一种铰链联杆式高效自清装置的制作方法

本发明涉及一种应用于锅炉大直径管道内含尘气流测量设备的自清灰装置，尤其涉及一种铰链联杆式高效自清装置。

背景技术：

基于s型皮托管的压差测量原理的气体流速流量测量装置是一种可以广泛适用于工业大管道风量测量的技术设备。测量装置元件插入风道内，当有气流流过时，迎风面测量气流的全压，背风面测量气流的静压。全压与静压的压差值与所测流速值之间有相互对应的计算关系，而利用这一关系原理就能准确地测出风道内气体流速和流量。在气固混合流体的检测环境中，s型皮托管具有测量准、耐高温、不易磨损的优点，具有较广泛的可靠性。

一般地，s型皮托管气体流速流量测量装置的自清灰结构大多为刚性清灰棒，清灰棒一端铰接在取压口内上部，另一端则自然垂于测压管取压口处。当流体工质流过时，带动清灰棒摆动振荡和敲击取压管口，使得灰尘不易在管口处积累，从而起到自动清灰效果。然而，刚性清灰棒囿于自身的刚性杠杆式结构，虽然利于清理取压口处积灰，却难以有效清理测压管深处壁内灰垢，故而具有一定局限性。

技术实现要素：

本发明提供一种铰链联杆式高效自清装置，采用铰链联杆清灰结构设计使得其无需额外供能即可自动清理测量口和测压管内壁深处的灰尘，避免因无法频繁人工清理灰尘而堵塞测量口造成气体流速流量检测不准，可广泛适用于火力电力及其他高温高尘流体测量技术领域。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种铰链联杆式高效自清装置，所述铰链连杆式高效清灰装置分别安装设置在s型皮托管式气体流速测量元件的全压取压管和静压取压管内；每个所述铰链联杆高效清灰装置的长度贯分别穿全压取压管和静压取压管且直至全压取压口和静压取压口处，铰链联杆高效清灰装置包括安装螺栓、若干个刚性清灰杆节、若干个铰链连接节和清灰摆锤；铰链联杆高效清灰装置的上端由安装螺栓分别固定安装在全压取压管和静压取压管管道内的上部，且下端沿全压取压管和静压取压管管道截面中心自然垂下；其中通过铰链连接节将每个刚性清灰杆节连接起来；其中安装螺栓的底部与最上端的铰链连接节连接固定；最下端的刚性清灰杆节的下部焊接有所述清灰摆锤；所述清灰摆锤的形状采用流线型设计；

本发明的进一步改进在于：所述铰链联杆高效清灰装置采用直径为5mm的镀锌中碳钢或不锈钢进行加工。因为铰链联杆高效清灰装置需满足摆动所需的硬度和韧度。铰链联杆高效清灰装置过细或使用过软材质来制造，易使铰链联杆高效清灰装置在含尘气体长时间冲击下变形弯曲；铰链联杆高效清灰装置过粗则会增加铰链联杆高效清灰装置1的整体重量而影响其摆动灵活性，同时也会因过多占据全压取压管和静压取压管内空间导致压力测量失准。

本发明的进一步改进在于：所述清灰摆锤为椭球体的流线外型设计；所述清灰摆锤的长轴沿取对应压管的轴向方向且短轴沿取对应压管径向方向；其中长、短轴的比例为2:1。因为清灰摆锤的形状需使其既能有足够的受到气体冲击的面积，又不能过于占据全压取压管、静压取压管内空间影响测量。因此，清灰摆锤为椭球体的流线外型设计，使全压取压管和静压取压管内清理出的粉尘无法在清灰摆锤表面覆积。

所述铰链联杆高效清灰装置若过短，则无法被风道中有气流有效带动，若过长，则刚性清灰杆节易与全压取压口、静压取压口边缘发生碰撞，造成铰链联杆高效清灰装置断裂损坏。

本发明的进一步改进在于：所述清灰摆锤采用不锈钢制成且重量设计满足风速为30m/s的干燥空气的冲击下灵活摆动。清灰摆锤的重量需使其能够牵引上部铰链联杆高效清灰装置自由摆动，清灰摆锤不能过轻，否则导致清灰摆锤在气体冲击下紧贴全压取压口和静压取压口内壁而无法摆动；清灰摆锤也不能过重，否则气体的冲击力不足以使清灰摆锤摆动起来。

本发明的进一步改进在于：其中每个所述清灰摆锤的体积分别占所述沿全压取压管和静压取压管径向方向压口横截面6%。

本发明的进一步改进在于：所述铰链连接节的环圈表面嵌入设有若干个万向轮，便于摆动的灵活性。

本发明的工作原理是：当风道中有气流流过时，清灰摆锤受到管道内含尘流动气体的冲击而产生摆动运动，并带动上方连接的铰链联杆高效清灰装置也发生不规则摆动。铰链联杆高效清灰装置的铰链联杆设计可以提高清灰装置的摆动灵活性和不规则性，可同时有效清理全压取压管、静压取压管深处内壁和全压取压口、静压取压口的积尘。铰链联杆高效清灰装置的长度需与全压取压管和静压取压管相适应，以达到清灰效果最佳的状态。

本发明的有益效果是：

（1）铰链联杆高效清灰装置的铰链联杆设计，将刚性直棒的强韧坚实的特点与铰链连接方式的灵活弯折的特点结合，使得该种清灰装置同时对取压开口处和测压管深处内壁的积尘进行有效清理，有利于提高清理效果。

（2）铰链联杆高效清灰装置采用分段柔性连接设计，铰链连接节将各段刚性清灰杆节连接起来，使得铰链联杆高效清灰装置下部能以上部为轴点在空间内自由摆动。

（3）铰链联杆高效清灰装置的清灰摆锤为椭球体的流线外型设计，使全压取压管和静压取压管内清理出的粉尘无法在清灰摆锤表面覆积。

（4）清灰摆锤设计满足风速为30m/s的干燥空气的冲击下灵活摆动。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2中铰链联杆配图；

其中：1-铰链连杆式高效清灰装置、2-全压取压管、3-静压取压管、4-风道、22-全压取压口、32-静压取压口、11-安装螺栓、12-刚性清灰杆节、13-铰链连接节、13-1-万向轮、14-清灰摆锤、21-全压引出管、31-静压引出管。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细描述：

如图1-2所示：本实施例的一种铰链联杆式高效自清装置，所述铰链连杆式高效清灰装置1分别安装设置在s型皮托管式气体流速测量元件的全压取压管2和静压取压管3内；所述铰链联杆高效清灰装置1采用直径为5mm的镀锌中碳钢或不锈钢进行加工。

每个所述铰链联杆高效清灰装置1的长度贯分别穿全压取压管2和静压取压管3且直至全压取压口22和静压取压口32处，铰链联杆高效清灰装置1包括安装螺栓11、若干个刚性清灰杆节12、若干个铰链连接节13和清灰摆锤14；所述铰链连接节13的环圈表面嵌入设有若干个万向轮13-1。

铰链联杆高效清灰装置的上端由安装螺栓11分别固定安装在全压取压管2和静压取压管3管道内的上部，且下端沿全压取压管2和静压取压管3管道截面中心自然垂下；其中通过铰链连接节13将每个刚性清灰杆节12连接起来；其中安装螺栓11的底部与最上端的铰链连接节13连接固定；最下端的刚性清灰杆节12的下部焊接有所述清灰摆锤14。

所述清灰摆锤14为椭球体的流线外型设计；所述清灰摆锤14的长轴沿取对应压管的轴向方向且短轴沿取对应压管径向方向；其中长、短轴的比例为2:1。

所述清灰摆锤14采用不锈钢制成且重量设计满足风速为30m/s的干燥空气的冲击下灵活摆动。其中每个所述清灰摆锤14的体积分别占所述沿全压取压管2和静压取压管3径向方向压口横截面6%。

本实施在在工程经验和初步计算的指导下制作4个不同重量的清灰摆锤14样品进行风洞测试。

样品的重量分别为20、50、80和110g。将焊接了不同重量清灰摆锤14的铰链连杆式高效清灰装置1分别依次安装在全压取压管2和静压取压管3中并插入风洞试验区内。调整风洞试验区的风速基本稳定于管道内工况常见的30m/s，并观察清灰摆锤14的摆动情况，依次记录相同试验时间内，不同重量的清灰摆锤14的摆动次数和摆动幅度。

试验结果表明，重量为20和110g的清灰摆锤14基本无法自由摆动；50和80g的清灰摆锤14可自由摆动，其中重量为50g的清灰摆锤14比重量为80g的清灰摆锤14摆动幅度更明显，摆动更灵活，且摆动的空间范围基本可以满足对全压取压管2和静压取压管3的全方位清灰。由此可见，清灰摆锤14的重量定为约50g为宜。

关于所述清灰摆锤14的几何形状，所以通过上述重量试验后，清灰摆锤14的最优重量一经确定，则清灰摆锤14的最优体积也可直接确定。通过对清灰摆锤14的体积和截面积计算，所以可知灰摆锤14的最优体积分别占所述沿全压取压管2和静压取压管3径向方向压口横截面6%。

本实施例由于s型皮托管式的气体流速测量元件主要包括全压取压管2和静压取压管3。测量设备元件插入风道4内。风道内4气流的流束可被迎风向的全压取压口22截获并沿着全压取压管经全压引出管21被引出。在不受气流冲击的气流背风向的静压取压口32截获的流束则经静压取压管3和静压引出管31被引出。于是可以获得两路气流压力差值，从而可以计算出烟道内气体流速流量等相关参数。

其中1套s型皮托管式的气体流速测量元件中配置2套铰链联杆高效清灰装置1，分别安装在全压取压管2和静压取压管3内。铰链联杆高效清灰装置1的铰链联杆设计，采用分段柔性连接设计，铰链连接节将各段刚性清灰杆节12连接起来，使得铰链联杆高效清灰装置1下部能以上部为轴点在空间内自由摆动。铰链联杆高效清灰装置1的清灰摆锤14为椭球体的流线外型设计，使全压取压管2和静压取压管3内清理出的粉尘无法在清灰摆锤表面覆积。

其中铰链联杆高效清灰装置1的铰链联杆设计可以提高清灰装置的摆动灵活性和不规则性，可同时有效清理全压取压管、静压取压管深处内壁和全压取压口22、静压取压口32的积尘。铰链联杆高效清灰装置的长度需与全压取压管2和静压取压管3相适应，以达到清灰效果最佳的状态。