CN108955343B - 列管换热器清洗设备的送枪方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种列管换热器清洗设备的送枪方法，涉及工业换热器清洗技术领域，针对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；另外直线驱动装置只能做简单的两端限位控制，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，从控制上无法避免误差，需要定期调整清洗枪的位置，最终造成了运行及维护的不便的技术问题，采用包括设备恢复到初始状态、预送枪解除误差、提枪回程等三个步骤解决，该方案步骤简单，容易控制，操作方便，故障率低，效率高。

Description

列管换热器清洗设备的送枪方法

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方法。

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；另外直线驱动装置只能做简单的两端限位控制，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，从控制上无法避免误差，最终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方法，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；另外直线驱动装置只能做简单的两端限位控制，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，从控制上无法避免误差，需要定期调整清洗枪的位置，最终造成了运行及维护的不便的技术问题。

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方法，包括以下步骤：

S1、设备恢复到初始状态；

S2、预送枪解除误差；

S3、送枪清洗；

S4、提枪回程。

优选地，步骤S1所述设备恢复到初始状态包括：

直线运动机构的运动部带着软管转送机构移动到立柱的顶部；

清洗枪处于完全拉出列管的状态；

清洗枪夹紧装置处于夹紧状态；

软管抱紧机构处于抱紧状态。

优选地，步骤S2所述预送枪解除误差包括：

S21、软管抱紧机构解除对转轮的抱紧使得软管与转轮摩擦力最小；

S22、完成步骤S21后，直线运动机构的运动部带动软管转送机构向下移动；

S23、当直线运动机构的运动部向下移动到送枪起始传感器位置时，控制器控制软管抱紧机构将软管抱紧；

S24、直线运动机构的运动部继续带动软管转送机构向下移动，并带动转轮旋转以向列管内送入清洗枪；

S25、直线运动机构的运动部带动软管转送机构向下移动到达送枪深度传感器后停止向下移动。

优选地，步骤S3所述送枪清洗包括：将清洗枪送入换热器列管直到抵达换热器列管底部。

优选地，步骤S4所述提枪回程包括：

S41、清洗枪下放到位并经过延时清洗后，直线运动机构的运动部向上移动带动软管转送机构向上移动同时带动转轮反转；

S42、当清洗枪被提升并使收枪到位传感器得到信号后，清洗枪夹紧装置夹紧清洗枪；

S43、完成步骤S42后，软管抱紧机构解除夹紧状态，直线运动机构的运动部继续向上移动；

S44、直线运动机构的运动部向上移动到达上限位传感器后停止向上移动。

优选地，经过步骤S44后，又跳到步骤S1执行，如此反复循环以实现列管换热器的送枪、收枪工作。

优选地，在步骤S4之后还包括：步骤S5、判断是否清洗完成，如果清洗完成则停止工作退出从步骤S1~S4的循环。

本发明的有益效果包括：步骤简单，容易控制，操作方便，故障率低，效率高。

附图说明

图1是本发明提供的实施例操作步骤流程图；

图2是本发明提供的实施例总体结构示意图；

图3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1~3，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。

为能够充分说明本发明的操作过程，需要借助如图2和图3所示的装置进行描述，图中底座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。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。

如图1所示，基于上述硬件基础上，本发明提供的实施例的操作方法如下：

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 (3)

1.一种列管换热器清洗设备的送枪方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、设备恢复到初始状态；

S2、预送枪解除误差；

S3、送枪清洗；

S4、提枪回程；

步骤S1所述设备恢复到初始状态包括：

直线运动机构的运动部带着软管转送机构移动到立柱的顶部；

清洗枪处于完全拉出列管的状态；

清洗枪夹紧装置处于夹紧状态；

软管抱紧机构处于抱紧状态；

步骤S2所述预送枪解除误差包括：

S21、软管抱紧机构解除对转轮的抱紧使得软管与转轮摩擦力最小；

S22、完成步骤S21后，直线运动机构的运动部带动软管转送机构向下移动；

S23、当直线运动机构的运动部向下移动到送枪起始传感器位置时，控制器控制软管抱紧机构将软管抱紧；

步骤S3所述送枪清洗包括：

S31、直线运动机构的运动部继续带动软管转送机构向下移动，并带动转轮旋转以向列管内送入清洗枪；

S32、直线运动机构的运动部带动软管转送机构向下移动到达送枪深度传感器后停止向下移动；

步骤S4所述提枪回程包括：

S41、清洗枪下放到位并经过延时清洗后，直线运动机构的运动部向上移动带动软管转送机构向上移动同时带动转轮反转；

S42、当清洗枪被提升并使收枪到位传感器得到信号后，清洗枪夹紧装置夹紧清洗枪；

S43、完成步骤S42后，软管抱紧机构解除夹紧状态，直线运动机构的运动部继续向上移动；

S44、直线运动机构的运动部向上移动到达上限位传感器后停止向上移动。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

经过步骤S44后，又跳到步骤S1执行，如此反复循环以实现列管换热器的送枪、收枪工作。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

在步骤S4之后还包括：步骤S5、判断是否清洗完成，如果清洗完成则停止工作退出从步骤S1~S4的循环。

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