Охлаждающее устройство Советский патент 1985 года по МПК F25B9/02 

Изобретение относится к холодильной технике и может быть использовано в металлургической промышленности для охлаждения ручьев, нарезанных на валках, цапф (шеек) валков, установленных в подшипниках скольжения, горячекатанных профилей, подвергаемых термоправке или термоупрочнению.

Цель изобретения - обеспечение эффективного охлаждения объектов жидким охладителем.

На фиг. 1 схематически изображено предлагаемое устройство, разрез; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - узел, включаюш.ий разделительную перегородку, смесительную камеру и эжектор; на фиг. 5 - выходное сечение ш.елевого эжектора.

Устройство содержит вихревые трубы 1, установленные на основании 2, смесительную камеру 3, ш,елевой эжектор 4 и газоподводящий канал 5.

Каждая вихревая труба имеет камеру 6 энергетического разделения с тангенциальным сопловым вводом 7 сжатого воздуха, горячий конец 8, дросселирующую диафрагму 9, корпус 10, в котором закреплен патрубок 11 холодного потока. Для регулирования температуры воздуха вихревая труба снабжена шайбой 12, установленной на серьге 13 с помошью проставок 14 и винта 15.

Смесительная камера представляет собой трубу с впускными отверстиями 16, отверстием 17 для ввода патрубка 11 холодного потока и сквозной прорезью 18 для установки эжектора. Щелевой эжектор образован двумя пластинами 19 и 20. Пластина 19 одним из концов введена в смесительную камеру 3 и имеет отверстия 21. Пластина 20 с помощью ребер 22 закреплена на наружной стенке смесительной камеры 3, образуя эжекторные сопла 23. Пластина 20 эжектора снабжена завихрителями 24 (выемками с глубиной, равной половине толщины пластины).

На основании 2 устройства установлен разделитель 25 потока, снабженный впускными отверстиями 26.

Эжектор 4 обращен к охлаждаемым поверхностям объектов, например шейке валка 27 прокатного стана и вкладышу подшипника 28.

На фиг. 1, 3 и 4 сплошными стрелками показаны потоки жидкости (жидкого охладителя), сплошными стрелками с поперечными штрихами - потоки газа, штриховыми - потоки двухфазной смеси (жидкость - газ).

Охлаждаюшее устройство устанавливают по отношению к охлаждаемой поверхности объекта, как показано на фиг. 1 и 2. Пластина 20 эжектора 4 обращена завихрителями к охлаждаемой поверхности, образуя эжекторную щель. Кроме того, его располагают в потоке жидкости (воды), которая в прокатных станах поступает из шлангов и направляется на охлаждаемые поверхности шеек валков. На металлургических заводах вода для охлаждения подщипников подается из оборотной системы водоснабжения. Эта же вода используется также и для охлаждения калибров валков, в процессе которого она нагревается и частично смешивается с потоком воды, предназначенным для охлаждения подшипников. В результате в летнее время температура воды достигает 32-35 °С. Необходимая температура воды, применяемой для охлаждения подщипников, не должна превыщать 7-10°С, Поскольку охлаждающее устройство не способно охладить весь поступающий на шейку валка водяной поток до указанной температуры, разделяющую пластину устройства при установке на охлаждаемый объект ориентируют так, чтобы водяной поток не попадал непосредственно в зону действия устройства (дуга N-NI-N-,,). т.е. ее устанавливают вплотную к охлаждаемой поверхности.

Охлаждающее устройство работает следующим образом.

Предварительно включают в работу вихревую трубу и водяную систему охлаждения подщипника. Поток воды, омывая вращающуюся по стрелке (фиг. 1 и 2) щейку валка, стекает в приямок клети по разделительной перегородке, при этом часть воды через отверстия 26 поступает к наружным стенкам смесительной камеры. В связи с тем, что смесительная камера выполнена из теплопроводного материала (.медь, латунь) и охлаждается потоком воздуха вихревой трубы, воду, омывающую наружную стенку камеры, подвергают предварительному охлаждению. Участок N-NI щейки валка 27, проходящий эту зону, также подвергают более интенсивному охлаждению. Предварительно охлажденная вода поступает через отверстия 16 и 17 в смесительную камеру. Этому способствует некоторое разрежение, создаваемое в верхней части смесительной камеры потоком воздуха, выходящего из патрубка 11.

В смесительной камере происходит образование двухфазной смеси вода - воздух, что вызвано холодным потоком воздуха, поступающим с напором из вихревых труб, который воздействует на воду, перетекающую через пластину 19, а также эжекцией через отверстия 21. Далее двухфазная смесь вода - воздух эжектируется на охлаждаемые поверхности щейки валка 27 и втягивается в зону трения подщипника 28 в качестве смазки. Кроме основного охлаждающего двухфазного потока, в эжекторе

возникает еще два дополнительных охлаждающих водяных потока: первый проходит через сопла 23, а второй - между пластиной 20 эжектора и охлаждаемой поверхностью валка 27. Первый поток способствует охлаждению самой пластины 20, которая становится охлаждающим элементом, а второй - турбулентный - теплопередаче от охлаждаемой поверхности к охлаждающему

элементу, интенсифицируя процесс охлаждения щейки валка.

В случае применения устройства для охлаждения ручьев, нарезанных на прокатных валках, или горячекатанных профилей любой конфигурации изменяется только форма смесительной камеры и пластин эжектора в соответствии с формой кривой, образующей охлаждаемую поверхность.

ОХЛАЖДАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее по крайней мере одну вихревую трубу с сопловым вводом сжатого газа. г f камерой энергетического разделения и диафрагмой, имеющей выпускной патрубок холодного потока, соединенный с эжектором, отличающееся тем, что, с целью обеспечения эффективного охлаждения объектов жидким охладителем, на патрубке холодного потока укреплена разделительная перфорированная пластина, а сам патрубок соединен с эжектором при помощи смесительной камеры, в которую он введен со смещением к одной из ее стенок, причем в стенке смесительной камеры со стороны пластины выполнены отверстия для ввода жидкого охладителя, а подключенное к ней сопло эжектора выполнено щелевым и одна нз его наружных стенок, обращенная к охлаждаеi мому объекту, снабжена завихрителями потока охладителя. (Л ;о О5 сд 28 Фиг. 1

Б-Б

Фиг.З

;/

25

Фиг А