CN116772218A - 一种深孔爆炸脉冲清灰装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种深孔爆炸脉冲清灰装置，包括沿轴线方向贯穿形成有贯通腔的本体，环绕贯通腔设置且连通有点火电极的爆炸腔，密封设置于贯通腔其中一端的端盖，设置于贯通腔另一端的阀座，以及位于贯通腔中且沿轴线方向可移动设置的活塞；对爆炸腔点火能够推动活塞背离阀座移动；爆炸腔包括环绕贯通腔，且与贯通腔连通的集合室，以及与集合室连通的孔道，且孔道的长度与直径之比不小于5。本发明通过将爆炸腔设置为包括集合室和孔道的结构，并对孔道的尺寸进行相应的设置，进而引入深孔结构，在引爆时，集合室和深孔结构中均发生爆炸，基于逐级的爆炸气流，从而更好地实现清灰操作，提高清灰效率。

Description

一种深孔爆炸脉冲清灰装置

技术领域

本发明实施例爆炸清灰设备领域，具体涉及一种深孔爆炸脉冲清灰装置。

背景技术

目前，由于燃料大多还是非清洁燃料，在燃烧后容易积蓄大量的积灰，而这些积灰往往也难以通过较轻的力度将其进行清除。因此，清洁过程中就需要使用大量的人力物力，耗费较多的时间对其进行清洁。不仅费时费力，且清洁成本较高。尤其是对于在持续使用中的设备而言，清灰更是直接影响到生成效率，也给生产成本带来了额外的负担。

现有技术中已出现采用爆炸产生的脉冲对积尘进行清理的装置，例如，专利号为CN1839001A公开了一种用于产生气体脉冲的方法和装置，是通过将可燃气体与氧气输送入通常具有伸长形状的燃烧室，点燃混合气体以产生压力脉冲，然后该压力脉冲从燃烧室释放并导向放大喇叭。也就是说，是一种直接爆炸产生脉冲的方式，其释放的脉冲力也是完全取决于爆炸气体。

又例如，专利号为CN102563672B公开了脉冲起爆清洁系统，其技术方案在于：公共管流体地连接到容器，第一阵列多个伸长的起爆管布置在公共管内部的上游并流体地连接到公共管的内部，第二阵列每个起爆器布置在该多个起爆器中的相应起爆管的上游并且可操作地连接到多个起爆管中的相应起爆管，从而使得该多个起爆器中的每个起爆器的促动而导致该多个起爆管中的相应起爆管中的燃烧。也就是说，其需要操控多个起爆器，操作起来的便利性大大降低。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种深孔爆炸脉冲清灰装置，通过将爆炸腔设置为包括集合室和孔道的结构，并对孔道的尺寸进行相应的设置，进而引入深孔结构，在引爆时，集合室和深孔结构中均发生爆炸，基于逐级的爆炸气流，从而更好地实现清灰操作，提高清灰效率。

为了实现上述目的，本发明的实施方式提供如下技术方案：

在本发明实施例的一个方面，提供了一种深孔爆炸脉冲清灰装置，包括沿轴线方向贯穿形成有贯通腔的本体，环绕所述贯通腔设置且连通有点火电极的爆炸腔，密封设置于所述贯通腔其中一端的端盖，设置于所述贯通腔另一端的阀座，以及位于所述贯通腔中且沿轴线方向可移动设置的活塞；其中，

所述阀座上贯通形成有泄爆口，所述活塞与所述阀座贴合能够密闭所述泄爆口；

对所述爆炸腔点火能够推动所述活塞背离所述阀座移动；

所述爆炸腔包括环绕所述贯通腔，且与所述贯通腔连通的集合室，以及与所述集合室连通的孔道，且所述孔道的长度与直径之比不小于5。

作为本发明的一种优选方案，所述孔道至少形成为一环，且每环所述孔道为多个，且每环中的多个所述孔道各自以所述贯通腔的轴线为中线环绕所述集合室设置。

作为本发明的一种优选方案，所述孔道的轴线与所述贯通腔的轴线之间形成有夹角α，且8°≤α≤20°。

作为本发明的一种优选方案，所述贯通腔包括自所述端盖的一端至所述阀座的一端顺次形成的气弹簧室和密闭容纳室；

所述活塞至少部分外壁与所述气弹簧室的内壁密闭设置。

作为本发明的一种优选方案，所述活塞包括密封于所述气弹簧室和所述密闭容纳室之间的第一塞柱，以及自所述第一塞柱中靠近所述阀座的一端延伸的第二塞柱，所述第二塞柱中背离所述第一塞柱的一端能够与所述阀座贴合密闭所述贯通腔的另一端，所述爆炸腔与所述第二塞柱之间形成有间隙。

作为本发明的一种优选方案，所述第一塞柱沿周向方向环绕形成有多个内爆室，所述内爆室上向外延伸形成有与所述爆炸室连通的喷嘴。

作为本发明的一种优选方案，所述阀座中朝向所述端盖的端面自内向外斜向内延伸形成为斜面，且所述斜面与所述贯通腔的轴线之间形成有夹角β，且55°≤β≤75°。

作为本发明的一种优选方案，所述集合室形成为圆台结构，且靠近所述端盖的一端的直径大于靠近所述阀座的一端的直径；

所述孔道连通于所述集合室中靠近所述端盖的一端。

作为本发明的一种优选方案，所述孔道自所述集合室向外顺次延伸形成为多段孔段，且多段所述孔段的直径顺次减小；

多段所述孔段同轴设置。

作为本发明的一种优选方案，相邻的两段所述孔段的直径的比值为0.7-0.9。

本发明的实施方式具有如下优点：

本发明提供的深孔爆炸脉冲清灰装置，通过将燃烧气体通入爆炸腔中，以在集合室以及与其连通的孔道内产生爆炸性混合物，采用点燃爆炸性混合物的点火电极点燃混合物，以产生爆炸冲击波。冲击波在爆炸腔中产生湍流，从而使冲击波达到超音速。冲击波以超音速运动会使激波前的气体以超音速运动，并在激波前产生一个巨大的压力区域。并将活塞推开，使得其与阀座相分离。

在此基础上，爆炸波以超音速穿过集合室连通的阀座的泄爆口，当爆炸波接近清灰空间时，清灰空间所需清洁传热面首先承受一个巨大的压力区域，然后当爆炸波经过时，压力迅速降低。压力降低会导致附着在传热面表面的沉积物和颗粒脱落。然后，通过传热面执行的工艺流程或流经腔室然后流经传热面的连续气流，将松散沉积物或颗粒从传热面中清除。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中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示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明实施例1提供的深孔爆炸脉冲清灰装置的主视剖面图；

图2为本发明实施例1提供的深孔爆炸脉冲清灰装置的主视图；

图3为图2沿C-C方向上的剖视图；

图4为本发明实施例1提供的深孔爆炸脉冲清灰装置的左视图；

图5A为本发明实施例提供的活塞的主视图；

图5B为本发明实施例提供的活塞的侧视图；

图6为本发明实施例1提供的深孔爆炸脉冲清灰装置的右视图；

图7A为本发明实施例提供的阀座的主视图；

图7B为本发明实施例提供的阀座的侧视图；

图8为本发明实施例2提供的深孔爆炸脉冲清灰装置的主视剖面图；

图9为本发明实施例2提供的深孔爆炸脉冲清灰装置的主视图；

图10为图9沿D-D方向上的剖视图；

图11为本发明实施例2提供的深孔爆炸脉冲清灰装置的左视图；

图12为图11沿E-E方向上的剖视图；

图13为本发明实施例3提供的孔道的结构示意图。

图中：

1-本体；2-活塞；3-阀座；4-端盖；5-点火电极；6-铜环；7-O形橡胶密封圈；8-孔道；9-气弹簧室；10-集合室；11-内爆室；12-活塞引爆室；13-电极接头；14-进气接头；15-气弹簧接头；16-喷嘴环盖；17-喷嘴；18-活塞顶；19-活塞小裙；20-活塞大裙；21-活塞密封曲面；22-活塞端面；23-泄爆口凸台；24-斜面；25-阀座O型橡胶密封圈；26-阀座密封槽；27-阀座轴心线；28-密封环槽；29-本体轴心线；30-孔道中心线；31-孔道外环中心线；32-孔段；

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例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。

以下结合附图对本发明的具体实施例进行进一步的说明。需要说明的是，这里对活塞2的结构的表述，是将其各个围边或是端面拆解开进行相应的具体阐述的。例如，活塞大裙20即为最外侧的围边，活塞小裙19则为直径稍小的内侧的围边，活塞顶18则为其中一端的封闭端。并且，泄爆口位于阀座3中心，泄爆口与清灰空间相连通。

实施例1

如图1-图7所示，本发明提供了一种深孔爆炸脉冲清灰装置，其具体结构如下：

本体1为圆柱状外形，其中心左侧圆孔为气弹簧室9，通过端盖4密封(其中，端盖4上还可以设置气弹簧接头15)，活塞2的活塞顶18以及活塞大裙20处于中心左侧圆孔中，活塞2上面设置的O形橡胶密封圈7与圆孔壁(即气弹簧室9的内壁)接触密封，进一步地，活塞2的外周面上还可以形成密封环槽28，且密封环槽28中设置铜环6。与本体1中心左侧圆孔(即气弹簧室9)连接一小圆孔(即密闭容纳室)，该小圆孔与集合室10相通，集合室10为一倒立圆锥台形孔，集合室10另外一侧与一圆孔相连，该圆孔为阀座3装配孔，在集合室10倒立圆锥台孔左壁面设置孔道8，孔道8直径50mm，孔道8的深度365mm，孔道8的孔道中心线30(即其轴线)与本体1的本体轴心线29(即本体1的轴线)的夹角为α，夹角α＝12.5°，集合室10倒立圆锥台孔的母线与孔道8中心线平行。孔道8的数量为8个，均匀布置在沿本体1轴心线为圆心的孔道中心线30与集合室10倒立圆锥台孔的左圆面交点至本体1轴心线距离为半径的圆环上，孔道8的孔道中心线30均匀布置在呈圆锥台的斜面上。

图3为图2沿C-C方向上的剖面图，由图3可知，孔道8沿本体1的本体轴心线29周边对称布置，孔道8剖面的中心点均布在一个剖面同心圆上。

本体1上设置2个进气接头14，与集合室10空间相通。一个进气接头14连接燃气源管道进入燃气，另外一个进气接头14连接氧气源管道或压缩空气源管道，进入氧气或压缩空气。燃气与氧气或压缩空气最好以化学当量比为1进行配置，这样充分预混之后爆炸效果最好。

阀座3既是与活塞2结合密封的对象，也是激波清灰的泄爆口。阀座3的中心为通孔，右面为法兰，法兰与圆管连接，圆管插入本体1的右侧圆孔。在阀座3法兰与圆管连接的直角接触处，布置阀座密封槽26，配套安装阀座O型橡胶密封圈25。阀座3圆管与集合室10接界处设置阀座密封曲面(即其形成为斜面24)，斜面24的斜线与阀座轴心线27夹角为β，β＝72°。为了降低阀座3受爆炸后的影响，这里还可以进一步设置泄爆口凸台23。

活塞2为一种带内爆室11的塞体结构。活塞2由活塞顶18、活塞大裙20、活塞小裙19、活塞密封曲面21、活塞端面22组成。所述活塞小裙19插入活塞大裙20，深入到与活塞顶18相连，喷嘴环盖16封闭活塞大裙20与活塞小裙19之间间隙，喷嘴环盖16上均匀布置喷嘴17，喷嘴17连通内爆室11以及活塞引爆室12。活塞引爆室12是喷嘴环盖16与气弹簧室9所在圆孔一端面以及圆孔壁面和活塞小裙19外壁面之间的空间，该空间为活塞2与阀座3处于结合密封状态时的空间。活塞小裙19与本体1中心通孔之间的间隙，需要保证混合燃气点燃爆炸传输火焰的能力，该间隙连通活塞引爆室12与集合室10。为更好保证引燃爆炸内爆室11，可以在低间隙情况下，在本体1活塞小裙19所处的圆孔壁面上均匀开设2个或2个以上引燃方槽。使用带内爆室11的活塞2，在点燃触发爆炸时，可以更快驱动活塞2移动。内爆室11内气体通过喷嘴17与活塞小裙19与行程缸壁间隙以及集合室10连通。当集合室10爆炸时，内爆室11几乎同时发生爆炸，快速解除活塞2密封，爆炸发生时，各孔道8产生冲击波汇集到集合室10，集合室10内可以产生更大的爆炸脉冲压力峰值，该爆炸脉冲通过阀座3上的通孔输入清灰空间。

集合室10连通用于点火的电极接头13，电极接头13连接点火电极5，通过点火电极5点燃预混燃气，与集合室10连通的内爆室11也发生爆炸，其爆炸力克服气弹簧室9气体压力，使活塞2迅速往活塞顶18方向活动，活塞2与阀座3之间的密封瞬间被打开，爆炸产生激波通过阀座3的通孔泄出并传输到清灰空间，达到清灰目的。

实施例2

如图8-图12所示，本发明提供了另一种深孔爆炸脉冲清灰装置，其具体结构如下：

本体1为圆柱状外形，其中心左侧圆孔为气弹簧室9，活塞2的活塞顶18以及活塞外裙20处于中心左侧圆孔中，活塞2上面设置的O形橡胶密封圈7与圆孔壁(即气弹簧室9的内壁)接触密封。与本体1中心左侧圆孔(即气弹簧室9)连接一小圆孔(即密闭容纳室)，该小圆孔与集合室10相通，集合室10为一倒立圆锥台形孔，集合室10另外一侧与一圆孔相连，该圆孔为阀座3装配孔，在集合室10倒立圆锥台孔左壁面设置孔道8，孔道8直径50mm，孔道8的深度365mm，孔道8的孔道中心线30(即其轴线)与本体1的本体轴心线29的夹角α，夹角α＝10°，集合室10倒立圆锥台孔的母线与孔道8中心线平行。孔道8的数量为8个，均匀布置在沿本体1轴心线为圆心孔道中心线30与集合室10倒立圆锥台孔的左圆面交点至本体1轴心线距离为半径的圆环上，孔道8的孔道中心线30均匀布置呈圆锥台斜面上。

图10为图9的D-D剖面图，由图10可知，孔道8分为内圈和外圈(外圈上的孔道8的中心线则进一步定义为孔道外环中心线31，其与内圈上的孔道8的中心线，即孔道中心线30可以相平行，也可以不平行，本领域技术人员能够根据实际情况进行具体的选择)，内圈和外圈孔道8沿本体1本体轴心线29周边对称布置，内圈上的孔道8剖面的中心点均布在一个剖面同心圆上，外圈上的孔道8剖面的中心点均布在一个大的同心圆上，内圈同心圆与外圈同心圆同心。更为具体地，沿本体1中心线斜向布置二环以上数量孔道8，其孔道8的中心线在集合室11后端面上的交点，均匀布置于两个以上同心圆上，外环同心圆大于内环同心圆，更大外环同心圆大于外环同心圆，奇数环(如一环和三环)的孔道8的中心线在集合室10后端面上的交点与同心圆圆心的连线重合，偶数环(如二环和四环)的孔道8的中心线在集合室10后端面上的交点与同心圆圆心的连线重合，奇数环和偶数环中心线交点与圆心连线交错均匀布置。

本体1上设置2个进气接头14，与集合室10空间相通。一个进气接头14连接燃气源管道进入燃气，另外一个进气接头14连接氧气源管道或压缩空气源管道，进入氧气或压缩空气。燃气与氧气或压缩空气最好以化学当量比为1进行配置，这样充分预混之后爆炸效果最好。

阀座3既是与活塞2结合密封的对象，也是激波清灰的泄爆口。阀座3的中心为通孔，右面为法兰，法兰与圆管连接，圆管插入本体1的右侧圆孔。在阀座3法兰与圆管连接的直角接触处，布置阀座密封槽26，配套安装O型橡胶密封圈25。阀座3圆管与集合室10接界处设置阀座密封曲面(即其形成为斜面24)，斜面24的斜线与阀座轴心线27夹角为β，β＝72°。为了降低阀座3受爆炸后的影响，这里还可以进一步设置泄爆口凸台23。

活塞2为一种带内爆室11的塞体结构。活塞2由活塞顶18、活塞大裙20、活塞小裙19、活塞密封曲面21、活塞端面22组成。所述活塞小裙19插入活塞大裙20，深入到与活塞顶18相连，喷嘴环盖16封闭活塞大裙20与活塞小裙19之间间隙，喷嘴环盖16上均匀布置喷嘴17，喷嘴17连通活塞内爆室11以及活塞引爆室12。活塞引爆室12是活塞喷嘴环盖16与气弹簧室9所在圆孔一端面以及圆孔壁面和活塞小裙19外壁面之间的空间，该空间为活塞2与阀座3处于结合密封状态时的空间。活塞小裙19与本体1中心通孔之间的间隙，需要保证混合燃气点燃爆炸传输火焰的能力，该间隙连通活塞引爆室12与集合室10。为更好保证引燃爆炸内爆室11，可以在低间隙情况下，在本体1活塞小裙19所处的圆孔壁面上均匀开设2个或2个以上引燃方槽。

集合室10连通用于点火的电极接头13，电极接头13连接点火电极5，通过点火电极5点燃预混燃气，与集合室10连通的内爆室11也发生爆炸，其爆炸力克服气弹簧室9气体压力，使活塞2迅速往活塞顶18方向活动，活塞2与阀座3之间的密封瞬间被打开，爆炸产生激波通过阀座3的通孔泄出并传输到清灰空间，达到清灰目的。

实施例3

在实施例1或实施例2的基础上，进一步将孔道8设置多段连通的结构，即依然是一整个孔道8，但是其是具有多段孔段32的结构，并且，多段孔段32的直径不完全相同，从而实现其内部的逐级压力的调节。

进一步地，每个孔道8中远离集合室10一侧的孔段32的直径最小，且一个孔道8上的多个孔段的直径顺次减小，即，靠近集合室10一侧的孔段32的直径最大。并且，相邻的两段孔段的直径的比值在0.7-0.9之间，优选为0.9。更为优选地，每个孔道8上形成有2-4段孔段32。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种深孔爆炸脉冲清灰装置，其特征在于，包括沿轴线方向贯穿形成有贯通腔的本体(1)，环绕所述贯通腔设置且连通有点火电极(5)的爆炸腔，密封设置于所述贯通腔其中一端的端盖(4)，设置于所述贯通腔另一端的阀座(3)，以及位于所述贯通腔中且沿轴线方向可移动设置的活塞(2)；其中，

所述阀座(3)上贯通形成有泄爆口，所述活塞(2)与所述阀座(3)贴合能够密闭所述泄爆口；

对所述爆炸腔点火能够推动所述活塞(2)背离所述阀座(3)移动；

所述爆炸腔包括环绕所述贯通腔，且与所述贯通腔连通的集合室(10)，以及与所述集合室(10)连通的孔道(8)，且所述孔道(8)的长度与直径之比不小于5。

2.根据权利要求1所述的一种深孔爆炸脉冲清灰装置，其特征在于，所述孔道(8)至少形成为一环，且每环所述孔道(8)为多个，且每环中的多个所述孔道(8)各自以所述贯通腔的轴线为中线环绕所述集合室(10)设置。

3.根据权利要求2所述的一种深孔爆炸脉冲清灰装置，其特征在于，所述孔道(8)的轴线与所述贯通腔的轴线之间形成有夹角α，且8°≤α≤20°。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的一种深孔爆炸脉冲清灰装置，其特征在于，所述贯通腔包括自所述端盖(4)的一端至所述阀座(3)的一端顺次形成的气弹簧室(9)和密闭容纳室；

所述活塞(2)至少部分外壁与所述气弹簧室(9)的内壁密闭设置。

5.根据权利要求4所述的一种深孔爆炸脉冲清灰装置，其特征在于，所述活塞(2)包括密封于所述气弹簧室(9)和所述密闭容纳室之间的第一塞柱，以及自所述第一塞柱中靠近所述阀座(3)的一端延伸的第二塞柱，所述第二塞柱中背离所述第一塞柱的一端能够与所述阀座(3)贴合密闭所述贯通腔的另一端，所述爆炸腔与所述第二塞柱之间形成有间隙。

6.根据权利要求5所述的一种深孔爆炸脉冲清灰装置，其特征在于，所述第一塞柱沿周向方向环绕形成有多个内爆室(11)，所述内爆室(11)上向外延伸形成有与所述爆炸室连通的喷嘴(17)。

7.根据权利要求1-3中任意一项所述的一种深孔爆炸脉冲清灰装置，其特征在于，所述阀座(3)中朝向所述端盖(4)的端面自内向外斜向内延伸形成为斜面(24)，且所述斜面(24)与所述贯通腔的轴线之间形成有夹角β，且55°≤β≤75°。

8.根据权利要求1-3中任意一项所述的一种深孔爆炸脉冲清灰装置，其特征在于，所述集合室(10)形成为圆台结构，且靠近所述端盖(4)的一端的直径大于靠近所述阀座(3)的一端的直径；

所述孔道(8)连通于所述集合室(10)中靠近所述端盖(4)的一端。

9.根据权利要求8所述的一种深孔爆炸脉冲清灰装置，其特征在于，所述孔道(8)自所述集合室(10)向外顺次延伸形成为多段孔段(32)，且多段所述孔段(32)的直径顺次减小；

多段所述孔段(32)同轴设置。

10.根据权利要求9所述的一种深孔爆炸脉冲清灰装置，其特征在于，相邻的两段所述孔段(32)的直径的比值为0.7-0.9。