Устройство для струйной обработки поверхностей Советский патент 1979 года по МПК B08B3/02 F28G3/16 

1

Изобретение относится к котельной технике, в частности к устройствам для очистки поверхностей нагрева котельного агрегата от золощлаковых отложений.

Известно устройство для очистки экранов топочной камеры котельного агрегата от золы и шлака струей воды, подаваемой на противоположно расположенный экран, содержащее сопловую головку, размещенную перед люком топки на опоре, укрепленной на вертикальной оси. Ось получает вращение от одного привода, а на опоре установлен вал с. укрепленным на нем соплом. Для увеличения площади экрана, очищаемой устройством, и уменьщения размеров люка вертикальная ось у таких аппаратов может выполняться из двух смещенных относительно друг друга частей, связанных между собой планетарной передачей. В этом случае опора, укрепленная на вертикальной оси, имеет две степени свободы и за счет обкатки планетарной шестерни дополнительно вдвигается в люк топки 1.

Недостатком известного устройства является необходимость использования для привода возвратно-качательного движения индивидуального электродвигателя. Требуемое по условиям работы устройства реверсирование электродвигателя в этом приводе само по себе является нежелательным режимом для электродвигателя, а момент реверса, когда скорость движения головки в плоскости качания снижается до нуля и затем снова возрастает, происходит в относительно большой период времени, во много раз превосходящий допустимое время контакта водяной струи с поверхностью экрана, определяемое условиями надежной работы металла труб. Кроме того, расположение электродвигателя привода вертикального поворота в непосредственной близости от сопловой головки снижает надежность устройства из-за воздействия тепловой радиации на электродвигатель.

Нежелательным также является наличие амбразуры в стене топочной камеры, довольно трудно уплотняемой и являющейся источником присосов воздуха в камеру.

Известно также устройство для струйной обработки поверхностей, содержащее кронштейн с соплом, установленный щарнирно и связанный с механизмом колебательного движения сопла, и механизм поворота сопла относительно обрабатываемой поверхности в виде вала с червяком и червячным элементом 2. Недостатком этого устройства является использование в качестве привода возвратно-качательного движения сопловой головки кривошинно-кулисного механизма, который не обеспечивает плавной синусоидальной развертки струи на экране топочной камеры, поскольку кривошипно-кулисный механизм имеет неравномерную характеристику линейной скорости перемещения кулисы. Неравномерность движения струи по экрану может привести к переохлаждению металла труб в местах пониженной скорости струи и к неравномерной очистке отдельных участков экрана. Недостатком устройства является также трудность обеспечения возможности сдвига траектории струи по фазе при работе устройства. Такой сдвиг фазы траектории струи необходим для достижения более эффективной очистки обрабатываемой поверхности. Кроме того, электродвигатель приводов сопловой головки незащищен от тепловой радиации топочной камеры. Целью изобретения является повышение равномерности обработки поверхностей экранов топочной камеры котельного агрегата. Поставленная цель достигается тем, что предлагаемое устройство снабжено механизмом фазового смещения колебаний сопла, размещенным на валу поворота сопла и выполненным в виде разъемного кривошипа с пазом в месте его крепления и сектора, размещенного в пазу кривошипа с возможностью поворота в нем, а механизм поворота сопла связан с механизмом колебательного движения, при этом червячный элемент механизма поворота сонла выполнен в виде сектора, а кронштейн сопла установлен на секторе. На фиг. 1 изображена кинематическая схема описываемого устройства; на фиг. 2- то же, вариант выполнения; на фиг. 3 - механизм фазового смещения траектории струи; на фиг. 4 - вид А фиг. 3; на фиг. 5 - шаровой шарнир с приводом. Устройство содержит кронштейн 1 с соплом 2, установленный шарнирно и связанный с механизмом колебательного движения сопла, включающим разъемный кривошип 3, установленный на конце вала 4, и связанный шарнирами 5 через шатун 6 с планкой 7 ползуна 8, совершающего возвратно-поступательное движение по направляющим 9. На дрзгом конце планки 7, жестко связанной с ползуном, через палец 10 закреплена поворотная вилка 11, содержащая ось 12, на которую насажена серьга 13 тяги 14, длина которой регулируется резьбовым соединением 15. Другим концом тяга 14 крепится к поворотной вилке 16, установленной через ось 17 на стволе 18 устройства. Механизм поворота сопла относительно обрабатываемой поверхности выполнен в виде вала 4 с червяком 19 и червячным элементом 20. Устройство также снабжено механизмом фазового смещения колебаний сопла 2, размещенным на валу 4 поворота сопла и выполненным в виде разъемного кривошипа 3 с пазом в месте его крепления и сектора 21, размещенного в пазу кривошипа 3 с возможностью поворота в нем. Механизм поворота сопла 2 связан с механизмом колебательного движения, при этом червячный элемент 20 механизма поворота сопла выполнен в виде сектора, а кронштейн 1 сопла 2 установлен на секторе. Устройство работает следующим образом. После открытия люка в стене топочной камеры включают электродвигатель 22 и вращением выходного вала редуктора 23 производят открытие клапана 24 и подачу воды в сопло 2. Одновременно с этим вращением вала 4 и соответственно червячной пары 19 и 20 осуществляется медленный поворот сопла 2 в вертикальной плоскости снизу вверх. В то же время за счет вращения кривошипа 3 и преобразования его вращения шатуном 6 в возвратно-поступательное движение сопло, связанное с шатуном тягой 14, производит колебательное движение в плоскостях, перпендикулярных к плоскости вертикального перемещения. При перемещении сопла 2 в крайнее вертикальное положение осуществляется реверсирование двигателя, вследствие чего изменяется направление движения головки сверху вниз. В этот момент сектор 21 свободно без зацепления поворачивается на угол, равный 90°, в пазу 25 ступицы 26 кривошипа 3, чем обеспечивается сдвиг траектории струи по фазе относительно первоначальной траектории. При достижении конечного нижнего положения соплом 2 закрывается клапан 24, а затем закрывается люк. Так как оси вращения червячного элемента 20, вилки II, тяги 14 и вилки 16 расположены на трех взаимно перпендикулярных координатных осях, то обеспечивается равномерная синусоидальная развертка траектории движения конца сопла по воображаемой сферической поверхности. Кроме того, предлагаемое устройство может быть снабжено шаровым шарниром 26 (фиг. 2), закрепленным в опорной плите 27, размещаемой в люке стенки топочной камеры. Сопло установлено непосредственно внутри шарового шарнира. Соосно с соплом 2 на стволе 18 установлен дополнительный шарнир, состоящий из вилки 28, прикрепленной к кронштейну 1 и свободно повораивающейся в месте крепления, и направяющей втулки 29, скользящей по стволу 18, и поворачивающейся на пальцах 30 в вилке 28.

Устройство в таком выполнении работает так же, как описано выше. Дополнительный шарнир обеспечивает необходимое сложное движение сопла по программе, заданной приводом возвратпо-качательного движения и поворота в вертикальной плоскости.

При использовании предлагаемого устройства на котельных агрегатах, топки которых работают под наддувом, полная герметизация устройства обеспечивается сильфонной камерой 31, прикрепленной к опорной плите 27, путем подачи в эту камеру сжатого воздуха через штуцер 32.

В отдельных случаях для обеспечения надежной и безотказной работы шарового шарнира может быть использовано охлаждение опорной плиты и шарового шарнира, например, воздухом или водой.

Формула изобретения

Устройство для струйной обработки поверхностей, содержащее кронштейн с соплом, установленный шарнирно и связанный с механизмом колебательного движения

сопла, и механизм поворота сопла относительно обрабатываемой поверхности в виде вала с червяком и червячным элементом, отличаюшееся тем, что, с целью повышения равномерности обработки поверхностей топочной камеры котельного агрегата, оно снабжено механизмом фазового смещения колебаний сопла, размещенным на валу поворота сопла и выполнепным в виде разъемного кривошипа с пазом в месте его крепления и сектора, размещенного в пазу кривошипа с возможностью поворота в нем, а механизм поворота сопла связан с механизмом колебательного движения, при этом червячный элемент механизма поворота сопла выполнен в виде сектора, а кронштейн сопла установлен на секторе.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

I Авторское свидетельство СССР № 503703, кл. В 24С 3/12, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР № 403543, кл. В 24С 3/02, 1970 (прототип).

V 16

Фиг.5.