CN106958828A - 一种声波吹灰器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种声波吹灰器，包括共振帽、中心杆、导流盘及气流罩；所述中心杆一端伸入所述共振帽内的底面并与所述共振帽内壁形成环绕所述中心杆的环形共振腔；所述导流盘上沿轴向开设有多个导流孔，所述导流盘与所述气流罩内壁固定连接；所述中心杆与所述气流罩内壁之间形成环形缝隙，所述环形缝隙位于所述气流罩的所述出气口端；所述中心杆与所述气流罩及所述导流盘之间形成环形混气室；所述共振帽、所述中心杆、所述导流盘及所述气流罩为一体成型结构。该吹灰器改变已有的声波吹灰器的结构，其结构合理，大大提高了锅炉换热器管道中的除灰效果，提高了锅炉效率，保证锅炉的安全运行，并达到锅炉节能、降耗的目的。

Description

一种声波吹灰器

技术领域

本发明属于锅炉设备技术领域，特别涉及一种声波吹灰器。

背景技术

在各种锅炉设备中(包括电站锅炉和工业锅炉、燃煤锅炉和燃油锅炉)其炉膛和烟道内的各换热器表面上，几乎毫不例外地出现积灰和结渣现象，灰、渣的积结降低了锅炉的热效率，严重时还会影响到锅炉等设备的安全运行，被迫停炉进行人工清焦除渣，从而降低了锅炉的利用率和使用寿命，增强了工人的劳动强度甚至发生人员伤亡事故。面对这一长期普遍存在于各种锅炉中的老大难问题，国内外相继研制开发了多种锅炉吹灰器。

在 60年代末，瑞典STAL-LAVAL公司的Mats Olsson博士首创了用声波清除锅炉烟道内积灰的技术，并于1982年末取得美国专利，其特点是：(1)以压缩空气作为声波的能源，利用弹性金属膜片自激振荡和谐振腔内产生谐振的原理，把压缩空气势能转换成声能，送入烟道，以达到清灰目的。(2)整个系统在设计安装完成后只能按照某一固定的频率工作，其工作频率在300-600Hz之间，声压级为125-140dB。(3)声波发生装置的体积较大，约为(400-500)×(600-1000)mm。(4)有效工作温区约为150-450℃，仅限于在锅炉的省煤器后部烟道范围内使用。

因此，如何提高锅炉吹灰器的适用范围，是本领域人员亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种声波吹灰器，该吹灰器改变已有的声波吹灰器的结构，其结构合理，大大提高了锅炉换热器管道中的除灰效果，提高了锅炉效率，保证锅炉的安全运行，并达到锅炉节能、降耗的目的。

为了实现上述技术目的，本发明提供了一种声波吹灰器，包括共振帽、中心杆、导流盘及气流罩；所述共振帽一端敞口另一端封闭；所述气流罩为两端敞口的中空结构，并且一端为进气口，另一端为出气口；所述中心杆一端伸入所述共振帽内的底面并与所述共振帽内壁形成环绕所述中心杆的环形共振腔，所述中心杆的另一端伸入所述气流罩的内部，并与所述导流盘固定连接；所述导流盘上沿轴向开设有多个导流孔，所述导流盘与所述气流罩内壁固定连接；所述中心杆与所述气流罩内壁之间形成环形缝隙，所述环形缝隙位于所述气流罩的所述出气口端；所述中心杆与所述气流罩及所述导流盘之间形成环形混气室；所述共振帽、所述中心杆、所述导流盘及所述气流罩为一体成型结构。

优选的，所述共振帽的敞口端的端部与所述气流罩的所述出气口端的端部之间的距离为5-40mm。

优选的，所述中心杆与所述气流罩形成的所述环形缝隙的大小为0.5-6mm。

优选的，所述共振帽的内壁及所述气流罩的内壁均为圆筒形结构且内径相同，并且二者为同轴线。

优选的，所述中心杆具有一锥形面，所述锥形面位于所述气流罩内部并与所述气流罩及所述导流盘之间形成所述环形混气室，所述锥形面的锥形角为20°-140°。

优选的，所述导流盘为圆盘形，其轴线与所述气流罩内壁的轴线重合，所述导流盘上的所述导流孔沿周向均布设置。

优选的，所述导流孔为8-16个。

优选的，所述共振帽内壁的直径D与所述中心杆伸入所述共振帽内的部分的直径d的比例为：D：d=1:0.3-0.6 。

优选的，所述共振腔的底部为圆弧面，圆弧半径R与所述共振帽内壁的直径D的比例为：D：R=1:0.2-0.4 。

本发明所提供的一种声波吹灰器，包括共振帽、中心杆、导流盘及气流罩，且为一体成型结构，无须机械加工，这样能够保证吹灰器气流腔体几何形状及功能要求，并且采用一体成型的整体式结构可以大大提高吹灰器的耐高温性能。

另外，本发明提出的高频高声强声波吹灰器，结构中无任何转动部件，以干饱和蒸气或压缩空气作为声波吹灰器的驱动气源，可以将吹灰器布置于锅炉的炉墙上、炉内，以单只或多只声波吹灰器的方式，针对不同的锅炉，不同的锅炉换热器积灰情况，采取不同的设计， 达到最佳吹灰效果。而且产生非接触式清灰效果，清灰不留死角。本声波吹灰器不同于已有的瑞典簧片式声波吹灰器，其结构设计合理，发声效果较好，使用寿命高，在工业现场中应用几乎不必维护，大大提高了吹灰器的适用性。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。

图1为本发明所提供的一种吹灰器的具体实施方式的剖视示意图；

图2为图1所示A-A向剖视图。

其中，图1至图2中的附图标记和部件名称之间的对应关系如下：

1、共振帽，2、中心杆，3、导流盘，4、气流罩，5、共振腔，6、环形缝隙，7、混气室，8、尖劈，21、锥形面，31、导流孔。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

请参考图1和图2，图1为本发明所提供的一种吹灰器的具体实施方式的剖视示意图；图2为图1所示A-A向剖视图。

在一种具体的实施方式中，本发明提供了一种声波吹灰器，包括共振帽1、中心杆2、导流盘3及气流罩4；所述共振帽1一端敞口另一端封闭；所述气流罩4为两端敞口的中空结构，并且一端为进气口，另一端为出气口；所述中心杆2一端伸入所述共振帽1内的底面并与所述共振帽1内壁形成环绕所述中心杆2的环形共振腔5，所述中心杆2的另一端伸入所述气流罩4的内部，并与所述导流盘3固定连接；所述导流盘3上沿轴向开设有多个导流孔31，所述导流盘3与所述气流罩4内壁固定连接；所述中心杆2与所述气流罩4内壁之间形成环形缝隙6，所述环形缝隙6位于所述气流罩4的所述出气口端；所述中心杆2与所述气流罩4及所述导流盘3之间形成环形混气室7；所述共振帽1、所述中心杆2、所述导流盘3及所述气流罩4为一体成型结构，可以采用精密铸造的方式进行加工制造。

吹灰器的工作原理：压缩空气或蒸汽从气流罩4的进气口进入，经导流孔31进入环形混气室7，充分混匀后通过环形缝隙6增压后急速喷出，喷出的气流在尖劈8上形成一定频率的湍流，该湍流与共振腔5中的空气柱形成共振，产生高频高声强的声波，该高声强声波从共振腔5的端部向空间扩散，形成具有强烈振动效应的球面声波，该声波时锅炉管道上的积灰振动、疲劳、断裂而脱落，从而达到锅炉除灰的目的。

在实际应用中，为了实现气流在共振腔5中形成共振，并且产生稳定的高频高声强的声波，以更好的达到把锅炉管道上的积灰振落的效果，所述共振帽1的敞口端的端部与所述气流罩4的所述出气口端的端部之间的距离L为5-40mm，距离过大或过小时，共振效果不稳定甚至无法形成共振，同时，距离过大时会由于中心杆2长度过长，其抗弯强度降低，影响使用寿命。

另外，为了确保从气流罩4的环形缝隙6中喷出的气流具有足够的压力和均匀程度，以实现气流在共振腔5中形成共振，并且产生稳定的高频高声强的声波，以更好的达到把锅炉管道上的积灰振落的效果，所述中心杆2与所述气流罩4形成的所述环形缝隙6的大小M为0.5-6mm，缝隙过大，会造成气流压力不足，无法形成共振；缝隙过小，则气流量不足，也会影响共振效果。

为了确保气流能够在共振腔5中很好的形成共振，所述共振帽1的内壁及所述气流罩4的内壁均为圆筒形结构且内径相同，并且二者为同轴线，此时，环形缝隙6可正对于共振腔5，从环形缝隙6中喷出的气流可以直接紧贴共振腔5的内壁流入共振腔5内，从而可以最大限度的形成涡流，大大提高了形成气流共振的效果，进而有利于除尘效果。

所述中心杆2具有一锥形面21，所述锥形面21位于所述气流罩4内部并与所述气流罩4及所述导流盘3之间形成所述环形混气室7，所述锥形面21的锥形角α为20°-140°。显然，该锥形面21是沿着气流的进入方向上渐扩，一方面，通过该锥形面21可以把环形混气室7中混匀的高压气流导入环形缝隙6，另一方面，利用该锥形面21可以与气流罩4、导流盘3形成一个环形混气室7，以混合气流。锥形角过小，则占据环形混气室7空间会增大，影响气流的混合均匀，锥形角过大，则会造成中心杆2的局部较细，进而强度大大降低，影响使用寿命。

由于共振帽1和气流罩4是通过中心杆2连为一体，并且中心杆2与气流罩4的连接仅靠导流盘3的周缘，而且气流必须要经过导流盘3流向环形缝隙6，所以导流盘3必须设有通孔，一种具体的实施方式中，所述导流盘3为圆盘形，其轴线与所述气流罩4内壁的轴线重合，所述导流盘3上的所述导流孔31沿周向均布设置，所述导流孔31为8-16个。导流孔31越多，越有利于进入环形混气室7中的气流混合均匀，但是，导流孔31越多，则会使导流盘3与气流罩4之间的连接越薄弱，容易断裂。

另外，由于进入环形缝隙6中的气流是从导流盘3上的导流孔31中导入，而多个导流孔31之间有连接筋阻隔，所以如果进入混气室7后气流混合不匀，则从环形缝隙6中喷出的高压气流也会呈间隔性增强状态，即正对导流孔31喷出的气流强度大，而被连接筋阻隔的部分气流强度小，这样则会造成共振帽的气流入口处持续受到不均匀气流喷射力，长时间下去会造成局部损害严重，同时，也影响吹灰效果。所以在进入环形缝隙6之前，必须确保气体混匀，这就要求混气室7必须具有足够的容积，才能保证气流经导流孔31进入混气室后形成涡流进而能充分混合。

另外，为了更好的实现进入共振腔5中的气流形成共振，所述共振帽1内壁的直径D与所述中心杆2伸入所述共振帽1内的部分的直径d的比例为：D：d=1:0.3-0.6 ，所述共振腔5的底部为圆弧面，圆弧半径R与所述共振帽1内壁的直径D的比例为：D：R=1:0.2-0.4 。

综上所述，本发明所提供的一种吹灰器，为一体成型结构，并且结构合理，可以在相同条件下，形成更加稳定且更加高频、高强声的声波，进而吹灰效果更好，同时，本发明所提供的吹灰器还由于结构的合理而使用寿命大大提高，适用性显著增强。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种声波吹灰器，其特征在于，包括共振帽、中心杆、导流盘及气流罩；

所述共振帽一端敞口另一端封闭；

所述气流罩为两端敞口的中空结构，并且一端为进气口，另一端为出气口；

所述中心杆一端伸入所述共振帽内的底面并与所述共振帽内壁形成环绕所述中心杆的环形共振腔，所述中心杆的另一端伸入所述气流罩的内部，并与所述导流盘固定连接；

所述导流盘上沿轴向开设有多个导流孔，所述导流盘与所述气流罩内壁固定连接；

所述中心杆与所述气流罩内壁之间形成环形缝隙，所述环形缝隙位于所述气流罩的所述出气口端；

所述中心杆与所述气流罩及所述导流盘之间形成环形混气室；

所述共振帽、所述中心杆、所述导流盘及所述气流罩为一体成型结构。

2.根据权利要求1所述的一种声波吹灰器，其特征在于，所述共振帽的敞口端的端部与所述气流罩的所述出气口端的端部之间的距离为5-40mm。

3.根据权利要求1所述的一种声波吹灰器，其特征在于，所述中心杆与所述气流罩形成的所述环形缝隙的大小为0.5-6mm。

4.根据权利要求1所述的一种声波吹灰器，其特征在于，所述共振帽的内壁及所述气流罩的内壁均为圆筒形结构且内径相同，并且二者为同轴线。

5.根据权利要求4所述的一种声波吹灰器，其特征在于，所述中心杆具有一锥形面，所述锥形面位于所述气流罩内部并与所述气流罩及所述导流盘之间形成所述环形混气室，所述锥形面的锥形角为20°-140°。

6.根据权利要求5所述的一种声波吹灰器，其特征在于，所述导流盘为圆盘形，其轴线与所述气流罩内壁的轴线重合，所述导流盘上的所述导流孔沿周向均布设置。

7.根据权利要求6所述的一种声波吹灰器，其特征在于，所述导流孔为8-16个。

8.根据权利要求1至7任一项所述的一种声波吹灰器，其特征在于，所述共振帽内壁的直径D与所述中心杆伸入所述共振帽内的部分的直径d的比例为：D：d=1:0.3-0.6 。

9.根据权利要求1至7任一项所述的一种声波吹灰器，其特征在于，所述共振腔的底部为圆弧面，圆弧半径R与所述共振帽内壁的直径D的比例为：D：R=1:0.2-0.4 。