CN102818271A - 声波吹灰器发声头 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种声波吹灰器发声头。该发声头包括一次发声单元、二次发声单元和盖体。一次发声单元用于使压缩气体的内能转化为声能；二次发声单元与第一发声单元相连接，用于使通过一次发声单元的压缩气体的内能进一步转化为声能；并且，一次发生单元和所述二次发声单元设置于所述盖体内。本发明有效地解决了现有声波吹灰器膜片式发声头压缩空气耗量偏大、能量转化效率低等缺点，进一步提高了发声头的输出声强。

Description

声波吹灰器发声头

技术领域

本发明涉及声波除尘技术，特别涉及一种声波吹灰器发声头。

背景技术

声波吹灰技术是指：将压缩空气转换成大功率声波（一种以疏密波的形式在空间介质（气体）中传播的压力波）送入灰垢聚积表面，当积灰受到以一定频率交替变化的疏密波反复拉、压作用时，因疲劳疏松脱落，随烟气流带走或在重力作用下脱离灰垢聚积表面，进而达到清灰的目的。显然，声波能量愈大，清灰作用愈强。

目前，声波吹灰器一般采用膜片式发声头，其发声构件仅为膜片，即控制压缩空气流量的唯一构件为膜片。压缩空气进入发声头后，驱动膜片振动，压力有所降低，所消耗的能量通过膜片振动转化为声能；之后，压缩空气便离开发声头排入大气。而此时的压缩空气的压力仍然较高，这部分能量由于没有被充分利用而被浪费。也就是说，现有膜片式发声头仅能将压缩空气的一小部分能量转化为声能以进行清灰处理。

有鉴于此，为降低声波吹灰器能耗，加强吹灰能力，对于技术人员来说，开发能量利用率更高、声强更大的发声头是亟需解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种声波吹灰器发声头，以有效地解决了现有声波吹灰器膜片式发声头压缩空气耗量偏大、能量转化效率低等缺点，进一步提高了发声头的输出声强。

本发明声波吹灰器发声头包括一次发声单元、二次发声单元和盖体。一次发声单元用于使压缩气体的内能转化为声能；二次发声单元与所述第一发声单元相连接，用于使通过所述一次发声单元的压缩气体的内能进一步转化为声能；所述一次发生单元和所述二次发声单元设置于所述盖体内。

进一步地，上述声波吹灰器发声头中，所述盖体包括前盖和后盖；所述前盖、所述一次发声单元、所述二次发声单元和所述后盖依次连接；所述一次发声单元为膜片；所述前盖将所述膜片压紧于所述后盖。

进一步地，上述声波吹灰器发声头中，所述二次发声单元包括扰流体；并且，所述前盖包括前盖本体，所述前盖本体的中部设置有腔体，所述膜片与腔体之间的空间形成二次发声腔；所述扰流体设置于所述二次发声腔中。

进一步地，上述声波吹灰器发声头中，所述腔体内部的空间为圆锥台。

进一步地，上述声波吹灰器发声头中，所述圆锥台的圆锥侧面设置有导流槽。

进一步地，上述声波吹灰器发声头中，所述导流槽的截面形状为半圆形、梯形、三角形或矩形。

进一步地，上述声波吹灰器发声头中，所述扰流体为空心球体。

进一步地，上述声波吹灰器发声头中，所述球体表面设置有凹坑

进一步地，上述声波吹灰器发声头中，所述扰流体为偏心球。

进一步地，上述声波吹灰器发声头中，所述扰流体内部设置用于调节重心的配重块。

本发明由于采用二次发声单元，因此，产生的声波强度更大，且压缩空气耗量也低于现有膜片式发声头。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明声波吹灰器发声头一个实施例的结构框图；

图2为本发明声波吹灰器发声头另一实施例的结构框图；

图3为本发明声波吹灰器发声头另一实施例的结构框图；

图4为本发明声波吹灰器发声头优选实施例第一角度的立体结构示意图；

图5为本发明声波吹灰器发声头优选实施例第二角度的立体结构示意图

图6为图5的正视图；

图7为图6的A-A向剖视图

图8为前盖的主视图；

图9为前盖的侧视图；

图10为扰流体的主视图；

图11为扰流体的B-B向剖视图。

附图标记说明

1     前盖

11    前盖本体

12    腔体

13    排气接口

14    进气接口

15    导流槽

2     后盖

3     膜片

4     二次发声腔

5     扰流体

6     凹坑

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

参照图1。图1示出了本发明声波吹灰器发声头的一个实施例。该发生头用于声波吹灰器，包括两个发生单元，一次发声单元和二次发声单元。其中，一次发声单元用于使压缩气体的内能转化为声能；二次发声单元与该第一发声单元相连接，用于使通过一次发声单元的压缩气体的内能进一步转化为声能。

本实施例采用两次发生单元，使压缩气体的内能在经过一次发声单元后，除了转换为声能的那部分能量外，剩余的气体内能在经过二次发生单元后，还可以进一步转化为声能。

具体实施时，可以参照图2，将上述的一次发声单元和二次发声单元放在一体成型的盖体中；或者，可以参照图3，盖体包括前盖1和后盖2；前盖1、一次发声单元、二次发声单元和后盖2依次连接，例如，优选同轴连接。并且，前盖1与后盖2可以通过螺栓紧固连接，一次发声单元和二次发声单元被前盖和后盖压紧于二者中间。

对于本领域的技术人员而言，发声头的进气口和出气口的设计可以根据实际情况设计，本实施例在此不做限定。

若输入同样压力、流量的压缩空气，现有的膜片式发声头仅能将压缩空气的一小部分能量转化为声能，其余的压缩空气能量均被浪费，而本实施例由于具有两次发声单元，可以更加充分的利用压缩空气的能量，产生的声波声强更大，进而，大大提升声波吹灰器的吹灰效果。

并且，现有的膜片式发声头唯一发生构件是膜片，只能输出单一范围的声波频率，而本实施例由于具有两次发声单元，因此，可以针对不同吹灰参数要求，设置不同结构发声单元，进而提供不同频率范围的声波，由此，本实施例的发声头可以更好的满足吹灰要求。

在这里，这两次发声单元的实现形式可以有多种，例如，一次发声单元和二次发声单元都为膜片，或者，其中一个为膜片，另外一个为其他形式的发声结构。本发明对发声单元的具体结构不做限定。但凡是利用二次发声单元，使通过一次发声单元的压缩气体的内能进一步转换为声能的装置均在本发明的保护范围之内。并且，虽然，本实施例给出的是两次发声单元，但对于本领域的技术人员而言，可以理解的是，三次，或者是多次发声单元都是可以扩展开来的。本发明对此不做限定。

参照图4至图11，示出了本发明声波吹灰器发声头的一个优选实施例。

该声波吹灰器发声头包括：前盖1，后盖2，膜片3，扰流体5，进气接口14，排气接口13。

一次发声单元为膜片3。膜片3通过前盖1压紧于后盖2。二次发声单元包括扰流体5；并且，前盖1包括前盖本体11，前盖本体11的中部设置有腔体12，膜片3与腔体12之间的空间形成二次发声腔4；扰流体5设置于二次发声腔4中。进气接口14位于前盖1的下方，排气接口13位于前盖1的中部，与腔体12相连通。前盖1与后盖2通过螺栓紧固连接。

进一步优选地，腔体12内部的空间为圆锥台。之所以优先采用圆锥台结构是因为，在圆锥台内，扰流体可在压缩空气的冲击作用下剧烈振动，将压缩空气内能转化为声能传出。圆锥台的空间结构一方面将扰流体限制在一定的范围内运动，另一方面锥度与扰流体尺寸相配合，控制了气流通道截面的变化范围，意义在于控制压缩空气膨胀减压的速度，减少沿程阻力，将能量尽可能多的用于激发扰流体振动而发声。

并且，优选地，腔体12内部的圆锥台的锥度优选设置在35°~65°之间，此时，压缩气体内能可以更多的转化为声能。这是因为，将锥度设置这个角度区间时，一方面可以避免过快或过慢的角度变化，以控制气流膨胀的速度在一定范围内。另一方面，上述角度与扰流体5相配合，即可以将扰流体限制在一定的范围内振动发声，又不会使扰流体5卡在圆锥台中。

并且，若气流完全沿母线方向经过二次发声腔4，则扰流体5的振动会减弱。因此，为避免压缩空气气流完全沿母线方向，可以在圆锥台的圆锥侧面设置导流槽15。例如，导流槽的形状可以呈螺旋状，也可以呈渐开线或双曲线形式，本发明在此不做限定，只要能提到扰动气流，改变压缩气体流向的作用即可。导流槽的截面形状可以为半圆形、梯形、三角形、矩形等形状，深度一般为0.5~2毫米。

优选地，扰流体5为空心球体，并且，球体类似高尔夫球，表面设置有凹坑6。当然，扰流体5也可以不是实心球体，只是其效果比空心的要差。这是因为，一方面，实心球体重，使其起振消耗的能量大。另一方面，实心球体振动时发声的效果也不如空心，因为空心球体自己内部的空腔也相当于一个小的共振区，可以促进声波的发出。

进一步优选地，扰流体5的表面还可以设置有凹坑6。表面设置凹坑6的原因是，完全光滑的表面不容易引发振动，凹坑的存在可以破坏气流与扰流体之间的边界层，有利于气流与扰流体之间振动的产生和强化。

进一步优选地，扰流体5的重心与其几何中心的位置不重合，即，扰流体5为一个偏心球。这是因为，重心与几何重心不重合，将不更利于扰流体的扰流和振动。当然，这仅是优选的技术方案，具体实施时，这两个“心”也可以重合，只是重合的效果会比偏心球一些差。具体实施时，可以在扰流体5内部设置用于调节重心的配重块。

本实施例的声波吹灰器发声头，其发声构件包括膜片3和扰流体5两部分。压缩空气进入发声头后，首先作用于膜片3。通过膜片3振动的作用，将压缩空气的部分内能转化为声能。由膜片3排出的压缩空气，压力略有降低（降低至入口压力的50~80%），流速增加。该状态下的压缩空气进入二次发声腔4内，高速流动的气体与二次发声腔4内的扰流体5互相作用，进一步释放压缩空气的能量，转化为声能。最终排出的压缩空气压力仅为入口压力的5~15%，压缩空气的能量得到了充分的利用。

例如，在具体实施时，

入口压缩空气压力为：0.5MPa；

出口压缩空气压力为：0.05MPa

压缩空气耗量为：25~35L/s

输出声强为：145~150dB

由此可见，采用本实施例所输出声波的声强大，能量利用率80~95%。而原有单独的膜片式发声头的能量利用率仅有20~50%。即本实施例的声波能量为现有发声头的1.6~4.8倍。

并且，本优选实施例不仅适用于新建的声波吹灰器。对于原有的、运行中的声波吹灰系统，仅需替换、升级原有发声头，即可大大提升声波吹灰系统的声强与吹灰效果，降低运行能耗（即，降低压缩空气耗量）。

本实施例发声头充分利用了压缩空气的能量，产生声波的声强大，压缩空气耗量低。同时，针对不同的吹灰参数要求，通过改变二次发声腔和扰流体的参数，可提供不同频率范围的声波。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种声波吹灰器发声头，其特征在于，包括：

一次发声单元，用于使压缩气体的内能转化为声能；

二次发声单元，与所述第一发声单元相连接，用于使通过所述一次发声单元的压缩气体的内能进一步转化为声能；以及

盖体，所述一次发生单元和所述二次发声单元设置于所述盖体内。

2.根据权利要求1所述的声波吹灰器发声头，其特征在于，

所述盖体包括前盖（1）和后盖（2）；

所述前盖（1）、所述一次发声单元、所述二次发声单元和所述后盖（2）依次连接；

所述一次发声单元为膜片（3）；

所述前盖（1）将所述膜片（3）压紧于所述后盖（2）。

3.根据权利要求2所述的声波吹灰器发声头，其特征在于，

所述二次发声单元包括扰流体（5）；并且

所述前盖（1）包括前盖本体（11），所述前盖本体（11）的中部设置有腔体（12），所述膜片（3）与腔体（12）之间的空间形成二次发声腔（4）；

所述扰流体（5）设置于所述二次发声腔（4）中。

4.根据权利要求3所述的发声头，其特征在于，所述腔体（12）内部的空间为圆锥台。

5.根据权利要求4所述的声波吹灰器发声头，其特征在于，

所述圆锥台的圆锥侧面设置有导流槽（15）。

6.根据权利要求5所述的声波吹灰器发声头，其特征在于， 所述导流槽（15）的截面形状为半圆形、梯形、三角形或矩形。

7.根据权利要求6所述的声波吹灰器发声头，其特征在于，

所述扰流体（5）为空心球体。

8.根据权利要求7所述的声波吹灰器发声头，其特征在于，

所述球体表面设置有凹坑（6）。

9.根据权利要求7或8所述的声波吹灰器发声头，其特征在于，

所述扰流体（5）为偏心球。

10.根据权利要求9所述的声波吹灰器发声头，其特征在于，

所述扰流体内部设置用于调节重心的配重块。 

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