专利名称：高压水自动清洗装置的设计方法
技术领域：
本发明属于钢液炉外精炼技术领域，特别是一种针对水蒸汽喷射泵泵体内壁积灰 进行清洗的高压水自动清洗装置的设计方法。
背景技术：
水蒸汽喷射泵是RH (1959年西德鲁尔钢公司(Ruhrstahl)和海罗尔斯公司 (Heraeus)共同开发了钢水真空循环脱气工艺，取其公司的第一个字母将这种工艺称为 RH0 )，VD (Vacuum decarburization), VOD (Vacuum Oxygen decarburization)等各禾中真 空精炼的关键设备，它的作用是将处理的钢液环境抽成高真空状态，可以达到67 左右， 生产高质量的钢材；所有钢液处理时产生的废气必须通过真空泵的泵体形成的通道抽走， 废气中含有的各种杂质(加料，吹氧，加铝时产生的烟尘)，高速流过壳体时会粘接在其内壁 上，日积月累会越结越厚；当积灰太厚时，势必影响真空泵的性能。在现有技术下，一般采 用人工清洗的方式开启高压水泵，产生20MI^左右的高压水，将高压水通过软管连接至喷 枪；同时打开真空泵的入孔，由人工手动将高压水喷枪伸入泵体内，打开喷枪，高压水流冲 击在泵体壁上，将粘接在其上的积灰清洗干净。人工清洗的弊端是由于正常生产时钢水处理的节奏很快，每炉钢的处理间隙很 短，无法在每次处理结束后进行泵体的清洗，只能在检修时进行清洗；同时每次清洗时，必 须打开真空泵的入孔，操作人员必须将喷枪伸入泵体内才可清洗，耗时费力，而且清洗时难 免有的地方清洗不到；同时由于喷枪喷出的是20MPa左右的高压水，如果操作不慎，会对操 作人员产生不利于安全的因素。
发明内容
本发明的目的是提供一种高压水自动清洗装置的设计方法，它设计的高压水自 动清洗装置可以在钢液真空处理的间隙中对水蒸汽喷射泵泵体内壁积灰进行自动清洗。本发明技术方案是涉及一种高压水自动清洗装置的设计方法，其特征是它设 计的高压水自动清洗装置通过调整连杆的往复移动来控制高压喷嘴喷射角度，即与泵体转 动连接的液压缸通过电磁阀控制其双向伸缩，液压缸驱动摆臂三、转轴、摆臂一、摆臂二，最 终驱动并控制调整连杆的往复移动，高压喷嘴喷射角度随之改变；而且高压喷嘴的喷射角 度的变化速度可以通过控制液压缸的进油速度来调节，并根据泵体直径不同及高压喷嘴的 分布不同，选择最合理的进油速度，获取最佳的清洗效果。依据设计方法设计的高压水自动清洗装置，它包括液压缸底座、液压缸、高压水管 道、管道固定架、软管组、调整连杆、高压喷嘴固定架、高压喷嘴、轴承、摆臂、转轴、液压缸支 架，其特征是高压水泵连接与压力变送器的压力输入端连接，并通过电磁阀与连接软管及 高压水管道连接，高压水管道通过管道固定架固定在泵体，高压水管道通过软管组与高压 喷嘴连接，高压喷嘴与调整连杆的一端转动连接，高压喷嘴通过高压喷嘴固定架与泵体固 定连接，调整连杆通过摆臂一、摆臂二与转轴连接，转轴由轴承一、轴承二支承于泵体上，转轴的一端通过平键与摆臂三连接，摆臂三与液压缸活塞杆转动连接；液压缸通过液压缸底 座和液压缸支架被固定在泵体的外壁上；高压水泵经电磁阀控制通过高压软管将高压水从 高压喷嘴射出。本发明的有益效果是在钢水炉外精炼过程中，利用每炉钢液处理的间隙，采用高 压水自动清洗装置由主控室控制对泵体内壁积灰进行自动清洗，免去手动操作，排除了因 为泵体结渣积灰而出现无法进行真空冶炼的情况，同时采用液压缸驱动调整高压喷嘴的角 度可全面的清洗泵体的内壁，清洗的频率和全面性极大优于手动操作，使真空泵的泵体长 期保持不结灰的状态，使精炼的节奏更为快捷，大大提高了生产率，在产生良好的经济效益 的同时也保障了操作人员的安全。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。图1是本发明实施例在水蒸汽喷射泵体上的布置图； 图2是本发明实施例的结构示意图3是本发明实施例的剖面图； 图4是本发明实施例的工作原理图。图5是本发明实施例应用于三个泵体清洗的工作原理图
图中1、泵体；2、高压水自动清洗装置；3、连接软管；4、电磁阀一 ；5、高压水泵；6、液 压缸底座；7、液压缸；8、高压水管道；9、管道固定架；10、软管组；11、调整连杆；12、高压喷 嘴固定架；13、高压喷嘴；14、轴承一 ；15、摆臂一 ；16、转轴；17 ；摆臂二 ；18、轴承二 ；19、摆 臂三；20、液压缸支架；21、压力变送器；22、电磁阀二。
具体实施例方式实施例中，这种高压水自动清洗装置，它包括液压缸底座6、液压缸7、高压水管道 8、管道固定架9、软管组10、调整连杆11、高压喷嘴固定架12、高压喷嘴13、轴承一 14、摆臂 一 15、转轴16 ；摆臂二 17、轴承二 18、摆臂三19、液压缸支架20 ；其特征是高压水泵5连接 与压力变送器21的压力输入端连接，并通过电磁阀4与连接软管3及高压水管道8连接， 高压水管道8通过管道固定架9固定在泵体1，高压水管道8通过软管组10与高压喷嘴13 连接，高压喷嘴13与调整连杆11的一端转动连接，高压喷嘴13通过高压喷嘴固定架12与 泵体1固定连接，调整连杆11通过摆臂一 15、摆臂二 17与转轴16连接，转轴16由轴承一 14、轴承二 18支承于泵体1上，转轴16的一端通过平键与摆臂三19连接，摆臂三19与液 压缸7活塞杆转动连接；液压缸7通过液压缸底座6和液压缸支架20被固定在泵体1的外 壁上；高压水泵5经电磁阀4控制通过高压软管3将高压水从高压喷嘴13射出。如图1所示，高压水泵5的出水口与电磁阀站4连接，高压水泵5通过软管3与高 压水自动清洗装置2相连接，高压水自动清洗装置2固定在泵体1上；高压水自动清洗装置 2通过高压喷嘴13将高压水喷出，冲洗泵体1的内壁，将结渣积灰清洗干净。如图2所示，高压喷嘴13与调整连杆11的一端转动连接，并通过高压喷嘴固定架 12与泵体1固定连接；调整连杆11通过摆臂一 15、摆臂二 17通过平键与转轴16连接，转 轴16由轴承一 14、轴承二 18支承于泵体1上，转轴16的一端通过平键与摆臂三19连接，最终与液压缸7转动连接。如图3所示，所述的高压水自动清洗装置的高压喷嘴固定架12为圆形，高压喷嘴 固定架12外壁通过6个调整连杆11分布有6个高压喷嘴13，这6个高压喷嘴13在高压喷 嘴固定架12外圆周按六等分均勻分布，高压喷嘴13和调整连杆11的数量可以根据泵体1 直径的变化而增加或减少。如图4所示，所述的高压水自动清洗装置2经高压水泵5与压力变送器21的压力 输入端连接，压力变送器21与主控室电信号连接。所述的高压水自动清洗装置可以通过调整连杆11的往复移动来控制高压喷嘴13 的喷射角度，即与泵体ι转动连接的液压缸7通过电磁阀22控制其双向伸缩，液压缸7驱 动摆臂三19、转轴16、摆臂一 15、摆臂二 17，最终驱动并控制调整连杆11的往复移动，高压 喷嘴13的喷射角度随之改变，以达到清洗泵体1内壁的所有积灰。所述的高压水自动清洗装置中高压喷嘴13的数量可以根据泵体1直径的变化增 加或减少，高压喷嘴13的喷射角度的变化速度可以通过控制液压缸7的进油速度来调节， 可根据泵体1直径不同及高压喷嘴13的分布不同，选择最合理的进油速度，获取最佳的清 洗效果。所述的高压水自动清洗装置，它可以应用于多个需要清洗的泵体，通过电磁阀4 控制高压水管道的连通与断开，就可以依次清洗不同的泵体，无需增加高压水泵的功率和 供水量，图5是应用于三个泵体清洗的原理图，采用依次连通电磁阀4，而且在同一时间内 只连通一个电磁阀4，其余两个电磁阀4处于关断状态，可以依次连续清洗不同的泵体。这种高压水自动清洗装置，它通过调整连杆11的往复移动来控制高压水自动清 洗装置的高压喷嘴13喷射角度，即与泵体1转动连接的液压缸7通过电磁阀22控制其双向 伸缩，液压缸7驱动摆臂三19、转轴16、摆臂一 15、摆臂二 17，最终驱动并控制调整连杆11 的往复移动，高压喷嘴13喷射角度随之改变。而高压喷嘴13的喷射角度的变化速度可以 通过控制液压缸7的进油速度来调节，并根据泵体1直径不同及高压喷嘴13的分布不同， 选择最合理的进油速度，获取最佳的清洗效果。本发明工作原理和工作过程所述的高压水自动清洗装置，它包括液压缸底座6、 液压缸7、高压水管道8、管道固定架9、软管组10、调整连杆11、高压喷嘴固定架12、高压喷 嘴13、轴承一 14、摆臂一 15、转轴16 ；摆臂二 17、轴承二 18、摆臂三19、液压缸支架20 ；高压 水管道8通过管道固定架9固定于泵体1，高压水管道8连接软管组10和高压喷嘴13，高 压喷嘴13与调整连杆11的一端转动连接，并通过高压喷嘴固定架12与泵体1固定连接； 调整连杆11通过摆臂一 15、摆臂二 17通过平键与转轴16连接，转轴16由轴承一 14、轴承 二 18支承于泵体1上，转轴16的一端通过平键与摆臂三19连接，最终与液压缸7转动连 接，液压缸7通过液压缸支架20固定于泵体1的外壁上；液压缸7的活塞杆在液压油的作 用下，可以伸出或缩回，带动摆臂三19绕转轴16往复摆动，由于其与转轴16通过平键固定 连接，同时摆臂一 15与摆臂二 17同样通平键与转轴16固定连接，所以液压缸7最终带动摆 臂一 15与摆臂二 17往复摆动，摆臂一 15与摆臂二 17摆动时带动调整连杆11沿泵体1的 内腔中的钢管上下滑动，最终带动高压喷嘴13绕与高压喷嘴固定架12的铰接点旋转，改变 高压喷嘴的喷射角度，从而达到清洗泵体1内臂的不同位置。图3中高压喷嘴13的数量为 6个，均勻分布于高压喷嘴支架12上，由于各高压喷嘴13均连接在相同的调整连杆11上，可以同步调节高压喷嘴13的喷射角度；同时由于清洗的泵体1的直径不同，高压喷嘴13可 以根据泵体1直径的变化而增加或减少。 当钢液精炼处理结束后，开启高压水泵5，高压水通过电磁阀站4、软管3，高压水 管道8，进入连接每个高压喷嘴13的软管组10，最终从高压喷嘴13喷向泵体的内壁，清洗 粘接在内壁的积灰；清洗开始后，液压缸7开始工作，调整连杆11的一端沿泵体1中心处的 钢管外壁可以往复滑动，另一端与高压喷嘴13固定连接，同时与高压喷嘴固定架12转动连 接，高压喷嘴13通过液压缸7驱动摆臂三19，经转轴16带动摆臂一 15、摆臂二 17最终带 动调整连杆11的一端在与泵体固定的钢管上往复滑动，改变高压喷嘴13的喷射角度，使得 喷出的高压水清洗泵体1的各个地方，同时也可以用调节液压缸7进油量的大小获得高压 喷嘴13的合理的转动速度，使高压水能够清洗掉所有的积灰。本发明设计的高压水自动清 洗装置，它可以应用于多个需要清洗的泵体，通过电磁阀4控制高压水管道的连通与断开， 可以依次清洗不同的泵体，无需增加高压水泵的功率和供水量。
权利要求
1.高压水自动清洗装置的设计方法，它设计的高压水自动清洗装置通过调整连杆(11)的往复移动来控制高压喷嘴(13)喷射角度，即与泵体(1)转动连接的液压缸(7)通过 电磁阀(22)控制其双向伸缩，液压缸(7)驱动摆臂三(19)、转轴(16)、摆臂一(15)、摆臂二 (17)，最终驱动并控制调整连杆(11)的往复移动，高压喷嘴(13)喷射角度随之改变；而且 高压喷嘴(13)的喷射角度的变化速度可以通过控制液压缸(7)的进油速度来调节，并根据 泵体(1)直径不同及高压喷嘴(13)的分布不同，选择最合理的进油速度，获取最佳的清洗 效果。
2.根据这种设计方法设计的高压水自动清洗装置，它包括液压缸底座(6)、液压缸 (7)、高压水管道(8)、管道固定架(9)、软管组(10)、调整连杆(11)、高压喷嘴固定架(12)、 高压喷嘴(13)、轴承、摆臂、转轴、液压缸支架(20)，其特征是高压水泵(5)连接与压力变 送器(21)的压力输入端连接，并通过电磁阀(4)与连接软管(3)及高压水管道(8)连接，高 压水管道(8)通过管道固定架(9)固定在泵体(1)，高压水管道(8)通过软管组(10)与高压 喷嘴(13)连接，高压喷嘴(13)与调整连杆(11)的一端转动连接，高压喷嘴(13)通过高压 喷嘴固定架(12)与泵体(1)固定连接，调整连杆(11)通过摆臂一(15)、摆臂二(17)与转轴 (16)连接，转轴(16)由轴承一(14)、轴承二( 18)支承于泵体(1)上，转轴(16)的一端通过 平键与摆臂三(19)连接，摆臂三(19)与液压缸(7)活塞杆转动连接；液压缸(7)通过液压 缸底座(6 )和液压缸支架(20 )被固定在泵体(1)的外壁上；高压水泵(5 )经电磁阀(4)控 制通过高压软管(3)将高压水从高压喷嘴(13)射出。
3.根据权利要求2所述的高压水自动清洗装置，其特征是所述的高压喷嘴固定架(12)为圆形，高压喷嘴固定架(12)外壁通过6个调整连杆(11)连接有6个高压喷嘴(13)， 这6个高压喷嘴(13)在高压喷嘴固定架(12)外圆周按六等分均勻分布，高压喷嘴(13)和 调整连杆(11)的数量可以根据泵体(1)直径的变化而增加或减少。
4.根据权利要求2所述的高压水自动清洗装置，其特征是所述的高压水泵(5)与压力 变送器(21)的压力输入端连接，压力变送器(21)与主控室电信号连接。
全文摘要
本发明属于钢液炉外精炼技术领域，特别是一种针对水蒸汽喷射泵泵体内壁积灰进行清洗的高压水自动清洗装置的设计方法，其特征是它设计的高压水自动清洗装置通过调整连杆的往复移动来控制高压喷嘴喷射角度，即与泵体转动连接的液压缸通过电磁阀控制其双向伸缩，液压缸驱动摆臂三、转轴、摆臂一、摆臂二，最终驱动并控制调整连杆的往复移动，高压喷嘴喷射角度随之改变;而且高压喷嘴的喷射角度的变化速度可以通过控制液压缸的进油速度来调节，并根据泵体直径不同及高压喷嘴的分布不同，选择最合理的进油速度，获取最佳的清洗效果。它设计的高压水自动清洗装置可以在钢液真空处理的间隙中对水蒸汽喷射泵泵体内壁积灰进行自动清洗。
文档编号C21C7/10GK102094109SQ201010583159
公开日2011年6月15日 申请日期2010年12月12日 优先权日2010年12月12日
发明者任彤, 傅登峰, 吴建龙, 张明, 张钰, 方杞清, 曹海玲, 陈亚文 申请人:中国重型机械研究院有限公司