一种可调声波吹灰器的制作方法

本发明专利涉及一种锅炉声波吹灰器，具体是一种可调节声波频率、强度和吹灰范围的声波吹灰器。

背景技术：

锅炉在正常运行中，总会出现锅炉和烟道内部积灰积垢的现象，大大降低了锅炉及相关换热设备(如省煤器、过热器等)的换热效率，并且存在安全隐患。目前常用的吹灰方式有蒸汽吹灰、激波吹灰、燃气吹灰和声波吹灰等，其中，由于声波吹灰具有无死角、对锅炉烟道伤害小等优点而备受人们关注。

声波吹灰器技术将压缩空气的能量转变为声能，并以声波的方式向锅炉内部传递，声波经扩音喇叭的规整放大后以一定频率、振幅和周期连续传入锅炉内,并以直射、反射、绕射等形式叠加形成一个不留死角的强大谐振声场，对沉积物施以拉力或压力，对灰粒之间及灰粒和容器壁之间的结合力起到减弱和破坏的作用，并且形成紊乱的流动效果使得微粒难以再次积聚。然而，目前已有的声波吹灰器在声波频率和吹灰范围等方面的控制上尚存在一些局限，对不同复杂工况的适应性亟需增强。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种可调声波吹灰器，其技术特点是实现了声波频率、强度和吹灰范围的可调，并增强了吹灰效果。

具体调节方案为：(1)调节压缩空气储存罐压力阈值以改变声波强度；(2)调节电磁阀的开合频率以改变声波频率；(3)调节滚珠丝杠的旋向以改变声波导管的位置。

本发明是通过如下方案实现的：

一种可调声波吹灰器，包括压缩空气储存系统、声波发生系统、声波放大系统和控制系统；

所述压缩空气储存系统包括压缩空气连接口、压缩空气储存罐、压力传感器和渐缩通道，所述压缩空气连接口设于所述压缩空气储存罐的进气端；所述渐缩通道设于所述压缩空气储存罐的出气端，渐缩通道与压缩空气储存罐一体成型；所述压力传感器设于所述压缩空气储存罐的内壁上；

所述声波发生系统包括高频电磁阀控制器、止回阀和高频电磁阀，所述高频电磁阀连接所述渐缩通道的出气端，所述止回阀所述高频电磁阀，所述高频电磁阀控制器电性连接所述高频电磁阀；

所述声波放大系统包括电机、滚珠丝杠、声波导管可调段和声波导管出口段，所述滚珠丝杠的一端与所述电机的转轴连接，滚珠丝杠的另一端通过螺纹连接有一个螺母和一个螺母架，所述螺母和螺母架固接，所述螺母架固设于所述声波导管出口段入口端的外壁上，所述声波导管出口段为喇叭口形状；所述声波导管可调段为一个中空结构的伸缩杆，声波导管可调段的中心轴与所述滚珠丝杠的中心轴平行，所述声波导管可调段的入口端与所述止回阀连接，声波导管可调段的出口端与所述声波导管出口段入口端连接；

所述控制系统包括一个控制终端，所述控制终端电性连接所述压力传感器、电机和高频电磁阀控制器。

进一步，所述滚珠丝杠的数量为2个，所述2个滚珠丝杠关于所述声波导管可调段的中心轴对称。

压缩空气储存系统包括压气机连接口、压缩空气储存罐、压力传感器和渐缩通道，用于接收压气机的纯净压缩空气(非纯净空气加装过滤器，保护声波吹灰器，避免内部污染并减少维修成本)，起到储存并稳压的作用，内部的压力传感器通过感知罐内压力，将压力值转变为电信号传送给控制终端，并由控制终端判断是否启动声波发生器，用户可以根据实际需要更改此压力阈值，调节声波的强度。

声波发生系统包括高频电磁阀、高频电磁阀控制器和止回阀，用于产生声波，一定压力的连续气流通过电磁阀的瞬间被电磁阀切断形成脉冲气流，即声波。用户可以通过控制终端改变电磁阀的开合频率进而调整声波的频率，以适应不同的工况。止回阀的作用是保护吹灰器，避免由于锅炉内部的压力突增或者是吹灰器内部的压力突降引起的气体倒流致使烟灰进入吹灰器内部，污染腐蚀吹灰器，延长吹灰器使用寿命并降低维修成本。

声波放大系统包括电控电机、滚珠丝杠、声波导管可调段和声波导管出口段，用于放大声波。用户可以在控制终端启动电机，通过调节滚珠丝杠的右旋或左旋控制声波导管的前进和后退，进而改变吹灰范围，能有效去除不同程度的积灰。滚珠丝杠是用来将旋转运动转化为直线运动执行元件，并具有传动效率高，定位准确等优点。当滚珠丝杠作为主动体时，螺母就会随丝杆的转动角度按照对应规格的导程转化成直线运动，声波导管出口段通过螺母座和螺母连接，从而实现对应的直线运动。

控制终端连接压力传感器，电机和高频电磁阀控制器，能实时调节吹灰器的运行参数，适应不同的工作条件。

声波发生器、止回阀、声波放大器三者用螺栓紧密连接并加密封垫片，声波导管的可调段和出口段用法兰连接。

本发明的有益之处在于：

实现了声波频率、强度和吹灰范围的可调，并增强了吹灰效果，即声波的强度、频率和吹灰范围可以根据用户需求实现自由调整，能清除各种程度的积灰，对不同工况的适应性更强。

附图说明

图1：本发明的总体结构示意图；

图2：本发明的局部右视图，即吹灰器滚珠丝杠分布图；

图3：滚珠丝杠、螺母及螺母架局部示意图。

图中：1：压缩空气连接口；2：压缩空气储存罐；3：压力传感器；4：控制终端；5：电机；6：高频电磁阀控制器；7：滚珠丝杠；71：螺母；72：螺母架；8：声波导管可调段；9：声波导管出口段；10：止回阀；11：高频电磁阀；12：渐缩通道

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

如图1～3所示：一种可调声波吹灰器，包括压缩空气储存系统、声波发生系统、声波放大系统和控制系统；

所述压缩空气储存系统包括压缩空气连接口1、压缩空气储存罐2、压力传感器3和渐缩通道12，所述压缩空气连接口1设于所述压缩空气储存罐2的进气端；所述渐缩通道12设于所述压缩空气储存罐2的出气端，渐缩通道12与压缩空气储存罐2一体成型；所述压力传感器3设于所述压缩空气储存罐2的内壁上；

所述声波发生系统包括高频电磁阀控制器6、止回阀10和高频电磁阀11，所述高频电磁阀11连接所述渐缩通道12的出气端，所述止回阀10所述高频电磁阀11，所述高频电磁阀控制器6电性连接所述高频电磁阀11；

所述声波放大系统包括电机5、滚珠丝杠7、声波导管可调段8和声波导管出口段9，所述滚珠丝杠7的一端与所述电机5的转轴连接，滚珠丝杠7的另一端通过螺纹连接有一个螺母71和一个螺母架72，所述螺母71和螺母架72固接，所述螺母架72固设于所述声波导管出口段9入口端的外壁上，所述声波导管出口段9为喇叭口形状；所述声波导管可调段8为一个中空结构的伸缩杆，声波导管可调段8的中心轴与所述滚珠丝杠7的中心轴平行，所述声波导管可调段8的入口端与所述止回阀10连接，声波导管可调段8的出口端与所述声波导管出口段9入口端连接；

所述控制系统包括一个控制终端4，所述控制终端4电性连接所述压力传感器3、电机5和高频电磁阀控制器6。

2.根据权利要求1所述的一种可调声波吹灰器，其特征在于，所述滚珠丝杠7的数量为2个，所述2个滚珠丝杠7关于所述声波导管可调段8的中心轴对称。

所述压缩空气储存系统包括压气机连接口1、压缩空气储存罐2、压力传感器3和渐缩通道12。所述压气机连接口1用于连接压气机接受纯净压缩空气(非纯净空气加装过滤器)，与压缩空气储存罐2焊接在一起；所述压缩空气储存罐2用于存储压缩空气；所述压力传感器3用于检测压气罐2内压力，并将压力值转化为电信号传送给控制终端4；所述渐缩通道12用于降低压缩气流的焓值，并将其转化为气流的动能。

所述声波发生系统包括高频电磁阀11、高频电磁阀控制器6和止回阀10，用于产生声波。所述高频电磁阀11用于将一定压力的连续气流切断形成脉冲气流，即声波。所述高频电磁阀控制器6用于控制高频电磁阀11的开合频率，并受控于控制终端4；所述止回阀10用于保护吹灰器，避免由于锅炉内部的压力突增或者是吹灰器内部的压力突降引起的气体倒流致使烟灰进入吹灰器内部，污染腐蚀吹灰器，延长吹灰器使用寿命并降低维修成本。

所述声波放大系统包括电机5、滚珠丝杠7、声波导管可调段8和声波导管出口段9，用于放大声波。所述电机5用于控制滚珠丝杠7的转向及转动速度，并受控于控制终端4；所述滚珠丝杠7用于将电机5的转动转变为平动，并带动可调节声波导管8和声波导管出口段9移动，由电机5驱动；所述声波导管可调段8用于传输声波并且每个单元环节之间可以相互移动；所述声波导管出口段9用于放大并传送声波。

进一步，如图3所示，所述滚动丝杠7分布于吹灰器的上下两侧，由电机5驱动；

进一步，如图3所示，滚动丝杠7上装有螺母71和螺母架72。所述螺母71用于将滚动丝杆7的转动转化为平动，并与螺母架72焊接连接；所述螺母架72用于连接声波导管出口段9，将螺母71的平动传递给声波导管出口段9。

所述控制终端4连接压力传感器3，电机5和高频电磁阀控制6，用于接收来自于压力传感器3的信号，以及控制电机5和高频电磁阀控制6的工作状态，从而实时调节吹灰器的运行参数，适应不同的工作条件。

进一步，为所述声波导管可调段8可实现声波导管的自由伸缩，控制声波的扩散范围，当积灰较松散时，在控制终端4控制滚珠丝杠7旋转，收缩此段声波导管，此时吹灰范围扩大，提高吹灰效率；当积灰较严重时，反向旋转滚珠丝杠7，伸展此段声波导管，此时吹灰范围减小，声波能量更集中，增强吹灰效果。

下面，对本发明所述的装置的工作原理进行描述：

(1)压缩空气由连接口1进去压缩空气储存罐2(非纯净空气需要安装过滤器)，压力传感器3将罐内压力传送给控制终端4，当满足压力大于等于预设压力时，控制终端启动高频电磁阀11，气流经过渐缩通道12流向电磁阀的同时一部分焓值转化为动能，空气的流速增加，压力降低。

(2)连续气流流经电磁阀时，被高速电磁阀11的周期性打开-闭合转变成高频脉冲气流，形成声波。

(3)声波经止回阀进入声波放大器中，声波在导管内被放大，依次经过导管的可调段8和出口段9，进入锅炉进行吹灰。

(4)控制终端4作用如下

1)检测压缩空气储存罐2内压力，可通过改变参考压力的方法调整声波的强度；

2)控制电磁阀11的开合频率，可提供大范围的声波频率；

3)控制电机5的工作，改变声波导管的位置。

声波发生系统和声波放大系统外部涂抹一层隔音材料，减小声波泄漏量，既提高了吹灰效率又避免了环境噪声污染，改善了人员操作环境。