專利名稱：聲波清灰器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于機(jī)械領(lǐng)域，特別是用于工業(yè)爐換熱器的清灰裝置。
利用聲學(xué)方法清除鍋爐、加熱爐等換熱器受熱面的積灰結(jié)垢是可行的，現(xiàn)有技術(shù)中有中國(guó)專利91209145.2“聲除塵吹灰器”等，其聲波的產(chǎn)生是一種利用共振腔原理的氣哨。這個(gè)專利中的氣哨，其主要缺點(diǎn)是氣聲轉(zhuǎn)換效率低，需要消耗較多的氣動(dòng)能量才能達(dá)到清灰所需的聲功率，因而運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性較差；此外、它被設(shè)計(jì)為“產(chǎn)生與設(shè)備固有頻率相符的高聲強(qiáng)氣流”(摘自91209145.2說明書)，將引發(fā)設(shè)備的振動(dòng)和疲勞，因而運(yùn)行安全性較差。
本實(shí)用新型的目的是為了克服上述缺點(diǎn)提出一種亦屬于共振腔原理的氣哨，它節(jié)省氣源，有效可靠，具有經(jīng)濟(jì)可靠的實(shí)用性。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案特征在于，他包括一中心桿，噴嘴外殼用螺紋的方式連接在中心桿的一端然后焊接固定，在中心桿的另一端再焊接一共振腔外殼，在中心桿與噴咀外殼的一端軸向圍繞中心桿的中心開有六個(gè)以上的通氣孔。中心桿的一端與共振腔外殼之間有一矩形圓環(huán)狀的共振腔，在中心桿的另一端與噴嘴外殼之間有一環(huán)狀的噴口空腔。噴口空腔的內(nèi)壁可以做成單內(nèi)側(cè)縮管形狀或單外側(cè)縮管形狀或雙側(cè)縮管形狀。噴口空腔的內(nèi)壁還可以做成單內(nèi)側(cè)縮放管形狀或單外側(cè)縮放管或雙側(cè)縮放管形狀。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本實(shí)用新型的噴口空腔的示意圖。
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本裝置的結(jié)構(gòu)和作用。
圖1中本實(shí)用新型的基體是一根中心桿6。中心桿6的一端與噴嘴外殼3構(gòu)成了噴口空腔4和噴口5，還構(gòu)成了進(jìn)氣接口1。外部氣源由進(jìn)氣管接口1加入，經(jīng)過通氣孔2進(jìn)入噴口空腔4，在噴口空腔4形成所需的氣動(dòng)力場(chǎng)，再由噴口5射出氣流。中心桿6的另一端與共振腔外殼10構(gòu)成了共振空腔9，共振空腔的開口端為共振腔口8。共振腔口8與噴口5的朝向相對(duì)，兩者相隔一個(gè)距離并形成了一個(gè)輻射開放空間7，聲波由此徑向向外輻射。
本實(shí)用新型的基本原理是氣流的微小擾動(dòng)在共振空腔得以共振而強(qiáng)化發(fā)聲，發(fā)聲的頻率取決于共振腔口8到共振空腔底的深度L，L近似為發(fā)射聲波的四分之一波長(zhǎng)。聲波頻率僅由共振腔深L決定，共振腔的其它幾何參數(shù)的變化，只對(duì)聲波頻率略有影響，一般修正系數(shù)不超過百分之十，可以忽略不計(jì)。然而共振腔的其它幾何參數(shù)，尤其是共振腔口8相對(duì)于噴口5的方向和距離等，影響著氣聲轉(zhuǎn)換效率。本實(shí)用新型的安排，在較寬的范圍內(nèi)具有較高的氣聲轉(zhuǎn)換效率。影響氣聲轉(zhuǎn)換效率的另一主要因素是噴口空腔4的幾何形狀及噴口5相對(duì)于共振腔口8的位置。圖2中噴口空腔為收縮噴管形式的有單內(nèi)側(cè)縮管a、雙側(cè)縮管b和單外側(cè)縮管c。噴口空腔為縮放噴管形式(即拉瓦爾管)的也有單內(nèi)側(cè)縮放管d、雙側(cè)縮放管e和單外側(cè)縮放管f?？s放噴管的管內(nèi)側(cè)可作成拉瓦爾曲線，也可簡(jiǎn)化為折線。當(dāng)氣源壓力較低時(shí)，只能采用收縮噴管的形式；當(dāng)氣源壓力較高時(shí)，可以采用縮放噴管的形式。縮放噴管的特性是可以使氣源速度連續(xù)增加，可達(dá)到超聲速，得到最高的氣聲轉(zhuǎn)換效率。噴口與共振腔口方向相對(duì)，而中心線位置有偏外側(cè)，居中和偏內(nèi)側(cè)三種情況，圖2中的a、b和c。當(dāng)噴口偏在共振腔內(nèi)側(cè)時(shí)，中心桿應(yīng)適當(dāng)縮小直徑，以上減少氣流附壁磨擦損失。共振腔外殼10的腔口外唇，倒角45°，可減小噪聲，也是提高效率的措施之一。本實(shí)用新型從氣源條件及加工工藝比較，實(shí)施例中，當(dāng)氣源壓力較低時(shí)，以偏外側(cè)的單內(nèi)側(cè)收縮管形式a和偏內(nèi)側(cè)的單外側(cè)收縮管形式c較優(yōu)；當(dāng)氣源壓力較高時(shí)，以偏外側(cè)的單內(nèi)側(cè)縮放管形式d和偏內(nèi)側(cè)的單外側(cè)縮放管形式f較優(yōu)。最佳實(shí)施例為d和f。
本實(shí)用新型在工程實(shí)施中，將新型氣哨組合成陳列，安裝在工業(yè)爐的換熱器，如空氣預(yù)熱器、省煤器和過熱器的空隙中，間歇性地接通氣源進(jìn)行在線清灰。全部氣哨的發(fā)聲頻率都避開換熱器設(shè)備的固有頻率。
權(quán)利要求1.一種聲波清灰器，其特征在于，他包括中心桿6，噴嘴外殼3用螺紋的方式連接在中心桿6的一端，然后焊接固定，在中心桿6的中一端再焊接一共振腔外殼10，在中心桿6與噴嘴外殼的一端軸向圍繞中心桿6的中心開有六個(gè)以上的通氣孔2。
2.按權(quán)利要求1所述的聲波清灰器，其特征在于，在中心桿6的一端與共振腔外殼10之間有一矩形環(huán)狀的共振腔9。
3.按權(quán)利要求1所述的聲波清灰器，其特征在于，在中心桿6的另一端與噴嘴外殼之間有一環(huán)狀噴口空腔4。
4.按權(quán)利要求1、3所述的聲波清灰器，其特征在于，噴口空腔4的內(nèi)壁可以做成單內(nèi)側(cè)縮管形狀a或單外側(cè)縮管形狀b或雙側(cè)縮管形狀c。
5.按權(quán)利要求1、3所述的聲波清灰器，其特征在于，噴口空腔4的內(nèi)壁還可以做成單內(nèi)側(cè)縮放管形狀d或單外側(cè)縮放管形狀e或雙側(cè)縮放管形狀f。
專利摘要本實(shí)用新型聲波清灰器屬于工業(yè)爐換熱器的清灰裝置，包括中心桿及噴嘴外殼和共振腔外殼，其中中心桿與共振腔外殼形成一共振腔，中心桿與噴嘴外殼形成一噴口空腔，噴口空腔的內(nèi)壁可做成單內(nèi)側(cè)縮管形、單外側(cè)縮管形、雙側(cè)縮管形或做成單內(nèi)側(cè)縮放管形，單外側(cè)縮放管形、雙側(cè)縮放管形，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有節(jié)省氣源，有效可靠，經(jīng)濟(jì)實(shí)用的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F28G13/00GK2256093SQ9522762
公開日1997年6月11日 申請(qǐng)日期1995年12月15日 優(yōu)先權(quán)日1995年12月15日
發(fā)明者鐘高琦 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院聲學(xué)研究所