SE451115B

SE451115B - INSTALLATION FOR SOOTHING OF BOILERS OR SIMILAR, INCLUDING A MULTIPLE LOW-FREQUENT SOUND ALREADY DEVICES

Info

Publication number: SE451115B
Application number: SE8500188A
Authority: SE
Inventors: M Werthajm
Original assignee: Ulveco Kockum Sonic Ab
Priority date: 1985-01-16
Filing date: 1985-01-16
Publication date: 1987-09-07
Also published as: EP0189386A3; WO1987004953A1; DE3674219D1; SE8500188D0; SE8500188L; ATE56640T1; EP0189386B1; EP0189386A2

Abstract

An apparatus for generating in particular low-frequency sound, comprising a drive unit (10) and an open resonator (11) connected thereto. Said driving unit (10) comprises a housing with a movable member (14) opening and closing an aperture (13) provided in said housing and opening in said resonator (11). The member (14) is operated by means of compressed air whose actuation of said member (14) is controlled by means of a valve (21) activated by electrical pulses from a current source, the frequency of said pulses being manually or automatically controllable. For the removal of soot from furnaces, several apparatuses of this type may be coupled in parallel to a common current source, such that they operate in phase, and a considerable sound amplification is achieved.

Description

451 115 10 15 20 25 30 35 2 tala om en "analog" styrning. Vid parallellkoppling av sådana kända anordningar kan fasförskjutningar uppstå, som reducerar effektiviteten. Det kan också hända att hela system eller åtminstone vissa delar därav bringas i kraftiga resonanssvängningar. Ändamålet med föreliggande uppfinning är att undan- röja ovannämnda nackdelar med hittillsvarande anordningar och åstadkomma en med mycket enkla anordningar för alstring av lågfrekvent ljud arbetande anläggning med medel för reglering av det alstrade ljudets frekvens, så att ett önskat antal anordningar med relativt ringa storlek kan parallellkopplas utan problem. Ändamålet uppnås därigenom, att varje ljudalstrande anordnings andra utrymme är förbundet med det fria via en kanal, vilken öppnas och stänges medelst en elektriskt manövrerbar magnetventil med ett i en spole fram och åter förskjutbart ankare, vilket är förbundet med en kanalen öppnande och stängande ventilkropp, och att samtliga ljudalstrande anordningars spole är kopplad till ett gemensamt spän- ningsaggregat, vilket alstrar pulser med manuellt eller automatiskt reglerbar frekvens för synkron drift av anordningarna. 451 115 10 15 20 25 30 35 2 talk about an "analog" control. When connecting such known devices in parallel, phase shifts can occur, which reduce the efficiency. It can also happen that entire systems or at least some parts thereof are brought into sharp resonant oscillations. The object of the present invention is to obviate the above-mentioned disadvantages of hitherto existing devices and to provide a system operating with very simple devices for generating low-frequency sound with means for regulating the frequency of the generated sound, so that a desired number of devices of relatively small size can be connected in parallel. no problem. The object is achieved in that the second space of each sound-generating device is connected to the open via a channel, which is opened and closed by means of an electrically operable solenoid valve with an armature displaceable in a coil, which is connected to a channel opening and closing valve body. and that the coil of all sound-generating devices is connected to a common voltage supply, which generates pulses with manually or automatically controllable frequency for synchronous operation of the devices.

Uppfinningen skall i det följande närmare beskrivas under hänvisning till bifogade ritningar, som visar utföringsexempel. Fig l visar från sidan och delvis i sektion en enligt uppfinningen utformad anordning för alstring av lågfrekvent ljud och fig 2 visar ett modifierat utförande av en dylik anordning. Fig 3 åskådliggör hur ett antal anordningar enligt uppfinningen kan parallellkopplas för rengöring av förbränningsrummet i en panna.The invention will be described in more detail below with reference to the accompanying drawings, which show exemplary embodiments. Fig. 1 shows from the side and partly in section a device designed according to the invention for generating low-frequency sound and Fig. 2 shows a modified embodiment of such a device. Fig. 3 illustrates how a number of devices according to the invention can be connected in parallel for cleaning the combustion chamber in a boiler.

Den i fig 1 visade anordningen enligt uppfinningen består av ett drivorgan, som generellt betecknas med 10, med medel för alstring av lågfrekvent ljud. Till drivorganet 10 är ett resonansorgan ll anslutet, vilket kan ha varje i sammanhanget lämplig form, t ex vidga sig exponentiellt, men företrädesvis har formen av ett 10 15 20 25 30 35 451 11-5 3 rakt rör. Drivorganet 10 har en kammare 12, vilken medelst en kanal eller öppning 13 är förbunden med resonansorganet ll. I kammaren l2 är ett ungefär cylindriskt organ l4 anordnat, som i sin ena ände har ett tätningsorgan 15, vilket i fig l med sin något upphöjda periferikant an- ligger mot ett parti runt öppningen 13. Närmast tätningen 15 har organet 14 mindre tvärsektionsarea än kammaren 12, så att ett första utrymme 16 bildas. Organet 14 vidgar sig på något avstånd från öppningen 13 till kammarens tvärsektionsarea medelst ett snedställt ring- formigt parti 35, som bildar en påverkningsyta. Det cylindriska organet slutar på avstånd från kammarens 12 bakre ände, så att ett andra ytrymme 17 bildas och det framgår, att organets 14 mot detta utrymme 17 vända sida har betydligt större area än övergångspartiet 35.The device according to the invention shown in Fig. 1 consists of a drive means, generally indicated by 10, with means for generating low-frequency sound. Connected to the drive means 10 is a resonant means 11, which may have any suitable shape in the context, for example expand exponentially, but preferably has the shape of a straight tube. The drive means 10 has a chamber 12, which by means of a channel or opening 13 is connected to the resonant means 11. Arranged in the chamber 12 is an approximately cylindrical member 14, which has at its one end a sealing member 15, which in Fig. 1 with its slightly raised peripheral edge abuts against a portion around the opening 13. Closest to the seal 15, the member 14 has a smaller cross-sectional area than the chamber 12, so that a first space 16 is formed. The member 14 widens at some distance from the opening 13 to the cross-sectional area of the chamber by means of an inclined annular portion 35, which forms an actuating surface. The cylindrical member terminates at a distance from the rear end of the chamber 12, so that a second surface space 17 is formed and it can be seen that the side 14 of the member 14 facing this space 17 has a considerably larger area than the transition portion 35.

Organet 14 har i sin baksida en borrning, i vilken en fjäder 19 är placerad, vilken strävar efter att trycka organet 14 i riktning mot öppningen 13. Mellan det första utrymmet 16 och det andra utrymmet 17 sträcker sig en kanal 18 med relativt ringa tvärsektion, vilken mynnar i borrningen i organet 14. I drivorganets 10 baksida, som bildas av ett losstagbart lock, är två kanaler 19, 22 anordnade, av vilka den första sträcker sig från utrymmet 17 och mynnar i en hålighet i en på drivorganet 10 fäst ventil 21. Denna hålighet i ventilen Zl är för- bunden med det fria över den andra kanalen 22. Ventilen 21 är en magnetventil med en lindning 23, vilken är ansluten till ett spänningsaggregat medelst ledningar 24 och i vilken ett ankare 26 är förskjutbart fram och åter på konventionellt sätt i beroende av lindningens 23 aktivering. Ankaret 26 är förbunden med en ventil- kropp 25, vilken i framskjutet läge tillsluter ingången till den med det fria förbundna kanalen 22. Det framgår, att man genom förskjutning av ventilkroppen 25 öppnar och stänger förbindelsen mellan utrymmet 17 och det fria. Det skall i sammanhanget understrykas att ventilen 21 är schematiskt antydd och kan ersättas med andra 451 115 10 15 20 25 30 35 4 ventiler - huvudsaken är att man på elektrisk väg med önskad frekvens kan öppna och stänga förbindelsen mellan utrymmet 17 och det fria. I en tvärgående borrning i drivorganet 10, vilken mynnar i utrymmet 16, är en anslut- ning 27 placerad, varmedelst en tryckluftledning 29 är kopplad till drivorganet 10.The member 14 has in its rear a bore, in which a spring 19 is placed, which strives to push the member 14 in the direction of the opening 13. Between the first space 16 and the second space 17 extends a channel 18 with a relatively small cross section, which opens into the bore in the member 14. In the rear side of the drive member 10, which is formed by a detachable lid, two channels 19, 22 are arranged, the first of which extends from the space 17 and opens into a cavity in a valve 21 attached to the drive member 10. This cavity in the valve Z1 is connected to the open air over the second channel 22. The valve 21 is a solenoid valve with a winding 23, which is connected to a power supply by means of lines 24 and in which an armature 26 is displaceable back and forth on conventionally depending on the activation of the winding 23. The armature 26 is connected to a valve body 25, which in the advanced position closes the entrance to the channel connected to the free 22. It appears that by displacing the valve body 25 the connection between the space 17 and the open is opened and closed. It should be emphasized in this context that the valve 21 is schematically indicated and can be replaced with other valves - the main thing is that one can electrically open and close the connection between the space 17 and the open air by the desired frequency. In a transverse bore in the drive means 10, which opens into the space 16, a connection 27 is placed, by means of which a compressed air line 29 is connected to the drive means 10.

Ljud alstras medelst anordningen enligt fig l genom att tryckluft tíllföres drivorganet 10 via ledningen 29 och anslutningen 27. Tryckluften inströmmar först i utrymmet 16 och därefter via kanalen 18 och borrningen till utrymmet l7. På grund av att tryckluften verkar på en betydligt större yta på organets 14 baksida än på dess framsida och denna kraft dessutom understödes av fjäderns 19 kraft hålles organet 14 med tätningen 15 i ingrepp runt öppningen 13, såsom visas i fig l.Sound is generated by means of the device according to Fig. 1 by supplying compressed air to the drive means 10 via the line 29 and the connection 27. The compressed air first flows into the space 16 and then via the duct 18 and the bore to the space 17. Due to the fact that the compressed air acts on a much larger surface on the back of the member 14 than on its front and this force is also supported by the force of the spring 19, the member 14 is kept with the seal 15 in engagement around the opening 13, as shown in Fig. 1.

Om nu en elektrisk spänning påtryckes spolen 23, som därvid förskjuter ankaret 26 i riktning frán drivorganet 10 lyftes ventilkroppen 25 från sin sätesyta och kanalens 22 mynning i ventilhåligheten frilägges, varigenom utrymmet 17 förbindes med det fria via kanalerna 20 och 22. Därvid reduceras trycket i utrymmet 17 och genom tryckluftens verkan på påverkningsytan 35 förskjutes organet 14 till höger i fig 1, varigenom öppningen 13 öppnas mot kammaren 12. Då ventilkroppen 25 på nytt tillsluter kanalen 22 bygges trycket på nytt upp i utrymmet 17, vilket medför att ventilkroppen 14 förskjutes till vänster i fig 1 så att öppningen 13 stänges. Genom denna rörelse av organet 14 i drivenheten 10 alstras det lågfrekventa ljudet, vilket förstärkes medelst resonatorn ll. Det inses, att organets 14 rörelse fram och åter regleras medelst ventilkroppen 25, vars rörelse är beroende av ankarets 26 rörelse och därmed av aktiveringen av spolen 23. Rörelsen av organet 14 och därmed det alstrade ljudets frekvens kan lätt styras elektriskt genom att ledningarna 24 till spolen 23 anslutes till ett lämpligt spännings- aggregat, som kan avge impulser med lätt inställbar frekvens, företrädesvis en fyrkantspänning. dm 10 15 20 25 30 35 4512 115 5 Fig 2 visar ett modifierat utförande av drivenheten, vari ett membran 14 bildar den fram och åter rörliga kroppen. Här är som synes en ringformig ås 28 anordnad runt öppningen 13 till resonansorganet ll, mot vilken membranet 14 anligger med sin ena sida i det tillstånd, som motsvarar det i fig l visade. Utrymmet 16 bildas i detta utförande av det ringformiga utrymmet mellan åsen 28 och membranets 14 periferi och utrymmet 16 är förbundet med utrymmet 17 på membranets 14 baksida via kanalen 18 som här är utformad i själva membranet.If an electric voltage is now applied to the coil 23, which thereby displaces the armature 26 in the direction of the drive means 10, the valve body 25 is lifted from its seat surface and the mouth of the duct 22 in the valve cavity is exposed, thereby connecting the space 17 via the ducts 20 and 22. the space 17 and by the action of the compressed air on the actuating surface 35 the member 14 is displaced to the right in Fig. 1, whereby the opening 13 is opened towards the chamber 12. When the valve body 25 closes the duct 22 again, the pressure builds up again in the space 17, which causes the valve body 14 to shift left in Fig. 1 so that the opening 13 is closed. By this movement of the member 14 in the drive unit 10, the low-frequency sound is generated, which is amplified by the resonator 11. It will be appreciated that the reciprocating movement of the member 14 is controlled by the valve body 25, the movement of which depends on the movement of the armature 26 and thus on the activation of the coil 23. The movement of the member 14 and thus the generated sound frequency can be easily controlled electrically by lines 24 to the coil 23 is connected to a suitable voltage supply, which can emit pulses with an easily adjustable frequency, preferably a square voltage. Fig. 2 shows a modified embodiment of the drive unit, in which a diaphragm 14 forms the reciprocating body. Here, apparently, an annular ridge 28 is arranged around the opening 13 of the resonant member 11, against which the diaphragm 14 abuts with its one side in the state corresponding to that shown in Fig. 1. The space 16 is formed in this embodiment of the annular space between the ridge 28 and the periphery of the membrane 14 and the space 16 is connected to the space 17 on the back of the membrane 14 via the channel 18 which is here formed in the membrane itself.

Membranet 14 är så inspänt, att det utan påverkan av tryckluft anligger mot åsen och då tryckluft tillföres via ledningen 29 och anslutningen 27 strömmar tryck- luften liksom i det föregående utförandet in i utrymmet 16 och från detta via kanalen 18 in i utrymmet 17, vilket luftas på samma sätt som i det föregående utförandet, varvid membranet 14 tryckes från åsen 28 av tryckluften i utrymmet 16.The diaphragm 14 is clamped so that it abuts against the ridge without the influence of compressed air and when compressed air is supplied via the line 29 and the connection 27 the compressed air flows as in the previous embodiment into the space 16 and from there via the channel 18 into the space 17, which aerated in the same manner as in the previous embodiment, the membrane 14 being pushed from the ridge 28 by the compressed air in the space 16.

Såsom förut antytts har företrädesvis resonansorganet formen av ett rakt rör ll eftersom man med ett dylikt erhåller en resonanskurva med en förhållandevis bred topp. Om hornet däremot vidgar sig exponentiellt eller enligt en Besselkurva påverkas verkningsgraden och reso- nanskurvan blir betydligt smalare. Hornets längd be- stämmer resonansfrekvensen. Vid låga frekvenser måste hornen ha en betydande längd och kan därför vara krökta t ex spiralformigt. Vid optimering av hornen vid låga frekvenser kan hornen också bestå av flera olika sek- tioner, t ex raka rör med koniska avsnitt.As previously indicated, the resonant means is preferably in the form of a straight tube 11, since with such a resonant curve with a relatively wide top is obtained. If, on the other hand, the horn widens exponentially or according to a Bessel curve, the efficiency is affected and the resonance curve becomes significantly narrower. The length of the horn determines the resonant frequency. At low frequencies, the horns must have a significant length and can therefore be curved, for example helical. When optimizing the horns at low frequencies, the horns can also consist of several different sections, eg straight tubes with conical sections.

Genom att anordningen enligt uppfinningen är synner- ligen lättreglerbar kan ett flertal anordningar med lätthet parallellkopplas utan risk för fasproblem. Om ett flertal anordningar kopplas synkront (i fas) kan betydande ljudförstärkning uppnås. Fig 3 visar ett arrangemang, i vilket ett rum 30 i en panna rengöras medelst parallellkopplade anordningar enligt uppfinningen, vilka har resonansorgan ll i form av ett långt rakt rör, 10 15 451 115 6 som med sin från drivenheten 10 vända ände inskjuter i rummet 30. Anordningarnas drivenheter 10 är kopplade till en tryckluftledning 29 och till en styrledning 24, som är ansluten till ett spänningsaggregat 31. Spän- ningsaggregatet 31 avger fyrkantspänning med lätt regler- bar frekvens, såsom antydes vid 32. Det är också möjligt att på en resonator ll placera en kännare 34, vilken avkänner resonatorns resonansfrekvens och via en ledning 33 är ansluten till spänningsaggregatet 31 för att automatiskt reglera fyrkantspänningens frekvens.Because the device according to the invention is extremely easily adjustable, a plurality of devices can easily be connected in parallel without the risk of phase problems. If a plurality of devices are connected synchronously (in phase), significant sound amplification can be achieved. Fig. 3 shows an arrangement in which a space 30 in a boiler is cleaned by means of parallel-connected devices according to the invention, which have resonant means 11 in the form of a long straight tube, which with its end facing away from the drive unit 10 slides into the space 30 The drive units 10 of the devices are connected to a compressed air line 29 and to a control line 24, which is connected to a voltage supply 31. The voltage supply 31 emits square voltage with an easily adjustable frequency, as indicated at 32. It is also possible to on a resonator ll place a sensor 34, which senses the resonant frequency of the resonator and is connected via a line 33 to the voltage supply 31 to automatically regulate the frequency of the square voltage.

Medelst arrangemanget enligt fig 3 påtryckes samtliga drivorgan 10 reglerspänning med samma frekvens och fas, vilken i optimeringsändamàl är manuellt inställbar med en ratt på spänningsaggregatet 31. Det är givetvis också tänkbart att mata drivorganen 10 med var sitt spännings- aggregat och inställa varje drivorgans 10 svängninga- frekvens separat.By means of the arrangement according to Fig. 3, all drive means 10 are applied control voltage with the same frequency and phase, which for optimization purposes is manually adjustable with a knob on the power supply 31. It is of course also conceivable to supply the drive means 10 with separate drive units and set each drive 10 oscillations frequency separately.

Claims

10 15 20 25 30 451 115 PATENT REQUIREMENTS

A plant for sweeping boilers or the like, comprising a plurality of low frequency sound generating devices, each consisting of a drive means (10), which is arranged to generate sound by means of compressed air supply and consists of a housing with a chamber (12), which has a in an open resonant means (11), preferably in the form of a straight tube, opening opening (13), a body (14) pivotable in the chamber (12) with a first impact surface (35), which is located in a first space (16 ) in the chamber and by means of which the body (14) is displaced by means of compressed air to the first space (16) in the direction of said opening (13), so that this is opened and a second impact surface (36), which is located in a second space (17) and by means of which the body (14) is displaced by compressed air supply to the second space (17) in the direction of the opening (13), so that it is closed, the second actuating surface (36) having a larger area than the first (35), characterized by the fact that var The second space (17) of the sound-generating device is connected to the outside via a channel (20, 22), which is opened and closed by means of an electrically operable solenoid valve (21) with an armature (26) which is displaceable back and forth in a coil. ), which is connected to a channel body (25) opening and closing a channel (20, 22), and that the coil of all sound generating devices is connected to a common voltage supply (31), which generates pulses with manually or automatically controllable frequency for synchronous operation of the devices. klä n n e t e c k -

Plant according to claim 1, n a d in that a sensor (34) is mounted on a resonant means (11) for sensing its resonant frequency and connected to the voltage unit (31) for frequency control.