CN110743402A - 可调节气体均布装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可调节气体均布装置，包括混合筒以及并列设置于混合筒内的若干块均布板，所述均布板以可沿其并列方向滑动的方式设置于混合筒内，所述均布板将混合筒沿其并列方向分隔为若干个混合腔，所述均布板上密布有过流孔，所述混合筒上开设有进气口以及出气口，所述进气口与出气口分别与混合筒内位于最端部的两个混合腔连通；本发明混合气流过均布板上的过流孔时，过流截面减小，气流速度增加，在流过过流孔后气流会在前均布板后端产生漩涡，混合气处于湍流状态，加速气体的混合过程，提高混合效果；可通过轴向滑动均布板调节各个均布板之间的间距从而适配不同工况下的气体混合，以达到良好的混合效果。

Description

可调节气体均布装置

技术领域

本发明涉及气体混合技术领域，特别涉及一种可调节气体均布装置。

背景技术

在煤层气蓄热氧化利用技术、化工过程中，都会涉及到两种气体进行混合的工况，要求混合过程的阻力小，混合气的均匀度高、且能适应不同工况。传统混合设备都是针对某一种固定工况而设计，无法在生产过程中动态调节，当工况例如进气流量、压力发生变化时、混合效果就达不到设计值。并且传统混合设备在阻力和均匀度方面难以到达平衡，因为阻力和均匀度在混合过程中是一对矛盾的参数，传统混合设备一般都会根据需要选择符合一个参数、而降低另一种性能参数的方法。

因此需要一种气体混合装置，该装置可依据不同气流工况进行相适应的调节以达到良好的混合效果。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种可调节气体均布装置，该装置能调节适配不同工况的进气状态，从而让混合气的出口均匀度达到设计要求，并且减小混合过程中的阻力损失；解决生产过程中进气状态发生改变时，出口混合气的均匀度不达标的问题。

本发明的可调节气体均布装置，包括混合筒以及并列设置于混合筒内的若干块均布板，所述均布板以可沿其并列方向滑动的方式设置于混合筒内，所述均布板将混合筒沿其并列方向分隔为若干个混合腔，所述均布板上密布有过流孔，所述混合筒上开设有进气口以及出气口，所述进气口与出气口分别与混合筒内位于最端部的两个混合腔连通。

进一步，混合筒内沿轴向从左至右并列设置有前均布板以及后均布板，所述前均布板上的过流孔孔径大于后均布板上过流孔的孔径，所述进气口连通于前均布板与混合筒左端部围成的混合腔。

进一步，所述前均布板以及后均布板上的过流孔呈中间疏边缘密的布置方式。

进一步，所述混合筒内还设置有用于驱动前均布板以及后均布板分别沿混合筒轴向移动的驱动组件。

进一步，所述驱动组件包括轴向设置于混合筒内的调节螺杆，所述调节螺杆与混合筒单自由度转动配合，所述调节螺杆螺纹连接于前均布板上。

进一步，所述驱动组件还包括轴向设置于混合筒内的若干根导向杆，所述导向杆穿过前均布板和后均布板对二者形成导向作用。

进一步，所述调节螺杆末端连接有用于限制前均布板滑动行程的调节杆限位件。

进一步，所述导向杆末端具有螺纹段，该螺纹段螺纹连接有一对夹持于后均布板两侧的导向杆限位螺母。

进一步，所述筒体外圆底部连接有支座。

本发明的有益效果：

本发明混合气流过前均布板上的过流孔时，过流截面减小，气流速度增加，在流过过流孔后气流会在前均布板后端产生漩涡，混合气处于湍流状态，加速气体的混合过程，混合气流在经过后均布板时，后均布板的过流孔小于前均布板的过流孔孔径，混合气体再次被节流加速，在后均布板的后端产生漩涡，气体再进一步混合；通过两个均布板的两级加速混合，使得混合气体达到良好的混合效果。

本发明当进入的混合气体流速、流量以及压力等值发生变化时，可通过轴向滑动前均布板或后均布板调节相邻均布板之间的间距从而适配不同工况下的气体混合，以达到良好的混合效果，满足不同气体流量、压力状态下对气体均匀度的混合要求；

本发明前均布板以及后均布板均可轴向调节，二者调节范围大，提高其对不同工况混合气体的使用范围；

本发明前均布板以及后均布板的过流孔布置方式可以减少气流的壁流效应，让气流均匀的在均布板的整个截面上流动，以提高气体整体一致性，即保证各个部分的气体均匀度高度一致，提高了混合气体的混合效果。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

图1为本发明混合筒结构示意图；

图2为图1的侧视结构示意图；

图3为图1的A-A剖视结构示意图；

图4为图1的B-B剖视结构示意图；

图5为混合筒应用结构示意图；

图6为浓度传感器布置结构示意图；

具体实施方式

图1为本发明混合筒结构示意图；图2为图1的侧视结构示意图；图3为图1的A-A剖视结构示意图；图4为图1的B-B剖视结构示意图；图5为混合筒应用结构示意图；图6为浓度传感器布置结构示意图；

本实施例中左右方向与混合筒的轴向方向一致；

结合附图所示，本实施中提供了一种可调节气体均布装置，包括混合筒1以及并列设置于混合筒内的若干块均布板，所述均布板以可沿其并列方向滑动的方式设置于混合筒内，所述均布板将混合筒沿其并列方向分隔为若干个混合腔，所述均布板上密布有过流孔，所述混合筒上开设有进气口3以及出气口4，所述进气口与出气口分别与混合筒内位于最端部的两个混合腔连通。结合图1所示，混合筒为圆柱结构，混合筒的轴线水平布置，在混合筒内轴向设置有多个圆盘状的均布板，进气口与最左侧的混合腔连通，出气口与最右侧的混合腔连通，混合气体从进气口进入左侧混合腔，分别经过各个均布板混合后使得气体混合均匀，混合气流过均布板上的过流孔时，过流截面减小，气流速度增加，在流过过流孔后气流会在均布板后端产生漩涡，混合气处于湍流状态，加速气体的混合过程；最后进入至右侧混合腔并经过出气口排出，当进入的混合气体流速、流量以及压力等值发生变化时，可通过轴向滑动均布板调节各个均布板之间的间距从而适配不同工况下的气体混合，以达到良好的混合效果；

本实施例中，混合筒内沿轴向从左至右并列设置有前均布板5以及后均布板6，所述前均布板上的过流孔孔径大于后均布板上过流孔的孔径，所述进气口3连通于前均布板与混合筒左端部围成的混合腔。结合图1所示，混合气体流过前均布板的圆孔时，过流截面减小，气流速度增加，通过产生的漩涡加速其混合过程，提高其混合效果，混合气流在经过后均布板时，后均布板的过流孔小于前均布板的过流孔孔径，混合气体再次被节流加速，在后均布板的后端产生漩涡，气体再进一步混合；通过两个均布板的两级加速混合，使得混合气体达到良好的混合效果。

本实施例中，所述前均布板以及后均布板上的过流孔呈中间疏边缘密的布置方式。结合图3和图4所示，前均布板以及后均布板的过流孔布置方式可以减少气流的壁流效应，让气流均匀的在均布板的整个截面上流动，以提高气体整体一致性，即保证各个部分的气体均匀度高度一致，提高了混合气体的混合效果。

本实施例中，所述混合筒内还设置有用于驱动前均布板以及后均布板分别沿混合筒轴向移动的驱动组件。前均布板和后均布板之间的间距直接影响着气体混合均匀度；不同工况的混合气体达到良好的混合效果时对应着不同的间距，因此需要根据气流的变化来改变前均布板和后均布板的间距；当进入进气口的混合气体的流量工况较为稳定，混合气体各参数变化幅度较小时，调节前均布板或者后均布板的位置，使得二者相互靠近，当进入进气口的混合气体的流量工况稳定性较差，混合气体各参数变化幅度较大时，调节前均布板或者后均布板的位置，使得二者相互远离，通过驱动组件的驱动便于前均布板以及后均布板的调节，其中驱动组件可以为液压缸或直线电机等驱动结构，具体不在赘述；

本实施例中，所述驱动组件包括轴向设置于混合筒内的调节螺杆7，所述调节螺杆与混合筒单自由度转动配合，所述调节螺杆螺纹连接于前均布板上。调节螺杆相对混合筒只可转动，其中调节螺杆可通过外接电机驱动转动以此结构限制调节螺杆与混合筒的轴向相对滑动，或者调节螺杆上可设置一对锁紧环夹持于混合筒左端壁的两侧限制二者的轴向相对滑动，具体不在赘述；在调节螺杆转动过程中，可驱动前均布板轴向滑动，便于前均布板的调节。

本实施例中，所述驱动组件还包括轴向设置于混合筒内的若干根导向杆8，所述导向杆穿过前均布板和后均布板对二者形成导向作用。结合图1所示，导向杆设置有三根，其中调节螺杆与混合筒、前均布板以及后均布板同轴布置，三根导向杆周向中心对称分布于调节螺杆周围，前均布板上开有光孔11，导向杆的光面段穿过光孔，导向杆可相对前均布板转动并可轴向相对滑动，导向杆为前均布板提供良好的导向，使得前均布板的轴向滑动时沿预定方向精确滑动；其中后均布板上可开设螺纹孔，导向杆具有一螺纹段，该螺纹段与后均布板螺纹孔螺纹连接，通过电机可带动三根导向杆同步转动驱动后均布板轴向滑动；或者后均布板上可开设光孔，通过人工调节后均布板的轴向位置并通过夹持件夹持固定于导向杆上以调节后均布板的位置，前均布板以及后均布板均可轴向调节滑动，可增大二者的距离调节范围，提高其对不同工况混合气体的使用范围。

本实施例中，所述调节螺杆末端连接有用于限制前均布板滑动行程的调节杆限位件9。结合图1所示，限位件设置于调节螺杆的末端，限位件由两个互锁的螺母构成，防止前均布板在调节过程中脱离调节螺杆；互锁的螺母在常态时互锁无法转动，因此能起到限位防脱落的作用，但是当装置拆卸时，互锁的螺母可通过扳手等工具拧开，便于拆卸；限位件也可以是自锁螺母或者固连于调节螺杆末端的固定块，具体不在赘述；

本实施例中，所述导向杆末端具有螺纹段，该螺纹段螺纹连接有一对夹持于后均布板两侧的导向杆限位螺母10。如果气流的变化幅度较大，前均布板调整到最左端时，都无法满足前均布板和后均布板的间距要求时，可以将装置停车，打开混合筒，拧松两个导向杆限位螺母，后均布板沿导向杆轴向滑动以调整后均布板的轴向位置，调整到合适位置时，再拧紧两个导向杆限位螺母夹持于后均布板两侧，通过调整导向杆限位螺母，就能轴向移动并固定后均布板；其中混合筒包括左端开口的筒体以及盖于筒体左端的法兰盖2，其中调节螺杆以及导向杆均穿过法兰盖并与其单自由度转动配合，法兰盖与筒体左端通过螺栓固定连接，通过打开法兰盖即可拆卸混合筒，便于混合筒的拆卸和维修。

本实施例中，所述筒体外圆底部连接有支座11。该支座为可以为支腿或者框架式的支架结构，便于混合筒的固定安装。

结合图5所示，混合筒的右端与管道14连通，调节螺杆左端穿出法兰盖与电机12传动配合，其中电机与调节螺杆之间设置有减速器13，管道上在直径方向并列设置有多个浓度传感器15，结合图6所示，管道在直径方向布置有七个浓度传感器，浓度传感器电连接于控制系统16，控制系统电连接于电机，其中控制系统可以采用PLC等现有设备，具体不在赘述；浓度传感器将信号传输给控制系统，控制系统通过多个浓度传感器的数据差值计算出混合气体的均匀度，通过与设定值比较偏差，再发出控制信号给电机，电机通过减速器带动调节杆转动，当浓度至差值较大时，则驱动前均布板轴向远离后均布板以提高混合气体的均匀度，依据不同气体工况参数对前均布板进行相适应的调节，具体不在赘述。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种可调节气体均布装置，其特征在于：包括混合筒以及并列设置于混合筒内的若干块均布板，所述均布板以可沿其并列方向滑动的方式设置于混合筒内，所述均布板将混合筒沿其并列方向分隔为若干个混合腔，所述均布板上密布有过流孔，所述混合筒上开设有进气口以及出气口，所述进气口与出气口分别与混合筒内位于最端部的两个混合腔连通。

2.根据权利要求1所述的可调节气体均布装置，其特征在于：混合筒内沿轴向从左至右并列设置有前均布板以及后均布板，所述前均布板上的过流孔孔径大于后均布板上过流孔的孔径，所述进气口连通于前均布板与混合筒左端部围成的混合腔。

3.根据权利要求2所述的可调节气体均布装置，其特征在于：所述前均布板以及后均布板上的过流孔呈中间疏边缘密的布置方式。

4.根据权利要求2所述的可调节气体均布装置，其特征在于：所述混合筒内还设置有用于驱动前均布板以及后均布板分别沿混合筒轴向移动的驱动组件。

5.根据权利要求4所述的可调节气体均布装置，其特征在于：所述驱动组件包括轴向设置于混合筒内的调节螺杆，所述调节螺杆与混合筒单自由度转动配合，所述调节螺杆螺纹连接于前均布板上。

6.根据权利要求5所述的可调节气体均布装置，其特征在于：所述驱动组件还包括轴向设置于混合筒内的若干根导向杆，所述导向杆穿过前均布板和后均布板对二者形成导向作用。

7.根据权利要求5所述的可调节气体均布装置，其特征在于：所述调节螺杆末端连接有用于限制前均布板滑动行程的调节杆限位件。

8.根据权利要求6所述的可调节气体均布装置，其特征在于：所述导向杆末端具有螺纹段，该螺纹段螺纹连接有一对夹持于后均布板两侧的导向杆限位螺母。

9.根据权利要求1所述的可调节气体均布装置，其特征在于：所述筒体外圆底部连接有支座。

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