CN110291247A - 用于清洁化学品回收炉或锅炉的熔融物溜槽和熔融物排放口的装置和方法 - Google Patents

Abstract

一种装置(7)，包括清洁杆(38)，在清洁化学品回收锅炉的熔融物排放口(5)时，清洁杆被驱动以往复进行轴向伸出(y)和缩回(x)运动，其中线性致动器(33)能够被控制以用于驱动轴向运动中的清洁杆。在清洁与熔融物排放口(5)相关联的熔融物溜槽(4)时，枢转致动装置(39；41)能够被控制以用于使清洁杆绕轴线(S)枢转，其中一个或多个传感器(40；47‑52)被设置成在清洁杆枢转期间为轴向运动(x；y)与枢转角度(φ)的变化的相关性提供控制基础。还公开了在使用该装置时执行的方法。

Description

用于清洁化学品回收炉或锅炉的熔融物溜槽和熔融物排放口 的装置和方法

技术领域

本发明涉及一种用于清洁化学品回收炉或锅炉的壁中的熔融物溜槽和熔融物排放口的装置和方法。

背景技术

本方法和装置有利地用于化学纸浆生产的基本步骤。更具体地，所述基本步骤涉及从所谓的黑液中回收纸浆蒸煮化学品，所述黑液是来自这种生产的剩余产品，以获得具有不同特定性质的化学纸浆。因此，这些化学品的化学成分可能会有所不同。在锅炉中进行回收，其中回收过程中的温度通常约为1000℃(1832°F)。在所述温度下，剩余的木质纤维被燃烧并且纸浆蒸煮化学品可被回收。在将黑液引入锅炉之前，将黑液浓缩成含有约65％-90％固体物质的水溶液。然后将该溶液喷入回收锅炉，这是一种化学还原炉。化学还原炉是反应器，其中蒸发、气化、热解、氧化和还原过程在化学品回收期间相互依赖。诸如木质素和其他木材提取物的有机材料维持炉内的燃烧，并且产生的热量会随着使用过的蒸煮化学品落到锅炉的底板或底部而将其干燥。在这里，干燥的化学物质堆积成一个半焦床。进一步加热半焦床以形成液体熔融物，该液体熔融物通过锅炉的下部或底部中的一个或多个排放口和熔融物溜槽排出。

燃烧过程需要将大量空气引入锅炉。这种空气约占引入锅炉中的物质的80％。空气被迫从设置在与锅炉呈包围关系的几层风箱或管道通过锅炉壁上的多个空气入口(即主要、第二和第三空气入口)进入锅炉。主要空气入口设置在靠近半焦床的锅炉下部的侧壁中，通过主要空气入口引入约40％至50％空气。第二空气入口围绕锅炉设置在比主要空气入口高的层次处并且位于黑液喷入锅炉所通过的进口之下，通过第二空气入口引入约35％的空气。虽然主要空气入口以相当大的湍流提供相对大量的空气，以便在半焦床中将火球保持住，但是第二空气入口在半焦床上方提供更精细的空气控制和分布并将空气均匀地分布在黑液喷雾中以支持其燃烧。喷射到锅炉中的黑液具有类似于加热油的稠度，以包含焦炭物质和熔融物的燃烧产物的形式旋转、燃烧并朝锅炉底部落下。

与锅炉壁接触的一些熔融物和焦炭物质会由流入的空气冷却，从而在空气入口的周边形成沉积物。根据惯例，通过工人手动将杆插入空气入口或通过机械清洁装置定期移除炭堆积物。脱落的焦炭物质落入锅炉底部的熔池中。US4423533之前公开了一种用于清洁回收锅炉中的空气入口的机械清洁装置。

另一方面，熔融物溜槽设计用于将熔融物从锅炉中排出，并将熔池保持在安全水平。如果不定期清洁熔融物溜槽，则熔融物会氧化并结壳，结的壳会堵塞熔融物溜槽。熔融物溜槽堵塞会导致锅炉内的熔融物的水平上升，导致操作效率低下且不可预测，导致可回收的化学品数量减少，每单位燃料产生的蒸汽量减少，以及一氧化碳和二氧化硫等有毒气体的排放增加。

通常由工人将长金属杆插入溜槽来手动清洁碱回收锅炉的熔融物溜槽。工人对杆所做的剧烈横向和往复运动会移除会堵塞溜槽的炭或氧化的结壳熔融物。熔融物溜槽的这种手动的用杆疏通是低效的并且也非常不安全。熔融物的温度达到1000℃的数量级，虽然用于清洁溜槽的杆通常长达6米或更长，但是对这种熔融物溜槽进行手动用杆疏通的工人具有被烧伤的巨大危险。由于高温，熔融物溜槽开口被在锅炉的排放口和溜槽周围的夹套中循环的水冷却，并且在用杆疏通期间，水夹套可以因为手动用杆疏通而破裂。在有水的情况下，由于熔融物的挥发性，破损的水夹套可以导致锅炉爆炸。一立方米的水被释放，导致8000立方米的蒸汽在一瞬间释放。

WO2008/044984在先公开了用于清洁碱回收锅炉壁中的熔融物溜槽和排放口的机械装置。杆状清洁工具围绕其纵向轴线可旋转地布置在托架中，托架可移动地支撑在轮子上。托架和工具可以被驱动以往复运动，以使清洁工具通过排放口并沿着熔融物溜槽的路径前后移动，熔融物溜槽从锅炉壁中的排放口以向下倾斜的角度延伸。

本发明涉及一种装置，包括清洁杆，在清洁化学品回收锅炉的熔融物排放口时，所述清洁杆被驱动而往复地轴向伸出和缩回运动，其中线性致动器能够被控制以在轴向运动中驱动清洁杆。

从US5542650A(参见图25-30)在先公开了类似类型的清洁装置。在从熔融物溜槽清理结壳物质的清洁流程中，清洁杆在枢座上自由地枢转，以当杆被线性致动器伸出或缩回时允许杆沿着溜槽向上或向下运动。为了避免清洁杆与熔融物溜槽的底部接触，US5542650A建议将清洁杆从在侧壁边缘上运行的辊子组件引导到熔融物溜槽。然而，可以容易地预见到，该解决方案可能遭受包括高温和飞溅在内的实际上会妨碍辊子组件的操作的恶劣环境的严重影响。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种用于清洁化学品回收锅炉壁中的熔融物溜槽和排放口的替代和改进的装置。

本发明的另一个目的是提供一种不仅有改进点而且完全安全的方法，以用于通过使用清洁装置来清洁化学品回收锅炉的壁中的熔融物溜槽和排放口，清洁装置可被安装以用于与熔融物溜槽和熔融物排放口对准操作。

本发明的另一个目的是提供一种改进的清洁装置和方法，旨在提高化学品回收锅炉的操作稳定性。

本发明的又一个目的是提供一种改进的清洁装置和方法，旨在减少工人暴露于化学品回收锅炉的危险区域。

本发明的又一个目的是提供一种改进的清洁装置，该清洁装置操作安全，并且几乎消除了在清洁期间熔融物溜槽破裂的风险。

本发明的又一个目的是提供一种改进的清洁装置，与现有技术的解决方案相比，该清洁装置重量相对较轻并且可以快速且容易地手动安装或从化学品回收锅炉中取出。

最后，本发明的目的是提供一种清洁装置，用于以与轴向运动中的固定或临时固定的关系而安装在化学品回收锅炉的壁中。从而，由锅炉主体的热膨胀引起的偏移或错位被避免或降至最低。

在包括清洁杆的设备中满足这些目的中的至少一些，在清洁化学品回收锅炉的熔融物排放口时，所述清洁杆被驱动以往复进行轴向伸出和缩回运动，其中线性致动器能够被控制以驱动清洁杆做轴向运动。在清洁与熔融物排放口相关的熔融物溜槽时，轴向运动中的使清洁杆绕轴线枢转。布置一个或多个传感器以在清洁杆枢转期间为轴向运动与枢转角度变化的相关性提供控制基础。

内置于如此限定的清洁装置中的运动和致动器控制的组合提供了自动化所需的技术和操作条件，因此提供了避免危险的手动清洁工作的可能性。在这种意义上，清洁装置可以被视为自动或至少半自动机器人，其在最大程度上仅需要来自操作者的启动信号以启动清洁程序。

如果以全自动程序为目的，则可以通过根据与化学品回收过程相关的某些条件来安排清洁流程的开始而实现。可以监测并形成开始清洁的基础的一个这样的条件是，例如，可由温度传感器监测的熔融物溜槽中的温度。

在一个实施例中，清洁装置包括一个或多个传感器，其监测杆的轴向和枢转运动中的至少一个，其中线性致动器和枢转致动装置中的至少一个的操作是基于来自一个或多个传感器的输出。

在一个实施例中，枢转致动装置布置成基于来自杆轴向运动传感器的读数来调节枢转运动的速度，所述杆轴向运动传感器在清洁杆枢转期间监测轴向运动。

杆轴向运动传感器可以实现为以下之一：例如，近距离传感器；一个或多个限位开关或端部位置传感器；或线性致动器的伺服电动机中的编码器。

在一个实施例中，线性致动器被布置为用于基于来自角度位置传感器的读数来调节轴向运动的速度，该角度位置传感器在清洁杆的枢转期间监测枢转角度的变化。

角度位置传感器可以实现为以下之一：例如，监测清洁杆的枢转区域的一组光传感器或光敏电池；具有相关图像处理软件的固定位置摄像机；或者在枢转致动装置的伺服电动机中的编码器。

因此，可以主动地控制和平衡轴向运动和枢转运动，使得轴向行进的速度或量/长度与枢转期间施加的速度或角度位置的变化量成比例。在本公开中，轴向运动和枢转运动的协调被定义为“相关性”，以便强调每个运动取决于另一个运动。

轴向运动和枢转运动之间的这种相关性提供了技术效果和优点，通过在保持清洁杆与熔融物溜槽的金属底部的间隙的情况下确保使清洁杆沿着熔融物溜槽行进，可以避免对熔融物溜槽的损坏。

清洁装置可以布置成用于支撑清洁杆，使其与熔融物溜槽和熔融物排放口永久对准或临时对准。这些特征提供了用于锅炉中的每个熔融物溜槽/排放口的一个清洁装置的可选实施方式，或者通过使用可移动清洁装置来连续清洁熔融物溜槽/排放口的选择，该可移动清洁装置可从一个熔融物溜槽移动到另一个熔融物溜槽。

在一个实施例中，清洁装置支撑在可连接到锅炉的固定装置中。在替代实施例中，清洁装置可以支撑独立于锅炉的固定装置中，尽管该固定装置可以与锅炉相固定。

可替代地，这些特征可以应用于需要考虑由热膨胀引起的锅炉活动的装置中。因此，在第一个提到的替代方案中，清洁装置布置成跟随由于热膨胀引起的锅炉的任何活动，而在第二替代方案中，不允许热膨胀影响清洁装置的悬挂和对准。

在一个实施例中，固定框架在面向锅炉的一侧包括定位装置，该定位装置与布置在可连接到锅炉的适配器上的相应定位装置配合。

该实施例通过清洁装置和附接到锅炉的对接构件之间的强制配合确保与熔融物溜槽和排放口的正确对准。

以下特征和细节限定了清洁装置的有利实施例：

清洁杆支撑在摆动件中，该摆动件枢转地布置在一对臂之间，臂的一端分别固定在固定装置或锅炉壁中。

在一个实施例中，摆动件包括能够操作用于移动驱动器的齿条和齿轮驱动器，或滚珠螺杆，或梯形螺纹杆机构，其中清洁杆被固定以用于伸出和缩回的轴向移动。

在一个实施例中，清洁杆的角度位置的变化由角度位置传感器监测，该角度位置传感器操作地连接到清洁杆或摆动件的枢转轴线。

枢转致动装置可以是角度致动器或线性致动器。

清洁装置枢转地连接到锅炉。

在一个实施例中，清洁杆枢转地支撑在一对臂的外端中，所述臂的内端枢转地以轴颈式安装在锅炉上。

后一实施例为清洁装置提供过载保护，特别是对于包括在清洁装置中的清洁杆驱动机构的部件。

清洁装置与锅炉的枢转连接还通过允许清洁装置从溜槽“提升”以防止清洁杆意外地严重撞击熔融物溜槽的底部而增加了对熔融物溜槽的保护。

本发明的目的同样通过使用清洁装置清洁化学品回收锅炉的熔融物溜槽和熔融物排放口的方法来实现，所述清洁装置包括清洁杆，清洁杆被驱动以在轴向伸出和缩回中往复运动，其中该方法包括：在清洗熔融物排放口的步骤中循序地伸出和缩回清洁杆；在清洁熔融物溜槽的步骤中枢转清洁杆，其中基于来自一个或多个传感器的读数，在清洁杆枢转期间，轴向运动与枢转角度的变化具有相关性。

该方法还可以包括以下步骤：

-在枢转运动期间监测枢转角度的变化，以及

-根据枢转角度变化的读数调节轴向运动的速度。

更确切地说，在一个实施例中，轴向运动的速度随着枢转角度的增加而逐渐增加。

在替代实施例中，该方法包括以下步骤：

-监测枢转运动期间的清洁杆的轴向运动，以及

-基于轴向运动的读数调节枢转运动的速度。

在枢转运动期间，清洁杆的末端有利地保持在离熔融物溜槽底部约1mm至50mm的距离处，或者距离熔融物溜槽底部约1mm至20mm的最小距离处。

在清洁过程的自动化的另一步骤中，清洁期的启动基于来自监测熔融物溜槽中的温度的温度传感器的读数。

附图说明

下面将参考随附的示意性附图进一步解释本发明，其中

图1示出了化学品回收锅炉在建筑物中的安装，

图2a和2b以较大比例示出了图1的锅炉的截面细节，

图3是本发明清洁装置的一个实施例的透视图，

图4是从相对侧示出图3的清洁装置的相应透视图，

图5示出了锅炉建筑物中的清洁装置的替代安装，

图6示出了在清洁杆枢转期间枢转角度的变化与清洁杆缩回速度之间的关系的图。

图7a-7c示出了清洁程序的流程步骤，

图8a-8c示出了由替代实施例执行的相同流程步骤，

图9a和9b以局部剖开的侧视图示出了清洁装置，以及

图10示出了传感器的替代布置，安装该传感器以监测清洁杆的轴向运动和枢转运动。

具体实施方式

参考图1，示意性地示出了化学品回收锅炉1。锅炉1悬挂在容纳锅炉的建筑物的上部结构2上。由附图标记3表示的冷却夹套通常布置在锅炉的外部。冷却夹套3通常包括一系列导管，水在导管中循环。熔融产物可以通过熔融物溜槽4从锅炉排出，熔融物溜槽4从锅炉1的壁6中的熔融物排放口5以向下倾斜的角度延伸。熔融物溜槽4通常定向在垂直于锅炉壁6的平面中。实际上，许多熔融物溜槽4和排放口5可以分布在锅炉的主体周围。

在图2a中，熔融物溜槽4、排放口5和锅炉壁6的截面部分以侧视图示出，基本上与锅炉壁平行。图2b以垂直于锅炉壁的正视图示出了图2a的熔融物溜槽。在图2a和2b中的实心黑色串和栓塞是在熔融物溜槽中冷却并堵塞排放口的熔融物物质的示意图。在图2a和2b中，附图标记4'指向熔融物溜槽4的底部。

由于熔融物溜槽中熔融物的结壳通常与熔融物中的温度有关，因此可以通过监测熔融物溜槽中的温度来确定在熔融物溜槽中清除结壳的必要性。为此目的，温度传感器4”可以布置在熔融物溜槽上。可以替代地布置热摄像机以测量顺着喷口倾倒的熔融物的温度。如果合适，来自温度传感器4”或热摄像机的读数可以形成自动启动清洁程序的基础。

现在将参考图3和图4中的左侧和右侧透视图分别描述设置为用于从排放口5和熔融物溜槽4中清除和去除结壳物质的装置7。清洁装置7的目标实施例包括框架，该框架包括两个平行的臂8和9，臂8和9从内端到达外端，该内端枢转地以轴颈式安装在锅炉壁6处，这提供用于清洁杆(稍后将描述)的驱动机构11的枢转悬架。更确切地说，在所示实施例中，臂8和9可枢转地以轴颈式安装在固定框架10中，固定框架10设置成连接到锅炉壁6。

固定框架10是盒状设计，包括左右支撑部分12和13，在它们之间限定中心槽14，中心槽14的尺寸适于在固定框架10和清洁装置7与熔融物溜槽和排放口5对准时接收熔融物溜槽4的上端。

每个支撑部分12或13包括一组加强元件15，加强元件15设计成经由子框架16承担来自清洁装置的载荷，通过该子框架，每个臂的内端在固定框架10中分别可枢转地以轴颈式安装在枢转轴17上。更具体地说，子框架16在臂8和9下方延伸，以便将清洁装置7支撑在大致水平位置，清洁装置可以从该位置枢转地向上移动，原因将在下面描述。

如本文所公开的，基本上，臂8、9可以设计为是自支撑的或悬臂构件。然而，在替代实施例中，臂8和9的自由外端可以由锅炉建筑物支撑，诸如悬挂在从建筑物中的结构元件垂下的绳索中。如果合适的话，臂8和9的外端的悬挂件可以具有一定程度的弹性，诸如通过插入支撑绳索中的张力弹簧。

清洁装置7可以布置成与熔融物溜槽4和排放口5永久对准或临时对准。在这一点上，对准一方面指的是清洁装置定向为当在水平面中观察时与熔融物溜槽平行，另一方面指的是清洁装置相对于熔融物排放口的竖直高度的定位。

在永久对准中，固定框架10可以安装到锅炉壁或安装到附接到锅炉壁的任何结构元件上。或者，永久对准可以预见清洁装置固定地支撑在独立于锅炉的结构中。出于说明的目的，在图5中给出后者的示例。在该实施例中，臂8'和9'设计为成角度的控制台，倚靠固定梁10'。梁10'可以固定在锅炉建筑物的结构元件中，或者可以自身构成建筑物的结构元件。在图5的实施例中，可以通过如使用螺栓和长孔连接件17'那样将臂8'、9'布置为可延伸的从而来调节竖直高度。通过将螺栓插入形成在臂8'和9'中的长孔中而实现的清洁装置的悬挂进一步提供了过载保护的形式，以通过在螺栓滑动时允许清洁装置向上移动来防止过大的负载传递到清洁装置的部件。

在临时对准中，清洁装置可以可移动地支撑在独立于锅炉的结构中，或者可移动地支撑在可连接到锅炉外部的结构中。在清洁装置在连续清洁操作中从一个熔融物溜槽移动到另一个熔融物溜槽的情况下，例如，清洁装置可以布置成能够在与锅炉呈固定距离且水平延伸的轨道上移动。这种轨道可以支撑在锅炉建筑物的结构部件中，或者支撑在锅炉的外部上。

尽管对于技术人员有多种可选的选项，使得可通过相应的支撑结构设计使清洁装置的悬挂适应特定锅炉应用，但是在任何应用中的基本方面和要求是一方面清洁装置和另一方面锅炉壁上的熔融物溜槽和排放口之间正确对准。在这方面，可承受的公差应优选地以毫米为单位，以避免在清洁操作期间与锅炉壁和熔融物溜槽的不利接触。

在图3和图4的实施例中，通过将清洁装置7布置成与可安装在锅炉上的适配器元件18对接来实现所需的精度。通过将固定框架10与形成在适配器元件18上的定位装置19配合来实现水平和竖直的正确对准和定位。定位装置19可以以螺柱19的形式实现，螺柱19从适配器元件18突出，以用于插入相应的孔19'中，所述孔19'形成在面向锅炉和适配器元件的固定框架的相对侧20中。螺柱19可以是螺纹螺栓，用于将清洁装置7永久地连接到锅炉壁/适配器元件。当然，除了所提到的螺柱或螺栓和螺栓或螺栓孔之外，可以使用任何合适的相互作用装置和引导件来促使清洁装置与熔融物溜槽和排放口配合定位。

在臂8和9的外端，用于清洁杆的驱动机构11布置成围绕轴线S枢转，轴线S由一对枢轴销(在图3和图4中不可见，但是在图9a和9b中示出了一个，并且在此用附图标记21表示)限定。枢轴销21被以轴颈式安装在一对控制台元件22和23中，每个控制台元件分别附接在臂8或9的外端。在这些控制台元件之间，通过将摆动件24安装到枢轴销21而使摆动件24被枢转地悬挂，枢轴销21联接到摆动件的纵向的相对侧。

摆动件24包括具有纵向和横向框架构件的底盘框架25。在底盘框架25内，驱动器26布置成在横向框架构件之间在一对导向杆27和28上滑动，导向杆27和28在底盘框架的长度上延伸。驱动器容纳一对滑动轴承29和30，这对滑动轴承29和30以轴颈式安装在相关的导向杆27和28上。在滑动轴承之间，螺纹螺母31不可旋转地固定到驱动器26上。螺纹杆32以螺纹接合方式穿过螺母。杆32的一端旋转地以轴颈式安装在底盘框架的内端，而杆32的相对端从底盘框架突出，用于与致动器33操作地接合，致动器33可控制杆32沿任一旋转方向旋转。螺母31和杆32可以实现为滚珠螺杆。螺母31、杆32和致动器33的功能类似于齿条和齿轮驱动器，其可被操作以用于通过控制致动器33的旋转方向而使驱动器26沿着导向杆进行线性往复运动(即伸出和缩回运动)。在这种意义上，致动器33是线性致动器33。

线性致动器33有利地包括具有编码器的伺服电动机，该伺服电动机将关于电动机轴线的旋转的反馈提供给控制系统，该控制系统将线性致动器的操作与枢转致动装置的操作相关联，如下文将进一步描述的。

驱动器26还包括具有一对板34和35的形式的结构构件，它们通过容纳滑动轴承29和30的壳体36和37相互连接。如图9a和9b最佳所示，这些板34和35在底盘框架25下方突出，以在摆动件下方固定清洁杆38。显然，如果合适的话，驱动器可以替代地变换180°以将清洁杆保持在摆动件上方。支撑架(未示出)可以可选地布置在底盘框架的内端中，以帮助引导清洁杆的前后运动。清洁杆38是细长的实心或管状元件。

在这方面，可以指出虽然未在附图中明确示出，但是清洁杆38可以通过诸如橡胶或聚合物衬套的弹性元件固定在驱动器26中，以便防止冲击影响输送到驱动机构的部件的结壳物质。尽管不是本发明的必要部分，但值得一提的是，清洁杆可以设置成在其前端或末端38'中承载可更换的清洁工具。

通过枢转致动装置实现并控制清洁杆驱动机构11的枢转。在图3和图4所示的实施例中，枢转致动装置包括角度致动器39，该角度致动器39驱动地联接到枢轴销21中的一个。角度位置传感器40可以实现为增量编码器，其监测围绕枢转轴线S的枢转角度的变化，并因此提供清洁杆的角度位置的指示。因此，角度致动器39和角度位置传感器40都操作地联接到摆动件24的枢转轴线S。传感器40产生的读数形成了用于控制角度致动器39的操作和对其供电的基础。

然而，角度位置传感器40产生的读数也用于控制清洁杆38枢转时缩回或伸出的速度或量。

在这方面，参考图10，用于替代图4中描绘的角度位置传感器40。

当通过使清洁杆的末端38'沿着溜槽行进而使清洁杆驱动机构枢转以清洁熔融物溜槽时，清洁杆的轴向移动与其角度方向的变化相关，以便补偿当清洁杆围绕枢转轴线S摆动时溜槽底部与清洁杆之间距离的变化。例如，如果摆动件以恒定速度运动，那么轴向运动的速度可能需要朝向溜槽的端部增加，在某些情况下逐渐增加。

在图6的图表中示出了清洁杆的轴向运动和枢转运动之间的相关性的示例。图中的曲线表示作为增加的枢转角度(φ)的函数的缩回运动的加速度(x)。

图6的示意图意在示出内置于清洁装置中的功能，以确保在金属溜槽底部和清洁杆的末端之间始终保持间隙。然而，根据主要的几何条件，清洁杆的轴向运动和枢转运动之间的相关性可以显示出图6中所示的特性之外的其他特性。在其他替代方案中，例如，可能更合适的是，当通过调节给枢转致动装置的供电来调节枢转运动的速率时，使清洁杆恒定地缩回或者伸出。

在所有情况下，在运行软件编码程序的控制单元中计算相关性，该软件编码程序使用来自一个或多个传感器或检测器的动态输入以及例如静态数据，静态数据诸如熔融物溜槽的空间坐标和倾斜度以及清洁杆的最大伸出度，这些数据可用于启动枢转运动。作为静态数据或与静态数据组合的数据的替代，近距离传感器可用于连续地限定清洁杆在伸出和缩回模式中的位置。

因此，来自传感器或检测器的读数用于控制线性致动器33和/或枢转致动装置39、41的操作，以使清洁杆的轴向运动和枢转运动相关和同步。这种相关性不仅可以包括清洁杆的受控缩回，而且如果需要还可以包括清洁杆的受控伸出，这取决于目标几何形状。通常情况下，所述相关性包括控制线性致动器装置和/或枢转致动器装置中的电源、运行时间和旋转方向，以便将清洁杆的末端保持在距离熔融物溜槽的底部约1mm至约20mm的最小距离处。在一些情况下，该距离可以在距离熔融物溜槽底部约1mm至约50mm的范围内变化(例如根据堵塞熔融物溜槽的结壳的量和状态)。

例如，用于检测清洁杆的角度和轴向位置的传感器的读数可以在第一设定运行期间被记录在控制单元中，在第一设定运行期间清洁杆以限定的力沿着熔融物溜槽枢转。此后，记录的数据用于在后续的行程中控制线性致动器33和角度致动器39，在后续的行程中中清洁杆沿着熔融物溜槽以受控的运动和力枢转。

清洁装置在清洁程序期间的操作在图7a-7c的流程视图中示意性地示出。因此，在图7a中，双向箭头x-y示出了在清洁熔融物排放口5期间清洁杆的轴向移动(伸出(y)和缩回(x))。

该运动主要是水平的，这意味着清洁杆的取向优选地在水平面上方或下方的几度的区间内。实际上，“主要是水平的”的表述应理解为包括与真实水平的偏差小于+/-45°，例如在+/-30°的区间内，或甚至更优选在高度上的+/-15°的区间内。

在图7a所示的清洁流程期间，角度致动器39不运行，而线性致动器33可以在两个旋转方向上被交替驱动，以便清洁杆伸出或缩回。在替代实施例中，清洁杆可以可选地按本领域中已知那样布置成用于围绕其自身轴线转动，以便于清洁排放口周边的所有部分。

在从熔融物排放口去除固体或结壳物质的流程(图7a)中，清洁杆可能需要反复缩回和伸出，直到它穿透开口。为了保护清洁杆驱动机构的部件免受过大的负荷，可以通过在将臂8、9轴颈式安装到锅炉壁6或固定框架10上的枢转点17处的枢转来提升整个组件。这种保护动作由图7a中的虚线箭头L表示。

可替换地，用于清洁杆驱动机构的过载保护可以包括内固定框架10中的内臂端部的弹回且弹性的固定件，或者作为第三替代方案，用于清洁杆驱动机构的过载保护可以包括控制台元件22和23的到臂8和9的外端的弹回且弹性的附接件。

图7b示出了通过使清洁杆的末端沿着熔融物溜槽向下运行来清洁熔融物溜槽4的流程。由于清洁杆末端以与熔融物溜槽底部具有几毫米的间隙而沿着熔融物溜槽通过，因此在清洁杆末端通过后，一小部分剩余的结壳物质可能残留在熔融物溜槽的底部。这样，保留在熔融物溜槽底部的结壳物质的薄层保护溜槽底部免受在清洁过程之后顺着溜槽倾倒的热熔融物的影响。

在该流程期间，角度致动器39被操作以用于如箭头所示枢转清洁杆，而线性致动器33被控制以用于与前述枢转运动同步的清洁杆的缩回x。

在这方面，应该观察到，枢转运动的速度可以适应熔融物溜槽中熔融物的流速，以避免飞溅。

在完成清洁之后，清洁装置通过角度致动器39的反向操作返回到其初始位置，如图7c中的箭头R所示。

通过图8a-8c中所示的略微修改的实施例执行相同的操作方式。与前一实施例的唯一区别在于在图8a-8c所示的实施例中，枢转致动装置是线性致动器41，诸如活塞缸单元，而不是角度致动器39。

线性和角度致动器33、39和41可以实现为由空气、液压流体或电力驱动的双作用或可逆操作驱动器。或者，角度致动器41包括单作用弹簧复位活塞/缸单元。

在另一个替代方案中，可以在角度致动器外部施加外部弹簧，更具体地，可以应用于两个替代目的中的任一个：i)为了使清洁装置返回其初始位置而应用外部弹簧并设定其尺寸，或者ii)为了提供更均匀的负载，从而在清洁杆末端沿着不均匀结壳的熔融物溜槽向下行进时避免角度致动器出现负载峰值，而应用外部弹簧并设定其尺寸。

在图9a和9b中，扭簧42分别以未加载状态(图9a)和加载状态(图9b)示出。当清洁杆和清洁杆驱动机构向下枢转时，弹簧42布置成施加以枢转轴线S为中心的反作用力。例如，一个这样的弹簧42可以支撑在每个枢轴销21上，该枢轴销21分别将摆动件24以轴颈式安装到臂8和9。弹簧42包括由一对销45和46致动的一对支腿43和44。第一销45静止地布置在臂8或9的内侧，用于阻止支腿43，而第二销46布置在摆动件24的外侧，与臂的内侧相对，第二销与支腿44接合以用于在摆动件的枢转运动中张紧扭簧42(图9b)。如上所述，扭簧42的尺寸可以设计成用于目的i)或ii)。

参考图10，可替换地，清洁杆38的角度位置的变化可以通过光学检测器47监测，光学检测器47在枢转运动期间概览清洁杆的路径。光学检测器可以实现为跨越枢转运动的平面而布置的光发射器和接收器。或者，可以将监测角度位置变化的光学检测器实现为具有相关图像处理软件的固定位置摄像机48。

可替换地，可以通过检测清洁杆38的轴向位置的变化的近距离传感器49间接地检测角度位置的变化。给定操作现场的几何条件，控制软件可以被编程为通过枢转致动装置的相应控制使枢转运动适应轴向位置的变化，使得清洁杆的末端可以紧密跟随熔融物溜槽的倾斜。

进一步参考图10，附图标记50表示包括在线性致动器33中的编码器，编码器记录由线性致动器的电动机产生的转数，而附图标记51表示一个或多个终端位置传感器或者限位开关，其检测终点位置或检测清洁杆38从熔融物溜槽4离开的时刻，和/或检测清洁杆的任何中间轴向位置。附图标记52表示与角度致动器39相关联的编码器。

从以上描述中可以认识到，本发明的清洁装置和方法不应严格限于与从碱回收锅炉中的黑液中回收纸浆蒸煮化学品有关的使用和应用，而是该设备的结构和操作同样适用于通常在化学品回收炉和锅炉中进行的任何类似过程。

还应注意，在现有技术中，溜槽清洁已经涉及沿着溜槽向上驱动清洁工具。尽管不是优选的实践，但是溜槽的向上清洁仍受益于本发明清洁装置所提供的杆枢转和轴向运动之间的相关性。因此，本发明不限于在向下清洁模式中施加的枢转和缩回之间的相关性，而是同样适用于在向上清洁模式中清洁杆伸出期间的枢转。

Claims (21)

1.一种装置(7)，包括清洁杆(38)，在清洁化学品回收锅炉的熔融物排放口(5)时，所述清洁杆被驱动以往复进行轴向伸出(y)和缩回(x)运动，其中线性致动器(33)能够被控制以用于驱动轴向运动中的清洁杆，其特征在于：在清洁与熔融物排放口(5)相关联的熔融物溜槽(4)时，枢转致动装置(39；41)能够被控制以使清洁杆绕轴线(S)枢转，其中一个或多个传感器(40；47-52)被布置为在清洁杆枢转期间为轴向运动(x；y)与枢转角度(φ)的变化的相关性提供控制基础。

2.根据权利要求1所述的装置，包括一个或多个传感器(40；47-52)，所述传感器监测杆的轴向运动和枢转运动中的至少一种，其中所述线性致动器(33)和所述枢转致动装置(39；41)中的至少一个的操作是基于所述传感器的输出。

3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述枢转致动装置(39；41)被布置为用于基于来自杆轴向运动传感器(49；50；51)的读数来调节枢转运动(φ)的速度，所述杆轴向运动传感器(49；50；51)在所述清洁杆的枢转期间监测轴向运动(x；y)。

4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述杆轴向运动传感器是以下各项中的至少一个：近距离传感器(49)；一个或多个限位开关或端部位置传感器(51)；线性致动器(33)的伺服电动机中的编码器(50)。

5.根据权利要求2所述的装置，其中，所述线性致动器(33)被布置为用于基于来自角度位置传感器(40；47；48；52)的读数来调节轴向运动(x；y)的速度，所述角度位置传感器在清洁杆枢转期间监测枢转角度(φ)的变化。

6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述角度位置传感器是以下各项中的至少一个：监测所述清洁杆的枢转区域的一组光传感器或光敏电池(47)；具有相关图像处理软件的固定位置摄像机(48)；位于枢转致动装置(39)的伺服电动机中的编码器(52)。

7.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，清洁装置(7)被布置为用于支撑与熔融物溜槽(4)和排放口(5)永久对准或临时对准的清洁杆(38)。

8.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述清洁装置(7)被支撑在能够连接到所述锅炉(1)的固定装置(10')中。

9.根据权利要求8所述的装置，其中，固定框架(10)在面向锅炉的一侧(20)中包括与布置在适配器(18)上的相应定位装置(19)配合的定位装置(19')，所述适配器(18)能够连接到锅炉。

10.根据权利要求8或9所述的装置，其中，所述驱动机构(11)包括摆动件(24)，所述摆动件(24)可枢转地布置在一对臂(8、9；8'、9')之间，所述臂的一端分别固定在固定装置(10；10')或锅炉壁(6)中。

11.根据权利要求10所述的装置，其中，所述摆动件(24)包括能够被操作以用于移动驱动器(24)的齿条和齿轮驱动器或滚珠螺杆或梯形螺纹杆机构(31、32)，其中所述清洁杆(38)被固定以用于伸出(y)和缩回(x)的轴向运动。

12.根据权利要求10或11所述的装置，其中，通过操作地联接到所述清洁杆或所述摆动件(24)的枢转轴(S；21)的角度位置传感器(4)来监测所述清洁杆的角度位置的变化。

13.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，枢转致动装置是角度致动器(39)或线性致动器(41)。

14.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，清洁装置(7)枢转地连接到所述锅炉。

15.根据权利要求14所述的装置，其中，所述清洁杆(38)枢转地悬挂在一对臂(8、9)的外端，所述臂的内端通过枢转接头(17)被枢转地以轴颈式安装在锅炉上。

16.一种通过使用清洁装置清洁化学品回收锅炉的熔融物溜槽(4)和熔融物排放口(5)的方法，所述清洁装置包括清洁杆(38)，所述清洁杆被驱动以往复进行轴向伸出(y)和缩回(x)运动，其中，所述方法包括：

-在清洁熔融物排放口(5)的步骤中循序地伸出和缩回清洁杆，

-在清洁熔融物溜槽(4)的步骤中枢转清洁杆，

其中，基于来自一个或多个传感器(40；47-52)的读数，在清洁杆枢转期间，轴向运动(x；y)与枢转角度(φ)的变化具有相关性。

17.根据权利要求16所述的方法，包括步骤：

-在枢转运动期间监测枢转角度(φ)的变化，以及

-基于所述枢转角度(φ)变化的读数调节轴向运动(x；y)的速度(v)。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述轴向运动(x；y)的速度随着枢转角度(φ)的增加而逐渐增加。

19.根据权利要求16所述的方法，包括步骤：

-在枢转运动期间监测清洁杆(38)的轴向运动(x；y)，和

-基于所述轴向运动的读数调节枢转运动(φ)的速度。

20.根据权利要求16-19中任一项所述的方法，其中，在枢转运动的全程，所述清洁杆(38)的末端被保持为与所述熔融物溜槽(4)的底部(4')距离约1mm至约20mm的最小距离。

21.根据权利要求16-20中任一项所述的方法，其中，清洁程序的启动是基于来自监测所述熔融物溜槽(4)中的温度的温度传感器(4”)的读数。