CN110986069A - 高效燃气脉冲吹灰装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高效燃气脉冲吹灰装置及其控制方法，涉及锅炉技术领域。本发明包括锅炉壁、空压机和燃气瓶，锅炉壁侧壁固定连接有吹灰装置，吹灰装置包括固定于锅炉壁侧壁的第一固定支架和第二固定支架，第一固定支架侧壁固定连接有套环，套环内表面固定连接有燃烧室，套环侧壁固定连接有角铁，角铁顶面固定连接有PLC控制器，角铁底面固定连接有第一驱动电机，第一驱动电机输出轴固定连接有第一皮带轮，本发明通过锥形凸轮的侧移，不断增加旋转片的抬起幅度，从而不断增加节气门的开合程度，燃烧室内部压强不断增加，递增压强多次脉冲更有利于清洁深层次的积灰，使得炉壁内侧的积灰清除彻底，便于提高锅炉热效率。

Description

高效燃气脉冲吹灰装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及锅炉技术领域，具体为高效燃气脉冲吹灰装置及其控制方法。

背景技术

锅炉是一种工业能量转换设备，向锅炉输入的能量有燃料中的化学能、电能，锅炉输出具有一定热能的蒸汽、高温水或有机热载体。锅炉在长时间使用后会产生锅炉积灰，积灰会降低锅炉的受热面的传热效率，使得燃料的耗量增加，同时锅炉受热面的金属容易被腐蚀。脉冲燃气吹灰技术原理为：点燃罐体中的空气和可燃气的混合器，使其产生爆燃，生成的高温、高压燃气以极高的速度和冲击波形式从罐体的喷嘴射出，作用在锅炉受热面的积灰层上，使积灰层被破坏而脱离受热面。

现有的燃气脉冲吹灰装置采用的是恒定压强的单次脉冲，炉壁上的积灰分为浅层次和深层次，相比较浅层次的积灰，深层次的积灰聚集时间更长，更紧密且坚硬，恒压单次脉冲并不能有效的清除深层次的积灰，而不断叠加脉冲压强，短时间内进行多次吹气可以有效清除深层次的积灰，因此研发一种压强递增的多段脉冲吹灰装置是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种高效燃气脉冲吹灰装置及其控制方法，解决了上述背景技术中提出的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：高效燃气脉冲吹灰装置，包括锅炉壁、空压机和燃气瓶，所述锅炉壁侧壁固定连接有吹灰装置；

所述吹灰装置包括固定于锅炉壁侧壁的第一固定支架和第二固定支架，所述第一固定支架侧壁固定连接有套环，所述套环内表面固定连接有燃烧室，所述套环侧壁固定连接有角铁，所述角铁顶面固定连接有PLC控制器，所述角铁底面固定连接有第一驱动电机，所述第一驱动电机输出轴固定连接有第一皮带轮，所述第一皮带轮周侧面通过传动皮带传动连接有第二皮带轮，所述燃烧室底部转动连接有旋转喷嘴，所述旋转喷嘴一端与燃烧室底部连通，所述旋转喷嘴一端贯穿锅炉壁并且延伸至锅炉壁内侧，所述第二皮带轮内表面与旋转喷嘴周侧面固定连接，所述PLC控制器输出端通过电线与第一驱动电机输入端电性连接。

进一步地，所述第二固定支架侧壁固定连接有第一固定板，所述第一固定板顶面固定连接有第二固定板，所述第二固定板侧壁分别固定连接有第二驱动电机和第三驱动电机，所述PLC控制器输出端通过电线分别与第二驱动电机和第三驱动电机输入端电性连接，所述第二驱动电机输出轴一端固定连接有方杆，所述方杆周侧四面滑动连接有套管，所述套管周侧面固定连接有两个固定环。

进一步地，所述第三驱动电机输出轴一端固定连接有丝杆，所述丝杆周侧面螺纹连接有滑块，所述滑块底面与第一固定板滑动连接，所述滑块顶面固定连接有Y形支架，所述Y形支架位于两个所述固定环之间，所述套管一端固定连接有两个锥形凸轮，两个所述锥形凸轮首尾相连，所述锥形凸轮侧壁固定连接有连接杆，所述连接杆周侧面转动连接有第三固定板，所述第三固定板底面与第一固定板固定连接。

进一步地，所述燃烧室顶面固定连接有固定柱，所述固定柱顶部贯穿有固定杆，所述固定杆两端周侧面均转动连接有旋转片，所述燃烧室顶部连通有两个进气管，两个所述进气管一端分别与空压机和燃气瓶连通，所述进气管顶部贯穿有节气门，所述节气门顶端固定连接有按压盘，所述旋转片底面与按压盘传动连接，所述节气门位于进气管内部周侧面固定连接有第四固定板，所述第四固定板底面固定连接有弹簧，所述弹簧底部与燃烧室固定连接，所述节气门底端贯穿燃烧室并且延伸至燃烧室内部，所述节气门位于燃烧室内部一端为锥形结构，所述燃烧室顶部固定连接有火花塞，所述PLC控制器输出端通过电线与火花塞输入端电性连接。

高效燃气脉冲控制方法，包括以下步骤：

步骤一、接通PLC控制器电源，PLC控制器分别控制第一驱动电机、第二驱动电机、第三驱动电机和火花塞启动；

步骤二、第一驱动电机输出轴带动旋转喷嘴旋转，第二驱动电机输出轴带动两个锥形凸轮转动，锥形凸轮旋转带动旋转片一端抬起，旋转片以固定杆为中心转动，旋转片另一端带动按压盘向下运动，按压盘带动节气门下降，两个弹簧压缩，两个进气管打开，空压机内部的空气与燃气瓶内部的可燃气体同时通入燃烧室中混合；

步骤三、火花塞点火，将燃烧室内部的混合气体点燃，混合气体燃烧膨胀，燃烧室内部产生巨大压强，压强推动燃烧后的空气从旋转喷嘴喷出，对锅炉壁内侧上的积灰进行吹气清理，旋转喷嘴不断旋转，清理以旋转喷嘴为轴心各个角度的积灰；

步骤四、第三驱动电机输出轴带动Y形支架移动，Y形支架推动两个锥形凸轮朝靠近锅炉壁的方向移动，锥形凸轮为锥形结构，锥形凸轮在移动时会不断增加旋转片的抬高幅度，节气门的下降幅度不断增加，进入燃烧室的混合气体不断增加，燃烧产生的压强不断增大，旋转喷嘴吹气的力度呈阶段式增强，递增式的多段吹气便于更好的将积灰清除干净。

本发明具有以下有益效果：

1、该高效燃气脉冲吹灰装置及其控制方法，通过锥形凸轮的侧移，不断增加旋转片的抬起幅度，从而不断增加节气门的开合程度，燃烧室内部压强呈递增式增加，相比较现有的恒压单次脉冲吹灰，递增压强多次脉冲更有利于清洁深层次的积灰，使得炉壁内侧的积灰清除彻底，便于提高锅炉热效率。

2、该高效燃气脉冲吹灰装置及其控制方法，通过设置第一驱动电机带动旋转喷嘴，可以实现多角度的脉冲吹灰，避免炉壁内部出现清洁死角，提高了清洁效果。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明高效燃气脉冲吹灰装置的结构示意图；

图2为图1中A处的局部放大图；

图3为吹灰装置的结构示意图；

图4为图3的俯视结构示意图；

图5为图4中B-B处的剖面结构示意图；

图6为图5中D处的局部放大图；

图7为图4中C-C处的剖面结构示意图；

图8为图7中E处的局部放大图；

图9为本发明的系统框图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

图中：1-锅炉壁，2-吹灰装置，3-空压机，4-燃气瓶，201-燃烧室，202-第一固定支架，203-套环，204-角铁，205-PLC控制器，206-第一驱动电机，207-第一皮带轮，208-传动皮带，209-第二皮带轮，210-旋转喷嘴，211-第二固定支架，212-第一固定板，213-第二固定板，214-第二驱动电机，215-方杆，216-套管，217-固定环，218-Y形支架，219-滑块，220-第三驱动电机，221-丝杆，222-锥形凸轮，223-连接杆，224-第三固定板，225-固定柱，226-固定杆，227-旋转片，228-进气管，229-按压盘，230-节气门，231-第四固定板，232-弹簧，233-火花塞。

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清楚、完整地描述，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-9，本发明提供一种技术方案：高效燃气脉冲吹灰装置，包括锅炉壁1、BD-10A型号空压机3和燃气瓶4，锅炉壁1外侧壁固定连接有吹灰装置2；

吹灰装置2包括固定于锅炉壁1外侧壁的第一固定支架202和第二固定支架211，第一固定支架202侧壁固定连接有套环203，套环203内表面固定连接有燃烧室201，套环203侧壁固定连接有角铁204，角铁204顶面固定连接有DVP80EH00T3型号PLC控制器205，角铁204底面固定连接有TD60BL99型号第一驱动电机206，第一驱动电机206输出轴固定连接有第一皮带轮207，第一皮带轮207周侧面通过传动皮带208传动连接有第二皮带轮209，燃烧室201底部转动连接有旋转喷嘴210，旋转喷嘴210一端与燃烧室201底部连通，旋转喷嘴210一端贯穿锅炉壁1并且延伸至锅炉壁1内侧，第二皮带轮209内表面与旋转喷嘴210周侧面固定连接，PLC控制器205输出端通过电线与第一驱动电机206输入端电性连接；PLC控制器205用于整个吹灰装置2的电路控制，第一固定电机206用于带动旋转喷嘴210转动。

其中，第二固定支架211侧壁固定连接有第一固定板212，第一固定板212顶面固定连接有第二固定板213，第二固定板213侧壁分别固定连接有78ZDR5C-400T1型号第二驱动电机214和78ZDR5C-400T1型号第三驱动电机220，PLC控制器205输出端通过电线分别与第二驱动电机214和第三驱动电机220输入端电性连接，第二驱动电机214输出轴一端固定连接有方杆215，方杆215周侧四面滑动连接有套管216，套管216周侧面固定连接有两个固定环217；第二驱动电机214用于带动两个锥形凸轮222旋转。

其中，第三驱动电机220输出轴一端固定连接有丝杆221，丝杆221周侧面螺纹连接有滑块219，滑块219底面与第一固定板212滑动连接，滑块219顶面固定连接有Y形支架218，Y形支架218位于两个固定环217之间，套管216一端固定连接有两个锥形凸轮222，两个锥形凸轮222首尾相连，锥形凸轮222侧壁固定连接有连接杆223，连接杆223周侧面转动连接有第三固定板224，第三固定板224底面与第一固定板212固定连接；第三驱动电机220用于驱动Y形支架218移动，Y形支架218用于推动固定环217移动，固定环217推动两个锥形凸轮222侧移，锥形凸轮222一端大一端小，在侧移的过程中会不断增大旋转片227的抬起幅度。

其中，燃烧室201顶面固定连接有固定柱225，固定柱225顶部贯穿有固定杆226，固定杆226两端周侧面均转动连接有旋转片227，燃烧室201顶部连通有两个进气管228，两个进气管228一端分别与空压机3和燃气瓶4连通，进气管228顶部贯穿有节气门230，节气门230顶端固定连接有按压盘229，旋转片227底面与按压盘229传动连接，节气门230位于进气管228内部周侧面固定连接有第四固定板231，第四固定板231底面固定连接有弹簧232，弹簧232底部与燃烧室201固定连接，节气门230底端贯穿燃烧室201并且延伸至燃烧室201内部，节气门230位于燃烧室201内部一端为锥形结构，燃烧室201顶部固定连接有BPR-GAS7988型号火花塞233，PLC控制器205输出端通过电线与火花塞233输入端电性连接；节气门230的开合程度可以改变燃烧室201内部混合气体的进气量，从而改变燃烧时的压强，使得旋转喷嘴210喷出的气体压强不断增大，弹簧232在节气门230打开后向上推动节气门230使其关闭。

本发明的PLC控制器205、第一驱动电机206、第二驱动电机214、第三驱动电机220和火花塞233没有特别指定的型号，可使用其他具有等同效果的装置代替，因此本说明书不再赘述。

高效燃气脉冲控制方法，包括以下步骤：

步骤一、接通PLC控制器205电源，PLC控制器205分别控制第一驱动电机206、第二驱动电机214、第三驱动电机220和火花塞233启动；

步骤二、第一驱动电机206输出轴带动第一皮带轮207旋转，第一皮带轮207通过传动皮带28带动第二皮带轮209转动，第二皮带轮209带动旋转喷嘴210旋转，第二驱动电机214输出轴带动方杆215转动，方杆215带动套管216转动，套管216带动两个锥形凸轮222转动，锥形凸轮222旋转带动旋转片227一端抬起，旋转片227以固定杆226为中心转动，旋转片227另一端带动按压盘229向下运动，按压盘229带动节气门230下降，两个火弹簧232压缩，两个进气管228打开，空压机3内部的空气与燃气瓶4内部的可燃气体同时通入燃烧室201中混合；

步骤三、火花塞233点火，将燃烧室201内部的混合气体点燃，混合气体燃烧膨胀，燃烧室201内部产生巨大压强，压强推动燃烧后的空气从旋转喷嘴210喷出，对锅炉壁1内侧上的积灰进行吹气清理，旋转喷嘴210不断旋转，清理以旋转喷嘴210为轴心各个角度的积灰；

步骤四、第三驱动电机220输出轴带动丝杆221转动，丝杆221带动滑块219移动，滑块219带动Y形支架218移动，Y形支架218推动两个锥形凸轮222朝靠近锅炉壁1的方向移动，锥形凸轮222为锥形结构，锥形凸轮222在移动时会不断增加旋转片227的抬高幅度，节气门230的下降幅度不断增加，进入燃烧室201的混合气体不断增加，燃烧产生的压强不断增大，旋转喷嘴210吹气的力度呈阶段式增强，递增压强的多段吹气便于更好的将深层次的积灰清除干净。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.高效燃气脉冲吹灰装置，包括锅炉壁(1)、空压机(3)和燃气瓶(4)，其特征在于：所述锅炉壁(1)侧壁固定连接有吹灰装置(2)；

所述吹灰装置(2)包括固定于锅炉壁(1)侧壁的第一固定支架(202)和第二固定支架(211)，所述第一固定支架(202)侧壁固定连接有套环(203)，所述套环(203)内表面固定连接有燃烧室(201)，所述套环(203)侧壁固定连接有角铁(204)，所述角铁(204)顶面固定连接有PLC控制器(205)，所述角铁(204)底面固定连接有第一驱动电机(206)，所述第一驱动电机(206)输出轴固定连接有第一皮带轮(207)，所述第一皮带轮(207)周侧面通过传动皮带(208)传动连接有第二皮带轮(209)，所述燃烧室(201)底部转动连接有旋转喷嘴(210)，所述旋转喷嘴(210)一端与燃烧室(201)底部连通，所述旋转喷嘴(210)一端贯穿锅炉壁(1)并且延伸至锅炉壁(1)内侧，所述第二皮带轮(209)内表面与旋转喷嘴(210)周侧面固定连接，所述PLC控制器(205)输出端通过电线与第一驱动电机(206)输入端电性连接。

2.根据权利要求1所述的高效燃气脉冲吹灰装置，其特征在于，所述第二固定支架(211)侧壁固定连接有第一固定板(212)，所述第一固定板(212)顶面固定连接有第二固定板(213)，所述第二固定板(213)侧壁分别固定连接有第二驱动电机(214)和第三驱动电机(220)，所述PLC控制器(205)输出端通过电线分别与第二驱动电机(214)和第三驱动电机(220)输入端电性连接，所述第二驱动电机(214)输出轴一端固定连接有方杆(215)，所述方杆(215)周侧四面滑动连接有套管(216)，所述套管(216)周侧面固定连接有两个固定环(217)。

3.根据权利要求2所述的高效燃气脉冲吹灰装置及其控制方法，其特征在于，所述第三驱动电机(220)输出轴一端固定连接有丝杆(221)，所述丝杆(221)周侧面螺纹连接有滑块(219)，所述滑块(219)底面与第一固定板(212)滑动连接，所述滑块(219)顶面固定连接有Y形支架(218)，所述Y形支架(218)位于两个所述固定环(217)之间，所述套管(216)一端固定连接有两个锥形凸轮(222)，两个所述锥形凸轮(222)首尾相连，所述锥形凸轮(222)侧壁固定连接有连接杆(223)，所述连接杆(223)周侧面转动连接有第三固定板(224)，所述第三固定板(224)底面与第一固定板(212)固定连接。

4.根据权利要求1所述的高效燃气脉冲吹灰装置及其控制方法，其特征在于，所述燃烧室(201)顶面固定连接有固定柱(225)，所述固定柱(225)顶部贯穿有固定杆(226)，所述固定杆(226)两端周侧面均转动连接有旋转片(227)，所述燃烧室(201)顶部连通有两个进气管(228)，两个所述进气管(228)一端分别与空压机(3)和燃气瓶(4)连通，所述进气管(228)顶部贯穿有节气门(230)，所述节气门(230)顶端固定连接有按压盘(229)，所述旋转片(227)底面与按压盘(229)传动连接，所述节气门(230)位于进气管(228)内部周侧面固定连接有第四固定板(231)，所述第四固定板(231)底面固定连接有弹簧(232)，所述弹簧(232)底部与燃烧室(201)固定连接，所述节气门(230)底端贯穿燃烧室(201)并且延伸至燃烧室(201)内部，所述节气门(230)位于燃烧室(201)内部一端为锥形结构，所述燃烧室(201)顶部固定连接有火花塞(233)，所述PLC控制器(205)输出端通过电线与火花塞(233)输入端电性连接。

5.如权利要求1-4任意一所述的高效燃气脉冲控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、接通PLC控制器(205)电源，PLC控制器(205)分别控制第一驱动电机(206)、第二驱动电机(214)、第三驱动电机(220)和火花塞(233)启动；

步骤二、第一驱动电机(206)输出轴带动旋转喷嘴(210)旋转，第二驱动电机(214)输出轴带动两个锥形凸轮(222)转动，锥形凸轮(222)旋转带动旋转片(227)一端抬起，旋转片(227)以固定杆(226)为中心转动，旋转片(227)另一端带动按压盘(229)向下运动，按压盘(229)带动节气门(230)下降，两个弹簧(232)压缩，两个进气管(228)打开，空压机(3)内部的空气与燃气瓶(4)内部的可燃气体同时通入燃烧室(201)中混合；

步骤三、火花塞(233)点火，将燃烧室(201)内部的混合气体点燃，混合气体燃烧膨胀，燃烧室(201)内部产生巨大压强，压强推动燃烧后的空气从旋转喷嘴(210)喷出，对锅炉壁(1)内侧上的积灰进行吹气清理，旋转喷嘴(210)不断旋转，清理以旋转喷嘴(210)为轴心各个角度的积灰；

步骤四、第三驱动电机(220)输出轴带动Y形支架(218)移动，Y形支架(218)推动两个锥形凸轮(222)朝靠近锅炉壁(1)的方向移动，锥形凸轮(222)为锥形结构，锥形凸轮(222)在移动时会不断增加旋转片(227)的抬高幅度，节气门(230)的下降幅度不断增加，进入燃烧室(201)的混合气体不断增加，燃烧产生的压强不断增大，旋转喷嘴(210)吹气的力度呈阶段式增强，递增式的多段吹气便于更好的将积灰清除干净。

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