声波吹灰器

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技术领域\n本发明涉及除尘装置，具体涉及利用声波除尘的吹灰器，更具体地说， 涉及一种采用膜片产生声波进行除尘的吹灰器。\n背景技术\n现有技术中的声波吹灰器是通过特定的结构发出声波输进去要清灰的 密闭空间内，让其发挥清灰功能。声波清灰的机理是利用声波的能量振动 灰尘颗粒使之处于弹跳悬浮状态，脱离灰垢聚积表面。声波能量愈大，清 灰作用愈强。目前市埸上流行的声波吹灰器，结构较复杂，采用了多个机 械活动部件来产生声波，由于活动部件较多，所以及易损坏，还容易出现 操作困难及发声不可靠的现象。\n在现有技术中还公开了一种中国专利申请，公开号为1310312A，名称 为“活塞式声波吹灰器”，这种吹灰器只有一个活动部件，即采用活塞来产 生吹灰声波，虽然它只有一个活动部件，但是仍存在如下缺点：吹灰器利 用活塞与活塞座之间的往复移动来接通气源或关闭气源，从而产生声波， 活塞运动时会有摩擦并产生噪声，吹灰器的各部件之间要求有良好的气密 封性能，并且需要设置电磁阀和电磁阀控制电路来控制活塞的换向移动， 吹灰器所发出的声波能量的大小不易控制，能耗大，效率低，吹灰器的结 构较复杂，成本高，易损坏。\n发明内容\n本发明要解决的技术问题在于，提供一种声波吹灰器，这种声波吹灰 器没有活动部件，当向吹灰器中输入压力和流量大小不同的气体时，能产 生吹灰声波，还能随意控制所发出声波的能量，操作简单，发声可靠，组 成吹灰器的部件少，结构简单，成本低。\n本发明解决上述技术问题的技术方案是：设计一种声波吹灰器，包括 声波发生装置，所述声波发生装置包括发声座、膜片及膜片压盖，所述发 声座包括呈盘状结构的座体，座体中设有呈环形的第一进气凹槽，座体的 侧壁上设有与所述第一进气凹槽连通的第一进气孔，所述第一进气凹槽底 部中间设有向上凸起的膜片支撑装置，膜片支撑装置中设有与所述第一进 气凹槽连通，由锥形通道构成的、包括一段大锥度喇叭形腔室的传声腔室， 所述膜片与所述第一进气凹槽的内侧壁相吻合并放置在所述膜片支撑装置 上，所述膜片压盖具有与所述第一进气凹槽的内侧壁相吻合的环状凸缘， 环状凸缘的内侧构成与所述第一进气凹槽连通的容气腔室，所述膜片压盖 通过紧固件与所述座体端面连接，其环状凸缘的端部将所述膜片压靠在所 述支撑装置上，所述膜片将容气腔室、传声腔室和第一进气凹槽相互隔开， 在所述传声腔室的出口处还连接有声波传送装置；所述膜片上分别设有与 所述第一进气凹槽连通的第一膜片孔，与所述大锥度喇叭形腔室连通的第 二膜片孔，所述第一膜片孔的孔径小于所述第二膜片孔的孔径。\n在上述声波吹灰器中，所述膜片支撑装置包括从所述第一进气凹槽底 部中间凸起的圆形凸台，所述圆形凸台的外圆周上设有环形的第二进气凹 槽，在所述第一进气凹槽的底部设有与所述第二进气凹槽连通的环形沉槽， 所述座体的底部设有与该环形沉槽连通的第二进气孔，所述环形沉槽中设 有膜片支撑环，膜片支撑环的上端部略高于所述圆形凸台的上端面，并且 膜片支撑环的上端部具有一呈线型的圆圈，使所述膜片与所述膜片支撑环 的端部呈线接触。\n所述传声腔室的一段大锥度喇叭形腔室位于圆形凸台中部，该喇叭形 腔室的大直径开口端与所述膜片相对，其小直径开口端与所述传声腔室的 另一段小锥度的喇叭形腔室连通，该小锥度喇叭形腔室的大直径开口端与 所述声波传送装置连通。\n采用本发明提供的声波吹灰器，在工作时，只需从座体侧壁的第一进 气孔中输入压缩气体，支撑环上的膜片在不同强度的压缩气体和压盖的作 用下会不断地产生弹起和收回的弹性变形，即离开或贴紧支撑环的端面， 使凹槽中的气体进入传声腔室或阻止气体进入传声腔室，与现有的吹灰器 相比，具有如下优点：吹灰器由压盖、座体、支撑环和膜片几个主要部件 和部份连接件构成，吹灰器发出的声波是依靠膜片的弹性变形来产生，因 此没有活动部件，结构简单，操作简单，发声可靠；当输入大小不同的压 力，能随意控制所发出声波的能量，适合于在各种类型的吹灰场合使用。\n附图说明\n图1是本发明声波吹灰器的剖视结构示意图。\n具体实施方式\n图1所示是本发明提供一个较佳的实施例，吹灰器由发声装置和声波 传送装置45构成，发声装置包括发生座，发声座中有呈盘状结构的座体30， 座体30中设有呈环形结构的第一进气凹槽18，座体30的侧壁上设有与第 一进气凹槽18连通的第一进气孔17，在第一进气凹槽18的底部中间设有 向上凸起的膜片支撑装置，支撑装置中设有与第一进气凹槽18连通，由锥 形通道构成的传声腔室24，膜片8与座体30的第一进气凹槽18侧壁相吻 合并放置在膜片支撑装置上，膜片压盖9具有与盘状座体30内侧壁相吻合 的环状凸缘13，环状凸缘13的内侧向内凹进构成一个与第一进气凹槽18 连通的容气腔室10，在座体30与膜片压盖9相邻的周边上，垂直钻有八个 孔从顶部贯穿至底部，用于安装固定螺栓1。设置在座体30上的孔是与锁 紧固定螺栓1相适配的螺孔，在膜片压盖9与座体30的邻接面之间设有一 个密封垫片34，当膜片压盖9与座体30被固定螺栓1连接在一起时，密封 垫片34可提高膜片压盖9与座体30之间的密封性能。当膜片压盖9与座 体30连接在一起时，膜片压盖9的环状凸缘13端部会将膜片8压靠在支 撑装置上，膜片8可将容气腔室10、传声腔室24和第一进气凹槽18相互 隔开，在传声腔室24的出口处连接有声波传送装置45。\n膜片支撑装置的结构如图1所示，是在第一进气凹槽18底部的中间设 有凸起的圆形凸台26，在圆形凸台26的外圆周上设有环形的第二进气凹槽 27，在第一进气凹槽18的底部设有与环形的第二进气凹槽27连通的环形 沉槽23，在座体30的底部设有与该环形沉槽23连通的第二进气孔22，环 形沉槽23中设有膜片支撑环31，膜片支撑环31的上端部略高于圆形凸台 26的上端面，并且膜片支撑环31的上端部由内、外两条向下倾斜的环形面 4、2构成，两条环形面的上边缘交会处构成一条凸起的线型圆圈3，使膜 片8与膜片支撑环31的端部呈线接触，膜片支撑环31的内径略大于圆形 凸台26的外径，两者之间设有间歇。\n在膜片支撑环31的底部圆周上均布有三个不贯穿的螺纹孔，作为安装 固定螺栓28之用。在座体30底部与螺纹孔对应的部位开有通孔，用固定 螺栓28将膜片支撑环31固定在环形沉槽23中。在膜片支撑环31的底面 与环形沉槽23之间设有密封垫圈。当膜片支撑环31与座体30被固定螺栓 28联接后，密封垫圈会把膜片支撑环31及座体30之间的邻接面密封。\n如图1所示，传声腔室24包括位于圆形凸台26中部的一段大锥度喇 叭形腔室6，该喇叭形腔室6的大直径开口端与膜片8相对，其锥度与支撑 环环形面4的倾斜角度相同，使膜片支撑环31上的环形面4与该喇叭形腔 室6的表面重合构成没有阻隔的腔室，并且其小直径开口端与另一段小锥 度的喇叭形腔室25连通，两段腔室6、25的连接处采用弧形过渡曲线7过 渡连接，小锥度腔室的大直径开口端与声波传送装置45连通。\n如图1所示，为避免膜片8与膜片压盖9之间的容气腔室10在膜片8 变形或复原时，使容气腔室10产生容积变化而形成不必要的内部压力后加 在膜片8上，在膜片8上设有使容气腔室10与大锥度喇叭形腔室6连通的 第二膜片孔5，第二膜片孔5可起到呼吸孔的作用；\n为避免膜片压盖9在工作过程中经传热而升温，可以让适量的压缩气体 从第一进气凹槽18进入膜片8与膜片压盖9之间的容气腔室10来冷却膜 片压盖9；在膜片8上还设有使容气腔室10与第一进气凹槽18连通的第一 膜片孔12，第一膜片孔12的孔径小于第二膜片孔5的孔径，由于第一膜片 孔12的直径比第二膜片孔5的直径小，因此，不会使容气腔室10增压。\n如图1所示，在座体30安装膜片支撑环31的环形沉槽23中钻有一个 垂直于座体30底部但并不贯穿其底部的孔，这个孔也与第二进气凹槽27 连通。同时与设置在座体30底部的第二进气孔22连通。第二进气孔22是 螺纹孔。在螺纹孔22中设有第二进气管20，并通过紧固螺帽21紧固在座 体30的底部。\n如图1所示，与第一进气凹槽18连通的第一进气孔17是螺纹孔。在 第一进气孔17中设有第一进气管15，并通过紧固螺帽16固定在座体30的 外圆周上。在座体30的底部靠近边缘处还垂直钻有一个螺纹的清洁孔33， 用于清洁第一进气凹槽18或测试气压，在清洁孔33中设堵塞螺栓32。\n声波传送装置45的结构如图1所示，包括一段有锥度的传输管道36， 传输管道36的外圆周上设有与其它构件(承托板)40连接的法兰盘44， 法兰盘44一侧的外圆周上设有一段螺纹50，并配有将其它构件40定位在 法兰盘44端面的螺帽49和定位锁片39，定位锁片39呈梨形，在梨形头部 边缘垂直钻有一个椭圆形孔41，在圆形法兰盘44的圆形平面的周边上均布 有三条贯穿圆形法兰盘44的定位槽42，\n在锥度传输管道36的小直径开口端设有用于与传声腔室24连接的内 螺纹35，在传声腔室24的端部设的与内螺纹35相应的外螺纹51并配有定 位螺帽54和小锁片52。\n安装膜片式声波吹灰器时，可首先在其承托板40上垂直钻一个贯穿的 圆孔46，其直径较锥形传输管道36的外径略大，在圆孔46之外垂直钻一 个贯穿承托板40的椭圆形孔41。定位钉43呈圆柱形，其一端呈锥形，在 定位钉43另一端的外圆周表面上均布有多个压紧小孔37。定位钉43的长 度大于承托板40的厚度。\n将定位钉43安装在承托板40上，其压紧小孔37位于承托板40的厚 度之内，锥形传输管道36穿过承托板40的贯穿圆孔46后，调校圆形法兰 盘44，使其中任何一条定位槽42能套在从承托板40凸出的定位钉43上， 将定位锁片39从内螺纹35端套进，调校至其随圆形孔41对准定位钉43 之上，再把锁紧螺帽49将其锁紧。定位锁片39这时被压紧在锁紧螺帽49 及承托板40之间。将定位锁片39梨形的圆形底部折贴在锁紧螺帽49的六 角周边48之上，便会使锁紧螺帽49的位置固定不动；\n再将传声腔室24的外螺纹51与锥形传输管道36的内螺纹35啮合好， 并通过锁紧螺帽54把小锁片52压紧在螺帽54与锥形传输管道36的端部 之间，把小锁片52一边折贴在锥形传输管道36的端部平面38上，另一边 折贴在螺帽54的六角周边53之上，可将螺帽54的位置固定不动。\n当需要将垂直安装在承托板40上的声波传送装置的传输管道36的位 置在原中心轴线上作120度转动时，可先把定位锁片39折贴在锁紧螺帽49 的六角周边48松开，退松螺帽49，把定位钉43从圆形法兰盘44上的定位 槽42中拉出，转动将传输管道36转动120度，使另一个定位槽42对准定 位钉43时再套进，其后重复收紧螺帽49及折贴定位锁片39于其六角周边 48之上即可。\n吹灰器产生声波的工作原理如下：\n开始时，膜片8在膜片压盖9底部环状凸缘13的作用下压紧在膜片支 撑环31的线型圆圈3之上，将第一进气凹槽18、容气腔室10和传声腔室 24相互隔开，当压缩气体从第一进气管15进入第一进气凹槽18之后，由 于膜片8是单面受到压缩气体的压力，而当这压力大于膜片8本身从平板 形变为微曲形的内部抗拒应力及膜片压盖9底部环状凸缘13的压紧力时， 膜片8便会在压力的推动下向膜片压盖9的方向产生微曲的弹性变形。这 时膜片8中央部份便会离开膜片支撑环31的线型圆圈3，膜片8与膜片支 撑环31之间有间隙，使分隔开的第一进气凹槽18与传声腔室24连通，在 环形的第一进气凹槽18中的压缩气体会从膜片8与膜片支撑环31的之间 的间隙泄出至喇叭形腔室6中，形成一股脉冲压缩气流，通过传声腔室24 及锥度传输管道36，以声波的形式排出；\n当第一进气凹槽18内的压缩气被泄出后会形成瞬间压力消失，使其不 能持续使膜片8产生微曲变形时，膜片8本身的弹性抗拒变形的应力，再 加上来自膜片压盖9底部环状凸缘13的压紧力，便会使膜片8回位至膜片 支撑环31的线型圆圈3上，再次把第一进气凹槽18中的压缩气体与喇叭 形腔室6隔开。重新隔离后，从第一进气管15输入的压缩气在第一进气凹 槽18中重新升压，又将膜片8从线型圆圈3上推离，又出现第二次泄压及 以声波形式排出。将压缩气不断地从第一进气管15输入，可以使膜片8反 复地离开和回位，可不断产生脉冲式声波，直到停止输入压缩气为止。只 需控制输入适当的压力及流量的压缩气体，及输气与停止输气的时间间隔。 即可产生所需要的声波。\n在停止从第一进气管15输入压缩气体产生声波之时，为避免膜片8经 传热而升温变形，可通过第二进气管20把另一股冷却用的压缩气体经第二 进气孔22不断输入至第二进气凹槽27中并流经座体30及膜片支撑环31 之间的空间，并通过膜片支撑环31内圆周与园形凸台26的外圆周之间的 间隙透至膜片8进行冷却。从第二进气管20输入的冷却用压缩气的压力及 流量较之从第一进气管15输入的压缩气的压力及流量低，因此这股冷却压 缩气于喷出后虽然可以自由直接通往传声腔室及声波传送装置，但不会由 此而产生脉冲压缩气流。密封垫圈的密封性能可防止冷却压缩气不必要地 进入第一进气凹槽18中，从而造成不必要的声波发声。\n当需要清洁聚积在第一进气凹槽18中的沉积物时或需测试从第一进气 管15所输入的压缩气压力及流量时，可开启堵塞螺栓32，打开清洁孔33 即可进行清洁或测试。\n声波的能量由压缩气的压力及流量、声波传送装置的结构来选定。声 波的频率由膜片8的结构及第一进气凹槽18的容积来选定，可根据不同类 型的场合空间进行清灰的要求来选定上述参数。