專利名稱：渦旋式寬范圍集箱流量分配調節(jié)器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及的是一種調節(jié)器，特別是一種渦旋式集箱流量分配調節(jié)器，屬于機械工程中鍋爐類領域。
集箱是鍋爐運行時流體分配和匯集的主要部件，由于集箱流量分配和匯集不均勻(即各并聯支管內流量不等)或不能滿足按需分配的要求而直接影響到設備運行的安全性、可靠性和經濟性，因此，工程實際中，有些情況下需要并聯管組流量均勻分配，以消除蒸汽側的流量偏差，有些情況下則需要蒸汽側達到更大的流量偏差，以主動地抵消煙氣側高的熱負荷偏差。
并聯管組流量分配與集箱結構、并聯管組結構及布置有關，在兩者一定的條件下，集箱內沿長度的靜壓分布為一定值。后者決定了沿集箱長度布置的并聯管組流量的分布。因此，只有改變系統阻力特性，才能改變支管或集箱阻力特性，進而通過改變支管本身的阻力或支管兩端的壓差而改變并聯管組流量的分配。而集箱結構，并聯管組結構與布置主要由滿足系統布置和傳熱的要求而確定，因此，只有改變集箱內阻力特性，或并聯支管內的阻力特性，才能改變支管內的流量分配。在并聯管組內加節(jié)流管圈，通過改變并聯管組的阻力特性，可達到調節(jié)并聯管組間流量分配的目的。但它只是對減少局部支管的流量是簡單而有效的措施，若以此調節(jié)集箱對整個并聯管組流量的分布，則不僅工藝復雜，且系統阻力損失較大。
集箱流量寬范圍調節(jié)要求的實現，關鍵使分配集箱和匯集集箱間的靜壓差沿集箱長度能達到寬范圍的變化幅度，亦即在分配集箱和匯集集箱內流體沿集箱長度靜壓能夠達到寬范圍的變化幅度。僅僅利用集箱內動靜壓的轉化所造成的靜壓變化是極為有限的，改變集箱內的阻力特性才能滿足集箱內靜壓大范圍變化的需要。經對現有文獻的檢索，至今尚未發(fā)現對集箱流量分配利用渦旋式寬范圍進行調節(jié)的裝置。
本發(fā)明的目的在于克服現有技術中的不足和缺陷，提出了一種渦旋式集箱流量分配調節(jié)器的技術方案，提高了鍋爐運行的安全性、可靠性和經濟性。
本發(fā)明的技術方案如下主要包括集箱、并聯支管、鋸齒形調節(jié)器或柵板形調節(jié)器、調節(jié)器軸、支承輪、支桿，鋸齒形調節(jié)器或柵板形調節(jié)器設置在集箱內，其調節(jié)器軸的兩端，分別設置在集箱的兩端，并由集箱內兩端的支承輪支承，兩支承輪之間還可根據支承需要加設支桿。本發(fā)明基于以改變集箱內流動特性改變集箱內阻力特性的原理，在集箱內設流量分配調節(jié)器，渦旋式寬范圍集箱流量分配調節(jié)器沿集箱軸向呈非流線形體結構的鋸齒狀或柵板狀，當流體通過時，因流體的主流發(fā)生脫體而在鋸齒形的凹下區(qū)域或柵板間形成環(huán)形低壓渦流區(qū)，對鋸齒形調節(jié)器，隨著鋸齒的上升，流體速度因流道截面的縮小而增大，在流道最窄的鋸齒頂所在的截面處流體速度達到最大值，從而加速了主流脫體。脫體后的高速主流，通過流體間的動量交換，帶動渦流區(qū)高速旋轉，而渦流區(qū)的高速旋轉又使得渦流區(qū)保持較低的靜壓，主流在脫體后經歷鋸齒形的凹下區(qū)域外側時，流速因慣性而保持基本不變，而靜壓則因與渦流區(qū)的平衡而下降。主流速度越高，渦流區(qū)的旋轉越強、靜壓越低，主流在渦流區(qū)外側的靜壓也越低，主流經過鋸齒時的壓降亦越大。又由于渦旋式集箱流量分配調節(jié)器安裝于集箱的中央，因而，環(huán)形低壓渦流區(qū)不會被集箱對支管的分流和匯流所破壞，而封閉的環(huán)形渦流區(qū)具有更強的穩(wěn)定性，從而也確保了主流足夠的壓降。對柵板形調節(jié)器，當流體經過每一塊柵板時，在柵板前流體因撞擊而使靜壓升高，在柵板后流體則因脫體存在渦流區(qū)而使靜壓下降，從而，流體經過柵板也產生較大壓降。
本發(fā)明具有實質性特點和顯著進步，本發(fā)明一方面，它可以實現集箱對并聯管組大的流量分配需求，另一方面，與在并聯管組內裝節(jié)流管圈相比，它不僅系統阻力損失較小，而且結構和制造工藝簡單。
以下結合附圖對本發(fā)明進一步描述

圖1鋸齒形渦旋式寬范圍集箱流量分配調節(jié)器結構示意2鋸齒形渦旋式寬范圍集箱流量分配調節(jié)器結構A－A剖面3鋸齒形渦旋式寬范圍集箱流量分配調節(jié)器結構B－B剖面4柵板形渦旋式寬范圍集箱流量分配調節(jié)器結構示意5柵板形渦旋式寬范圍集箱流量分配調節(jié)器結構C－C剖面6柵板形渦旋式寬范圍集箱流量分配調節(jié)器結構D－D剖面圖如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6所示，本發(fā)明主要包括集箱(1)、并聯支管(2)、鋸齒形調節(jié)器或柵板形調節(jié)器(3)、調節(jié)器軸(4)、支承輪(5)、支桿(6)，鋸齒形調節(jié)器或柵板形調節(jié)器(3)設置在集箱(1)內，其調節(jié)器軸(4)的兩端，分別設置在集箱(1)的兩端，并由集箱(1)內兩端的支承輪(5)支承，兩支承輪(5)之間還可根據支承需要加設支桿(6)。本發(fā)明基于以改變集箱(1)內流形改變集箱(1)內阻力特性進而改變集箱對并聯管組流量分配的原理，在集箱(1)內設渦旋式集箱流量分配調節(jié)器。渦旋式寬范圍集箱流量分配調節(jié)器沿集箱(1)軸向呈非流線形體結構的鋸齒狀或柵板狀，當流體通過時，因流體的主流發(fā)生脫體而在鋸齒形的凹下區(qū)域或柵板間形成環(huán)形低壓渦流區(qū)，對鋸齒形調節(jié)器(3)，隨著鋸齒的上升，流體速度因流道截面的縮小而增大，在流道最窄的鋸齒頂所在的截面處流體速度達到最大值，從而加速了主流脫體。脫體后的高速主流，通過流體間的動量交換，帶動渦流區(qū)高速旋轉，而渦流區(qū)的高速旋轉又使得渦流區(qū)保持較低的靜壓，主流在脫體后經歷鋸齒形的凹下區(qū)域外側時，流速因慣性而保持基本不變，而靜壓則因與渦流區(qū)的平衡而下降。主流速度越高，渦流區(qū)的旋轉越強、靜壓越低，主流在渦流區(qū)外側的靜壓也越低，主流經過鋸齒時的壓降亦越大。又由于并聯流量分配調節(jié)器安裝于集箱(1)的中央，因而，環(huán)形低壓渦流區(qū)不會被集箱(1)對并聯支管(2)的分流和匯流所破壞，而封閉的環(huán)形渦流區(qū)具有更強的穩(wěn)定性，從而也確保了主流足夠的壓降。對柵板形調節(jié)器(3)，當流體經過每一塊柵板時，在柵板前流體因撞擊而使靜壓升高，在柵板后流體則因脫體存在渦流區(qū)而使靜壓下降，從而，流體經過柵板也產生較大壓降。
如圖1所示，構成流量分配調節(jié)器的非流線體沿軸向剖面外形呈鋸齒狀，當流體流過調節(jié)器(3)與集箱(1)間的通道時，在調節(jié)器(3)的齒頂與齒根間形成穩(wěn)定的環(huán)形渦，環(huán)形渦流的內部是低壓區(qū)。當其外部主流的速度越高，則渦流區(qū)的靜壓越低。這樣，在流道沿集箱的徑向便形成由外向內的壓力梯度，迫使流線向齒根方向彎曲，如此，當主流越過齒頂后靜壓下降，其后，如下一個齒頂的外徑大于前一個齒頂的外徑，則因主流速度進一步提高，靜壓繼續(xù)下降。前者靜壓下降是局部阻力所造成的，而后者則是由動靜壓轉換所致。又由于動能與靜壓的純轉化是十分有限的，而總折合阻力系數因具有累加的性質，而可以做得足夠的大。因此，流體流經整個調節(jié)器(3)后，集箱(1)內軸向的流動局部阻力通過累加可顯著增加，靜壓降可達到較大的幅度，據此可實現集箱(1)對并聯管組有效的寬流量調節(jié)要求。
如圖4所示，構成流量分配調節(jié)器的非流線體沿軸向剖面外形呈柵板形狀，當流體流過調節(jié)器(3)與集箱(1)間的通道時，在柵板間形成穩(wěn)定的環(huán)形大渦流，環(huán)形渦流的內部是低壓區(qū)。當其外部主流的速度越高，則渦流區(qū)的靜壓越低。這樣，在流道沿集箱的徑向便形成由外向內的壓力梯度，迫使流線向軸線中心方向彎曲，如此，當主流越過柵頂后靜壓下降。流體流經整個調節(jié)器(3)后，集箱(1)內軸向的流動局部阻力通過累加可顯著增加，靜壓降可達到較大的幅度，據此可實現集箱(1)對并聯管組有效的寬范圍流量調節(jié)要求。
權利要求
1.一種渦旋式寬范圍集箱流量分配調節(jié)器，主要包括集箱(1)、并聯支管(2)，其特征在于還包括鋸齒形調節(jié)器或柵板形調節(jié)器(3)、調節(jié)器軸(4)、支承輪(5)、支桿(6)，鋸齒形調節(jié)器或柵板形調節(jié)器(3)設置在集箱(1)內，其調節(jié)器軸(4)的兩端，分別設置在集箱(1)的兩端，并由集箱(1)內兩端的支承輪(5)支承，兩支承輪(5)之間還可根據支承需要加設支桿(6)。
2.根據權利要求1所述的這種渦旋式寬范圍集箱流量分配調節(jié)器，其特征還在于設置在集箱(1)內的調節(jié)器(3)可以是鋸齒形的或柵板形的。
全文摘要
渦旋式寬范圍集箱流量分配調節(jié)器主要包括集箱、并聯支管、鋸齒形調節(jié)器或柵板形調節(jié)器、調節(jié)器軸、支承輪、支桿,鋸齒形調節(jié)器或柵板形調節(jié)器設置在集箱內,其調節(jié)器軸的兩端,分別設置在集箱的兩端,并由集箱內兩端的支承輪支承,兩支承輪之間還可根據支承需要加設支桿。本發(fā)明可以實現集箱對并聯管組大的流量分配需求,系統阻力損失較小,結構和制造工藝簡單。
文檔編號F22B37/14GK1280271SQ0011686
公開日2001年1月17日 申請日期2000年6月29日 優(yōu)先權日2000年6月29日
發(fā)明者繆正清, 徐通模 申請人:上海交通大學