CN111979542A - 垃圾电站锅炉管在复合运动条件下高频重熔涂层制备装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及垃圾焚烧发电产业设备技术领域，且公开了垃圾电站锅炉管在复合运动条件下高频重熔涂层制备装置，包括锅炉管重熔器，锅炉管重熔器包括支撑板，支撑板上表面开设有轨道，支撑板上表面左右两侧均固定连接有固定盘，两个固定盘相对的一侧均匀设有三爪卡盘，两个三爪卡盘内部卡合有圆柱管道，圆柱管道外侧面套接有外管，该垃圾电站锅炉管在复合运动条件下高频重熔涂层制备装置，在原水冷壁受热面高频感应重熔涂层制备生产线的基础上，加装了可移动柔性支撑架结构和卡盘夹持系统实现的。管道两端靠同步数控三爪卡盘装夹，控制精度高，可以保证管道完全转动同步而不会发生扭转。

Description

垃圾电站锅炉管在复合运动条件下高频重熔涂层制备装置

技术领域

本发明涉及垃圾焚烧发电产业设备技术领域，具体为垃圾电站锅炉管在复合运动条件下高频重熔涂层制备装置。

背景技术

随着国家发展新能源战略的加快实施，国内垃圾焚烧发电产业近年发展迅速。目前制约垃圾焚烧发电的技术发展的瓶颈问题就是锅炉四管由于高温腐蚀严重，服役寿命很短，爆管现象频发，给企业造成很大的经济和安全生产压力。一直以来，国内外普遍采用表面涂层进行防护，用得较多的是堆焊技术。虽然堆焊技术目前应用较广泛，也取得了较好的防护效果，但近年来因其稀释率较高、成本高、效率低等问题越来越突出，正在受到其它方法的挑战；热喷涂技术尽管发源较早，但涂层的孔隙率和结合强度比起堆焊仍有差距，防护寿命偏短；采用激光、等离子、电弧熔覆技术，即预先涂敷于基体表面的涂层再进行熔覆的方法也有应用，但由于其粘接剂在熔覆时挥发难免出现气孔，难以抵御腐蚀气体的进入而应用前景受限；近年来重熔技术发展迅速，但在具体实施中，还应根据各种重熔工艺的不同特点和适用范围选择合适的方法。对垃圾焚烧锅炉水冷壁涂层制备而言，在激光重熔、高频感应重熔、火焰重熔、整体加热重熔、电子束重熔、等离子重熔和钨极氩弧重熔等多种重熔技术中，高频感应重熔在改善热喷涂层的组织和提高性能方面效果显著，展现出了较大的发展潜力。近年来江苏科环公司在国内率先采用火焰喷涂自熔合金+高频感应重熔的复合方法在膜式水冷壁管排表面制备涂层，性价比明显优于堆焊，在国内影响越来越大，具有广阔的发展前景。

尽管目前该技术用于水冷壁受热面已接近成熟，但对于垃圾焚烧发电锅炉内的过热器、再热器、省煤器等管道就难以应用。这是因为与水冷壁仅需受热面有涂层，所以可采用水冷壁在传动链的驱动下，整体向前移动穿过高频感应线圈实现重熔的方法制备涂层。而这些管道的整个外壁都有涂层，因此在涂层重熔时除了管道要自转之外，还要相对固定的高频感应线圈做轴向进给运动。管道的这种复合运动给高频重熔造成了困难，因为9米长的管道如果中间完全悬空，如没有径向支撑势必要产生一定幅度的弯曲变形，而涂层重熔时当管道从感应线圈中间通过时，要求管外壁表面到线圈内缘的距离必须精确且稳定，误差只能允许毫米级。而一旦管道发生弯曲变形极易造成两者间的距离变化：如距离过近，温度过高造成晶粒粗大、微裂纹萌生，甚至涂层出现过烧或流淌，甚至二者间会发生触碰乃至短路；距离过远，温度偏低重熔未完成，最终涂层达不到重熔的目的；如距离忽远忽近，则会影响重熔的一致性。由此看来，必须要设置径向支撑，但只要设置径向支撑必然会对管道与高频线圈的相对移动造成困难，如何破解，成为了解决问题的关键。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了垃圾电站锅炉管在复合运动条件下高频重熔涂层制备装置，具备圆柱管道和外管与高频线圈移动便捷等优点，解决了管道与高频线圈的相对移动困难的问题。

(二)技术方案

为实现上述圆柱管道和外管与高频线圈移动便捷目的，本发明提供如下技术方案：垃圾电站锅炉管在复合运动条件下高频重熔涂层制备装置，包括锅炉管重熔器，所述锅炉管重熔器包括支撑板，所述支撑板上表面开设有轨道，所述支撑板上表面左右两侧均固定连接有固定盘，两个所述固定盘相对的一侧均匀设有三爪卡盘，两个所述三爪卡盘内部卡合有圆柱管道，所述圆柱管道外侧面套接有外管，所述圆柱管道外侧面左右两端均套接有加长套管，两个所述加长套管分别位于外管的左右两侧，所述锅炉管重熔器内设有四个支撑装置，所述支撑装置包括支撑架，所述支撑架上表面设有等均均匀的三排陶瓷球，所述支撑架上端弧形凹槽与外管下表面贴合，所述支撑架前侧面设有环链固定点，所述支撑架下表面开设有矩形凹槽，所述矩形凹槽内部相对的两面均转动连接有轴承，两个所述轴承外侧面相对的两端均贯穿转动连接有滚轮二，所述支撑架通过两个滚轮二与轨道滑动连接，所述锅炉管重熔器内设有控制装置，所述控制装置包括高频线圈，所述高频线圈通过电线连接有高频感应控制柜，所述高频感应控制柜位于高频线圈前侧面，所述高频线圈位于外管外侧面，所述高频线圈与外管为同圆心。

优选的，每两个所述环链固定点之间均固定连接有一个环链，每个所述支撑架左右侧面上端均固定连接有橡胶块。

优选的，所述支撑板下表面固定连接有等距均匀的滚轮一，所述圆柱管道左右两端内部均套接有塞块，两个所述塞块与圆柱管道内壁过盈配合。

优选的，两个所述加长套管左右侧面均固定连接有限位块，两个所述限位块均通过中心开设的圆孔与圆柱管道活动套接右两端。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供了垃圾电站锅炉管在复合运动条件下高频重熔涂层制备装置，具备以下有益效果：

1、该垃圾电站锅炉管在复合运动条件下高频重熔涂层制备装置，对于垃圾焚烧发电锅炉内的过热器、再热器、省煤器等管道，由于整个外壁都有涂层，而且除了管道除了自转之外，还要相对固定的高频感应线圈做轴向进给运动，管道的复合运动给高频重熔造成了困难，因为9米长的管道如果中间没有径向支撑势必要产生较大幅度的弯曲变形，而在涂层重熔过程中，当管道从感应线圈中间通过时，要求管外壁表面到线圈内缘的距离必须精确和稳定，误差须小于毫米级，本发明彻底解决了管道重熔过程中的径向动态支撑问题，从而使锅炉“四管”均能采用高频感应重熔方法制备高性能涂层。

2、该垃圾电站锅炉管在复合运动条件下高频重熔涂层制备装置，在原水冷壁受热面高频感应重熔涂层制备生产线的基础上，加装了可移动柔性支撑架结构和卡盘夹持系统实现的，管道两端靠同步数控三爪卡盘装夹，控制精度高，可以保证管道完全转动同步而不会发生扭转；支撑架结构设计构思新颖，简便易行；支撑架与支撑架之间采用环链软连接，重熔过程中通过高频线圈对一端环链的拉动作用和对另一端支撑架的直接推动作用，实现管道动态径向支撑。该方案一次性投入较低，性价比高，具有很好的可实现性。

3、该垃圾电站锅炉管在复合运动条件下高频重熔涂层制备装置，主要为满足管道沿径向和轴向的复合运动，镜面陶瓷球体可实现自如的万向旋转且摩擦阻力小；此外，选用氧化锆或氧化铝陶瓷球，是因为当管道从高频线圈重熔后刚出来时温度很高，金属球难以承受；再就是管道表面涂层在与球体摩擦过程中，表面很可能有粉末脱落，极易对球体造成滑擦和研磨，高硬度的陶瓷球可以避免被磨坏。

4、该垃圾电站锅炉管在复合运动条件下高频重熔涂层制备装置，利用圆柱管道内部设置的塞块可以提高圆柱管道的受力能力，这样可以避免三爪卡盘用力过大导致圆柱管道损坏的问题，且由于圆柱管道的受力能力加强，这样可以使三爪卡盘夹取力提升，提高三爪卡盘的夹取效果，提高摩擦力，这样三抓卡盘进行旋转的时候可以带动圆柱管道以及外管同时进行旋转。

5、该垃圾电站锅炉管在复合运动条件下高频重熔涂层制备装置，由于支撑架可以左右移动，这样当支撑板进行左右移动使高频线圈相对外管进行左右移动时，高频线圈与支撑架接触的时候会带动支撑架进行作用移动，这样避免支撑架阻挡高频线圈相对外管进行移动，保证能够将外管的每个位置进行高频重熔；且由于设置了加长套管，因此当高频线圈位于外管的最左侧或者最右侧时，支撑架可以在加长套管上进行支撑，给支撑架的移动预留一些空间，使用时更加方便；且由于在加长套管的左右两侧设置了限位块，因此支撑架在移动的过程中不会掉落在圆柱管道上，这样保证支撑架能够进行正常的使用；环链的设置可以来带动支撑架的位置进行改变，这样尽量保证支撑架的支撑效果最好，可以对圆柱管道进行均匀受力支撑，提高工作过程中的稳定性。

6、该垃圾电站锅炉管在复合运动条件下高频重熔涂层制备装置，由于设置了橡胶块，避免了支撑架与支撑架之间的硬接触，也避免可支撑架与高频线圈之间的硬接触，减少使用过程中的噪音产生，且减少磨损，提高使用寿命。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明支撑装置移动到两侧示意图；

图3为本发明支撑装置结构示意图；

图4为本发明塞块位置示意图；

图5为本发明支撑装置顶部示意图。

图中：1锅炉管重熔器、2支撑装置、3控制装置、101外管、102圆柱管道、103加长套管、104三爪卡盘、105固定盘、106滚轮一、107环链、108 塞块、109支撑板、110限位块、111轨道、201支撑架、202陶瓷球、203环链固定点、204滚轮二、205轴承、206橡胶块、301高频线圈、302高频感应控制柜。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。

请参阅图1至图4，本发明提供如下技术方案：垃圾电站锅炉管在复合运动条件下高频重熔涂层制备装置，包括锅炉管重熔器1，锅炉管重熔器1包括支撑板109，支撑板109下表面固定连接有等距均匀的滚轮一106，具体的设置方式与现有的超市手推车后车轮类似，滚轮一106的角度不会变动，且改设置的滚轮一106承重能力较强，能带动较长的钢管进行左右移动，支撑板109通过外设的线缆带动进行左右移动，具体为在支撑板109的两侧均设置一个卷线机，且卷线机与地面固定一起，卷线机上缠绕着钢丝，两个钢丝的活动端与支撑板109固定连接，这样利用两个卷线机的收卷以及放线来控制支撑板 109进行左右移动，且由于两个卷线机会将支撑板109拉直，因此保证支撑板109只能进行水平的左右移动，支撑板109上表面开设有轨道111，支撑板109上表面左右两侧均固定连接有固定盘105，两个固定盘105相对的一侧均匀设有三爪卡盘104，三爪卡盘104与固定板105之间是通过转动机构转动连接的，且其中一个三爪卡盘104上连接一个电机轴，该电机轴贯穿固定盘105并与固定盘105转动连接，电机轴与一个电机的输出轴固定连接，利用电机可以带动电机轴以及三爪卡盘104进行旋转，具体的转动机构与现有的加工机床使用的相类似，因此不进行详细的叙述，具体可参考专利CN210967044U中的可旋转的中空三爪气动卡盘，两个三爪卡盘104内部卡合有圆柱管道 102，圆柱管道102外侧面套接有外管101，圆柱管道102外侧面左右两端均套接有加长套管103，两个加长套管103分别位于外管101 的左右两侧，在使用的时候，圆柱管道102与外管101之间为过盈配合，利用摩擦力使圆柱管道102可以带动外管101进行旋转，且加长管道103的对应一侧与外管101的两端紧密贴合在一起，利用摩擦力将外管101夹住，且在工作之前利用电焊机对加长管道103和圆柱管道102进行点焊，均匀的点焊几个焊点，将圆柱管道102以及加长管道103固定在一起，提高固定的效果，重熔结束后，利用热熔等方式将圆柱管道102与加长管道103分离，锅炉管重熔器1内设有四个支撑装置2，支撑装置2包括支撑架201，支撑架201上表面设有等均均匀的三排陶瓷球202，且陶瓷球202选用氧化锆或氧化铝陶瓷球，支撑架201上端弧形凹槽与外管101下表面贴合，支撑架201前侧面设有环链固定点203，支撑架201下表面开设有矩形凹槽，矩形凹槽内部相对的两面均转动连接有轴承205，两个轴承205外侧面相对的两端均贯穿转动连接有滚轮二204，支撑架201通过两个滚轮二204与轨道111滑动连接，由于支撑架201的顶部以及底部分别与外管 101以及轨道111紧密贴合，利用支撑架201的宽度保证支撑架201 在左右移动的过程中不会倾倒，锅炉管重熔器1内设有控制装置3，控制装置3包括高频线圈301，高频线圈301通过电线连接有高频感应控制柜302，高频感应控制柜302固定在地面上，高频感应控制柜 302位于高频线圈301前侧面，高频线圈301位于外管101外侧面，高频线圈301与外管101为同圆心，每两个环链固定点203之间均固定连接有一个环链107，每个支撑架201左右侧面上端均固定连接有

在使用时：

1)重熔前的准备工作

1.1)将圆柱管道102两头在同步三爪卡盘104中装夹固定，圆柱管道102 带动外管101开始转动；

1.2)自动喷砂机对外管101表面进行喷砂粗化处理；

1.3)火焰喷涂制备自熔合金涂层。

2)高频感应重熔工艺

2.1)将外管101预先移动调整到，相当于高频线圈301相对管最右端位置(见图2)，即外管101开始重熔的起始位置；

2.2)启动高频线圈301开始预热，外管101开始转动；

2.3)开启卷线机带动外管101从右端开始重熔，具体移动速度根据观察涂层表面出现镜面为准；

3)重熔后期工作

3.1)关闭高频线圈301，关闭电源停止外管101的转动和移动。

3.2)对重熔过程中的热变形进行矫正。

3.3)涂层质量检测。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.垃圾电站锅炉管在复合运动条件下高频重熔涂层制备装置，包括锅炉管重熔器(1)，其特征在于：所述锅炉管重熔器(1)包括支撑板(109)，所述支撑板(109)上表面开设有轨道(111)，所述支撑板(109)上表面左右两侧均固定连接有固定盘(105)，两个所述固定盘(105)相对的一侧均匀设有三爪卡盘(104)，两个所述三爪卡盘(104)内部卡合有圆柱管道(102)，所述圆柱管道(102)外侧面套接有外管(101)，所述圆柱管道(102)外侧面左右两端均套接有加长套管(103)，两个所述加长套管(103)分别位于外管(101)的左右两侧，所述锅炉管重熔器(1)内设有控制装置(3)，所述控制装置(3)包括高频线圈(301)，所述高频线圈(301)通过电线连接有高频感应控制柜(302)，所述高频感应控制柜(302)位于高频线圈(301)前侧面，所述高频线圈(301)位于外管(101)外侧面，所述高频线圈(301)与外管(101)为同圆心。

2.根据权利要求1所述的垃圾电站锅炉管在复合运动条件下高频重熔涂层制备装置，其特征在于：所述锅炉管重熔器(1)内设有四个支撑装置(2)，所述支撑装置(2)包括支撑架(201)，所述支撑架(201)上表面设有等均均匀的三排陶瓷球(202)，所述支撑架(201)上端弧形凹槽与外管(101)下表面贴合，所述支撑架(201)前侧面设有环链固定点(203)，每两个所述环链固定点(203)之间均固定连接有一个环链(107)，所述支撑架(201)下表面开设有矩形凹槽，所述矩形凹槽内部相对的两面均转动连接有轴承(205)，两个所述轴承(205)外侧面相对的两端均贯穿转动连接有滚轮二(204)，所述支撑架(201)通过两个滚轮二(204)与轨道(111)滑动连接。

3.根据权利要求1所述的垃圾电站锅炉管在复合运动条件下高频重熔涂层制备装置，其特征在于：每个所述支撑架(201)左右侧面上端均固定连接有橡胶块(206)。

4.根据权利要求1所述的垃圾电站锅炉管在复合运动条件下高频重熔涂层制备装置，其特征在于：所述支撑板(109)下表面固定连接有等距均匀的滚轮一(106)。

5.根据权利要求1所述的垃圾电站锅炉管在复合运动条件下高频重熔涂层制备装置，其特征在于：所述圆柱管道(102)左右两端内部均套接有塞块(108)，两个所述塞块(108)与圆柱管道(102)内壁过盈配合，且噻块(108)的位置与三爪卡盘(104)的位置相对应。

6.根据权利要求1所述的垃圾电站锅炉管在复合运动条件下高频重熔涂层制备装置，其特征在于：两个所述加长套管(103)左右侧面均固定连接有限位块(110)，两个所述限位块(110)均通过中心开设的圆孔与圆柱管道(102)活动套接右两端。

7.垃圾电站锅炉管在复合运动条件下高频重熔涂层制备装置的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)重熔前的准备工作；

1.1)将圆柱管道102两头在同步三爪卡盘104中装夹固定，圆柱管道102带动外管101开始转动；

1.2)自动喷砂机对外管101表面进行喷砂粗化处理；

1.3)火焰喷涂制备自熔合金涂层；

2)高频感应重熔工艺；

2.1)将外管101预先移动调整到，相当于高频线圈301相对管最右端位置，即外管101开始重熔的起始位置；

2.2)启动高频线圈301开始预热，外管101开始转动；

2.3)开启卷线机带动外管101从右端开始重熔，具体移动速度根据观察涂层表面出现镜面为准；

3)重熔后期工作；

3.1)关闭高频线圈301，关闭电源停止外管101的转动和移动；

3.2)对重熔过程中的热变形进行矫正；

3.3)涂层质量检测。

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