專利名稱：液冷旋轉接頭及采用其的布料器閉式冷卻系統和布料器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及冶金煉鐵高爐布料器，尤其涉及一種適用于高爐煉鐵的布料器冷卻裝置及采用其的布料器閉式冷卻系統和布料器。
技術背景 煉鐵工序是我國鋼鐵工業節能的重要環節，在此工藝中利用高爐布料器從爐頂加入爐料不只是一個簡單的爐料補充工作，如果爐內上升煤氣和下降爐料接觸好，煤氣的化學能和熱能得到充分利用，高爐能得到較好的經濟技術指標，因而在現代生產實踐中對布料器的研究和應用有很多工作需要進行。近代高爐在爐頂一般采用旋轉布料器。目前對于旋轉布料器的冷卻多采用如附圖I所示的開式水冷系統。該系統中，布料器上部旋轉接水槽I位于布料器旋轉體2的上方并隨布料器旋轉體2旋轉，冷卻水從上方進水管到達旋轉接水槽I中并在重力作用下往下流動到達布料器旋轉體2上沿，隨后順著布料器旋轉體2的四周外壁表面繼續向下到達布料器旋轉體2下沿，最后到達設置在布料器旋轉體2下方的布料器下部固定接水槽3中，并通過固定接水槽的排水系統4排出。該系統結構簡單，冷卻效果好，但是由于布料器長時間在高溫狀態下工作，布料器旋轉體2的外壁表面溫度也相當高，使得沿表面往下流動的冷卻水成為霧化的潮濕熱蒸汽并往上升騰彌漫布料器旋轉體2上方和布料器內部，由于在布料器旋轉體2上方的布料器內部布置著驅動裝置、連接裝置、傳動及一些檢測感應裝置，這些裝置長期在熱濕的環境下工作，對裝置本身的使用效果及使用壽命都有不利影響。由于爐頂維修和更換裝置都不能頻繁進行，因而對裝置的穩定性和耐久性都有極大的要求。但是采用上述的開式水冷系統卻與此要求相背離。此外，上述系統中的冷卻水是單向流動方式，大量的冷卻水流出后造成浪費，或者采用系統外另行設置的循環回收系統將冷卻水回收后送回到進水管處繼續使用，這樣就使得結構繁雜系統龐大。此外由于開式循環水冷系統中的水流靠重力驅動下流，在進水管管徑確定后，系統的最大水流量就確定了，流速也不可能很高，一旦爐內出現高溫時，無法通過增加水流量來增強冷卻能力，只能往布料器內通入氮氣來降溫，增加了耗能。
實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是提供一種液冷旋轉接頭，利用該液冷旋轉接頭可以實現冷卻液形成閉式水冷系統對布料器進行冷卻、且結構簡單、易于加工和批量制造。進一步地，本實用新型要解決的技術問題是，提供一種采用該液冷旋轉接頭的旋轉布料器閉式冷卻回路。進一步地，本實用新型要解決的技術問題是，提供一種采用上述液冷旋轉接頭的旋轉布料器。為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案為[0010]一種液冷旋轉接頭，其特征在于主要包括內圈、外圈、密封環、回轉支撐；從內圈上端面往下開設多組縱向平行的內圈供液通道和內圈回液通道，相對應的，從外圈下端面往上開設多組縱向平行的外圈供液通道和外圈回液通道，外圈供液通道、外圈回液通道、內圈供液通道和內圈回液通道均為具有相互連通的縱向端和橫向端的L型通道，外圈供液通道和外圈回液通道的橫向端均位于縱向端上方且橫向往內延伸，內圈供液通道和內圈回液通道的橫向端均位于縱向端下方且橫向往外延伸；內圈的外壁設置橫向往內凹陷且相互平行的周向供液環和周向回液環，周向供液環將內圈供液通道的橫向端和外圈供液通道的橫向端連通，周向回液環將內圈回液通道的橫向端和外圈回液通道的橫向端連通；周向供液環與周向回液環不位于同一縱向高度；內外圈側壁間，在周向供液環的上方、周向回液環的下方以及周向供液環和周向回液環之間各設置一道周向密封圈；內、外圈供液通道及回液通道的縱向端均與外部液冷系統連通；外圈通過上下端設置的回轉支撐與外圈活動連接且 外圈能夠圍繞固定不動的內圈旋轉。按上述技術方案，周向供液環位于周向回液環的上方或下方。按上述技術方案，周向供液環和周向回液環的縱向高度不等且均略高于內、外圈供液通道和回液通道橫向端的縱向高度。按上述技術方案，密封圈均設置于密封槽中，密封槽開設在內圈上或外圈上。按上述技術方案，上下端設置的回轉支撐內圈均與旋轉接頭的內圈固定，上下端設置的回轉支撐外圈均與旋轉接頭的外圈固定。按上述技術方案，供液通道和回液通道在內圈和外圈上均成組均勻間隔設置。按上述技術方案，供液通道和回液通道在內圈和外圈上均成組設置，設置4-10組。按上述技術方案，供液通道和回液通道在內圈和外圈上均成組設置，設置6組。采用上述液冷旋轉接頭的布料器閉式冷卻系統，其特征在于液冷旋轉接頭設置于布料器旋轉體上方，液冷旋轉接頭的內圈與布料器殼體固定連接，液冷旋轉接頭的外圈與布料器旋轉體固定連接并隨著布料器旋轉體繞外圈中心軸線連續旋轉；布料器旋轉體的外壁四周沿縱向均勻設置多組封閉式的旋轉體供液通道和回液通道，各旋轉體供液通道的上端與液冷旋轉接頭的外圈供液通道連通，下端與布料器旋轉體下方外圍設置的封閉式接水裝置連通，各旋轉體回液通道的下端與封閉式接水裝置連通且上端與液冷旋轉接頭的外圈回液通道連通；液冷旋轉接頭的內圈供液通道與上方布料器殼體部分進液管路連通，液冷旋轉接頭的內圈回液通道與上方布料器殼體部分回液管路連通。采用上述液冷旋轉接頭的布料器，所述的布料器為旋轉布料器，其特征在于液冷旋轉接頭設置于布料器旋轉體上方，液冷旋轉接頭的內圈與布料器殼體固定連接，液冷旋轉接頭的外圈與布料器旋轉體固定連接并隨著布料器旋轉體繞外圈中心軸線連續旋轉；布料器旋轉體的外壁四周沿縱向均勻設置多組封閉式的旋轉體供液通道和回液通道，各旋轉體供液通道的上端與液冷旋轉接頭的外圈供液通道連通，下端與布料器旋轉體下方外圍設置的封閉式接水裝置連通，各旋轉體回液通道的下端與封閉式接水裝置連通且上端與液冷旋轉接頭的外圈回液通道連通；液冷旋轉接頭的內圈供液通道與上方布料器殼體部分進液管路連通，液冷旋轉接頭的內圈回液通道與上方布料器殼體部分回液管路連通。本實用新型的有益效果是采用新型的液冷旋轉接頭構成封閉式液冷回路，液體在旋轉接頭內部與布料器旋轉體外壁四周分布的多組封閉式的供液通道和回液通道分別連通，在封閉環境下對布料器進行液體回流冷卻，避免了布料器內部產生水蒸汽，保證了布料器的驅動裝置、連接裝置、傳動裝置及檢測感應裝置的工作穩定性和耐久性。此外，由于采用了閉式水冷回路，在爐內出現高溫異常時，可以方便的通過調節供水水壓力來調節冷卻水的水冷以增強冷卻能力確保設備安全，為高爐穩定生產提供了前提條件。
圖I是現有技術中采用的布料器開式水冷系統結構示意圖。圖2是根據本實用新型實施的特殊液冷旋轉接頭俯視圖。圖3為圖2的A-A剖示圖。圖4為圖2的B-B剖示圖。圖5為圖2的上方位立體圖。圖6為圖2的下方位立體圖。圖7為根據本實用新型實施的布料器閉式冷卻系統及布料器的液冷原理圖。圖8為根據本實用新型實施的布料器閉式冷卻系統及布料器的結構示意圖(液冷旋轉接頭部分為圖2中的A-B剖示)。圖9為根據本實用新型實施的布料器閉式冷卻系統及布料器的結構示意圖(液冷旋轉接頭部分為圖2中的C-B剖示)。圖2-9中周向供液環1，周向回液環2,內圈3,外圈4,上端回轉支撐5,下端回轉支撐6，供液通道7，回液通道8，布料器旋轉體9，密封圈10。
具體實施方式
以下結合附圖2-9和實施例對本實用新型作進一步說明，但不限定本實用新型。圖2-6為根據本實用新型實施的封閉式液冷旋轉接頭，主要包括內圈3、外圈4、密封環10、上下端回轉支撐5和6 ;從內圈3上端面往下開設多組縱向平行的內圈供液通道7和內圈回液通道8，相對應的，從外圈4下端面往上開設多組縱向平行的外圈供液通道7和外圈回液通道8，外圈供液通道、外圈回液通道、內圈供液通道和內圈回液通道均為具有相互連通的縱向端和橫向端的L型通道，外圈供液通道7和外圈回液通道8的橫向端均位于縱向端上方且橫向往內延伸，內圈供液通道7和內圈回液通道8的橫向端均位于縱向端下方且橫向往外延伸；內圈3的外壁設置橫向往內凹陷且相互平行的周向供液環I和周向回液環2，周向供液環I將內圈供液通道7的橫向端和外圈供液通道7的橫向端連通，周向回液環2將內圈回液通道8的橫向端和外圈回液通道8的橫向端連通；周向供液環I位于周向回液環2上方；內、外圈3和4的側壁間，在周向供液環I的上方、周向回液環2的下方以及周向供液環I和周向回液環2之間各設置一道周向密封圈10 ;內、外圈供液通道7及回液通道8的縱向端均與外部液冷系統連通；內圈3固定不動，外圈4通過上下端設置的回轉支撐5和6與外圈4活動連接且外圈4能夠圍繞內圈3旋轉。按上述技術方案，周向供液環I和周向回液環2的縱向高度相等且均略高于內、夕卜圈供液通道7和回液通道8橫向端的縱向高度。按上述技術方案，密封圈10均設置于密封槽中，密封槽開設在內圈3 (未圖示)上或外圈10上。按上述技術方案，上下端設置的回轉支撐5和6的內圈均與旋轉接頭的內圈3固定，上下端設置的回轉支撐5好6的外圈均與旋轉接頭的外圈4固定。按上述技術方案，供液通道7和回液通道8在內圈3和外圈4上均成組均勻間隔設置。按上述技術方案，供液通道7和回液通道8在內圈和外圈上均成組設置，設置4-10組(圖2示意的是4組)。優選的，供液通道和回液通道在內圈和外圈上均成組設置，設置5或6或7或8組，均根據熱平衡計算決定。根據冷卻需要，為了保證布料器旋轉體9各側冷卻均衡、并加快冷卻速度，個供液通道或回液通道的通經可以根據需要確定；還可以在內外圈上設置多股供液通道同時供液或設置多股回流通道同時回液，相應的需要增加周向供液環或周向回液環以及密封圈的數量；根據通道數目所作的等效變化和改良仍屬本實用新型的保護范圍。圖7-9采用上述液冷旋轉接頭的布料器閉式冷卻系統示意圖，液冷旋轉接頭設置于布料器旋轉體9上方，液冷旋轉接頭的內圈3與布料器殼體固定連接，液冷旋轉接頭的外圈4與布料器旋轉體固定連接并隨著布料器旋轉體9繞外圈中心軸線連續旋轉；布料器旋轉體9的外壁四周沿縱向均勻設置多組封閉式的旋轉體供液通道和回液通道，各旋轉體供液通道的上端與液冷旋轉接頭的外圈供液通道7連通，下端與布料器旋轉體下方外圍設置的封閉式接水裝置連通，各旋轉體回液通道的下端與封閉式接水裝置連通且上端與液冷旋轉接頭的外圈回液通道8連通；液冷旋轉接頭的內圈供液通道與上方布料器殼體部分進液管路連通，液冷旋轉接頭的內圈回液通道與上方布料器殼體部分回液管路連通。圖8和9為采用上述液冷旋轉接頭及布料器閉式冷卻系統的布料器，其特征在于液冷旋轉接頭設置于布料器旋轉體上方，液冷旋轉接頭的內圈與布料器殼體固定連接，液冷旋轉接頭的外圈與布料器旋轉體固定連接并隨著布料器旋轉體繞外圈中心軸線連續旋轉；布料器旋轉體的外壁四周沿縱向均勻設置多組封閉式的供液通道和回液通道，各供液通道的上端與液冷旋轉接頭的外圈供液通道連通，下端與布料器旋轉體下方外圍設置的封閉式接水裝置連通，各回液通道的下端與封閉式接水裝置連通且上端與液冷旋轉接頭的外圈回液通道連通；液冷旋轉接頭的內圈供液通道與上方布料器殼體部分進液管路連通，液冷旋轉接頭的內圈回液通道與上方布料器殼體部分回液管路連通。上述所用冷卻液一般為水，當然也可以采用其它冷卻介質。由于采用了新型的液冷旋轉接頭構成封閉式液冷回路，液體在旋轉接頭內部與布料器旋轉體外壁四周分布的多組封閉式的供液通道和回液通道分別連通，在封閉環境下對布料器進行液體回流冷卻，避免了布料器內部產生水蒸汽，保證了布料器的驅動裝置、連接裝置、傳動裝置及檢測感應裝置的工作穩定性和耐久性。此外，由于采用了閉式水冷回路，在爐內出現高溫異常時，可以方便的通過調節供水水壓力來調節冷卻水的水冷以增強冷卻能力確保設備安全，為高爐穩定生產提供了前提條件。以上所揭露的僅為本實用新型的較佳實施例而已，當然不能以此來限定本實用新型之權利范圍，因此依本實用新型申請專利范圍所作的等效變化，如對工藝參數或裝置做出的變動和改良仍屬本實用新型的保護范圍。
權利要求1.一種液冷旋轉接頭，其特征在于主要包括內圈、外圈、密封環、回轉支撐；從內圈上 端面往下開設多組縱向平行的內圈供液通道和內圈回液通道，相對應的，從外圈下端面往上開設多組縱向平行的外圈供液通道和外圈回液通道，外圈供液通道、外圈回液通道、內圈供液通道和內圈回液通道均為具有相互連通的縱向端和橫向端的L型通道，外圈供液通道和外圈回液通道的橫向端均位于縱向端上方且橫向往內延伸，內圈供液通道和內圈回液通道的橫向端均位于縱向端下方且橫向往外延伸；內圈的外壁設置橫向往內凹陷且相互平行的周向供液環和周向回液環，周向供液環將內圈供液通道的橫向端和外圈供液通道的橫向端連通，周向回液環將內圈回液通道的橫向端和外圈回液通道的橫向端連通；周向供液環位于周向回液環上方；內外圈側壁間，在周向供液環的上方、周向回液環的下方以及周向供液環和周向回液環之間各設置一道周向密封圈；內、外圈供液通道及回液通道的縱向端均與外部液冷系統連通；外圈通過上下端設置的回轉支撐與外圈活動連接且外圈能夠圍繞固定不動的內圈旋轉。
2.根據權利要求I所述的液冷旋轉接頭，其特征在于周向供液環和周向回液環的縱向高度相等且均略高于內、外圈供液通道和回液通道橫向端的縱向高度。
3.根據權利要求I或2所述的液冷旋轉接頭，其特征在于密封圈均設置于密封槽中，密封槽開設在內圈上或外圈上。
4.根據權利要求3所述的液冷旋轉接頭，其特征在于上下端設置的回轉支撐內圈均與旋轉接頭的內圈固定，上下端設置的回轉支撐外圈均與旋轉接頭的外圈固定。
5.根據權利要求I或2或4所述的液冷旋轉接頭，其特征在于供液通道和回液通道在內圈和外圈上均成組均勻間隔設置。
6.根據權利要求5所述的液冷旋轉接頭，其特征在于供液通道和回液通道在內圈和外圈上均成組設置，設置4-10組。
7.根據權利要求6所述的液冷旋轉接頭，其特征在于供液通道和回液通道在內圈和外圈上均成組設置，設置6組。
8.采用權利要求1-7之一所述液冷旋轉接頭的布料器閉式冷卻系統，其特征在于液冷旋轉接頭設置于布料器旋轉體上方，液冷旋轉接頭的內圈與布料器殼體固定連接，液冷旋轉接頭的外圈與布料器旋轉體固定連接并隨著布料器旋轉體繞外圈中心軸線連續旋轉；布料器旋轉體的外壁四周沿縱向均勻設置多組封閉式的旋轉體供液通道和回液通道，各旋轉體供液通道的上端與液冷旋轉接頭的外圈供液通道連通，下端與布料器旋轉體下方外圍設置的封閉式接水裝置連通，各旋轉體回液通道的下端與封閉式接水裝置連通且上端與液冷旋轉接頭的外圈回液通道連通；液冷旋轉接頭的內圈供液通道與上方布料器殼體部分進液管路連通，液冷旋轉接頭的內圈回液通道與上方布料器殼體部分回液管路連通。
9.采用權利要求1-7之一所述液冷旋轉接頭的布料器，所述的布料器為旋轉布料器，其特征在于液冷旋轉接頭設置于布料器旋轉體上方，液冷旋轉接頭的內圈與布料器殼體固定連接，液冷旋轉接頭的外圈與布料器旋轉體固定連接并隨著布料器旋轉體繞外圈中心軸線連續旋轉；布料器旋轉體的外壁四周沿縱向均勻設置多組封閉式的旋轉體供液通道和回液通道，各旋轉體供液通道的上端與液冷旋轉接頭的外圈供液通道連通，下端與布料器旋轉體下方外圍設置的封閉式接水裝置連通，各旋轉體回液通道的下端與封閉式接水裝置連通且上端與液冷旋轉接頭的外圈回液通道連通；液冷旋轉接頭的內圈供液通道與上方布料器殼體部分進液管路連通，液冷旋轉接頭的內圈回液通道與上方布料器殼體部分回液管 路連通。
專利摘要本實用新型涉及一種液冷旋轉接頭及采用其的布料器閉式冷卻系統和布料器，液冷旋轉接頭的內圈開設多組縱向平行的內圈供液通道和內圈回液通道，外圈開設多組縱向平行的外圈供液通道和外圈回液通道，內圈的外壁設置橫向周向供液環和周向回液環，周向供液環將內圈供液通道的橫向端和外圈供液通道的橫向端連通，周向回液環將內圈回液通道的橫向端和外圈回液通道的橫向端連通；內外圈側壁間，在周向供液環的上方、周向回液環的下方以及周向供液環和周向回液環之間各設置一道周向密封圈；內圈固定不動，外圈繞內圈旋轉。避免布料器內部產生水蒸汽，保證布料器的驅動裝置、連接裝置、傳動裝置及檢測感應裝置的工作穩定性和耐久性。
文檔編號C21B7/00GK202786282SQ20122017016
公開日2013年3月13日 申請日期2012年4月20日 優先權日2012年4月20日
發明者劉斌奇, 胡雪萍, 夏志煌, 張文鳳, 王文聰, 程文芳 申請人:中冶南方工程技術有限公司