一种高炉炉顶雾化打水冷却装置的制作方法

本发明涉及高炉煤气除尘的技术领域，特别是涉及一种高炉炉顶雾化打水冷却装置。

背景技术：

目前，中小高炉的煤气除尘普遍采用干式除尘法。高炉生产过程中，高炉煤气温度会随着高炉炉况的波动而发生较大的变化。当炉况失常导致高炉煤气温度急剧升高时，高温煤气将会烧坏布袋除尘器的布袋，进而使除尘系统受到破坏，致使煤气的各个环节都受到严重影响。

为了防止烧坏布袋，国内目前普遍采用喷水或喷雾冷却，而喷雾冷却是较喷水冷却效率更高、效果更好、更节能的冷却方法。

目前采用的喷雾技术主要有：

(1)固定式气雾喷枪，依靠氮气进行水的雾化和喷嘴的吹扫，该系统的核心部件为水-氮气两相流的固定式气雾喷枪，用氮气对水进行冲击雾化，雾化效果好。

(2)组合型高压回流雾化喷枪，在《炼铁》no:1989,3p22～25中有介绍，外环给水，内环回流，最外层有一保护套管，喷嘴分别与给水、回水管路连接，工作时，一部分水在雾化室雾化由喷头喷出，形成雾状颗粒流股，另一部分水从喷头内由回流孔回流，汇集到喷嘴内环回流管，一同留到水池，非工作状态时，用氮气进行吹扫。

(3)使用射流收缩、扩张喷嘴，用氮气进行吹扫，该结构在《炼钢》no：2003.5p88～89中有介绍。

目前喷雾冷却的最大难题就是喷嘴易堵，导致喷雾冷却系统工作不稳定，同时对氮气的消耗严重，氮气使用成本高。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供一种喷淋喷嘴可自动伸出或收回的高炉炉顶雾化打水冷却装置，采用水雾化对高炉进行除尘、降温，不使用氮气。节约成本，结构简单，可靠，使用寿命长，采用水压伸出，弹簧收回，无需外置装置，不会堵塞喷嘴，使整个除尘系统更稳定、高效。

为实现上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：

一种高炉炉顶雾化打水冷却装置，包括进水口法兰、后端盖、缸体、固定法兰和曲柄封盖机构，所述后端盖一端与进水口法兰连接，另一端与缸体连接，所述缸体内部设置有活塞杆，活塞杆偏向后端盖的一端连接有活塞，活塞杆与活塞连接处及活塞外侧套设有密封件，活塞上设置有若干径向孔，活塞杆内部和活塞内部贯通设置有进水管，所述密封件上留有和所述若干径向孔相通的进水口，若干径向孔将水流汇入进水管；活塞杆偏向后端盖的一端连接有喷嘴；活塞杆外侧套设有弹簧，弹簧偏向所述后端盖的一端与限位环连接，所述限位环与所述缸体固定连接；弹簧偏离所述后端盖的一端与导向环连接，所述导向环与所述活塞杆的外侧固定连接；所述缸体外侧安装有固定法兰，其偏离后端盖的一端设置曲柄封盖机构。

一种可能的技术方案中，所述密封件偏向后端盖的一端设置有泄压口。

一种可能的技术方案中，所述密封件外侧设置有第一密封圈、第二密封圈、第三密封圈、第四密封圈。

一种可能的技术方案中，所述曲柄封盖机构包括封盖，所述封盖的边缘通过销轴与所述缸体的外侧连接，其底端通过销轴与铰链的一端连接，所述铰链的另一端通过销轴与所述缸体的内侧壁靠近所述销轴的上端连接。

与现有技术相比本发明的有益效果为：

1、活塞相连的活塞杆与喷嘴在水压的推动下向前移动，曲柄封盖机构自动打开，喷嘴伸出缸体外开始喷淋吹扫，吹扫结束后曲柄封盖机构在弹力作用下封死缸体，喷淋喷嘴可自动伸出或收回，不会堵塞喷嘴，使整个除尘系统更稳定，高效，节约了维护成本。

2、采用水雾化对高炉进行除尘、降温，不使用氮气。节约成本。

3、结构简单，可靠，使用寿命长，采用水压伸出，弹簧收回，无需外置装置，成本低。

4、安装简单，方便。喷枪为整体式，采用螺栓使固定法兰与高炉连接，喷枪进水口法兰与管路连接，简单易拆装，维修方便。

5、适用面广，试用于高温，高粉尘的环境，适合不同种类喷嘴。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是曲柄封盖机构的结构示意图。

附图标记：1-进水口法兰；2-后端盖；3-活塞；4-活塞杆；5-缸体；6-限位环；7-弹簧；8-导向环；9-固定法兰；10-喷嘴；11-曲柄封盖机构；1101-第一销轴；1102-封盖；1103-第二销轴；1104-铰链；1105-第三销轴；12-进水管；13-密封件；14-第一密封圈；15-第二密封圈；16-泄压口；17-第三密封圈；18-第四密封圈。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“径向”、“上”、“下”、“后”、“底”、“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。在本发明的描述中，除非另有说明，“若干”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“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；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。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中的具体含义。

如图1所示，本发明的高炉炉顶雾化打水冷却装置，包括进水口法兰1、后端盖2、缸体5、固定法兰9和曲柄封盖机构11，后端盖2右端与进水口法兰1连接，左端与缸体5的右端连接，缸体5内部设置有活塞杆4，活塞杆4右端连接有活塞3，活塞杆4与活塞3连接处及活塞3外侧套设有密封件13，活塞3上设置有若干径向孔，活塞杆4内部和活塞3内部贯通设置有进水管12，密封件13上留有和若干径向孔相通的进水口，若干径向孔将水流汇入进水管12；活塞杆4左端连接有喷嘴10；活塞杆4外侧套设有弹簧7，弹簧7右端与限位环6连接，限位环6与缸体5固定连接；弹簧7左端与导向环8连接，导向环8与活塞杆4的外侧固定连接；缸体5外侧安装有固定法兰9，缸体5左端设置曲柄封盖机构11；进水口法兰1与进水接口相连，水压推动活塞3，与活塞3相连的活塞杆4、密封件13及喷嘴10在水压的推动下向左移动，曲柄封盖机构11自动打开，喷嘴10伸出缸体5外开始喷淋吹扫，吹扫结束后水压停止，活塞3的推动力消失，活塞杆4与活塞3在弹簧7的弹力作用下，使喷嘴10缩回缸体5内，曲柄封盖机构11在弹力作用下封死缸体5端口，使喷嘴10与粉尘环境隔绝，防止喷嘴10被粉尘堵塞。

本实施例中，密封件13右端设置有泄压口16；当活塞杆4与活塞3在弹簧7的弹力作用下，向右端归位过程中，密封件13右侧空腔内残留的水液被挤入泄压口16，减小活塞杆4归位时残留水液的压力，有利于吹扫结束的喷嘴10顺利缩回缸体5内；密封件13外侧自右向左设置有第一密封圈14、第二密封圈15、第三密封圈17、第四密封圈18。

本实施例中，如图2所示，曲柄封盖机构11包括封盖1102，封盖1102的边缘通过第一销轴1101与缸体5的外侧连接，其底端通过第二销轴1103与铰链1104的一端连接，铰链1104的另一端通过第三销轴1105与缸体5的内侧壁靠近第一销轴1101的上端连接。

本发明实施例的高炉炉顶雾化打水冷却装置的工作过程为：采用螺栓使固定法兰与高炉连接，喷枪进水口法兰1与进水接口相连，水压推动活塞3，与活塞3相连的活塞杆4、密封件13及喷嘴10在水压的推动下向左移动，由于第一密封圈14、第二密封圈15、第三密封圈17、第四密封圈18的密封作用，水压使水流通过进水口经若干径向孔将水流汇入进水管12，活塞杆4带动导向环8向左移动，弹簧7拉长，曲柄封盖机构11自动打开，喷嘴10伸出缸体5外开始喷淋吹扫，吹扫结束后水压停止，活塞3的推动力消失，活塞杆4与活塞3在弹簧7的弹力作用下，使喷嘴10缩回缸体5内，曲柄封盖机构11在铰链1104的弹力作用下封死缸体5端口，使喷嘴10与粉尘环境隔绝，防止喷嘴10被粉尘堵塞。

本装置系统设置有远程和就地控制，选择就地控制模式时，相关的参数设置和操作控制在触摸屏上完成，选择远程控制模式时，相关的设置和控制操作在中控室上位机上完成。

本装置系统设置有自动控制和手动控制方式，并均可在触摸屏和上位机上进行选择。选择手动控制方式时，由操作人员手动启动水泵，手动开启所有的控制阀门，人工控制喷枪的开启数量，调整喷雾量控制煤气的温度。选择自动控制时，由操作人员根据高炉的降温特点，设置系统的启喷温度(可设定)和停喷温度(可设定)，吹扫周期(可设定)和吹扫时间(可设定)，系统在煤气温度达到设定的启喷温度后，自动启动系统，按主程序的控制要求自动对煤气进行降温控制，低于设定的停喷温度时，系统自动停止，并处于备用状态。在自动状态下，操作人员可进行人工干预，强制开、停本装置，人工控制煤气的降温。

本装置可采用独立的控制系统，带有hmi操作界面，控制的核心是plc控制器。控制器实时接收炉内温度，通过温度比较，调整本装置的开合，以此来调节打水水量，从而控制炉内温度稳定在理想温度范围内。hmi不但可以对系统参数进行设置，还可以显示相关的参数，包括水的压力、流量、炉内温度、喷枪开启数量、相关参数的历史记录、故障报警等。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。