CN110514018B - 一种冶炼炉换热冷却装置及操作方法 - Google Patents

Abstract

一种冶炼炉换热冷却装置及操作方法，涉及一种换热冷却装置及操作方法。卧式冶炼炉本体固定两个法兰盘，两个法兰盘之间安装多根驱动转杆，两个环形封板套装在多根驱动转杆上，驱动转杆两端固定有齿轮，转筒内壁制有内齿与多个齿轮啮合，驱动转杆位于法兰盘与环形封板之间套设压簧，驱动转杆中间为丝杠杆，挤压喷水环设置螺母与丝杠杆螺接配合，挤压喷水环两侧表面交错设置多个通水管头，通水管头向卧式冶炼炉本体外壁倾斜，转筒外壁制有一圈外齿，伺服电机有主动轮与转筒的一圈外齿啮合，环形封板固定连通有进水管和排水管。通过控制伺服电机转向转角实现挤压喷水环的往复移动，冷却水经通水管头喷射实现换热冷却。

Description

一种冶炼炉换热冷却装置及操作方法

技术领域

本发明涉及一种换热冷却装置及操作方法，尤其是一种冶炼炉换热冷却装置及操作方法。

背景技术

冶炼是一种提炼技术，指用焙烧、熔炼、电解以及使用化学药剂等方法把矿石中的金属提取出来，减少金属中所含的杂质或增加金属中某种成分，从而炼成所需要的金属，冶炼炉则是金属冶炼时必备的炉具。

冶炼炉在加工过程中为加快冷却速度提高换热效率，通常都会配设换热冷却装置，一般分为感应元件较多的机电控制冷却换热***和成本较低的水冷热交换管线，前者效果能够实时监测但成本较高，而且使用寿命不长，相比之下后者应用更为广泛，但存在的问题是冷却水流淌在管线内，增大热传导距离，换热冷却效率较低。因此，有必要在传统水冷热交换的形式基础上进行优化设计，提出一种能够提高换热冷却效果的装置与方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种冶炼炉换热冷却装置及操作方法，它通过控制伺服电机转向转角实现挤压喷水环的往复移动，冷却水经通水管头喷射在卧式冶炼炉本体外壁上实现换热冷却，效果更好。

为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：一种冶炼炉换热冷却装置，包括卧式冶炼炉本体，所述卧式冶炼炉本体外形为水平设置的圆罐状且其底部两端固定有两个底托，所述冶炼炉换热冷却装置还包括转筒、挤压喷水环、伺服电机、两个环形封板、多根驱动转杆、多根压簧以及多个齿轮，卧式冶炼炉本体外壁首尾两端同轴固定有两个法兰盘，所述两个法兰盘之间沿圆周方向等角度安装有多根驱动转杆，所述两个环形封板与所述多根驱动转杆对应位置分别设置穿孔并固定密封圈，两个环形封板套装在多根驱动转杆上并分别邻近两个法兰盘内侧，每根驱动转杆两端邻近环形封板内侧分别同轴固定有齿轮，所述转筒套装在多根驱动转杆外部，转筒内壁制有内齿并与多个齿轮啮合设置，每根驱动转杆两端位于法兰盘与环形封板之间分别套设有压簧，通过所述多根压簧将两个环形封板向转筒对应端面封盖压紧，两个环形封板内侧表面及内环面均设置有胶垫，多根驱动转杆位于对应的两个齿轮之间部分均设置为丝杠杆，所述挤压喷水环间隙设置于转筒内壁与卧式冶炼炉本体外壁之间，挤压喷水环与多根驱动转杆对应位置分别设置通孔并固定螺母，所述螺母与所述丝杠杆一一螺接配合，挤压喷水环两侧表面分别沿其圆周方向等角度交错贯通设置多个通水管头，所述多个通水管头外端均向卧式冶炼炉本体外壁倾斜设置，转筒外壁制有一圈外齿，所述伺服电机驱动有主动轮并与转筒的所述一圈外齿啮合设置，伺服电机通过机架安装板与所述底托连接固定，其中一个环形封板外侧表面固定连通有进水管，另一个环形封板外侧表面固定连通有排水管。

本发明的一种冶炼炉换热冷却装置的操作方法，包括如下步骤：

步骤一：预先根据驱动转杆的丝杠杆旋转角度测量挤压喷水环的螺母位移距离，从而计算出挤压喷水环在两端的多个齿轮之间进行单向行程时驱动转杆的总旋转角度；

步骤二：结合转筒内壁的内齿与齿轮的传动比，计算出挤压喷水环单向行程时转筒的总旋转角度，再结合转筒外壁的一圈外齿与主动轮的传动比，确定挤压喷水环单向行程时主动轮的总旋转角度；

步骤三：将进水管与外部冷却水供给管线连接，排水管与外部排水管线连接，在转筒内注满冷却水，根据上述计算结果通过编程控制伺服电机带动主动轮正反交替转动，从而使挤压喷水环在转筒内壁与卧式冶炼炉本体外壁之间往复移动，挤压喷水环两侧表面交错贯通设置多个通水管头，并且通水管头外端均向卧式冶炼炉本体外壁倾斜设置，挤压喷水环往复移动过程中会对冷却水进行挤压，冷却水经通水管头喷射在卧式冶炼炉本体外壁上结合冷却水流动实现换热。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明在卧式冶炼炉本体外部加装两个法兰盘，两个法兰盘之间通过压簧弹性支撑有转筒，转筒与卧式冶炼炉本体外壁之间存储冷却水，通过控制伺服电机转向转角实现挤压喷水环的往复移动，挤压喷水环两侧表面交错贯通设置多个通水管头，并且通水管头外端均向卧式冶炼炉本体外壁倾斜设置，挤压喷水环在往复移动过程中会对冷却水进行挤压，冷却水经通水管头喷射在卧式冶炼炉本体外壁上实现换热冷却，结构巧妙，换热冷却效果更好，而且自动化程度高，降低了人工劳动强度，具有良好的应用价值。

附图说明

图1是本发明的冶炼炉换热冷却装置的整体结构轴测图；

图2是图1的A部放大图；

图3是图1的B部放大图；

图4是本发明的挤压喷水环的轴测图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

具体实施方式一：如图1～图4所示，本发明公开了一种冶炼炉换热冷却装置，包括卧式冶炼炉本体1，所述卧式冶炼炉本体1外形为水平设置的圆罐状且其底部两端固定有两个底托1-1，所述冶炼炉换热冷却装置还包括转筒5、挤压喷水环7、伺服电机8、两个环形封板3、多根驱动转杆2、多根压簧4以及多个齿轮6，卧式冶炼炉本体1外壁首尾两端同轴固定有两个法兰盘1-2，所述两个法兰盘1-2之间沿圆周方向等角度安装有多根驱动转杆2，所述两个环形封板3与所述多根驱动转杆2对应位置分别设置穿孔并固定密封圈，两个环形封板3套装在多根驱动转杆2上并分别邻近两个法兰盘1-2内侧，每根驱动转杆2两端邻近环形封板3内侧分别同轴固定有齿轮6，所述转筒5套装在多根驱动转杆2外部，转筒5内壁制有内齿并与多个齿轮6啮合设置，每根驱动转杆2两端位于法兰盘1-2与环形封板3之间分别套设有压簧4，通过所述多根压簧4将两个环形封板3向转筒5对应端面封盖压紧，两个环形封板3内侧表面及内环面均设置有胶垫3-1，多根驱动转杆2位于对应的两个齿轮6之间部分均设置为丝杠杆2-1，所述挤压喷水环7间隙设置于转筒5内壁与卧式冶炼炉本体1外壁之间，挤压喷水环7与多根驱动转杆2对应位置分别设置通孔并固定螺母7-2，所述螺母7-2与所述丝杠杆2-1一一螺接配合，挤压喷水环7两侧表面分别沿其圆周方向等角度交错贯通设置多个通水管头7-1，所述多个通水管头7-1外端均向卧式冶炼炉本体1外壁倾斜设置，转筒5外壁制有一圈外齿5-1，所述伺服电机8驱动有主动轮8-1并与转筒5的所述一圈外齿5-1啮合设置，伺服电机8通过机架安装板9与所述底托1-1连接固定，其中一个环形封板3外侧表面固定连通有进水管3-2，另一个环形封板3外侧表面固定连通有排水管3-3。

具体实施方式二：如图1所示，本实施方式是对具体实施方式一作出的进一步说明，所述主动轮8-1与齿轮6的传动比为1﹕1。

具体实施方式三：如图1所示，本实施方式是对具体实施方式一作出的进一步说明，所述伺服电机8外部罩设有防水箱。

具体实施方式四：如图1～图4所示，本实施方式公开了一种具体实施方式一所述的一种冶炼炉换热冷却装置的操作方法，所述操作方法包括如下步骤：

步骤一：预先根据驱动转杆2的丝杠杆2-1旋转角度测量挤压喷水环7的螺母7-2位移距离，从而计算出挤压喷水环7在两端的多个齿轮6之间进行单向行程时驱动转杆2的总旋转角度；

步骤二：结合转筒5内壁的内齿与齿轮6的传动比，计算出挤压喷水环7单向行程时转筒5的总旋转角度，再结合转筒5外壁的一圈外齿5-1与主动轮8-1的传动比，确定挤压喷水环7单向行程时主动轮8-1的总旋转角度；

步骤三：将进水管3-2与外部冷却水供给管线连接，排水管3-3与外部排水管线连接，在转筒5内注满冷却水，根据上述计算结果通过编程控制伺服电机8带动主动轮8-1正反交替转动，从而使挤压喷水环7在转筒5内壁与卧式冶炼炉本体1外壁之间往复移动，挤压喷水环7两侧表面交错贯通设置多个通水管头7-1，并且通水管头7-1外端均向卧式冶炼炉本体1外壁倾斜设置，挤压喷水环7往复移动过程中会对冷却水进行挤压，冷却水经通水管头7-1喷射在卧式冶炼炉本体1外壁上结合冷却水流动实现换热。

参照图1所示，挤压喷水环7初始位置时靠近一端的多个齿轮6，进水管3-2与外部冷却水供给管线连接，排水管3-3与外部排水管线连接，转筒5内注满冷却水，启动伺服电机8驱动主动轮8-1，主动轮8-1通过啮合的一圈外齿5-1控制转筒5转动，转筒5的内齿带动啮合的多个齿轮6转动，多个齿轮6带动多根驱动转杆2转动，由于驱动转杆2中间为丝杠杆2-1与挤压喷水环7的螺母7-2螺接配合，挤压喷水环7沿多根驱动转杆2进行位移，至靠近另一端的多个齿轮6时为单向行程，假定此时伺服电机8正转3600°，则伺服电机8再反转3600°挤压喷水环7返回初始位置，构成一次往复移动，伺服电机8通过编程循环上述转向转角，挤压喷水环7即可多次进行往复移动，在往复移动过程中对冷却水进行挤压，使冷却水通过通水管头7-1喷射在卧式冶炼炉本体1外壁上进行换热冷却，通过水的流动带走卧式冶炼炉本体1的热量，驱动转杆2两端可分别设置小径段与法兰盘1-2转动连接，压簧4提供弹性支撑将环形封板3向转筒5对应端面封盖压紧，环形封板3内侧表面及内环面设置有胶垫3-1，分别对转筒5端面和卧式冶炼炉本体1之间缝隙进行密封，环形封板3与驱动转杆2之间通过密封圈密封，避免冷却水流出。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的装体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同条件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (4)

1.一种冶炼炉换热冷却装置，包括卧式冶炼炉本体(1)，所述卧式冶炼炉本体(1)外形为水平设置的圆罐状且其底部两端固定有两个底托(1-1)，其特征在于：所述冶炼炉换热冷却装置还包括转筒(5)、挤压喷水环(7)、伺服电机(8)、两个环形封板(3)、多根驱动转杆(2)、多根压簧(4)以及多个齿轮(6)，卧式冶炼炉本体(1)外壁首尾两端同轴固定有两个法兰盘(1-2)，所述两个法兰盘(1-2)之间沿圆周方向等角度安装有多根驱动转杆(2)，所述两个环形封板(3)与所述多根驱动转杆(2)对应位置分别设置穿孔并固定密封圈，两个环形封板(3)套装在多根驱动转杆(2)上并分别邻近两个法兰盘(1-2)内侧，每根驱动转杆(2)两端邻近环形封板(3)内侧分别同轴固定有齿轮(6)，所述转筒(5)套装在多根驱动转杆(2)外部，转筒(5)内壁制有内齿并与多个齿轮(6)啮合设置，每根驱动转杆(2)两端位于法兰盘(1-2)与环形封板(3)之间分别套设有压簧(4)，通过所述多根压簧(4)将两个环形封板(3)向转筒(5)对应端面封盖压紧，两个环形封板(3)内侧表面及内环面均设置有胶垫(3-1)，多根驱动转杆(2)位于对应的两个齿轮(6)之间部分均设置为丝杠杆(2-1)，所述挤压喷水环(7)间隙设置于转筒(5)内壁与卧式冶炼炉本体(1)外壁之间，挤压喷水环(7)与多根驱动转杆(2)对应位置分别设置通孔并固定螺母(7-2)，所述螺母(7-2)与所述丝杠杆(2-1)一一螺接配合，挤压喷水环(7)两侧表面分别沿其圆周方向等角度交错贯通设置多个通水管头(7-1)，所述多个通水管头(7-1)外端均向卧式冶炼炉本体(1)外壁倾斜设置，转筒(5)外壁制有一圈外齿(5-1)，所述伺服电机(8)驱动主动轮(8-1)并与转筒(5)的所述一圈外齿(5-1)啮合设置，伺服电机(8)通过机架安装板(9)与所述底托(1-1)连接固定，其中一个环形封板(3)外侧表面固定连通有进水管(3-2)，另一个环形封板(3)外侧表面固定连通有排水管(3-3)。

2.根据权利要求1所述的一种冶炼炉换热冷却装置，其特征在于：所述主动轮(8-1)与齿轮(6)的传动比为1﹕1。

3.根据权利要求1所述的一种冶炼炉换热冷却装置，其特征在于：所述伺服电机(8)外部罩设有防水箱。

4.根据权利要求1所述的一种冶炼炉换热冷却装置的操作方法，其特征在于：所述操作方法包括如下步骤：

步骤一：预先根据驱动转杆(2)的丝杠杆(2-1)旋转角度测量挤压喷水环(7)的螺母(7-2)位移距离，从而计算出挤压喷水环(7)在两端的多个齿轮(6)之间进行单向行程时驱动转杆(2)的总旋转角度；

步骤二：结合转筒(5)内壁的内齿与齿轮(6)的传动比，计算出挤压喷水环(7)单向行程时转筒(5)的总旋转角度，再结合转筒(5)外壁的一圈外齿(5-1)与主动轮(8-1)的传动比，确定挤压喷水环(7)单向行程时主动轮(8-1)的总旋转角度；

步骤三：将进水管(3-2)与外部冷却水供给管线连接，排水管(3-3)与外部排水管线连接，在转筒(5)内注满冷却水，根据上述计算结果通过编程控制伺服电机(8)带动主动轮(8-1)正反交替转动，从而使挤压喷水环(7)在转筒(5)内壁与卧式冶炼炉本体(1)外壁之间往复移动，挤压喷水环(7)两侧表面交错贯通设置多个通水管头(7-1)，并且通水管头(7-1)外端均向卧式冶炼炉本体(1)外壁倾斜设置，挤压喷水环(7)往复移动过程中会对冷却水进行挤压，冷却水经通水管头(7-1)喷射在卧式冶炼炉本体(1)外壁上结合冷却水流动实现换热。

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