专利名称：液冷旋转接头及采用其的布料器闭式冷却系统和布料器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及冶金炼铁高炉布料器，尤其涉及一种适用于高炉炼铁的布料器冷却装置及采用其的布料器闭式冷却系统和布料器。
技术背景 炼铁工序是我国钢铁工业节能的重要环节，在此工艺中利用高炉布料器从炉顶加入炉料不只是一个简单的炉料补充工作，如果炉内上升煤气和下降炉料接触好，煤气的化学能和热能得到充分利用，高炉能得到较好的经济技术指标，因而在现代生产实践中对布料器的研究和应用有很多工作需要进行。近代高炉在炉顶一般采用旋转布料器。目前对于旋转布料器的冷却多采用如附图I所示的开式水冷系统。该系统中，布料器上部旋转接水槽I位于布料器旋转体2的上方并随布料器旋转体2旋转，冷却水从上方进水管到达旋转接水槽I中并在重力作用下往下流动到达布料器旋转体2上沿，随后顺着布料器旋转体2的四周外壁表面继续向下到达布料器旋转体2下沿，最后到达设置在布料器旋转体2下方的布料器下部固定接水槽3中，并通过固定接水槽的排水系统4排出。该系统结构简单，冷却效果好，但是由于布料器长时间在高温状态下工作，布料器旋转体2的外壁表面温度也相当高，使得沿表面往下流动的冷却水成为雾化的潮湿热蒸汽并往上升腾弥漫布料器旋转体2上方和布料器内部，由于在布料器旋转体2上方的布料器内部布置着驱动装置、连接装置、传动及一些检测感应装置，这些装置长期在热湿的环境下工作，对装置本身的使用效果及使用寿命都有不利影响。由于炉顶维修和更换装置都不能频繁进行，因而对装置的稳定性和耐久性都有极大的要求。但是采用上述的开式水冷系统却与此要求相背离。此外，上述系统中的冷却水是单向流动方式，大量的冷却水流出后造成浪费，或者采用系统外另行设置的循环回收系统将冷却水回收后送回到进水管处继续使用，这样就使得结构繁杂系统庞大。此外由于开式循环水冷系统中的水流靠重力驱动下流，在进水管管径确定后，系统的最大水流量就确定了，流速也不可能很高，一旦炉内出现高温时，无法通过增加水流量来增强冷却能力，只能往布料器内通入氮气来降温，增加了耗能。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种液冷旋转接头，利用该液冷旋转接头可以实现冷却液形成闭式水冷系统对布料器进行冷却、且结构简单、易于加工和批量制造。进一步地，本实用新型要解决的技术问题是，提供一种采用该液冷旋转接头的旋转布料器闭式冷却回路。进一步地，本实用新型要解决的技术问题是，提供一种采用上述液冷旋转接头的旋转布料器。为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为[0010]一种液冷旋转接头，其特征在于主要包括内圈、外圈、密封环、回转支撑；从内圈上端面往下开设多组纵向平行的内圈供液通道和内圈回液通道，相对应的，从外圈下端面往上开设多组纵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、内圈供液通道和内圈回液通道均为具有相互连通的纵向端和横向端的L型通道，外圈供液通道和外圈回液通道的横向端均位于纵向端上方且横向往内延伸，内圈供液通道和内圈回液通道的横向端均位于纵向端下方且横向往外延伸；内圈的外壁设置横向往内凹陷且相互平行的周向供液环和周向回液环，周向供液环将内圈供液通道的横向端和外圈供液通道的横向端连通，周向回液环将内圈回液通道的横向端和外圈回液通道的横向端连通；周向供液环与周向回液环不位于同一纵向高度；内外圈侧壁间，在周向供液环的上方、周向回液环的下方以及周向供液环和周向回液环之间各设置一道周向密封圈；内、外圈供液通道及回液通道的纵向端均与外部液冷系统连通；外圈通过上下端设置的回转支撑与外圈活动连接且 外圈能够围绕固定不动的内圈旋转。按上述技术方案，周向供液环位于周向回液环的上方或下方。按上述技术方案，周向供液环和周向回液环的纵向高度不等且均略高于内、外圈供液通道和回液通道横向端的纵向高度。按上述技术方案，密封圈均设置于密封槽中，密封槽开设在内圈上或外圈上。按上述技术方案，上下端设置的回转支撑内圈均与旋转接头的内圈固定，上下端设置的回转支撑外圈均与旋转接头的外圈固定。按上述技术方案，供液通道和回液通道在内圈和外圈上均成组均匀间隔设置。按上述技术方案，供液通道和回液通道在内圈和外圈上均成组设置，设置4-10组。按上述技术方案，供液通道和回液通道在内圈和外圈上均成组设置，设置6组。采用上述液冷旋转接头的布料器闭式冷却系统，其特征在于液冷旋转接头设置于布料器旋转体上方，液冷旋转接头的内圈与布料器壳体固定连接，液冷旋转接头的外圈与布料器旋转体固定连接并随着布料器旋转体绕外圈中心轴线连续旋转；布料器旋转体的外壁四周沿纵向均匀设置多组封闭式的旋转体供液通道和回液通道，各旋转体供液通道的上端与液冷旋转接头的外圈供液通道连通，下端与布料器旋转体下方外围设置的封闭式接水装置连通，各旋转体回液通道的下端与封闭式接水装置连通且上端与液冷旋转接头的外圈回液通道连通；液冷旋转接头的内圈供液通道与上方布料器壳体部分进液管路连通，液冷旋转接头的内圈回液通道与上方布料器壳体部分回液管路连通。采用上述液冷旋转接头的布料器，所述的布料器为旋转布料器，其特征在于液冷旋转接头设置于布料器旋转体上方，液冷旋转接头的内圈与布料器壳体固定连接，液冷旋转接头的外圈与布料器旋转体固定连接并随着布料器旋转体绕外圈中心轴线连续旋转；布料器旋转体的外壁四周沿纵向均匀设置多组封闭式的旋转体供液通道和回液通道，各旋转体供液通道的上端与液冷旋转接头的外圈供液通道连通，下端与布料器旋转体下方外围设置的封闭式接水装置连通，各旋转体回液通道的下端与封闭式接水装置连通且上端与液冷旋转接头的外圈回液通道连通；液冷旋转接头的内圈供液通道与上方布料器壳体部分进液管路连通，液冷旋转接头的内圈回液通道与上方布料器壳体部分回液管路连通。本实用新型的有益效果是采用新型的液冷旋转接头构成封闭式液冷回路，液体在旋转接头内部与布料器旋转体外壁四周分布的多组封闭式的供液通道和回液通道分别连通，在封闭环境下对布料器进行液体回流冷却，避免了布料器内部产生水蒸汽，保证了布料器的驱动装置、连接装置、传动装置及检测感应装置的工作稳定性和耐久性。此外，由于采用了闭式水冷回路，在炉内出现高温异常时，可以方便的通过调节供水水压力来调节冷却水的水冷以增强冷却能力确保设备安全，为高炉稳定生产提供了前提条件。
图I是现有技术中采用的布料器开式水冷系统结构示意图。图2是根据本实用新型实施的特殊液冷旋转接头俯视图。图3为图2的A-A剖示图。图4为图2的B-B剖示图。图5为图2的上方位立体图。图6为图2的下方位立体图。图7为根据本实用新型实施的布料器闭式冷却系统及布料器的液冷原理图。图8为根据本实用新型实施的布料器闭式冷却系统及布料器的结构示意图(液冷旋转接头部分为图2中的A-B剖示)。图9为根据本实用新型实施的布料器闭式冷却系统及布料器的结构示意图(液冷旋转接头部分为图2中的C-B剖示)。图2-9中周向供液环1，周向回液环2,内圈3,外圈4,上端回转支撑5,下端回转支撑6，供液通道7，回液通道8，布料器旋转体9，密封圈10。
具体实施方式
以下结合附图2-9和实施例对本实用新型作进一步说明，但不限定本实用新型。图2-6为根据本实用新型实施的封闭式液冷旋转接头，主要包括内圈3、外圈4、密封环10、上下端回转支撑5和6 ;从内圈3上端面往下开设多组纵向平行的内圈供液通道7和内圈回液通道8，相对应的，从外圈4下端面往上开设多组纵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、内圈供液通道和内圈回液通道均为具有相互连通的纵向端和横向端的L型通道，外圈供液通道7和外圈回液通道8的横向端均位于纵向端上方且横向往内延伸，内圈供液通道7和内圈回液通道8的横向端均位于纵向端下方且横向往外延伸；内圈3的外壁设置横向往内凹陷且相互平行的周向供液环I和周向回液环2，周向供液环I将内圈供液通道7的横向端和外圈供液通道7的横向端连通，周向回液环2将内圈回液通道8的横向端和外圈回液通道8的横向端连通；周向供液环I位于周向回液环2上方；内、外圈3和4的侧壁间，在周向供液环I的上方、周向回液环2的下方以及周向供液环I和周向回液环2之间各设置一道周向密封圈10 ;内、外圈供液通道7及回液通道8的纵向端均与外部液冷系统连通；内圈3固定不动，外圈4通过上下端设置的回转支撑5和6与外圈4活动连接且外圈4能够围绕内圈3旋转。按上述技术方案，周向供液环I和周向回液环2的纵向高度相等且均略高于内、夕卜圈供液通道7和回液通道8横向端的纵向高度。按上述技术方案，密封圈10均设置于密封槽中，密封槽开设在内圈3 (未图示)上或外圈10上。按上述技术方案，上下端设置的回转支撑5和6的内圈均与旋转接头的内圈3固定，上下端设置的回转支撑5好6的外圈均与旋转接头的外圈4固定。按上述技术方案，供液通道7和回液通道8在内圈3和外圈4上均成组均匀间隔设置。按上述技术方案，供液通道7和回液通道8在内圈和外圈上均成组设置，设置4-10组(图2示意的是4组)。优选的，供液通道和回液通道在内圈和外圈上均成组设置，设置5或6或7或8组，均根据热平衡计算决定。根据冷却需要，为了保证布料器旋转体9各侧冷却均衡、并加快冷却速度，个供液通道或回液通道的通经可以根据需要确定；还可以在内外圈上设置多股供液通道同时供液或设置多股回流通道同时回液，相应的需要增加周向供液环或周向回液环以及密封圈的数量；根据通道数目所作的等效变化和改良仍属本实用新型的保护范围。图7-9采用上述液冷旋转接头的布料器闭式冷却系统示意图，液冷旋转接头设置于布料器旋转体9上方，液冷旋转接头的内圈3与布料器壳体固定连接，液冷旋转接头的外圈4与布料器旋转体固定连接并随着布料器旋转体9绕外圈中心轴线连续旋转；布料器旋转体9的外壁四周沿纵向均匀设置多组封闭式的旋转体供液通道和回液通道，各旋转体供液通道的上端与液冷旋转接头的外圈供液通道7连通，下端与布料器旋转体下方外围设置的封闭式接水装置连通，各旋转体回液通道的下端与封闭式接水装置连通且上端与液冷旋转接头的外圈回液通道8连通；液冷旋转接头的内圈供液通道与上方布料器壳体部分进液管路连通，液冷旋转接头的内圈回液通道与上方布料器壳体部分回液管路连通。图8和9为采用上述液冷旋转接头及布料器闭式冷却系统的布料器，其特征在于液冷旋转接头设置于布料器旋转体上方，液冷旋转接头的内圈与布料器壳体固定连接，液冷旋转接头的外圈与布料器旋转体固定连接并随着布料器旋转体绕外圈中心轴线连续旋转；布料器旋转体的外壁四周沿纵向均匀设置多组封闭式的供液通道和回液通道，各供液通道的上端与液冷旋转接头的外圈供液通道连通，下端与布料器旋转体下方外围设置的封闭式接水装置连通，各回液通道的下端与封闭式接水装置连通且上端与液冷旋转接头的外圈回液通道连通；液冷旋转接头的内圈供液通道与上方布料器壳体部分进液管路连通，液冷旋转接头的内圈回液通道与上方布料器壳体部分回液管路连通。上述所用冷却液一般为水，当然也可以采用其它冷却介质。由于采用了新型的液冷旋转接头构成封闭式液冷回路，液体在旋转接头内部与布料器旋转体外壁四周分布的多组封闭式的供液通道和回液通道分别连通，在封闭环境下对布料器进行液体回流冷却，避免了布料器内部产生水蒸汽，保证了布料器的驱动装置、连接装置、传动装置及检测感应装置的工作稳定性和耐久性。此外，由于采用了闭式水冷回路，在炉内出现高温异常时，可以方便的通过调节供水水压力来调节冷却水的水冷以增强冷却能力确保设备安全，为高炉稳定生产提供了前提条件。以上所揭露的仅为本实用新型的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等效变化，如对工艺参数或装置做出的变动和改良仍属本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种液冷旋转接头，其特征在于主要包括内圈、外圈、密封环、回转支撑；从内圈上 端面往下开设多组纵向平行的内圈供液通道和内圈回液通道，相对应的，从外圈下端面往上开设多组纵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、内圈供液通道和内圈回液通道均为具有相互连通的纵向端和横向端的L型通道，外圈供液通道和外圈回液通道的横向端均位于纵向端上方且横向往内延伸，内圈供液通道和内圈回液通道的横向端均位于纵向端下方且横向往外延伸；内圈的外壁设置横向往内凹陷且相互平行的周向供液环和周向回液环，周向供液环将内圈供液通道的横向端和外圈供液通道的横向端连通，周向回液环将内圈回液通道的横向端和外圈回液通道的横向端连通；周向供液环位于周向回液环上方；内外圈侧壁间，在周向供液环的上方、周向回液环的下方以及周向供液环和周向回液环之间各设置一道周向密封圈；内、外圈供液通道及回液通道的纵向端均与外部液冷系统连通；外圈通过上下端设置的回转支撑与外圈活动连接且外圈能够围绕固定不动的内圈旋转。
2.根据权利要求I所述的液冷旋转接头，其特征在于周向供液环和周向回液环的纵向高度相等且均略高于内、外圈供液通道和回液通道横向端的纵向高度。
3.根据权利要求I或2所述的液冷旋转接头，其特征在于密封圈均设置于密封槽中，密封槽开设在内圈上或外圈上。
4.根据权利要求3所述的液冷旋转接头，其特征在于上下端设置的回转支撑内圈均与旋转接头的内圈固定，上下端设置的回转支撑外圈均与旋转接头的外圈固定。
5.根据权利要求I或2或4所述的液冷旋转接头，其特征在于供液通道和回液通道在内圈和外圈上均成组均匀间隔设置。
6.根据权利要求5所述的液冷旋转接头，其特征在于供液通道和回液通道在内圈和外圈上均成组设置，设置4-10组。
7.根据权利要求6所述的液冷旋转接头，其特征在于供液通道和回液通道在内圈和外圈上均成组设置，设置6组。
8.采用权利要求1-7之一所述液冷旋转接头的布料器闭式冷却系统，其特征在于液冷旋转接头设置于布料器旋转体上方，液冷旋转接头的内圈与布料器壳体固定连接，液冷旋转接头的外圈与布料器旋转体固定连接并随着布料器旋转体绕外圈中心轴线连续旋转；布料器旋转体的外壁四周沿纵向均匀设置多组封闭式的旋转体供液通道和回液通道，各旋转体供液通道的上端与液冷旋转接头的外圈供液通道连通，下端与布料器旋转体下方外围设置的封闭式接水装置连通，各旋转体回液通道的下端与封闭式接水装置连通且上端与液冷旋转接头的外圈回液通道连通；液冷旋转接头的内圈供液通道与上方布料器壳体部分进液管路连通，液冷旋转接头的内圈回液通道与上方布料器壳体部分回液管路连通。
9.采用权利要求1-7之一所述液冷旋转接头的布料器，所述的布料器为旋转布料器，其特征在于液冷旋转接头设置于布料器旋转体上方，液冷旋转接头的内圈与布料器壳体固定连接，液冷旋转接头的外圈与布料器旋转体固定连接并随着布料器旋转体绕外圈中心轴线连续旋转；布料器旋转体的外壁四周沿纵向均匀设置多组封闭式的旋转体供液通道和回液通道，各旋转体供液通道的上端与液冷旋转接头的外圈供液通道连通，下端与布料器旋转体下方外围设置的封闭式接水装置连通，各旋转体回液通道的下端与封闭式接水装置连通且上端与液冷旋转接头的外圈回液通道连通；液冷旋转接头的内圈供液通道与上方布料器壳体部分进液管路连通，液冷旋转接头的内圈回液通道与上方布料器壳体部分回液管 路连通。
专利摘要本实用新型涉及一种液冷旋转接头及采用其的布料器闭式冷却系统和布料器，液冷旋转接头的内圈开设多组纵向平行的内圈供液通道和内圈回液通道，外圈开设多组纵向平行的外圈供液通道和外圈回液通道，内圈的外壁设置横向周向供液环和周向回液环，周向供液环将内圈供液通道的横向端和外圈供液通道的横向端连通，周向回液环将内圈回液通道的横向端和外圈回液通道的横向端连通；内外圈侧壁间，在周向供液环的上方、周向回液环的下方以及周向供液环和周向回液环之间各设置一道周向密封圈；内圈固定不动，外圈绕内圈旋转。避免布料器内部产生水蒸汽，保证布料器的驱动装置、连接装置、传动装置及检测感应装置的工作稳定性和耐久性。
文档编号C21B7/00GK202786282SQ20122017016
公开日2013年3月13日 申请日期2012年4月20日 优先权日2012年4月20日
发明者刘斌奇, 胡雪萍, 夏志煌, 张文凤, 王文聪, 程文芳 申请人:中冶南方工程技术有限公司