強力龍捲風發生器的製作方法

2023-09-20 09:18:15 2

專利名稱：強力龍捲風發生器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種冶金爐進風輔助設備，尤其是一種增加冶金爐進風強度的強力龍 捲風發生器。
背景技術：
在冶金熔煉行業，提高焦炭的燃燒效果是提高熔煉效果非常關鍵的技術。在燃燒 熔煉過程中，冶金爐上的進風裝置是其必不可少的設備，也對燃燒室內煤粉的燃燒效果起 著非常重要的作用。目前普遍使用進風裝置中，進風口均為管型進風口，其供風的原理與自 然界流動著的空氣沒有本質上的區別，都是利用進風裝置使空氣進入爐膛中心，使焦炭和 煤粉燃燒充分，而對不同的裝置，只是產生的氣流強度不等而已。經檢索，專利號為ZL95108491. 7的專利，其具體涉及一種「多級龍捲風發生器」， 是應用於冶金熔煉生產中一種需要壓力供風的設備，其包括一級效應體，二級效應體，中心 效應體，終極效應體、定位套、中心導流體、內錐體、噴嘴、防渦塞，可以將氣流射入爐心，均 勻散布氣流，強化底焦燃燒。經實踐得知，雖然此專利較普通管式進風口有了很大提高，但 是在旋轉流體運動規律上表現出了以下不足之處
①各級「龍捲風效應體」的結構不僅增加了製造難度，而且各級「龍捲風效應體」上開設 的若干排切向、不同前傾角度的進風孔，都僅僅切向各級「龍捲風效應體」的內壁，因而各級 「龍捲風效應室」都增加了一個在旋轉氣流離心力作用下，在「龍捲風效應室」的內側形成了 一個回流空間，產生了與主氣流運動方向相反的回流氣流，白白的自耗了主氣流的能量；
②所述的「中心氣流」，實質上其風量最小，運動距離最長，沿途阻力最大。當進入所述 「混合區」，其角速度和軸向速度與周圍的氣流相比已成了弱氣流，不僅不能增強中心氣流 的效果，反而為回流氣流提供了流量的條件。專利號為91102423. 9的專利，其具體涉及一種「龍捲風發生器及其效應場熔煉 法」，其結構包括蝸殼、外套、內套、外錐體、內錐體、螺旋導流體。該專利把直線氣流轉成龍 捲風，形成龍捲風效應場，由於導流體的結構與上面提到的專利相同，因此也存在上述不 足。

發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種用於冶金爐進風口上，增強進風氣流旋轉能 量，增大氣流貫穿力和衝擊力，且製造安裝方便的強力龍捲風發生器。為解決上述技術問題，本發明所採取的技術方案是一種強力龍捲風發生器，包括 有進風管、旋流殼和聯接套組成的外構架，其內安裝內錐體、旋流體和防渦塞，其特徵在於 還包括在所述外構架與所述內錐體和旋流體之間設置的中聯套，所述中聯套為一端開口的 圓形筒狀結構，其封閉端中心處設置有套接防渦塞的圓孔，兩端的外側壁處均設置有止口， 左端止口與所述旋流殼配合，右端止口與所述旋流體套接，所述中聯套開口端內壁設置有 與內錐體連接的螺紋，在所述內錐體軸線處設置有套接所述防渦塞的圓孔，所述聯接套為殼體結構，中部為圓錐臺形，其右端與所述旋流體的右端緊密配合，其左端與所述旋流殼的 出風口處螺紋連接。所述旋流體的內錐面與內錐體的外錐面形成錐環形空腔，所述旋流體的錐體段均 布有兩種圓孔，其中一種圓孔的軸線與所述空腔內壁相切，另一種圓孔的母線與所述空腔外 壁相切，在同一斷面上圓孔軸線與所述豎直方向夾角相同，所述夾角範圍在5° -30°之間。所述旋流殼進口處一側與旋流殼的內壁相切，另一側與所述中聯套的外壁相切。所述旋流殼進風口連接有進風管。氣流進入風箱後，經風管進入旋流殼，由於旋流殼的結構限制，使氣流的一側切向 旋流殼內壁，另一側切向中聯套的外壁，自然在圓環形空腔形成旋轉氣流，並旋轉進入聯接 套與旋流體之間的錐環形空腔中，並進入旋流體上的切向孔；由於在旋流體的若干個截面 上設置有進風孔，其中有部分截面上的進風孔切向內錐體的外錐面，另一部分進風孔切向 旋流體的內錐面，同一截面上的進氣孔與豎直方向的夾角相同，不同截面上的進氣孔與豎 直方向的夾角α不同，其α範圍在(一30。之間。因而，當氣流進入旋流體與內錐體之間 的錐環形空腔時，就可以消除了氣流在旋轉離心力的作用下，在錐環形空腔中出現回流空 間和回流氣體，內部充滿了同向旋轉的氣流，避免產生回流現象。在錐環形空腔中旋轉的氣流，同處於一個流場中，氣流所受到的壓力是相同的，即 每個氣流質點在進行旋轉時，其線速度是相同的。但由於其所處的旋轉半徑和與豎直方向 的夾角不同，因此半徑越大處角速度和軸向速度減小，壓力越大，半徑越小處，角速度和軸 向速度越大，壓力越小，這樣就形成了指向圓心的壓力梯度，因此在旋轉的流場中壓力方向 是指向中心的，自然形成向心力。同時，氣流與內外錐體面的摩擦力趨近於零。這股強力龍 捲風越是趨向中心，其角速度和軸向速度越大，越是具有更大的衝擊、貫穿和剝離的作用。 因此，當強力龍捲風射入爐膛後，能穿透焦炭的阻力，氣流伸入爐心，強化焦炭燃燒，全面提 高各項熔煉指標，獲得節能、低耗、高效的熔煉效果。採用上述技術方案所產生的有益效果在於①避免了錐環形空腔中形成回流空 間，使產生的龍捲風的強度更強，有力的提高了進風效果；②在錐環形空腔中形成了壓力梯 度，使中心氣流的角速度和軸向速度最大，產生更大的衝擊力和貫穿力；③本發明與現有結 構相比，其零部件簡單，安裝製造方便，而且效果更明顯。


下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步詳細的說明。圖1是本發明的結構剖面圖2是本發明中旋流殼的剖視圖3是本發明中旋流體上與內錐體外錐面相切的進風孔A-A剖視放大圖； 圖4是本發明中旋流體上與旋流體內錐面相切的進風孔B-B剖視放大圖； 其中，1、防渦塞，2、中聯套，3、旋流殼，4、進風管，5、風箱，6、爐殼，7、聯接套，8、旋流體， 9、內錐體，10、風口磚，11、爐壁，12、爐膛。
具體實施例方式從附圖中可知，本發明是一種強力龍捲風發生器，包括有進風管4、旋流殼3和聯
4接套7組成的外構架，其內安裝內錐體9、旋流體8和防渦塞1，其特徵在於還包括在所述 外構架與所述內錐體9和旋流體8之間設置的中聯套2，所述中聯套2為一端開口的圓形筒 狀結構，其封閉端中心處設置有套接防渦塞1的圓孔，兩端的外側壁處均設置有止口，左端 止口與所述旋流殼3配合，右端止口與所述旋流體8套接，所述中聯套2開口端內壁設置有 與內錐體9連接的螺紋，在所述內錐體9軸線處設置有套接所述防渦塞1的圓孔，所述聯接 套7為殼體結構，中部為圓錐臺形，其右端與所述旋流體8的右端緊密配合，其左端與所述 旋流殼3的出風口處螺紋連接。由附圖1所示，本發明的進風端是風箱5連接著進風管4，出風端安裝在包括爐殼 6和爐壁11中。氣流由進風管4進入，流經旋流殼3和聯接套7，進入內部的中聯套2、內錐 體9和旋流體8圍成的錐環形空腔內，經由內錐體9的表面和防渦塞1尖端反射，氣流呈旋 轉狀態，直射入爐膛12中；聯接套7的前端配裝有耐火材料製作的風口磚10。抽出防渦塞 1形成窺視孔，在窺視孔中沒有外衝氣流，可直視爐膛12焦炭的燃燒和熔煉狀況。由附圖2所示，可見旋流殼3進口處一側與旋流殼3的內壁相切，另一側與中聯套 2的外壁相切，氣流可在圓環空腔中旋轉前進。由附圖3和附圖4所示，旋流體8的內錐面與內錐體9的外錐面形成錐環形空腔， 旋流體8的錐體段均布有兩種圓孔，其中一種圓孔的軸線與所述空腔內壁相切，另一種圓 孔的母線與所述空腔外壁相切，其同一斷面上圓孔軸線與所述豎直的方向夾角α相同，不 同斷面上所述夾角α是不同的，其夾角α範圍在5。一30。之間。氣流可在錐環形空腔內 加速旋轉前進。
權利要求
一種強力龍捲風發生器，包括有進風管(4)、旋流殼(3)和聯接套(7)組成的外構架，其內安裝內錐體(9)、旋流體(8)和防渦塞(1)，其特徵在於還包括在所述外構架與所述內錐體(9)和旋流體(8)之間設置的中聯套(2)，所述中聯套(2)為一端開口的圓形筒狀結構，其封閉端中心處設置有套接防渦塞(1)的圓孔，兩端的外側壁處均設置有止口，左端止口與所述旋流殼(3)配合，右端止口與所述旋流體(8)套接，所述中聯套(2)開口端內壁設置有與內錐體(9)連接的螺紋，在所述內錐體(9)軸線處設置有套接所述防渦塞(1)的圓孔，所述聯接套(7)為殼體結構，中部為圓錐臺形，其右端與所述旋流體(8)的右端緊密配合，其左端與所述旋流殼(3)的出風口處螺紋連接。
2.根據權利要求1所述的強力龍捲風發生器，其特徵在於所述旋流體(8)的內錐面與 內錐體(9)的外錐面形成錐環形空腔，所述旋流體(8)的錐體段均布有兩種圓孔，其中一種 圓孔的軸線與所述空腔內壁相切，另一種圓孔的母線與所述空腔外壁相切，在同一斷面上 圓孔軸線與所述豎直方向夾角相同，所述夾角範圍在5。-30。之間。
3.根據權利要求2所述的強力龍捲風發生器，其特徵在於所述旋流殼(3)進風口處一 側與旋流殼(3)的內壁相切，另一側與所述中聯套(2)的外壁相切。
4.根據權利要求3所述的強力龍捲風發生器，其特徵在於所述旋流殼(3)進風口連接 有進風管(4)。全文摘要
本發明公開了一種強力龍捲風發生器，包括有進風管、旋流殼和聯接套組成的外構架，其內安裝內錐體、旋流體和防渦塞，還包括在外構架與內錐體和旋流體之間設置的中聯套，中聯套與旋流殼和旋流體配合連接，旋流體的錐體段均布有兩種圓孔，其中一種圓孔的軸線與所述空腔內壁相切，另一種圓孔的母線與所述空腔外壁相切，在同一斷面上圓孔軸線與所述豎直方向夾角相同，所述夾角α範圍在5°-30°之間。本發明的優點在於，能夠增強進風氣流旋轉能量，增大氣流貫穿力和衝擊力，而且製造安裝方便。
文檔編號F23L5/00GK101975403SQ201010535538
公開日2011年2月16日 申請日期2010年11月9日 優先權日2010年11月9日
發明者陳朝雲 申請人:陳朝雲;秦皇島開發區幹將自動化機械製造有限公司