一种空气与烟气混合器的制作方法

1.本发明属于烟气混合装置技术领域，具体涉及一种空气与烟气混合器。


背景技术：

2.为实现工业锅炉低氮燃烧和节能需要，近年来，市场上出现了将高温烟气通过再循环烟道引入锅炉送风机进风风道的烟气再循环技术，然而现有的烟气再循环技术中，空气与烟气的调节需要配套外在动力机构进行调整，结构复杂，制造和运维成本高，且存在较大的滞后性，容易导致炉内运行工况产生波动，影响低氮燃烧和节能效果，那么如何在无外在动力的前提下，根据炉内燃烧的氧量需求自主实现空气与烟气的高效比例调节，就成为了本领域技术人员亟待克服的技术难题。


技术实现要素：

3.为了解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：
4.一种空气与烟气混合器，包括外筒和内筒，所述内筒通过支架连接在外筒内壁上，且内筒与外筒之间形成环形的第一烟气通道，所述内筒的内腔形成第二烟气通道，所述第一烟气通道内设有第一百叶窗调节风门，所述第二烟气通道内设有第二百叶窗调节风门，所述第一百叶窗调节风门包括热胀机构、第一复位机构和转动连接在内筒与外筒之间的多个扇形挡板，各扇形挡板的挡板轴沿周向均布在内筒的外圆壁上，所述热胀机构可随烟气温度的升高产生使扇形挡板旋转的驱动力，所述第一复位机构可在烟气温度降低时驱动扇形挡板旋转复位，所述第二百叶窗调节风门包括第二复位机构和多个转动连接在内筒中的挡风板，所述挡风板可根据第二百叶窗调节风门两侧的压差在第二复位机构的配合下自动调节开度，当第二百叶窗调节风门两侧的压差消失时，第二复位机构用于驱动挡风板复位。
5.优选的，所述热胀机构包括同轴套接在内筒外的滑动套和可驱动滑动套沿内筒轴向平移的温差驱动组件，所述温差驱动组件包括沿周向均布在内筒外壁右端的至少两个同步伸缩缸，所述同步伸缩缸内设有膨胀腔，所述膨胀腔内滑动连接有活塞，所述活塞右端的膨胀腔中填充有可随温度变化而体积发生变化的膨胀液，且活塞的左端连接有活塞杆，所述活塞杆的左端伸出膨胀腔且与滑动套的右端相连接或相抵触，所述第一复位机构包括套设在内筒外的第一弹簧和套接在内筒外壁左端的限位盘，所述第一弹簧左端与限位盘相连接或相抵触，右端与滑动套的左端面相连接或相抵触，所述滑动套上沿圆周方向均布有多个与内筒的轴向平行设置的齿槽，所述齿槽的数量与扇形挡板的数量相同，且齿槽与扇形挡板一一对应设置，所述扇形挡板的挡板轴从齿槽中间穿过，所述齿槽内壁的一侧设有齿板，所述齿板与内筒的轴向平行设置，所述挡板轴上套设有转动齿轮，所述转动齿轮设于齿槽内且与齿板啮合连接。通过该热胀机构和第一复位机构的设置，可利用烟气温度的变化产生驱动力，实现对扇形挡板开度的自主调节。
6.优选的，所述热胀机构包括同轴套接在内筒外的滑动套和可驱动滑动套沿内筒轴向平移的温差驱动组件，所述温差驱动组件包括沿周向均布在内筒外壁右端的至少两个同
步伸缩缸，所述同步伸缩缸内设有膨胀腔，所述膨胀腔内滑动连接有活塞，所述活塞右端的膨胀腔中填充有可随温度变化而体积发生变化的膨胀液，且活塞的左端连接有活塞杆，所述活塞杆的左端伸出同步伸缩缸且与滑动套的右端相连接，所述第一复位机构为设于膨胀腔内的复位弹簧，所述复位弹簧抵靠在活塞的左端面上，用于膨胀液降温收缩时驱动活塞向右移动，所述滑动套上沿圆周方向均布有多个与内筒的轴向平行设置的齿槽，所述齿槽的数量与扇形挡板的数量相同，且齿槽与扇形挡板一一对应设置，所述扇形挡板的挡板轴从齿槽中间穿过，所述齿槽内壁的一侧设有齿板，所述齿板与内筒的轴向平行设置，所述挡板轴上套设有转动齿轮，所述转动齿轮设于齿槽内且与齿板啮合连接。通过该热胀机构和第一复位机构的设置，可利用烟气温度的变化产生驱动力，实现对扇形挡板开度的自主调节。
7.优选的，所述同步伸缩缸底部设有安装座，所述安装座通过螺栓可调整连接在内筒的外壁上，且安装座上沿内筒的轴向设有长条形调整孔，可通过对安装座的安装位置调整和同步伸缩缸中膨胀液填充量的调整，对活塞杆的伸缩量进行微调，以满足扇形挡板的开度调整需要。
8.优选的，所述同步伸缩缸上设有注液孔，所述注液孔与膨胀腔的右端相连通，且注液孔上螺纹连接有堵头，方便调整膨胀液的填充量。
9.优选的，所述第二复位机构采用扭簧或第二弹簧，所述扭簧或第二弹簧的两端分别与内筒的内壁和挡风板的一个侧边相连接，用于在作用到挡风板上的气流压力消失时，驱动挡风板复位。
10.优选的，所述外筒的两端分别伸出内筒的两端，且外筒的两端分别通过法兰螺栓连接方式或焊接方式连接在再循环烟道与送风机进风风道之间。
11.优选的，所述扇形挡板和挡风板的周边分别设有耐高温密封条，用于使扇形挡板和挡风板在闭合状态下，分别保证第一百叶窗调节风门和第二百叶窗调节风门的密封性。
12.优选的，所述耐高温密封条采用耐高温橡胶材料制成。
13.本发明还包括能够使该空气与烟气混合器正常使用的其它装置或组件，均为本领域的常规技术手段；另外，本发明中未加限定的装置和组件均采用本领域中的常规技术手段。
14.该发明的工作原理是，使用时，将本装置的出气端连接在锅炉送风机进风风道的烟气连接侧，进气端与再循环烟道相连接，工业锅炉正常运行时，锅炉的燃烧控制系统会根据炉内的温度条件和风量参数调整送风机的开度使送风量在一定范围内发生变化，随着送风量的变化，送风机的进风风道内的负压发生波动，挡风板根据第二百叶窗调节风门两侧的压差变化在气流的压力作用下发生扭转，达到根据压差变化调整烟气引入量的目的，随着烟气的通入，热胀机构受热变形，驱动第一百叶窗调节风门的扇形挡板发生扭转，从而将更多的烟气引入炉膛，从而减弱炉内燃烧强度，降低锅炉排烟温度。当锅炉排烟温度降低时，热胀机构收缩复位，第一复位机构驱动第一百叶窗调节风门的扇形挡板反方向扭转复位，从而减小烟气的通入量，当第二百叶窗调节风门两侧的压差消失时，在第二复位机构的驱动下，挡风板复位，实现第二百叶窗调节风门的闭合。
15.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本装置无需配套外在动力机构，结构简单，制造和运维成本低，可根据炉内燃烧的氧量需求自主实现空气与烟气的高效比例调
节，有助于保证锅炉的低氮燃烧和节能效果。
附图说明
16.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
17.图1是实施例1中第一百叶窗调节风门和第二百叶窗调节风门开启状态下，本发明的整体结构示意图。
18.图2是图1中的a
‑
a向剖视结构示意图。
19.图3是图2中的g部结构放大示意图。
20.图4是图2中的h部结构放大示意图。
21.图5是实施例1、实施例2中转动齿轮与齿槽的组合结构示意图。
22.图6是实施例2中第一百叶窗调节风门和第二百叶窗调节风门开启状态下，本发明的整体结构示意图。
23.图7是图6中的b
‑
b向剖视结构示意图。
24.图8是图7中的m部结构放大示意图。
25.图9是图7中的n部结构放大示意图。
具体实施方式
26.下面结合本发明实施例中的附图以及具体实施例对本发明进行清楚地描述，在此处的描述仅仅用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
27.实施例1
28.如图1～5所示，本发明提供了一种空气与烟气混合器，包括外筒1和内筒2，所述内筒2通过支架3连接在外筒1的内壁上，且内筒2与外筒1之间形成环形的第一烟气通道，所述内筒的内腔形成第二烟气通道，所述第一烟气通道内设有第一百叶窗调节风门，所述第二烟气通道内设有第二百叶窗调节风门，所述第一百叶窗调节风门包括热胀机构、第一复位机构和转动连接在内筒2与外筒1之间的多个扇形挡板4，各扇形挡板4的挡板轴5沿周向均布在内筒2的外圆壁上，所述热胀机构可随烟气温度的升高产生使扇形挡板4旋转的驱动力，所述第一复位机构可在烟气温度降低时驱动扇形挡板4旋转复位，所述第二百叶窗调节风门包括第二复位机构和多个转动连接在内筒2中的挡风板6，所述挡风板6可根据第二百叶窗调节风门两侧的压差在第二复位机构的配合下自动调节开度，当第二百叶窗调节风门两侧的压差消失时，第二复位机构用于驱动挡风板6复位。
29.所述热胀机构包括同轴套接在内筒2外的滑动套8和可驱动滑动套8沿内筒2轴向平移的温差驱动组件，所述温差驱动组件包括沿周向均布在内筒2外壁右端的两个同步伸缩缸9，所述同步伸缩缸9内设有膨胀腔，所述膨胀腔内滑动连接有活塞，所述活塞右端的膨胀腔中填充有可随温度变化而体积发生变化的膨胀液，且活塞的左端连接有活塞杆，所述活塞杆的左端伸出膨胀腔且与滑动套8的右端相连接，所述第一复位机构包括套设在内筒2外的第一弹簧13和套接在内筒2外壁左端的限位盘7，所述第一弹簧13左端与限位盘7相连接，右端与滑动套8的左端面相连接，所述滑动套8上沿圆周方向均布有多个与内筒2的轴向
平行设置的齿槽10，所述齿槽10的数量与扇形挡板4的数量相同，且齿槽10与扇形挡板4一一对应设置，所述扇形挡板4的挡板轴5从齿槽10中间穿过，所述齿槽10内壁的一侧设有齿板11，所述齿板11与内筒2的轴向平行设置，所述挡板轴5上套设有转动齿轮12，所述转动齿轮12设于齿槽10内且与齿板11啮合连接。通过该热胀机构和第一复位机构的设置，可利用烟气温度的变化产生驱动力，实现对扇形挡板4开度的自主调节。
30.所述同步伸缩缸9底部设有安装座，所述安装座通过螺栓可调整连接在内筒2的外壁上，且安装座上沿内筒2的轴向设有长条形调整孔，可通过对安装座的安装位置调整和同步伸缩缸9中膨胀液填充量的调整，对活塞杆的伸缩量进行微调，以满足扇形挡板4的开度调整需要。所述同步伸缩缸9上设有注液孔，所述注液孔与膨胀腔的右端相连通，且注液孔上螺纹连接有堵头，方便调整膨胀液的填充量。
31.所述第二复位机构采用扭簧14，所述扭簧14的两端分别与内筒2的内壁和挡风板6的一个侧边相连接，用于在作用到挡风板6上的气流压力消失时，驱动挡风板6复位。所述外筒1的两端分别伸出内筒2的两端，且外筒1的两端分别通过焊接方式连接在再循环烟道(图中未示出)与送风机进风风道(图中未示出)之间。所述扇形挡板4和挡风板6的周边分别设有耐高温密封条(图中未示出)，用于使扇形挡板4和挡风板6在闭合状态下，分别保证第一百叶窗调节风门和第二百叶窗调节风门的密封性，所述耐高温密封条采用耐高温橡胶材料制成。
32.该发明的工作原理是，使用时，将本装置的出气端连接在锅炉送风机进风风道的烟气连接侧，进气端与再循环烟道相连接，工业锅炉正常运行时，锅炉的燃烧控制系统会根据炉内的温度条件和风量参数调整送风机的开度使送风量在一定范围内发生变化，随着送风量的变化，送风机的进风风道内的负压发生波动，挡风板6根据第二百叶窗调节风门两侧的压差变化在气流的压力作用下发生扭转，达到根据压差变化调整烟气引入量的目的，随着烟气的通入，热胀机构受热变形，驱动第一百叶窗调节风门的扇形挡板4发生扭转，从而将更多的烟气引入炉膛，从而减弱炉内燃烧强度，降低锅炉排烟温度。当锅炉排烟温度降低时，热胀机构收缩复位，第一复位机构驱动第一百叶窗调节风门的扇形挡板4反方向扭转复位，从而减小烟气的通入量，第二百叶窗调节风门两侧的压差消失时，在第二复位机构的驱动下，挡风板6复位，实现第二百叶窗调节风门的闭合。
33.实施例2
34.如图图5～9所示，实施例2和实施例1的区别之处在于，所述第一复位机构为设于膨胀腔内的复位弹簧15，所述复位弹簧15抵靠在活塞的左端面上，用于膨胀液降温收缩时驱动活塞向右移动。
35.以上已经描述了本发明的实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的实施例。在不偏离所说明实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。