专利名称：转炉汽化冷却系统活动烟罩柔性装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种管接接头技术领域，特别涉及一种在钢铁冶金中 转炉汽化冷却系统的活动烟罩和固定的外部管道间的连接的转炉汽化冷却 系统旋转接头组件。
背景技术：
转炉汽化系统的活动烟罩要周期性频繁地完成升罩一降罩一再升罩一 再降罩二个动作，因此转炉汽化冷却系统的活动烟罩的关键是要解决上下
运动的活动烟罩和固定的外部管道之间的连接，必须采用耐压、耐热、不 泄漏的活动接头(即旋转接头)。通过采用转炉汽化冷却系统旋转接头组件， 将数个旋转接头连接，实现运动的活动烟罩和固定的外部管道之间的连接。
目前现有的转炉汽化冷却活动烟罩的冷却循环水管道和固定的外部管 道之间的连接有金属软管连接，金属波紋补偿器等连接方式。
采用金属软管连接时，金属软管一端与固定的外部管道连接，另一端与 运动的活动烟罩的冷却循环水管道连接。汽化冷却系统管内介质为汽水混 合物，具有脉动冲击强，流动不稳定等特点。金属软管连接时中间将形成一 段下垂的软管，由于金属软管结构的限制，对下垂软管的弯曲半径的下限值 具有一定要求，为满足金属软管的弯曲半径要求，金属软管的长度和占用的
空间都较大。根据活动烟罩的升降高度，金属软管长度可达3米以上，并且 金属软管局部高度差可达1米以上，汽水混合物在金属软管内流向的剧烈 变化易引起对管壁的脉动冲击。金属软管相对于旋转接头耐温、耐压较低, 管壁受到汽水混合物的脉动冲击后易产生鼓包、漏汽、漏水、汽阻、水击 等现象，更为严重的情况下，国内曾发生过多起爆管等人身伤害事件。
采用金属波紋补偿器时，由于补偿器的波紋管特性与金属软管相同， 因而承压较小，不能用于高温高压条件下。也受到使用条件的限制。
本设计人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知 识，并积极加以研究创新，创设一种新型结构的转炉汽化冷却系统活动烟 罩柔性装置，能够改进一般现有转炉汽化冷却活动烟罩和外部管道之间的
连接，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及 改进后，终于创设出确具实用价值的本实用新型。
发明内容本实用新型的目的在于，克服现有的采用金属软管或金属波紋补偿器 连接时存在的承压较小、易漏汽、漏水、维修频率高等缺陷，以及结构庞 大、安装空间困难等缺点，而提供一种新型结构的转炉汽化冷却系统活动烟 罩柔性装置，所要解决的技术问题是使其提供一种解决上下移动的循环冷 却水管道和固定的外部管道之间的连接方式，并采用耐压、耐热、不泄漏 (密封填料)的旋转接头，提高旋转接头的寿命，从而更加实用。本实用新型的目的及解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现 的。依据本实用新型提出的本实用新型的目的及解决其技术问题还可以可采用以下的技术措施来 进一步实现。
一种转炉汽化冷却系统活动烟罩柔性装置，用于将固定的外部管道和活动烟罩的冷却循环水管道连接，其包括 一第一旋转接头，一 侧通过直管与固定的外部管道连接； 一第一U型管，其一端与第一旋转接 头的另一侧连接； 一第二旋转接头，其一侧与第一 U型管的另一端连接； 一第二U型管，其一端与第二旋转接头的另一侧连接；以及一第三旋转接 头，其一侧与第二 U型管的另一端连接，另一侧通过直管与运动的活动烟 罩的冷却循环水管道连接；该第一旋转接头、第一U型管、第二旋转接头、 第二 U型管及第三旋转接头形成一 S型管道。前述的转炉汽化冷却系统活动烟罩柔性装置，其还包括 一箱体，内 置由第一旋转接头、第一U型管、第二旋转接头、第二U型管及第三旋转 接头组成的S型管道，并固定与旋转接头一侧连接的直管。前述的转炉汽化冷却系统活动烟罩柔性装置，其还包括 一固定托架， 该固定托架包括且一支撑板，固设于箱体内壁； 一支撑架，固设于支撑 板； 一滚动轴承，内设于支撑架； 一滚轴，其一端穿设于滚动轴承，其轴 线与第一旋转接头的轴线一致；以及一支撑套管，套设于滚轴的另一端， 并与第一U型管固定；其中滚动轴承与支撑套管之间有一定间隙。前述的转炉汽化冷却系统活动烟罩柔性装置，其还包括 一恒力弹簧 组件，该恒力弹簧组件吊设于箱体内壁，另一端固定于第二 U型管靠近第 二旋转接头的端部。前述的转炉汽化冷却系统活动烟罩柔性装置，其还包括 一随动托架， 其与第三旋转接头同轴，该随动托架包括一U型固定架， 一端固设于第 三旋转接头一侧的直管； 一轴承架，其与U型固定架的另一端固定； 一滚 动轴承，设置于轴承架之内； 一滚轴，上述滚动轴承套设于该滚轴一端； 以及一支撑接管，其一端套设于滚轴另一端，且其中滚动轴承与支撑套管 之间有一定间隙，二者之间可以相对自由滑动，该支撑接管另一端固设于 第二U型管。
前述的转炉汽化冷却系统活动烟罩柔性装置，其中所述的随动托架还
包括轴端挡圈和挡圈，设于轴承架内，防止滚轴左右位移。
前述的转炉汽化冷却系统活动烟罩柔性装置，其还包括另一随动托架， 其与随动托架结构相同，且其与第二旋转接头同轴；该随动托架的U型固 定架一端固设于第一 U型管与第二旋转接头连接处，另一端固设于第二 U 型管。
前述的转炉汽化冷却系统活动烟罩柔性装置，其更包括一活动限位装 置，其包括 一支撑悍接管， 一端固定于第三旋转接头一侧的直管，且轴 线与该直管的轴线垂直； 一滚轮支撑架，固定于支撑焊接管的另一端，且 内置有轴与滚轮，滚轮套设于轴； 一长槽，固设于箱体内壁，滚轮置于该 长槽内。
前述的转炉汽化冷却系统活动烟罩柔性装置，其中所述的活动限位装 置其更包括 一限位块，位于长槽与滚轮之间。
前述的转炉汽化冷却系统活动烟罩柔性装置，其其还包括另一活动限 位装置，与活动限位装置相对应设置，结构相同。
借由上述技术方案，本实用新型转炉汽化冷却系统活动烟罩柔性装置 至少具有下列优点
1、 转炉汽化冷却系统活动烟罩柔性装置结构合理，旋转接头运动轨迹 控制精确，旋转接头所受附加力较小，避免了旋转接头因組件结构问题而 产生泄漏等不安全因素，使得整个系统安全可靠。
2、 转炉汽化冷却系统活动烟罩柔性装置旋转接头组件荷载轻，阻力小， 减小了旋转接头等运动部件的磨损，延长了转炉汽化冷却系统活动烟罩柔 性装置的使用寿命。
3、 转炉汽化冷却系统活动烟罩柔性装置管道布局合理，与固定端连接 的外部管道位于高点，当活动烟罩位于低点时管道内存气体可以轻松排出。 减少对设备和管道损坏。
4、 转炉汽化冷却系统活动烟罩柔性装置结构紧凑、布局合理,减小了移 动的汽化冷却循环水管道和固定的外部管道联结的占地面积和高度，占用 空间少，又是采用通用部件组合连接，方便检修更换。
5、 转炉汽化冷却系统活动烟罩柔性装置的旋转接头组件集成在一个固 定的箱体内。安装方便，直接将活动烟罩的汽化冷却循环水管道与活动端 连接，固定的外部管道与固定端连接，即可投入使用。也减少了活动烟罩 与固定的外部管道间的连接管。降低了管道投资。
综上所述，本发明特殊结构的转炉汽化冷却系统活动烟軍柔性装置， 安全、可靠，占用空间少，荷载轻。提高了转炉汽化冷却系统的使用寿命，
方便维修，降低投资。其具有上述诸多的优点及实用价值，并在同类产品中 未见有类似的结构设计公开发表或使用而确属创新，其不论在产品结构或功 能上皆有较大的改进，在技术上有较大的进步，并产生了好用及实用的效 果，且较现有的连接结构具有多项增进的功效，从而更加适于实用，而具 有产业的广泛利用价值，成为一新颖、进步、实用的新设计。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的 技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和 其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附 图，详细说明如下。
图l是活动烟罩柔性装置运动及结构主剖视图。
图2是柔性装置活动端高点位置侧视图。
图3是活动烟罩柔性装置结构俯视图。
图4是固定托架安装图。
图5是随动托架安装图。
图6是活动限位装置示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本实用新型为达成预定发明目的所釆取的技术手段及 功效，
以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的转炉汽化冷却 系统活动烟罩柔性装置其具体实施方式
、结构、特征及其功效，详细说明 如后。
请一并参阅图l至图3。图l是活动烟罩柔性装置运动及结构主剖视图； 图2:柔性装置活动端高点位置侧视图；图3:活动烟罩柔性装置结构俯视 图。如图所示，本发明转炉汽化冷却系统活动烟罩柔性装置，用于将固定 的外部管道和活动烟罩的冷却循环水管道连接，其包括 一第一旋转接头1， 一侧通过直管与固定的外部管道连接； 一第一U型管4，其一端与第一旋转 接头l另一侧连接； 一第二旋转接头2，其一侧与第一U型管4的另一端连 接； 一第二U型管5，其一端与第二旋转接头2的另一侧连接；以及一第三 旋转接头3，其一侧与第二U型管5的另一端连接，另一侧通过直管与运动 的活动烟罩的冷却循环水管道连接。
本发明转炉汽化冷却系统活动烟罩柔性装置，其还包括 一箱体IOO， 内置由第一旋转接头l、第一U型管4、第二旋转接头2、第二U型管5及 第三旋转接头3组成的S型管道，并固定与旋转接头1 一側连接的直管。 如图1所示，图1绘示出三个旋转接头1、 2、 3在箱体中的相对空间位置， 由三个旋转接头、法兰、二个U型连接管4、 5串接成一体的S型连接管道， 集成在一个箱体IOO内，这样可以避免旋转接头组件过于庞大，连接管过长。 第一旋转接头1的轴线是固定的。第三旋转接头3的轴线随活动烟罩的升 罩-降罩-再升罩-再降罩作循环的上下移动。二个U型连接管4、 5分别绕旋 转接头1、 2、 3的轴线转动。在所有的法兰与法兰连接处设置有金属缠绕 垫片以保证法兰之间的密封。请再参阅图1所示，本发明转炉汽化冷却系统活动烟罩柔性装置，其 还包括 一恒力弹簧组件6;该恒力弹簧组件6吊设于箱体内壁，另一端与 第二 U型管5靠近第二旋转接头2的端部固定。在活动端作上下移动的过 程中，第二旋转接头2作相应的随动。调节恒力弹簧组件6的长度，使其 高点位置对应第二旋转接头2的高点位置，可以保证恒力弹簧组件6始终 以一个恒定的拉力向上托起S型管道的重量，使得旋转接头所受附加力较 小，减小了旋转接头等运动部件的磨损。提高了旋转接头的使用寿命，不 易产生漏汽、漏水现象这样就实现了活动烟軍相对移动时，连接管的密封。请一并参阅图3图、图4，图4绘示出图3中的固定托架结构放大图。 如图3、图4所示，本发明转炉汽化冷却系统活动烟罩柔性装置，其还包括 一固定托架41，其包括 一支撑板411，固设于箱体100内壁； 一支撑架 412,固设于支撑板411; 一滚动轴承413，内设于支撑架412; —滚轴414， 其一端穿射于滚动轴承413，且其轴线与第一旋转接头1的轴线一致；以及 一支撑套管415,套设于滚轴414的另一端，并与第一U型管4固定；其中 滚动轴承413与支撑套管415之间有一定间隙，二者之间可以相对自由滑 动，允许第一旋转接头l在转动的同时有轴向摆动。请一并参阅图3图、图5,图5绘示出图3中保持旋转接头2、 3旋转 体同轴的随动托架结构放大图。如图3、图5所示，本发明转炉汽化冷却系 统活动烟罩柔性装置，其还包括 一随动托架51，其与第三旋转接头3同 轴；以及另一随动托架51，，其与随动托架51结构相同，且其与第二旋转 接头2同轴；该随动托架51包括一U型固定架511, —端固设于第三旋 转接头3—侧的直管； 一轴承架512，其与U型固定架511的另一端固定； 一滚动轴承513，设置于轴承架512之内； 一滚轴514，上述滚动轴承513 套设于该滚轴514 —端； 一支撑接管515，其一端套设于轴承514另一端， 且其中滚动轴承513与支撑套管515之间有一定间隙，二者之间可以相对 自由滑动，该支撑接管515另一端固设于第二U型管5;以及轴端挡圈516和挡團517，设于轴承架512内，防止滚轴514左右位移。该随动托架51， 的U型固定架511， 一端固设于第一 U型管4与第二旋转接头2连接处，另 一端固设于第二U型管5。由于旋转接头转动运动受到随动托架的精确控制， 而不能发生角位移，旋转接头两端角位移可控制在2度以内，满足旋转接
头的允许角位移偏差。请一并参阅图6，图6为活动限位装置示意图。如图6所示，本发明转 炉汽化冷却系统活动烟罩柔性装置，更包括一对活动限位装置7、 7，，该 活动限位装置7包括 一支撑焊接管71， 一端固定于旋转接头3 —側的直 管，且与直管的轴线垂直固定； 一滚轮支撑架72,固定于支撑焊接管71的 另一端，且内置有轴76与滚轮73,滚轮73套设于轴72; —长槽74，固设 于箱体内壁，滚轮73置于该长槽74内； 一限位块75,位于长槽74与滚轮 73之间。另一活动限位装置7，，与活动限位装置7相对应安装，结构相 同。活动限位装置起到防止活动的直管段外壁撞击箱体的作用。本发明转炉汽化冷却系统活动烟罩柔性装置，能够将其集成在一个箱 体内，外部只留连接口，易于总图的布置，占用空间少，荷载轻，使用寿命长， 方便维修，降低投资。以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作 任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非 用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员在不脱离本实用新型技 术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同 变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实 用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均 仍属于本实用新型技术方案的范围内。
权利要求1、一种转炉汽化冷却系统活动烟罩柔性装置，用于将固定的外部管道和活动烟罩的冷却循环水管道连接，其特征在于其包括一第一旋转接头(1)，一侧通过直管与固定的外部管道连接；一第一U型管(4)，其一端与第一旋转接头(1)的另一侧连接；一第二旋转接头(2)，其一侧与第一U型管(4)的另一端连接；一第二U型管(5)，其一端与第二旋转接头(2)的另一侧连接；以及一第三旋转接头(3)，其一侧与第二U型管(5)的另一端连接，另一侧通过直管与运动的活动烟罩的冷却循环水管道连接；该第一旋转接头(1)、第一U型管(4)、第二旋转接头(2)、第二U型管(5)及第三旋转接头(3)形成一S型管道。
2、 根据权利要求1所述的转炉汽化冷却系统活动烟罩柔性装置，其特 征在于其还包括一箱体(100),内置由第一旋转接头(1)、第一 U型管(4)、第二旋 转接头(2 )、第二 U型管(5 )及第三旋转接头(3 )组成的S型管道，并固定与旋转接头(1) 一側连接的直管。
3、 根据权利要求2所述的转炉汽化冷却系统活动烟罩柔性装置，其特 征在于其还包括一固定托架(41 ),其包括且一支撑板(411),固设于箱体(100)内壁； 一支撑架(412 )，固设于支撑板(411 ); 一滚动轴承(413)，内设于支撑架(412);一滚轴(414)，其一端穿设于滚动轴承(413)，其轴线与第一旋 转接头(1 )的轴线一致；以及一支撑套管(415)，套设于滚轴(414)的另一端，并与第一U型 管(4)固定；其中滚动轴承(413)与支撑套管(415)之间有一定间隙。
4、 根据权利要求2所述的转炉汽化冷却系统活动烟罩柔性装置，其特 征在于其还包括一恒力弹簧组件(6)，该恒力弹簧组件(6)吊设于箱体内壁，另一端 固定于第二U型管(5)靠近第二旋转接头(2)的端部。
5、 根据权利要求l所述的转炉汽化冷却系统活动烟軍莱性装置，其特 征在于其还包括一随动托架(51)，其与第三旋转接头(3)同轴，该随动托架(51) 包括 一U型固定架(511)， 一端固设于第三旋转接头(3) —侧的直管； 一轴承架(512)，其与U型固定架(511)的另一端固定； 一滚动轴承(513)，设置于轴承架(512)之内； 一滚轴(514)，上述滚动轴承(513)套设于该滚轴(514) —端；以及一支撑接管(515)，其一端套设于滚轴(514)另一端，且其中滚动轴 承(513)与支撑套管(515)之间有一定间隙，二者之间可以相对自由滑 动，该支撑接管(515)另一端固设于第二U型管(5)。
6、根据权利要求5所述的转炉汽化冷却系统活动烟罩柔性装置，其特 征在于随动托架(51 )还包括轴端挡圈(516)和挡圏(517),设于轴承架(512)内，防止滚轴(514) 左右位移。
7、 根据权利要求6所述的转炉汽化冷却系统活动烟罩柔性装置，其特 征在于还包括另一随动托架(51')，其与随动托架(51)结构相同，且其 与第二旋转接头(2)同轴；该随动托架(51，)的U型固定架(511') 一端固设于第一 U型管(4)与第二旋转接头(2)连接处，另一端固设于 第二U型管(5)。
8、 根据权利要求2所述的转炉汽化冷却系统活动烟罩柔性装置，其特 征在于其更包括一活动限位装置(7),其包括一支撑焊接管(71), —端固定于第三旋转接头(3) —侧的直管，且 轴线与该直管的轴线垂直；一滚轮支撑架(72)，固定于支撑焊接管(71)的另一端，且内置有轴 (76 )与滚轮(73 )，滚轮(73 )套设于轴(72 );一长槽(74),固设于箱体(100)内壁，滚轮(73)置于该长槽(70内。
9、 根据权利要求8所述的转炉汽化冷却系统活动烟罩柔性装置，其特 征在于其中所述的活动限位装置(7)其更包括一限位块(75 ),位于长槽(74 )与滚轮(73 )之间。
10、 根据权利要求9所述的转炉汽化冷却系统活动烟罩柔性装置，其 特征在于其还包括另一活动限位装置(7，)，与活动限位装置(7)相对应 设置，结构相同。
专利摘要一种转炉汽化冷却系统活动烟罩柔性装置，用于将固定的外部管道和活动烟罩的冷却循环水管道连接，其包括由第一旋转接头(1)、第一U型管(4)、第二旋转接头(2)、第二U型管(5)及第三旋转接头(3)形成一S型管道以及一箱体。本实用新型转炉汽化冷却系统活动烟罩柔性装置，能够将其集成在一个箱体内，外部只留连接口，易于总图的布置，占用空间少，荷载轻，使用寿命长，方便维修，降低投资。
文档编号F23J13/04GK201014469SQ200720140709
公开日2008年1月30日 申请日期2007年3月16日 优先权日2007年3月16日
发明者井小海, 吴仕明, 张学锋, 杨源满 申请人:中冶京诚工程技术有限公司