專利名稱：整體式耐高溫高效聲波吹灰器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及應(yīng)用聲學(xué)中的一種吹灰裝置，特別適用于鍋爐吹灰作業(yè)的一種整體式耐高溫高效聲波吹灰器及其制造方法。
背景技術(shù)：
在燃煤、燃油鍋爐的運(yùn)行中，爐腔受熱面、換熱器上的積灰、結(jié)垢、結(jié)焦，造成受熱表面溫度遞增，導(dǎo)致鍋爐傳熱效率下降，排煙溫度高，煙量過大，污染環(huán)境，而且嚴(yán)重的積灰、堵灰，甚至?xí)斐慑仩t塌灰滅火，以至影響到鍋爐的正常運(yùn)行。為此，必須定期對鍋爐進(jìn)行清灰、除垢、除焦，以確保鍋爐的正常運(yùn)行。在公知的技術(shù)中，通常使用聲波吹灰器在不停爐的情況下，利用聲波氣流噴射的功力，達(dá)到清除受熱面或換熱器上的積灰、結(jié)垢、結(jié)焦的目的。但在吹灰器的制造中，由于吹灰器內(nèi)腔的腔形復(fù)雜，工藝制造難度大，因此大都采用機(jī)械加工的組焊件，其選用的材料必須具有機(jī)械加工性能的普通耐熱鋼，但這些普通耐熱鋼的耐高溫性最高在900℃左右，而鍋爐爐膛內(nèi)的最高溫度達(dá)1300℃，由此造成所選用的材料耐高溫性與鍋爐內(nèi)的實(shí)際溫度不配套。因此，為了避免燒損吹灰器，在安裝時，所裝吹灰器必須避開鍋爐高溫區(qū)，只能安裝在爐墻壁中或爐墻外，并且為使吹灰器的氣流進(jìn)入清灰區(qū)，需在爐墻上裝一個大套管，用于支撐吹灰器，氣體只能從管壁套中直線吹入，導(dǎo)致清灰、除垢、除焦效果不理想。另外，吹灰器的氣流分配腔及回流腔的加工面均為直切面和錐切面，這樣，氣體在流動時易形成死角，造成流體分布過渡性差，影響氣流噴射的功力。況且，現(xiàn)有的吹灰器，一般只有兩種吹射角位，即正吹和反吹，由于目標(biāo)針對性不強(qiáng)，很難達(dá)到清灰、除垢、除焦的理想效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能夠直接進(jìn)入鍋爐高溫區(qū)，并具有多種吹射角位，能夠滿足鍋爐所需吹灰部位的不同溫度、位置、積灰性質(zhì)等方面需要的整體式耐高溫高效聲波吹灰器。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種無須機(jī)械加工，能夠保證吹灰器氣流腔體幾何形狀及功能要求的整體式耐高溫高效聲波吹灰器的制造方法。
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的所采取的技術(shù)方案是該吹灰器為整體式結(jié)構(gòu)，是由氣流腔體與回流腔體連體而成，兩腔體的外壁過渡面均為圓滑弧面，在氣流腔體內(nèi)具有幾何形狀的圓滑弧面構(gòu)成的一級氣流分配室、二級氣流室，兩室之間通過分流孔連通，回流腔體內(nèi)具有環(huán)形回流通道，通道底部為圓滑弧面，通道口與二級氣流室的環(huán)縫形氣流噴射孔相對應(yīng)，并由此構(gòu)成噴射氣流的噴出口，噴出口的端口處設(shè)置有多種角位的噴射方位角。
所述一級氣流分配室的中心部位具有凸起的過渡分流球面，二級氣流室的出口端具有環(huán)縫形氣流噴射孔。
所述分流孔為錐形孔或喇叭孔，可以設(shè)置8～14個，并在圓周方向上均布。
所述噴射方位角設(shè)有鈍角吹、直角吹、銳角吹、正斜角吹和反斜角吹5種角位。
制成上述整體結(jié)構(gòu)的吹灰器所采用的方法是，通過精密鑄造實(shí)現(xiàn)吹灰器腔體形狀及功能要求，具體制作的工藝步驟為本發(fā)明的吹灰器采用耐高溫的UMCo-51鈷基合金材料。
在精鑄過程中，按聲波吹灰器腔體的幾何形狀，采用陶瓷芯件、尿素芯件作為工藝輔助件。
尿素芯件的制作方法該芯件的配料為尿素40％+碳酸鈉60％，將配料攪拌均勻，置放在電熱爐內(nèi)加溫至145℃，然后降溫至68℃時保溫，裝入尿素芯件模具壓制，脫模而成。
陶瓷芯件的制作方法該芯件的配料為石英玻璃78％+鋼玉4％+石蠟10％+蜂蠟8％，將配料攪拌均勻，置于電熱爐內(nèi)加溫138℃時，然后降溫至60℃保溫，制成陶瓷漿；再將陶瓷漿灌入裝有尿素芯件的陶瓷芯件模具中進(jìn)行壓制，并整體冷卻至陶瓷芯件徹底固化，脫模后將陶瓷芯件放入30℃溫水的循環(huán)水箱中，對尿素芯件進(jìn)行水溶性清除，形成陶瓷芯件后裝入爐窯內(nèi)燒結(jié)而成。
蠟注按氣流腔體工件的形狀要求制備蠟注模具，先將陶瓷芯件放入模具中，再將預(yù)溫好的蠟液注入模具，冷卻后脫模而成；回流腔體工件可直接將蠟注入模具壓制而成；然后將氣流腔體工件和回流腔體工件進(jìn)行蠟熔合為一體，制成吹灰器的蠟形體，再精鑄成吹灰器整體鑄件。
脫瓷將吹灰器整體鑄件放入具有循環(huán)水的容器中，加入氫氧化納，加溫150℃循環(huán)清洗脫陶，由此構(gòu)成整體式耐高溫高效聲波吹灰器成品。
按照上述方案制成的整體式耐高溫高效鍋爐聲波吹灰器，采用精鑄工藝整體成型，不經(jīng)過任何機(jī)加工，而且通過設(shè)置的工藝輔助件，能夠保證吹灰器各部位幾何形狀的要求以及使用功能要求。由于采用精鑄成型的腔體，其內(nèi)各氣流室均為圓滑的過渡弧面，可使氣流均勻順暢流通，從而進(jìn)一步提高了吹灰器的實(shí)用功效。加之吹灰器的材料選用的是耐高溫(1300℃以上)的耐熱鋼，因此在使用時不會受到爐體內(nèi)高溫的影響，可直接進(jìn)入鍋爐高溫區(qū)使用，由此提高了聲波吹灰器的清灰、除垢、除焦的效果，并延長了使用壽命。另外，在吹灰器的結(jié)構(gòu)上設(shè)置了多種不同角位的噴射方位角，可根據(jù)爐膛內(nèi)不同積灰位置所需，選擇方位角適用的吹灰器，針對爐膛中各部位各方位角的積灰進(jìn)行目標(biāo)性的清除。以此達(dá)到有效清除爐膛積灰、結(jié)垢、結(jié)焦的目的。


圖1是本發(fā)明聲波吹灰器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是尿素芯件模型圖。
圖3是圖2的側(cè)視圖。
圖4是陶瓷芯件腔芯模圖。
圖5是陶瓷芯件的工藝成形圖。
圖6是本發(fā)明中回流腔體的蠟形圖。
圖7是本發(fā)明中氣流腔體的蠟形圖。
具體實(shí)施例方式
參看圖1，本發(fā)明的整體式耐高溫高效鍋爐聲波吹灰器，是由連為一體的氣流腔體1及回流腔體2構(gòu)成，其中，氣流腔體1的進(jìn)口端3直接與進(jìn)氣管連通，出口端與回流腔體2連通，回流腔體2的另一端為盲端，兩腔體的外壁過渡面以及氣流室內(nèi)均為幾何形狀的圓滑弧面，在氣流腔體1的腔內(nèi)具有圓滑弧面構(gòu)成的一級氣流分配室5、二級氣流噴射室7，兩室之間通過分流孔6連通，分流孔6為錐形孔或喇叭孔，可以設(shè)置8～14個，并在圓周方向上均布，目的是通過改變氣流口流速，提高噴射功力。一級氣流分配室5的中心部位具有凸起的過渡分流球面4，二級氣流室7的出口端為環(huán)縫形氣流噴射口8，用以噴射氣流。回流腔體2內(nèi)具有環(huán)形回流通道9，通道底部為圓滑弧面，氣流可在此形成回流。通道口與二級氣流室7的環(huán)縫形氣流噴射孔8相對應(yīng)，并由此構(gòu)成聲波氣流噴射的噴出口，噴出口的端口處設(shè)置有鈍角吹、直角吹、銳角吹、正斜角吹、和反斜角吹等5種角位的噴射方位角10，可針對鍋爐中各部位各方位角的積灰程度進(jìn)行目標(biāo)性的清灰除垢。
吹灰器的工作原理高壓氣從形成聲波氣流噴射的氣流腔體1的進(jìn)口端3進(jìn)入，在一級氣流分配室5形成旋渦氣流，經(jīng)室內(nèi)過渡分流球面4，通過錐形或喇叭形的分流孔6，強(qiáng)有力的進(jìn)入二級氣流室7，再次形成渦流周旋壓力，迫使從環(huán)縫形氣流噴射口8，發(fā)出強(qiáng)力氣流功力聲波，噴射進(jìn)入回流通道9而產(chǎn)生相互反正逆力，再經(jīng)噴射方位角10呈扇形噴射發(fā)出氣功力和功震聲波力，直射積灰目標(biāo)，并作用于爐體內(nèi)的積灰、結(jié)垢、結(jié)焦部位，使灰渣在氣分子的作用下被破壞，震動、疏松、粉化、脫落，從而達(dá)到有效清除鍋爐中積灰或堵灰的目的。
制成上述整體結(jié)構(gòu)的吹灰器所采用的方法是，通過精密鑄造達(dá)到和滿足吹灰器各種要求，具體制作的工藝步驟為選材制作吹灰器可選擇耐高溫的UMCo-51鈷基合金材料。
在精鑄過程中，按聲波吹灰器腔體的幾何形狀，在制作腔體的腔芯架時，采用陶瓷芯件、尿素芯件作為工藝輔助件，其中，尿素芯件是由尿素40％+碳酸鈉60％配置而成，將兩種原料按比例配好后攪拌均勻，置放在電熱爐內(nèi)加溫至145℃，然后降溫至68℃時保溫，裝入尿素芯件模具壓制，脫模而成。(參見圖2、圖3的尿素芯件模型圖)
制作陶瓷芯件的工藝流程配拌料→加溫→裝膜→壓制→冷卻→脫膜→燒結(jié)陶瓷芯件的配料為石英玻璃78％+鋼玉4％+石蠟10％+蜂蠟8％，將配料攪拌均勻，置于電熱爐內(nèi)加溫138℃時，然后降溫至60℃保溫，制成陶瓷漿；壓制先將已備好的尿素芯件裝入陶瓷芯件模具，再將陶瓷漿灌入模具進(jìn)行壓制；(參見圖5的陶瓷芯件的工藝成形圖)。
冷卻與脫模對陶瓷芯件模具整體冷卻至陶瓷芯件徹底固化，然后脫模；尿素芯件的清除將壓制好的陶瓷芯件放入30℃溫水的循環(huán)水箱中，使尿素芯件水溶消失而形成陶瓷芯件。(參見圖4陶瓷芯件腔芯模圖)燒結(jié)將陶瓷芯件裝入爐窯內(nèi)按陶瓷常規(guī)工藝燒結(jié)而成。
蠟注按氣流腔體工件的形狀要求制備蠟注模具，先將陶瓷芯件放入模具中，再將預(yù)溫好的蠟液注入模具，冷卻后脫模而成；回流腔體工件可直接將蠟注入模具壓制而成；然后將氣流腔體工件和回流腔體工件進(jìn)行蠟熔合為一體，制成吹灰器的蠟形體。(參見圖6的回流腔體的蠟形圖和圖7氣流腔體的蠟形圖)鑄造將吹灰器蠟形體按精密鑄造工藝制成吹灰器整體鑄件。
脫瓷將吹灰器整體鑄件放入具有循環(huán)水的溶器中，加入氫氧化納，加溫150℃循環(huán)清洗脫陶，由此構(gòu)成整體式耐高溫高效聲波吹灰器成品。
權(quán)利要求
1.一種整體式耐高溫高效鍋爐聲波吹灰器，該吹灰器包括氣流腔體[1]與回流腔體[2]，氣流腔體[1]的進(jìn)口端[3]與進(jìn)氣管連通，出口端與回流腔體[2]連通，回流腔體[2]的另一端為盲端，其特征在于該吹灰器是由連為一體的氣流腔體[1]及回流腔體[2]構(gòu)成的整體式結(jié)構(gòu)，兩腔體的外壁過渡面均為圓滑弧面，在氣流腔體[1]內(nèi)具有幾何形狀的圓滑弧面構(gòu)成的一級氣流分配室[5]、二級氣流室[7]，兩室之間通過分流孔[6]連通，回流腔體[2]內(nèi)具有環(huán)形回流通道[9]，通道底部為圓滑弧面，通道口與二級氣流室[7]的環(huán)縫形氣流噴射孔[8]相對應(yīng)，并由此構(gòu)成噴射氣流的噴出口，噴出口的端口處設(shè)置有多種角位的噴射方位角[10]。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的整體式耐高溫高效鍋爐聲波吹灰器，其特征在于所述一級氣流分配室[5]的中心部位具有凸起的過渡分流球面[4]，二級氣流室[7]的出口端具有環(huán)縫形氣流噴射孔[8]。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的整體式耐高溫高效鍋爐聲波吹灰器，其特征在于分流孔[6]為錐形孔或喇叭孔，可以設(shè)置8～14個，并在圓周方向上均布。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的整體式耐高溫高效鍋爐聲波吹灰器，其特征在于所述噴射方位角[10]設(shè)有鈍角吹、直角吹、銳角吹、正斜角吹和反斜角吹的5種角位。
5.一種制造整體式耐高溫高效鍋爐聲波吹灰器的方法其特征在于該吹灰器的工藝步驟如下(1)吹灰器采用耐高溫的UMCo-51鈷基合金材料精鑄成整體式結(jié)構(gòu)。(2)在精鑄過程中，按聲波吹灰器腔體的幾何形狀，采用陶瓷芯件、尿素芯件作為工藝輔助件；(3)尿素芯件的構(gòu)成該芯件的配料為尿素40％+碳酸鈉60％，將配料攪拌均勻，置放在電熱爐內(nèi)加溫至145℃，然后降溫至68℃時保溫，裝入尿素芯件模具壓制，脫模而成；(4)陶瓷芯件的構(gòu)成該芯件的配料為石英玻璃78％+鋼玉4％+石蠟10％+蜂蠟8％，將配料攪拌均勻，置于電熱爐內(nèi)加溫138℃時，然后降溫至60℃保溫，制成陶瓷漿；再將陶瓷漿灌入裝有尿素芯件的陶瓷芯件模具中進(jìn)行壓制，并整體冷卻至陶瓷芯件徹底固化，脫模后將陶瓷芯件放入30℃溫水的循環(huán)水箱中，對尿素芯件進(jìn)行水溶性清除，形成陶瓷芯件后裝入爐窯內(nèi)燒結(jié)而成；(5)蠟注按氣流腔體工件的形狀要求制備蠟注模具，先將陶瓷芯件放入模具中，再將預(yù)溫好的蠟液注入模具，冷卻后脫模而成；回流腔體工件可直接將蠟注入模具壓制而成；然后將氣流腔體工件和回流腔體工件進(jìn)行蠟熔合為一體，制成吹灰器的蠟形體，再精鑄成吹灰器整體鑄件；(6)脫瓷將吹灰器整體鑄件放入具有循環(huán)水的溶器中，加入氫氧化納，加溫150℃循環(huán)清洗脫陶，由此構(gòu)成整體式耐高溫高效聲波吹灰器成品。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于鍋爐吹灰作業(yè)的整體式耐高溫高效聲波吹灰器及其制造方法。該吹灰器采用鈷基合金材料精鑄成整體式結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)中吹灰器腔體的外壁過渡面均為圓滑過渡面，腔體內(nèi)具有幾何形狀的圓滑弧面構(gòu)成的一級氣流分配室、二級氣流室，兩室之間通過分流孔連通，回流腔體內(nèi)具有底部為圓滑弧面的環(huán)形回流通道，通道口與二級氣流室的噴射孔相對應(yīng)，并由此構(gòu)成噴射氣流的噴出口，噴出口的端口處設(shè)置有多種角位的噴射方位角。該吹灰器可直接進(jìn)入鍋爐高溫區(qū)使用，并可根據(jù)爐膛內(nèi)不同積灰位置所需，選擇方位角適用的吹灰器，針對爐膛中各部位各方位角的積灰進(jìn)行目標(biāo)性的清除。以此達(dá)到有效清除爐膛積灰、結(jié)垢、結(jié)焦的目的。
文檔編號B28B1/00GK1749644SQ20041006052
公開日2006年3月22日 申請日期2004年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月17日
發(fā)明者薛鐵山 申請人:薛鐵山