[发明专利]用于将喷枪连接于收集器的装置

说明书

本发明涉及将喷枪连接于收集器的装置。

例如，为了将氧气吹向转炉金属熔池而使生铁转化成钢，需要使用喷枪。为了避免转炉中的高温过早地损坏喷枪，一般要使用在冷却回路中循环的冷却流体如水来冷却喷枪。为此目的，喷枪一般具有两个环形腔，它们围绕喷枪中的氧气通道共轴布置并在喷枪的喷嘴区域相连接以形成冷却流体的一个供应通道和一个返回通道，这两个通道都是环形的。因此，在工作中，这种喷枪必须连接于至少三条载送流体的管道以便进行冷却和吹送。

在使用一定时间以后，由于磨损，喷枪必须更换。为了用新喷枪迅速、简易地更换损坏的喷枪，人们已经提出了多种装置，以便部分自动地将喷枪连接于其工作所必需的管道，即，可以相应地连接于所有需要的管道。这种装置包括一个带有第一连接表面的连接头部和一个用于以不渗透的方式将第一连接表面压紧在喷枪的第二连接表面上的夹紧装置。连接头部内设几个共轴的通道，其第一端连接于载送冷却和吹送流体管道之一，其第二端通入第一连接表面。同样，喷枪的共轴通道也通入第二连接表面，因而在借助夹紧装置在两构件之间形成不渗透接触之后，在头部和喷枪之间的接合部就可传送流体。

这样，DE-A-25 12 487提出了一种连接装置，其中喷枪悬挂于连接头部，并使用两个紧固螺栓及与其配合的螺母固定在连接头部上。螺栓安装在连接头部的一定高度上，可侧向倾斜并接合在构成喷枪一部分的凸缘上的两个凹口中。然后通过拧紧两个螺母产生构成两连接表面间不可渗透接合所需的力。

虽然这种装置结构简单而紧凑，但是它却有一些缺陷。事实上，更换喷枪首先需要手上劳动，例如松开和拧紧螺栓，这就意味着在进行这种手工劳动的环境中存在发生事故的危险，其次，它还意味着实现不可渗透性的静态方法，即，两连接表面直接夹紧在一起，在冷却和吹送流体的压力突然变化时会产生问题。例如，上述变化作为冲击形式的瞬间作用而发生，通过冷却系统传播，并可在连接头部和喷枪之间的接合部暂时破坏不渗透性。这种破坏的一个补救方法是进一步拧紧螺母，以便增加将两个连接表面压在一起的力。但是，当连接表面的不可渗透性遭到破坏时，两连接表面之间的夹紧力不可能无限地增加。

本发明的目的是提供一种喷枪连接装置，使收集器和喷枪之间的压紧力作为冷却和/或吹送流体的压力变化的函数可进行动态的适应。

本发明的目的是借助下述用于将喷枪连接于收集器的装置来达到的，在该装置中，收集器和喷枪之间不可渗透的接合所需要的力是靠冷却流体和/或吹送流体施加的。在这种装置中，喷枪和收集器之间的压力不是靠传统的夹紧装置静态地施加的，而是靠喷枪工作所需要的流体中的一种动态地施加的。这就是说，收集器和喷枪之间的压紧力随所述流体的压力而变化。因此，流体压力的突然变化可以动态地得到补偿，因而即使剧烈的冲击也不会导致系统不可渗透性破坏的风险。另外，当装置在极端条件下，即，在流体高压下使用时也无需调节。事实上，将两连接表面压紧在一起的压紧力的动态适应使得流体压力增加时压紧力即自动增加，因而可以可靠地保持从前形成的基本不可渗透性。

在一个推荐实施例中，所述冷却流体和/或吹送流体通过收集器和喷枪之间接合部上的压紧表面作中介而作用。大家知道，收集器和喷枪之间的压紧力与流体压力和压紧表面的面积成正比。这明显地关系到压紧表面的有效面积。因此，对于一定流体压力的压紧力的值可以通过选择所述压紧表面的适当尺寸而预先确定。

例如，压紧表面是将压紧力传至所述接合部的活塞的一个整体部分。喷枪具有一个第一连接表面，收集器具有一个第二连接表面，两个连接表面之一最好是上述活塞的一个整体部分，并且相对于所述压紧表面。活塞可以同样构成喷枪或收集器的一部分。活塞内设所述接合部所需要的两个连接表面之一，并将该连接表面以不可渗透的方式夹紧在两个连接表面中的另一个上。

在一个推荐实施例中，活塞嵌在收集器的凹部中，因而所述压紧表面在所述凹部的底部形成一个压力腔。这样，压力腔可以直接连接在冷却流体和/或吹送流体的供应管道上。活塞在收集器中的整体性也降低了投资成本，精炼装置为每个收集器设置几个喷枪。

有利的是，活塞可按下述方式制成，使所述活塞施加的所述压紧力大于作用在所述收集器和所述喷枪之间接合部平面上的反作用力。在这种情形中，构成安全余量的压紧力所实现的不可渗透性和需要的不可渗透性之差别随着冷却流体和/或吹送流体的压力的增加而增加。