專利名稱：高爐冷卻水自動調節閥及其系統的制作方法
技術領域：
本發明公開了一種冶金行業煉鐵高爐的配套冷卻設備高爐冷卻水自動調節閥及其系統。
背景技術：
為了維持高爐的合理內形，提高生產技術經濟指標，延長高爐使用壽命，高爐的冷卻是一個關鍵問題。長久以來，國內高爐的冷卻大都是采用冷卻板或冷卻壁，進行恒流量供水冷卻。由于冶煉過程中冷卻部件的熱負荷波動較大，其峰值與平均值相差高達幾十倍，恒流量供水的冷卻方式顯然與劇烈波動的熱負荷不相適應，在熱負荷低時，造成冷卻水的大量浪費，熱負荷達到峰值或最大值時，水量又嚴重不足，易造成冷卻部件的燒毀。恒流量供水冷卻的弊端顯而易見，據有關統計，上述問題給全國工業爐每年造成的經濟損失超過二十億。工業發達國家采用自動調節系統，根據高爐冷卻部件熱負荷自動調節冷卻水量。該調節系統，是測量冷卻部件進出水溫差，計算熱負荷，通過執行器(氣動、液動或電動)控制調節閥流量。這種方式中間環節多、系統復雜、投資高、維護困難，很難在高爐上廣泛采用。中國專利ZL91110630.8公布了一種利用溫差調節閥門開度的裝置，對供水冷卻可進行調節和控制，使冷卻水流量與冷卻部件的熱負荷相適應。但該裝置與閥門為分立機構，必須配套連接才能使用，二者的連接安裝結構龐大復雜，空間占位面積大，制造成本高，操作維護麻煩，其推廣應用受到一定限制。

發明內容
本發明的目的在于提供一種高爐冷卻水自動調節閥及其系統，高爐冷卻水自動調節閥是由溫差調節裝置與閥門進行巧妙組合而成，其系統是由供水環管連接高爐冷卻水自動調節閥與有關部件組成。該調節閥及其系統不僅可使供水冷卻進行調節和控制，并解決了溫差調節機構與閥門工作機構配套連接所出現的種種問題和弊端，可滿足煉鐵行業節水、節能以及延長高爐壽命的迫切需要。
本發明的技術方案是高爐冷卻水自動調節閥，包括閥殼、缸體、活塞、閥桿、彈簧等。
閥殼分為上水腔和下水腔，閥殼內的缸體由活塞或膜片等分隔為上密封腔和下密封腔，二密封腔內充入低沸點工作液，上水腔與下水腔分別連通信號水與冷卻水，所謂冷卻水是冷卻部件的進水，信號水是冷卻部件出水的少量取樣水。閥殼下部設有閥腔，二者有通水口，連接活塞的閥桿由此伸入閥腔并連接閥板，閥腔另設有出水口。閥板置于上述二者的通水口處，在正常無動作狀態下，閥板應保證通水口冷卻水有正常初始流量。閥板的正常狀態若為關閉通水口，閥板上應設置初始流量通水孔，以保證正常狀態下冷卻水的初始流量。閥板若未設置初始流量通水孔，閥板則應使通水口有一定開度間隙。
閥腔下部所設出水口為冷卻水出水口，而冷卻水進水口則設在閥殼下水腔。閥殼上水腔設有信號水進水口與出水口。
閥桿伸出缸體處設置有密封裝置。閥桿的復位彈簧置于缸體下密封腔或置于閥殼下水腔缸體外。
高爐冷卻水自動調節閥系統，包括高爐冷卻水自動調節閥、冷卻部件、供水環管和集水槽，是由供水環管連接高爐冷卻水自動調節閥下水腔的冷卻水進水口，從調節閥下水腔經閥腔的冷卻水出水口接入冷卻部件，流經冷卻部件后直接排入集水槽。少量取樣水接入調節閥信號水進水口，經調節閥上水腔信號水出水口流入集水槽。
冷卻部件是由數組每組有數個冷卻板或冷卻壁串連后并聯而成。
高爐冷卻水自動調節閥冷卻水進水口處與信號水進水口處均設有溫度指示記錄儀和熱電阻，高爐冷卻水自動調節閥冷卻水出水口處另設有流量計。
冷卻水自動調節閥為溫差調節裝置與閥門的有機組合機構。該調節閥不僅可使供水冷卻進行調節和控制，并有效解決了溫差調節機構與閥門工作機構分立狀態配套連接所出現的種種問題和弊端，可滿足煉鐵行業節水、節能以及延長高爐壽命的迫切需要。該調節閥及其系統不需要設置外部動力(如電動、氣動或液動等)，根據溫差變化靠自身結構實現調節和控制，結構簡單，成本低廉，中間環節少，操作使用簡便，宜于推廣應用。


圖1為高爐冷卻水自動調節閥的結構示意2為高爐冷卻水自動調節閥系統的結構示意圖具體實施方式
以下結合附圖介紹本發明的實施例。
如圖1所示，高爐冷卻水自動調節閥是由閥殼(1)、閥腔(2)、缸體(3)、活塞(9)、閥桿(12)、彈簧(13)和閥板(16)等組成。
閥殼(1)被分隔為上水腔(6)和下水腔(5)，缸體(3)由活塞(9)分隔為上密封腔(10)和下密封腔(11)，二密封腔內分別適量充入低沸點工作液氟利昂-22。
閥殼(1)下部為閥腔(2)，閥腔(2)內的閥板(16)置于閥殼(1)下水腔(5)底板通水口(15)處。閥桿(12)一端連接缸體(3)內的活塞(9)，另一端從通水口(15)伸入閥腔(2)并連接閥板(16)。圖示閥板(16)正常無動作狀態為關閉通水口(15)，閥板(16)需設置初始流量通水孔(17)。
閥桿(12)伸出缸體(3)處設置有密封裝置(14)。閥桿(12)的復位彈簧(13)置于缸體(3)下密封腔(11)。
閥腔(2)下部另設有冷卻水出水口(18)。閥殼(1)下水腔(5)則設有冷卻水進水口(4)。
閥殼(1)上水腔(6)設有信號水進水口(7)與出水口(8)。
其工作原理是閥殼(1)上水腔(6)少量引入冷卻部件的出水，為信號水；閥殼(1)下水腔(5)接通冷卻部件的進水，為冷卻水。這樣處在上水腔(6)中的密封腔(10)和處在下水腔(5)中的密封腔(11)之間存在溫差，而低沸點的工作液在不同溫度下有不同的過飽和蒸氣壓，溫度差越大蒸氣壓差值越大，由于信號水與冷卻水溫度不同，上密封腔(10)和下密封腔(11)之間就產生了相應壓差，活塞(9)便推動閥板(16)下移，閥板(16)與閥殼(1)底板之間通水口的開度間隙相應改變，冷卻水流量相應變化。當溫差為零時，上密封腔(10)和下密封腔(11)之間無壓差，活塞(9)處于平衡位置，閥板(16)關閉。在此種情況下，靠閥板(16)的初始流量通水孔(17)通水，保證一定的冷卻強度。
如圖2所示，高爐冷卻水自動調節閥系統，是由高爐冷卻水自動調節閥1、流量計2、溫度指示記錄儀3、熱電阻4、冷卻部件5、供水環管6和集水槽7等組成。是由供水環管6連接高爐冷卻水自動調節閥1下水腔的冷卻水進水口，從調節閥1下水腔經閥腔的冷卻水出水口接入冷卻部件5，流經冷卻部件5后直接排入集水槽7。少量取樣水接入調節閥1信號水進水口，從調節閥1上水腔信號水出水口流入集水槽7。
圖示冷卻部件5是由四組每組有四個冷卻壁串連后并聯組成。其冷卻壁的具體數量應視現場應用情況進行選擇。
高爐冷卻水自動調節閥1冷卻水進水口處與信號水進水口處均設有溫度指示記錄儀3和熱電阻4，高爐冷卻水自動調節閥1冷卻水出水口處另設有流量計2。
權利要求
1.一種高爐冷卻水自動調節閥，包括閥殼、缸體、活塞、閥桿、彈簧，閥殼分為上水腔和下水腔，閥殼內的缸體由活塞或膜片分隔為上密封腔和下密封腔，二密封腔內充入低沸點工作液，上水腔與下水腔分別連通信號水與冷卻水，其特征在于閥殼下部設有閥腔，二者有通水口，連接活塞或膜片的閥桿由此伸入閥腔并連接閥板，閥腔另設有出水口。
2.根據權利要求1所述的高爐冷卻水自動調節閥，其特征在于閥腔內的閥板置于閥殼下水腔與閥腔通水口處，設有初始流量通水孔。
3.根據權利要求1所述的高爐冷卻水自動調節閥，其特征在于閥腔下部設有冷卻水出水口。
4.根據權利要求1所述的高爐冷卻水自動調節閥，其特征在于閥殼下水腔設有冷卻水進水口。
5.根據權利要求1所述的高爐冷卻水自動調節閥，其特征在于閥殼上水腔設有信號水進水口與出水口。
6.根據權利要求1所述的高爐冷卻水自動調節閥，其特征在于閥桿伸出缸體處設置有密封裝置。
7.根據權利要求1所述的高爐冷卻水自動調節閥，其特征在于閥桿的復位彈簧置于缸體下密封腔內或置于閥殼下水腔缸體外。
8.根據權利要求1所述的高爐冷卻水自動調節閥，其特征在于缸體上密封腔和下密封腔內充入低沸點工作液氟利昂-22。
9.一種高爐冷卻水自動調節閥系統，包括冷卻部件、供水環管和集水槽，其特征在于，它采用了權利要求1所述的高爐冷卻水自動調節閥，是由供水環管連接高爐冷卻水自動調節閥下水腔的冷卻水進水口，從調節閥下水腔經閥腔的冷卻水出水口接入冷卻部件，流經冷卻部件后直接排入集水槽，少量取樣水接入調節閥信號水進水口，經調節閥上水腔信號水出水口流入集水槽。
10.根據權利要求9所述的高爐冷卻水自動調節閥系統，其特征在于冷卻部件是由數組每組有數個冷卻板或冷卻壁串連后并聯組成。
11.根據權利要求9所述的高爐冷卻水自動調節閥系統，其特征在于高爐冷卻水自動調節閥冷卻水進水口處與信號水進水口處均設有溫度指示記錄儀和熱電阻，高爐冷卻水自動調節閥冷卻水出水口處另設有流量計。
全文摘要
一種高爐冷卻水自動調節閥及其系統。前者包括閥殼、缸體、活塞、閥桿、彈簧，閥殼分上、下水腔，閥殼內的缸體由活塞或膜片等分隔為上、下密封腔，充入低沸點工作液，閥殼下部設閥腔，二者有通水口，連接活塞等的閥桿伸入閥腔并連接閥板。閥板置于通水口處，可關閉通水口，則應設置初始流量通水孔，保證冷卻水有初始流量。該調節閥為溫差調節裝置與閥門的有機組合機構，不僅使供水冷卻自動進行調節和控制，并有效解決了溫差調節與閥門工作機構分立狀態配套連接所出現的問題和弊端。后者包括前者調節閥、冷卻部件、供水環管和集水槽。該系統不需要設置外部動力(如電動、氣動或液動)，結構簡單，成本低廉，中間環節少，操作使用簡便，宜于推廣應用。
文檔編號C21B7/00GK1896570SQ200610017878
公開日2007年1月17日 申請日期2006年6月2日 優先權日2006年6月2日
發明者劉振均, 張進, 鄭慶榮, 馮力, 姜偉忠, 李鵬飛, 馮國興, 王銀河 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司寶鋼分公司煉鐵廠, 世林(漯河)冶金設備有限公司