紊流套及紊流管制造技術

本實用新型專利技術提供了一種紊流套及紊流管，其中，所述紊流套具有沿軸向貫通的貫穿孔，貫穿孔一端為錐形收縮口，另一端為錐形擴張口，錐形收縮口和錐形擴張口之間形成喉部，該喉部為沿紊流套軸向延伸的等徑喉管，所述等徑喉管的內壁上具有至少一組泄壓孔，每組泄壓孔包括沿所述等徑喉管周向呈放射狀分布的多個通孔。本實用新型專利技術的紊流套通過將喉部的長度加長而形成等徑喉管，增加了導向作用，等徑喉管內壁設置泄壓孔，能減輕軋件在高速穿過水冷時的阻力，有利于軋件的運行穩定，同時，冷卻水流體在從錐形收縮口進入等徑喉管后，可在等徑喉管內形成層流和弱紊態流動，降低了水壓波動，減少了冷卻水造成對軋件的沖擊。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種紊流套及紊流管，尤其涉及一種適用于棒材水冷裝置中的紊流套和紊流管。
技術介紹
棒材的水冷裝置是對于軋制后的高溫棒、線材進行強制冷卻和在線熱處理的設備，其原理是利用棒材熱軋后在奧氏體狀態下快速冷卻，棒材表面淬成馬氏體，隨后由其心部放出余熱進行自回火，提高棒、線材的強度和塑性，改善韌性，從而得到良好的綜合力學性能。棒材的水冷裝置主要包括預水冷裝置和穿水冷卻裝置，其中，預水冷裝置位于中 軋機組后、精軋機組前，穿水冷裝置位于精軋機組后，分段剪前。棒材的水冷裝置中的關鍵部件為水冷單元，水冷單元通常包括水冷噴嘴和連接在水冷噴嘴后的紊流管。軋件由水冷噴嘴進入紊流管內進行冷卻時，因為冷卻水的熱容大，局部的冷卻水溫度升高時，很難在短時間內將熱量傳遞給冷卻水的其他部分，冷卻水在紊流管內的流動狀態將直接影響軋件與冷卻介質的熱交換強度；另外，軋件離開水冷噴嘴進入紊流管冷卻后，在軋件表面會再一次形成渦核(隔熱保護蒸汽膜)，軋件表面的一層渦核處于負壓，緊緊包裹在軋件表面，導致接近軋件的冷卻水速度減小，而影響冷卻強度。紊流套是構成紊流管的核心部件，紊流套的結構決定了冷卻水在冷卻管內的流動狀態；同時，為了強化冷卻，就要減少渦核厚度，紊流套的結構是解決渦流厚度的關鍵。現有技術中的紊流套具有一沿軸向貫通的貫穿孔，該貫穿孔一端具有錐形收縮口，另一端具有錐形擴張口，在錐形收縮口和錐形擴張口之間形成喉部。多段紊流套串聯于冷卻導管內形成紊流管，每段紊流套的錐形收縮口與相鄰的紊流套的錐形擴張口對接配合，多段紊流套的貫穿孔串聯而成內徑呈周期性變化的貫通通道。冷卻水從紊流管中通過時，由于紊流管的變內徑結構特點，使冷卻水具有紊流狀態，冷卻水除沿軸向流動外，由于截面變化，造成壓力的變化，在軋材的垂直表面形成劇烈的攪動，冷卻水的各個質點有更多的機會接觸或撞擊熱態線材的表面，沖擊其表面的蒸汽膜，并將其中的高溫質點擠走，充分地進行熱交換，從而獲得良好冷卻效率。但是，目前用于棒材水冷中的紊流套通常其錐形收縮口與錐形擴張口之間的喉部極短，從而冷卻水流體從錐形收縮口直接進入錐形擴張口，流體紊流程度高，換熱系數鉸大，但是預水冷軋件由于規格較大，不希望太高的換熱系數，否則軋件沿斷面方向的溫度梯度太大，會影響軋件進入精軋機組的軋制，同時，這種結構的紊流管水冷強度大，易產生馬氏體等不良組織。
技術實現思路
為了解決以上現有技術中紊流管所存在的由于喉部極短而導致的冷卻水紊流程度過高、換熱系數大、冷卻強度高、溫度梯度大的問題，本技術提供了一種紊流套及由該紊流套構成的紊流管，其結構簡單，冷卻效果好。本技術所提供的技術方案為一種紊流套，具有沿軸向貫通的貫穿孔，所述貫穿孔一端為錐形收縮口，另一端為錐形擴張口，所述錐形收縮口和所述錐形擴張口之間形成喉部，所述喉部為沿所述紊流套的軸向延伸的等徑喉管，所述等徑喉管的內壁上具有至少一組泄壓孔，每組泄壓孔包括沿所述等徑喉管周向呈放射狀分布的多個通孔。進一步的，所述等徑喉管的內壁上具有多組所述泄壓孔，且多組所述泄壓孔沿所述等徑喉管的軸向排布。進一步的，所述錐形收縮口的收縮角度為20° 23°，所述錐形擴張口的擴張角度為20° 23。。進一步的，所述錐形收縮口的收縮角度和所述錐形擴張口的擴張角度相同。進一步的，所述紊流套的兩端分別固連有用于將多段所述紊流套串聯時進行徑向定位以及軸向定位的定位法蘭，所述定位法蘭為圓盤式結構，其端面上沿周向設有多個定位銷孔。 進一步的，所述定位法蘭的外周面上開設有沿所述定位法蘭的軸向貫通的多個溝槽。本技術還提供一種紊流管，包括冷卻導管；以及，串聯于所述冷卻導管內的多段本技術的紊流套。本技術的有益效果為本技術的紊流套具有錐形收縮口、等徑喉管和錐形擴張口，多段該紊流套串聯于冷卻導管內形成內徑呈周期性變化的紊流管，紊流管的內徑變化促進了冷卻水之間動能和熱量的交換，通過對錐形收縮口和錐形擴張口之間的喉部改進，將喉部的長度加長而形成一沿紊流套軸向延伸而具有一定長度的等徑喉管，增加了導向作用，等徑喉管內壁上設置泄壓孔，具有泄壓能力，降低正壓的形成，能減輕軋件在高速穿過水冷時的阻力；同時，喉部加長形成具有一定長度的等徑喉管，冷卻水流體在從錐形收縮口進入等徑喉管后，可在等徑喉管內形成弱紊態流動，降低了水壓波動，減少了冷卻水造成對軋件的沖擊；換熱系數和冷卻強度可以有效控制，沿斷面方向的溫度梯度分布小，容易控制冷卻溫度，從而可以實現輕穿水、低過冷、小溫差的冷卻工藝。附圖說明圖I表示本技術的紊流套的結構示意圖；圖2表示圖I中A-A向結構示意圖；圖3表示本技術的紊流管的結構示意圖。具體實施方式以下結合附圖對本技術的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本技術，并非用于限定本技術的范圍。為了解決現有技術中，用于棒材穿水冷裝置、預水冷裝置中的紊流管通常所采用的紊流套在結構上由于其喉部極短，而導致的冷卻水紊流程度過高、水壓波動大，換熱系數大、冷卻強度高、溫度梯度大的問題，本技術提供了一種用于紊流管中的紊流套，其具有結構簡單、冷卻均勻、冷卻效果好等優點。如圖I所示，本技術的紊流套I具有一軸向貫通的用于供冷卻水通過的貫穿孔，該貫穿孔的一端為錐形收縮口 11，另一端為錐形擴張口 12，在錐形收縮口 11與錐形擴張口 12之間形成喉部，本技術的紊流套I改進之處就在于，加長了喉部的長度，將喉部設計為一沿該紊流套I軸向延伸而具有一定長度的等徑喉管13，等徑喉管13的內壁上設有多組泄壓孔14，每組泄壓孔14包括沿等徑喉管13周向設置的、呈放射狀分布的多個通孔140。本技術的紊流套I具有錐形收縮口 11、等徑喉管13和錐形擴張口 12，多段該紊流套I串聯于冷卻導管內形成內徑呈周期性變化的紊流管，紊流管的內徑變化促進了冷卻水之間動能和熱量的交換，通過對錐形收縮口 11和錐形擴張口 12之間的喉部改進，將喉部的長度加長而形成一沿紊流套I軸向延伸而具有一定長度的等徑喉管13，增加了導向作用，并且其結構上增加了泄壓孔，具有泄壓能力，降低了正壓的形成，能減輕軋件在高速穿過水冷時的阻力，同時，喉部加長形成具有一定長度的等徑喉管13，冷卻水流體在從錐形收縮口11進入等徑喉管13后，可在等徑喉管13內作微穩態流動，降低了水壓波動，減少了冷卻水造成對軋件的沖擊；換熱系數和冷卻強度也可以有效控制，沿斷面方向的溫度梯度分布小，容易控制冷卻溫度，從而可以實現輕穿水、低過冷、小溫差的冷卻工藝。本實施例中，等徑喉管13的長度優選為軋件直徑為l(T20mm時，等徑喉管13長度為6(Tl00mm。當然，在實際應用中，等徑喉管13的長度可根據軋件的規格尺寸以及工藝要求進行合理調整，在此不再進行列舉。等級喉管的直徑是控制換熱系數和冷卻強度的關鍵。等徑喉管13直徑過大，則冷卻水流量大，冷卻不均勻，軋件會產生波浪彎；而等徑喉管13直徑過小，則軋件與管壁易發生摩擦，而對軋機產生阻力。本實施例中，優選的，軋件直徑為IOmm時，等徑喉管13直徑優選為20mm，既滿足要求的正壓力值，又避免軋件與管壁發生摩擦；軋件直徑為12 16mm時，等徑喉管13直徑優選為30mm ;軋件直徑為18 22mm時，等徑喉管13直徑優選為本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種紊流套，具有沿軸向貫通的貫穿孔，所述貫穿孔一端為錐形收縮口，另一端為錐形擴張口，所述錐形收縮口和所述錐形擴張口之間形成喉部，其特征在于：所述喉部為沿所述紊流套的軸向延伸的等徑喉管，所述等徑喉管的內壁上具有至少一組泄壓孔，每組泄壓孔包括沿所述等徑喉管周向呈放射狀分布的多個通孔。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：梁鴻，熊堅，馬志勇，童鎮，劉煒，李新林，孫長城，王任全，
申請(專利權)人：北京京誠瑞信長材工程技術有限公司，
類型：實用新型
國別省市：