专利名称：涡旋式宽范围集箱流量分配调节器的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种调节器，特别是一种涡旋式集箱流量分配调节器，属于机械工程中锅炉类领域。
集箱是锅炉运行时流体分配和汇集的主要部件，由于集箱流量分配和汇集不均匀(即各并联支管内流量不等)或不能满足按需分配的要求而直接影响到设备运行的安全性、可靠性和经济性，因此，工程实际中，有些情况下需要并联管组流量均匀分配，以消除蒸汽侧的流量偏差，有些情况下则需要蒸汽侧达到更大的流量偏差，以主动地抵消烟气侧高的热负荷偏差。
并联管组流量分配与集箱结构、并联管组结构及布置有关，在两者一定的条件下，集箱内沿长度的静压分布为一定值。后者决定了沿集箱长度布置的并联管组流量的分布。因此，只有改变系统阻力特性，才能改变支管或集箱阻力特性，进而通过改变支管本身的阻力或支管两端的压差而改变并联管组流量的分配。而集箱结构，并联管组结构与布置主要由满足系统布置和传热的要求而确定，因此，只有改变集箱内阻力特性，或并联支管内的阻力特性，才能改变支管内的流量分配。在并联管组内加节流管圈，通过改变并联管组的阻力特性，可达到调节并联管组间流量分配的目的。但它只是对减少局部支管的流量是简单而有效的措施，若以此调节集箱对整个并联管组流量的分布，则不仅工艺复杂，且系统阻力损失较大。
集箱流量宽范围调节要求的实现，关键使分配集箱和汇集集箱间的静压差沿集箱长度能达到宽范围的变化幅度，亦即在分配集箱和汇集集箱内流体沿集箱长度静压能够达到宽范围的变化幅度。仅仅利用集箱内动静压的转化所造成的静压变化是极为有限的，改变集箱内的阻力特性才能满足集箱内静压大范围变化的需要。经对现有文献的检索，至今尚未发现对集箱流量分配利用涡旋式宽范围进行调节的装置。
本发明的目的在于克服现有技术中的不足和缺陷，提出了一种涡旋式集箱流量分配调节器的技术方案，提高了锅炉运行的安全性、可靠性和经济性。
本发明的技术方案如下主要包括集箱、并联支管、锯齿形调节器或栅板形调节器、调节器轴、支承轮、支杆，锯齿形调节器或栅板形调节器设置在集箱内，其调节器轴的两端，分别设置在集箱的两端，并由集箱内两端的支承轮支承，两支承轮之间还可根据支承需要加设支杆。本发明基于以改变集箱内流动特性改变集箱内阻力特性的原理，在集箱内设流量分配调节器，涡旋式宽范围集箱流量分配调节器沿集箱轴向呈非流线形体结构的锯齿状或栅板状，当流体通过时，因流体的主流发生脱体而在锯齿形的凹下区域或栅板间形成环形低压涡流区，对锯齿形调节器，随着锯齿的上升，流体速度因流道截面的缩小而增大，在流道最窄的锯齿顶所在的截面处流体速度达到最大值，从而加速了主流脱体。脱体后的高速主流，通过流体间的动量交换，带动涡流区高速旋转，而涡流区的高速旋转又使得涡流区保持较低的静压，主流在脱体后经历锯齿形的凹下区域外侧时，流速因惯性而保持基本不变，而静压则因与涡流区的平衡而下降。主流速度越高，涡流区的旋转越强、静压越低，主流在涡流区外侧的静压也越低，主流经过锯齿时的压降亦越大。又由于涡旋式集箱流量分配调节器安装于集箱的中央，因而，环形低压涡流区不会被集箱对支管的分流和汇流所破坏，而封闭的环形涡流区具有更强的稳定性，从而也确保了主流足够的压降。对栅板形调节器，当流体经过每一块栅板时，在栅板前流体因撞击而使静压升高，在栅板后流体则因脱体存在涡流区而使静压下降，从而，流体经过栅板也产生较大压降。
本发明具有实质性特点和显著进步，本发明一方面，它可以实现集箱对并联管组大的流量分配需求，另一方面，与在并联管组内装节流管圈相比，它不仅系统阻力损失较小，而且结构和制造工艺简单。
以下结合附图对本发明进一步描述
图1锯齿形涡旋式宽范围集箱流量分配调节器结构示意2锯齿形涡旋式宽范围集箱流量分配调节器结构A－A剖面3锯齿形涡旋式宽范围集箱流量分配调节器结构B－B剖面4栅板形涡旋式宽范围集箱流量分配调节器结构示意5栅板形涡旋式宽范围集箱流量分配调节器结构C－C剖面6栅板形涡旋式宽范围集箱流量分配调节器结构D－D剖面图如图1、图2、图3、图4、图5、图6所示，本发明主要包括集箱(1)、并联支管(2)、锯齿形调节器或栅板形调节器(3)、调节器轴(4)、支承轮(5)、支杆(6)，锯齿形调节器或栅板形调节器(3)设置在集箱(1)内，其调节器轴(4)的两端，分别设置在集箱(1)的两端，并由集箱(1)内两端的支承轮(5)支承，两支承轮(5)之间还可根据支承需要加设支杆(6)。本发明基于以改变集箱(1)内流形改变集箱(1)内阻力特性进而改变集箱对并联管组流量分配的原理，在集箱(1)内设涡旋式集箱流量分配调节器。涡旋式宽范围集箱流量分配调节器沿集箱(1)轴向呈非流线形体结构的锯齿状或栅板状，当流体通过时，因流体的主流发生脱体而在锯齿形的凹下区域或栅板间形成环形低压涡流区，对锯齿形调节器(3)，随着锯齿的上升，流体速度因流道截面的缩小而增大，在流道最窄的锯齿顶所在的截面处流体速度达到最大值，从而加速了主流脱体。脱体后的高速主流，通过流体间的动量交换，带动涡流区高速旋转，而涡流区的高速旋转又使得涡流区保持较低的静压，主流在脱体后经历锯齿形的凹下区域外侧时，流速因惯性而保持基本不变，而静压则因与涡流区的平衡而下降。主流速度越高，涡流区的旋转越强、静压越低，主流在涡流区外侧的静压也越低，主流经过锯齿时的压降亦越大。又由于并联流量分配调节器安装于集箱(1)的中央，因而，环形低压涡流区不会被集箱(1)对并联支管(2)的分流和汇流所破坏，而封闭的环形涡流区具有更强的稳定性，从而也确保了主流足够的压降。对栅板形调节器(3)，当流体经过每一块栅板时，在栅板前流体因撞击而使静压升高，在栅板后流体则因脱体存在涡流区而使静压下降，从而，流体经过栅板也产生较大压降。
如图1所示，构成流量分配调节器的非流线体沿轴向剖面外形呈锯齿状，当流体流过调节器(3)与集箱(1)间的通道时，在调节器(3)的齿顶与齿根间形成稳定的环形涡，环形涡流的内部是低压区。当其外部主流的速度越高，则涡流区的静压越低。这样，在流道沿集箱的径向便形成由外向内的压力梯度，迫使流线向齿根方向弯曲，如此，当主流越过齿顶后静压下降，其后，如下一个齿顶的外径大于前一个齿顶的外径，则因主流速度进一步提高，静压继续下降。前者静压下降是局部阻力所造成的，而后者则是由动静压转换所致。又由于动能与静压的纯转化是十分有限的，而总折合阻力系数因具有累加的性质，而可以做得足够的大。因此，流体流经整个调节器(3)后，集箱(1)内轴向的流动局部阻力通过累加可显著增加，静压降可达到较大的幅度，据此可实现集箱(1)对并联管组有效的宽流量调节要求。
如图4所示，构成流量分配调节器的非流线体沿轴向剖面外形呈栅板形状，当流体流过调节器(3)与集箱(1)间的通道时，在栅板间形成稳定的环形大涡流，环形涡流的内部是低压区。当其外部主流的速度越高，则涡流区的静压越低。这样，在流道沿集箱的径向便形成由外向内的压力梯度，迫使流线向轴线中心方向弯曲，如此，当主流越过栅顶后静压下降。流体流经整个调节器(3)后，集箱(1)内轴向的流动局部阻力通过累加可显著增加，静压降可达到较大的幅度，据此可实现集箱(1)对并联管组有效的宽范围流量调节要求。
权利要求
1.一种涡旋式宽范围集箱流量分配调节器，主要包括集箱(1)、并联支管(2)，其特征在于还包括锯齿形调节器或栅板形调节器(3)、调节器轴(4)、支承轮(5)、支杆(6)，锯齿形调节器或栅板形调节器(3)设置在集箱(1)内，其调节器轴(4)的两端，分别设置在集箱(1)的两端，并由集箱(1)内两端的支承轮(5)支承，两支承轮(5)之间还可根据支承需要加设支杆(6)。
2.根据权利要求1所述的这种涡旋式宽范围集箱流量分配调节器，其特征还在于设置在集箱(1)内的调节器(3)可以是锯齿形的或栅板形的。
全文摘要
涡旋式宽范围集箱流量分配调节器主要包括集箱、并联支管、锯齿形调节器或栅板形调节器、调节器轴、支承轮、支杆,锯齿形调节器或栅板形调节器设置在集箱内,其调节器轴的两端,分别设置在集箱的两端,并由集箱内两端的支承轮支承,两支承轮之间还可根据支承需要加设支杆。本发明可以实现集箱对并联管组大的流量分配需求,系统阻力损失较小,结构和制造工艺简单。
文档编号F22B37/14GK1280271SQ0011686
公开日2001年1月17日 申请日期2000年6月29日 优先权日2000年6月29日
发明者缪正清, 徐通模 申请人:上海交通大学