[發(fā)明專利]一種富氧點火用空氧混合器及其控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110475955.2
• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN113477107B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發(fā)明（設計）人: 劉前;周浩宇;李謙
• 申請（專利權）人: 中冶長天國際工程有限責任公司
• 主分類號: B01F23/10
• 分類號: B01F23/10;B01F25/314;B01F35/21;C22B1/16;F23Q13/02
• 代理公司: 長沙智路知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 43244
• 代理人: 張毅

1.一種富氧點火用空氧混合器，其特征在于，包括混合器主管、環(huán)設在所述混合器主管外部的氧氣環(huán)管、設置在所述混合器主管和所述氧氣環(huán)管之間的多個氧氣輸送管以及設置在所述混合器主管內(nèi)部的導流圓球，所述導流圓球的球心位于所述混合器主管的軸線上，所述氧氣環(huán)管開設有氧氣入口，所述氧氣輸送管的入口端通向所述氧氣環(huán)管，所述氧氣輸送管的出口端通向所述混合器主管內(nèi)部并朝向所述導流圓球，所述氧氣輸送管的出口端鉸接于所述混合器主管且連接轉(zhuǎn)動驅(qū)動裝置，所述混合器主管的軸線方向的兩端分別具有空氣入口和混合氣出口，所述混合器主管的內(nèi)壁連接有直線伸縮驅(qū)動裝置，所述直線伸縮驅(qū)動裝置與所述導流圓球連接且所述直線伸縮驅(qū)動裝置的直線伸縮方向為所述混合器主管的軸線方向。

2.根據(jù)權利要求1所述的富氧點火用空氧混合器，其特征在于，所述轉(zhuǎn)動驅(qū)動裝置包括連接每個氧氣輸送管的驅(qū)動環(huán)。

3.根據(jù)權利要求2所述的富氧點火用空氧混合器，其特征在于，所述轉(zhuǎn)動驅(qū)動裝置包括依次傳動連接的電機、減速器和齒輪，所述驅(qū)動環(huán)的外側(cè)具有與所述齒輪嚙合的外齒。

4.根據(jù)權利要求1所述的富氧點火用空氧混合器，其特征在于，所述混合器主管的外壁設置有轉(zhuǎn)軸座，所述轉(zhuǎn)軸座中設置有轉(zhuǎn)軸件，所述氧氣輸送管的出口端通過所述轉(zhuǎn)軸件鉸接于所述混合器主管。

5.根據(jù)權利要求1至4中任意一項所述的富氧點火用空氧混合器，其特征在于，所述富氧點火用空氧混合器包括位于所述氧氣輸送管的出口端與所述混合器主管的連接處的柔性密封套。

6.根據(jù)權利要求1至4中任意一項所述的富氧點火用空氧混合器，其特征在于，所述氧氣輸送管的入口端通過柔性管與所述氧氣環(huán)管連接。

7.根據(jù)權利要求1至4中任意一項所述的富氧點火用空氧混合器，其特征在于，所述直線伸縮驅(qū)動裝置為氣缸。

8.一種富氧點火用空氧混合器的控制方法，其特征在于，采用根據(jù)權利要求1至7中任意一項所述的富氧點火用空氧混合器，所述控制方法包括步驟：

a、獲取氧氣輸送管噴入混合器主管的氧氣流速V_O2以及流經(jīng)混合器主管的內(nèi)壁與導流圓球之間形成的空氣通道的空氣流量Qair；

b、基于V_O2和Qair按如下公式計算混合器主管的內(nèi)壁與導流圓球之間形成的空氣通道的截面積S的目標值，該截面積S為混合器主管的內(nèi)壁到導流圓球的球心的連線為第一母線的圓錐側(cè)表面面積減去以導流圓球處于所述第一母線上的半徑R₀為第二母線的圓錐側(cè)表面面積，該連線的長度為混合器主管的內(nèi)壁到導流圓球的球心的距離L，

S＝k·Q_air/V_O2；

c、按如下公式計算導流圓球沿所述混合器主管的軸線的目標位移Z：

L₀是導流圓球位于混合器主管的中心時，混合器主管的內(nèi)壁到導流圓球的球心的距離，α是混合器主管的內(nèi)壁與垂直于所述混合器主管的軸線的平面f的夾角，r是導流圓球位于混合器主管的中心時混合器主管的內(nèi)壁到混合器主管的軸線的距離；

d、使直線伸縮驅(qū)動裝置驅(qū)動導流圓球沿混合器主管的軸線移動目標位移Z。

9.根據(jù)權利要求8所述的富氧點火用空氧混合器的控制方法，其特征在于，所述控制方法在所述步驟d后還包括步驟：

e、按如下公式計算氧氣輸送管關于導流圓球的相切圓的目標半徑R：

f、按如下公式計算氧氣輸送管所需旋轉(zhuǎn)的目標角度θ：

H是氧氣輸送管轉(zhuǎn)動中心與混合器主管中心的距離；

g、調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)動驅(qū)動裝置，使氧氣輸送管轉(zhuǎn)動目標角度θ。

10.根據(jù)權利要求8所述的富氧點火用空氧混合器的控制方法，其特征在于，在所述控制方法中，k是速度比例系數(shù)，取5～20。