本实用新型属于氧枪装备技术领域，特别涉及一种流水管道负压平衡装置、一种氧枪回水装置及其控制系统。
背景技术：
在社会生产中，一些大型设备需要用到水的循环管道，并且需要对循环管道中的进水管和出水管进行水流量的控制和监测；但是当出水管沿上下的方向延伸，且具有较大的高度落差时，出水管的水向下流动会迫使出水管内形成负压，即产生“虹吸”现象，进而使得出水管中的水不能处于满管，导致在对进水管和出水管中的水流量进行测量时产生较大的误差，使得测量出水管中的回水流量比进水管中的进水流量高，测量失真导致联锁警报系统发挥不了作用。
技术实现要素：
本实用新型旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
有鉴于此，本实用新型的一个目的在于提供一种流水管道负压平衡装置。
本实用新型的另一个目的在于对应提供一种氧枪回水装置。
本实用新型的再一个目的在于对应提供一种氧枪回水控制系统。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案提供了一种流水管道负压平衡装置，包括：过水装置，过水装置内设有流水通道；进水管道，进水管道的出水端与过水装置的流水通道的首端连通；回水管道，回水管道包括相互连通的沿上下方向延伸的下降管道以及水平方向延伸的水平管道，水平管道的进水端与流水通道的尾端连通；负压泄放阀，设于下降管道的上端；控制器，与负压泄放阀电连接，控制器根据获取的过水装置或进水管道或回水管道的水流动信息，控制负压泄放阀的开启或关闭。
根据本实用新型提出的流水管道负压平衡装置，通过在过水装置内设置有供水流动的流水通道，使水可以通过流水通道在过水装置内流动，具体地，通过进水管道和回水管道分别与流水通道的首端和尾端连通，使进水管道内的水可以流入过水装置内的流水通道内，并经过流水通道进入到回水管道内，具体地，回水管道包括上下方向延伸的下降管道，以及水平方向延伸的水平管道，过水装置内的水首先通过流水通道流入水平管道内再进入下降管道内向下流动，进一步地，在下降管道的上端设置有负压泄放阀，当负压泄放阀开启时，使得下降管道通过负压泄放阀与大气连通；流水管道负压平衡装置还设置了与负压泄放阀电连接的控制器，控制器根据获取的过水装置或进水管道或回水管道的水流动信息，控制负压泄放阀的开启或关闭，具体地，当回水管道中的水向下流动时，回水管道的水向下流动会迫使回水管道内形成负压，此时控制器控制负压泄放阀开启，使得回水管道通过负压泄放阀与大气连通，大气中的空气通过负压泄放阀进入到回水管道内，解决回水管道出现负压的情况，使回水管道内保持在正压状态，从而减小了由于回水管道存在负压而使得进水管道的水流量测量结果与回水管道的水流量测量结果之间的误差。
详细地，负压泄放阀的泄放口与大气相连，实现当回水管道内的水高度差形成的抽吸物理作用通过负压泄放阀使得冷却水回水管道内不会形成负压，达到负压泄放的目的，消除管道内介质虹吸、负压状态，避免造成设置在回水管道上的电磁流量计衬里破损脱落、测量线圈绝缘下降、电磁流量计报废。
需要说明的是，过水装置可以是呈罐状具有蓄水功能的装置，也可以是呈管状的具有散热功能的装置。
在上述技术方案中，还包括，分别设于进水管道和回水管道上的第一电磁流量计，和第二电磁流量计；其中，控制器获取进水管道或回水管道的水流动的信息时，控制负压泄放阀开启；控制器获取进水管道或回水管道的水未流动的信息时，控制负压泄放阀关闭。
在该技术方案中，第一电磁流量计和第二电磁流量计可以检测进水管道和回水管道内的水流量，以获取进水管道和回水管道内的水流量的信息，通过对比第一电磁流量计和第二电磁流量计检测的水流量信息，可以了解过水装置是否存在漏水的情况，具体地，当回水管道内的水流量小于进水管道内的水流量时，则说明过水装置可能存在漏水的情况；然而，在实际应用中，若回水管道的上下两端存在较大的高度落差时，由于回水管道中的水向下流动时迫使回水管道内产生负压，在通过电磁流量计等水流量检测仪器检测进水管道和回水管道中的水流量时，第二电磁流量计测得的回水管道中的水流量数据大于第一电磁流量计测得的进水管道中的水流量的数据，使检测结果出现失真的情况，在这种情况下，当测得的回水管道中的水流量等于进水管道中的水流量时，则说明有一部分水从过水装置中漏出，如果生产人员受到电磁流量计测量结果的误导，则可能产生安全隐患。因此，通过在回水管道的下降管道的上端设置负压泄放阀，并通过控制器与负压泄放阀电连接，当回水管道或过水装置或进水管道中有水流动时，回水管道内产生负压，控制器控制负压泄放阀打开，通过负压泄放阀连通回水管道与外界大气，解决管道出现负压的状况，使得测量管路时常保持在正压状态，以减小由于回水管道内存在负压而引起的第一电磁流量计、第二电磁流量计的测量误差，提高测量精度，使联锁警报系统发挥正常作用；当回水管道或过水装置或进水管道中的水不流动时，控制器控制负压泄放阀关闭，以避免回水管道中的水通过负压泄放阀漏出。
在上述技术方案中，回水管道还包括：上升管道，第二电磁流量计设于上升管道上；水平管道具体包括：第一水平支管，第一水平支管的第一端与流水通道的出水端连通，第一水平支管的第二端与上升管道的下端连通；第二水平支管，第二水平支管的一端与上升管道的上端连通，另一端与下降管道的上端连通。
在该技术方案中，回水管道还包括上升管道，水平管道具体包括第一水平支管和第二水平支管，通过设置上升管道、第一水平支管、第二水平支管，使从过水装置流出的水先经过第一水平支管后，进入上升管道从下向上流动，使上升管道内的水处于更满管的状态，因此将第二电磁流量计设于上升管道上，使第二电磁流量计测得的水流量更加准确。
在上述技术方案中，控制器与第一电磁流量计电连接，以获取进水管道的水流动信息；或控制器与第二电磁流量计电连接，以获取回水管道的水流动信息。
在该技术方案中，通过控制器与第一电磁流量计或第二电磁流量计电连接，使控制器可以获取第一电磁流量计或第二电磁流量计的测量数据，从而获取进水管道或回水管道内的水流动信息。
在上述技术方案中，水平管道的进水端位于进水管道的出水端的上方；上升管道的长度为3米，第二电磁流量计设于上升管道的下端上方2米处。
在该技术方案中，水平管道的进水端位于进水管道的出水端的上方，使过水装置的流水通道内的水从下向上流动，以利于流水通道内的水处于更满管的状态，进一步地，上升管道的长度为3米，第二电磁流量计设于上升管道的下端上方2米处，提高第二电磁流量计的测量精度。
本实用新型的第二方面技术方案提出了一种氧枪回水装置，包括：第一方面技术方案中任一项的流水管道负压平衡装置；氧枪；流水管道负压平衡装置中的过水装置设于氧枪内，其中，氧枪内的氧气流经过水装置后从氧枪的喷头喷出；过水装置内的水从流水通道的进水端到出水端的流动过程中与氧枪内的氧气换热。
根据本实用新型提出的氧枪回水装置，通过将过水装置设于氧枪内，使得氧枪内的氧气通过过水装置与流水通道内的水换热，以降低氧枪内氧气的温度。
在上述技术方案中，过水装置具体为换热管道，氧枪内的氧气通过换热管道与流经换热管道内的冷水换热。
在该技术方案中，过水装置具体为换热管道，具体地换热管道呈管状，以增加氧枪内的氧气与过水装置的接触面积，提高换热效率。
在上述技术方案中，还包括：炼钢炉，氧枪的喷头与炼钢炉连通，以向炼钢炉内输送氧气；转炉氧枪回水母管；流水管道负压平衡装置中的下降管道的下端与转炉氧枪回水母管连通。
在该技术方案中，氧枪的喷头与炼钢炉连通，使氧枪通过喷头向炼钢炉内喷射氧气，以提高炼钢炉内的温度；下降管道的下端与转炉氧枪回水母管连通，实现进水管道、回水管道内冷却水的循环流动。
本实用新型的第三方面技术方案，提出了一种氧枪回水控制系统，包括：第二方面技术方案中任一项的氧枪回水装置；第一温度传感器，设于氧枪回水装置中的进水管道上；第二温度传感器，设于氧枪回水装置中的回水管道上；信号处理装置，与氧枪回水装置中的第一电磁流量计、第二电磁流量计、第一温度传感器、第二温度传感器电连接，信号处理装置内设有信号隔离装置；通讯装置，与信号处理装置电连接，通讯装置能够向氧枪回水装置中的控制器发送电信号；其中，控制器与氧枪电连接，第一电磁流量计、第二电磁流量计分别将获取的进水流量、出水流量，以及第一温度传感器、第二温度传感器分别将获取的进水温度、出水温度以电信号的形式传递到信号处理装置，经过信号隔离装置处理后经通讯装置发送到控制器中，控制器根据获取的水流量信息以及水温度信息控制氧枪的开启或关闭。
在上述技术方案中，进水流量小于等于170m3/h，控制器控制氧枪关闭；或出水温度大于等于55℃，控制器控制氧枪关闭；或出水温度与进水温度的差值大于等于≥20℃并维持4秒，控制器控制氧枪关闭；或进水流量与出水流量的差值≥10m3/h维持4秒，控制器控制氧枪关闭。
本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：在回水管道上增设负压泄放阀，当回水管道内产生负压时通过开启负压泄放阀使回水管道与大气连通，大气中的空气通过负压泄放阀进入回水管道内，使回水管道保持正压状态，使第一电磁流量计、第二电磁流量计测得的进水管道、回水管道中的水流量数据一致，使联锁警报系统根据第一电磁流量计和第二电磁流量计测得的数据发挥正常作用，促进转炉炼钢的安全生产。
附图说明
图1示出了本实用新型的一个实施例的流水管道负压平衡装置的结构示意图；
图2示出了本实用新型的一个实施例的过水装置的剖面结构示意图；
图3示出了本实用新型的一个实施例的流水管道负压平衡装置的结构示意图；
图4示出了本实用新型的一个实施例的流水管道负压平衡装置的结构示意图；
图5示出了本实用新型的再一个实施例的氧枪回水装置的结构示意图；
图6示出了本实用新型的一个实施例的氧枪回水控制系统的硬件设备部分的结构示意图；
图7示出了本实用新型的一个实施例的氧枪回水控制系统的介质供应系统的示意图；
图8示出了本实用新型的另一个实施例的氧枪回水控制系统的介质供应系统的示意图；
图9示出了本实用新型的另一个实施例的氧枪与过水装置的结构示意图。
图中符号说明如下：
1过水装置、12流水通道、2进水管道、3回水管道、32上升管道、34下降管道、36水平管道，362第一水平支管、364第二水平支管、4负压泄放阀、5控制器、10第一电磁流量计、102第二电磁流量计、104第一温度传感器、106第二温度传感器、108压力变送器、60氧枪、602内管、604外管、606喷头、62炼钢炉、64转炉氧枪回水母管、70信号处理装置、72信号隔离装置、74通讯装置。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式及其有益效果作进一步地详细描述。
参见图1、图2，为了实现上述目的，本实用新型的一个实施例提供了一种流水管道负压平衡装置，限定了：
流水管道负压平衡装置包括：过水装置1、进水管道2、回水管道3、负压泄放阀4、控制器5；具体地，在过水装置1内设置有供水流动的流水通道12，使水可以通过流水通道12在过水装置1内流动，进水管道2和回水管道3分别与流水通道12的首端和尾端连通，使进水管道2内的水可以流入过水装置1内的流水通道12内，并经过流水通道12进入到回水管道3内；进一步地，回水管道3包括上下方向延伸的下降管道34，以及水平方向延伸的水平管道36；其中，水平管道36的进水端与流水通道12的尾端连通，水平管道36的出水端与下降管道34连通，过水装置1内的水首先通过流水通道12流入水平管道36内再进入下降管道34内向下流动，进一步地，在下降管道34的上端设置有负压泄放阀4，当负压泄放阀4开启时，使得下降管道34通过负压泄放阀4与大气连通；如图3所示，控制器5与负压泄放阀4电连接，控制器5根据获取的过水装置1或进水管道2或回水管道3的水流动信息，控制负压泄放阀4的开启或关闭，具体地，当回水管道3中的水向下流动时，回水管道3的水向下流动会迫使回水管道3内形成负压，此时控制器5控制负压泄放阀4开启，使得回水管道3通过负压泄放阀4与大气连通，大气中的空气通过负压泄放阀4进入到回水管道3内，解决回水管道3出现负压的情况，使回水管道3内保持在正压状态，从而减小了由于回水管道3存在负压而使得进水管道2的水流量测量结果与回水管道3的水流量测量结果之间的误差。
需要说明的是，过水装置1可以是呈罐状具有蓄水功能的装置，也可以是呈管状的具有散热功能的装置。
如图4所示，进一步地，流水管道负压平衡装置还包括：第一电磁流量计10、第二电磁流量计102，第一电磁流量计10设于进水管道2上，第二电磁流量计102设于回水管道3上；第一电磁流量计10和第二电磁流量计102可以检测进水管道2和回水管道3内的水流量，以获取进水管道2和回水管道3内的水流量的信息，通过对比第一电磁流量计10和第二电磁流量计102检测的水流量信息，可以了解过水装置1是否存在漏水的情况，具体地，当回水管道3内的水流量小于进水管道2内的水流量时，则说明过水装置1可能存在漏水的情况；然而，在实际应用中，若回水管道3的上下两端存在较大的高度落差时，由于回水管道3中的水向下流动时迫使回水管道3内产生负压，在通过电磁流量计等水流量检测仪器检测进水管道2和回水管道3中的水流量时，第二电磁流量计102测得的回水管道3中的水流量数据大于第一电磁流量计10测得的进水管道2中的水流量的数据，使检测结果出现失真的情况，在这种情况下，当测得的回水管道3中的水流量等于进水管道2中的水流量时，则说明有一部分水从过水装置1中漏出，联锁警报系统受到电磁流量计测量结果的误导，无法及时发出警报，则可能产生安全隐患。因此，通过在回水管道3的下降管道34的上端设置负压泄放阀4，并通过控制器5与负压泄放阀4电连接，当回水管道3或过水装置1或进水管道2中有水流动时，回水管道3内产生负压，控制器5控制负压泄放阀4打开，通过负压泄放阀4连通回水管道3与外界大气，解决管道出现负压的状况，使得测量管路时常保持在正压状态，以减小由于回水管道3内存在负压而引起的第一电磁流量计10、第二电磁流量计102的测量误差，提高测量精度，使联锁警报系统发挥正常作用；当回水管道3或过水装置1或进水管道2中的水不流动时，控制器5控制负压泄放阀4关闭，以避免回水管道3中的水通过负压泄放阀4漏出。
如图4所示，进一步地，为了使第一电磁流量计10、第二电磁流量计102的检测更加准确，使第一电磁流量计10、第二电磁流量计102所处位置处的进水管道2、回水管道3内的液体处于满管状态，回水管道3具体设置有：上升管道32、下降管道34、第一水平支管362、第二水平支管364，其中，第一水平支管362的进水端与过水装置1的流水通道12连通，第一水平支管362的出水端与上升管道32的下端连通，第二水平支管364的两端分别与上升管道32和下降管道34的上端连通，从过水装置1流出的水先经过第一水平支管362后，进入上升管道32从下向上流动，使上升管道32内的水处于更满管的状态，第二电磁流量计102设于上升管道32上，使第二电磁流量计102测得的水流量更加准确。
如图3所示，进一步地，控制器5与第一电磁流量计10和第二电磁流量计102电连接，使控制器5可以获取第一电磁流量计10或第二电磁流量计102的测量数据，从而获取进水管道2或回水管道3内的水流动信息。
进一步地，将第一电磁流量计10、第二电磁流量计102分别垂直安装到进水管道2、回水管道3上，保证介质自下而上的流动，从而保证充分满管，可以防止残余气泡与液体两相介质在流速较低时产生两相分布的不均匀或相分离，使设于进水管道2和回水管道3上的压力变送器108四周的衬里磨损比较均匀，以减小由此引起的测量附加误差，提高测量精度，而且延长了电磁流量计的使用寿命。
如图3和图4所示，在一个具体的实施例中，水平管道36的进水端位于进水管道2的出水端的上方，使过水装置1的流水通道12内的水从下向上流动，以利于流水通道12内的水处于更满管的状态，进一步地，上升管道32的长度为3米，第二电磁流量计102设于上升管道32的下端上方2米处，提高第二电磁流量计102的测量精度。
如图5所示，本实用新型的另一个实施例提出了一种氧枪回水装置，限定了：
氧枪回水装置包括：流水管道负压平衡装置、氧枪60；其中，流水管道负压平衡装置中的过水装置1设于氧枪60内，使得氧枪60内的氧气通过过水装置1与流水通道12内的水换热，以降低氧枪60内氧气的温度。
如图9所示，在一个具体地实施例中，氧枪60包括内管602、外管604、其中，内管602设置在外管604内，在内管602的外壁与外管604的内壁之间形成流水通道12，内管602内设有供氧流动的通道，在内管602的下端设置喷头606，氧气或氮气可以从喷头606处喷出，进水管道2、回水管道3分别与流水通道12连通，且进水管道2位于回水管道3的下方，使冷却水在流水通道12内自下而上的流动，并通过内管602的管壁与内管602内的氧气或氮气换热，以降低内管602以及喷头606的温度，从而降低氧枪60的温度。
如图5所示，进一步地，过水装置1具体为换热管道，具体地换热管道呈管状，以增加氧枪60内的氧气与过水装置1的接触面积，提高换热效率。
进一步地，氧枪回水装置还包括：炼钢炉62、转炉氧枪回水母管64；具体地，氧枪60的喷头606与炼钢炉62连通，以向炼钢炉62内输送氧气以提高炼钢炉62内的温度；转炉氧枪回水母管64；流水管道负压平衡装置中的下降管道34的下端与转炉氧枪回水母管64连通，实现进水管道2、回水管道3内冷却水的循环流动。
如图6和图7所示，本实用新型的再一个实施例，提出了一种氧枪回水控制系统，包括：
上述实施例中的氧枪回水装置；第一温度传感器104，设于氧枪回水装置中的进水管道2上；第二温度传感器106，设于氧枪回水装置中的回水管道3上，第一温度传感器104、第二温度传感器106具体为电阻杆，通过第一温度传感器104和第二温度传感器106检测进水管道2和回水管道3的水温度，以获取过水装置1内的的流水通道12的进水温度和出水温度；优选地，第一温度传感器104设置于进水管道2靠近过水装置1的一端，第二温度传感器106设置于回水管道3靠近过水装置1的一端，以减小水由于管壁的散热导致的流水通道内进水温度和出水温度之间的检测误差。
如图8所示，进一步地，信号处理装置70与氧枪回水装置中的第一电磁流量计10、第二电磁流量计102、第一温度传感器104、第二温度传感器106电连接，信号处理装置70与信号隔离装置72电连接；通讯装置74，与信号处理装置70电连接，通讯装置74能够向氧枪回水装置中的控制器5发送电信号；其中，控制器5与氧枪60电连接，第一电磁流量计10、第二电磁流量计102分别将获取的进水流量、出水流量，以及第一温度传感器104、第二温度传感器106分别将获取的进水温度、出水温度以电信号的形式传递到信号处理装置70，经过信号隔离装置72处理后经通讯装置74发送到控制器5中，控制器5根据获取的水流量信息以及水温度信息控制氧枪60的开启或关闭。
如图7所示，信号处理装置70具体为现场远程站，为避免转炉氧枪60漏水造成转炉熔融金属液体喷爆事故，通过对氧枪回水控制系统中的冷却水进行水压力检测、水流量检测、进出水温度检测，并实时显示，在氧枪回水系统中的冷却水各项数据出现问题时报警，确保高转炉炼钢的正常运行。具体地，现场通过第一电磁流量计10、第二电磁流量计102和第一温度传感器104、第二温度传感器106分别测量流量和温度信号并上传至现场远程站，将一次采集的流量和温度信号经过远程站内的隔离模块(即信号隔离装置72)，抑制公共接地、变频器、电磁阀及不明脉冲对信号的干扰，转换为纯净、稳定的信号，由远程站内plc通讯电缆(即通讯装置74)传递至计算机(即控制器5)，由计算机程序控制氧枪60不同的模式和状态，即计算机根据获取的进水流量、出水流量以及进水温度、出水温度控制氧枪60的开启或关闭，以实现安全生产。
需要说明的是，由于回水管道3由于存在虹吸、负压等现象导致介质不满管，而目前市面上大部分流量计测量管道介质的流量时，都必须要求介质满管才能准确测量，市面上的超声波流量计可以测量非满管介质，但是由于现场环境受限，同时超声波流量计对信号要求高、精度低，无法满足氧枪60流量测量要求，而电磁流量计普遍在水介质上应用较为广泛，所以选用电磁流量计测量氧枪60流量。
详细地，由于氧枪60平台距离控制室较远，现场就近设置远程站是为了集中收集现场传感器信号进行集中隔离，最后通过一根通讯光缆就可与控制室计算机通讯，实现远程控制。
进一步地，进水流量小于等于170m3/h，控制器5控制氧枪60关闭；或出水温度大于等于55℃，控制器5控制氧枪60关闭；或出水温度与进水温度的差值大于等于≥20℃并维持4秒，控制器5控制氧枪60关闭；或进水流量与出水流量的差值≥10m3/h维持4秒，控制器5控制氧枪60关闭。
一般地，吹炼前要求氧枪60进水流量＞170m3/h，水温＜35℃，否则不允许下枪吹炼；吹炼过程中，氧枪60出水水温检测高于50℃设定值时，报警显示，高于55℃时或进出水温差≥20℃并维持4秒，氧枪自动提到等候点，吹炼中断；同样地，进出水流量差≥10m3/h维持4秒，吹炼中断。
根据本实用新型的一个具体地实施例，提出了一种高位氧枪回水流量测量装置，具体实施方式及其有益效果进行进一步的阐述：
如图5所示，高位氧枪回水流量测量装置具体包括，进水管道2、回水管道3、冷却管道(即过水装置1)、氧枪60、负压泄放阀4、第一电磁流量计10、第二电磁流量计102，其中，冷却管道设于氧枪60内，进水管道2、回水管道3分别与冷却管道的进水端和出水端连通，且冷却管道的进水端设于出水端下方，在回水管道3上设置有上升管道32，上升管道32竖直设置，且上升管道32长3米，第二电磁流量计102设于上升管道32的2米高处的位置上，使得冷却水管道中的液体能够处于更满管状态，同时在下降管道34的上端安装一台负压泄放阀4(dn50切断阀)，联锁氧枪系统控制信号，实现自动控制。当氧枪60开始吹炼，冷却水开始循环以后，回水管道3的水向下流动会迫使回水管道3内形成负压，此时plc(即控制器5)给定信号使负压泄放阀4开启，使得回水管道3通过负压泄放阀4与大气连通，大气中的空气通过负压泄放阀4进入到回水管道3内，解决回水管道3出现负压的情况，使回水管道3内保持在正压状态，从而减小了由于回水管道3存在负压而使得进水管道2的水流量测量结果与回水管道3的水流量测量结果之间的误差，生产结束或检修时，plc(即控制器5)给定信号使负压泄放阀关4闭，防止循环水溢出，从而保证转炉连续生产需求。
氧枪回水控制系统主组成结构：由电磁流量计(传感器、转换器一体式)、信号转换器(信号中间单元)、切断阀(含连接附件)、plc系统、计算机等组成。
氧枪回水控制系统测量设备(电磁流量计、负压泄放阀)的性能参数、信号传输及精度要求如下：
(1)测量对象：电导率≥5μs/cm液体介质
(2)测量范围：介质流速≤20m/s。
(3)测量方式：基于法拉第电磁感应原理通过双电极测量；
(4)测量精度：≤±1％；
(5)模拟量信号：有源(4～20)ma、准确度：≤0.5％
(6)工作环境条件：(-25～60)℃
(7)气动切断阀：气源(0.3～0.7)mpa、24vdc单线圈、限位开关(开关2个)，失气状态阀门全开。
(8)流量计供电电源：电压：(100～230)±15％vac频率：47～440hz；
氧枪回水管路结的设计要求：
①管道结构改造，要保证电磁流量计的满足直管段(前5d，后3d。d：管道通径)要求。
②流量计选用电磁流量计，选择国产川仪一体型电磁流量计。易于维护及备件成本控制。
③流量计电极材质选用316l型不锈钢材质，较普通304材质抗点蚀能力有较大优势，电极布局在管道中心处，冷却水不满管情况下，实现报警输出，提前预警。
④流量传感器电缆选用中性橡胶电缆，保证传送流量信号强度高、损耗少，信号电缆必须与其他电源分开，避免同管敷设，不能平等敷设，避免交流电源干扰，引起流量数值波动。
⑤各类电缆线缆敷设导管可采用重规螺纹管、无缝钢管和符合gb/t14823.1规定的焊缝钢管。专用橡胶电缆需安装上隔爆用导线管，并做好相应的防护措施。
⑥管道提升部分的底端应做好加固防振装置，管道焊接方式采用手工电弧焊接，焊缝全部用对接坡口焊缝。相邻层间焊道起点位置应错开20～30mm。不合格的焊缝返修次数不得超过3次。
⑦管道组装前，应对坡口及内外表面用手工或机械清理，清除管道边缘100mm范围内油、漆、锈、毛刺等。为防止焊接出现裂纹，不得强行对口。
⑧管道对接过程，相邻层间焊道起点位置应错开20～30mm。不合格的焊缝返修次数不得超过3次。
⑨上升管道32立管垂直度允许偏差不大于10mm。管道上各类连接法兰耐压等级应符合pn2.5mpa,泄放阀连接时，密封垫片、焊接缝不应再管道内凸出。
其它：放空阀在管道顶部安装，防护加固措施按需增加，动力气源选用清洁、干燥空气或氮气。
如图6和图8所示，本实用新型的另一个具体地实施例，提出了一种氧枪回水控制系统，包括：
提出了一种氧枪回水控制系统，包括：
上述实施例中的氧枪回水装置；第一温度传感器104，设于氧枪回水装置中的进水管道2上；第二温度传感器106，设于氧枪回水装置中的回水管道3上，第一温度传感器104、第二温度传感器106具体为电阻杆，通过第一温度传感器104和第二温度传感器106检测进水管道2的进水温度以及回水管道3的出水温度，信号处理装置70，与氧枪回水装置中的第一电磁流量计10、第二电磁流量计102、第一温度传感器104、第二温度传感器106电连接，信号处理装置70与信号隔离装置72电连接；通讯装置74，与信号处理装置70电连接，通讯装置74能够向氧枪回水装置中的控制器5发送电信号；其中，控制器5与氧枪60电连接，第一电磁流量计10、第二电磁流量计102分别将获取的进水流量、出水流量，以及第一温度传感器104、第二温度传感器106分别将获取的进水温度、出水温度以电信号的形式传递到信号处理装置70，经过信号隔离装置72处理后再经通讯装置74发送到控制器5中，控制器5根据获取的水流量信息以及水温度信息控制氧枪60的开启或关闭。
需要说明的是，信号处理装置70具体为现场远程站，为避免转炉氧枪具体地，信号隔离装置72是采用光电、磁电等隔离技术，实现输入输出信号相互隔离转换的装置。主要的作用是抑制公共接地、变频器、电磁阀及不明脉冲对设备的干扰，提升了测量设备在恶劣环境下使用不被击穿的性能。目前在氧枪冷却水控制系统(即氧枪回水控制系统)中选用的南京优倍c系列隔离模块，输入电流/电压信号，变送输出隔离的电流电压信号，可实现输入、输出与电源间三端隔离。同时响应时间快(＜0.2ms)，功耗低(单信号＜0.4w)，温度特性(＜30ppm/℃)好。
进一步地，进水流量小于等于170m3/h，控制器5控制氧枪60关闭；或出水温度大于等于55℃，控制器5控制氧枪60关闭；或出水温度与进水温度的差值大于等于≥20℃并维持4秒，控制器5控制氧枪60关闭；或进水流量与出水流量的差值≥10m3/h维持4秒，控制器5控制氧枪60关闭。
本实用新型的有益效果如下：
1、实施回水管道向上提升布局改造，使得冷却水管道中的液体能够处于更满管状态，满足电磁流量计测量要求；
2、将电磁流量计迁移垂直安装，可以防止残余气泡与液体两相介质在流速较低时产生两相分布的不均匀或相分离，使设于进水管道2和回水管道3上的压力变送器108四周的衬里磨损比较均匀，以减小由此引起的测量附加误差，提高测量精度，而且延长了电磁流量计的使用寿命。
3、安装负压泄放阀，泄放口与大气相连，实现当氧枪冷却水高度差形成的抽吸物理作用通过负压泄放阀使得冷却水进口不会形成负压，达到负压泄放的目的，消除管道内介质虹吸、负压状态，避免造成流量计衬里破损脱落、测量线圈绝缘下降、电磁流量计报废。
4、增加泄放阀自动控制系统，实现了生产状态的切换控制，防止冷却水溢出，保证生产连续性，提高生产效率。
5、为避免氧枪提升装置交流电动机产生的冲击电流信号，引入独立的信号隔离模块，滤除流量输入信号中的干扰信号，使流量反馈值稳定、准确，为生产提供了保证。
效益及其总结：
(1)对氧枪回水管道实施改造加装泄放控制后，有效地抑制了“虹吸”现象，实施前管道内负压最大达到-62kpa，实施后水平段回水压力检测压力为(3～15)kpa，实现了流量计测量管路中负压的有效泄放，满足电磁流量计正常使用的技术要求，保证了回水流量检测数据的真实性。
(1)满足电磁流量计管路正压和满管要求，恢复了氧枪正常进回水偏差连锁条件。通过对实施前后氧枪进水和回水相关参数对比(见表1)。改进后进回水流量显示、流量差值较为稳定，吹炼状态下进回水流量波动趋势、范围基本一致。实现了氧枪进、回水流量的准确测量，达到良好效果。
表1氧枪回水控制原理图
(3)消除重大安全隐患，降低设备成本，氧枪联锁条件投入正常使用，有效地降低了钢水喷爆、氧枪泄爆风险，消除了转炉氧枪系统存在的一项潜在危险源；消除负压对设备的损害，延长设备使用寿命，年可节约备件费用约10万元。
总结：本单位转炉氧枪冷却水供、回水流量测量方案改进后实现准确测量，彻底解决了原氧枪冷却水回水流量无法测量的疑难问题，为转炉氧枪漏水预报提供必要条件，同时消除了转炉氧枪系统存在的一项潜在危险源，使转炉能够安全稳定运行，为国内顶吹转炉炼钢氧枪回水流量测量的方法进行了一次有效尝试，可以在国内顶吹转炉炼钢氧枪回水流量测量中进行推广，对其它类似的测量具有借鉴参考价值。
由技术常识可知，本实用新型可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本实用新型范围内或在等同于本实用新型的范围内的改变均被本实用新型包含。
在本实用新型中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本实用新型的限制。
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
1.一种流水管道负压平衡装置，其特征在于，包括：
过水装置，所述过水装置内设有流水通道；
进水管道，所述进水管道的出水端与所述过水装置的流水通道的首端连通；
回水管道，所述回水管道包括相互连通的沿上下方向延伸的下降管道以及水平方向延伸的水平管道，所述水平管道的进水端与所述流水通道的尾端连通；
负压泄放阀，设于所述下降管道的上端；
控制器，与所述负压泄放阀电连接，所述控制器根据获取的所述过水装置或所述进水管道或所述回水管道的水流动信息，控制所述负压泄放阀的开启或关闭。
2.根据权利要求1所述的流水管道负压平衡装置，其特征在于，还包括：
分别设于所述进水管道和所述回水管道上的第一电磁流量计，和第二电磁流量计；
其中，所述控制器获取所述进水管道或所述回水管道的水流动的信息时，控制负压泄放阀开启；所述控制器获取所述进水管道或所述回水管道的水未流动的信息时，控制负压泄放阀关闭。
3.根据权利要求2所述的流水管道负压平衡装置，其特征在于，
所述回水管道还包括：上升管道，所述第二电磁流量计设于所述上升管道上；
所述水平管道具体包括：第一水平支管，所述第一水平支管的第一端与所述流水通道的出水端连通，所述第一水平支管的第二端与所述上升管道的下端连通；
第二水平支管，所述第二水平支管的一端与所述上升管道的上端连通，另一端与所述下降管道的上端连通。
4.根据权利要求3所述的流水管道负压平衡装置，其特征在于，
所述控制器与所述第一电磁流量计电连接，以获取所述进水管道的水流动信息；或所述控制器与所述第二电磁流量计电连接，以获取所述回水管道的水流动信息。
5.根据权利要求4所述的流水管道负压平衡装置，其特征在于，
所述水平管道的进水端位于所述进水管道的出水端的上方。
6.根据权利要求5所述的流水管道负压平衡装置，其特征在于，
所述上升管道的长度为3米，所述第二电磁流量计设于所述上升管道的下端上方2米处。
7.一种氧枪回水装置，其特征在于，包括：
如权利要求1至6中任一项所述的流水管道负压平衡装置；
氧枪；所述流水管道负压平衡装置中的过水装置设于所述氧枪内，其中，所述氧枪内的氧气流经过水装置后从所述氧枪的喷头喷出；所述过水装置内的水从流水通道的进水端到出水端的流动过程中与所述氧枪内的氧气换热。
8.根据权利要求7所述的氧枪回水装置，其特征在于，
所述过水装置具体为换热管道，所述氧枪内的氧气通过所述换热管道与流经所述换热管道内的冷水换热。
9.根据权利要求7所述的氧枪回水装置，其特征在于，还包括：
炼钢炉，所述氧枪的喷头与所述炼钢炉连通，以向所述炼钢炉内输送氧气；
转炉氧枪回水母管；所述流水管道负压平衡装置中的下降管道的下端与所述转炉氧枪回水母管连通。
10.一种氧枪回水控制系统，其特征在于，包括：
如权利要求7至9中任一项所述的氧枪回水装置；
第一温度传感器，设于所述氧枪回水装置中的进水管道上；
第二温度传感器，设于所述氧枪回水装置中的回水管道上；
信号处理装置，与所述氧枪回水装置中的第一电磁流量计、第二电磁流量计、所述第一温度传感器、所述第二温度传感器电连接；
信号隔离装置，与所述信号处理装置电连接；
通讯装置，与所述信号处理装置电连接，所述通讯装置能够向所述氧枪回水装置中的控制器发送电信号；
其中，所述控制器与所述氧枪电连接，所述第一电磁流量计、所述第二电磁流量计分别将获取的进水流量、出水流量，以及所述第一温度传感器、所述第二温度传感器分别将获取的进水温度、出水温度以电信号的形式传递到所述信号处理装置，经过所述信号隔离装置处理后经所述通讯装置发送到所述控制器中，所述控制器根据获取的进水流量、出水流量以及进水温度、出水温度控制所述氧枪的开启或关闭。
11.根据权利要求10所述的氧枪回水控制系统，其特征在于，
所述进水流量小于等于170m3/h，所述控制器控制所述氧枪关闭；
或所述出水温度大于等于55℃，所述控制器控制所述氧枪关闭；
或所述出水温度与进水温度的差值大于等于≥20℃并维持4秒，所述控制器控制所述氧枪关闭；
或所述进水流量与所述出水流量的差值≥10m3/h维持4秒，所述控制器控制所述氧枪关闭。
技术总结