CN109210312A - 一种二级均风装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于环保均风领域，特别是一种二级均风装置，包括一级均风的集合管和n个二级均风的分支锥形罩，n个分支锥形罩的锥口部连接合并为一个锥口集合体，锥口集合体的对接口与需要均风的设备的对接口对接，n个分支锥形罩的锥颈部通过各自的分支管与所述的集合管连接，集合管的管口与风管连接，n≥2。本发明装置与传统的锥形罩装置相比，可以使均风率大大提高，并且使均风阻力进一步变小，均风效果显著，而且可以进一步减少设备占用空间，便于推广应用。

Description

一种二级均风装置

技术领域

本发明属于环保均风领域，特别是一种二级均风装置。

背景技术

图1为现有技术的结构示意图，如图1所示，传统大锥形罩10一般有四方锥形、圆锥形、长方锥形等等，主要依据与之对接的设备形状确定，其最小断面面积的部位一般称为锥颈部，即与风管对接之处，最大断面面积的部位一般称为锥口部，即与设备对接之处，从锥颈部到锥口部之间的距离一般称为纵深距离S。

众所周知，压力在空气中的传导总是以直线进行的，同时，也向四周扩散，总体呈一个锥颈部锥角≤15°的圆锥体，称之为标准自然均风圆锥体，这就是均风装置通常设计为锥体的缘故。首先，大锥形罩的作用是划定均风的局域空间边界范围和确定均风的纵深距离S，依据标准自然均风圆锥体的锥颈部锥角≤15°这一规律，只要将大锥形罩的锥颈部锥角设计为≤15°，即可实现自然均风。

但是在实际应用中，由于受制于现场空间或造价的局限，大锥形罩的纵深距离S受到限制，因此大锥形罩的锥口一般为正方形，其锥颈部的锥角R一般都设计为50°-70°，个别达到75°。当大锥形罩的锥角R为50°-70°时，依据标准自然均风圆锥体的锥角≤15°的规律，自然均风能够覆盖的锥口部面积是对应锥颈部面积在很短的纵深距离下放大锥角≤15°的投影面积，该投影面积只占锥口部面积的很小比例，因此，自然均风效果往往很差，根本达不到均风目的。尤其，风速变化较大时，例如：从≥18m/s变小到≤0.5m/s时，或者，从≤0.5m/s变大到≥18m/s时，自然均风效果更差。

现有的解决办法是，如图1所示，利用挡板或多孔板通过阻挡迫使压力传导位置由中心向四周位移，多层挡板或多孔板迫使这种位移多次发生，直至多个标准均风圆锥体能够均衡分布于锥口部的中心及四周，达到均风目的。但实际上，在压力传导位置由中心向四周边界位移的过程中，其中心位置的压力是一直在不断叠加的，多层挡板或多孔板就存在多次叠加，即锥形罩的中心位置始终压力大，而四周边界位置始终的压力小，因此，传统大锥形罩+多层挡板或多孔板的均风作用始终存在中心部位风速高，四周风速低的问题，如图1所示，如均风目标为均风后的平均风速为0.2m/s时，参见图1的曲线，传统的大锥形罩均风后的平均最小风速出现在大锥形罩的周边，为0.05m/s，平均最大风速出现在大锥形罩的中间，为0.5m/s，尽管平均风速达到了要求，但很不均衡，如果以均风效率μ表示均风效果，均风效率μ＝平均最小风速/平均最大风速，其比值越小则均风效果越差，其比值越大则均风效果越好。上述的均风效率μ＝0.05/0.5＝10％，表明均风效果很差。而且锥形罩的锥角角度越大，这种不均衡现象就越显著。因此，仍然不能解决均风不匀的问题。

在传统大锥形罩+多层挡板或多孔板模式下，改善均风的手段主要是收小大锥形罩的锥角，或者，增加挡板或多孔板的层数。前者，对于同样的锥口尺寸，当锥角收小时，纵深距离S必然要加长，从而造成占用空间加大及成本增加，尤其占用空间加大很受限制，一般不采纳；因此，通常采用后者，即增加挡板或多孔板的层数的办法，但是，这种办法会增加阻力值，造成系统运行费用增加，而且，效果也不理想。

如上所述，传统大锥形罩+多层挡板或多孔板模式始终存在均风效率和效果差的问题。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本发明提出一种均风装置，不但均风效果显著，而且均风阻力小。本发明所要解决的技术问题是通过如下技术方案实现的：

一种二级均风装置，包括一级均风的集合管和n个二级均风的分支锥形罩，n个分支锥形罩的锥口部连接合并为一个锥口集合体，锥口集合体的对接口与需要均风的设备的对接口对接，n个分支锥形罩的锥颈部通过各自的分支管与所述集合管连接，集合管的管口与风管连接，n≥2。

进一步地，各分支锥形罩的锥口部形状为正方形，锥颈部锥角为30°至60°。

进一步地，各分支锥形罩的锥口部形状为长方形，长方形长边锥面的锥颈部锥角为30°至60°。

进一步地，各分支锥形罩的锥口部和锥颈部的几何尺寸相同，相应锥面的锥角角度相同。

具体地，在各个分支锥形罩内设置若干层挡板或多孔板。

具体地，在连接各分支锥形罩与集合管的各分支管路上设置微调阀门。

具体地，集合管为圆形、正方形或长方形，集合管的横断面的几何尺寸按照使进风垂直通过其横断面的风速≤3.0m/s设计。

特别地，分支锥形罩的数量为4个，各分支锥形罩的锥颈部锥角角度均为50°，各分支锥形罩的锥口为尺寸相同的正方形，各锥口部互相连接组成一个2×2的锥口集合体，锥口集合体的对接口与一除尘设备的风口对接，在各分支锥形罩内均匀设置多层挡板，4个分支锥形罩的锥颈部通过各自的分支管与集合管连接，在各个分支管上设置微调阀门，集合管为一圆筒形状，集合管的断面的边长和纵向长度均小于所述锥口集合体的对接口的边长并且大于各分支锥形罩的锥口的边长，集合管的管口通过喇叭口与风管连接。

特别地，分支锥形罩的数量为16个，各分支锥形罩的锥颈部锥角角度均为30°，各分支锥形罩的锥口为尺寸相同的正方形，各锥口部互相连接组成一个4×4的锥口集合体，锥口集合体的对接口与一除尘设备的风口对接，在各分支锥形罩内设置多孔板，16个分支锥形罩的锥颈部通过各自的分支管与集合管连接，集合管为一矩形筒形状，集合管断面的边长和纵向长度均小于锥口集合体的对接口的边长并且大于各分支锥形罩的锥口的边长，集合管的管口通过喇叭口与风管连接。

本发明不但均风效果显著，而且均风阻力小，还能够节省空间，便于推广应用。

附图说明

图1为现有技术的结构示意图；

图2为本发明实施例一的结构示意图；

图3为图2的左视图；

图4为本发明实施例二的结构示意图；

图5为图4的左视图。

具体实施方式

实施例一

图2为本发明实施例一的结构示意图；图3为图2的左视图。如图2和3所示，一种二级均风装置包括一级均风的集合管1和n个二级均风的分支锥形罩2，n个分支锥形罩2的锥口部连接合并为一个锥口集合体，锥口集合体的对接口与需要均风的设备的对接口对接，n个分支锥形罩2的锥颈部通过各自的分支管3与集合管1连接，集合管1的管口与风管连接，n≥2。

分支锥形罩2的锥颈部锥角R1为30°至60°，小于或者等于传统一级均风锥形罩的锥颈部锥角R(50°≤R≤70°)，各分支锥形罩2的锥口部和锥颈部的几何尺寸相同，相应锥面的锥角角度相同，在n个分支锥形罩2内设置若干层挡板4或多孔板5，在连接各分支锥形罩2与集合管1的各分支管路3上设置微调阀门6；集合管1为圆形、正方形或长方形，集合管1的横断面的几何尺寸按照使进风垂直通过其横断面的风速≤3.0m/s设计。

实施例一的分支锥形罩2的数量为4个，各分支锥形罩2的锥颈部锥角角度R1均为50°，各分支锥形罩2的锥口为尺寸相同的正方形，各锥口部互相连接组成一个2×2的锥口集合体，锥口集合体的对接口与一除尘设备的风口对接，在各分支锥形罩2内均匀设置多层挡板4，4个分支锥形罩2的锥颈部通过各自的分支管3与集合管1连接，在各个分支管3上设置微调阀门6，设置微调阀门6的作用是如果发现每个分支锥形罩2分配的风量有微小的差别，就利用该分支管路3上的微调阀门6进行调节，使之风量一致平衡；集合管1为一圆筒形状，集合管1的断面的边长即集合管1的直径L1和集合管1的纵向长度L(参见图3)均小于锥口集合体的对接口的边长D，并且大于各分支锥形罩2的锥口的边长L2，集合管1的管口通过喇叭口与风管1.1连接。

设定传统的大锥形罩的锥角R为60°，纵深距离为S，采用实施例一的设置，则分支锥形罩的锥角R1可以减小为45°-50°，纵深距离可以减小为S1(S1≤S)，锥角R1的减少幅度最大达到15°，对于分支锥形罩的均风极其有利。

如果不采用实施例一的设置，而是直接将传统的大锥形罩的锥角R设定为45°-50°，那么，将大大加大纵深距离S，尤其是当大锥形罩的锥口部面积为几十至上百甚至几百平方米时，大锥形罩的纵深距离S将很大，将导致大锥形罩的占地面积很大、且增加成本，很不可取。

设定本发明在均风目标为均风后的平均风速为0.2m/s时，参见图2的曲线，由于通过集合管1将总风量均衡分配到4个分支锥形罩2中，再由4个分支锥形罩2均风到4个分支锥形罩2的锥口部，这样，就由传统均锥形罩风装置的1个大的不均衡中心，分散为4个小的不均衡中心，各个分支锥形罩2在均风后，虽然同样会在各分支锥形罩2的周边和中间具有速差，但平均最小风速为0.125m/s，平均最大风速为0.275m/s，与平均风速0.2m/s的速差已大大缩小，实现锥口部面上的总体均风，其均风效率μ＝0.125/0.275＝45.45％，与传统的大锥形罩的均风效率μ＝10％相比，均风效率μ提高了4.545倍。

实施例一的4个分支锥形罩2均内设置有若干层挡板4，挡板4为长方形，与风向垂直模式固定，挡板4的总面积为分支锥形罩2断面积的30％-50％，其排列方式为，从分支锥形罩2的锥颈部到锥口部依次增加挡板，交错排列，多少层和每层距离多少，依据均风效果确定。

实施例二

图4为本发明实施例二的结构示意图；图5为图4的左视图。如图4和5所示，实施例二的分支锥形罩2的数量为16个，各分支锥形罩2的锥颈部锥角角度R1均为30°，各分支锥形罩2的锥口为尺寸相同的正方形，各锥口部互相连接组成一个4×4的锥口集合体，锥口集合体的对接口与一除尘设备的风口对接，16个分支锥形罩2的锥颈部通过各自的分支管3与集合管1连接，集合管1为一矩形筒形状，更能节省空间，集合管断面的边长即矩形的边长L1和集合管的纵向长度L(参见图5)均小于锥口集合体的对接口的边长D并且大于各分支锥形罩的锥口的边长L2，集合管1的管口通过喇叭口与风管1.1连接。

设定传统的大锥形罩的锥角R为60°，纵深距离为S，采用实施例二的设置，则分支锥形罩的锥角R1可以减小为30°，纵深距离可以减小为S1(S1≤S)，锥角R1的减少幅度最大达到30°，对于分支锥形罩的均风极其有利。

如果不采用实施例二的设置，而是直接将传统的大锥形罩的锥角R设定为30°，那么，将大大加大纵深距离S，尤其是当大锥形罩的锥口部面积为几十至上百甚至几百平方米时，大锥形罩的纵深距离S将很大，将导致大锥形罩的占地面积很大、且增加成本，很不可取。

实施例二由实施例一的4个小的不均衡中心分散为16个小的不均衡中心，参见图4的曲线，当均风平均风速要求为0.2m/s时，每个分支锥形罩罩口中心部位最大风速为0.25m/s，四周部位最小风速为0.15m/s，其均风效率μ＝0.15/0.25＝60％，比实施例一的均风效果更佳，与实施例一的均风效率μ＝45.45％相比，提高了1.3倍，与传统的大锥形罩的均风效率μ＝10％相比，提高了6倍。

从实施例二可以看出，当分支锥形罩的数量n越多时，对于同样的设备对接口，其均风效果更好。而且，实施例二的集合管的横截面为矩形，纵向距离S1更小，参见图4所示，实施例二的纵向距离S1明显小于传统大锥形罩的纵深距离S，因此本发明的每个分支锥形罩的锥角的角度能够做得更小，但又克服了传统的大锥形罩锥角的角度做小时必须增大纵深距离的缺陷，实施例二更省空间。

实施例二的16个分支锥形罩2内均设置若干层多孔板5，其开孔为圆孔，每张孔板的开孔率为25％-33％，各多孔板5的开孔位置互相交错排列。各分支锥形罩2内设置多少层孔板以及各孔板的距离，依据均风效果确定。实施例二的其他设置与实施例一相同，在此不再赘述。

分支锥形罩的锥口部也可以设定为长方形，当各分支锥形罩的锥口部形状为长方形，长方形长边锥面的锥颈部锥角为30°至60°，其均风结构和实施过程是完全一致的，这里不再一一赘述。

综上所述，首先，本发明通过集合管均风原理，将风量均衡分配到n个分支锥形罩上，并且，均衡不够时，通过各分支管路上设置的微调阀门调节，实现一级均风，即由1个大中心点不均衡问题转换为n个小中心点不均衡问题，从而解决了传统大锥形罩锥口面上的不均衡问题，并且n越大，均风效果越好。

其次，通过缩小分支锥形罩的锥颈部锥角(由传统的50°-70°缩小到30°-50°)及在分支锥形罩内配置“挡板或多孔板”这两种技术和方法，有效提升各分支锥形罩的均风效果，实现二级均风，即有效降低分支锥形罩的小中心点均风不均问题，并且锥颈部锥角越小，均风效果越好。通过上述的二级均风装置，基本解决了“传统大锥形罩+挡板或多孔板均风模式”造成的锥口部断面中心风速高而四周风速低的“显著均风不匀”的问题。

第三，虽然分支锥形罩的锥颈部的锥角比传统的大锥形罩的锥角变小了，但是，由于其增加的纵深距离不大，并且集合管及分支管路占据的空间小，因此总体的纵向距离S1反而比传统的大锥形罩的纵深距离S更小，节省空间越多，对改造工程特别有利。

第四，集合管1能够损耗的阻力值十分小；各分支管3由于很短距离，能够损耗的阻力值也很小；各分支锥形罩2由于体积和锥角均显著变小，挡板或多孔板显著减少，阻力值显著减少；因此，三者加总的阻力值显然低于传统的大锥形罩阻力值；所以，本发明装置的总均风阻力值明显减少。

总之，本发明装置与传统的锥形罩装置相比，可以使均风效率大大提高4.5-6.0倍或以上，而且，可以有效减少设备占用空间和投资、有效降低均风阻力值。本发明技术极有利于推广应用。

Claims (9)

1.一种二级均风装置，其特征是，包括一级均风的集合管和n个二级均风的分支锥形罩，所述的n个分支锥形罩的锥口部连接合并为一个锥口集合体，所述的锥口集合体的对接口与需要均风的设备的对接口对接，所述的n个分支锥形罩的锥颈部通过各自的分支管与所述的集合管连接，所述集合管的管口与风管连接，所述n≥2。

2.根据权利要求1所述的二级均风装置，其特征是，所述各分支锥形罩的锥口部形状为正方形，所述锥颈部锥角为30°至60°。

3.根据权利要求1所述的二级均风装置，其特征是，所述各分支锥形罩的锥口部形状为长方形，所述长方形长边锥面的锥颈部锥角为30°至60°。

4.根据权利要求1所述的二级均风装置，其特征是，所述各分支锥形罩的锥口部的几何尺寸相同，各分支锥形罩锥颈部的几何尺寸相同，各相应锥面的锥角角度相同。

5.根据权利要求1所述的二级均风装置，其特征是，在所述的各个分支锥形罩内设置若干层挡板或多孔板。

6.根据权利要求1所述的二级均风装置，其特征是，在所述的连接各分支锥形罩与集合管的各分支管路上设置微调阀门。

7.根据权利要求1所述的均风装置，其特征是，所述的集合管为圆形、正方形或长方形，所述集合管的横断面的几何尺寸按照使进风垂直通过其横断面的风速≤3.0m/s设计。

8.根据权利要求1、2、4、5、6和7任一项所述的二级均风装置，其特征是，所述的分支锥形罩的数量为4个，各分支锥形罩的锥颈部锥角角度均为50°，各分支锥形罩的锥口为尺寸相同的正方形，各锥口部互相连接组成一个2×2的锥口集合体，所述的锥口集合体的对接口与一除尘设备的风口对接，在各分支锥形罩内均匀设置多层挡板，所述的4个分支锥形罩的锥颈部通过各自的分支管与所述的集合管连接，在各个分支管上设置微调阀门，所述的集合管为一圆筒形状，集合管的断面的边长和纵向长度均小于所述锥口集合体的对接口的边长并且大于所述各分支锥形罩的锥口的边长，所述的集合管的管口通过喇叭口与风管连接。

9.根据权利要求1、2、4、5、6和7任一项所述的二级均风装置，其特征是，所述的分支锥形罩的数量为16个，各分支锥形罩的锥颈部锥角角度均为30°，各分支锥形罩的锥口为尺寸相同的正方形，各锥口部互相连接组成一个4×4的锥口集合体，所述的锥口集合体的对接口与一除尘设备的风口对接，在各分支锥形罩内设置多孔板，所述的16个分支锥形罩的锥颈部通过各自的分支管与所述的集合管连接，所述的集合管为一矩形筒形状，集合管断面的边长和纵向长度均小于所述锥口集合体的对接口的边长并且大于所述各分支锥形罩的锥口的边长，所述的集合管的管口通过喇叭口与风管连接。