CN110841983A - 一种智能风机转子在线清灰装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能风机转子在线清灰装置，包括液体源、压缩气体源、电气控制系统、气液控制柜、控制电缆和气液复合喷嘴，液体源和压缩气体源均具有一定的压力，且压缩气体源的压力大于液体源的压力，气液复合喷嘴上设有气体进口和液体进口，液体源、压缩气体源分别通过管路与气液复合喷嘴上的液体进口、气体进口连通，电气控制系统、气液控制柜分别用于控制压缩气体源、液体源，气液复合喷嘴上的气体进口轴线与液体进口轴线形成的锐角为θ1，本发明能起到阻滞风机转子积灰、及时清理表面粘结灰尘的作用，能实现风机转子不停转设备不停机在线清灰，延长风机转子的使用周期。

Description

一种智能风机转子在线清灰装置

技术领域

本发明涉及清灰装置，具体的说是一种智能风机转子在线清灰装置 。

背景技术

除尘风机、锅炉引风机、煤气加压风机、煤气回收风机等含尘气体输送的风机，经过一段时间的运行后，其转子会沾上灰尘，不同部位沾灰速度不同或者已粘结的灰块不均匀的脱落，经常造成转子动平衡恶化，致风机系统产生振动超标不能正常工作，严重时损坏风机和电机，甚至会出现转子飞出、叶片断裂和电机烧毁等严重设备、安全事故，目前，风机转子防止粘结灰尘和及时在线清理还没有有效的解决方法，都是任由风机转子积灰，待动平衡破坏后停机做动平衡处理，一般风机转子的使用时间较短，处理时间较长，成本高。

发明内容

针对上述问题，提出一种智能风机转子在线清灰装置 ，包括液体源、压缩气体源、电气控制系统、气液控制柜、控制电缆和气液复合喷嘴，液体源和压缩气体源均具有一定的压力，且压缩气体源的压力大于液体源的压力，气液复合喷嘴上设有气体进口和液体进口，液体源、压缩气体源分别通过管路与气液复合喷嘴上的液体进口、气体进口连通，电气控制系统、气液控制柜分别用于控制压缩气体源、液体源，气液复合喷嘴上的气体进口轴线与液体进口轴线形成的锐角为θ1；

本技术方案中，液体源和压缩气体源均具有一定的压力，且压缩气体源的压力大于液体源的压力，液体源、压缩气体源分别通过管路与气液复合喷嘴上的液体进口、气体进口连通，电气控制系统控制电磁阀的开或关，使一部分气液复合喷嘴连续工作，主要起到流体附着在风机转子的表面的作用，阻滞积灰，另一部分气液复合喷嘴断续工作，形成脉动开关，循环进行，对表面形成脉冲打击力和脉冲气泡炸裂作用，清灰效果更明显，电气控制系统可以控制气液复合喷嘴与风机转子的运行同步进行，在线吹扫，始终保持风机较低的积灰量，吹扫掉落的灰尘不影响风机动平衡，不会影响设备的正常运转。

本发明进一步限定的技术方案是：

气液控制柜包括柜体、电磁阀、主液管、主气管、分液管、分气管、液体压力表、气体压力表、液体过滤器、液体入口阀和气体入口阀，液体入口阀和气体入口阀均安装在柜体入口处内侧或者外侧，且分别连接在主液管和主气管的管路上，液体入口阀和气体入口阀可用于控制液体和压缩气体进入管路，在主液管上且位于液体压力表与液体入口阀之间设置液体过滤器，液体过滤器可有效净化液体，提高装置的使用寿命；

在主液管、主气管上且位于柜体内部分别安装有相应的液体压力表和气体压力表，液体压力表和气体压力表分别通过控制电缆与电气控制系统连接并将相应的压力信号送至电气控制系统，主液管和主气管远离液体源、压缩气体源的一端分别安装有多个分液管和分气管，每个分液管和分气管管路上均安装有对应的电磁阀，电磁阀通过控制电缆与电气控制系统连接并接受其控制，在分液管和分气管的末端均与气液复合喷嘴连接；

气液复合喷嘴包括安装接口、主腔、副腔、复合腔、加速腔、喷口和引风槽，安装接口与分气管连接，主腔通入压缩气体，副腔与分液管连接且通入液体，压缩气体和液体在复合腔内复合成气液双相混合流体，气液双相混合流体通过加速腔加速成高速双相混合流体从喷口高速喷出，主腔由导引段R1、膨胀段D1、缩口段R2、第二导引段R3及稳定段D2构成，且相邻的两段之间在相接处相切过渡，膨胀段D1和稳定段D2为圆柱状，D2＜D1，其余段截面均为圆弧面，副腔由液体引入段D3和液体切入段D4组成，液体引入段D3和液体切入段D4为圆柱状，液体引入段D3和液体切入段D4中心交于A1点，且A1点在液体切入段D4长度方向一端的端面上，液体切入段D4与喷口的最外侧交点为A3，且交点A3位于喷口边缘点A2与喷口中心点A4的连线上，且交点A3在点A4与点A2两者之间，加速腔往喷出方向增大且成圆锥状，锥角θ2在0~10°之间，引风槽分布在气液复合喷嘴的外侧成圆周分布，高速双相混合流体打击风机转子的表面，对较大块的已有积灰会形成巨大的打击力，击碎表面结块的积灰，使其脱落，起到清灰的作用，此外，高速双相混合流体在风机转子表面气体会再次分离出来形成气泡炸裂，炸裂所形成的微观表面切向力会清除表面积灰；

喷口的喷出方向对准风机转子的积灰面，气液复合喷嘴两个成对安装且相互对称设置，气液复合喷嘴的轴线与分液管的轴线组成的平面与风机转子的主轴轴心线平行或夹角β为小于45°的锐角，将气液复合喷嘴对称设置，且喷出方向在一个平面，成对喷嘴抵消了喷吹的反作用力，一方面使分气管和分液管容易固定，另一方面减小了对风机转子的振动影响；

分气管和分液管均通过法兰固定在风机外壳或者风机入口管道上，分气管和分液管进入风机外壳的位置均对应安装有逆止阀，有效固定了分气管与分液管；

液体源的液体为与所粘结灰尘亲和力小且可溶性杂质与非可溶性杂质均较少的工业清水，采用与风机输送的风中的尘亲和力小的液体，液体附着在风机转子的表面后，流体会隔开风机转子和灰尘，灰尘与亲和力小的液体不容易附着在一起，起到阻滞风机转子积灰的作用。

本发明的有益效果是：

高速双相混合流体使风机积灰速度大幅下降，液体附着在风机转子的表面起到阻滞风机转子积灰的作用后，延长了风机连续使用时间的同时，大幅提高了风机转子因突然脱落大块积灰造成转子飞出、叶片断裂和电机烧毁等严重设备、安全事故的几率，风机转子的安全性液大大提高，风机转子的表面积灰得到了及时清理，不仅可以提高风机的连续使用时间，提高转子的安全性，还提高了风机的工作效率，清灰与风机运转同时进行，在线吹扫，清灰过程不影响风机的运行，风机作业率大大提高，清灰过程对设备的运行影响小，将气液复合喷嘴成对布置，且喷出方向在一个平面，成对喷嘴抵消了喷吹的反作用力，一方面容易分气管和分叶管容易固定，另一方面高速双相混合流体对风机转子的振动影响小。

附图说明

图1为本发明的系统原理图；

图2和图7为本发明的安装示意图；

图3为本发明的气液控制柜的结构示意图；

图4和图8为本发明的气液复合喷嘴的结构示意图；

图5为本发明的气液复合喷嘴的安装示意图；

图6为本发明的分气管和分液管的安装示意图；

其中：1-液体源、2-压缩气体源、3-电气控制系统、4-气液控制柜、5-控制电缆、6-逆止阀、7-风机、8-气液复合喷嘴、9-法兰、41-柜体、42-电磁阀、43-主液管、44-主气管、45-分液管、46-分气管、47-液体压力表、48-气体压力表、49-液体过滤器、410-液体入口阀、411-气体入口阀、71-风机外壳、72-风机入口管道、73-风机转子、74-积灰面、81-安装接口、82-主腔、83-副腔、84-复合腔、85-加速腔、86-喷口、87-引风槽、88-压缩气体、89-液体、810-双相混合流体。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围；

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义；

实施例1

本实施例提供的一种智能风机转子在线清灰装置，风机为转炉煤气风机，输送气体为转炉煤气，其电机功率2240kW，额定转速1488转/分，采用变频器控制转速，根据工艺需要，高低速间隔运行，高速运行转速为1400转/分，一般连续运行45分钟转入低速运行，低速运行转速为600转/分，连续运行15分钟转入高速运行，如此循环往复。由于煤气含有大量的粉尘和水分，在安装本发明的一种智能风机转子在线清灰装置之前风机转子容易积灰，每2-5天不等需要停机清理转子的积灰；

为此，本实施例提供的一种智能风机转子在线清灰装置以解决上述风机转子积灰和在线清灰的问题 ，包括液体源1、压缩气体源2、电气控制系统3、气液控制柜4、控制电缆5和气液复合喷嘴8，液体源1和压缩气体源2均具有一定的压力，且压缩气体源2的压力大于液体源1的压力，气液复合喷嘴8上设有气体进口和液体进口，液体源1、压缩气体源2分别通过管路与气液复合喷嘴8上的液体进口、气体进口连通，电气控制系统3、气液控制柜4分别用于控制压缩气体源2、液体源1，气液复合喷嘴8上的气体进口轴线与液体进口轴线形成的锐角为θ1；

气液控制柜4包括柜体41、电磁阀42、主液管43、主气管44、分液管45、分气管46、液体压力表47、气体压力表48、液体过滤器49、液体入口阀410和气体入口阀411，液体入口阀410和气体入口阀411均安装在柜体41入口处内侧，且分别连接在主液管43和主气管44的管路上，在主液管43上且位于液体压力表47与液体入口阀410之间设置液体过滤器49，液体过滤器可49有效净化液体，提高装置的使用寿命，在主液管43、主气管44上且位于柜体41内部分别安装有相应的液体压力表47和气体压力表48，液体压力表47和气体压力表48分别通过控制电缆5与电气控制系统3连接并将相应的压力信号送至电气控制系统3，主液管43和主气管44远离液体源1、压缩气体源2的一端分别安装有多个分液管45和分气管46，每个分液管45和分气管46管路上均安装有对应的电磁阀42，电磁阀42通过控制电缆5与电气控制系统3连接并接受其控制，在分液管45和分气管46的末端均与气液复合喷嘴8连接；

气液复合喷嘴8包括安装接口81、主腔82、副腔83、复合腔84、加速腔85、喷口86和引风槽87，安装接口81与分气管46连接，主腔82通入压缩气体88，副腔83与分液管45连接且通入液体89，压缩气体88和液体89在复合腔84内复合成气液双相混合流体810，气液双相混合流体810通过加速腔85加速成高速双相混合流体810从喷口86高速喷出，主腔82由导引段R1、膨胀段D1、缩口段R2、第二导引段R3及稳定段D2构成，且相邻的两段之间在相接处相切过渡，膨胀段D1和稳定段D2为圆柱状，D2＜D1，其余段截面均为圆弧面，副腔83由液体引入段D3和液体切入段D4组成，液体引入段D3和液体切入段D4为圆柱状，液体引入段D3和液体切入段D4中心交于A1点，且A1点在液体切入段D4长度方向一端的端面上，液体切入段D4与喷口的最外侧交点为A3，且交点A3位于喷口边缘点A2与喷口中心点A4的连线上，且交点A3在点A4与点A2两者之间，加速腔85往喷出方向增大且成圆锥状，锥角θ2在0~10°之间，引风槽87分布在气液复合喷嘴3的外侧成圆周分布，双相混合流体810打击风机转子的表面，对较大块的已有积灰会形成巨大的打击力，击碎表面结块的积灰，使其脱落，起到清灰的作用，此外，双相混合流体810在风机转子表面气体会再次分离出来形成气泡炸裂，炸裂所形成的微观表面切向力会清除表面积灰；

喷口86的喷出方向对准风机转子73的积灰面74，气液复合喷嘴8两个成对安装且相互对称设置，气液复合喷嘴8的轴线与分液管45的轴线组成的平面与风机转子的主轴轴心线平行，将气液复合喷嘴8对称设置，且喷出方向在一个平面，成对喷嘴抵消了喷吹的反作用力，一方面使分气管46和分液管45容易固定，另一方面减小了对风机转子的振动影响，分气管46和分液管45均通过法兰9固定在风机外壳71上，分气管46和分液管45进入风机外壳71的位置均对应安装有逆止阀7，有效固定了分气管46与分液管45，

液体源1为工业清水，压力为0.5MPa，1套压缩气体源，压缩气体源2为2MPa氮，电气控制系统3与气液控制柜4独立安装，设置在控制室，离气液控制柜2距离120m，气液控制柜4设置在风机7距离7m的位置。

本实施例的工作过程：

采用与风机输送的风中的尘亲和力小的工业清水，工业清水附着在风机转子的表面后，流体会隔开风机转子和灰尘，灰尘与工业清水不容易附着在一起，阻滞风机转子积灰，高速双相混合流体打击风机转子的表面，对较大块的已有积灰会形成巨大的打击力，击碎表面结块的积灰，使其脱落，此外，高速双相混合流体在风机转子表面气体会再次分离出来形成气泡炸裂，炸裂所形成的微观表面切向力会清除表面积灰，电气控制系统控制电磁阀的开或关，使一部分气液复合喷嘴连续工作，另一部分气液复合喷嘴断续工作，形成脉动开关，循环进行，对表面形成脉冲打击力和脉冲气泡炸裂作用，电气控制系统可以控制气液复合喷嘴与风机转子的运行同步进行，在线吹扫，始终保持风机较低的积灰量，吹扫掉落的灰尘不影响风机动平衡，不会影响设备的正常运转。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (7)

1. 一种智能风机转子在线清灰装置 ，其特征在于：所述装置包括液体源（1）、压缩气体源（2）、电气控制系统（3）、气液控制柜（4）、控制电缆（5）和气液复合喷嘴（8），所述液体源（1）和压缩气体源（2）均具有一定的压力，且压缩气体源（2）的压力大于液体源（1）的压力，所述气液复合喷嘴（8）上设有气体进口和液体进口，所述液体源（1）、压缩气体源（2）分别通过管路与气液复合喷嘴（8）上的液体进口、气体进口连通，所述电气控制系统（3）、气液控制柜（4）分别用于控制压缩气体源（2）、液体源（1），所述气液复合喷嘴（8）上的气体进口轴线与液体进口轴线形成的锐角为θ1。

2.根据权利要求1所述的一种智能风机转子在线清灰装置 ，其特征在于： 所述气液控制柜（4）包括柜体（41）、电磁阀（42）、主液管（43）、主气管（44）、分液管（45）、分气管（46）、液体压力表（47）、气体压力表（48）、液体过滤器（49）、液体入口阀（410）和气体入口阀（411），所述液体入口阀（410）和气体入口阀（411）均安装在柜体（41）入口处内侧或者外侧，且分别连接在主液管（43）和主气管（44）的管路上，在所述主液管（43）上且位于液体压力表（47）与液体入口阀（410）之间设置液体过滤器（49）；

在所述主液管（43）、主气管（44）上且位于柜体（41）内部分别安装有相应的液体压力表（47）和气体压力表（48），所述液体压力表（47）和气体压力表（48）分别通过控制电缆（5）与电气控制系统（3）连接并将相应的压力信号送至电气控制系统（3），所述主液管（43）和主气管（44）远离液体源（1）、压缩气体源（2）的一端分别安装有多个分液管（45）和分气管（46），每个所述分液管（45）和分气管（46）管路上均安装有对应的电磁阀（42），电磁阀（42）通过控制电缆（5）与电气控制系统（3）连接并接受其控制，在所述分液管（45）和分气管（46）的末端均与气液复合喷嘴（8）连接。

3.根据权利要求1所述的一种智能风机转子在线清灰装置 ，其特征在于：所述气液复合喷嘴（8）包括安装接口（81）、主腔（82）、副腔（83）、复合腔（84）、加速腔（85）、喷口（86）和引风槽（87），所述安装接口（81）与分气管（46）连接，主腔（82）通入压缩气体（88），副腔（83）与分液管（45）连接且通入液体（89），所述压缩气体（88）和液体（89）在复合腔（84）内复合成气液双相混合流体（810），所述气液双相混合流体（810）通过加速腔（85）加速成高速双相混合流体（810）从喷口（86）高速喷出，所述主腔（82）由导引段R1、膨胀段D1、缩口段R2、第二导引段R3及稳定段D2构成，且相邻的两段之间在相接处相切过渡，膨胀段D1和稳定段D2为圆柱状，D2＜D1，其余段截面均为圆弧面，所述副腔（83）由液体引入段D3和液体切入段D4组成，液体引入段D3和液体切入段D4为圆柱状，液体引入段D3和液体切入段D4中心交于A1点，且A1点在液体切入段D4长度方向一端的端面上，液体切入段D4与喷口的最外侧交点为A3，且交点A3位于喷口边缘点A2与喷口中心点A4的连线上，且交点A3在点A4与点A2两者之间，所述加速腔（85）往喷出方向增大且成圆锥状，锥角θ2在0~10°之间，所述引风槽（87）分布在气液复合喷嘴（3）的外侧成圆周分布。

4.根据权利要求3所述的一种智能风机转子在线清灰装置 ，其特征在于：所述喷口（86）的喷出方向对准风机转子（73）的积灰面（74），所述气液复合喷嘴（8）两个成对安装且相互对称设置，所述气液复合喷嘴（8）的轴线与分液管（45）的轴线组成的平面与风机转子的主轴轴心线平行或夹角β为小于45°的锐角。

5.根据权利要求2所述的一种智能风机转子在线清灰装置 ，其特征在于：所述分气管（46）和分液管（45）均通过法兰（9）固定在风机外壳（71）或者风机入口管道（72）上，所述分气管（46）和分液管（45）进入风机外壳（71）的位置均对应安装有逆止阀（7）。

6.根据权利要求1所述的一种智能风机转子在线清灰装置 ，其特征在于：所述液体源（1）的液体（89）为与所粘结灰尘亲和力小且可溶性杂质与非可溶性杂质均较少的工业清水。

7.根据权利要求1所述的一种智能风机转子在线清灰装置 ，其特征在于：所述锐角θ1为30°-70°。

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