一种基于凸轮运动实现气流切割的声波除灰器制造技术

本发明专利技术公开了一种基于凸轮运动实现气流切割的声波除灰器，包括一个机械箱和一个气室，所述的气室为除灰器的发声装置，气室外的出气口一侧接入扩声器，进气口一侧接来自空气压缩机的高压气体，且进气口和出气口之间通过一个气体通道相连通，所述的机械箱内安装有凸轮，所述的凸轮在驱动装置的驱动下旋转，且与凸轮外圆相切的设有一个导向轮，所述的导向轮通过一个弹性装置与一个连杆连接，且连杆的另一端与遮挡片相连，所述的遮挡片在连杆的作用下上下往复运动，气体通道中的高压气流呈脉冲式从气室出口侧高速流出，形成声波。

【技术实现步骤摘要】
一种基于凸轮运动实现气流切割的声波除灰器
本专利技术公开了一种基于凸轮运动实现气流切割的声波除灰器。
技术介绍
随着我国经济持续快速的发展，社会用电量也在不断持续的增加，我国国内火电厂的锅炉主要以煤作为燃科，而各种锅炉设备在运行过程中，会因煤的燃烧而产生大量的微小灰粒，这些微小灰尘会在炉膛和烟道内的各个换热器表面上积聚、成长，从而形成炉内积灰和结渣等现象。而我国的动力用煤质量差，含灰量与含硫量都较高，一般电站锅炉燃用煤煤种又多变，同时燃煤的燃烧以及烟气与介质的换热又是一种极其复杂的物理化学过程，该过程会受到燃料特性、受热面结构、温度水平及空气动力工况的影响，从而大程度的加重了锅炉受热面的积灰现象，火电站锅炉及其他各种工业锅炉受热面积灰结渣对机组的安全经济运行有重大影响，轻则增加锅炉热阻影响传热效果，重则造成爆管等设备事故，影响正常生产。经常定时地对受热面的积灰、结渣进行吹扫，因此显得十分重要。为了最大程度的避免上述现象的发生我们会通常采用各种除灰器对锅炉进行除灰，除灰器作为锅炉不可缺少的重要辅助设备,其工作状况将直接影响着锅炉的安全性与经济性。目前国内采用的除灰器主要有以下几种：1、传统‘触及’式除灰器，包括：高压蒸汽除灰、高压水力除灰、振动除灰。这种除灰器输出能量的载体是蒸汽、空气、水等“射流物质”，依靠这种“射流物质”的动量直接冲击电站锅炉水冷壁、过热器、再热器、尾部受热面表面的灰渣，传统“触及”式的除灰设备在功能上存在一些限制或缺陷,实际使用效率较低,即便少数能用者,也只使用于换热器的局部表面,整体效益难以实现。2、新型‘波及’式除灰器，主要是指声波除灰器。这类除灰器输出能量的载体是“声波”利用声场能量清除锅炉换热器表面的积灰和结渣,作用力为“交流”量。目前国内使用的声波除灰器根据发生器结构的不同又具体分为‘共振腔哨’、‘圆板哨’、‘旋笛式’。‘共振腔哨’及‘圆板哨’两种哨式结构发生效率不高，圆板哨所需要的气流压力相对较高,对膜片的材料和工艺要求很严格,发生的频率一经确定,便不能改变。‘旋笛式’声波发生器，具有发生频率连续可调、声压级高、绕射效果好等一系列优势，目前国内的各种次声、低频声波或称脉冲声锅炉除灰器基本上都是这种类型。然而这种除灰器仍然面临着许多问题，比如，当‘选笛式’声波吹灰器处于工作间隙时锅炉炉膛内的灰经过喇叭倒灌进入吹起内使声波吹灰器的调制转盘堵灰严重，从而造成调制盘与发生器的腔室室壁摩擦严重，最终导致带动调制盘转动的电机由于力矩过大而不能启动，进而烧毁电机。给整个吹灰器的控制机构的安全稳定带来严重威胁。
技术实现思路
本专利技术的目的在于根据现有技术的不足，提供一种基于凸轮运动实现气流切割的声波除灰器。本专利技术采用的技术方案如下：一种基于凸轮运动实现气流切割的声波除灰器，包括一个机械箱和一个气室，气室为除灰器的发声装置，气室外的出气口一侧接入扩声器，进气口一侧接来自空气压缩机的高压气体，且进气口和出气口之间通过一个气体通道相连通，所述的机械箱内安装有凸轮，所述的凸轮在驱动装置的驱动下旋转，且设有一个与凸轮外圆相切的导动轮，所述的导动轮通过一个弹性装置与一个连杆连接，且连杆的另一端与遮挡片相连，所述的遮挡片设于气室通道内，遮挡片在连杆的作用下上下往复运动，气体通道中的高压气流在遮挡片的作用下，呈脉冲式从气室出口侧高速流出，形成声波。所述的驱动装置包括一个电机，所述的电机通过一个联轴器驱动拖动轴承相旋转，所述的拖动轴承与凸轮的内圆相切，凸轮在电机的带动下以拖动轴承为轴心旋转。所述的在扩声器与气室出气口的连接处安装有一个圆形球阀，主要是为了防止当除灰器处于运行间隔期内时灰尘倒灌进入气室。所述的遮挡片为圆形，其直径略大于气体通道的直径。所述的进气口侧还安装有一个空气过滤器，连接气室进气口侧及来自空气压缩机的气体管道，主要是滤除高压气体内的水分。所述的气室与机械箱为一体式密封结构中间由隔板隔离开，在所述的隔板上留有一圆孔以便连杆由机械箱进入气室，圆孔处用密封件密封好，所述气室的进气口和出气口均安装一个喷嘴。所述的弹性装置为弹簧，所述的弹簧固定在导动轮支架与连杆支架之间，从而确保连杆能及时从量程最高点返回量程最低点。所述的导动轮支架与导动轮的中心轴相连。机械箱起保护及防尘作用，电机为整个发生器的动力装置，带动联轴器，联轴器进而带动凸轮旋转，导动轮外圆始终与凸轮相切起着机械传导的作用，同时导动轮通过导动轮支架与连杆相连带动连杆做往复运动。导动轮支架连接导动轮与连杆。连杆起连接作用及运动传导作用，连杆一端接导动轮支架一端接圆形遮挡片。机械箱起保护作用，凸轮、导动轮、导动轮支架、连杆等一些机械结构均密封在机械箱内，气室为除灰器的发声装置，气室外的出气口一侧接入扩声器，进气口一侧接来自空气压缩机的高压气体。圆形球阀安装在扩声器与气室出气口的连接处，主要是为了防止当除灰器处于运行间隔期内时灰尘倒灌进入气室。圆形遮挡片连接在连杆上，在连杆的带动下在气室内做往复运动，从而间断切割由进气口进入由出气口排除的高压气体，切割气流的间隔及速度可由电动机转速及凸轮的外周曲线决定。本专利技术的工作原理如下：利用压缩空气作动力，由气室进气口侧喷嘴喷入气室，在气室内由喷嘴喷进的高速气流被由机械箱内一系列机械结构带动而做往复运动的圆形遮挡片切断，高压气流因此呈脉冲式从气室出口侧喷嘴高速流出，形成声波，其脉冲的时间波形就决定了声波能量在基频与各高次谐波频率上的分布。通过扩声器将声波导入炉膛内，由于声波的全方位传播和空气质点的高速周期性振荡，使炉内管壁上的灰垢脱离热交换面，或者因重力落下或处于悬浮状态，随烟气流带走。简单来说本专利技术所述声波除灰器产生声波的机制就是通过对气流流量的调制,将高压气流携带的直流能量转变为声波的交流能量,所得声波的时间波形就决定了能量在基频与各高次谐波频率上的分布。一般为了将声波的能量集中在较为有效的基频,希望波形越接近正弦波越好。本专利技术的有益效果是：结构简单，成本低，发声效率高，工作频率高而且可控，电机拖动结构与发声结构分离，且在除灰器停止工作时安装在扩声器尾部的球形阀关闭，阻止了来自烟道的灰尘，进而防止灰尘进入气室，造成电机等机械结构的损伤，大大提高了装置的使用寿命。通过调整凸轮的曲线模型可以实现切割空气的频率进而对发出的声波的频率进行调制。而且本装置运行和维护费用低。附图说明图1为整个除灰器装置的俯视图，图2（a）、图2（b）为机械箱中的结构。图1中，1扩声器，2球形阀，3出气口，4圆形遮挡片，5气室，6进气口，7进气喷嘴，8空气过滤器，9机械箱，10连轴器，11三相异步电机，12拖动轴承，13导孔，14连杆，15固定支架，16弹簧，17导动轮，18凸轮，19导动轮支架，20导动轮轴承，21气体通道，22隔板。具体实施方式下面根据附图对本专利技术做进一步说明。一种基于凸轮运动实现气流切割的声波除灰器，包括一个机械箱9和一个气室5，气室5为除灰器的发声装置，气室5外的出气口3一侧接入扩声器1，进气口6一侧接来自空气压缩机的高压气体，且进气口6和出气口3之间通过一个气体通道21相连通，所述的机械箱9内安装有凸轮18，所述的凸轮18在驱动装置的驱动下旋转，且与凸轮18外圆相切的设有一个导动轮17，所述的导动轮本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于凸轮运动实现气流切割的声波除灰器，其特征在于：包括一个机械箱和一个气室，气室为除灰器的发声装置，气室外的出气口一侧接入扩声器，进气口一侧接来自空气压缩机的高压气体，且进气口和出气口之间通过一个气体通道相连通，所述的机械箱内安装有凸轮，所述的凸轮在驱动装置的驱动下旋转，且设有一个与凸轮外圆相切的导向轮，所述的导向轮通过一个弹性装置与一个连杆连接，且连杆的另一端与遮挡片相连，所述的遮挡片设于气室通道内，遮挡片在连杆的作用下上下往复运动，气体通道中的高压气流在遮挡片的作用下，呈脉冲式从气室出口侧高速流出，形成声波。

【技术特征摘要】
1.一种基于凸轮运动实现气流切割的声波除灰器，其特征在于：包括一个机械箱和一个气室，气室为除灰器的发声装置，气室外的出气口一侧接入扩声器，进气口一侧接来自空气压缩机的高压气体，且进气口和出气口之间通过一个气体通道相连通，所述的机械箱内安装有凸轮，所述的凸轮在驱动装置的驱动下旋转，且设有一个与凸轮外圆相切的导动轮，所述的导动轮通过一个弹性装置与一个连杆连接，且连杆的另一端与遮挡片相连，所述的遮挡片设于气室通道内，遮挡片在连杆的作用下上下往复运动，气体通道中的高压气流在遮挡片的作用下，呈脉冲式从气室出口侧高速流出，形成声波；所述的驱动装置包括一个电机，所述的电机通过一个联轴器驱动拖动轴承相旋转，所述的拖动轴承与凸轮的内圆相切，凸轮在电机的带动下以拖动轴承为轴心旋转；所述的在扩声器与气室出气口的连接处安装有一个防止除灰器处于运行间隔期内时灰尘倒灌进入气室的圆形球阀；所述的进气口侧还安装有一个空气过滤器，连接气室进气口侧及来自空气压缩机的气体管道。2.如权利要求1所述的一种基于凸轮运动实...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋奇，周信，王保岩，王俊杰，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37