本發(fā)明專利涉及一種鍋爐聲波吹灰器，具體是一種可調(diào)節(jié)聲波頻率、強度和吹灰范圍的聲波吹灰器。

背景技術(shù)：

鍋爐在正常運行中，總會出現(xiàn)鍋爐和煙道內(nèi)部積灰積垢的現(xiàn)象，大大降低了鍋爐及相關(guān)換熱設(shè)備(如省煤器、過熱器等)的換熱效率，并且存在安全隱患。目前常用的吹灰方式有蒸汽吹灰、激波吹灰、燃?xì)獯祷液吐暡ù祷业?，其中，由于聲波吹灰具有無死角、對鍋爐煙道傷害小等優(yōu)點而備受人們關(guān)注。

聲波吹灰器技術(shù)將壓縮空氣的能量轉(zhuǎn)變?yōu)槁暷?，并以聲波的方式向鍋爐內(nèi)部傳遞，聲波經(jīng)擴音喇叭的規(guī)整放大后以一定頻率、振幅和周期連續(xù)傳入鍋爐內(nèi),并以直射、反射、繞射等形式疊加形成一個不留死角的強大諧振聲場，對沉積物施以拉力或壓力，對灰粒之間及灰粒和容器壁之間的結(jié)合力起到減弱和破壞的作用，并且形成紊亂的流動效果使得微粒難以再次積聚。然而，目前已有的聲波吹灰器在聲波頻率和吹灰范圍等方面的控制上尚存在一些局限，對不同復(fù)雜工況的適應(yīng)性亟需增強。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種可調(diào)聲波吹灰器，其技術(shù)特點是實現(xiàn)了聲波頻率、強度和吹灰范圍的可調(diào)，并增強了吹灰效果。

具體調(diào)節(jié)方案為：(1)調(diào)節(jié)壓縮空氣儲存罐壓力閾值以改變聲波強度；(2)調(diào)節(jié)電磁閥的開合頻率以改變聲波頻率；(3)調(diào)節(jié)滾珠絲杠的旋向以改變聲波導(dǎo)管的位置。

本發(fā)明是通過如下方案實現(xiàn)的：

一種可調(diào)聲波吹灰器，包括壓縮空氣儲存系統(tǒng)、聲波發(fā)生系統(tǒng)、聲波放大系統(tǒng)和控制系統(tǒng)；

所述壓縮空氣儲存系統(tǒng)包括壓縮空氣連接口、壓縮空氣儲存罐、壓力傳感器和漸縮通道，所述壓縮空氣連接口設(shè)于所述壓縮空氣儲存罐的進(jìn)氣端；所述漸縮通道設(shè)于所述壓縮空氣儲存罐的出氣端，漸縮通道與壓縮空氣儲存罐一體成型；所述壓力傳感器設(shè)于所述壓縮空氣儲存罐的內(nèi)壁上；

所述聲波發(fā)生系統(tǒng)包括高頻電磁閥控制器、止回閥和高頻電磁閥，所述高頻電磁閥連接所述漸縮通道的出氣端，所述止回閥所述高頻電磁閥，所述高頻電磁閥控制器電性連接所述高頻電磁閥；

所述聲波放大系統(tǒng)包括電機、滾珠絲杠、聲波導(dǎo)管可調(diào)段和聲波導(dǎo)管出口段，所述滾珠絲杠的一端與所述電機的轉(zhuǎn)軸連接，滾珠絲杠的另一端通過螺紋連接有一個螺母和一個螺母架，所述螺母和螺母架固接，所述螺母架固設(shè)于所述聲波導(dǎo)管出口段入口端的外壁上，所述聲波導(dǎo)管出口段為喇叭口形狀；所述聲波導(dǎo)管可調(diào)段為一個中空結(jié)構(gòu)的伸縮桿，聲波導(dǎo)管可調(diào)段的中心軸與所述滾珠絲杠的中心軸平行，所述聲波導(dǎo)管可調(diào)段的入口端與所述止回閥連接，聲波導(dǎo)管可調(diào)段的出口端與所述聲波導(dǎo)管出口段入口端連接；

所述控制系統(tǒng)包括一個控制終端，所述控制終端電性連接所述壓力傳感器、電機和高頻電磁閥控制器。

進(jìn)一步，所述滾珠絲杠的數(shù)量為2個，所述2個滾珠絲杠關(guān)于所述聲波導(dǎo)管可調(diào)段的中心軸對稱。

壓縮空氣儲存系統(tǒng)包括壓氣機連接口、壓縮空氣儲存罐、壓力傳感器和漸縮通道，用于接收壓氣機的純凈壓縮空氣(非純凈空氣加裝過濾器，保護(hù)聲波吹灰器，避免內(nèi)部污染并減少維修成本)，起到儲存并穩(wěn)壓的作用，內(nèi)部的壓力傳感器通過感知罐內(nèi)壓力，將壓力值轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘杺魉徒o控制終端，并由控制終端判斷是否啟動聲波發(fā)生器，用戶可以根據(jù)實際需要更改此壓力閾值，調(diào)節(jié)聲波的強度。

聲波發(fā)生系統(tǒng)包括高頻電磁閥、高頻電磁閥控制器和止回閥，用于產(chǎn)生聲波，一定壓力的連續(xù)氣流通過電磁閥的瞬間被電磁閥切斷形成脈沖氣流，即聲波。用戶可以通過控制終端改變電磁閥的開合頻率進(jìn)而調(diào)整聲波的頻率，以適應(yīng)不同的工況。止回閥的作用是保護(hù)吹灰器，避免由于鍋爐內(nèi)部的壓力突增或者是吹灰器內(nèi)部的壓力突降引起的氣體倒流致使煙灰進(jìn)入吹灰器內(nèi)部，污染腐蝕吹灰器，延長吹灰器使用壽命并降低維修成本。

聲波放大系統(tǒng)包括電控電機、滾珠絲杠、聲波導(dǎo)管可調(diào)段和聲波導(dǎo)管出口段，用于放大聲波。用戶可以在控制終端啟動電機，通過調(diào)節(jié)滾珠絲杠的右旋或左旋控制聲波導(dǎo)管的前進(jìn)和后退，進(jìn)而改變吹灰范圍，能有效去除不同程度的積灰。滾珠絲杠是用來將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為直線運動執(zhí)行元件，并具有傳動效率高，定位準(zhǔn)確等優(yōu)點。當(dāng)滾珠絲杠作為主動體時，螺母就會隨絲桿的轉(zhuǎn)動角度按照對應(yīng)規(guī)格的導(dǎo)程轉(zhuǎn)化成直線運動，聲波導(dǎo)管出口段通過螺母座和螺母連接，從而實現(xiàn)對應(yīng)的直線運動。

控制終端連接壓力傳感器，電機和高頻電磁閥控制器，能實時調(diào)節(jié)吹灰器的運行參數(shù)，適應(yīng)不同的工作條件。

聲波發(fā)生器、止回閥、聲波放大器三者用螺栓緊密連接并加密封墊片，聲波導(dǎo)管的可調(diào)段和出口段用法蘭連接。

本發(fā)明的有益之處在于：

實現(xiàn)了聲波頻率、強度和吹灰范圍的可調(diào)，并增強了吹灰效果，即聲波的強度、頻率和吹灰范圍可以根據(jù)用戶需求實現(xiàn)自由調(diào)整，能清除各種程度的積灰，對不同工況的適應(yīng)性更強。

附圖說明

圖1：本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2：本發(fā)明的局部右視圖，即吹灰器滾珠絲杠分布圖；

圖3：滾珠絲杠、螺母及螺母架局部示意圖。

圖中：1：壓縮空氣連接口；2：壓縮空氣儲存罐；3：壓力傳感器；4：控制終端；5：電機；6：高頻電磁閥控制器；7：滾珠絲杠；71：螺母；72：螺母架；8：聲波導(dǎo)管可調(diào)段；9：聲波導(dǎo)管出口段；10：止回閥；11：高頻電磁閥；12：漸縮通道

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述：

如圖1～3所示：一種可調(diào)聲波吹灰器，包括壓縮空氣儲存系統(tǒng)、聲波發(fā)生系統(tǒng)、聲波放大系統(tǒng)和控制系統(tǒng)；

所述壓縮空氣儲存系統(tǒng)包括壓縮空氣連接口1、壓縮空氣儲存罐2、壓力傳感器3和漸縮通道12，所述壓縮空氣連接口1設(shè)于所述壓縮空氣儲存罐2的進(jìn)氣端；所述漸縮通道12設(shè)于所述壓縮空氣儲存罐2的出氣端，漸縮通道12與壓縮空氣儲存罐2一體成型；所述壓力傳感器3設(shè)于所述壓縮空氣儲存罐2的內(nèi)壁上；

所述聲波發(fā)生系統(tǒng)包括高頻電磁閥控制器6、止回閥10和高頻電磁閥11，所述高頻電磁閥11連接所述漸縮通道12的出氣端，所述止回閥10所述高頻電磁閥11，所述高頻電磁閥控制器6電性連接所述高頻電磁閥11；

所述聲波放大系統(tǒng)包括電機5、滾珠絲杠7、聲波導(dǎo)管可調(diào)段8和聲波導(dǎo)管出口段9，所述滾珠絲杠7的一端與所述電機5的轉(zhuǎn)軸連接，滾珠絲杠7的另一端通過螺紋連接有一個螺母71和一個螺母架72，所述螺母71和螺母架72固接，所述螺母架72固設(shè)于所述聲波導(dǎo)管出口段9入口端的外壁上，所述聲波導(dǎo)管出口段9為喇叭口形狀；所述聲波導(dǎo)管可調(diào)段8為一個中空結(jié)構(gòu)的伸縮桿，聲波導(dǎo)管可調(diào)段8的中心軸與所述滾珠絲杠7的中心軸平行，所述聲波導(dǎo)管可調(diào)段8的入口端與所述止回閥10連接，聲波導(dǎo)管可調(diào)段8的出口端與所述聲波導(dǎo)管出口段9入口端連接；

所述控制系統(tǒng)包括一個控制終端4，所述控制終端4電性連接所述壓力傳感器3、電機5和高頻電磁閥控制器6。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可調(diào)聲波吹灰器，其特征在于，所述滾珠絲杠7的數(shù)量為2個，所述2個滾珠絲杠7關(guān)于所述聲波導(dǎo)管可調(diào)段8的中心軸對稱。

所述壓縮空氣儲存系統(tǒng)包括壓氣機連接口1、壓縮空氣儲存罐2、壓力傳感器3和漸縮通道12。所述壓氣機連接口1用于連接壓氣機接受純凈壓縮空氣(非純凈空氣加裝過濾器)，與壓縮空氣儲存罐2焊接在一起；所述壓縮空氣儲存罐2用于存儲壓縮空氣；所述壓力傳感器3用于檢測壓氣罐2內(nèi)壓力，并將壓力值轉(zhuǎn)化為電信號傳送給控制終端4；所述漸縮通道12用于降低壓縮氣流的焓值，并將其轉(zhuǎn)化為氣流的動能。

所述聲波發(fā)生系統(tǒng)包括高頻電磁閥11、高頻電磁閥控制器6和止回閥10，用于產(chǎn)生聲波。所述高頻電磁閥11用于將一定壓力的連續(xù)氣流切斷形成脈沖氣流，即聲波。所述高頻電磁閥控制器6用于控制高頻電磁閥11的開合頻率，并受控于控制終端4；所述止回閥10用于保護(hù)吹灰器，避免由于鍋爐內(nèi)部的壓力突增或者是吹灰器內(nèi)部的壓力突降引起的氣體倒流致使煙灰進(jìn)入吹灰器內(nèi)部，污染腐蝕吹灰器，延長吹灰器使用壽命并降低維修成本。

所述聲波放大系統(tǒng)包括電機5、滾珠絲杠7、聲波導(dǎo)管可調(diào)段8和聲波導(dǎo)管出口段9，用于放大聲波。所述電機5用于控制滾珠絲杠7的轉(zhuǎn)向及轉(zhuǎn)動速度，并受控于控制終端4；所述滾珠絲杠7用于將電機5的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)變?yōu)槠絼?，并帶動可調(diào)節(jié)聲波導(dǎo)管8和聲波導(dǎo)管出口段9移動，由電機5驅(qū)動；所述聲波導(dǎo)管可調(diào)段8用于傳輸聲波并且每個單元環(huán)節(jié)之間可以相互移動；所述聲波導(dǎo)管出口段9用于放大并傳送聲波。

進(jìn)一步，如圖3所示，所述滾動絲杠7分布于吹灰器的上下兩側(cè)，由電機5驅(qū)動；

進(jìn)一步，如圖3所示，滾動絲杠7上裝有螺母71和螺母架72。所述螺母71用于將滾動絲桿7的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為平動，并與螺母架72焊接連接；所述螺母架72用于連接聲波導(dǎo)管出口段9，將螺母71的平動傳遞給聲波導(dǎo)管出口段9。

所述控制終端4連接壓力傳感器3，電機5和高頻電磁閥控制6，用于接收來自于壓力傳感器3的信號，以及控制電機5和高頻電磁閥控制6的工作狀態(tài)，從而實時調(diào)節(jié)吹灰器的運行參數(shù)，適應(yīng)不同的工作條件。

進(jìn)一步，為所述聲波導(dǎo)管可調(diào)段8可實現(xiàn)聲波導(dǎo)管的自由伸縮，控制聲波的擴散范圍，當(dāng)積灰較松散時，在控制終端4控制滾珠絲杠7旋轉(zhuǎn)，收縮此段聲波導(dǎo)管，此時吹灰范圍擴大，提高吹灰效率；當(dāng)積灰較嚴(yán)重時，反向旋轉(zhuǎn)滾珠絲杠7，伸展此段聲波導(dǎo)管，此時吹灰范圍減小，聲波能量更集中，增強吹灰效果。

下面，對本發(fā)明所述的裝置的工作原理進(jìn)行描述：

(1)壓縮空氣由連接口1進(jìn)去壓縮空氣儲存罐2(非純凈空氣需要安裝過濾器)，壓力傳感器3將罐內(nèi)壓力傳送給控制終端4，當(dāng)滿足壓力大于等于預(yù)設(shè)壓力時，控制終端啟動高頻電磁閥11，氣流經(jīng)過漸縮通道12流向電磁閥的同時一部分焓值轉(zhuǎn)化為動能，空氣的流速增加，壓力降低。

(2)連續(xù)氣流流經(jīng)電磁閥時，被高速電磁閥11的周期性打開-閉合轉(zhuǎn)變成高頻脈沖氣流，形成聲波。

(3)聲波經(jīng)止回閥進(jìn)入聲波放大器中，聲波在導(dǎo)管內(nèi)被放大，依次經(jīng)過導(dǎo)管的可調(diào)段8和出口段9，進(jìn)入鍋爐進(jìn)行吹灰。

(4)控制終端4作用如下

1)檢測壓縮空氣儲存罐2內(nèi)壓力，可通過改變參考壓力的方法調(diào)整聲波的強度；

2)控制電磁閥11的開合頻率，可提供大范圍的聲波頻率；

3)控制電機5的工作，改變聲波導(dǎo)管的位置。

聲波發(fā)生系統(tǒng)和聲波放大系統(tǒng)外部涂抹一層隔音材料，減小聲波泄漏量，既提高了吹灰效率又避免了環(huán)境噪聲污染，改善了人員操作環(huán)境。