一种用于连续式高温空气燃烧系统的气动换向装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种用于连续式高温空气燃烧系统的气动换向装置，属于高温空气燃烧领域；该装置包括风门叶片、轴件、窗框、气流出口通道；其中，风门叶片包括叶片、叶片主轴、三角支撑；窗框包括窗框轴件固定装置、窗框口；所述风门叶片的叶片通过三角支撑连接在叶片主轴上，其中叶片主轴中间为中空结构；轴件装配在叶片主轴内，且轴件穿过窗框的固定装置，且在轴件与固定装置装配两端采用销轴固定，防止轴件滑出固定装置；与四通换向阀相比，在相同通风量的情况下，其体积重量都较小，可以节省高温金属材料使用量，加工制作简单、结构紧凑、制造和运行成本低、使用寿命长。
【专利说明】一种用于连续式高温空气燃烧系统的气动换向装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种用于连续式高温空气燃烧系统的气动换向装置，属于高温空气燃烧领域。
【背景技术】
[0002]高温空气燃烧技术是近几年发展起来的一种既节能又环保的先进燃烧技术，目前，该技术已经得到了较为广泛的应用，并取得了良好的经济和环境效益。
[0003]高温空气燃烧技术的应用形式主要有两种，第一种是切换式蓄热燃烧系统，其装置包括燃烧器、一个换向阀、蓄热器和控制系统，特点是燃烧器都成对布设，运行时一个作为燃烧器，另一个作为烟气出口向炉外排出高温烟气，同时高温烟气的余热被与之相连的蓄热材料吸收，两个燃烧器周期轮换使用，与之相对应的两个蓄热室也实现交替吸热放热的热工过程。第二种是连续式蓄热燃烧技术，该技术的发展稍晚于切换式蓄热燃烧技术，国内外学者提出了多种布置方案。其中使用高、低温两个四通换向阀的布置方案存在一个问题，就是由于其中一个四通换向阀是布设在高温侧，经过的高温烟气和高温空气都在900度以上，工况恶劣，热应力严重，对于四通换向阀这样体积较大的装置，就需要在制造时耗用较多昂贵的耐热钢，而且高、低温两个四通换向阀必须协调运行，所以还需要增加一些动力设备和复杂的线路来解决两个四通换向阀的联动问题。另外，由于工况不同，使得高温侧和低温侧的两个四通换向阀的使用寿命不一样，所以也增加了维护更换的工作量和成本。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的在于提出了一种用于连续式高温空气燃烧系统的气动换向装置，本装置可代替高温侧四通换向阀代替其控制气流换向。
[0005]为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为一种用于连续式高温空气燃烧系统的气动换向装置，该装置包括风门叶片、轴件、窗框、气流出口通道；其中，风门叶片包括叶片、叶片主轴、三角支撑；窗框包括窗框轴件固定装置、窗框口 ；所述风门叶片的叶片通过三角支撑连接在叶片主轴上，其中叶片主轴中间为中空结构；轴件装配在叶片主轴内，且轴件穿过窗框的固定装置，且在轴件与固定装置装配两端采用销轴固定，防止轴件滑出固定装置；所述轴件可在固定装置内自由旋转；所述窗框安装在气流出口通道的截面上；窗框开有的窗框口依连续式高温空气燃烧系统所需，其窗框口数量可以为2-10 ;所述风门叶片、轴件、窗框口构成一套气动换向结构，在气流出口通道内同一截面上，窗框上开有的多个窗框口构成的气动换向结构共同组成气动换向装置；连续式高温空气穿过的同一气流出口通道内截面上，安装有相邻的两组气动换向结构，两组气动换向结构安装的风门叶片方向相反，且两组结构一组可通过高温空气，另一组不能通过高温空气；所述窗框口与风门叶片的叶片的配合关系采用阶梯形凹槽凸台结构；所述凹槽内用粘胶敷设有耐高温硅橡胶垫圈，这样当风门叶片闭合时，风门叶片上的突起镶入框架的凹槽内，使风门叶片的密封更加良好、漏风量更少；所述风门叶片只能向一个方向绕轴件旋转，并且转动幅度范围为大于
0。，小于180°。
[0006]与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果。
[0007]与四通换向阀相比，在相同通风量的情况下，其体积重量都较小，可以节省高温金属材料使用量，加工制作简单、结构紧凑、制造和运行成本低、使用寿命长。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1a是风门叶片正面示意图。
[0009]图1b是风门叶片背面示意图。
[0010]图2是风门框架和轴件示意图。
[0011]图3a前周期运行中的百叶窗式风门示意图。
[0012]图3b是后周期运行中的百叶窗式风门示意图。
[0013]图4是一种使用气动换向装置的连续式高温空气燃烧系统布置方法示意图。
[0014]图5是一种新型带气动换向装置的连续式高温空气燃烧系统的一个应用实例。
[0015]图中:1、风门叶片，2、轴件，3、窗框，4、气流出口通道，5、引风机，6、四通换向阀，7、蜂窝陶瓷蓄热体，8、百叶窗式风门；9、鼓风机；10、烧嘴；11、炉子；12、烟道；A、B分别代表一个蓄热室，C、D、E、F分别代表一个风门。
【具体实施方式】
[0016]下面结合一个实例对本实用新型的具体实施方法做进一步详细叙述。
[0017]如图la_3b所示，一种用于连续式高温空气燃烧系统的气动换向装置，该装置包括风门叶片1、轴件2、窗框3、气流出口通道4;其中，风门叶片I包括叶片1.1、叶片主轴
1.2、三角支撑1.3 ;窗框3包括窗框轴件固定装置3.1、窗框口 3.2 ;所述风门叶片I的叶片
1.1通过三角支撑1.3连接在叶片主轴1.2上，其中叶片主轴1.2中间为中空结构；轴件2装配在叶片主轴1.2内，且轴件2穿过窗框3的固定装置3.1，且在轴件2与固定装置3.1装配两端采用销轴固定，防止轴件2滑出固定装置3.1 ;所述轴件2可在固定装置3.1内自由旋转；所述窗框3安装在气流出口通道4的截面上；窗框3开有的窗框口 3.2依连续式高温空气燃烧系统所需，其窗框口 3.2数量可以为2-10 ;所述风门叶片1、轴件2、窗框口 3.2构成一套气动换向结构，在气流出口通道4内同一截面上,窗框3上开有的多个窗框口 3.2构成的气动换向结构共同组成气动换向装置；连续式高温空气穿过的同一气流出口通道4内截面上，安装有相邻的两组气动换向结构，两组气动换向结构安装的风门叶片I方向相反，且两组结构一组可通过高温空气，另一组不能通过高温空气；所述窗框口 3.2与风门叶片I的叶片1.1的配合关系采用阶梯形凹槽凸台结构；所述凹槽内用粘胶敷设有耐高温硅橡胶垫圈，这样当风门叶片I闭合时，风门叶片I上的突起镶入框架的凹槽内，使风门叶片I的密封更加良好、漏风量更少；所述风门叶片I只能向一个方向绕轴件2旋转，并且转动幅度范围为大于0°，小于180°。
[0018]每个气流出口通道的高温空气截面至少布置两个风门叶片I作为气流的进出口，且每个风门叶片I外侧连接的各自独立管路通道；风门叶片I依靠气流压头和自身重力作用来完成打开和闭合动作，不需另加动力设备，有利于降低运行成本；其结构布置与百叶窗结构相同，两个风门叶片I并排、反向布设，使其一个风门叶片I可以开合的方向朝向气体流向炉内的方向，另一个风门叶片I的方向朝向气体流向炉外的方向，这样在系统运行过程中，由于气流作用就会自动的使一个风门保持打开，另一个保持闭合，再配以各自独立地外接管路，从而可以代替四通换向阀实现烟气与空气的换向。
[0019]实施例
[0020]如图4-5所示，本实用新型应用于连续式高温空气燃烧系统时为周期性运行，每个周期由前、后两个半周期构成。系统前半周期的运行过程为:来自环境的低温空气由鼓风机9送入蓄热室A，蜂窝陶瓷蓄热体加热成为高温空气，再经由风门C送入燃烧器，炉内的烟气则经由烟道、风门E进入蓄热室B向蓄热体释放余热，释放余热后的低温烟气由四通换向阀6、引风机5排入周围环境；系统的后半周期为:四通换向阀进行换向，低温空气由鼓风机9送入蓄热室B，被加热成为高温空气，经由风门F进入燃烧器，烟气经由烟道、风门D进入蓄热室A向蓄热体释放余热，释放余热后的低温烟气由四通换向阀6、引风机5排入周围环境。
[0021]通道尺寸由炉子的排烟量计算确定。以20000m3/h排烟量烟气流速10m3/s为例计算，通道截面尺寸选用810mmX810mm,蓄热室外部框架由1mm厚度的普通钢板焊接而成，内部四周敷设保温材料和耐火砖。一个连续式高温空气燃烧系统包含至少两个蓄热室，轮换吸热和放热。可使一个蓄热室给一个或数个燃烧器供气。每个蓄热室配至少两个风门，将两个风门并排、反向布置，一个吸入高温烟气，另一个用来排出高温空气。这样每一个连续式高温空气燃烧系统包含至少四个风门，其中两个蓄热室中的高温空气出口风门通过外接管路，分别连至烧嘴；两个高温烟气进口通过外接管路连接烟道。本例中风门由一个框架和3个叶片组成，所用材料为5_厚度的耐热钢板，保证其具有足够的刚度以防止变形或损坏。叶片尺寸为180mmX 290mm,如图la、Ib所示，叶片正面四周有5mm高的突起边缘，叶片背面上部两侧各焊接一个边长为20mm的正三角形钢片，起限位作用，防止叶片打开时过度上翻而无法正确下落闭合。框架尺寸为300mmX650mm，框架中部均匀开设三个尺寸为150mmX 270mm的长方孔，作为气流通道，固定框架上与叶片相对应的部分做有8mm深的凹槽，凹槽内用ZS-1071型高温粘胶粘敷一圈耐高温硅橡胶垫片，起到减振和密封的作用，使风门的密封更加良好，如图2所示。叶片由轴杆连接在风门框架上。每个风门配设一个独立的外接管路，使两个风门分别连接燃烧器和烟道。风门安装在蓄热室高温气体进出的一侦牝与蜂窝陶瓷蓄热体间的距离为500mm。两个风门框架并排与蓄热室钢体框架牢固焊接。相应的蓄热室外侧敷设水冷管路。低温四通换向器由四个外接管路连接两个蓄热室和两个风机。
【权利要求】
1.一种用于连续式高温空气燃烧系统的气动换向装置，其特征在于:该装置包括风门叶片(I)、轴件(2)、窗框(3)、气流出口通道(4);其中，风门叶片(I)包括叶片(1.1)、叶片主轴(1.2)、三角支撑(1.3);窗框(3)包括窗框轴件固定装置(3.1)、窗框口(3.2);所述风门叶片(I)的叶片(1.1)通过三角支撑(1.3)连接在叶片主轴(1.2)上，其中叶片主轴(1.2)中间为中空结构；轴件(2)装配在叶片主轴(1.2)内，且轴件(2)穿过窗框(3)的固定装置(3.1)，且在轴件(2)与固定装置(3.1)装配两端采用销轴固定，防止轴件(2)滑出固定装置(3.1);所述轴件(2)可在固定装置(3.1)内自由旋转；所述窗框(3)安装在气流出口通道(4)的截面上；窗框(3)开有的窗框口(3.2)依连续式高温空气燃烧系统所需；；所述风门叶片(I )、轴件(2 )、窗框口( 3.2 )构成一套气动换向结构，在气流出口通道(4)内同一截面上，窗框(3)上开有的多个窗框口(3.2)构成的气动换向结构共同组成气动换向装置；连续式高温空气穿过的同一气流出口通道(4)内截面上，安装有相邻的两组气动换向结构，两组气动换向结构安装的风门叶片(I)方向相反，且两组结构一组可通过高温空气，另一组不能通过高温空气；所述窗框口(3.2)与风门叶片(I)的叶片(1.1)的配合关系采用阶梯形凹槽凸台结构；所述凹槽内用粘胶敷设有耐高温硅橡胶垫圈，这样当风门叶片(I)闭合时，风门叶片(I)上的突起镶入框架的凹槽内，使风门叶片(I)的密封更加良好、漏风量更少。
2.根据权利要求1所述的一种用于连续式高温空气燃烧系统的气动换向装置，其特征在于:每个气流出口通道的高温空气截面至少布置两个风门叶片(I)作为气流的进出口，且每个风门叶片(I)外侧连接的各自独立管路通道；风门叶片(I)依靠气流压头和自身重力作用来完成打开和闭合动作，不需另加动力设备，有利于降低运行成本；其结构布置与百叶窗结构相同，两个风门叶片(I)并排、反向布设，使其一个风门叶片(I)可以开合的方向朝向气体流向炉内的方向，另一个风门叶片(I)的方向朝向气体流向炉外的方向，这样在系统运行过程中，由于气流作用就会自动的使一个风门保持打开，另一个保持闭合，再配以各自独立地外接管路，从而可以代替四通换向阀实现烟气与空气的换向。
3.根据权利要求1所述的一种用于连续式高温空气燃烧系统的气动换向装置，其特征在于:所述风门叶片(I)只能向一个方向绕轴件(2)旋转，并且转动幅度范围为大于0°，小于 180° 。
4.根据权利要求1所述的一种用于连续式高温空气燃烧系统的气动换向装置，其特征在于:窗框口(3.2)数量为2-10。
5.根据权利要求1所述的一种用于连续式高温空气燃烧系统的气动换向装置，其特征在于:应用于连续式高温空气燃烧系统时为周期性运行，每个周期由前、后两个半周期构成。
【文档编号】F16K31/12GK203926918SQ201420104195
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年3月9日 优先权日:2014年3月9日
【发明者】王景甫, 张海亮, 张新欣 申请人:北京工业大学