CN200939442Y - 一种声波清灰装置 - Google Patents

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Abstract

针对现有以蒸汽为能源的低频声波清灰器存在的无法有效控制产生的声波的波形进而清灰效果不理想这一问题，本实用新型提供一种声波清灰装置。本实用新型包括转轴、内部中空的杯形转鼓、包围转鼓外壁设置的汽腔，转鼓杯形壁上设置有通透的狭长形发声孔，汽腔壁上设置有周期性与发声孔沿短轴方向重合的通透的狭长形汽腔孔，且汽腔孔的长轴方向与发声孔的长轴方向相同。本实用新型的这种设计使得清灰装置产生的声波波形陡直，十分接近于理想的清灰声波波形，且声波频率可控，大大提升了清灰效果。

Description

一种声波清灰装置
技术领域
本实用新型属于一种清洗设备，特别涉及一种利用声波清洗锅炉内灰渣的清灰装置。
背景技术
目前利用声波来清除锅炉内灰渣的技术由于具有操作方便、清除效果好等优点而越来越受到人们的重视。这一技术利用了发声原理来产生强声波，但现有的很多实现这一目标的技术都存在一些不足。
中国专利ZL98200257.2公开了一种以蒸汽为能源的低频声波清灰器，由带有喷嘴的换能腔体、在腔体内旋转的转子及进气管、联轴器、电机等组成，转子上设有喷孔，转子旋转时周期性启闭喷嘴，使得气流断续通过，产生声波。转子具有中空的气室，喷孔设于气室的回转周壁上、且与气室相通，喷嘴沿喷孔的轴线方向设置。这一公开的技术由于没有对喷孔的形状进行限制，因而无法有效控制产生的声波的波形。而波形对清灰效果有着极大的影响，波形越接近方波并且其波峰越高越好，这是由于清灰器是靠周期性改变积灰边界层的纵向压力梯度，在声波振动及疲劳累计作用下，使微小的灰粒难以靠近积灰面或使沉积在积灰面上的灰尘被破坏而剥离，从而达到清灰的目的。而波形越接近陡直，周期性改变积灰边界层的纵向压力梯度作用越明显，积灰的受压和受拉作用越强烈。理想的清灰声波波形如图4所示。
实用新型内容
为了使清灰装置产生更加有利于清灰效果的波形，本实用新型提出了如下技术方案：
声波清灰装置包括内部中空的杯形转鼓、包围转鼓外壁设置的汽腔，所述转鼓杯形壁上设置有通透的狭长形发声孔，所述发声孔的数量为2-12个。所述汽腔壁上设置有周期性沿发声孔的短轴方向与发声孔重合的通透的狭长形汽腔孔，且汽腔孔的长轴方向与发声孔的长轴方向相同。
上述汽腔为气源汽腔，所述汽腔的汽腔壁为双层结构，所述汽腔孔设置于汽腔内壁上，汽腔外壁上设置有至少一个贯穿汽腔外壁的进汽口，汽腔壁双层结构其余部分为密闭结构。
上述汽腔孔的形状、尺寸与所述发声孔的形状、尺寸相同。
声波清灰装置还包括一U形导声罩，U形导声罩底部为通透的孔，导声罩U形口一端连接于转鼓的敞口。
上述U形导声罩的U形壁为弧线型壁。
声波清灰装置还包括一个与U形导声罩底部通透孔连通的喇叭。
上述喇叭的长度为声波波长的1/4。
上述喇叭的壁在垂直喇叭轴向投影线的形状为渐开线形状。
技术效果：
由于本实用新型采用发声孔和汽腔孔的长轴同向设置并且两者沿短轴方向周期性重合，使得蒸汽能够周期性通过由发声孔和汽腔孔重合时构成的狭长通道，且蒸汽通过狭长通道的时间很短通道就关闭。长的通道使得通过的蒸汽量大，即通过通道的能量大。通过发声孔的蒸汽通过时间短，通过量大，使得本实用新型产生的声波波形陡直，十分接近于理想的清灰声波波形。测试本实用新型产生声波的波形，得到测试结果如图5所示。这样本实用新型的清灰效果大大提高了。通过试验得到如下数据：在开放场地中，汽源蒸汽压力为5kg/cm2条件下，本实用新型声波清灰器可有效清除轴向距离15m、径向扩散距离8m范围内的积灰。
汽腔壁双层结构以及除汽腔孔和进汽口外完全密闭的设置便于蒸汽在此空间内保持压力，避免能量损失，汽腔壁上设置的进汽口便于蒸汽的进入，蒸汽再通过汽腔孔和发声孔进入到转鼓内中空的空间。转鼓在转动时，汽腔孔和发声孔周期性地重合，当汽腔孔和发声孔重合时蒸汽在通过，汽腔孔和发声孔不重合时蒸汽不能通过，这一周期性蒸汽的通过与阻塞产生了声波。
导声罩的设置可以使声波的能量更加集中，提高了清灰的效果，其中当U形壁为弧线型壁时清灰效果会更好。
喇叭的尺寸与形状的限定可以提高放大效果，同时不失真。这一结果已在实践中得到验证。
汽腔孔的数量与发声孔数量相同，当然也可以不同，它们的数量、电机转数和产生声波的频率有着复杂的函数关系，在汽腔孔数量与发声孔数量相同的情况下公式简化为：
声波频率＝转数×孔数/60
据此我们可以控制产生的声波频率，使本实用新型可以产生清灰所需最佳声波频率的声波。
附图说明
图1为声波清灰装置结构原理图
图2为转鼓的结构的剖面图和发声孔的俯视图
图3为图2转鼓结构的左视图
图4为清灰所需理想声波的波形图
图5为本实用新型产生声波的波形图
图中标记列示如下：
1、转轴；2、转鼓；3、汽腔；4、发声孔；5、汽腔孔；6、进汽口；7、导声罩；8、喇叭。
具体实施方式
下面结合图1和图2对本实用新型的技术方案进行详细阐述。
见图1，声波清灰装置包括依次设置的转轴1、汽腔3、转鼓2、导声罩7和喇叭8。转轴1一端连接于电机的轴，另一端穿过汽腔3的底部固定连接于转鼓2的底部。转鼓2呈杯形，杯形转鼓2敞口一端朝向导声罩7的U形口，也就是声波传出的方向；汽腔3包围转鼓2的外壁而设置，汽腔3的敞口与转鼓2的敞口重合设置，汽腔3与转鼓2之间设置有空气间隙，汽腔3与转轴1之间设置有转动支撑部件，便于转轴1的转动，汽腔3固定在声波清灰装置外壁上。
转鼓2杯形壁上沿轴向设置有通透的狭长形发声孔4，见图2，发声孔4沿轴向为长度方向，发声孔4的数量为2-12个，在这里我们优选发声孔4的数量为10，见图3，发声孔4均匀分布于转鼓2的杯形壁上。
汽腔3为气源汽腔，即高压气通过汽腔3、旋转的转鼓2的发声孔、转鼓2的敞口、导声罩7而输往喇叭8，汽腔3为导气汽腔时结构与本实施例相同。汽腔3的壁为双层结构，汽腔3的内壁上设置有贯穿汽腔内壁的狭长形汽腔孔5(见图1)，汽腔孔5的形状、尺寸与发声孔4的形状、尺寸相匹配，优选两者的形状、尺寸相同且两者长轴方向相同，在汽腔3与转鼓2装配状态时，汽腔孔5相应于发声孔4的位置而设置于汽腔3的内壁上，在这里优选汽腔孔5的数量与发声孔4的数量相同，这样我们可以推导出声波频率＝转数×孔数/60，据此我们可以控制产生的声波频率，使本实用新型可以产生清灰所需最佳声波频率的声波。汽腔3的外壁上至少设置有一个贯穿汽腔3外壁的进汽口6，汽腔壁双层结构的其余部分是密闭的。
在转鼓2和汽腔3共同敞口的前端设置有一U形导声罩7，U形导声罩7的底部为一通透的孔，该孔与喇叭8的小孔径的尾部连通；U形导声罩7的U形口一端连接于转鼓2和汽腔3共同的敞口。导声罩7的作用在于使声波的能量更加集中，在实践中可以观测到U形导声罩7的U形壁为弧线型壁的话，声波能量的集中效果要优于壁为直线型的导声罩7的效果。且导声罩7的壁越薄效果越好。
喇叭8的长度为声波波长的1/4；喇叭8的壁在垂直喇叭轴向投影线的形状为渐开线形状。喇叭8大孔径端朝向需要清灰的空间。喇叭8这一尺寸与形状的限定可以提高放大效果，同时不失真。这一结果已在实践中得到验证。
本实用新型的工作程序是这样的：
转轴1在电机的带动下转动从而带动与转轴1固定连接的转鼓2转动，此时高能量过热蒸汽通过进汽口6进入到汽腔3的双层结构壁的内外壁之间，当转鼓2上的发声孔4与汽腔孔5沿短轴方向重叠时，蒸汽进入到转鼓2中空的内部，当转鼓2上的发声孔4与汽腔孔5不重叠时，蒸汽不能进入转鼓2中，随着转鼓2的转动，汽腔孔5周期性沿发声孔4的短轴方向与发声孔4重合，蒸汽周期性地短时间通过狭长的通孔可以得到通过发声孔的蒸汽通过时间短、通过量大的结果，这一结果使得声波清灰装置产生的声波波形陡直，十分接近于理想的清灰声波波形(清灰所需理想声波的波形图如图4)。测试本实用新型产生声波的波形，得到测试结果如图5所示。这样本实用新型的清灰效果大大提高了。导声罩7将声波的能量进一步聚集后，通过喇叭8声波到达需要清灰的空间。
应当指出，以上所述具体实施方式可以使本领域的技术人员更全面地理解本实用新型，但不以任何方式限制本实用新型。因此，尽管本说明书参照附图和实施例对本实用新型已进行了详细的说明，但是，本领域技术人员应当理解，仍然可以对本实用新型进行修改或者等同替换；而一切不脱离本实用新型的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本实用新型专利的保护范围当中。

Claims (9)

1、一种声波清灰装置，包括内部中空的杯形转鼓、包围转鼓外壁设置的汽腔，其特征在于所述转鼓杯形壁上设置有通透的狭长形发声孔；所述汽腔壁上设置有周期性沿发声孔的短轴方向与发声孔重合的通透的狭长形汽腔孔，且汽腔孔的长轴方向与发声孔的长轴方向相同。
2、根据权利要求1所述的一种声波清灰装置，其特征在于所述汽腔为气源汽腔，所述汽腔的汽腔壁为双层结构，所述汽腔孔设置于汽腔内壁上，汽腔外壁上设置有至少一个贯穿汽腔外壁的进汽口，汽腔壁双层结构其余部分为密闭结构。
3、根据权利要求2所述的一种声波清灰装置，其特征在于所述汽腔孔的形状、尺寸与所述发声孔的形状、尺寸相同。
4、根据权利要求1或2或3所述的一种声波清灰装置，其特征在于所述声波清灰装置还包括一U形导声罩，U形导声罩底部为通透的孔，导声罩U形口一端连接于转鼓的敞口。
5、根据权利要求4所述的一种声波清灰装置，其特征在于所述声波清灰装置还包括一个与U形导声罩底部通透孔连通的喇叭。
6、根据权利要求5所述的一种声波清灰装置，其特征在于所述喇叭的长度为声波波长的1/4。
7、根据权利要求5所述的一种声波清灰装置，其特征在于所述喇叭的壁在垂直喇叭轴向投影线的形状为渐开线形状。
8、根据权利要求1或2或3所述的一种声波清灰装置，其特征在于所述发声孔的数量为2-12个。
9、根据权利要求4所述的一种声波清灰装置，其特征在于所述U形导声罩的U形壁为弧线型壁。
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CN104001395A (zh) * 2014-06-13 2014-08-27 南京常荣噪声控制环保工程有限公司 一种可调频高声强声波去雾器

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