[实用新型]声波清灰器

说明书

本实用新型属于机械领域，特别是用于工业炉换热器的清灰装置。

利用声学方法清除锅炉、加热炉等换热器受热面的积灰结垢是可行的，现有技术中有中国专利91209145.2“声除尘吹灰器”等，其声波的产生是一种利用共振腔原理的气哨。这个专利中的气哨，其主要缺点是气声转换效率低，需要消耗较多的气动能量才能达到清灰所需的声功率，因而运行经济性较差；此外、它被设计为“产生与设备固有频率相符的高声强气流”(摘自91209145.2说明书)，将引发设备的振动和疲劳，因而运行安全性较差。

本实用新型的目的是为了克服上述缺点提出一种亦属于共振腔原理的气哨，它节省气源，有效可靠，具有经济可靠的实用性。

本实用新型的技术方案特征在于，他包括一中心杆，喷嘴外壳用螺纹的方式连接在中心杆的一端然后焊接固定，在中心杆的另一端再焊接一共振腔外壳，在中心杆与喷咀外壳的一端轴向围绕中心杆的中心开有六个以上的通气孔。中心杆的一端与共振腔外壳之间有一矩形圆环状的共振腔，在中心杆的另一端与喷嘴外壳之间有一环状的喷口空腔。喷口空腔的内壁可以做成单内侧缩管形状或单外侧缩管形状或双侧缩管形状。喷口空腔的内壁还可以做成单内侧缩放管形状或单外侧缩放管或双侧缩放管形状。

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的喷口空腔的示意图。

下面结合附图进一步说明本装置的结构和作用。

图1中本实用新型的基体是一根中心杆6。中心杆6的一端与喷嘴外壳3构成了喷口空腔4和喷口5，还构成了进气接口1。外部气源由进气管接口1加入，经过通气孔2进入喷口空腔4，在喷口空腔4形成所需的气动力场，再由喷口5射出气流。中心杆6的另一端与共振腔外壳10构成了共振空腔9，共振空腔的开口端为共振腔口8。共振腔口8与喷口5的朝向相对，两者相隔一个距离并形成了一个辐射开放空间7，声波由此径向向外辐射。

本实用新型的基本原理是气流的微小扰动在共振空腔得以共振而强化发声，发声的频率取决于共振腔口8到共振空腔底的深度L，L近似为发射声波的四分之一波长。声波频率仅由共振腔深L决定，共振腔的其它几何参数的变化，只对声波频率略有影响，一般修正系数不超过百分之十，可以忽略不计。然而共振腔的其它几何参数，尤其是共振腔口8相对于喷口5的方向和距离等，影响着气声转换效率。本实用新型的安排，在较宽的范围内具有较高的气声转换效率。影响气声转换效率的另一主要因素是喷口空腔4的几何形状及喷口5相对于共振腔口8的位置。图2中喷口空腔为收缩喷管形式的有单内侧缩管a、双侧缩管b和单外侧缩管c。喷口空腔为缩放喷管形式(即拉瓦尔管)的也有单内侧缩放管d、双侧缩放管e和单外侧缩放管f。缩放喷管的管内侧可作成拉瓦尔曲线，也可简化为折线。当气源压力较低时，只能采用收缩喷管的形式；当气源压力较高时，可以采用缩放喷管的形式。缩放喷管的特性是可以使气源速度连续增加，可达到超声速，得到最高的气声转换效率。喷口与共振腔口方向相对，而中心线位置有偏外侧，居中和偏内侧三种情况，图2中的a、b和c。当喷口偏在共振腔内侧时，中心杆应适当缩小直径，以上减少气流附壁磨擦损失。共振腔外壳10的腔口外唇，倒角45°，可减小噪声，也是提高效率的措施之一。本实用新型从气源条件及加工工艺比较，实施例中，当气源压力较低时，以偏外侧的单内侧收缩管形式a和偏内侧的单外侧收缩管形式c较优；当气源压力较高时，以偏外侧的单内侧缩放管形式d和偏内侧的单外侧缩放管形式f较优。最佳实施例为d和f。

本实用新型在工程实施中，将新型气哨组合成陈列，安装在工业炉的换热器，如空气预热器、省煤器和过热器的空隙中，间歇性地接通气源进行在线清灰。全部气哨的发声频率都避开换热器设备的固有频率。