CN2055188U - 气相脉冲冲击波发生器 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种利用燃烧气体燃料产生脉冲冲击波的能量转换装置，由冲击波发生管、分压隔爆阻火系统、混合器、可燃气供应系统、助燃气供应系统及点火控制装置组成。其特点是采用具有三级增压增速逐级放大效果的冲击波发生管，使混合气经火花塞激爆后，爆炸速度达1200米/秒，产生强大冲击波；分压隔爆阻火系统严格保证使用安全。本实用新型配以辅助装置，可用作清除锅炉积灰、粘性积垢的吹灰器，还可用作工程打桩、机械锻压的动力装置。

Description

本实用新型是一种燃烧气体燃料产生脉冲冲击波的动力（音响）装置，也属于燃烧气体燃料的燃烧器。

在现有技术中，苏联1984年出版的очцстка  поверхнос－теи  нагрева  котлев－утцлэатеов.（я.м.щслоков.знергоатомцздат）介绍一种在废热锅炉中使用的脉冲吹灰器，其原理是将可燃气体与助燃气体混合，再经电火花自控点火引爆，产生瞬时作功能力，吹除锅炉中的积灰。该吹灰器主要由引爆脉冲管、引爆控制系统、可燃气体供应系统、助燃气体供应系统和混合室等部分组成。引爆脉冲管由管体、火花塞及一个孔圈板组成。孔圈板安装在管体内，上面有多个圆孔，作用是通过孔圈板上的孔眼使火焰大大地喷射向前，使相当大部分的燃气烧着，提高爆燃效果。该吹灰器爆燃产物的速度可达600－1000米／秒，用于废热锅炉的吹灰除尘，与传统的鼓风机吹灰除尘相比，效果大大提高。但对于某些锅炉结块积垢或粘性的污垢，清除效果受到很大局限性。另外，该吹灰器仅采用喷嘴控制回火，安全性难以得到可靠保证。

本实用新型的目的，在于提供一种能产生较大瞬时作功能力，安全程度高，不仅能用作清除锅炉的松散积灰层或块状积垢、粘性污垢的装置，而且还可以作为工程打桩、机械锻压、船体外生物污垢清除以及产生特殊音响效果的能量转换装置的气相脉冲冲击波发生器。

本实用新型的特点是采用具有三级放大效果的冲击波发生管，使混合后的可燃气和助燃气经火花塞激爆后，以爆燃产物膨胀和产生的冲击波对外作功；同时，采用具有分压隔爆阻火功能的装置，严格保证使用安全。

气相脉冲冲击波发生器由冲击波发生管1、分压隔爆阻火系统2、混合器3、可燃气供应系统4、助燃气供应系统5、点火控制装置6组成。

图1为气相脉冲冲击波发生器各部件结构框图。

图2为冲击波发生管1纵向剖视图。

冲击波发生管1由激爆管盖7、火花塞8、第一激爆管9、激爆阻挡片10、第二激爆管11、传爆管盖12、第一传爆管13、传爆阻挡片14、第二传爆管15、第三传爆管16组成。激爆阻挡片10中间有一个圆孔，其直径为激爆管内径的二分之一。第一激爆管9与第二激爆管11由接箍螺纹连接，激爆阻挡片10嵌在接箍内、第一激爆管9和第二激爆管11之间。激爆管盖7与第一激爆管9螺纹连接，其中部有一个带螺纹的圆孔，供与进气管道螺纹连接。第一激爆管9与第二激爆管11长度比大致为2：1。火花塞8安装在第一激爆管9进气口处，以充分利用低能爆炸波端面刚性壁面反射所导致的反射爆压成倍增加的原理，缩短反应时间，提高第一激爆管9内混合气体的化学反应完全性和爆燃速度。传爆阻挡片14有2个，分别安装在第一传爆管13和第二传爆管15以及第二传爆管15、第三传爆管16之间；第一传爆管13、第二传爆管15、第三传爆管16之间分别由接箍螺纹连接。传爆阻挡片14中间有一个圆孔，直径为传爆管内径的二分之一。传爆管盖12与第一传爆管13螺纹连接，其中部有一个带螺纹的圆孔，供与第二激爆管11螺纹连接。第二激爆管11、第一传爆管13、第二传爆管15的长度比大致为1：3：9。激爆管与传爆管的内径比大致为1：2.5。第三传爆管16的长度根据需要确定，大致为第二传爆管15的3倍。激爆管和传爆管用无缝钢管做成。

分压隔爆阻火系统2由三通17、分压装置18、止逆阀19、单向阀20、隔爆阻火器21和多段通气管组成。三通17有2个，分别经通气管与激爆管盖7和单向阀20螺纹连接。止逆阀19经通气管螺纹连接在2个三通17之间。分压装置18有2个，由二段通气管和一个接箍、一个堵头做成，分别螺纹连接在2个三通17的一端。与激爆管盖7、三通17连接的分压装置18同冲击波发生管1在一条直线上；与止逆阀19和另一个三通17连接的分压装置18在一条直线上，并与冲击波发生管1垂直。

图3为隔爆阻火器21纵向剖视图

隔爆阻火器21由左盖28、隔爆挡板29、锁紧螺丝30、外壳31、隔爆网32、阻火网33、定位圈34、压圈35、阻火圈36和右盖37组成。左盖28和右盖37中部均有一个带螺纹的通气圆孔，分别经通气管与单向阀20和混合器3螺纹连接。

隔爆挡板29周边有多个供通气的圆孔，安装在靠近左盖28一侧。隔爆网32有多层，可以设置四层，安装在隔爆挡板29一侧；阻火网33有多层，可以设置四层，安装在右盖37一侧。隔爆网32用100目的不锈钢丝网做成，阻火网33用200目的不锈钢丝网做成，其它部件用45＃钢做成。

可燃气供应系统4按连接顺序由可燃气罐26、减压阀25、微调开关24、流量计23、阻火器22、止逆阀19经多段通气管和弯头连成，止逆阀19经通气管与混合器3连接。

助燃气供应系统5按连接顺序由空压机27、阀门28、微调开关24、流量计23、阻火器22、止逆阀19经多段通气管和弯头连成、止逆阀19经通气管与混合器3连通。

阻火器22由左盖28、外壳31、阻火网33、压圈35、阻火圈36和右盖37组成。阻火网33有多层，可以设置八层。

点火控制装置6由蓄电池、点火线圈、断电器、电容器、点火开关以及控制定时器等组成，控制火花塞8点火。点火可以是人工手动控制，也可以实现自动控制。

为了提高工作效率和保证可燃气体与助燃气体的最佳混合比例不被破坏，本实用新型在整个工作阶段采取不关闭阀门的连续供气法供气。分压隔爆阻火系统2和可燃气供应系统4、助燃气供应系统5中的止逆阀19、阻火器22共同保证本实用新型工作时的绝对安全。

由于本实用新型的冲击波发生管1中，火花塞的安装位置合理，以及激爆管、激爆阻挡片、传爆管、传爆阻挡片的长度比、内径比等参数选用适当，在工作过程中，混合气体增速期短，化学反应完全，接近于爆轰的效果，爆炸速度可达1200米／秒左右，大大增强了瞬时作功能力，还可以降低燃气的消耗。使用本实用新型，再配以各种专门部件，可以作为清除锅炉积灰、或块状积垢、或粘性污垢的设备，可以用于清除船舶外壳的生物积垢，可以用作工程施工中打桩及机械锻压的动力源，还可以用作具有某种特殊音响效果的发生器，比如礼炮。

本实用新型用作锅炉吹灰器，以ky80型余热锅炉为例，需要配备满足如下主要技术参数的吹灰器12台。激爆管选用外径50毫米、内径40毫米的无缝钢管，第一激爆管9长200毫米，第二激爆管11长100毫米，激爆阻挡片10圆孔直径20毫米，厚10毫米。火花塞8选用汽车用标准火花塞，安装在距进口50毫米处。传爆管选用壁厚5毫米，内径98毫米的无缝钢管，第一传爆管13长300毫米，第二传爆管15长900毫米，第三传爆管16长2500毫米，传爆阻挡片14厚10毫米，圆孔直径为49毫米。隔爆阻火器21和阻火器22长120毫米，外径82毫米，隔爆网32以及阻火网33的直径为50毫米。可燃气罐26输出燃气压力大于1.0大气压，空压机27输出助燃气压力大于1.3大气压。点火控制装置6中的蓄电池选用标准汽车直流12伏蓄电池，各种通气管选用4分有缝水管。

Claims (4)

1、一种气相脉冲冲击波发生器，由冲击波发生管1、分压隔爆阻火系统2、混合器3、可燃气供应系统4、助燃气供应系统5和点火控制装置6组成；冲击波发生管1包括激爆管盖7、火花塞8、第一激爆管9、激爆阻挡片10，激爆管盖7与第一激爆管9螺纹连接，激爆管盖7中部有一带螺纹的圆孔，供与进气管螺纹连接，火花塞8安装在第一激爆管9进气口处；可燃气供应系统4包括可燃气罐26、减压阀25、微调开关24、流量计23、止逆阀19，可燃气罐26、减压阀25、微调开关24、流量计23按顺序经通气管连接，止逆阀19经通气管和混合器3相连；助燃气供应系统5包括空压机27、阀门38、微调开关24、流量计23、止逆阀19，空压机27、阀门38、微调开关24、流量计23按顺序经通气管连接，止逆阀19经连接管与混合器3相连；

其特征是冲击波发生管1还包括第二激爆管11、传爆管盖12、第一传爆管13、传爆阻挡片14、第二传爆管15、第三传爆管16，第一激爆管9与第二激爆管11由接箍螺纹连接，激爆阻挡片10嵌在接箍内，第一激爆管9和第二激爆管11之间，传爆阻挡片14有两个，其中间有一圆孔，分别安置在第一传爆管13和第二传爆管15之间以及第二传爆管15和第三传爆管16之间，第一传爆管13、第二传爆管15，第三传爆管16之间分别通过接箍螺纹连接，传爆管盖12与第一传爆管13螺纹连接，传爆管盖12中部有一带螺纹的圆孔，与第二激爆管11螺纹连接；

分压隔爆阻火系统2由三通17、分压装置18、止逆阀19、单向阀20、隔爆阻火器21和多段通气管组成；三通17有两个，分别

经通气管与激爆管盖7和单向阀20螺纹连接，止逆阀19经通气管螺纹连接在2个三通17之间，分压装置18有两个，由二段通气管和一个接箍、一个堵头做成，分别螺纹连接在两个三通17的一端，与激爆管盖7相连的三通17和分压装置18同冲击波发生管1在一直线上，止逆阀19和另一个三通17、分压装置18相连接在一直线上，并与冲击波发生管1相垂直；

可燃气供应系统4还包括阻火器22，阻火器22经通气管分别和止逆阀19和流量计23相连；

助燃气供应系统5还包括阻火器22，阻火器22经通气管分别和止逆阀19和流量计23相连；

隔爆阻火器21由左盖28、隔爆挡板29、锁紧螺丝30、外壳31、隔爆网32、阻火网33、定位圈34、压圈35、阻火圈36和右盖37组成，隔爆挡板29周边有多个通气园孔，安装在靠近左盖28一侧，隔爆网32有多层，安装在隔爆挡板29一侧，阻火网33有多层，安装在右盖37一侧，左盖28和右盖37中部均有一个带螺纹的园孔，分别经通气管与单向阀20和混合器3螺纹连接。

2、根据权利要求1所述的    气相脉冲冲击波发生器，其特征是激爆管（9、11）与传爆管（13、15、16）的内径比大致为1：2.5，激爆阻挡片10圆孔直径为激爆管（9、11）内径的二分之一；传爆阻挡片14中心圆孔的直径为传爆管（13、15、16）内径的二分之一。

3、根据权利要求1所述的一种气相脉冲冲击波发生器，其特征是隔爆阻火器21其隔爆网32有四层，采用100目不锈钢丝网做成，阻火网33有四层，采用200目不锈钢丝网做成。

4、根据权利要求1或2或3所述的  气相脉冲冲击波发生器，其特征是激爆管（9、11）选用外径为50毫米，内径为40毫米的无缝钢管做成，第一激爆管9长200毫米，第二激爆管11长100毫米；火花塞8安装在距进气口50毫米处；传爆管（13、15、16）选用壁厚5毫米，内径98毫米的无缝钢管，第一传爆管13长300毫米，第二传爆管15长900毫米，第三传爆管16长2500毫米；传爆阻挡片14厚10毫米，园孔直径为49毫米；隔爆阻火器21长120毫米、外径82毫米，隔爆网32以及阻火网33的直径为50毫米。