本发明涉及产生水帘的设备。 为了冷却轧件需要层流式水帘，用于处理带材、板材、扁钢等。通常必须要求均匀冷却，因此被冷却的物件必须对准水帘。一般将平的物体垂直于水帘安放并用辊道输送通过水帘，而轴对称旋转体在水帘下方转动进行冷却，此时旋转轴线平行于轧件上面水的冲击线，并最好垂直地处于它的下面。
产生层流水帘的主要困难在于，要求沿水帘的整个宽度均匀，也就是要求保证在要冷却的轧件上各处的水量相同。因为水帘所需的宽度很大（平板型轧件最大为5米，管件为15至30米），所以层流很容易形成局部收缩等不均匀现象，甚至会在个别地方使水帘中断。为了避免上述的厚度局部收缩现象，德国专利DE-OS 3334251公开了一种将沿水帘整个宽度的缝隙式喷口的侧壁在其出口垂直于冷却水流动方向变成凸形。也就是使缝隙式喷口的出口截面从两端到中央是增大的。这种方案的缺点在于所产生的水帘宽度不能改变，因此无法始终和所冷却轧件地各种宽度或长度相匹配。
为了解决匹配问题，德国专利DE3634188A1建议，将缝隙式喷口的一个端壁（窄侧）或两个端壁设置成可沿缝隙式喷口的侧壁（宽侧）移动，从而可任意调整喷口宽度。但这种结构造价较高，而且在起动时要求的单位时间供水量比同样宽度的水帘正常工作时的供水量大约大2.5倍。为了形成层流，始终要求相应地提高供水量。
此外，从德国专利DE3523829A1已知一种将供水分成几个水帘段的方案，它是将水箱装置用一些沿水流方向的隔板分为几个相邻的水箱，每个水箱有一个可单独调节的供水管。紧挨所有水箱公共的缝隙式喷口出口平面的上方结束的隔板，下端具有锥形的缩小段，隔板由简单的分隔薄板构成，分隔薄板为每两个紧邻的水箱所公有，所以从薄板的厚度方向看这些水箱没有间距地相互连在一起。
这种方案的缺点在于，层流的结构形式在出口喷口中受到强烈的干扰，因为每个水箱中的水都是通过单独可调的圆喷嘴喷入缝隙式喷嘴入口区的，从而产生涡流。另一个缺点是如研究所指出的，在两个相邻水箱流出的水帘段的交界处，即在隔板垂直下方的区域内供水不均匀。在这一区域中水帘的横截面，大体呈“骨形”（Knochenf-oermig），所以从水帘的整个宽度来看，轧件的冷却与原本所要求的冷却程度相比要么过大，要么过小，因此使轧件的金相组织不同。
本发明的任务在于，对现有的设备加以发展，尽可能地消除所存在的缺点。
该任务的解决方法如下：制造一种产生冷却轧件尤其是钢管所需水帘的设备，水帘在自由状态以层流的形式呈直线形沿轧件的整个长度或整个宽度冲击在轧件的表面上，设备包括一个由几个并排安放的水箱（1）构成的水箱装置，每个水箱中连有一个可单独调节的供水管，并设有一个使水帘段出口的缝隙式导水槽，每两个相邻水箱之间设有一个向下呈锥形缩小的隔板，缝隙式导水槽宽侧的侧壁超出隔板锥形缩小部分向下延伸以构成一个所有水箱的总喷口，侧壁终上于公共的出口平面上，其特征为：每个水箱缝隙式导水槽的入口作成水封式的放泄装置，它沿水箱的整个宽度延伸，水箱之间的隔板作成分开式并相互离开一段距离的侧壁，缝隙式导水槽下部的侧壁作成向外倾斜的导水板，相邻水箱的导水板成对地构成锥形缩小段，总的喷口流通口的厚度在锥形缩小段所在区域局部缩小。并且，为局部缩小总的喷口的流通口，用板条固定在侧壁的内表面，板条由薄板或其它具有光滑外表面的材料制成。板条在垂直于流动方向的横截面看，朝着它的中心增厚，而朝其纵向侧边变薄。
本发明中，将与所要求的水帘宽度相同的水箱装置分为几个相互独立的单元，即分为单个水箱，这些水箱各具有自己的供水管和出水口，每个水箱产生一段水帘，这些水帘段再合成为一个总的水帘。
通过控制供水管的打开或关闭调节各个单元，不仅可以与轧件不同的宽度或长度相适应，还可通过相应地调节向各个水箱的供水量乖仄淇矶然虺ざ壬洗锏剿蟮牟煌睦淙辞慷取４送猓谏璞钙鸲保ü群笃鸲鞯ピ蛊鸲蔽斯钩刹懔髅嬖黾铀拷鲈诘ジ龅牡ピ薪校佣档土松璞钙鸲彼男枨罅俊?
本发明的设备保证能在出口喷口形成可靠的层流，因为水通过沿每个水箱整个宽度设置的水封式放泄装置到达缝隙式导水槽的入口区时已经平稳。当水从可调节的供水管进入水箱时涡流的不良影响也因此被进一步消除。
最后，本发明还避免了在轧件上面水帘撞击区的“骨形”。在已知的设备中，当相邻水帘段汇流在一起时，与撞击区的正常宽度（水帘厚度）相比，使得其中间的供水量过少，而两侧是具有过大供水量的区域。本发明解决此问题的方法是，在流过缝隙式导水槽之后，在其边缘区设置了另一种导水体，以便流动均匀并将边缘水流融为一体。采取的措施是，使多个水箱彼此相隔一定距离，因此两个相邻水箱之间的隔板不再是一个公用的分隔墙，而是分成为单个的壁。各水帘段的侧边在流过等宽度及等厚度的缝隙式导水槽之后，水帘段借助导水板向外倾斜，并在相邻导水板连成楔形的末端合成一股。这种将水帘段在交界区中配合的方式，可以有控制地减少局部的供水量。
因为所有水箱的总出口喷口宽侧的侧壁还有一大段超过楔形缩小段的末端伸向下方，所以在到达出口喷口的出口面之前，对某些应用情况已足以满足要求的水流，还可以进一步均匀化。相邻水帘段交界区中的紊流还在出口喷口中时就已大部分转变为层流。但为了保证水帘的厚度更加均匀，按本发明，在楔形缩小段下方的区域中有目的地减小出口喷口的厚度，例如在出口喷口的内壁上固定其纵向为沿水流方向，使出口喷口的厚度减小。板条纵向边缘处的厚度最好减小。一般来说板条固定在出口喷口两个侧壁之一上就足够了。
图1为本发明水箱的纵剖面。
图2为水箱沿图1中A-A线的横剖面。
图3为水箱沿图1中B-B线的横剖面。
图4为减小流动厚度之板条的外视图及俯视图。
图5和6为两个试件上硬度测量值与测点离水帘段交界处的距离之间的关系。
图1所示本发明的水箱装置由三个相互离开一定距离的水箱1组成，每个水箱与一个可调节的供水管2相连。图2为该装置沿A-A线的横剖面，图3为沿B-B线的横剖面。水以层流的形式经过缝隙式导水槽3从水箱1向下流动。这里采用水封槽式的放泄装置是比较有利的，该装置由从水箱1顶部或底部沿整个水箱宽度垂直插入液体的薄板10和11构成。薄板11和侧壁6构成了缝隙式导水槽3，导水槽沿整个水箱1的宽度上的厚度是相同的。由出口水流形成的三段水帘的侧边通过导水板4连在一起，导水板与在缝隙式导水槽3窄侧面的侧壁5相连并向下延伸。相邻的两块导水板4彼此倾斜，他们的末端相连形成一个楔形。全部水箱1的侧壁6如薄板11那样延伸到水箱1的下部，将缝隙式导水槽3过渡到所有水箱1的总喷口7。喷口7的出口平面以8表示，它位于导水板4所构成的楔形段的下方，因此在楔形段下方至出口平面8形成了一个阻尼稳定水流的区域。在两个相邻水帘段交界的区域内，用一个固定于薄板11内侧的板条9使出口7的厚度局部减小，以限制在交界处通过导水板4已减小了的水流量。也可以将板条9固定在侧壁6上或同时固定在薄板11及侧壁6上。
下面借助本发明钢管淬水设备的两个生产实例加以说明。
图5和图6表示两个按本发明处理过的钢管其硬度测量结果与测量点离水帘段交界处距离之间的关系。钢管的材料为29CrMo44和20CrMo44。硬度值是在管壁的内表面，外表面及中间侧得的。从硬度值的变化可以看出，交界区的冷却作用既没有加强也没有降低。个别的值较高以及其波动范围完全与在最有利的情况下按计划进行的冷却所应达到的变化情况相同。