[发明专利]调节阀，尤其是用在冷却区中的调节阀

说明书

本发明涉及一种用于调节至少一个管道中的通过横截面的调节阀，尤其是用于高动态地调整轧机中冷却区的冷却剂量，该调节阀包括至少一个节流阀体、至少一个阀座以及被设立成用于改变每个节流阀体的定位的调节驱动件。为了实现调节阀的可再现的响应性能、短的反应时间和高的调节精度，根据本发明提出的是，调节驱动件具有电的线性马达。

技术领域

本发明涉及一种用于调节管道中的通过横截面的调节阀，尤其是用于高动态地调整轧机中的冷却区的冷却水量的调节阀。

背景技术

调节阀是一种利用辅助能来工作的装置，它调整着过程系统中的通过量。

在针对钢丝和棒钢的轧机中使用到水冷却区，以便影响材料的机械特性。在此使用不同的方法：

自身回火热处理法基本上用在结构钢的制造中。在此，完成轧制的产品在到达冷却床(棒钢)或绕线机(线材)之前由轧制热来进行热处理。轧件以950～1050℃的温度离开上一个轧钢机架。在冷却区中，外层通过水在高压(5～16巴)下被冷却到400℃的温度。由此形成马氏体组织。在接下来的温度平衡期间，一方面让马氏体的外层再次升温(回火)并且另一方面使芯部冷却，由此形成铁素体-珠光体组织。通过使用自身回火热处理法可以在显著减少合金元素的添加的同时实现最终产品所需要的机械特性。精确的温度运用决定了对合金元素的能量节省。

在热机械式轧制中，轧件在最后的变形步骤之前被冷却到限定的温度。这导致形成细颗粒的组织，其在具有较高强度的同时还提供了良好的韧性和可冷变形性。使用到不同的造型部通过热机械式轧制达到了否则只有通过添加合金元素才能达到的机械特性。精确的温度运用是使用热机械式轧制的前提。

连铸坯在热轧机之前在再加热炉中的升温不能完全均匀地分布在铸坯的长度上。直接位于连铸设备后方的再加热炉被用于为冷却的连铸坯加热。为了将连铸坯保持在再加热炉中，需要经水冷的滑轨，铸坯在升温期间就放在这些滑轨上。在滑轨的区域内会出现遮蔽处，这些遮蔽处通过铸坯长度上的温度布局体现出来。为了避免温度在铸坯的长度上的偏差，需要对冷却水进行高动态的调整。

市场上的用于调整冷却水的调节机构可以划分成气动的和电动的调节机构。

具有气动的驱动件的调节机构在短到中的反应时间内做出响应。然而问题是，附着摩擦到滑动摩擦的过渡会导致粘着滑动效应(Stick-Slip-Effekt)，这导致响应性能不可再现并且因此导致反应时间不能保持相同。气动的驱动件因此不适合于高精确的、动态的调整过程。

具有电驱动件的调节机构是基于具有短的反应时间的、高的调节精度的、但调节速度太慢的自锁的马达传动装置单元。

目前市场上最快的具有最大10mm/s的调节速度的阀驱动件虽然达到了需要的反应时间，然而却无法达到所需要的调节速度(50mm/s)。

因此，以冷却区之后的温度与目标温度偏差最小地进行精确的温度运用目前还不可能。然而这种温度运用可以根据本发明通过对冷却水量的高动态调整结合一种合适于调整冷却水的调节机构得以实现。

GB 2 460 336 A公开了一种水下井口终端元件，其具有多个用于控制液体进出井筒的流动的截止阀。为了使截止阀的封闭元件从打开位置到关闭位置往复运动，封闭元件通过阀杆与线性马达连接。

在WO 2009/048995 A1公开了一种二通截止阀，包括：阀壳体，能在阀壳体中往复运动的圆柱形封闭元件，其经由杆与线性致动器连接。与封闭元件连接的线性致动器包括：多个环形定子盘；多个环形的定子线圈，其被布置在定子盘之间；多个齿，其形成的圆柱形开口；具有多个齿的可在圆柱形开口中移动地布置滑块，滑块的齿表面形成滑块的圆柱形外周面，其中滑块通过定子线圈的磁通量移动，磁通量由线圈中的电流引起。线性致动器的操作原理基于一方面是圆柱形开口的内齿与另一方面是滑块的外齿之间的磁阻的减小。