一種熱風管道軸向壓縮補償器及具有該補償器的熱風管道的製作方法
2023-12-12 23:34:47 1
本實用新型涉及高爐熱風爐熱風管道技術領域，更具體的說，涉及一種熱風管道軸向壓縮補償器及具有該補償器的熱風管道。
背景技術：
高爐煉鐵是鋼鐵生產中的重要環節，也是應用最廣泛的煉鐵工藝，高爐生產過程中從爐頂裝入鐵礦石、焦炭、造渣用熔劑(石灰石)，從爐子下部沿爐周的風口吹入經預熱的空氣。在高溫下焦炭中的碳同鼓入空氣中的氧燃燒生成的一氧化碳，在爐內上升過程中將礦石中的鐵氧化物還原得到鐵水。高爐冶煉需要溫度足夠高的熱風，在高爐冶煉過程中熱風爐把鼓風加熱到要求的溫度並鼓入高爐內部，可以顯著提高高爐的效益和效率。熱風爐在將1100-1250℃的高溫熱風鼓入高爐的過程中需要專門的熱風管道進行輸送，且一個高爐一般配備3-4個熱風爐組，多個熱風爐在為高爐供風的過程中就構成了複雜的高溫、高壓熱風管道系統。
熱風總管一端與熱風爐組多個熱風支管垂直水平連接，另一端與熱風圍管水平連接，特別是頂燃式熱風爐熱風出口位置較高，導致熱風支管位置比熱風圍管高5-8米，使得熱風總管與熱風圍管不在同一水平面上，整個熱風管系的熱膨脹補償和限位裝置設置比較複雜。熱風管道中的熱風壓力一般為0.30-0.45Mpa，並在盲板或彎頭處會產生巨大的盲板力，熱風管道和熱風爐在受熱的過程中也會膨脹，盲板力和內熱膨脹位移作用於熱風管道。為了消除上述影響，既要設置軸向拉伸補償器來消除熱風爐、熱風支管和熱風總管等熱膨脹位移，同時還要設置限位裝置來克服和限制送風過程中熱風管道盲端力產生的位移。現有的熱風管道系統難以有效的消除熱風爐工作過程中的膨脹位移與盲端力產生的位移，極易造成熱風管道三種損壞：1)熱風爐熱風出口耐材損壞，2)熱風支管與熱風總管銜接的三叉管上部耐材損壞，3)熱風總管銜接的豎管耐材損壞，並最終導致熱風管道上述部位管殼發紅、裂開，嚴重影響高爐安全生產。由於熱風主管的位置較高、不易維護，在高風溫的工況下，熱風管道的穩定性己經成為一個重要的技術課題。為了消除上述問題，往往需要在上述管道上安裝補償器以補償熱風管道的膨脹位移。
經檢索，已經有相關的技術方案公開。例如發明創造的名稱為：分瓣式波紋管補償器(專利號：ZL2010207013071，申請日：2010-12-31)，其包括波紋管、連接在波紋管兩端的端接管、設置在流體最先通過的端接管的內表面上的墊圈板以及設置在端接管和波紋管內部並與墊圈板的一端接觸的導流管，其中，所述波紋管、端接管、墊圈板和導流管均由數量相等且在分瓣式波紋補償器的橫截面中均勻地分布的至少兩個單瓣組成，流體流向與所述橫截面垂直。此外，雙嚮導流複試補償器(專利申請號：2016101126073，申請日：2016-02-29)，其包括端接管、波紋管、左導流管、右導流管、中間接管，中間接管與兩端端接管之間通過波紋管連接，構成複式波紋管補償器結構；波紋管內設有軸向覆蓋波紋管的左導流管和右導流管；上述的技術方案雖然都對補償器進行了技術上的改進，但是上述的補償器往往僅僅能實現拉伸或者壓縮功能，其補充功能有限，難以有效的補償熱風管道的不同形式的膨脹位移；此問題繼續改進。
技術實現要素：
1.實用新型要解決的技術問題
本實用新型的目的在於克服現有技術中熱風管道補償器難以有效的補償熱風管道的不同形式的膨脹位移的問題，提供一種熱風管道軸向壓縮補償器及具有該補償器的熱風管道；提供的一種熱風管道軸向壓縮補償器實現了對熱風管道的軸向補償；提供的一種具有軸向壓縮補償器的熱風管道有效地克服了盲板力和內熱膨脹位移對熱風管道系統的破壞作用，從而提高了使用壽命。
2.技術方案
為達到上述目的，本實用新型提供的技術方案為：
本實用新型的一種熱風管道軸向壓縮補償器，包括外管、定位板I、定位板Ⅱ、軸向限位杆和導流管，所述的導流管設置在外管內，所述的導流管為內徑漸縮的氣流管道，即沿著氣流流動的方向導流管的橫截面積逐漸減小，所述的外管上對應的設置有定位板I和定位板Ⅱ，定位板I和定位板Ⅱ之間的外管上設置有波紋管，所述的軸向限位杆安裝於定位板I和定位板Ⅱ上，軸向限位杆的兩端端部上安裝有定位螺母。
優選地，所述的導流管的一端端部設置有滑動擋圈，該滑動擋圈與外管內壁滑動配合，所述的導流管另一端端部設置有固定擋圈，固定擋圈與外管內壁相固連。
優選地，所述的定位板I外側的軸向限位杆上設置有2個定位螺母，且定位螺母與定位板I之間設置有橫向限位墊片；定位板Ⅱ外側的軸向限位杆上設置有2個定位螺母，定位螺母與定位板Ⅱ之間設置有橫向限位墊片。
本實用新型的一種具有軸向壓縮補償器的熱風管道，包括轉向接頭、豎直支管、水平支管和支管定位座，所述的豎直支管、水平支管固定於支管定位座上，所述的豎直支管頂部通過轉向接頭與熱風爐相連，該豎直支管底部與水平支管相連，所述的水平支管上設置有上述的軸向壓縮補償器。
優選地，所述的水平支管上設置有熱風閥。
優選地，所述的豎直支管上設置有軸向拉伸補償器。
3.有益效果
採用本實用新型提供的技術方案，與現有技術相比，具有如下有益效果：
(1)本實用新型的一種熱風管道軸向壓縮補償器，外管內設置有導流管，所述的導流管為內徑漸縮的氣流管道，即沿著氣流流動的方向導流管的橫截面積逐漸減小，所述的外管上對應的設置有定位板I和定位板Ⅱ，定位板I和定位板Ⅱ之間的外管上設置有波紋管，所述的軸向限位杆安裝於定位板I和定位板Ⅱ上，軸向限位杆的兩端端部上安裝有定位螺母；導流管橫截面積逐漸減小，熱風在導流管中產生較大的阻力，並在軸向壓縮補償器產生較大的壓力降，減小了熱風對管道轉彎處的盲板力。
(2)本實用新型的一種熱風管道軸向壓縮補償器，設置有2個定位螺母，外側的定位螺母限制了內側的定位螺母受力偏移；即使當內側的定位螺母發生鬆動時，外側的定位螺母仍有較好的定位與限位作用，從而有效地保證定位螺母對定位板I和定位板Ⅱ固定效果；
(3)本實用新型的一種具有軸向壓縮補償器的熱風管道，豎直支管、水平支管固定於支管定位座上，豎直支管頂部通過轉向接頭與熱風爐相連，該豎直支管底部與水平支管相連，水平支管上設置有軸向壓縮補償器，可以消除熱風爐、熱風支管等熱膨脹位移，從而有效地減小了熱風管道的損壞程度，提高管道的使用壽命。
附圖說明
圖1為本實用新型的軸向壓縮補償器的結構示意圖；
圖2為本實用新型的水平支管單元與豎直支管單元的連接示意圖。
附圖中的標號說明：
110、熱風爐；121、轉向接頭；122、豎直支管；131、水平支管；132、熱風閥；140、支管定位座；
220、軸向壓縮補償器；230、軸向拉伸補償器；
310、定位螺母；320、軸向限位杆；330、導流管；340、橫向限位墊片；
411、定位板I；412、定位板Ⅱ；
510、波紋管；521、滑動擋圈；522、固定擋圈。
具體實施方式
下文對本實用新型的示例性實施例的詳細描述參考了附圖，該附圖形成描述的一部分，在該附圖中作為示例示出了本實用新型可實施的示例性實施例。儘管這些示例性實施例被充分詳細地描述以使得本領域技術人員能夠實施本實用新型，但應當理解可實現其他實施例且可在不脫離本實用新型的精神和範圍的情況下對本實用新型作各種改變。因此，下文對本實用新型的實施例的更詳細的描述並不用於限制所要求的本實用新型的範圍，而僅僅為了進行舉例說明且不限制對本實用新型的特點和特徵的描述，以提出執行本實用新型的最佳方式，並足以使得本領域技術人員能夠實施本實用新型。從而，本實用新型的範圍僅由所附權利要求來限定。
下文對本實用新型的詳細描述和示例實施例可結合附圖來更好地理解，其中本實用新型的元件和特徵由附圖標記標識。
實施例1
如圖1-2所示，本實用新型的一種具有軸向壓縮補償器的熱風管道，包括轉向接頭121、豎直支管122、水平支管131和支管定位座140，所述的豎直支管122、水平支管131固定於支管定位座140上，所述的豎直支管122頂部通過轉向接頭121與熱風爐110相連，該豎直支管122底部與水平支管131相連，所述的水平支管131上設置有軸向壓縮補償器220；且水平支管131上設置有熱風閥132，熱風閥132用於控制熱風管道的開啟或關閉，從而控制熱風爐110對高爐的供風狀態，水平支管131的另一端通過熱風總管與熱風圍管相連，熱風爐110的熱風經轉向接頭121、豎直支管122、水平支管131到達熱風總管，再由熱風總管進入熱風圍管為高爐提供熱風。
本實施例的一種熱風管道軸向壓縮補償器包括外管、定位板I 411、定位板Ⅱ412、軸向限位杆320和導流管330，外管內設置有導流管330，該導流管330為內徑漸縮的氣流管道，即沿著氣流流動的方向導流管330橫截面積逐漸減小；該導流管330的一端端部設置有滑動擋圈521，該滑動擋圈521與外管內壁滑動配合，該滑動擋圈521設置於供風的一側，即熱風的上風側，導流管330另一端端部設置有固定擋圈522，固定擋圈522與外管內壁相固連。
本實施例的軸向壓縮補償器220外管上對應的設置有定位板I 411和定位板Ⅱ412，所述的定位板I 411和定位板Ⅱ412為圓環形；定位板I 411和定位板Ⅱ412之間的外管上設置有波紋管510；上述的軸向限位杆320安裝於定位板I 411和定位板Ⅱ412上，軸向限位杆320的兩端端部上安裝有定位螺母310，即在定位板I 411和定位板Ⅱ412外側的軸向限位杆320上安裝有定位螺母310，用於限制定位板I 411和定位板Ⅱ412朝向相互遠離的方向運動，定位板I 411和定位板Ⅱ412可沿著軸向限位杆320朝向相互靠近的方向運動，上述的外側即定位板I 411和定位板Ⅱ412相互背離的一側，內側即為相互靠近的一側。所述的定位板I 411外側的軸向限位杆320上設置有2個定位螺母310，且定位螺母310與定位板I 411之間設置有橫向限位墊片340；定位板Ⅱ412外側的軸向限位杆320上設置有2個定位螺母310，定位螺母310與定位板Ⅱ412之間設置有橫向限位墊片340。熱風供風的過程中熱風流入導流管330，由於導流管330橫截面積逐漸減小，熱風在導流管330中產生較大的阻力，而且滑動擋圈521設置於供風的一側，使得滑動擋圈521沿著熱風的流向進行壓縮，並在軸向壓縮補償器220產生較大的壓力降，減小了熱風對管道轉彎處的盲板力，從而有效地減小了熱風管道的損壞程度，提高管道的使用壽命。所述的軸向限位杆320的兩端安裝有定位螺母310，由於熱風爐110是一個供風、蓄熱的交替過程中，每完成一次蓄熱、供風過程，軸向壓縮補償器220都會完成壓縮再復原的循環過程，這個過程中勢必會對定位螺母310產生碰撞，這種微小的碰撞極易造成定位螺母310與定位板I 411或定位板Ⅱ412產生鬆動。
本實施例的軸向限位杆320靠近定位板I 411一側設置有2個定位螺母310，且定位螺母310與定位板I 411之間設置有橫向限位墊片340，所述的橫向限位墊片340與定位板I 411緊密貼合；所述的軸向限位杆320靠近定位板Ⅱ412一側設置有2個定位螺母310，且定位螺母310與定位板Ⅱ412之間設置有橫向限位墊片340，而且橫向限位墊片340與定位板Ⅱ412緊密貼合。橫向限位墊片340減弱了蓄熱、供風過程中對定位螺母310產生的碰撞，從而減弱了該衝擊力對定位螺母310的碰撞，而且由於設置有2個定位螺母310，外側的定位螺母310限制了內側的定位螺母310受力偏移；即使當內側的定位螺母310發生鬆動時，外側的定位螺母310仍有較好的定位與限位作用，從而有效地保證定位螺母310對定位板I 411和定位板Ⅱ412固定效果。
實施例2
本實施例的一種具有軸向壓縮補償器的熱風管道，基本內容同實施例1，不同之處在於：其豎直支管122上設置有軸向拉伸補償器230，即在轉向接頭121與水平支管131之間的豎直支管122上設置有軸向拉伸補償器230，所述的軸向拉伸補償器230包括外管、定位板I 411、定位板Ⅱ412、軸向限位杆320和導流管330，所述的外管內設置有導流管330，該導流管330為內徑漸縮的氣流管道，即沿著氣流流動的方向導流管330橫截面積逐漸減小，即導流管330靠近熱風爐110的一側的橫截面積大於遠離熱風爐110的一側的橫截面積。導流管330的一端端部設置有滑動擋圈521，滑動擋圈521設置於熱風供風的一側，熱風爐110供風的過程中導流管330沿著氣流流動的方向橫截面積逐漸減小，使得軸向拉伸補償器230產生較大的阻力，滑動擋圈521受熱風壓力的作用下向固定擋圈522一側運動，即導流管330靠近滑動擋圈521一側的橫截面積大於靠近固定擋圈522的一側；從而在軸向拉伸補償器230產生較大的壓力降，從而減小了熱風對管道轉彎處的盲板力，減弱了盲板力對豎直支管122和水平支管131連接處的損壞；該滑動擋圈521與外管內壁滑動配合，所述的導流管330另一端端部設置有固定擋圈522，固定擋圈522與外管內壁相固連。
本實施的外管上對應的設置有定位板I 411和定位板Ⅱ412，定位板I 411和定位板Ⅱ412之間的外管上設置有波紋管510，軸向限位杆320安裝於定位板I 411和定位板Ⅱ412上，定位板I 411和定位板Ⅱ412內側的軸向限位杆320上設置有定位螺母310，定位板I 411和定位板Ⅱ412可沿著軸向限位杆320朝向相互遠離的方向運動，即軸向拉伸補償器230隻能產生拉伸運動。定位板I 411內側的軸向限位杆320上設置有定位螺母310，且定位螺母310與定位板I 411之間設置有橫向限位墊片340；定位板Ⅱ412內側的軸向限位杆320上設置定位螺母310，定位螺母310與定位板Ⅱ412之間設置有橫向限位墊片340。
由於豎直支管122上設置有軸向拉伸補償器230，熱風爐110在受熱後易發生受熱膨脹而「長高」後，定位板I 411和定位板Ⅱ412可沿著軸向限位杆320朝向相互遠離的方向運動，從而補償熱風管道的長度，防止豎直支管122與熱風爐110發生相對位移而產生應力損壞。
更具體地，儘管在此已經描述了本實用新型的示例性實施例，但是本實用新型並不局限於這些實施例，而是包括本領域技術人員根據前面的詳細描述可認識到的經過修改、省略、(例如各個實施例之間的)組合、適應性改變和/或替換的任何和全部實施例。權利要求中的限定可根據權利要求中使用的語言而進行廣泛的解釋，且不限於在前述詳細描述中或在實施該申請期間描述的示例，這些示例應被認為是非排他性的。例如，在本實用新型中，術語「優選地」不是排他性的，這裡它的意思是「優選地，但是並不限於」。在任何方法或過程權利要求中列舉的任何步驟可以以任何順序執行並且不限於權利要求中提出的順序。因此，本實用新型的範圍應當僅由所附權利要求及其合法等同物來確定，而不是由上文給出的說明和示例來確定。