УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТРУЙНОЙ ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТИ НАГРЕВА КОТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА Российский патент 2006 года по МПК F28G1/00 

Изобретение относится к струйной обработке поверхностей, в частности к устройствам для очистки поверхностей нагрева котельных агрегатов.

Известно устройство для очистки топочного экрана котла, содержащее основание, амбразуру для размещения на стенке котла, систему подачи моющего агента с соплом, ось которого проходит через центр амбразуры, механизм вращения сопла вокруг оси, составляющей с осью сопла угол с вершиной в центре амбразуры, с его приводом, размещенным на рычагах, имеющих шарниры для установки на стенке котла, общая ось которых проходит через центр амбразуры, и механизм углового перемещения оси вращения сопла в плоскости, перпендикулярной общей оси шарниров (а.с. №1132143, кл. F 28 G 1/16, опубл. 30.12.84).

В этом устройстве сопло не вводится в горячую зону, а прохождение струи моющего агента через центр амбразуры обеспечивается кинематикой, однако, из-за вращательного перемещения сопла и искривления струи в поле тяготения обеспечение произвольной траектории перемещения зоны воздействия струи по очищаемой поверхности и постоянства скорости этого перемещения требует очень сложнорегулируемых приводов.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для струйной обработки поверхностей нагрева котла, содержащее амбразуру для размещения на стенке котла, шарнирно установленный сопловой узел с соплом, ось которого в рабочем положении проходит через центр амбразуры, и водилом, механизм поворота соплового узла в виде двух последовательно связанных гидроцилиндров с взаимно перпендикулярными осями. Выходное звено механизма поворота (шток второго гидроцилиндра) связано с водилом шарнирно, с возможностью перемещения вдоль него. Гидроцилиндры, являясь приводами линейного перемещения, перемещают точку сочленения водила с механизмом поворота параллельно очищаемой поверхности, причем это перемещение и его скорость пропорциональны перемещению и скорости перемещения точки пересечения оси сопла с очищаемой поверхностью. Это значительно упрощает управление приводом (особенно при горизонтальной прострочке), осложняемое только искривлением струи.

Однако в этом устройстве шарнир соплового узла размещается непосредственно в центре амбразуры и подвергается термическому и абразивному воздействию со стороны топки и, хотя это происходит периодически, только во время обдувки, довольно интенсивному износу. Конструкция устройства довольно громоздка, так как для выведения сопла в позицию обдувки и возврата его в нерабочее положение большая часть устройства размещена на подвижной раме с отдельным приводом.

Технической задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является снижение износа деталей соплового узла за счет их выведения из зоны прямого воздействия топки при сохранении простоты управления приводами устройства.

Этот технический результат достигается за счет того, что в устройстве для струйной обработки поверхностей нагрева котельного агрегата, содержащем основание с амбразурой для размещения на стенке котла, шарнирно установленный сопловой узел с соплом, ось которого проходит через центр амбразуры, и водилом, механизм поворота соплового узла в виде двух последовательно связанных приводов линейного перемещения во взаимно перпендикулярных направлениях, выходное звено которого связано с водилом шарнирно с возможностью перемещения вдоль него, и систему подвода рабочего агента, в отличие от прототипа, сопловой узел установлен посредством двух рычагов, снабженных на одних концах двухосными шарнирами для установки на стенке котла, общая ось которых проходит через центр амбразуры, и двух шатунов, одноосными шарнирами связанных с сопловым узлом и другими концами рычагов с образованием параллелограммов. Таким образом, шарниры соплового узла выведены из зоны воздействия топки, плоский шарнирный параллелограммный многозвенник, установленный с возможностью поворота его как одного целого относительно оси проходящей через центр амбразуры, обеспечивает прохождение оси сопла через центр амбразуры в любом положении. Конец сопла может располагаться от этого центра на любом разумном расстоянии.

Дополнительной технической задачей, решаемой изобретением, является повышение компактности устройства и удобства его монтажа.

В связи с выведением сопла из зоны воздействия топки отпала необходимость в каком-либо механизме его перемещения, что упрощает конструкцию.

Наиболее компактной и удобной для монтажа конструкция устройства получается при выполнении механизма поворота соплового узла в виде установленной на основании стойки с горизонтальными направляющими, консольно установленной на этих направляющих поперечины с вертикальными направляющими, на которых установлена каретка с поводком, взаимодействующим с водилом соплового узла, и приводов перемещения поперечины и каретки, размещенных на стойке и поперечине соответственно.

Еще более удобной для монтажа конструкция устройства получается при размещении двухосных шарниров рычагов на основании.

На фиг.1 показан общий вид предлагаемого устройства, на фиг.2 - вид по стрелке А на фиг.1, на фиг.3 - вид по стрелке Б на фиг.1, на фиг.4 - вид на стойку, в соответствии с фиг.1, со снятой поперечиной, на фиг.5 - разрез по В-В на фиг.4.

Устройство содержит стойку 1, установленную на основании 2 посредством кронштейнов 3. Стойка снабжена горизонтальными направляющими в виде двух штанг 4. Между штангами установлен ходовой винт 5, связанный через муфту 6 с двигателем 7. На направляющих штангах 4 посредством роликов 8 установлена каретка 9, связанная ходовой гайкой 10 с ходовым винтом 5. На каретке 9 жестко закреплена поперечина 11 с вертикальными направляющими в виде штанг 12, на которых посредством роликов 13 установлена каретка 14 с закрепленным на ней поводком 15, связанным двуосным шарниром 16 с втулкой-ползуном 17, надетой на трубчатое водило 18 соплового узла. Между направляющими штангами 12 на поперечине 11 установлен ходовой винт 19, связанный с ходовой гайкой 20 каретки 14 и, через муфту 21, с двигателем 22. Сопловой узел содержит сменное сопло 23, установленное в трубчатом корпусе 24, продолжением которого служит трубчатое водило 18, соединенное шлангом 25 с входным краном 26. Корпус 24 одноосными шарнирами связан с серединами двух параллельных трехшарнирных шатунов 27, причем оси шарниров и ось сопла лежат в одной плоскости, а концы шатунов связаны одноосными шарнирами с концами двух рычагов 28, другие концы которых двухосными шарнирами 29 связаны с основанием 2, причем общая ось этих шарниров «о-о» проходит через центр «с» амбразуры 30 в основании. Шарниры 29 размещены на основании таким образом, что ось сопла 23 также проходит через центр амбразуры. Корпус 24, шатуны 27, рычаги 28 и основание 2 образуют плоский шарнирный многозвенник, состоящий из параллелограммов, который дополнительно может поворачиваться вокруг оси «о-о» (т.е. имеет две степени свободы), поэтому сопло имеет две степени свободы и ось его в любом положении проходит через центр амбразуры. Амбразура 30 снабжена крышкой 31 с отдельным приводом (не показано).

Устройство устанавливают, закрепляя основание 2 на стенке котла и подключая входной кран 26 к источнику рабочего агента. Наиболее целесообразна установка с горизонтальным положением направляющих 12 стойки 1, так как при этом проще учитывать искривление струи рабочего агента.

Устройство работает следующим образом.

Изменением частоты тока, подаваемого на двигатели 7 стойки 1 и 22, поперечины 11 устанавливают нужные скорости перемещений. Открывают крышку 31 амбразуры 30 и входной кран 26. По заданной программе включаются двигатели 7 и 22.

При включении двигателя 7 стойки 1 движение от него через муфту 6, ходовой винт 5, ходовую гайку 10 и каретку 9 передается поперечине 11 с кареткой 14 и закрепленным на ней поводком 15, шарнир 16 которого, через втулку-ползун 17, воздействует на водило 18. При перемещении водила шарнирный параллелограммный многозвенник, образованный корпусом 24, шатунами 27, рычагами 28 и основанием 2, обеспечивает поворот сопла относительно центра «с» амбразуры 30, причем ось сопла всегда проходит через этот центр. Струя рабочего агента, вылетая из сопла, проходит через центр амбразуры и попадает на очищаемую поверхность. Зона обработки перемещается в направлении направляющих штанг 4 стойки 1.

При включении двигателя 22 поперечины 11 движение от него через коробку скоростей 21, ходовой винт 19 и ходовую гайку 20 передается каретке 14, и поводок 15 за водило 18 поворачивает многозвенник целиком относительно общей оси «о-о» рычагов 28. При этом ось сопла также проходит через центр амбразуры, а зона обработки перемещается в направлении направляющих штанг 12 поперечины 11.

Устройство работоспособно при установке его в любом положении и при соответствующей системе управления может обеспечить любую траекторию перемещения струи по очищаемой поверхности, но наиболее целесообразна установка с горизонтальным положением стойки 1. В этом случае, при сканировании очищаемой поверхности с горизонтальной прострочкой, движение по горизонтали осуществляется стойкой 1, а смещение на шаг по вертикали - поперечиной 11 с достаточно простой по логике работы системой управления.

Изобретение относится к струйной обработке поверхностей, в частности к устройствам для очистки поверхностей нагрева котельных агрегатов. Технической задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является снижение износа деталей соплового узла за счет их выведения из зоны прямого воздействия топки при сохранении простоты управления приводами устройства. Для чего корпус одноосными шарнирами связан с серединами двух параллельных трехшарнирных шатунов, причем оси шарниров и ось сопла лежат в одной плоскости, а концы шатунов связаны одноосными шарнирами с концами двух рычагов, другие концы которых двухосными шарнирами связаны с основанием, причем общая ось этих шарниров проходит через центр амбразуры в основании. Шарниры размещены на основании таким образом, что ось сопла также проходит через центр амбразуры. Корпус, шатуны, рычаги и основание образуют плоский шарнирный многозвенник, состоящий из параллелограммов, который дополнительно может поворачиваться вокруг оси (т.е. имеет две степени свободы), поэтому сопло имеет две степени свободы и ось его в любом положении проходит через центр амбразуры. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Устройство для струйной обработки поверхностей нагрева котельного агрегата, содержащее основание с амбразурой для размещения на стенке котла, шарнирно установленный сопловой узел с соплом, ось которого проходит через центр амбразуры, и водилом, механизм поворота соплового узла в виде двух последовательно связанных приводов линейного перемещения во взаимно перпендикулярных направлениях, выходное звено которого связано с водилом шарнирно с возможностью перемещения вдоль него, и систему подвода рабочего агента, отличающееся тем, что сопловой узел установлен посредством двух рычагов, снабженных на одних концах двухосными шарнирами для установки на стенке котла, общая ось которых проходит через центр амбразуры, и двух шатунов, одноосными шарнирами связанных с сопловым узлом и другими концами рычагов с образованием параллелограммов.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что механизм поворота соплового узла выполнен в виде установленной на основании стойки с первыми направляющими, консольно установленной на этих направляющих поперечины с перпендикулярными первым направляющим вторыми направляющими, на которых установлена каретка с поводком, взаимодействующим с водилом соплового узла, и приводов перемещения поперечины и каретки, размещенных на стойке и поперечине соответственно.3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что двухосные шарниры на концах рычагов размещены на основании.