CN101963623A - 电磁脉冲双锤振打清灰型风粉流速测量装置 - Google Patents

Abstract

一种电磁脉冲双锤振打清灰型风粉流速测量装置，其特征是由靠背管探头、清灰防堵元件和组合式电磁脉冲双锤振打装置组成，清灰防堵元件设在靠背管探头管内，并通过其推拉杆与组合式电磁脉冲双锤振打装置的振打锤头连接；靠背管探头上端装两个管接头，与两根不锈钢直管连接，由管接头设置的变径孔将直管内与探头内连通，在探头两侧设有引压斜管；防堵清灰元件由对称设置在探头内的弹簧和相连的推拉杆构成；组合式电磁脉冲双锤振打装置由对称设置的套管、导管、线圈组件、振打棒组件、振打底座、弹性密封螺帽组成；本发明简单、可靠、防堵清灰效果好、无须任何压缩气体吹扫，测量准确、稳定、实现了大机组直吹式燃煤锅炉一次风粉风速在线监测。

Description

电磁脉冲双锤振打清灰型风粉流速测量装置

技术领域

本发明涉及一种智能型高浓度煤粉气流和含尘气体流量传感器，特别涉及一种组合式电磁脉冲双锤振打清灰防堵型靠背管风粉流速测量装置，涉及电站直吹式燃煤锅炉一次风粉风速在线监测设备。

背景技术

电站锅炉上有许多需要测量气体流量的风管风道，测量气体流量是指导安全经济运行的重要参数。目前国内电站锅炉其一、二次风速(量)及制粉通风量测量，一般采用传统的机翼型、文丘里型、均速笛形管型，阿牛巴型、孔板型、喷嘴型、插入式文丘里型以及插入式孔板型等测风装置。由于一、二次风及制粉风皆系含尘气流，上述类型的测风装置其灰尘只进不出，容易堵塞，使用效果很不理想。

取压口均采用斜剖面口设计的靠背管式动压测速管，因开口元件不易堵塞而被广泛用于测速装置。近期，采用连续或定期反吹等手段的靠背管测速元件被相继开发，或在大口径靠背管测速探头内增设自清灰装置，利用流速的风引起测速件内部悬挂的柔性棒进行无规则摆动，使得煤粉无法积附于测速件上，并且抑制粉尘在测管内壁集聚上升，达到防堵功能。

但配置直吹式制粉系统的锅炉，被测介质中煤粉浓度高，仍使得自清灰式防堵测速装置的探头感压口处和引压管路中粉尘会堆积形成硬块，单靠气流冲击和风道振动能量作用下的清灰棒摆动难于清除，而且大口径靠背管测量流场很难保证测量精度，使得直吹式锅炉测量一次元件堵塞问题始终未能解决，直接影响锅炉的燃烧调整和风量自动控制系统的投入率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：对于高浓度煤粉气流或含尘气体，为使基于靠背管测量的气体流速传感器长期、高效、可靠的工作，提供一种组合式电磁脉冲双锤振打清灰装置，定期或连续性的疏通并清除沉积在感压口处和导压管路中的粉尘及硬块，从而达到防堵塞、清粉尘的目的。

本发明提供一种电磁脉冲双锤式振打清灰型风粉流速测量装置，由靠背管探头、组合式电磁脉冲双锤振打装置和清灰防堵元件组成。其技术方案是：探头上端装两个管接头，与两根不锈钢直管连接，由管接头设置的变径孔将直管内与探头内连通，在探头两侧设有引压斜管；防堵清灰元件由对称设置在探头内的弹簧和相连着的推拉杆构成；组合式电磁脉冲双锤振打装置由对称设置、结构相同的套管、导管、线圈组件、振打棒组件、振打底座、弹性密封螺帽组成。包括：三组定位套；缠在骨架上、放入外壳里的四个并联电磁线圈；插入骨架中的两根不锈钢管内都设有结构相同的振打棒；每个振打棒均由振打锤头、永磁棒、盖形螺母三者依次相连构成；振打锤头与套装减振弹簧的推拉杆连接；盖形螺母与弹性密封螺帽构成磁吸装置；设置两根永磁棒对置的磁极相同；四个并联线圈的线径、匝数、绕向相同、由定位套交错设置、其位置与永磁棒磁极相邻；用线圈固定卡紧。其特征是：接通直流正电时，设两线圈为电磁体(N极)、两线圈为电磁体(S极)、与相邻两永磁棒的磁极相反，“异性相吸”的电磁合力使双振打棒同时向上提起至导管顶端；断电时，由盖形螺母和弹性密封螺帽构成的磁吸将双振打棒倒置悬挂；接通直流负电时，线圈磁极发生改变，与相邻两永磁棒的磁极相同，“同性相斥”的电磁合力使双振打棒同时向下落到振打底座；设置电源极性切换的时序、周期，控制电磁线圈接通正电、断电、负电，来提起、吸住、落下振打棒时带动清灰弹簧在探头由内至外、从上至下、作垂直往复式移动、振动、抖动，以此实现程控疏通、清灰的目的。

有益效果

采用本发明的电磁脉冲双锤振打清灰型风粉流速测量装置，具有清灰防堵功能，既便管道煤粉浓度超过80％，也不会造成探头或管路堵塞。设置在测量探头本体内的防堵清灰元件和电磁脉冲双锤振打装置采用一体化结构，简单实用、性能可靠、防堵清灰效果好、无须任何压缩气体吹扫，做到长期测量准确、风速(量)显示稳定、实现了大机组直吹式燃煤锅炉一次风粉风速在线监测。

附图说明

图1为本发明的电磁脉冲双锤振打清灰型风粉流速测量装置向上移动实施例的剖面结构示意图。

图2为本发明的电磁脉冲双锤振打清灰型风粉流速测量装置向下移动实施例的剖面结构示意图。

其中1为全压取压管，2为全压清灰弹簧，3为全压推拉杆，4为全压引压管，5为全压引压斜管，6为全压管接头，7为全压振打底座，8为全压减振弹簧，9为下固定卡A，10为全压振打锤头，11为电磁线圈a，12为电磁线圈a外壳，13为下定位套，14为电磁线圈b，15为电磁线圈b外壳，16为全压永磁棒，17为中定位套，18为全压盖形螺母，19为电磁线圈c外壳，20为电磁线圈c，21为电磁线圈d，22为电磁线圈d外壳，23为上固定卡A，24为全压直管，25为全压弹性螺帽，26为静压弹性螺帽，27为静压直管，28为上固定卡B，29为全压振打棒导管，30为静压振打棒导管，31为电磁线圈d骨架，32为上定位套，33为静压盖形螺母，34为电磁线圈c骨架，35为静压永磁棒，36为电磁线圈b骨架，37为电磁线圈a骨架，38为静压振打锤头，39为下固定卡B，40为静压减振弹簧，41为静压振打底座，42为静压管接头，43为静压引压斜管，44为静压引压管，45为静压推拉杆，46为静压清灰弹簧，47为静压取压管。

具体实施例

在图1中本发明所述的靠背管探头由风道内取压管[1][47]和风道外引压管[4][44]构成。取压管采用斜剖面口设计的碳化钨硬质合金管，引压管则使用不锈钢管，两管承插焊接。在引压管的上端和两侧，专门增设了直管和斜管，直管是电磁脉冲双锤振打装置的专用管件，由两根并排设置的不锈钢管[24][27]构成。直管[24]与固定在引压管[4]上端的管接头[6]连接，直管[27]与固定在引压管[44]上端的管接头[42]连接，管接头的变径孔将探头与直管既连通又区隔开。斜管[5]与探头引压管[4]连接，斜管[43]与探头引压管[44]连接，引压信号则由斜管内取得。

本发明所述的防堵清灰元件由弹簧[2]与推拉杆[3]连接、弹簧[46]与推拉杆[45]连接，对称设置在探头内；推拉杆[3]经管接头[6]的变径孔穿入直管[24]、推拉杆[45]经管接头[42]的变径孔穿入直管[27]。

本发明所述的组合式电磁脉冲双锤振打装置由两结构相同、对称设置的套管、导管、线圈组件、振打棒组件、振打底座、弹性密封螺帽组合而成。直管[24][27]其外管共作为线圈组件的套管、其内管[29][30]各作为两振打棒组件的运动导管，管接头[6][42]的端面用作为两振打底座[7][41]，弹性密封螺帽[25][26]用于两直管顶部管口的密封。

本发明所述的振打棒组件是组合式电磁脉冲双锤振打装置的运动机构。两振打棒对称设置在直管[24][27]内，一根由振打锤头[10]、永磁棒[16]、盖形螺母[18]依次相互连接，另一根由振打锤头[38]、永磁棒[35]、盖形螺母[33]依次相互连接，两永磁棒其所对置的(S-N)磁极相同，由两端均设有螺纹孔的铁铬钴金属磁钢制成，振打锤头用来敲击振打底座，盖形螺母与弹性密封螺帽构成磁吸装置；振打锤头[10]与推拉杆[3]连接，振打锤头[38]与推拉杆[45]连接，两推拉杆各套装减振弹簧[8][40]；使振打装置的运动机构与防堵清灰元件连接为一体。

本发明所述的线圈组件是组合式电磁脉冲双锤振打装置的驱动机构。由线圈骨架[37][36][34][31]、电磁线圈[11][14][20][21]、线圈外壳[12][15][19][22]、定位套[13][17][32]、线圈固定卡[9-39][23-28]组成。线圈缠在骨架上、装入外壳里，直管[24][27]插入骨架内；四个并联电磁线圈线径、匝数、绕向相同，通过定位套交错设置，其位置与直管内两根对置磁极相同的永磁棒[16][35]的磁极位置相邻，由线圈固定卡两端进行固定；当直管[24][27]外侧面所缠绕的线圈里流动正向电流时，设置线圈[11][14]为电磁体(N极)、线圈[20][21]为电磁体(S极)，相邻两永磁棒的磁极与相邻的电磁体极性相反，在线圈[11][14][20]“异性相吸”的作用下，将两振打棒沿导管[29][30]同时向上移动、经线圈[21]的接力、各自碰到弹性密封螺帽[25][26]；此时断电，由磁吸装置将两振打棒倒挂悬置。

在图2中本发明所述的电磁线圈接通直流负电时，线圈电流的流向改变，线圈的电磁体极性也改变，线圈[11][14]为电磁体(S极)、线圈[20][21]为电磁体(N极)，相邻两永磁棒磁极与其相邻的电磁体极性相同，在线圈组[14][20][21]“同性相斥”的合力作用下，使两振打棒同时向下移动，经线圈[11]的接力、各自撞向振打底座[7][41]；由于受重力作用会加速撞击，专门设有缓冲的减振弹簧[8][40]；只要控制直流电源极性切换的脉冲时序，就能实现推拉杆带动弹簧在探头由内到外作：倒挂→下→上→再倒挂、周而复始的往复式移动，以此达到疏通、清灰的目的；利用磁吸装置，设置往复周期从而达到节能效果；由于两永磁棒对置的磁极相同，两者之间存在着排斥力，振打棒总是悬浮式移动，与导管壁无摩擦，不会造成运动故障。

本发明所述的防堵清灰元件的推拉杆是电磁振打装置的执行机构。推拉杆一端与弹簧连接、一端与振打棒连接。振打棒的永磁体受电磁力控制运动方向，由推拉杆带动弹簧在探头内作上、下全程式往复移动，真正实现探头全壁内和感压口处疏通、清灰；经推拉杆的传力使弹簧产生强力振动，抖落粘附的粉尘，具有彻底清洗探头的功效。当振打棒由磁吸装置被倒挂悬置时，柔性弹簧受测量介质动能冲击和管道振动作用下会在探头内自由抖动，起到清灰和气流过滤的作用，使粉尘难以进入引压斜管和导管内。

本发明所述的电磁线圈组是组合式电磁脉冲双锤振打装置的驱动机构。使用可编程控制器，对电磁线圈组直流电源的极性切换、振打周期、下落时间、提起时间、进行智能化控制，实现多模式、多参数设置和在线式修改，使自动清灰的往复时序可任意设定为定期式或连续式，能满足任何工况条件下粉尘流速(量)的测量。用增加线圈组数量的办法，可构成超长型的防堵测量探头，即使在垂直管段水平式安装，也同样具备防堵清灰的效果，现场安装极为方便，应用领域十分广阔。

采用本发明的电磁脉冲双锤振打清灰型风粉流速测量装置具有技术效果：

1.传统靠背管取压口标准化、无压损、取压效能高、测量精度好；2.靠背管探头采用碳化钨硬质合金管，具有超凡的防磨功能，标定系数永不改变，确保长期可靠运行；3.特殊设计的组合式电磁脉冲双锤振打器采用磁悬浮原理，全压、静压测管同时清灰，具有体积小、一体化、速度快、易控制、无磨损、低功耗、节能型、结构简单、安全可靠、无任何机械故障；4.采用可机械加工变形的铁铬钴永磁合金制成的振打棒，具有耐高温、防腐蚀、抗敲打、不易碎、不退磁，能长期承受撞击力；5.采用垂直式往复运动，由电磁力和重力加速撞击，强力清灰效果好，既清除管壁粘附和斜管中聚集的粉尘，又疏通感压口处堆积所结的硬块和管壁结垢，确保在高浓度和各种工况条件下粉尘流速(量)的正常测量；6.专门设计的强力磁吸装置，在线圈断电状态下，能使清灰弹簧伸进探头上部被悬空倒挂，避免粉尘磨损，并利用测量介质动能冲击和管道振动作用下，清灰弹簧在探头内摆动，起到防堵清灰和气流过滤作用；7.用设置电磁线圈组的数量可制成各种长度规格的往复式振打清灰防堵智能型风粉流量传感器，插入式安装，简单方便；8.采用程控直流电源，实现多模式、多参数设置和在线式修改，使程控清灰的往复时序可任意设定。

Claims (3)

1.一种电磁脉冲双锤振打清灰型风粉流速测量装置，由靠背管探头、组合式电磁脉冲双锤振打装置和清灰防堵元件组成。包括：

一对弹簧[2][46]、连接所述推拉杆[3][45]、设在所述取压管[1][47]内；

一对斜管[5][43]，连接在所述引压管[4][44]侧面；

一对管接头[6][42]，连接在所述引压管[4][44]上端；

一对不锈钢直管[24][27]，连接在所述管接头[6][42]；

一对永磁棒[16][35]，设置在所述导管[29][30]内；

一对振打锤头[10][38]，连接在所述推拉杆[3][45]；

一对盖形螺母[18][33]，连接在所述永磁棒[16][35]上；

一对弹性密封螺帽[25][26]，连接在所述直管[24][27]上；

四个电磁线圈[11][14][20][21]，缠在所述骨架[37][36][34][31]上、装在所述外壳[12][15][19][22]里、由所述线圈定位套[13][17][32]交错设置、用所述固定卡[9-39][23-28]固定。

其特征在于：

缠有线圈骨架[37][36][34][31]中插入两根不锈钢管直管[24][27]内都设有结构相同的振打棒组件；每个振打棒组件均由振打锤头、永磁棒、盖形螺母三者依次相连构成；振打锤头[10][38]与推拉杆[3][45]连接，其上套装减振弹簧[8][40]；盖形螺母[18][33]与弹性密封螺帽[25][26]构成磁吸装置；设置两根永磁棒[16][35]对置的磁极相同；四个线圈的线径、匝数、绕向相同、并联连接；其位置与永磁棒磁极相邻；接通直流正电时，设置线圈[11][14]为电磁体(N极)、线圈[20][21]为电磁体(S极)，均与其相邻两永磁棒的磁极性相反；由线圈[11][14][20]“异性相吸”的电磁合力将两根振打棒沿导管[29][30]同时向上提起、经线圈[21]的接力、碰到弹性密封螺帽[25][26]；此时断电，由磁吸装置将振打棒倒置悬挂，可节约能源；接通直流负电时，线圈电流的流向改变，使四个线圈的电磁体极性也改变，线圈[11][14]为电磁体(S极)、线圈[20][21]为电磁体(N极)，两永磁棒磁极与其相邻的电磁体极性相同；由线圈[14][20][21]“同性相斥”的电磁合力将两根振打棒沿导管[29][30]同时向下拉、经线圈[11]的接力、撞到弹簧[8][40]缓冲的振打底座[7][41]；由于重力加速度的作用产生振打效应；设置直流程控电源极性切换的时序、周期，实现弹簧在探头由内到外、从上至下、作垂直往复式移动、振动、抖动、以此达到程控疏通、清灰、防堵的目的。

2.根据权利要求1的测量装置，其特征在于，所述的两永磁棒[16][35]相对的磁极性相同，两者之间存在着排斥力，振打棒总是悬浮式移动，与导管壁无摩擦，不会造成运动故障。

3.根据权利要求1的测量装置，其特征在于，所述的探头引压管上端的管接头[6][42]其端面设置为电磁双锤的振打底座[7][41]。

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