用于穩(wěn)定壓力的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于穩(wěn)定金屬加工機(jī)列的冷卻段(1)的水供給的壓力的方法。通過填充有水的管路(2)為冷卻段(1)供給來自貯水容器(3)的水。提供部分填充有空氣(4a)且部分填充有水(4w)的壓力容器(4)。此外，提供用于在壓力容器(4)和管路(2)之間直接交換水的直接連接(5)。在管路(2)內(nèi)的水壓下降時(shí)，通過所提供的連接(5)將水從壓力容器(4)直接壓入到管路(2)內(nèi)。
【專利說明】用于穩(wěn)定壓力的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于穩(wěn)定冷卻段的水供給的壓力的方法和一種相應(yīng)的水供給系 統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]為了冷卻金屬帶，例如鋼帶，公知的是，在冷卻段中將水作為冷卻劑施加到帶上。 對(duì)于熱軋鋼帶機(jī)列的冷卻段來說，需要較大的水流量。在此，對(duì)于冷卻段中的高精度溫度引 導(dǎo)來說重要的是，在操控冷卻段內(nèi)的閥門期間，水壓與下降的水流量無關(guān)地保持恒定，或者 其至少能夠穩(wěn)定地根據(jù)所連通的水流量來描述。在后一種情況下，水壓此后例如能夠利用 對(duì)冷卻模型內(nèi)的水壓的模擬或者測(cè)量來檢測(cè)出并得以考慮，以便實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的溫度引導(dǎo)。
[0003] 通常，冷卻段的水供給借助高位水箱（Hochtanks)與公共的水供給相連接，以便 排除不可預(yù)測(cè)的水壓波動(dòng)。DE 198 50 253 Al說明了一種對(duì)于由來自高位水容器的水來供 給的冷卻段的調(diào)節(jié)。
[0004] 然而，特別是在現(xiàn)代化過程中，高位水箱不是一直能夠緊挨冷卻段安裝的。通常， 水必須先通過較長的管路來引到冷卻段處。典型的管路長度位于100到300m的范圍中，這 意味著在接通冷卻段時(shí)，加速較大的水量，典型地是數(shù)百噸水。由此，在接通冷卻段時(shí)，不是 立刻發(fā)生水流量的預(yù)期升高，而是首先出現(xiàn)壓力降，并且在較長時(shí)間段后、在加速了位于管 路內(nèi)的水柱之后，才在必需的壓力水平上發(fā)生水流量的所期望的升高。類似的壓力波動(dòng)出 現(xiàn)在打開處于運(yùn)行中的冷卻段的附加閥門時(shí)，即在將至今可供使用的水流量分配到更大量 的閥門上時(shí)。
[0005] 借助支路閥門對(duì)水流量的調(diào)節(jié)，雖然繞過了大水量的短時(shí)加速，但是導(dǎo)致高的水 量和能量消耗。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 因此，本發(fā)明的目的是，一種冷卻段的改進(jìn)的水供給。
[0007] 該目的通過一種用于穩(wěn)定金屬加工機(jī)列的冷卻段的水供給的壓力的方法來實(shí)現(xiàn)， 其中，通過填充有水的管路為冷卻段供給來自貯水容器的水，其中，方法包括下述步驟：提 供部分填充有空氣且部分填充有水的壓力容器；并且提供用于在壓力容器和管路之間直接 交換水的直接連接，使得在管路內(nèi)的水壓下降時(shí)，通過所提供的連接使來自壓力容器的水 直接壓入到管路內(nèi)。此外，該目的通過一種金屬加工機(jī)列的冷卻段的水供給系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，該 系統(tǒng)包括填充有水的管路，通過該管路能夠?yàn)槔鋮s段供給來自貯水容器的水；提供部分填 充有空氣而部分填充有水的壓力容器；以及用于在壓力容器和管路之間直接交換水的直接 連接，從而在管路內(nèi)的水壓下降時(shí)，通過所提供的連接裝置使來自壓力容器的水直接壓入 到管路內(nèi)。
[0008] 通過填充了水的輸入管路形式的直接連接，壓力容器內(nèi)的填充水與在冷卻段和貯 水容器之間的管路內(nèi)的水柱相連。由此，管路內(nèi)的每次壓力變化直接作用于壓力容器，即 沒有中間連接其他的、承受了慣性的水質(zhì)量-不考慮與在從貯水容器導(dǎo)向冷卻段的管路內(nèi) 的水體積相比，在壓力容器和管路之間填充有水的連接系統(tǒng)內(nèi)的較少且更快地加速的水體 積；相應(yīng)地，壓力容器能夠快速地實(shí)現(xiàn)對(duì)于管路內(nèi)的壓力降的壓力響應(yīng)。
[0009] 在此，經(jīng)受了壓力波動(dòng)的貯水容器能夠是公共供水網(wǎng)、蓄水器或者其他的水源，例 如水域。此時(shí)，當(dāng)從與冷卻段相比位于高處的貯水容器引出水時(shí)，能夠借助泵或者通過釋放 水的高度勢(shì)能實(shí)現(xiàn)從貯水容器向冷卻段的水運(yùn)輸。
[0010] 本發(fā)明基于以下認(rèn)知，即冷卻段的水供給時(shí)的壓力恒定維持不僅能夠，如傳統(tǒng)的， 利用貯水容器例如高位貯水容器來實(shí)現(xiàn)，而且還能夠利用作用為壓力平衡容器的壓力容器 來實(shí)現(xiàn)，其連接到用作冷卻段的水供給的管路處。下面，同義地使用概念"壓力容器"和"壓 力平衡容器"。
[0011] 在此，貯水容器和壓力容器的功能不是一致的；其涉及不同的、彼此獨(dú)立作用的裝 置。單是基于其通常較小的容積，壓力容器便不適用于，在較長時(shí)間段對(duì)冷卻段的水供給起 到主要的貢獻(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明，壓力容器僅僅暫時(shí)地起到壓力平衡容器的作用并且附加于且 獨(dú)立于貯水容器地安裝。本發(fā)明不要求對(duì)現(xiàn)有貯水容器的變型；其能夠保持不完美，即產(chǎn)生 持續(xù)的壓力波動(dòng)。壓力容器提供了以下可能性，即僅通過該壓力容器來實(shí)現(xiàn)壓力穩(wěn)定。
[0012] 當(dāng)在冷卻段內(nèi)需要提高水流量時(shí)，例如當(dāng)接通冷卻段或者當(dāng)在運(yùn)行冷卻段期間打 開附加的閥門時(shí)，通過壓力平衡容器能夠明顯地減小管路內(nèi)的壓力降。直至水柱在作為通 向冷卻段的輸入管的管路中加速至足夠的速度之前，由壓力容器供應(yīng)所需要的水。如此為 冷卻段供給來自壓力容器的水是可行的，因?yàn)樵诠苈穬?nèi)有壓力降時(shí)，壓力容器內(nèi)的空氣發(fā) 生膨脹并且將水從壓力容器中壓出。這種水從壓力容器中的暫時(shí)輸出抵抗了管路內(nèi)的壓力 降。
[0013] 因此，根據(jù)本發(fā)明，借助壓力容器實(shí)現(xiàn)了冷卻段與水供給系統(tǒng)中的水壓波動(dòng)的減 弱，壓力容器起到了管路的壓力平衡容器的作用。壓力容器部分地填充有水，其中，壓力氣 墊位于填充水之上。例如，壓力容器一半填充有水且一半填充有空氣。優(yōu)選地，壓力容器連 接在可能是較長的管路的冷卻段側(cè)的端部，管路使貯水容器和冷卻段彼此連接。具有100 到300m范圍內(nèi)的長度的管路視為較長的。
[0014] 本發(fā)明具有一系列優(yōu)點(diǎn)：
[0015] ?在使用了與傳統(tǒng)的高位水箱相比很小的壓力平衡容器的存儲(chǔ)容積時(shí)，本發(fā)明導(dǎo) 致了壓力波動(dòng)的最小化。壓力容器的必要容積顯著小于高位水箱中的必要容積。壓力容器 的典型容積位于1〇到20立方米中，相反，高位水箱通常含有至少100立方米的水。
[0016] ?本發(fā)明導(dǎo)致了供水設(shè)施的壓力波動(dòng)的顯著衰減。衰減有著以下重要意義，使得在 操控冷卻段內(nèi)的閥門期間，能夠穩(wěn)定地根據(jù)所連通的水流量描述水壓。由此，能夠如下地設(shè) 計(jì)冷卻模型，使得補(bǔ)償了可預(yù)測(cè)的或所測(cè)量的水壓波動(dòng)。在傳統(tǒng)的沒有壓力平衡容器的水 供給設(shè)備中，一直存在使供水設(shè)施不穩(wěn)定的風(fēng)險(xiǎn)：例如在壓力上升時(shí)，冷卻模型可能取走水 且如此更加強(qiáng)了壓力上升。因而水供給可能不穩(wěn)定。
[0017] ?利用本發(fā)明，能夠簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)在冷卻段處的更高水壓，即通過提高壓力平衡容器 內(nèi)的內(nèi)壓。相反，高位水箱需要每bar水壓IOm的結(jié)構(gòu)高度。
[0018] ?與支路閥門相比，本發(fā)明不導(dǎo)致較高的能量和水消耗。
[0019] ?與利用支路閥門的解決方案相比，本發(fā)明允許立刻響應(yīng)，而沒有其他延遲。
[0020] ?基于其較小的容積和由此較小的尺寸，壓力容器能夠簡(jiǎn)單地集成到現(xiàn)有水供給 設(shè)備內(nèi)。特別地，相對(duì)于管路能夠如此地布置壓力容器，使得如果管路是非承壓的時(shí)，例如 在水泵故障的情況下，沒有空氣從壓力容器到達(dá)管路內(nèi)。該優(yōu)點(diǎn)在實(shí)際應(yīng)用中是特別有價(jià) 值的，因?yàn)樵谶\(yùn)行水冷卻時(shí)，在用于冷卻段的冷卻的水供給系統(tǒng)內(nèi)的空氣能夠?qū)е戮薮蟮?損害并且是一定要避免的。
[0021] 本發(fā)明的有利的設(shè)計(jì)方案和改進(jìn)方案由從屬權(quán)利要求得出。在此，還能夠根據(jù)涉 及裝置的從屬權(quán)利要求改進(jìn)根據(jù)本發(fā)明的方法，反之亦然。
[0022] 優(yōu)選地，在壓力容器和管路之間的直接連接盡可能在冷卻機(jī)列閥門附近匯入到管 路中，所述冷卻機(jī)列閥門通過管路調(diào)節(jié)水流量并且由此調(diào)節(jié)對(duì)冷卻段的水輸入。在打開冷 卻機(jī)列閥門時(shí)，在管路中在水柱不再受到限制的位置，即在冷卻機(jī)列閥門處，形成短時(shí)間的 壓力降。壓力容器流入的水撞擊到管路內(nèi)的水柱上時(shí)越靠近閥門處，能夠越快地平衡壓力 降。也就是說，盡可能在其形成的地方減弱壓力降。
[0023] 由在貯水容器和冷卻機(jī)列閥門之間的100到300m范圍中的典型管路長度出發(fā)，當(dāng) 從壓力容器起匯入到管路中的輸水管路在冷卻機(jī)列閥門上游的管路長度的后半部，優(yōu)選是 后三分之一，更優(yōu)選是后四分之一，還優(yōu)選是后五分之一中匯入到管路中，是有利的。
[0024] 此外，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案，方法包括對(duì)壓力容器內(nèi)的空氣量的調(diào)整?？?氣量的調(diào)整能夠基于不同的原因來進(jìn)行或者變得必要，例如
[0025] _當(dāng)壓力容器內(nèi)的空氣量變得過小時(shí)。這可以是這種情況，空氣的一部分溶解在水 中；
[0026] _當(dāng)壓力容器內(nèi)的空氣量變得過大時(shí)。這可以是這種情況，溶解在水中的空氣作為 氣泡出現(xiàn)和/或水中所含有的氣泡上升到水表面且在該處釋放了空氣，從而容器內(nèi)的空氣 量逐漸上升；
[0027] -作為附加的控制：當(dāng)壓力容器內(nèi)的壓力下降時(shí)，為了抑制壓力降，能夠附加地補(bǔ) 注空氣。例如能夠出現(xiàn)，在PV=常數(shù)時(shí)，空氣體積變大，因?yàn)樗畨喝氲搅斯苈分?。在這種情 況下，容器逐漸地失去將更多的水壓入到管路內(nèi)的能力。通過在有壓力降時(shí)同時(shí)補(bǔ)注空氣， 能夠抑制壓力降；
[0028] -作為附加的安全保障：當(dāng)壓力容器內(nèi)的水的液位變得過低時(shí)，能夠通過排除空 氣引起到容器中的水回流。由此，壓力容器內(nèi)的水的液位重新上升；
[0029] -為了確保，在水壓下降時(shí)通過所提供的連接使壓力容器內(nèi)的水壓入到管路內(nèi)。
[0030] 優(yōu)選地，為此目的，水供給系統(tǒng)包括用于調(diào)節(jié)壓力容器內(nèi)的空氣量的裝置。
[0031] 根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案，扼制或者阻斷壓力容器和管路之間的連接。為此， 水供給系統(tǒng)能夠具有扼流裝置，其構(gòu)造為閥門，特別是阻斷閥，或者截閉閥。概念"扼流裝 置"理解為每個(gè)用于限制流量的裝置，即每個(gè)用于扼制或者阻斷的裝置。扼流裝置起到流阻 的作用。如果扼流裝置是可調(diào)節(jié)的，因此管路的減振也是可調(diào)整的。在此必須考慮到，壓力 容器內(nèi)的壓力空氣如彈簧一樣并且管路內(nèi)的水柱的質(zhì)量如擺錘一樣作用，因此，整體上存 在易振動(dòng)的系統(tǒng)。這種易振動(dòng)的系統(tǒng)能夠通過壓力容器的流出口中的流阻來減振，流阻減 弱了系統(tǒng)的振動(dòng)傾斜度。雖然流阻能夠?qū)е聣毫Σ▌?dòng)在冷卻段處重新變大，但是當(dāng)系統(tǒng)整 體上作出良好的減振反應(yīng)并且在水量改變時(shí)不激發(fā)振動(dòng)時(shí)，該重新變大的壓力波動(dòng)能夠很 容易地計(jì)算或者檢測(cè)并且在冷卻段的冷卻模型內(nèi)進(jìn)行考慮。
[0032] 如果扼流裝置布置在壓力容器的排出口中，在冷卻段中能夠任意快地操作閥門， 而不必?fù)?dān)心壓力驟增，并且在供水設(shè)施上的大幅振動(dòng)不會(huì)使檢測(cè)水壓并補(bǔ)償壓力波動(dòng)的冷 卻段控制系統(tǒng)不穩(wěn)定。優(yōu)選地構(gòu)造為閥門的扼流裝置能夠?qū)嵤┏煽烧{(diào)整的。然后，能夠調(diào) 節(jié)減振。如果扼流裝置是能電調(diào)節(jié)的，甚至能夠動(dòng)態(tài)地調(diào)節(jié)減振并且使扼流裝置作為動(dòng)態(tài) 的調(diào)節(jié)件集成到壓力調(diào)節(jié)回路內(nèi)。此外，在壓力容器的排出口內(nèi)的這種扼流裝置也能夠執(zhí) 行安全性功能。如果由于發(fā)生的故障使得壓力容器內(nèi)的液位變得過低，則通過排出口內(nèi)的 扼流裝置阻斷壓力容器且因此安全地使壓力容器與水供給分離。
[0033] 根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選設(shè)計(jì)方案，如果壓力容器內(nèi)的填充水的液位下降到預(yù)定閾值之 下，則阻斷在壓力容器與管路之間的連接。也就是說，一定要避免，壓力容器內(nèi)的空氣使位 于壓力容器內(nèi)的水完全從壓力容器中壓出并且由此，可能也使得壓力空氣吹入到管路中， 即供水設(shè)施中。也就是說，冷卻段的供水管路內(nèi)的水能夠?qū)е轮卮髥栴}，并且還能導(dǎo)致冷卻 段的水供給機(jī)組的損壞。
[0034]在本發(fā)明的優(yōu)選改進(jìn)方案中，測(cè)量壓力容器內(nèi)的填充水的液位。優(yōu)選地，在壓力平 衡容器中測(cè)量填充水的水平面。在此可行的是，水供給系統(tǒng)包括用于測(cè)量壓力容器內(nèi)填充 水的液位的傳感器。有利的是，偶爾重新校準(zhǔn)了壓力容器內(nèi)的空氣量，因?yàn)榉駝t，壓力容器 內(nèi)的空氣量能夠隨時(shí)間而變化。通過對(duì)水平面的測(cè)量，能夠提前識(shí)別過低的水位并且將水 補(bǔ)注到壓力容器內(nèi)。將水補(bǔ)注到壓力容器內(nèi)能夠如下地進(jìn)行，即降低壓力容器內(nèi)的空氣量： 之后由此引起的壓力容器內(nèi)的壓力降導(dǎo)致了水從管路向壓力容器內(nèi)的回流。
[0035] 通過在壓力容器內(nèi)的這種水準(zhǔn)測(cè)量，即對(duì)壓力容器內(nèi)填充水的液位的測(cè)量，甚至 能夠?qū)毫θ萜鞯目諝夤┙o進(jìn)行主動(dòng)調(diào)節(jié)。但是還可行的是，僅偶爾地，例如在靜止?fàn)顟B(tài)期 間，重新校準(zhǔn)壓力容器內(nèi)的空氣體積。
[0036] 有利的是，測(cè)量壓力容器內(nèi)部中的壓力。為此，水供給系統(tǒng)能夠具有用于測(cè)量壓力 容器內(nèi)的壓力的傳感器?？尚械氖?，測(cè)量管路內(nèi)的水壓。為此，水供給系統(tǒng)能夠具有用于測(cè) 量管路內(nèi)的水壓的傳感器。有利地，用于測(cè)量管路內(nèi)的水壓的壓力傳感器安裝在壓力容器 的排出口處，優(yōu)選地在扼流裝置的下游，即在扼流裝置的朝向管路的一側(cè)上。此時(shí)，壓力容 器內(nèi)部中的壓力隨時(shí)都是已知的，并且冷卻段供給水所用的壓力也是已知的。壓力容器內(nèi) 部中的壓力測(cè)量改進(jìn)了對(duì)壓力容器內(nèi)的壓力空氣的控制，對(duì)于在扼流裝置下游的壓力的測(cè) 量輸入給冷卻段的冷卻模型并且因此改進(jìn)了冷卻段的控制。
[0037] 可行的是，輸入系統(tǒng)位于壓力容器的上部，利用該輸入系統(tǒng)能夠向壓力容器輸入 壓力空氣。通過其他的開口也能夠?qū)⒖諝鈴膲毫θ萜髦休敵觥５?，?dāng)利用可變的氣壓運(yùn) 行空氣供給時(shí)，向壓力容器輸入或者從壓力容器輸出的共用的空氣輸入或輸出系統(tǒng)也是可 行的。那么，當(dāng)空氣供給的氣壓低于壓力容器內(nèi)的氣壓時(shí)，從壓力容器輸出空氣；并且，當(dāng)空 氣供給的氣壓高于壓力容器內(nèi)的氣壓時(shí)，向壓力容器輸入空氣。
[0038] 根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選的改進(jìn)方案，壓力容器具有在10到20m3范圍中的容積。在水 流量是用于冷卻段的冷卻所必需的常規(guī)量值時(shí)，小于IOm3的體積能夠?qū)е虏怀浞值膲毫Ψ€(wěn) 定。另一方面，具有大于20m3的容積的壓力容器的尺寸，能夠?qū)е略谝子诩傻浆F(xiàn)有冷卻 段內(nèi)的方面的限制。此外，壓力容器的成本隨其容積而升高。因此，具有在10到20m3范圍 中的容積的壓力容器顯示了良好的妥協(xié)。
[0039] 貯水容器和壓力容器不存在直接的流體連接，而是通過使水從貯水容器引向冷卻 段的管路的區(qū)段。優(yōu)選地，貯水容器和壓力容器是彼此獨(dú)立地、布置在不同位置的容器。
[0040] 優(yōu)選地，應(yīng)用根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的方法，并且應(yīng)用用于金屬加工機(jī) 列的，優(yōu)選地對(duì)用于軋制金屬帶的熱軋鋼帶機(jī)列的、根據(jù)權(quán)利要求8至14中任一項(xiàng)所述的 水供給系統(tǒng)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0041] 結(jié)合下面借助附圖詳細(xì)闡述的對(duì)實(shí)施例的說明，本發(fā)明的上述屬性、特征和優(yōu)點(diǎn) 以及實(shí)現(xiàn)這些的方式方法會(huì)更清晰易懂。附圖分別示意地且非嚴(yán)格按比例地示出：
[0042]圖1是冷卻段的水供給系統(tǒng)的第一實(shí)施例；
[0043]圖2是冷卻段的水供給系統(tǒng)的其他實(shí)施例；
[0044] 圖3是在接通冷卻段期間的壓力容器；
[0045] 圖4是在關(guān)閉冷卻段期間的壓力容器；
[0046] 圖5是壓力容器的實(shí)施例；
[0047] 圖6是壓力容器的其他實(shí)施例；和
[0048] 圖7是具有連通的用于估算振動(dòng)衰減的壓力平衡容器的管路的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0049] 圖1示出了冷卻段1和與其對(duì)應(yīng)的水供給系統(tǒng)20。冷卻段1包括冷卻噴嘴8,冷 卻水通過該噴嘴流到待冷卻的金屬帶7上。通過一個(gè)或者多個(gè)冷卻機(jī)列閥門9控制向冷卻 噴嘴的水輸入。
[0050] 水供給系統(tǒng)20包括填充有水的管路2,通過該管路能夠?yàn)槔鋮s段1供給來自貯水 容器3的水，包括部分由空氣4a填充且部分由水4w填充的壓力容器4,包括用于在壓力容 器4和管路2之間交換水的連接管5,并且包括用于調(diào)整壓力容器4內(nèi)的壓力的壓力空氣設(shè) 備17。
[0051] 貯水容器3能夠是公共的供水網(wǎng)、蓄水器，特別是例如安裝在水塔上的高位水容 器、或者其他的水源，例如水域。在此，在所示的實(shí)施例中，通過釋放水的高度勢(shì)能來實(shí)現(xiàn)從 貯水容器向冷卻段的水運(yùn)輸，因?yàn)?，水從與冷卻段1相比位于高處的貯水容器3引出。
[0052] 壓力容器4由任意的、既耐壓又耐冷卻劑的材料制成，例如由鋼或者鋁制成。如下 地選擇壓力容器4的形狀，使得壓力容器4能夠承受住所出現(xiàn)的內(nèi)壓；例如，壓力容器4具 有柱狀部件，其由兩個(gè)向外拱起的底部或者平的底部封閉。在壓力容器4的外壁中構(gòu)造一 個(gè)或多個(gè)孔，通過該孔能夠輸入或輸出冷卻劑4w和空氣4a ;以及將一個(gè)或多個(gè)傳感器引入 到壓力容器4的內(nèi)部中。這些孔是氣密地密封的。
[0053] 當(dāng)應(yīng)該在壓力容器中增大空氣量時(shí)，壓力空氣設(shè)備17通過組合的進(jìn)氣和出氣口 41，42將壓縮空氣運(yùn)送到壓力容器4內(nèi)。反之，當(dāng)應(yīng)該在其他降低空氣量時(shí)，壓力空氣系統(tǒng) 17通過組合的進(jìn)氣和出氣口 41，42從壓力容器4提取空氣。
[0054] 此外，水供給系統(tǒng)20包括用于測(cè)量壓力容器4內(nèi)的壓力的壓力傳感器10和用于 測(cè)量管路2內(nèi)的壓力的壓力傳感器11。這兩個(gè)傳感器10,11的壓力測(cè)量值作為測(cè)量信號(hào)通 過信號(hào)導(dǎo)線13傳輸給壓力空氣設(shè)備17的圖1中未單獨(dú)示出的控制單元?；谒@取的信 號(hào)，壓力空氣設(shè)備17確定，是否必須向壓力容器輸送空氣或者從壓力容器4中輸出空氣，由 此，如下地調(diào)整壓力比，使得在管路2內(nèi)的水壓下降時(shí)，通過所提供的連接5使水從壓力容 器4壓入到管路2內(nèi)。
[0055] 例如，壓力空氣設(shè)備17將壓力容器4內(nèi)的內(nèi)壓保持在以下壓力，其優(yōu)選地作為管 路2中的之前時(shí)間段內(nèi)、例如最后五秒內(nèi)的平均值。由此，更強(qiáng)力地衰減了管路2內(nèi)的壓力 波動(dòng)。
[0056] 圖2示出了冷卻段1和與其對(duì)應(yīng)的根據(jù)其他實(shí)施例的水供給系統(tǒng)20。關(guān)于冷卻段 1的可行的設(shè)計(jì)方案請(qǐng)參考對(duì)于圖1的相應(yīng)說明。
[0057] 水供給系統(tǒng)20也基本與圖1所示的相同，除了如下區(qū)別，即在單獨(dú)的壓力測(cè)量單 元12內(nèi)收集并且處理這兩個(gè)壓力傳感器10,11的壓力信號(hào)。壓力測(cè)量單元12基于壓力測(cè) 量信號(hào)生成控制信號(hào)，其發(fā)送到壓力空氣設(shè)備17處并且用于壓力空氣設(shè)備17的控制。
[0058] 在圖1和2中所示的水供給系統(tǒng)20之間的其他區(qū)別是，在圖2中所示的水供給系 統(tǒng)20中，借助泵18實(shí)現(xiàn)從貯水容器3向冷卻段的水運(yùn)輸?；趬毫θ萜?對(duì)管路2內(nèi)的 壓力比的減振和平衡作用，能夠?qū)⑼ㄟ^泵18的接通和關(guān)閉所引發(fā)的壓力波動(dòng)衰減到，使得 該壓力波動(dòng)不妨礙冷卻段1、特別是金屬帶的冷卻系統(tǒng)的運(yùn)行。
[0059] 圖3示出了在剛接通冷卻段1之后的時(shí)刻的壓力容器4。在打開冷卻機(jī)列閥門9 的瞬間，管路2突然在單位時(shí)間內(nèi)提取確定的水量，即水流量。因?yàn)橛捎趹T性和摩擦，處于 管路2內(nèi)的水柱不能立刻回流，所以在管路2內(nèi)首先出現(xiàn)了壓力降。但是，管路2內(nèi)的壓力 降盡可能由此來平衡，即通過連接管路5使水從處于壓力下的壓力容器4中壓出到管路2 內(nèi)。箭頭15給出了水從壓力容器4向外的流動(dòng)方向。
[0060] 在部分由水4w、部分由空氣4a填充的壓力容器4內(nèi)，水的流出能夠通過水平面14 下降到正常水平面14n之下來識(shí)別。正常水平面14n產(chǎn)生于冷卻段1的更長的停機(jī)狀態(tài)或 運(yùn)行之后，即處于恒定的壓力比。
[0061]圖4示出了由圖3已知的壓力容器4,但是，與圖3相反地，其在剛關(guān)閉冷卻段1后 的時(shí)刻。在閉合了冷卻機(jī)列閥門9的瞬間，突然中斷了截至目前穿流過管路2的水流。因?yàn)?由于慣性和摩擦，穿流過管路2的水柱不能立刻停止，所以在管路2內(nèi)首先出現(xiàn)壓力上升。 但是，管路2內(nèi)的壓力上升盡可能由此來平衡，即通過連接管路5使水從管路2壓到處于壓 力下的壓力容器4內(nèi)。箭頭15給出了到壓力容器4中的水流動(dòng)方向。
[0062] 在部分由水4w、部分由空氣4a填充的壓力容器4內(nèi)，水的流入通過水平面14上升 超過正常水平面14n來識(shí)別出。
[0063] 圖5示出了壓力容器4,在其內(nèi)腔中，例如在側(cè)壁處，布置液位傳感器16。液位傳 感器16測(cè)量壓力容器4的填充水4w的水平面14,并且將相應(yīng)的測(cè)量值通過信號(hào)導(dǎo)線傳遞 到控制儀器處。測(cè)量以及信號(hào)生成能夠分別在預(yù)設(shè)的時(shí)間間隔后實(shí)現(xiàn)。如果水平面14低 于閾值水平面14min，控制儀器能夠使得將水運(yùn)送到壓力容器4內(nèi)。優(yōu)選地，這通過對(duì)泵的 操控來實(shí)現(xiàn)，所述泵通過獨(dú)立的輸入管路將水泵送到壓力容器4內(nèi)。作為替代，用于填充壓 力容器4的水來自管路2,其中，所述水通過連接管路5壓入到壓力容器4內(nèi)。
[0064] 此外，圖5中所示的壓力容器4包括出氣口 41和進(jìn)氣口 42。由此，能夠通過輸入 或排出空氣來控制壓力容器4內(nèi)的壓力?？諝夤苈?1，42內(nèi)的空氣流動(dòng)方向通過箭頭15 來表明。由此，可行的是，借助通過出氣口 41從壓力容器4內(nèi)排出空氣，使得壓力容器4內(nèi) 的壓力降低到以下程度，即使得水從管路2中壓入到壓力容器4內(nèi)。
[0065]圖6示出了壓力容器4,其具有組合的進(jìn)氣口和出氣口 41，42。在組合的進(jìn)氣口和 出氣口 41，42內(nèi)的兩個(gè)可能的空氣流動(dòng)方向通過箭頭15來表明。
[0066] 圖7示出了在入口處具有泵18并且在出口處具有壓力平衡容器4的管路2的簡(jiǎn) 圖。通過具有管路橫截面AR的管路2,借助水泵18將水從貯水容器3泵送給冷卻噴嘴8。 在泵18的出口側(cè)，在管路2內(nèi)產(chǎn)生了壓力pe。為了平衡管路2內(nèi)的壓力，在到泵18的距離 1處，壓力容器4通過連接管路5連接到管路2處。此時(shí)，在連接管路5內(nèi)有起到減振件作 用的、具有流阻R的阻斷閥6。壓力容器4的充氣4a具有體積V。在壓力容器4內(nèi)存在當(dāng) 前的壓力pa。對(duì)于這種狀況，下面估算扼流裝置6的減振D。
[0067]在壓力容器4內(nèi)，壓力的平衡滿足：
[0068] I)VQpQ = vpa 或

【權(quán)利要求】
1. 一種用于穩(wěn)定金屬加工機(jī)列的冷卻段（1)的水供給的壓力的方法，其中，通過填充 有水的管路（2)為所述冷卻段（1)供給來自貯水容器（3)的水，其中，所述方法包括下述步 驟： -提供部分填充有空氣（4a)且部分填充有水（4w)的壓力容器（4);并且 -提供在所述壓力容器（4)和所述管路（2)之間的直接的連接（5)以便在所述壓力容 器（4)和所述管路（2)之間直接交換水，從而在所述管路（2)內(nèi)的水壓下降時(shí)，通過所提供 的所述連接（5)，將水從所述壓力容器（4)直接壓入到所述管路（2)內(nèi)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法， 其特征在于，所述方法還包括下述步驟：調(diào)整所述壓力容器（4)內(nèi)的空氣量。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法， 其特征在于，扼制或者阻斷在所述壓力容器（4)和所述管路（2)之間的所述連接（5)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法， 其特征在于，當(dāng)所述壓力容器（4)內(nèi)的填充水（4w)的液位（14)下降到低于預(yù)設(shè)的閾 值（Hmin)時(shí)，阻斷在所述壓力容器（4)和所述管路（2)之間的所述連接（5)。
5. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法， 其特征在于，測(cè)量在所述壓力容器（4)內(nèi)的所述填充水（4w)的所述液位（14)。
6. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法， 其特征在于，測(cè)量在所述壓力容器（4)內(nèi)的壓力。
7. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法， 其特征在于，測(cè)量在所述管路（2)內(nèi)的所述水壓。
8. -種金屬加工機(jī)列的冷卻段（1)的水供給系統(tǒng)（20)，包括 -填充有水的管路（2)，通過所述管路能夠?yàn)樗隼鋮s段（1)供給來自貯水容器（3)的 水， -部分填充有空氣（4a)且部分填充有水（4w)的壓力容器（4)，以及 -用于在所述壓力容器（4)和所述管路（2)之間直接交換水的直接的連接（5)，從而在 所述管路（2)內(nèi)的水壓下降時(shí)，通過所提供的所述連接（5)使來自所述壓力容器（4)的水 直接壓入到所述管路（2)內(nèi)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的水供給系統(tǒng)（20)， 其特征在于，具有用于調(diào)整所述壓力容器（4)內(nèi)的空氣量的裝置（17)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的水供給系統(tǒng)（20)， 其特征在于，具有用于扼制和/或阻斷在所述壓力容器（4)和所述管路（2)之間的連 接（5)的扼流裝置（6)，特別是閥門。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8至10中任一項(xiàng)所述的水供給系統(tǒng)（20)， 其特征在于，具有用于測(cè)量所述壓力容器（4)內(nèi)的填充水（4w)的液位（14)的傳感器 (16)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求8至11中任一項(xiàng)所述的水供給系統(tǒng)（20)， 其特征在于，具有用于測(cè)量所述壓力容器（4)內(nèi)的壓力的傳感器（10)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求8至12中任一項(xiàng)所述的水供給系統(tǒng)（20)， 其特征在于，具有用于測(cè)量所述管路（2)內(nèi)的所述水壓的傳感器（11)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求8至13中任一項(xiàng)所述的水供給系統(tǒng)（20)， 其特征在于，所述壓力容器（4)具有處在10到20m3的范圍內(nèi)的容積。
15. -種用于為金屬加工機(jī)列（1)，優(yōu)選是用于軋制金屬帶（7)的熱軋鋼帶機(jī)列供給水 的、根據(jù)權(quán)利要求8至14中任一項(xiàng)所述的水供給系統(tǒng)（20)的應(yīng)用。
【文檔編號(hào)】C21D9/573GK104321448SQ201380027159
【公開日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2013年3月18日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月27日
【發(fā)明者】克勞斯·魏因齊爾 申請(qǐng)人:西門子公司