[发明专利]一种用于高线轧钢生产线的水箱喷嘴系统

权利要求书

1.一种用于高线轧钢生产线的水箱喷嘴系统，其包括冷却空间、气浮模块、水雾喷嘴模块、水雾引导模块、轧钢监控模块和控制模块，其中：

所述轧钢监控模块被设置成利用红外光获取所述轧钢的外部尺寸，以及所述轧钢在所述冷却空间内的位置信息；

所述气浮模块被设置成当所述轧钢在轧辊作用下进入所述冷却空间时，向所述轧钢的下表面施加向上的气体作用力，以使所述轧钢以悬浮的方式与所述轧辊保持在同一水平面上；

所述水雾喷嘴模块被设置成使水箱内的冷却水以水雾的形式进入所述冷却空间，以与所述轧钢的上下表面发生接触；

所述水雾引导模块被设置成引导所述水雾在所述冷却空间内按照预定路径朝向所述轧钢的上下表面运动，并且减小所述水雾的雾滴尺寸；

所述控制模块被设置成根据所述轧钢的外部尺寸控制所述气浮模块提供的所述气体作用力，根据所述位置信息控制所述气浮模块仅在所述轧钢在所述冷却空间的覆盖区域上提供所述气体作用力，以及根据所述轧钢的外部尺寸控制所述水雾喷嘴模块的雾化效果和/或所述水雾引导模块对所述水雾雾滴的引导效果。

2.如权利要求1所述的水箱喷嘴系统，其特征在于，所述轧钢监控模块包括第一红外传感组件和第二红外传感组件，所述第一红外传感组件设置在所述冷却空间外部以用于获取所述轧钢的外部尺寸，所述第二红外传感组件设置在所述冷却空间内部以用于获取所述轧钢在所述冷却空间内的位置信息；

所述第一红外传感组件包括两组红外传感单元，分别用于获取所述轧钢的水平表面图像和厚度表面图像，其中，所述红外传感单元被设置成：发射经方波调制的红外光并接收经所述轧钢表面反射的红外光，通过相位检测获得所述发射光和所述反射光之间的相位偏移和衰减，基于所述相位偏移和所述衰减计算所述红外光在所述红外传感单元与所述轧钢表面之间往返的飞行时间，并根据所述飞行时间获得所述红外传感单元与所述轧钢表面之间的距离，由此确定所述轧钢的表面的边界；

所述第二红外传感组件包括沿所述轧钢的传送方向等距设置的多个红外传感单元。

3.如权利要求1所述的水箱喷嘴系统，其特征在于，所述气浮模块设置在所述冷却空间的下部，且包括多个高压气体喷嘴；所述高压气体喷嘴分别通过电磁阀与所述高压气源连接，以便能够借助所述控制模块根据所述轧钢的外部尺寸和所述位置信息对所述电磁阀进行控制，从而控制作用于所述轧钢表面上的所述气体作用力。

4.如权利要求1所述的水箱喷嘴系统，其特征在于，所述水雾喷嘴模块包括上部喷嘴单元和下部喷嘴单元，所述喷嘴单元包括多个雾化喷嘴；所述雾化喷嘴包括圆柱形中空主体、螺杆和喷孔，所述螺杆设置于所述主体内且外周开有多条螺旋槽，所述螺旋槽与所述主体的内壁紧密配合以在所述主体内形成多条螺旋流体通道；所述喷孔由形成于所述主体的端部上的轴向细孔提供，并与所述主体内的所述螺旋流体通道相连。

5.如权利要求4所述的水箱喷嘴系统，其特征在于，所述螺旋槽与所述螺杆底面的夹角在4-8度之间，所述喷孔具有65-80度的外锥角和70-75度的内锥角，所述螺杆长度为14-15cm，所述喷孔具有圆形截面且沿所述主体的圆周方向等间隔设置有4个，并且所述螺旋流体通道具有8-9mm的直径。

6.如权利要求4或5所述的水箱喷嘴系统，其特征在于，所述水雾喷嘴模块还包括旋流发生单元，用于使所述水箱中的水旋转，以调节进入所述雾化喷嘴的切向速度。

7.如权利要求1所述的水箱喷嘴系统，其特征在于，所述水雾引导模块包括多个引导件和高压电源，其中，所述引导件为圆锥形的中空导电部，所述圆锥形的导电部以绝缘的方式经由窄口端连接所述雾化喷嘴以与所述雾化喷嘴形成流体连接，所述高压电源用于与所述引导件形成电连接以在所述引导件上提供负电压。

8.如权利要求7所述的水箱喷嘴系统，其特征在于，所述导电部具有圆锥形的中空内部，且在所述中空内部的一个或多个径向平面上设置有一层或多层金属网；所述金属网上具有沿高度方向突出的金属毛刺且与所述导电部形成电连接，并且所述轧钢接地。