СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЕМ УДЛИНЕННОГО ЭЛЕМЕНТА Российский патент 1999 года по МПК F28G1/16 

Изобретение относится к способу управления перемещением удлиненного элемента.

Таким удлиненным элементом может быть пика сажеобдувочного аппарата для очистки поверхностей стенок трубы, через которую протекает теплообменная среда и на которую воздействуют содержащие пыль дымовые газы (заявка ФРГ N 4142448). Выходящая из сажеобдувочного аппарата водяная струя очищает поверхность стенок от пылевых отложений. Для очистки обдувочной струей всей поверхности стенок пику направляют так, чтобы ее выходной конец проходил горизонтальный, а затем вертикальный отрезки пути и совершал в целом движение в форме меандра. Соблюдение этой фигуры обдува достигается тем, что один шпиндель в течение определенного отрезка времени приводят во вращение с постоянной скоростью, а затем включают другой шпиндель. При работе в тяжелых условиях шпиндели могут иметь тяжелый ход из-за загрязнения или износа. Поскольку, однако управление шпинделями происходит во времени, в таком случае переключение на новое направление движения может произойти еще до того, как будет достигнута предусмотренная точка поворота фигуры обдува. Таким образом поверхность стенок очищается неполностью.

Известен (см. патент ГДР N 281452) способ управления перемещением удлиненного элемента, например, пики сажеобдувочного аппарата в процессе очистки поверхностей стенок, по заданной траектории, имеющей форму меандра, когда элемент установлен в двух расположенных на расстоянии друг от друга карданных шарнирах, один из которых закреплен неподвижно, при этом перемещение элемента осуществляют путем осевого перемещения другого карданного шарнира по первому шпинделю, который, в свою очередь, перемещают вдоль двух других параллельных шпинделей, причем первому и одному из обоих других шпинделей соответствуют конечные выключатели, соединенные с блоком управления с программируемой памятью. В этот блок управления вводят данные о фигуре обдува, соответствующей конструкции и визуально определяемой степени загрязнения поверхности стенок. В соответствии с этой фигурой обдува перемещают шпиндели по сигналам датчика и устройств для измерения перемещений.

В основу изобретения положена задача управления удлиненным элементом, установленным в карданных шарнирах так, чтобы можно было точно соблюдать заданную фигуру обдува, включающую в себя участки с поворотом линии перемещения удлиненного участка.

Поставленная задача решается тем, что в способе управления перемещением удлиненного элемента, например, пики сажеобдувочного аппарата в процессе очистки поверхностей стенок по заданной траектории, имеющей форму меандра, элемент устанавливают в двух расположенных на расстоянии друг от друга карданных шарнирах, один из которых закреплен неподвижно, при этом перемещение элемента осуществляют путем осевого перемещения другого карданного шарнира по первому шпинделю, который, в свою очередь, перемещают вдоль двух других параллельных шпинделей, причем первому и одному из обоих других шпинделей соответствуют конечные выключатели, соединенные с блоком управления с программируемой памятью, согласно изобретению используют бесконтактные индуктивные выключатели, причем с помощью двух конечных выключателей регистрируют опорную точку в горизонтальном и вертикальном направлениях, а с помощью двух других конечных выключателей регистрируют обороты шпинделей в качестве меры пути, пройденного вторым карданным шарниром, при этом пропорциональные пути сигналы других конечных выключателей сравнивают в блоке управления с сигналами, соответствующими заданной фигуре обдува, и управляют перемещением шпинделей в зависимости от результатов сравнения и обеспечения заданной фигуры обдува.

Предпочтительно шпиндели приводить во вращение посредством тормозных двигателей трехфазного тока с регулируемой частотой вращения, при этом частоту вращения тормозных двигателей трехфазного тока следует изменять по сигналам с блока управления.

За счет подобного регулирования частоты вращения можно варьировать продолжительностью воздействия обдувочной струи на определенный участок стенки в соответствии со степенью загрязнения. Использование изменения частоты вращения целесообразно потому, что управление, согласно изобретению зависит только от пути, благодаря чему скорость, с которой обдувочную струю направляют по поверхности стенок, не оказывает никакого влияния на точность выполнения фигуры обдува.

В дальнейшем изобретение поясняется описанием конкретного варианта его осуществления и прилагаемыми чертежами, на которых:
фиг. 1 изображает вид сбоку на сажеобдувочный аппарат;
фиг. 2 - структурную схему управления аппаратом;
фиг. 3 - фигуру обдува.

Сажеобдувочный аппарат, выполненный в виде аппарата с водяной пикой, содержит пику 1, через которую в качестве обдувочной среды направляют воду. Выходной конец пики 1 направлен через закрытое крышкой 2 отверстие в ограниченное стенками трубы топочное пространство парогенератора. В крышке 2 пика 1 установлена в первом карданном шарнире 3. Задний конец пики 1 установлен во втором карданном шарнире 4, который закреплен на направляющей втулке 5, имеющей возможность осевого перемещения по первому шпинделю 6, приводимому во вращение тормозным двигателем 7 трехфазного тока. Концы первого шпинделя 6 установлены с возможностью осевого перемещения по двум другим параллельным шпинделям. 8. Тормозной двигатель 9 трехфазного тока приводит во вращение один шпиндель 8 непосредственно, а другой шпиндель - 8 - через цепную передачу 10. При вращении первого шпинделя 6 направляющая втулка 5 со вторых карданным шарниром 4 перемещается вертикально, за счет чего выходной конец пики 1, а тем самым выходящая обдувочная струя также совершает вертикальное движение. Аналогичным образом при вращении двух других шпинделей 8 происходит горизонтальное движение обдувочной струи.

За счет поочередного перемещения шпинделей 6, 8 возникает изображенная на фиг. 3 фигура обдува, состоящая из горизонтальных и вертикальных участков, переходящих друг в друга в точках поворота. Фигура обдува содержит опорную точку PO, представляющую собой нулевую точку системы координат. Путь между начальной точкой PS и первой точкой поворота по горизонтали обозначен X₁, а путь между точкой поворота слева и точкой поворота справа по горизонтали X₂. На этом этапе движения шпиндели 8 находятся в работе. Путь, пройденный обдувочной струей по вертикали, когда шпиндель 6 включен, обозначен λ₁. Xλ - это путь в точках поворота, когда все шпиндели 6, 8 включены. Верхнее ограничение фигуры обдува обозначено λ₂. Рамка Z указывает ограничение фигуры обдува, конструктивно обусловленное приводным механизмом.

На фиг. 2 первому шпинделю 6 и одному из обоих шпинделей 8 соответствуют бесконтактные индуктивные конечные выключатели 11, 12, 13, 14. Конечные выключатели 11, 12 измеряют посредством импульсов обороты шпинделей 6, 8, из чего на основе геометрических соотношений можно определить путь, пройденный вторым карданным шарниром 4. Конечные выключатели 13, 14 определяют опорную точку PO. Конечные выключатели 11 - 14 соединены линиями 15 с блоком управления 16 с программируемой памятью. В этот блок управления 16 введена фигура обдува (фиг.3), которую должна выполнить обдувочная струя. В блоке управления 16 сигналы с выхода конечных выключателей 11, 12, сравнивают с сигналами введенной в программу фигуры обдува.

Тормозные двигатели трехфазного тока 7, 9 снабжены соответственно переключателем 17 для обеспечения вращения шпинделей 6, 8 вперед и назад. Переключатели 17 соединены линиями 15 с блоком управления 16. Далее предусмотрен частотный преобразователь 18, соединенный с переключателями 17 и блоком управления 16.

После включения пусковой автоматики происходит подвод конца пики к опорной точке PO для обнуления системы измерения перемещений. О достижении опорной точки PO в направлениях XY сигнализируют конечные выключатели 13, 14. Затем происходит подвод конца пики к начальной точке PS. С достижением начальной точки PS открывается подача обдувочной среды к сажеобдувочному аппарату, и начинается выполнение фигуры обдува. При этом подсчитывают принятые конечными выключателями 11, 12 импульсы в качестве меры пути, пройденного в горизонтальном и вертикальном направлениях (фактическое значение), и сравнивают их в блоке управления с запрограммированным значением (заданное значение) фигуры обдува. При равенстве фактического и заданного значений выполнено условие пути, и начинается следующий шаг движения. После выполнения фигуры обдува подача обдувочной среды прекращается, и происходит подвод к точке покоя PR.

При необходимости изменения продолжительности воздействия обдувочной струи изменяют посредством частотного преобразователя 18 частоту вращения тормозных двигателей 7, 9 трехфазного тока. Это изменение частоты вращения не оказывает никакого влияния на выполнение фигуры обдува, поскольку конечные выключатели 11, 12 регистрируют отрезки пути и работают независимо от того, с какой скоростью выполняется фигура обдува.

Описанный блок управления пригоден не только для сажеобдувочного аппарата, но и для других, установленных в двух карданных шарнирах удлиненных предметов.

Удлиненный элемент, например сажеобдувочный аппарат для очистки поверхностей стенок, перемещают по заданной меандровой фигуре обдува. Элемент установлен в двух расположенных на расстоянии друг от друга карданных шарнирах, первый из которых закреплен неподвижно, а другой перемещают по первому шпинделю, концы которого имеют возможность осевого перемещения по двум другим параллельным шпинделям. Первому и одному из обоих других шпинделей соответствуют по два бесконтактных индуктивных конечных выключателя, соединенных с блоком управления с программируемой памятью. Одни конечные выключатели регистрируют опорную точку в горизонтальном и вертикальном направлениях, а другие конечные выключатели регистрируют обороты шпинделей в качестве меры пути, пройденного вторым карданным шарниром. Пропорциональные пути импульсы конечных выключателей сравнивают в блоке управления с заданной фигурой обдува и шпинделями управляют в зависимости от фигуры обдува. В изобретении обеспечивается управление удлиненными элементом с получением заданной фигуры обдува. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ управления перемещением удлиненного элемента, например пики, сажеобдувочного аппарата в процессе очистки поверхностей стенок, по заданной траектории, имеющей форму меандра, когда элемент установлен в двух расположенных на расстоянии друг от друга карданных шарнирах, один из которых закреплен неподвижно, при этом перемещение элемента осуществляют путем осевого перемещения другого карданного шарнира по первому шпинделю, который, в свою очередь, перемещают вдоль двух других параллельных шпинделей, причем первому и одному из обоих других шпинделей соответствуют конечные выключатели, соединенные с блоком управления с программируемой памятью, отличающийся тем, что выключатели выполнены бесконтактными индуктивными, причем с помощью двух конечных выключателей регистрируют опорную точку в горизонтальном и вертикальном направлениях, а с помощью двух других конечных выключателей регистрируют обороты шпинделей в качестве меры пути, пройденного вторым карданным шарниром, при этом пропорциональные пути сигналы других конечных выключателей сравнивают в блоке управления с сигналами, соответствующими заданной фигуре обдува, и управляют перемещением шпинделей в зависимости от результатов сравнения и обеспечения заданной фигуры обдува. 2. Способ по п.1. отличающийся тем, что шпиндели приводят во вращение посредством тормозных двигателей трехфазного тока с регулируемой частотой вращения, при этом частоту вращения тормозных двигателей трехфазного тока изменяют по сигналам с блока управления.