箱体转动;

所述进水管从所述倾动轴外部穿过所述水冷管支座伸入所述安装洞的底端;所述进水管的口径小于所述安装洞的孔径,且所述进水管与所述水冷管支座之间留有空隙;

所述出水管套设在所述进水管的外围,一端与所述水冷管支座连接,另一端沿着所述进水管靠近端部的位置向下弯折并与所述进水管相交固定。

结合第一方面,在一种可能的实现方式中,所述进水管远离所述倾动轴的一端设有进水口,所述出水管在远离所述倾动轴的一端与所述进水管相交处向下延伸设有出水口。

结合第一方面,在一种可能的实现方式中,所述水冷管支座包括支座第一端和支座第二端;所述支座第一端靠近所述倾动轴并固定在所述倾动轴上;所述支座第二端位于所述出水口与所述倾动轴之间,并套设在所述出水管的外围。

结合第一方面,在一种可能的实现方式中,所述支座第一端设有凸台,所述安装洞的进口处设有凹槽,所述凸台嵌入所述凹槽内,且所述支座第一端通过第一螺栓固定在所述倾动轴上。

结合第一方面,在一种可能的实现方式中,所述支座第二端在所述出水管外围,且所述支座第二端与所述出水管之间设有轴承;所述轴承外圈与所述支座第二端过渡配合,所述轴承内圈与所述出水管过渡配合。

结合第一方面,在一种可能的实现方式中,还包括压盖,所述压盖通过第二螺栓固定在所述支座第二端上,并压紧所述轴承。

结合第一方面,在一种可能的实现方式中,所述倾动轴和所述箱体之间安装有第一支撑铜套和第二支撑铜套;

所述第一支撑铜套和所述第二支撑铜套分别套设在所述倾动轴的外围且轴向分布;

所述第一支撑铜套和所述第二支撑铜套均过渡配合于所述箱体,所述第一支撑铜套和所述第二支撑铜套的内圈与所述倾动轴间隙配合。

第二方面,本发明实施例提供了一种倾动轴的冷却方法,使用上述冷却装置,包括:朝着冷却装置的进水口注入冷却水,使得冷却水从所述进水管水平方向流入所述倾动轴内的所述安装洞的底端;冷却水进入所述倾动轴内部,带走所述倾动轴内部的热量,回水从所述进水管的出口开始流到所述进水管与所述安装洞内壁之间的空隙中;然后从所述支座第一端与所述进水管之间的缝隙流出至所述出水管内,从所述出水管流出到所述出水口。

结合第二方面,在一种可能的实现方式中,所述出水管包括水平出水段、倾斜出水段、端部出水段;

所述水平出水段在所述进水管的外围,所述倾斜出水段与所述水平出水段连续并且向下倾斜,所述端部出水段位于所述水平出水段的下方,水流从所述水平出水段流到所述倾斜出水段,进而流向所述端部出水段,再流入回水系统。

本发明实施例中提供的一个或多个技术方案,至少具有如下技术效果或优点:

1.本发明实施例通过采用了在倾动轴内部设有安装洞,水冷管支座在安装洞的入口处安装在倾动轴上,水冷管支座可以随着倾动轴一起转动,倾动轴带动布料溜槽的运动,同时通过水冷管支座在倾动轴内安装有进水管,进水管的一端在倾动轴的外部,另一端在倾动轴内,冷却水可以通过进水管进入倾动轴内部,对倾动轴进行降温,由于进水管的口径小于安装洞的孔径,因此进水管与安装洞的内壁可以有回水流过,而且进水管与水冷管支座之间留有空隙,回水可以流出,因此循环冷却水通过进水管后,冷却水经过倾动轴内部,将倾动轴内部热量带走,然后通过出水管进入回水系统,通过循环冷却降低倾动轴的内部温度,可以降低倾动轴持续受到的高温影响,防止倾动轴出现变形、与周围连接件间出现卡阻现象。

2.本发明的进水管的一端与出水管的一端固定,整体上安装、拆卸时更加方便。

3.本发明的水冷管支座和出水管之间安装有轴承,倾动轴转动时,带动水冷管支座转动,通过轴承转动,转动灵活、运行阻力较小,相比较铜套结构使用寿命较长。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对本发明实施例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发明的一些实施例,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为本申请实施例提供的倾动轴的冷却装置的结构示意图;

图2为本申请实施例提供的倾动轴的冷却装置的局部结构示意图一;

图3为本申请实施例提供的倾动轴的冷却装置的局部结构示意图二;

图4是本申请实施例提供的倾动轴的冷却装置的进水出水循环管路。

附图标记:1-箱体;21-第一支撑铜套;22-第二支撑铜套;3-倾动轴;4-水冷管支座;41-支座第一端;42-支座第二端;5-第一螺栓;6-轴承;7-进水管;8-出水管;81-水平出水段;82-倾斜出水段;83-端部出水段;9-压盖;10-第二螺栓;11-安装洞;12-进水口;13-出水口;14-第一温度测量器;15-过滤器;16-冷却器;17-控制器;18-控制阀门;19-流量计;20-第二温度测量器;21-增压泵。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中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发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,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,都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例的描述中,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发明实施例和简化描述,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发明的限制。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。此外,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,可以根据具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

如图1-4所示,本发明实施例提供一种倾动轴的冷却装置,包括箱体1、倾动轴3、水冷管支座4、进水管7和出水管8。

倾动轴3安装于箱体1内,倾动轴3设有安装洞11,水冷管支座4安装在安装洞11的洞口处,水冷管支座4与倾动轴3同时相对箱体1转动。

进水管7从倾动轴3外部穿过水冷管支座4伸入安装洞11的底端;进水管7的口径小于安装洞11的孔径,且进水管7与水冷管支座4之间留有空隙。

出水管8套设在进水管7的外围,一端与水冷管支座4连接,另一端沿着进水管7靠近端部的位置向下弯折并与进水管7相交固定。

通过上述方案,首先倾动轴3可以在箱体1上转动,实现倾动轴3的基本功能,倾动轴3内部设有安装洞11,水流通过进水管7穿入安装洞11的内部,进水管7的口径小于安装洞11的孔径,因此进水管7与安装洞11的内壁可以有回水流过,而且进水管7与水冷管支座4之间留有空隙,回水可以流出,因此循环冷却水通过进水管7后,冷却水经过倾动轴内部,将倾动轴3内部热量带走,然后通过出水管8进入回水系统,通过循环冷却降低倾动轴3的内部温度,可以降低倾动轴3持续受到的高温影响,防止倾动轴3出现变形、与周围连接件间出现卡阻现象。

需要说明的是,上述进水管7应该尽量伸入安装洞11的底端,但同时保证不紧挨安装洞11的洞底,伸入安装洞11的底端保证冷却水可以尽可能贯通倾动轴3,让倾动轴3内部尽可能的从前到后降温,降温冷却均匀;进水管7不紧挨安装洞11的洞底又能保证冷却水从进水管7进入后,然后从进水管7接近安装洞11的洞底处更顺利的流出来,进而从进水管7与安装洞11的内壁之间返回到出水管8;比如进水管7伸入安装洞11的长度可以为安装洞11深度的5/6-6/7。如果进水管7伸入安装洞11的最底端甚至与安装洞11的底端接触,那么出水就会很困难,相应的回水也会受到阻碍,而如果进水管7伸入安装洞11的长度过短,那么对于倾动轴3前端的冷却效果将会降低,所以进水管7伸入安装洞11的长度为安装洞11深度的5/6-6/7是最为合理的既能保证进水回水的顺畅性,又能保证倾动轴3的前端也能够被有效的冷却。

在水流从进水管7与安装洞11的内壁之间流向水冷管支座4时,由于水冷管支座4朝着倾动轴3的一侧设有截面为弧形的弧形槽,水流准备经过水冷管支座4时,因为有了弧形槽的作用,水流更加方便且均匀的顺着弧形槽再流入出水管8与进水管7之间的缝隙中,有了一定的缓冲作用,减少水流对于水冷管支座4的冲击力。

进水管7远离倾动轴3的一端设有进水口12,出水管8在远离倾动轴3的一端与进水管7相交处向下延伸设有出水口13。为了方便进水和回水,实现进水回水回路。

参照图1所示,水冷管支座4包括支座第一端41和支座第二端42;支座第一端41靠近倾动轴3并固定在倾动轴3上;

支座第二端42位于出水口8与倾动轴3之间,并套设在出水管8的外围,支座第二端42是一侧开口的中空结构,支座第一端41设有凸台,安装洞11的进口处设有凹槽,凸台嵌入凹槽内,且支座第一端41通过第一螺栓5固定在倾动轴3上。支座第一端41通过螺栓5安装在倾动轴3上,整体安装在倾动轴3的外部,安装更换方便,结构简单。

支座第二端42在出水管8外围,且出水管8与支座第二端42靠近倾动轴3的一侧连接,支座第二端42与出水管8之间设有轴承6;轴承6外圈与支座第二端42过渡配合,轴承6内圈与出水管8过渡配合。

倾动轴3转动时,带动水冷管支座4转动,通过轴承6转动,转动灵活、运行阻力较小,相比较铜套结构使用寿命较长。

另外,还包括压盖9,压盖9通过第二螺栓10固定在支座第二端42上,并压紧轴承6。防止轴承6轴向移动,此时,水冷管支座4和倾动轴3可以在箱体1上转动,水冷管支座4和出水管8通过轴承6转动,运行阻力较小。

倾动轴3和箱体1之间安装有第一支撑铜套21和第二支撑铜套22;第一支撑铜套21和第二支撑铜套22分别套设在倾动轴3的外围且轴向分布;第一支撑铜套21和第二支撑铜套22均过渡配合于箱体1,第一支撑铜套21和第二支撑铜套22的内圈与倾动轴3间隙配合;箱体1在与第一支撑铜套21和第二支撑铜套22接触的部位,分别设有第一凹槽和第二凹槽,第一支撑铜套21卡入第一凹槽,第二支撑铜套22卡入第二凹槽;第一支撑铜套21和第二支撑铜套22均过渡配合于箱体1,第一支撑铜套21和第二支撑铜套22的内圈与倾动轴3间隙配合。

通过上述方案,倾动轴3可以在箱体1上转动,第一铜套21和第二铜套22的作用是为了减少摩擦同时又要传动力和起到支持固定作用的部件。

本发明还包括一种倾动轴的冷却方法,使用上述的冷却装置,包括:朝着冷却装置的进水口12注入冷却水,使得冷却水从进水管7水平方向流入倾动轴3内的安装洞11的底端;冷却水进入倾动轴3内部,带走倾动轴3内部的热量,回水从进水管7的出口开始流到进水管7与安装洞11内壁之间的空隙中;然后从支座第一端41与进水管7之间的缝隙流出至出水管8内,从出水管8流出到出水口13。

其中,如图3所示,出水管8包括水平出水段81、倾斜出水段82、端部出水段83;水平出水段81在进水管7的外围,倾斜出水段82与水平出水段81连续并且向下倾斜,端部出水段83位于水平出水段81的下方,水流从水平出水段81流到倾斜出水段82,进而流向端部出水段83,再流入回水系统。

其中,倾斜出水段82是由水平出水段81向图1、图2中的右下方弯折倾斜,该段与进水管7焊接为一体,倾斜角度为120°-150°,水流由水平出水段81向下流动时,由于进水管7的阻力,水流流出的速度较慢,或者流出不充分,将出水管8设置成倾斜出水段82的结构,增大水流在即将流出出水管8时的体积,使得水流顺畅,可以减轻水流对于管壁的冲击,消除水流下落时的阻力。

端部出水段83可以是在水平出水段81靠近倾斜出水段82处的底部设置成可安装可拆卸的结构,可拆卸安装的方式可以减少了进水管7与出水管8整体结构的复杂程度,进水管7和出水管8安装起来更方便。

如图4所示,为冷却水进入倾动轴3内的循环过程,冷却水进入进水管7,并从出水管8出来,出水管8的出水口13连接第一温度测量器14,第一温度测量器14连接有过滤器15,过滤器15连接有冷却器16,冷却器16和控制器17连接,同时进水管7的进水口12连接增压泵21,增压泵21连接第二温度测量器20,其中第二温度测量器20连接流量计19,流量计19还连接有控制阀门18,控制阀门18连接控制器17;

其中,第一温度测量器14测量的是出水温度,第二温度测量器20测量的是进口温度,过滤器15除去冷却过程中的杂质,经过过滤器15处理过程的循环水不带杂质,确保进入冷却器16的循环水清洁,使得冷却器10的工作稳定可靠,流量计19测量进水流量。

上述出水温度和进水温度的差值为△t,通过流量计19可以测出进水的流量,通过第一温度测量器14和第二温度测量器20测量出进水和出水的温度差值,其中,进水温度一般为0-20℃,根据冷却的需要设定进水管7和出水管8的温差进水回水温差△t,实际再监测第一温度测量器14和第二温度测量器20测量的温度差值△t1,当△t1>△t,可以通过控制阀门18增加进水管7冷却水的流量,当△t1<△t时,可以减少进水管7冷却水的流量,这样可以满足对倾动轴3有效冷却的同时,还不会浪费水资源,因此,应该对于冷却水的流量进行调整。

另外,如果水的流速及其流量过大,进入冷却管7后冷却的水损失大,冷却效率低,浪费水资源,而且水冷管支座4和进水管7及其出水管8的缝隙小,水流量大,倾动轴3内部的安装洞11的水流压力大,导致水的温度升高,不利于倾动轴3的冷却,而且回水的稳定性差;如果水的压力及其流量太小,不能及时的冷却倾动轴3,因为倾动轴3前端长时间处于高温状态,倾动轴3内部不能达到及时且充分的冷却,那么倾动轴3的温度还是会升高,因此需要合理控制水流的压力和流量,进水压力范围在0.3-1.5Mpa,回水压力范围为0.2-1.2Mpa,进水和回水的流量范围在10-120m³/h,上述水流量及其水的压力范围值,既能提高冷却效果,同时满足回水稳定性好,效果佳。

本说明书中的各个实施方式采用递进的方式描述,各个实施方式之间相同或相似的部分互相参见即可,每个实施方式重点说明的都是与其他实施方式的不同之处。

以上实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对本申请限制;尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域普通技术人员应当理解:其依然可以对前述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申请技术方案的范围。

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