专利名称：强力龙卷风发生器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种冶金炉进风辅助设备，尤其是一种增加冶金炉进风强度的强力龙 卷风发生器。
背景技术：
在冶金熔炼行业，提高焦炭的燃烧效果是提高熔炼效果非常关键的技术。在燃烧 熔炼过程中，冶金炉上的进风装置是其必不可少的设备，也对燃烧室内煤粉的燃烧效果起 着非常重要的作用。目前普遍使用进风装置中，进风口均为管型进风口，其供风的原理与自 然界流动着的空气没有本质上的区别，都是利用进风装置使空气进入炉膛中心，使焦炭和 煤粉燃烧充分，而对不同的装置，只是产生的气流强度不等而已。经检索，专利号为ZL95108491. 7的专利，其具体涉及一种“多级龙卷风发生器”， 是应用于冶金熔炼生产中一种需要压力供风的设备，其包括一级效应体，二级效应体，中心 效应体，终极效应体、定位套、中心导流体、内锥体、喷嘴、防涡塞，可以将气流射入炉心，均 勻散布气流，强化底焦燃烧。经实践得知，虽然此专利较普通管式进风口有了很大提高，但 是在旋转流体运动规律上表现出了以下不足之处
①各级“龙卷风效应体”的结构不仅增加了制造难度，而且各级“龙卷风效应体”上开设 的若干排切向、不同前倾角度的进风孔，都仅仅切向各级“龙卷风效应体”的内壁，因而各级 “龙卷风效应室”都增加了一个在旋转气流离心力作用下，在“龙卷风效应室”的内侧形成了 一个回流空间，产生了与主气流运动方向相反的回流气流，白白的自耗了主气流的能量；
②所述的“中心气流”，实质上其风量最小，运动距离最长，沿途阻力最大。当进入所述 “混合区”，其角速度和轴向速度与周围的气流相比已成了弱气流，不仅不能增强中心气流 的效果，反而为回流气流提供了流量的条件。专利号为91102423. 9的专利，其具体涉及一种“龙卷风发生器及其效应场熔炼 法”，其结构包括蜗壳、外套、内套、外锥体、内锥体、螺旋导流体。该专利把直线气流转成龙 卷风，形成龙卷风效应场，由于导流体的结构与上面提到的专利相同，因此也存在上述不 足。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种用于冶金炉进风口上，增强进风气流旋转能 量，增大气流贯穿力和冲击力，且制造安装方便的强力龙卷风发生器。为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是一种强力龙卷风发生器，包括 有进风管、旋流壳和联接套组成的外构架，其内安装内锥体、旋流体和防涡塞，其特征在于 还包括在所述外构架与所述内锥体和旋流体之间设置的中联套，所述中联套为一端开口的 圆形筒状结构，其封闭端中心处设置有套接防涡塞的圆孔，两端的外侧壁处均设置有止口， 左端止口与所述旋流壳配合，右端止口与所述旋流体套接，所述中联套开口端内壁设置有 与内锥体连接的螺纹，在所述内锥体轴线处设置有套接所述防涡塞的圆孔，所述联接套为壳体结构，中部为圆锥台形，其右端与所述旋流体的右端紧密配合，其左端与所述旋流壳的 出风口处螺纹连接。所述旋流体的内锥面与内锥体的外锥面形成锥环形空腔，所述旋流体的锥体段均 布有两种圆孔，其中一种圆孔的轴线与所述空腔内壁相切，另一种圆孔的母线与所述空腔外 壁相切，在同一断面上圆孔轴线与所述竖直方向夹角相同，所述夹角范围在5° -30°之间。所述旋流壳进口处一侧与旋流壳的内壁相切，另一侧与所述中联套的外壁相切。所述旋流壳进风口连接有进风管。气流进入风箱后，经风管进入旋流壳，由于旋流壳的结构限制，使气流的一侧切向 旋流壳内壁，另一侧切向中联套的外壁，自然在圆环形空腔形成旋转气流，并旋转进入联接 套与旋流体之间的锥环形空腔中，并进入旋流体上的切向孔；由于在旋流体的若干个截面 上设置有进风孔，其中有部分截面上的进风孔切向内锥体的外锥面，另一部分进风孔切向 旋流体的内锥面，同一截面上的进气孔与竖直方向的夹角相同，不同截面上的进气孔与竖 直方向的夹角α不同，其α范围在(一30。之间。因而，当气流进入旋流体与内锥体之间 的锥环形空腔时，就可以消除了气流在旋转离心力的作用下，在锥环形空腔中出现回流空 间和回流气体，内部充满了同向旋转的气流，避免产生回流现象。在锥环形空腔中旋转的气流，同处于一个流场中，气流所受到的压力是相同的，即 每个气流质点在进行旋转时，其线速度是相同的。但由于其所处的旋转半径和与竖直方向 的夹角不同，因此半径越大处角速度和轴向速度减小，压力越大，半径越小处，角速度和轴 向速度越大，压力越小，这样就形成了指向圆心的压力梯度，因此在旋转的流场中压力方向 是指向中心的，自然形成向心力。同时，气流与内外锥体面的摩擦力趋近于零。这股强力龙 卷风越是趋向中心，其角速度和轴向速度越大，越是具有更大的冲击、贯穿和剥离的作用。 因此，当强力龙卷风射入炉膛后，能穿透焦炭的阻力，气流伸入炉心，强化焦炭燃烧，全面提 高各项熔炼指标，获得节能、低耗、高效的熔炼效果。采用上述技术方案所产生的有益效果在于①避免了锥环形空腔中形成回流空 间，使产生的龙卷风的强度更强，有力的提高了进风效果；②在锥环形空腔中形成了压力梯 度，使中心气流的角速度和轴向速度最大，产生更大的冲击力和贯穿力；③本发明与现有结 构相比，其零部件简单，安装制造方便，而且效果更明显。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明。图1是本发明的结构剖面图2是本发明中旋流壳的剖视图3是本发明中旋流体上与内锥体外锥面相切的进风孔A-A剖视放大图； 图4是本发明中旋流体上与旋流体内锥面相切的进风孔B-B剖视放大图； 其中，1、防涡塞，2、中联套，3、旋流壳，4、进风管，5、风箱，6、炉壳，7、联接套，8、旋流体， 9、内锥体，10、风口砖，11、炉壁，12、炉膛。
具体实施例方式从附图中可知，本发明是一种强力龙卷风发生器，包括有进风管4、旋流壳3和联
4接套7组成的外构架，其内安装内锥体9、旋流体8和防涡塞1，其特征在于还包括在所述 外构架与所述内锥体9和旋流体8之间设置的中联套2，所述中联套2为一端开口的圆形筒 状结构，其封闭端中心处设置有套接防涡塞1的圆孔，两端的外侧壁处均设置有止口，左端 止口与所述旋流壳3配合，右端止口与所述旋流体8套接，所述中联套2开口端内壁设置有 与内锥体9连接的螺纹，在所述内锥体9轴线处设置有套接所述防涡塞1的圆孔，所述联接 套7为壳体结构，中部为圆锥台形，其右端与所述旋流体8的右端紧密配合，其左端与所述 旋流壳3的出风口处螺纹连接。由附图1所示，本发明的进风端是风箱5连接着进风管4，出风端安装在包括炉壳 6和炉壁11中。气流由进风管4进入，流经旋流壳3和联接套7，进入内部的中联套2、内锥 体9和旋流体8围成的锥环形空腔内，经由内锥体9的表面和防涡塞1尖端反射，气流呈旋 转状态，直射入炉膛12中；联接套7的前端配装有耐火材料制作的风口砖10。抽出防涡塞 1形成窥视孔，在窥视孔中没有外冲气流，可直视炉膛12焦炭的燃烧和熔炼状况。由附图2所示，可见旋流壳3进口处一侧与旋流壳3的内壁相切，另一侧与中联套 2的外壁相切，气流可在圆环空腔中旋转前进。由附图3和附图4所示，旋流体8的内锥面与内锥体9的外锥面形成锥环形空腔， 旋流体8的锥体段均布有两种圆孔，其中一种圆孔的轴线与所述空腔内壁相切，另一种圆 孔的母线与所述空腔外壁相切，其同一断面上圆孔轴线与所述竖直的方向夹角α相同，不 同断面上所述夹角α是不同的，其夹角α范围在5。一30。之间。气流可在锥环形空腔内 加速旋转前进。
权利要求
一种强力龙卷风发生器，包括有进风管(4)、旋流壳(3)和联接套(7)组成的外构架，其内安装内锥体(9)、旋流体(8)和防涡塞(1)，其特征在于还包括在所述外构架与所述内锥体(9)和旋流体(8)之间设置的中联套(2)，所述中联套(2)为一端开口的圆形筒状结构，其封闭端中心处设置有套接防涡塞(1)的圆孔，两端的外侧壁处均设置有止口，左端止口与所述旋流壳(3)配合，右端止口与所述旋流体(8)套接，所述中联套(2)开口端内壁设置有与内锥体(9)连接的螺纹，在所述内锥体(9)轴线处设置有套接所述防涡塞(1)的圆孔，所述联接套(7)为壳体结构，中部为圆锥台形，其右端与所述旋流体(8)的右端紧密配合，其左端与所述旋流壳(3)的出风口处螺纹连接。
2.根据权利要求1所述的强力龙卷风发生器，其特征在于所述旋流体(8)的内锥面与 内锥体(9)的外锥面形成锥环形空腔，所述旋流体(8)的锥体段均布有两种圆孔，其中一种 圆孔的轴线与所述空腔内壁相切，另一种圆孔的母线与所述空腔外壁相切，在同一断面上 圆孔轴线与所述竖直方向夹角相同，所述夹角范围在5。-30。之间。
3.根据权利要求2所述的强力龙卷风发生器，其特征在于所述旋流壳(3)进风口处一 侧与旋流壳(3)的内壁相切，另一侧与所述中联套(2)的外壁相切。
4.根据权利要求3所述的强力龙卷风发生器，其特征在于所述旋流壳(3)进风口连接 有进风管(4)。全文摘要
本发明公开了一种强力龙卷风发生器，包括有进风管、旋流壳和联接套组成的外构架，其内安装内锥体、旋流体和防涡塞，还包括在外构架与内锥体和旋流体之间设置的中联套，中联套与旋流壳和旋流体配合连接，旋流体的锥体段均布有两种圆孔，其中一种圆孔的轴线与所述空腔内壁相切，另一种圆孔的母线与所述空腔外壁相切，在同一断面上圆孔轴线与所述竖直方向夹角相同，所述夹角α范围在5°-30°之间。本发明的优点在于，能够增强进风气流旋转能量，增大气流贯穿力和冲击力，而且制造安装方便。
文档编号F23L5/00GK101975403SQ201010535538
公开日2011年2月16日 申请日期2010年11月9日 优先权日2010年11月9日
发明者陈朝云 申请人:陈朝云;秦皇岛开发区干将自动化机械制造有限公司