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一种单介质高炉雾化喷枪的制作方法

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1.本实用新型涉及冶金流程中湿法烟气降温、除尘、调质及设备冷却保护领域,尤其涉及一种单介质高炉雾化喷枪。


背景技术:

2.在冶金技术领域,尤其采用高炉进行生产作业时,简易喷枪是非常重要的辅助工具,如,简易喷枪可以用于:
3.冶金烧结工序的脱硫脱硝、烟气温降除尘;
4.高炉工序的炉顶打水降温、高炉烟气的除酸、降温、除尘等;
5.转炉工序的一次烟气湿法除尘、降温;
6.车间的烟尘无组织排放的除尘、降温;
7.原料厂的除尘、增湿等;
8.对工艺设备的冷却保护。
9.现有技术中采用的简易喷枪主要有两种,双介质喷枪或结构简易的一体化单介质喷枪。但是,双介质喷枪的能耗及成本极高;而目前使用的单介质喷枪具有以下缺点:由于高炉烟道及洗涤塔本身直径及体积较大,一体化喷枪存在安装时无法定位、运输困难、维修拆卸不方便的问题,这些都对喷枪的使用带来了一定的困难,也对烟气处理的高效性带来了不利的影响。


技术实现要素:

10.鉴于现有技术中的上述缺陷或不足,期望提供一种分体式的单介质高炉雾化喷枪,具体技术方案如下:
11.本技术提供一种单介质高炉雾化喷枪,包括:喷头组件、第一水管、第二水管、连接法兰组件;
12.所述第二水管上设有出水接口,所述出水接口上固定连接有所述喷头组件,所述第一水管上设有进水接口,所述第一水管与所述第二水管通过所述连接法兰组件可拆卸连通。
13.进一步,所述第一水管内同轴设置有第一内管;所述第一水管与第一内管之间通过第一内管支撑环连接;所述第二水管内同轴设置有第二内管;所述第二水管与第二内管之间通过第二内管支撑环连接;
14.在所述内管支撑环上沿其周向上开有多个与其轴向平行的第一通孔;
15.所述第一内管和第二内管管壁上设有多个第二通孔。
16.进一步,所述喷头组件包括喷枪头和设置在喷枪头与第二水管之间的喷枪连接座;
17.所述喷枪连接座具有位于中部的第三通孔、环绕所述第三通孔设置的多个分流孔;
18.所述喷枪连接座具有稳流室,所述第三通孔的第一端与第二内管连通,各所述分流孔的第一端与第二内管与第二水管之间的空间连通;
19.所述第三通孔的第二端以及各所述分流孔的第二端均与所述稳流室连通。
20.进一步,所述喷枪头内设有连接套和位于所述连接套内的急速稳流芯;所述连接套为中空管状结构,所述连接套外壁与所述喷枪头内壁固定连接,所述急速稳流芯包括与所述连接套同轴设置的实心柱体,所述实心柱体与所述连接套的内壁之间通过若干隔挡片固定连接,以形成若干个分流通道。
21.进一步,所述喷枪头远离喷枪连接座一侧为向外口径不断增大的雾化喷嘴,所述雾化喷嘴与所述连接套之间设有雾化腔,所述雾化腔的内径从靠近所述连接套的一端到所述雾化喷嘴一端逐渐缩小;
22.所述喷头组件还包括旋流分水芯,所述旋流分水芯固定于所述连接套靠近所述雾化腔的一端;
23.所述旋流分水芯设有至少两个螺旋状的旋流通道,用于将从急速稳流芯出来的介质由直流改为旋流;
24.旋流介质进入所述雾化腔内撞击后完成第一次雾化;所述第一次雾化后的介质经所述雾化喷嘴边缘排出,完成第二次雾化。
25.进一步,所述旋流分水芯靠近所述雾化腔一侧的端面上设有与所述旋流通道相通的凹槽及与所述凹槽相通但与所述旋流通道不相通的补充凹槽,未进入雾化腔内的旋流介质经所述凹槽及所述补充凹槽碰撞后形成雾化,并通过所述雾化喷嘴均匀喷出。
26.进一步,所述第一内管包括两段,两段第一内管之间固定连接有伸缩波纹管,用于调节所述第一内管两端由于受热产生的拉力。
27.进一步,所述连接法兰组件内部连接端为凹凸结构,凸起部顶端外边缘延伸至所述第一内管或第二内管端部外边缘处安装有第一密封垫,凸起部底端沿凸起部周向开有密封凹槽,所述密封凹槽内安装有第二密封垫。
28.进一步,所述进水接口处位于所述第一水管内部设有过滤格栅,用于将流入所述单介质高炉雾化喷枪的介质进行过滤。
29.进一步,所述第一水管远离所述连接法兰组件的一端的端面上可拆卸连接有格栅螺堵,所述进水接口位于管壁上;
30.所述过滤格栅一端连接在所述第一内管内侧,另一端连接在所述格栅螺堵上;
31.所述第一内管远离所述连接法兰组件一端与所述第一水管之间通过内管固定环连接。
32.本技术的有益效果在于:
33.本技术通过将单介质高炉雾化喷枪的喷枪水管设计为两段,分别为第一水管和第二水管,这两段通过连接法兰组件可拆卸连通,工作时将两段组装,不影响正常使用,闲置时可将喷枪从连接法兰组件处拆开,拆开后喷枪体积减小,方便存放和运输,维修更加便捷。
附图说明
34.通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述,本技术的其它
特征、目的和优点将会变得更明显:
35.图1为本实用新型单介质高炉雾化喷枪的整体结构示意图;
36.图2为图1所示的a部分的局部放大图;
37.图3为图1中所示的第一内管支撑环1210的截面图;
38.图4为图2中所示的第一内管支撑环1220的截面图;
39.图5为图2中所示的喷枪连接座42的截面图;
40.图6为图2中所示的急速稳流芯44的截面图;
41.图7为图2中所示的旋流分水芯45的截面图;
42.图8为图6中所示的旋流分水芯45中旋流通道4500的示意图;
43.图中标号:1、第一水管;2、第二水管;21、出水接口;11、进水接口;10、第一内管;20、第二内管;1210、第一内管支撑环;1220、第二内管支撑环;1200、第一通孔;2100、第二通孔;41、喷枪头; 42、喷枪连接座;43、连接套;44、急速稳流芯;45、旋流分水芯; 4210、第三通孔;4220、分流孔;4200、稳流室;441、实心柱体;442、隔挡片;4420、分流通道;4110、雾化喷嘴;4120、雾化腔;4500、旋流通道;4510、凹槽;4520、补充凹槽;300、密封凹槽;15、伸缩波纹管;30、凸起部;31、第一密封垫;32、第二密封垫;121、格栅螺堵;122、格栅底座;123、内管支撑环。
具体实施方式
44.下面结合附图和实施例对本技术作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明,而非对该发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与发明相关的部分。
45.需要说明的是,在不冲突的情况下,本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
46.请参考图1,
47.一种单介质高炉雾化喷枪,包括:喷头组件、第一水管1、第二水管2、连接法兰组件;
48.所述第二水管2上设有出水接口21,所述出水接口21上固定连接有所述喷头组件,所述第一水管1上设有进水接口11,所述第一水管1与所述第二水管2通过所述连接法兰组件可拆卸连通。喷枪水管上设置有连接法兰组件后,工作时连接法兰组件将所述第一水管1和所述第二水管2连通,介质可以正常通过喷枪水管,不影响使用;闲置时可将喷枪从连接法兰组件处拆开,拆开后喷枪体积减小,方便存放和运输,维修更加便捷。
49.其中,在所述第一水管1和所述第二水管2的优选实施方式中,所述第一水管1内同轴设置有第一内管10;所述第一水管1与第一内管10之间通过第一内管支撑环1210连接;所述第二水管2内同轴设置有第二内管20;所述第二水管2与第二内管20之间通过第二内管支撑环1220连接。所述第一水管1或所述第二水管2受到外部撞击力,或处于高温状态下使用时,管体容易发生形变,影响喷枪的使用寿命,在所述第一水管1或所述第二水管2增设的所述第一内管10和第二内管20以及所述第一内管支撑环1210和所述第二内管支撑环1220,均可提供相应的支撑力使喷枪水管抗形变能力增强。如图1至图4中所示,在所述第一内管支撑环1210和所述第二内管支撑环1220上,沿其周向上开有多个与其轴向平行的第一通孔
1200,在所述第一内管10 与所述第一水管1之间为第一空间,在所述第二内管20与所述第二水管2之间为第二空间,在所述第一内管支撑环1210和所述第二内管支撑环1220上开设的所述第一通孔1200,保证了所述第一空间和第二空间内介质的流动性。如图1中所示,所述第一内管10和第二内管 20管壁上设有多个第二通孔2100,所述第一内管10内的介质可通过所述第二通孔2100进出所述第一空间,所述第二内管20内的介质也可通过所述第二通孔2100进出所述第二空间,由于喷枪水管外壁与高炉内高温环境接触,因而所述第一水管1和第二水管2管壁温度较高,所述第一内管10和所述第二内管20内的介质温度相对较低,介质通过上述流动过程,带走所述第一水管1和第二水管2管壁上过多的热量,从而降低了所述第一水管1和所述第二水管2表面的温度,进一步增强了喷枪水管在高温下的抗形变能力。
50.其中,在所述喷头组件的优选实施方式中,所述喷头组件包括喷枪头41和设置在喷枪头41与第二水管2之间的喷枪连接座42;优选地,为方便调节喷射角度,所述喷枪连接座42通常为90
°
拐角设计,使用时可有效增大喷射范围。
51.如图5中所示,所述喷枪连接座42具有位于中部的第三通孔4210、环绕所述第三通孔4210设置的多个分流孔4220,由于该喷枪多在高炉中使用,流入喷枪的介质一般介质压力较大,高压下的介质流经喷枪水管后各部分受力不均,介质流向较为发散且不稳定。为使经喷头组件喷出的介质角度保持稳定,需要对介质进行稳流,介质从所述第二水管2内流出后,一部分流入所述第三通孔4210另一部分流入所述分流孔4220。
52.所述喷枪连接座42具有稳流室4200,所述第三通孔4210的第一端与第二内管20连通,各所述分流孔4220的第一端与第二内管20 与第二水管2之间的空间,即第二空间连通;
53.所述第三通孔4210的第二端以及各所述分流孔4220的第二端均与所述稳流室4200连通。所述第二内管20流出的介质经所述第三通孔4210的第一端流入所述第三通孔4210中,所述第二空间流出的介质经各所述分流孔4220的第一端流入各所述分流孔4220中,两部分介质会在所述喷枪连接座42的第二端的所述稳流室4200内交汇,进而完成第一次稳流。稳流后的介质分布更加均匀,流向更加稳定。
54.其中,在所述喷头组件的优选实施方式中,所述喷枪头41内设有连接套43和位于所述连接套43内的急速稳流芯44;所述连接套43 为中空管状结构,所述连接套43外壁与所述喷枪头41内壁固定连接,如图6中所示,所述急速稳流芯44包括与所述连接套43同轴设置的实心柱体441,由于所述实心柱体441位于所述连接套43内部,介质的流通半径会被压缩,介质流速加快,所述实心柱体441与所述连接套43的内壁之间通过若干隔挡片442固定连接,以形成若干个分流通道4420。如图2中所示,所述实心柱体441靠近所述喷枪连接座42 一侧优选为圆锥状,可将流经所述喷枪连接座42流出的介质均匀地倒入所述分流通道4420中,进入所述分流通道4420中的介质被均匀地分成若干部分,以上各部分介质流出所述急速稳流芯44后交汇,进而完成第二次稳流。经第二次稳流后的介质流出后方向会更加稳定。
55.其中,在所述喷头组件的优选实施方式中,如图2中所示,所述喷枪头41远离喷枪连接座42一侧为向外口径不断增大的雾化喷嘴 4110,所述雾化喷嘴4110与所述连接套43之间设有雾化腔4120,所述雾化腔4120的内径从靠近所述连接套43的一端到所述雾化喷嘴 4110一端逐渐缩小;所述雾化喷嘴4110与所述雾化腔4120连通处一般设有口径控制装置,用于根据使用环境的需要调节雾化介质的喷射角度,角度可控制在60
°‑
115
°
;所述雾化腔
4120优选为半球形,既能为介质雾化提供足够的空间,又能使雾化后的介质均匀地排出,提升了雾化的效果。
56.所述喷头组件还包括旋流分水芯45,所述旋流分水芯45固定于所述连接套43靠近所述雾化腔4120的一端;如图2中所示,作为优选,所述旋流分水芯45靠近所述急速稳流芯44一侧为圆弧面,靠近所述雾化腔4120的一侧为平面,中间为柱面,所述旋流分水芯45通过柱面上的螺纹固定在所述连接套43的内壁上。
57.如图7中所示,所述旋流分水芯45设有至少两个螺旋状的旋流通道4500,用于将从急速稳流芯44出来的介质由直流改为旋流。旋流介质进入所述雾化腔4120内撞击后完成第一次雾化。作为优选,所述旋流通道4500位于所述急速稳流芯44柱面上,且均为同时针的。经过两次稳流后的介质被所述急速稳流芯44圆弧面均匀地导入所述旋流通道4500中,直流的介质转化为旋流介质。这样可以最大程度地增大多股旋流介质碰撞的效果,优化了雾化效果。所述第一次雾化后的介质经所述雾化喷嘴4110边缘排出,完成第二次雾化。优选地,所述雾化喷嘴4110为圆锥形凹槽,第一次雾化后的旋流介质进入所述雾化喷嘴4110的圆锥形尖端处与外界接触,由于雾化介质压强高于外界大气压,所以在所述雾化喷嘴4110处产生气助雾化,随着所述雾化喷嘴 4110向外口径不断增大,雾化后的旋流介质会呈现稳定的圆锥形,提升了雾化效果。
58.其中,在所述喷头组件的优选实施方式中,如图8中所示,所述旋流分水芯45靠近所述雾化腔4120一侧的端面上设有与所述旋流通道4500相通的凹槽4510及与所述凹槽4510相通但与所述旋流通道 4500不相通的补充凹槽4520,优选地,所述补充凹槽4520与所述凹槽4510相交于该端面的中心处,且所述旋流分水芯与所述雾化喷嘴 4110及所述雾化腔4120同轴。未进入雾化腔4120内的旋流介质经所述凹槽4510及所述补充凹槽4520碰撞后形成雾化,雾化后的介质会沿所述雾化喷嘴4110的轴向向外喷射,保证所述雾化喷嘴4110在喷出的雾化介质在旋流圆锥形内部均匀分布,进一步提升了介质的雾化效果。
59.其中,在所述第一内管10的优选实施方式中,如图1中所示,所述第一内管10包括两段,两段第一内管之间固定连接有伸缩波纹管 15,用于调节所述第一内管10两端由于受热产生的拉力。如图1所示,在所述第一水管1内部的第一内管10两端均为固定连接,第一内管 10管壁外为相对高温的介质,管壁内为相对低温的介质,内外温差会造成其轴向产生由于其收缩产生的拉拽力,将所述第一内管10分成两段,两段之间用所述伸缩波纹管15连接,可以充分化解所述拉拽力,有效地保护了所述第一内管10,及与其连接的喷枪其他部件,使喷枪在外界高温下可以正常工作。
60.其中,在所述连接法兰组件的优选实施方式中,如图1中所示,所述连接法兰组件内部连接端为凹凸结构,凸起部30顶端外边缘延伸至所述第一内管10或第二内管20端部外边缘处安装有第一密封垫31,凸起部30底端沿凸起部30周向开有密封凹槽300,所述密封凹槽内安装有第二密封垫32。作为优选,所述第一密封垫31为316金属石墨垫,其具有较好的耐高温、耐高压性能;所述第二密封垫32为氟橡胶o型圈,其具有较好的耐高温性能。所述第一密封垫31和所述第二密封垫32的双密封层设计,有效防止了所述第一内管10或第二内管20内的高压介质经所述连接法兰组件向外渗出,保证了喷枪在高温下可以正常使用。
61.其中,在所述进水接口11的优选实施方式中,如图1中所示,所述进水接口11处位于所述第一水管1内部设有过滤格栅12,用于将流入所述单介质高炉雾化喷枪的介质进行
过滤。如图1所示,所述过滤格栅12为管状,并与所述第一水管1同轴设置;所述进水接口11 位于所述第一水管1远离所述连接法兰组件的一端的管壁上,该端面上可拆卸的连接有格栅螺堵121,用于密封所述第一水管1的一端,所述过滤格栅12的一端通过格栅底座122固定于所述格栅螺堵121 上,另一端插入所述第一内管10内部,并通过内管固定环123连接于所述第一水管1内壁上,所述内管固定环123周向上没有通孔。当介质通过所述进水接口11进入所述第一水管1后,由于所述内管固定环 123处为密封状态,全部介质均会经过所述过滤格栅12进入所述第一内管10内部,这样进入喷枪的介质得到了很好的过滤,有效地解决了喷枪内各部件的堵塞问题,增加了喷枪的使用寿命。
62.其中,在所述过滤格栅12安装方式的优选实施方式中,如图1 中所示,所述第一水管1远离所述连接法兰组件的一端的端面上可拆卸连接有格栅螺堵121,所述进水接口11位于管壁上;所述过滤格栅 12一端连接在所述第一内管10内侧,另一端连接在所述格栅螺堵121 上;所述第一内管10远离所述连接法兰组件一端与所述第一水管1 之间通过内管固定环123连接。所述过滤格栅12与所述第一内管10 之间的空间为第三空间。介质经所述进水接口11进入所述第一水管1 内的第三空间,由于所述过滤格栅12一端连接在所述第一内管10内侧,另一端连接在所述格栅螺堵121上,且所述第一内管10远离所述连接法兰组件一端与所述第一水管1之间通过内管固定环123连接,优选地,所述过滤格栅12另一端固定有格栅底座122,所述格栅底座可拆卸的安装于所述格栅螺堵121上,这样方便更换所述过滤格栅12,保持其对介质的过滤效果;所述内管固定环123把所述第一空间与所述第三空间隔开。因此,第三空间内的介质需要经过所述过滤格栅12 的过滤才可进入所述第一内管10中,确保了过滤介质的效果,有效防止了所述喷枪各组件的堵塞,增加了喷枪的使用寿命。
63.以上描述仅为本技术的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解,本技术中所涉及的发明范围,并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案,同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下,由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本技术中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

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