CN1135361C - 用来清洗载热体,特别是燃烧室加热面的喷水枪 - Google Patents

用来清洗载热体,特别是燃烧室加热面的喷水枪 Download PDF

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Abstract

按照本发明这通过这样的方法达到，即通过带有旋转变压器(32；33)的伺服电机(30；31)单独控制，伺服电机可水平运动和高度可调地通过一在一垂直设置的直线单元(9)上的十字滑板(11)在一众所周知的直线单元(10)上开动，直线单元(9)通过一辅助框架(1)和二个固定托架(5；6)固定在锅炉壁上，其中设置在直线单元(9)上的万向节(13)做成封闭的双框架结构(14)，外框架(15)在其上部区域内通过一带筋(18)的垫块(17)通过两个法兰(19；20)连接在直线单元(9)上，其中用于安装螺栓(23)的连接法兰具有一孔(21)，使得形成一上、下回转点，螺栓(23)通过另一垫块(22)固定在内框架(16)上，内框架在其中心处通过一横螺栓(25)支承喷管导套(24)，此导套在两侧分别具有一安装波纹管(28；29)的连接件(26；27)。

Description

用来清洗载热体，特别是燃烧室加热面的喷水枪
用来清洗载热体，特别是蒸汽锅炉燃烧室加热面的喷水枪，它用喷管的出口通过一万向节固定在燃烧室壁的孔或墙槽内，喷管的后部设置在一导轨内，导轨高度垂直可调并可水平运动地通过另一万向节固定在一公知的直线单元上，此万向节具有一作为内构件的套，喷管可轴向移动地安装在该套内，其中喷管具有一喷嘴和一喷头。
本发明涉及一种用来清洗载热体，特别是蒸汽锅炉燃烧室加热面的喷水枪，它用喷管的出口通过一万向节固定在燃烧室壁的孔或墙槽内，喷管的后部设置在一导轨内，导轨高度垂直可调并可水平运动地通过另一万向节固定在一公知的直线单元上，此万向节具有一作为内构件的套，喷管可轴向移动地安装在该套内，其中喷管具有一喷嘴和一喷头。
按DE 41 42 448已知一种用来清洗载热体的喷水枪，它用喷管的出口通过一万向节固定在燃烧室壁的孔内，并且其中喷管的后部设置在一导轨内，此导轨可用一垂直丝杆调整高度，其中垂直丝杆上部和下部可分别在一水平丝杆上水平移动。水平丝杆在其末端处支承在一箱体内，固定在那里并在一端相互形成传动连接。导轨由一壳体构成，它不可旋转地安装在垂直丝杆上，并在一侧带有一叉形支架，在它里面设置一万向节形的保持架，它在其内构件内设有一套，喷管可轴向移动地安装在该套内。在这种喷水枪中水平丝杆用一波纹管环绕，以防止丝杆弄脏。
这种喷水枪的缺点是，下水平丝杆通过一层式套筒滚子链由上水平丝杆驱动。由于在滚子链中存在的加工误差和在运行时出现的滚子链的长度变化对于下水平丝杆在两侧箱体内需要重新调整。也就是说经常必须松开下丝杆的固定，重调、与上丝杆准确找平行、然后重新拧紧。
其次看不出在运行时喷管可以相对于中心位置水平和垂直地偏摆，从而不可能对自动进行的清洗过程进行控制。水平丝杆上的磨损比较快的波纹管的更换使得丝杆必须从箱体中拆下。
此外已知一种喷水枪，它通过一专用箱体安装在燃烧室壁的孔内，这种喷水枪配有特殊的喷嘴、通过两个水平的和一个垂直的丝杆带动，并借助于一带角度刻度和插接细齿花键的叉形支架来调整(DE19637700)。
上述两种常用的喷水枪具有两个水平的和一个垂直的、由异步电机带动的丝杆，其中垂直丝杆通过叉形支架安装用于喷管导轨的万向节。两种喷枪通过异步电机只能借助于增量发生器按照喷淋图形基准点的数据通过脉冲数来控制。由于可贮存程序的控制器(SPS)的循环时间以及丝杆螺母的间隙，这一流程含有不精确性。喷枪的结构复杂并比较贵。喷管通过叉形支架的固定和导向不稳定。此外这种喷枪只能有限地与不同的锅炉结构、特别是在位置窄的条件下相匹配。喷射角最大限制在60°以内。喷枪的输送只有作为整体结构才有可能。
在DD 205976中介绍了喷头和喷嘴的结构。DD 235103指出了一可轴向移动的用来清洗燃烧室壁内的载热体的喷管的连接。
所有列举的喷水枪有一个共同点，在来自于蒸汽锅炉中的通过喷头或喷嘴区域内的空缺出现的污染时喷头的清洗效果完全不能令人满意。
已知一种用来清洗载热体的喷水枪，其中喷枪的壳体和万向悬挂支架由一个零件构成，其中一做成T形的平键以特殊的方式通过一法兰和一柄部与壳体连接(DE 4239410A1)。这种喷水枪的结构复杂。其结果是在运行时由于污染和喷枪关掉后残余的水不希望地流出造成故障。
此外已知一种用来冷却喷水枪的装置，其中喷枪的喷头由两个相互成一角度V形设置的喷嘴构成(DD 268759A1)。围绕这两个角度喷嘴安装一扩展的套管，冷空气吹入此套管内。扩展的冷空气束造成喷嘴不充分的冷却。特别是喷嘴中心根本吹不到冷空气。因此不能有效排除沉积物。
其次已知一种蒸汽喷嘴，其中通蒸汽的喷咀通过径向气隙借助于空气冷却(DE-PS 202 062)。用径向气隙不可能形成围绕喷咀的有效的防护覆盖物。此外喷咀做成刚性和不可运动的。
本发明的目的是，开发一种喷水枪，它可以毫无问题地单个零件输送、方便地安装和修理、精确地控制并具有高的喷淋图形的重复精度，而不致引起生产成本的上升，并在运行条件下尽可能防止喷头的污染，或者不用花费复杂的措施便达到连续的清洗，从而没有任何时刻由于粘附而出现喷射水束的减小，以及改善喷嘴上的冷却效果。
按照本发明这通过这样的方法实现，单独地通过带旋转变压器的伺服电机控制，可垂直运动的、高度可调的公知直线单元通过一十字滑板在一垂直设置的直线单元上开动，此直线单元通过一辅助框架和两个固定托架固定在锅炉壁上，其中设置在直线单元上的万向节做成封闭的双框架结构，外框架在其上部区域内通过一带筋的垫块通过两个法兰连接在直线单元上，其中连接法兰为了安装螺栓具有一孔。使得形成一上、下旋转点，螺栓通过另一垫块固定在内框架上，内框架在其中心通过一横向螺栓支承喷管导套，此喷管导套在两侧分别具有一安装波纹管的连接件，在喷头和前万向节之间设有一连接件，它在定位在喷头内的喷嘴区域内具有一叉形扩展，在前万向节的内部区域内具有一配合在它里面的凸缘形加粗，在喷头的前部区域内有一装在它上面的、具有孔的配流环，配流环最好通过螺纹与喷头连接。
直线单元根据锅炉的不同设计得大小可以更换，并可以根据位置条件倾斜安装。固定在连接件上的波纹管与喷管相连。用来将直线单元固定在炉壁上的型材最好做成带法兰的U形型材。
本发明另一个特别的特征是，通过圆周形设置在喷嘴周围的连接件的孔和它通入前万向节有目的地充分利用锅炉房和燃烧室之间的压差。其中这个压差以特别有利的方法通过连接件的设有孔的扩展这样地利用，使气流在其方向没有明显改变的情况下，一方面以幕帘的形式环绕喷嘴流动，另一方面通过锥形扩大的入口和配流器的孔提高其流动速度。其结果是，完全不可能有污物沉积，并将可能存在的沉积物在不用附加介质的情况下有效地清除掉。在这个意义上来说由于气流均匀不出现不必要的涡流，涡流降低清洗效果。此外喷嘴受锅炉燃烧的高温的热载荷显著减小，因为通过幕帘形的气流进行强烈的冷却。配流环具有圆弧形孔。
通过在喷管导轨入口区域内装入一顺流器水束也完全清除了涡流，因此通过一对准的水束和一集束的气流的按本发明的共同作用达到喷射和清洗效果的最大加强和集中。
下面应该借助于一个实施例对本发明作较详细的说明。其中表示：
图1-喷枪包括固定装置的横截面
图2-喷枪包括固定装置的纵剖面
图3-喷枪连同伺服电机的俯视图
图4-具有双框架结构的后万向节的横截面
图5-带有用于波纹管的连接件的喷管导轨
图6-带有前万向节和连接件的喷管头的纵剖面
图7-连接件的纵剖面
图8-连接件的横截面
图9-顺流器的纵剖面
图10-顺流器的横截面
喷枪结构通过辅助框架1借助于U形型材2和固定法兰3连接在炉壁4上，并通过固定托架5；6连接在炉墙凹槽7内(图1和2)。喷管8的可运动性一方面通过一通过十字滑板11相互连接的垂直和水平直线单元9；10，另一方面通过前和后万向节12；13提供。前万向节12采用具有小的缝隙宽度的圆球形状，而后万向节13做成具有一外框15和一内框16的封闭双框架结构14。外框架15通过垫块17以及筋18和法兰19；20与垂直直线单元9连接。内框架16通过孔21和垫块22用一垂直螺栓23连接在外框架15上。喷管导轨24(图4)通过水平螺栓25固定在内框架16的中心。喷管导轨24在两侧具有用来安装各一个波纹管28；29的连接件26；27，波纹管的另一端与喷管8连接，因此即使在极容易沾染灰尘和污物的情况下仍然保持喷管8持续滑动的导轨的清洁(图5)。每个直线单元9；10通过一个伺服电机30；31驱动。伺服电机30；31通过旋转变压器与各自的控制单元34；35连接。
固定在喷管导套24上的喷头36在其头部区域内具有一喷嘴37(图6)。连接件40通过其凸缘形的加厚39固定/配合在前万向节12内，并且以一圆柱形部分46、一连接在它上面的锥形扩展38和一扩展的圆柱形部分49为特征(图7)。在扩展的圆柱形部分49区域内连接件40具有一带孔41的配流环42，配流环嵌入喷头36的一前伸部分43内并固定在它上面。设置在喷管导套24入口区内的顺流器44具有用来使水束流动方向一致的导向板45(图9和10)。
工作原理如下：
喷水枪(WLB)用来清除加热设备加热面上的污垢。喷入的水冲击式地冷却高温管束上的结壳，由此使渣壳脱落。为了清洗加热面通过一喷管抽入高压水，在喷管末端上装有一未画出的喷嘴。喷管在其后部夹紧在一十字滑板系统(轴系统)中，它可以开到在机械极限之内的任何一个XY坐标处。通过喷管在前部区域内的支承水束可以通过按本发明的方案划出相对于喷枪中心线小于±100°的锥形/棱锥体。
轴线的开动通过伺服驱动进行，它与其他系统相比特征是其定位精度高。在通过一位于外部的限位开关确定零位以后-在接通电源电压后-所有关于加速度、减速度、速度和定位的运动指令通过一内置在电机内的路程测量系统(旋转变压器)监测和控制。与理论位置的偏差(即使在定位以后)自动进行修整。这里人们称之为位置调节。这种系统抑制运动中的，例如由于机械磨损产生的误差。为了优化加热面的清洗，可以对任意的运动编程-所谓的喷淋图形。这个喷淋图形贮存在轴控制单元内。在使程序进行后WLB自动模仿喷淋图形。X轴和Y轴相互的联动以及用来打开和关闭水束的阀门直接由程序控制。在喷淋程序过程中不需要上一级控制系统的指令。在程序结束后发出完工信号。
为了不必采取复杂的措施就能达到喷头36的持续清洗并防止污染，按照本发明通过锅炉房和燃烧室之间的压差经过配流环42的孔41在急速地提高其流动速度的情况下以幕帘的形式在喷嘴37周围通入空气50。由此不用辅助措施和添加剂便可一方面完全避免形成来自燃烧室的尘埃颗粒形式的沉积物和结壳，另一方面清除掉还可能存在的沉积物。这在空气50的流动方向没有不必要的转向和没有涡流的情况下进行。
通过在喷管导套24入口区域内装入带导向板45的顺流器44这样地形成水束，使它在喷嘴37内作为层流雾状喷出，使得在具有很大直径的大型蒸汽发生器中可以进行有效的清洗。
通过本发明达到以下优点：
1.大大简化喷水枪的结构，因为取消了
·一个水平丝杆
·两个箱形型材
·壳体。
2.由于采用直线单元代替通常的丝杆喷枪
·更方便地与当时的位置条件相匹配
·可旋转(倾斜)地设置
·可拆卸，以进行运输
·安装和拆卸较方便
·可毫无问题地修理。
3.通过将后万向节的结构开发成结构新颖的封闭的双框架结构和改进了的悬挂形成一导向精确的对称系统，它非常稳定和便于运动。
4.由此可以达到的行程大大扩大，因此活动角度增大到最大100°。
5.通过采用带旋转变压器的伺服电机和应用新的控制单元，对于每个直线单元各自分开、形成
·一具有很高的喷淋图形重复精度，没有误差的调节回路。
·不同直线单元的控制器相互通讯。
·消除了喷枪的空程。
·可以建立从功率控制级到理论值发生器的中央数学控制。
·可以将运动控制和速度调节集成在一个器械内。
·布线费用很小。
6.可以取消基准点数据，增量发生器，脉冲计数器和迄今为止的异步电机。
7.不必准备附加的介质便可以方便和有效地使喷嘴免除污染以及可以达到随之而来的喷头的冷却。
                图形标记表1    辅助框架                     2    U形型材3    固定法兰                     4    锅炉壁5    固定托架                     6    固定托架7    炉墙凹槽                     8    喷管9    垂直直线单元                 10   水平直线单元11   十字滑板                     12   前万向节13   后万向节                     14   双框架结构15   外框架                       16   内框架17   垫块                         18   筋19   法兰                         20   法兰21   孔                           22   垫块23   垂直螺栓                     24   喷管导套25   横向螺栓                     26   连接件27   连接件                       28   波纹管29   波纹管                       30   伺服电机31   伺服电机                     32   旋转变压器33   旋转变压器                   34   控制单元35   控制单元                     36   喷头37  喷嘴                              38  锥形扩展39  凸缘形加厚                        40  连接件41  孔                                42  配流环43  前伸部分                          44  顺流器45  导向板                            46  圆柱形部分49  扩展的圆柱形部分                  50  空气

Claims (7)

1.用来清洗载热体、特别是蒸汽锅炉内的燃烧室加热面的喷水枪，它能以喷管(8)的出口通过一前万向节(12)固定在燃烧室壁的孔或炉墙凹槽(7)内，喷管(8)的后部设置在一导轨内，它通过后万向节(13)高度垂直可调和可水平运动地固定在一众所周知的直线单元上，该万向节具有一作为内构件的喷管导套(24)，喷管(8)可轴向移动地设置在该导套内，其中喷管(8)具有一喷头(36)和一喷嘴(37)，
其特征为：
单独地通过带旋转变压器(32；33)的伺服电机(30；31)控制，伺服电机可水平运动和高度可调地通过一在一垂直设置的直线单元(9)上的十字滑板(11)在一众所周知的直线单元(10)上开动，直线单元(9)可通过一辅助框架(1)和二个固定框架(5；6)固定在锅炉壁上，其中设置在直线单元(9)上的后万向节(13)做成封闭的双框架结构(14)，外框架(15)在其上部区域内通过一带筋(18)的垫块(17)通过两个法兰(19；20)连接在直线单元(9)上，其中用于安装螺栓(23)的法兰(20)具有一孔(21)，使得形成一上、下回转点，螺栓(23)通过另一垫块(22)固定在双框架结构(14)的内框架(16)上，内框架在其中心处通过一横螺栓(25)支承喷管导套(24)，此导套在两侧分别具有一安装波纹管(28；29)的连接件(26；27)，在喷头(36)和前万向节(12)之间设有一连接件(40)，它在配合在喷头(36)内的喷嘴(37)的区域内具有一锥形扩展(38)，在前万向节(12)的内部区域内有一配合在它里面的凸缘形加厚(39)，在喷头(36)的前部区域内有一装在它上面的、具有孔(41)的配流环(42)，它最好通过一螺纹与喷头(36)连接。
2.按权利要求1的喷水枪，其特征为：直线单元(9；10)根据锅炉尺寸的不同设计得可以更换。
3.按权利要求1或2的喷水枪，其特征为：直线单元(9；10)偏离其垂直和水平位置倾斜设置，与位置条件相匹配。
4.按权利要求1的喷水枪，其特征为：设置在连接件(26；27)上的波纹管(28；29)与喷管(8)连接。
5.按权利要求1的喷水枪，其特征为：用来将直线单元(9；10)固定在锅炉壁上的型材(2)做成U型。
6.按权利要求1的喷水枪，其特征为：配流环(42)具有圆弧形分布的孔(41)。
7.按权利要求1的喷水枪，其特征为：在喷管导轨的入口区内设有一带导向板(45)的顺流器(44)。
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