专利名称：先导式空气脉冲特大功率清灰器的制作方法
技术领域：
本实用新型是属于应用声学领域中的一种空气脉冲特大功率声波清灰装置。
背景技术：
声波清灰是我国90年代中期发展起来的锅炉清灰新技术，它和传统的蒸气吹灰相比，清灰效果好、故障少，对锅炉及附件没有损失，清灰不留死角、死区等优点。目前生产声波清灰器的厂家很多，样式各不相同，但从发声原理和结构上区分，可分为以下四种振腔式、振片式、旋笛式和燃烧气脉冲等，无论是哪一种都存在一定的弊病，如用气量大、使用寿命短，声强低、作用范围小等，特别是现在发电锅炉越来越向大型化发展，目前市场上的声波清灰器只能用于10万千瓦以下的发电机组，对于20万千瓦以上的发电机组，清灰问题尚无法解决。
发明内容
本实用新型的目的在于提出一种具有声波和激波两种作用的脉冲激波发生器，空气动力学告诉我们，在密闭的空间内的高压气体，在极短的时间内迅速与低压气体接触时，其前锋面就会形成一个压缩波，在专门设计的冲击管内，前锋压缩波被不断加强。加速最终产生一定强度的激波。空气在经过激波后会受到急剧的压缩，其压力、温度和密度都会产生有限提高。这种压缩是在极短时间内完成的，典型的激波厚度只有空气分子的平均自由层厚度。通常情况下，一道4倍声速的激波造成的空气参数变化，比140分贝声波引起的空气参数脉动峰值要高一万倍左右。当激波从冲击管中喷出后，将在喷口处作球面扩散，扩散后的波面由于不能维持高于常压的压力，在波面后形成一个反面压力峰，对积灰产生一种先压后拉的作用，从而使积灰破碎和剥落。通过控制激波的能量，可以解决各种不同类型的大型锅炉的清灰问题。先导式空气脉冲特大功率清灰器，正是利用这一原理，恰当解决了20万千瓦以上大型电站锅炉清灰难的技术问题。
本实用新型所采用的技术方案在于，它有缸套、缸筒、活塞、缸盖、先导阀和部分管件所组成的脉冲激波发生器，先导阀的开关速度为每分钟5000次以上，当工作压力0.6-1mpa时，通过主进气口进入脉冲激波发生器，当压力达到一定水平后，使先导阀换向打开排气口排气，使活塞顶部压力下降，活塞上行打开主排气口，脉冲激波发生器内的高压气体，在极短的时间内迅速与低压气体相接触，其前锋面就会形成一个压缩波，在冲击管内，前锋压缩波不断加强，加速最终产生一定强度的激波。激波通过扩音喇叭进入炉内，使炉内的灰垢脱落由烟气带走。此时关闭排气口打开充气口使活塞下行，关闭主排气口，压缩空气重新导入，在极短的时间内重新启动脉冲发生器，从而循环往复工作，连续发出脉冲激波。
本实用新型的结构特点和发声原理，在于它由缸套、缸筒、活塞、缸盖和先导阀所构成，两支先导阀通过三通和对丝与缸盖连接，缸盖和缸筒之间用汽缸垫密封，缸筒和缸套之间用密封环密封，缸套的侧面开由主进气口，主进气口的两侧开两个小孔通向先导阀，缸套的下方正中开有主排气口。活塞和缸筒之间用活塞环密封，缸套的下面有连接法兰和冲击管法兰，整套零件用4条螺栓固定在一起。
工作压力为0.6-1mpa，压缩空气通过主进气口两侧的小孔经充气管进入先导阀，再经先导阀进入汽缸上部，压迫活塞下行，封闭主排气口，此时关闭先导阀的充气口，打开先导阀的排气口，使活塞上部的压力迅速下降，活塞在高压气体的推动下，上行打开主排气口，使主进气口和主排气口导通，使高压气体于冲击管的低压气体迅速接触，形成一个压缩波，前锋压缩波在冲击管内被不断加强、加速最终产生一定强度的激波，产生激波的强度，极大程度上决定于高压气体和低压气体瞬间接触的时间，时间越短激波强度越大。关闭先导阀的排气口，同时打开先导阀的充气口，使活塞顶部的压力提高，活塞下行封闭主排气口，循环往复产生脉冲激波。为了缩短高压气体和低压气体的接触时间，本设备选用了高频先导阀，每分钟5000次以上的开关速度，开关频率可调整在10-25赫兹，通过实际测量，声强在170分贝以上，耗气量每秒60-120公升(大气压)。
图1为本实用新型的结构图。
图2为本实用新型的现场安装图。
具体实施方式
现在结合附图来进一步说明本实用新型的实施例。本实用新型主要由进气口连接件1、充气管2、先导阀3、对丝4、活塞5、缸盖6、锁紧螺栓7、汽缸垫8、密封环9、缸筒10、活塞环11、密封垫12、缸套13、连接法兰14、冲击管法兰15、垫片16、D1为主进气口内径、D2为主排气口内径，所组成。如图1所示，其中主进气口连接件1，选用了国标1对丝；充气管2，选用Φ6×1紫铜管连接；先导阀3选用二支进口换向电磁阀，开关频率每分钟3000-5000赫兹；汽缸垫8、密封环9和密封垫12用聚四氟乙烯棒加工；活塞5用LY12铝合金加工，加工外径为Φ60-70mm，活塞顶部到汽缸垫的距离4-6mm，活塞上开有两道环形槽，槽宽为3mm，槽深为4mm，活塞环11用填充聚四氟加工，安装在活塞5的环形槽内。缸筒10用304不锈钢加工，内径为Φ60-70mm，外径为Φ70-80mm；活塞5和缸筒10之间的间隙为05.-0.75mm；垫片16用1-2mm厚的合成橡胶板加工，其余，汽缸盖6、缸套13、连接法兰14和冲击管法兰15，均用低碳钢棒加工；并用锁紧螺栓7，将其锁紧在一起。主进气口D1，公称直径为1″-1″，主排气口D2，内径为Φ40-50mm。按以上尺寸范围加工，可获得品质优良的先导式空气脉冲特大功率清灰装置。
如图2所示，它包括有，防尘罩17，油雾器18、减震垫19、安装架20、缓冲弹簧21、安装罩22、连接管23、扩音喇叭24、垫片25、26，安装法兰27、冲击管28、过度节29和弯头30所组成，其中防尘罩17和安装罩22用1-2mm厚钢板制作，减震垫用5mm厚合成橡胶板制作，安装架20用60×60角钢焊接，缓冲弹簧21，市场购买；连接管23和弯头30，用不锈钢管焊接，扩音喇叭24、安装法兰27和过渡节29用不锈钢铸造。垫片25、26用2-3mm厚的合成橡胶板制作；冲击管28用无缝钢管焊接，油雾器18由市场购买。防尘罩17的直径为Φ200mm，高200mm，安装罩22大口直径为Φ300mm，小口直径为Φ200mm，过渡节29大头内径为Φ62mm，小头内径为Φ42mm，连接管23和弯头30的内孔均为Φ62mm，冲击管的内径为Φ42mm，设备长度L1为200mm，L2为1200-1500mm，L3为33mm，L4为400mm，L5为450mm，L0为3130-3730mm。Φ1的直径为Φ200mm，弯头弯曲半径R为200mm。整套系统由高稳定性的可编程序控制器控制，输出10-25赫兹的脉冲信号，自动化程度非常高，可任意编写运行程序，并能与计算机联网。
权利要求1.一种先导式空气脉冲特大功率清灰器，其特征在于主要由换向先导阀、缸套、缸筒、活塞、缸盖、冲击管、扩音喇叭所组成，其中在缸套的侧面开有一个主进气孔，缸套下方中央开有主排气孔，活塞的上方和缸盖之间留有一定的空隙，作为充气室；缸盖、缸套连接法兰和冲击管法兰，用4条M10的螺栓，锁紧在一起，构成脉冲发生器的主体，脉冲发生器所产生的压缩波，在冲击管内加强、加速变为激波，再由扩音喇叭辐射到清灰部位。
2.按照权利要求1所说的先导式空气脉冲特大功率清灰器，其特征在于主进气口的公称直径为1″-1″，主排气口的内径为40-50毫米。
3.按照权利要求1所说的先导式空气脉冲特大功率清灰器，其特征在于活塞和缸盖之间留有空隙作为充气室，其大小为4-6毫米。
4.按照权利要求1所说的先导式空气脉冲特大功率清灰器，其特征在于冲击管的内径为42-62毫米。
5.按照权利要求1所说的先导式空气脉冲特大功率清灰器，其特征在于从冲击管到喇叭口之间的总长度为3.5-5.5米。
6.按照权利要求1所说的，先导式空气脉冲特大功率清灰器，其特征在于所采用的指数式扩音喇叭，口径在200-350毫米范围。
专利摘要本实用新型属于应用声学领域中的一种特大功率清灰装置，它主要由缸套、缸筒、活塞、缸盖和两支先导阀组成，它利用压缩空气为动力源，当充气阀打开，排气阀关闭时，活塞顶部压力增大，活塞下行，封闭主排气口；当排气阀打开同时充气阀关闭时，因活塞顶部压力减小，活塞上行，使主进气口和主排气口贯通，高压气体和低压气体在极短的时间内接触，产尘激波，周而复始产生一定频率的特大功率脉冲激波，从而清除换热管表面的积灰，因为它的功率强大，特别适合20万千瓦以上的大型锅炉使用，因此具有很强的推广和实用性。
文档编号F23J3/02GK2729543SQ20042009623
公开日2005年9月28日 申请日期2004年9月30日 优先权日2004年9月30日
发明者李新民, 李洁 申请人:李新民, 李洁