CN108731539B - 列管换热器清洗设备的送枪装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种列管换热器清洗设备的送枪装置，涉及工业换热器清洗技术领域，针对现有技术占空间大，经常出现累积误差，需要定期调整清洗枪的位置的问题，采用底座上固定设置有立柱，立柱一侧固定设置有直线运动机构，直线运动机构的运动部设置有软管转送机构，软管绕设在软管转送机构上，软管一端与清洗枪连接，软管转送机构与立柱可活动连接，软管转送机构能够在直线运动机构的运动部往复运动时，将直线运动机构的直线运动转换成软管转送机构的圆周运动的技术方案。该方案结构紧凑，体积小，重量轻，不仅降低了制作成本，也更便于安装。

Description

列管换热器清洗设备的送枪装置

技术领域

本发明涉及工业换热器清洗技术领域，特别涉及一种列管换热器清洗设备的送枪装置。

背景技术

蒸发、热交换是制糖、化工、食品、制药、造纸、发电等行业生产过程中广泛应用的设备，现我国换热器产业保持年均10~15%左右的速度增长，2015年，我国换热器产业规模突破880亿元，到2020年我国换热器产业规模有望达到1500亿元。

换热器大多是以水为载体的换热系统，由于某些盐类在温度升高时从水中结晶析出，附着于换热管表面，形成水垢。在冷却水中加入聚磷酸盐类缓冲剂，当水的PH值较高时也可导致水垢析出。初期形成的水垢比较松散，但随着垢层的生成，传热条件恶化，水垢中的结晶水逐渐失去，垢层变硬，并牢固地附着于换热管表面。工业热交换器经一段时间的运转之后，在传热面上会有积垢形成，严重影响热交换效率，必需定期清洗污垢，清垢的方法有：高压水清洗，化学清洗，超声波清洗。目前我国使用换热器的企业中，75%采用高压水清洗，25%的企业采用化学清洗及超声波清洗。

化学清洗-化学除垢是指对积垢进行酸碱处理，使它变得疏松，然后再用机械方法将它除掉。国外主流发达国家一般采用化学清洗的方法对换热器进行清洗，由于国外生产工艺较国内先进，其积垢较国内化工单元较少，清洗频率低，但化学方法所使用的药剂存在对金属腐蚀严重，难以循环利用，排放造成环境污染，使用成本高等问题，所以在国内未获大面积推广。

高压管道清洗是20世纪80年代发展起来的高压水枪除垢方法，免去化学除垢过程的煮罐的麻烦并节省大量的化学药剂，具有清洗成本低、速度快、清净率高、不损坏被清洗物、不污染环境等特点。目前在国内基本代替了化学除垢法和其它机械除垢方法。目前机械清洗列管的方法有如下两种：

1、使用软管和枪嘴对列管进行清洗，通过轮组对软管的摩擦力驱动软管在列管内上下运动进行清洗，其缺点是，在恶劣的工作环境下，设备故障率高，工作不稳定，维护繁锁，上下行程难控制，单台设备较难实现多枪作业。

2、使用硬管和枪嘴对列管进行清洗，通过驱动机构驱动硬管上下作直线运动进行清洗，其缺点是，由于一般列管换热器的管长大于三米，硬管需要做上下直线运动，而换热器罐口较小，清洗机构结构庞大，重量重，不易进出换热器的罐口。

为解决上述问题，本发明人曾经提出了申请号为：CN201621460398.8，名为列管换热器清洗部件的收放机构的专利申请，其采用底座上设置有立柱以及与立柱平行的直线驱动装置，直线驱动装置顶部设置转动装置，牵引装置与转动装置连接后一端固定在底座上，另一端与立柱滑动机构连接，立柱上设置有立柱导轨，立柱滑动机构设置在立柱导轨上并能够沿着立柱导轨上下运动，立柱滑动机构上还设置有滑轮，滑轮上缠绕有软管，软管一端固定在底座上，另一端与清洗枪连接。在实际使用过程中，由于直线驱动装置与立柱平行设置在底座上，所占空间大，导致无法进入空间狭小的换热器内；另外，采用上述方案时由于滑轮和软管通过摩擦实现升降，长时间运行后经常出现累积误差，需要定期调整清洗枪的位置，造成了运行及维护的不便。

发明内容

本发明提供一种列管换热器清洗设备的送枪装置，用以解决现有技术由于直线驱动装置与立柱平行设置在底座上，所占空间大，导致无法进入空间狭小的换热器内；另外，由于滑轮和软管通过摩擦实现升降，长时间运行后经常出现累积误差，需要定期调整清洗枪的位置，造成了运行及维护不便的技术问题。

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案实现：

一种列管换热器清洗设备的送枪装置，包括底座、立柱、软管、清洗枪，所述底座上固定设置有立柱，立柱一侧固定设置有直线运动机构，所述直线运动机构的运动部设置有软管转送机构，所述软管绕设在软管转送机构上，软管一端与清洗枪连接；

所述软管转送机构与所述立柱可活动连接，包括但不限于摩擦、齿条或链条方式连接，所述软管转送机构能够在直线运动机构的运动部往复运动时，将直线运动机构的直线运动转换成软管转送机构的圆周运动。

该方案通过直线运动机构上下运动的过程中，将软管转送机构与立柱之间通过摩擦、齿条或链条方式将直线运动转换成圆周运动，进而带动绕设在软管转送机构上的软管实现送枪或收枪操作，从而在原有直线运动机构的运动部行程长度的基础上增加了软管转送机构旋转所增加的软管长度，该方案结构紧凑，体积小，重量轻，不仅降低了制作成本，也更便于安装。

优选地，还包括检测装置，所述检测装置包括上限位传感器、送枪起始传感器、送枪深度传感器以及收枪到位传感器；

所述上限位传感器、送枪起始传感器、送枪深度传感器从高到低依次排列设置在立柱上，用于检测直线运动机构的运动部的位置；

所述收枪到位传感器固定设置在所述底座的下方，用于检测清洗枪的位置。

增加了检测装置后，对于装置实现自动化控制更为方便，进一步降低了人工操作的时间和成本。

优选地，所述立柱及所述直线运动机构采用无杆气缸制成，无杆气缸的缸体代替立柱作为支撑作用，无干气缸的滑块代替直线运动机构的运动部。

采用无杆气缸代替立柱及直线运动机构，使得结构更为紧凑，故障率进一步降低，控制方法更为简单。

优选地，所述软管转送机构包括转轮；

所述直线运动机构的运动部一侧还固定设置有轴承座，轴承座中设置有轴承，轴承中穿设有转轴，转轴上套设并固定有齿轮和所述转轮；

所述立柱一侧还固定设置有齿条，所述齿条的设置方向与所述立柱的方向平行；

所述齿轮和所述齿条相互啮合。

采用齿轮齿条方式将直线运动转换成圆周运动其结构紧凑，传动误差小且效果高。

优选地，所述软管转送机构还设置有软管抱紧机构，所述软管抱紧机构包括固定板、上抱紧臂、下抱紧臂以及抱紧气缸；

所述固定板固定设置在所述直线运动机构的运动部和/或轴承座的一侧，所述上抱紧臂的一端与所述固定板铰接；

所述下抱紧臂的一端与所述固定板铰接；

所述抱紧气缸的活塞杆端与所述上抱紧臂铰接；

所述抱紧气缸的活塞体一端与所述下抱紧臂铰接；

所述上抱紧臂上可转动设置有第一抱紧轮、第二抱紧轮以及第三抱紧轮；

所述下抱紧臂上可转动设置有第四抱紧轮以及第五抱紧轮；

所述第一抱紧轮、第二抱紧轮以及第三抱紧轮、第四抱紧轮以及第五抱紧轮对应所述转轮外圆周圆弧分布，且所述软管穿设在第一抱紧轮、第二抱紧轮以及第三抱紧轮、第四抱紧轮、第五抱紧轮以及转轮之间。

设置了软管抱紧机构后，能够更方便地实现对软管在转轮上的摩擦力控制，从而方便调整收放枪的长度。

优选地，所述底座上还固定设置有清洗枪夹紧装置，所述清洗枪穿设在清洗枪夹紧装置内。

设置清洗枪夹紧装置可以方便实现对收放枪长度的控制。

优选地，所述清洗枪夹紧装置为气动夹。

气动夹结构简单，方便采购而且控制简单。

优选地，所述上限位传感器、送枪起始传感器、送枪深度传感器以及收枪到位传感器均为霍尔传感器，所述直线运动机构的运动部以及所述清洗枪上分别固定设置有磁性材料，以便于与所述霍尔传感器配合使传感器检测到磁性材料的位置信号。

采用霍尔传感器及磁性材料在潮湿、泡沫水汽多的场合较为适用，能够准确检测到清洗枪及运动部的位置。

优选地，所述转轮圆周表面开设有软管槽，所述软管绕设在软管槽内。

优选地，所述底座上还开设有枪孔，所述枪孔与所述清洗枪夹紧装置相对应，所述清洗枪穿设在枪孔及清洗枪夹紧装置内。

本发明的有益效果包括：

设计合理，结构巧妙，体积小，重量轻，效率高，稳定性好，成本低廉，操作方便，便于组装和检修。

附图说明

图1是本发明提供的实施例总体结构示意图；

图2是本发明提供的实施例轴测图。

图中，各个标号分别表示：底座1、无杆气缸2、齿条3、轴承座4、软管转送机构5、软管6、清洗枪7、上限位传感器8、清洗枪夹紧装置10、滑块20、固定板50、转轮51、上抱紧臂52、下抱紧臂53、抱紧气缸54、送枪起始传感器80、送枪深度传感器81、第一抱紧轮520、第二抱紧轮521、第三抱紧轮522、第四抱紧轮530、第五抱紧轮531。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的图1~2，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

如图1和图2所示，一种列管换热器清洗设备的送枪装置，包括底座1、立柱、软管6、清洗枪7，底座1上固定设置有立柱，立柱一侧固定设置有直线运动机构，直线运动机构的运动部设置有软管转送机构5，软管6绕设在软管转送机构5上，软管6一端与清洗枪7连接。软管转送机构5与立柱活动连接，软管转送机构5能够在直线运动机构的运动部往复运动时，将直线运动机构的直线运动转换成软管转送机构5的圆周运动。

具体地，底座1采用型材组装而成，本实施例中，上述的立柱及直线运动机构由一个无杆气缸代替，即整个无杆气缸即作为立柱也作为直线运动机构。底座1用螺栓或螺钉固定着无杆气缸2，无杆气缸的缸体代替立柱作为支撑作用，无干气缸的滑块20代替直线运动机构的运动部。上限位传感器8、送枪起始传感器80、送枪深度传感器81从高到低依次排列设置在无杆气缸2的缸体上，用于检测直线运动机构的运动部（滑块20）的位置。其中，送枪深度传感器81能够沿着立柱（无杆气缸）上下移动进行调节以便于调整放枪的深度。收枪到位传感器82固定设置在底座1的下方，用于检测清洗枪7的位置。上限位传感器8、送枪起始传感器80、送枪深度传感器81以及收枪到位传感器82均为霍尔传感器，直线运动机构的运动部（滑块20）以及清洗枪7上分别固定设置有磁性材料，以便于与霍尔传感器配合使传感器检测到磁性材料的位置信号。

底座1上开设有枪孔，底座1上固定设置有气动夹形式的清洗枪夹紧装置10，清洗枪7穿设在枪孔及清洗枪夹紧装置10内。

直线运动机构的运动部（滑块20）一侧固定设置有轴承座4，轴承座4中设置有轴承，轴承中穿设有转轴40，转轴40上套设并固定有齿轮和转轮51。立柱一侧固定设置有齿条3，齿条3的设置方向与立柱的方向平行，且齿轮和齿条3相互啮合。

软管转送机构5包括转轮51和软管抱紧机构。转轮51圆周表面开设有软管槽（其形状与皮带轮类似），软管6绕设在软管槽内。软管抱紧机构包括固定板50、上抱紧臂52、下抱紧臂53以及抱紧气缸54。固定板50固定设置在直线运动机构的运动部（滑块20）和轴承座4的一侧，上抱紧臂52的一端与固定板50铰接；下抱紧臂53的一端与固定板50铰接；抱紧气缸54的活塞杆端与上抱紧臂52铰接；抱紧气缸54的活塞体一端与下抱紧臂53铰接；上抱紧臂52上可转动设置有第一抱紧轮520、第二抱紧轮521以及第三抱紧轮522；下抱紧臂53上可转动设置有第四抱紧轮530以及第五抱紧轮531。第一抱紧轮520、第二抱紧轮521以及第三抱紧轮522、第四抱紧轮530以及第五抱紧轮531对应转轮51外圆周圆弧分布，且软管6穿设在第一抱紧轮520、第二抱紧轮521以及第三抱紧轮522、第四抱紧轮530、第五抱紧轮531以及转轮51之间。

装置的控制采用PLC、单片机或者嵌入式系统进行统一协调控制，与装置连接的电源优选采用直流24V电源进行供电以提高装置在高温、高湿度环境下的设备及人身安全。

实施例二

一种列管换热器清洗设备的送枪装置，本实施例在实施例一的基础上，将齿轮用链轮代替，齿条用链条代替，且链条固定在立柱上，链轮与链条相互啮合，其余部件不做变动。

实施例三

一种列管换热器清洗设备的送枪装置，本实施例在实施例一的基础上，将齿轮用摩擦轮代替，齿条用摩擦条代替，其余部件不做变动。

实施例四

一种列管换热器清洗设备的送枪装置，本实施例在实施例一的基础上，将无杆气缸去除，取而代之的是丝杆传动机构，其结构为：在立柱上固定设置有丝杆传动机构（即直线运动机构），其余部件不做变动。

上述实施例结构大体类似，其操作步骤也基本相同，现以实施例一作为重点介绍整个装置的工作原理及过程，其工作步骤如下：

1）设备恢复到初始状态：

即直线运动机构的运动部（滑块20）带着软管转送机构5移动到立柱的最顶部，此时清洗枪7处于完全拉出列管的状态（收枪到位传感器82检测到清洗枪7的信号），清洗枪夹紧装置10处于夹紧状态；软管抱紧机构处于抱紧状态（即抱紧气缸54伸出，从而推动上抱紧臂52、下抱紧臂53沿着各自的支点向转轮51移动，最终通过设置在上面的抱紧轮将软管6夹紧在转轮51上）；上限位传感器8检测到滑块20的信号。

2）预送枪解除误差：

首先软管抱紧机构松开对转轮51的抱紧，即抱紧气缸54收缩，抱紧气缸54两端的上抱紧臂52、下抱紧臂53沿着各自的支点向外旋转，从而使得抱紧轮与转轮51分离，减少了对软管6的挤压作用，最终减少软管与转轮51的摩擦力；

完成上述松开动作后，直线运动机构的运动部（滑块20）带动软管转送机构5向下移动，由于软管转送机构5上设置有齿轮，齿轮又与固定在立柱（无杆气缸缸体）上的齿条相互啮合，因此齿轮通过转轴40带动转轮51顺时针旋转，但由于软管6与转轮51的摩擦力减小，加上清洗枪7一端已经被清洗枪夹紧装置10夹紧，再加上软管6一端自身的重力，使软管6在转轮51上打滑；

当直线运动机构的运动部（滑块20）移动到送枪起始传感器80位置时，控制器控制软管抱紧机构将软管6抱紧，即抱紧气缸54伸出，从而推动上抱紧臂52、下抱紧臂53沿着各自的支点向转轮51移动，通过设置在上面的抱紧轮将软管6夹紧在转轮51上增大软管6与转轮51之间的摩擦力，于此同时清洗枪夹紧装置10松开。

3）送枪清洗：

直线运动机构的运动部（滑块20）继续向下运动，并带动清洗枪7向下移动深入被清洗的列管内，直到送枪深度传感器81检测到信号停止送枪。由于转轮51被齿轮顺时针带动旋转，因此清洗枪7的下降深度为送枪深度传感器81到送枪起始传感器80之间的距离加上转轮51的旋转周长距离之和。

4）提枪回程：

清洗枪7下放到位并经过一定时间的延时清洗后，直线运动机构的运动部（滑块20）向上移动，从而带动软管转送机构5向上移动，在此过程中，由于由齿轮和齿条的作用，转轮51反转，并带动软管6逆时针转动，其原理与放枪状态类似，只是方向相反。通过向上提升以及转轮51的旋转，即可将清洗枪7完全提出。当清洗枪7被提升并触发收枪到位传感器82得到信号后，清洗枪夹紧装置10夹紧清洗枪7于此同时软管抱紧机构处于放松状态，转轮51与软管6由于摩擦力减小能够相对滑动，直线运动机构的运动部（滑块20）继续向上移动直到触发上限位传感器8而停止，在此过程中，由于转轮51与软管6由于摩擦力减小能够相对滑动能够清除前期因摩擦力不可靠而导致的误差，提高清洗枪7的收、放精度。

Claims (9)

1.一种列管换热器清洗设备的送枪装置，包括底座、立柱、软管、清洗枪，其特征在于：

所述底座上固定设置有立柱，立柱一侧固定设置有直线运动机构，所述直线运动机构的运动部设置有软管转送机构，所述软管绕设在软管转送机构上，软管一端与清洗枪连接；

所述软管转送机构与所述立柱可活动连接，所述软管转送机构能够在直线运动机构的运动部往复运动时，将直线运动机构的直线运动转换成软管转送机构的圆周运动；

所述立柱及所述直线运动机构采用无杆气缸制成，无杆气缸的缸体代替立柱作为支撑作用，无杆气缸的滑块代替直线运动机构的运动部。

2.根据权利要求1所述的送枪装置，其特征在于：

还包括检测装置，所述检测装置包括上限位传感器、送枪起始传感器、送枪深度传感器以及收枪到位传感器；

所述上限位传感器、送枪起始传感器、送枪深度传感器从高到低依次排列设置在立柱上，用于检测直线运动机构的运动部的位置；

所述收枪到位传感器固定设置在所述底座的下方，用于检测清洗枪的位置。

3.根据权利要求1所述的送枪装置，其特征在于：

所述软管转送机构包括转轮；

所述直线运动机构的运动部一侧还固定设置有轴承座，轴承座中设置有轴承，轴承中穿设有转轴，转轴上套设并固定有齿轮和所述转轮；

所述立柱一侧还固定设置有齿条，所述齿条的设置方向与所述立柱的方向平行；

所述齿轮和所述齿条相互啮合。

4.根据权利要求3所述的送枪装置，其特征在于：

所述软管转送机构还设置有软管抱紧机构，所述软管抱紧机构包括固定板、上抱紧臂、下抱紧臂以及抱紧气缸；

所述固定板固定设置在所述直线运动机构的运动部和/或轴承座的一侧，所述上抱紧臂的一端与所述固定板铰接；

所述下抱紧臂的一端与所述固定板铰接；

所述抱紧气缸的活塞杆端与所述上抱紧臂铰接；

所述抱紧气缸的活塞体一端与所述下抱紧臂铰接；

所述上抱紧臂上可转动设置有第一抱紧轮、第二抱紧轮以及第三抱紧轮；

所述下抱紧臂上可转动设置有第四抱紧轮以及第五抱紧轮；

所述第一抱紧轮、第二抱紧轮以及第三抱紧轮、第四抱紧轮以及第五抱紧轮对应所述转轮外圆周圆弧分布。

5.根据权利要求1所述的送枪装置，其特征在于：

所述底座上还固定设置有清洗枪夹紧装置，所述清洗枪穿设在清洗枪夹紧装置内。

6.根据权利要求5所述的送枪装置，其特征在于：

所述清洗枪夹紧装置为气动夹。

7.根据权利要求2所述的送枪装置，其特征在于：

所述上限位传感器、送枪起始传感器、送枪深度传感器以及收枪到位传感器均为霍尔传感器，所述直线运动机构的运动部以及所述清洗枪上分别固定设置有磁性材料，以便于与所述霍尔传感器配合使传感器检测到磁性材料的位置信号。

8.根据权利要求3所述的送枪装置，其特征在于：

所述转轮圆周表面开设有软管槽，所述软管绕设在软管槽内。

9.根据权利要求5所述的送枪装置，其特征在于：

所述底座上还开设有枪孔，所述枪孔与所述清洗枪夹紧装置相对应，所述清洗枪穿设在枪孔及清洗枪夹紧装置内。

Images