CN1186545A - 带阻隔和冲洗介质壳体的喷水器的驱动系统及运动方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用来清洗加热设备的喷水器,其中水枪(6)以它的喷嘴可运动地装在空腔(2)内,水枪可以穿过运行中的、有火焰和/或烟气流过的加热设备,喷射到从空腔(2)可以到达的炉壁区域上,其中水枪(6)通过至少一个运动元件带动,其中配备路程传感器用以准确确定水枪(6)的位置,其中至少空腔区(2)用可以供给阻隔和冲洗介质的壳体(31)密封。水枪(6)可以借助于测量值沿一定的预先计算好的或预先贮存的运动曲线以预先计算好的或预先贮存的速度,特别是根据位置变化的速度导向。阻隔和冲洗介质的供给可以根据压力和/或温度控制。

Description

带阻隔和冲洗介质壳体的喷水器的 驱动系统及运行方法

本发明涉及一种按权利要求1前序部分的喷水器以及它的运行方法。

加热设备，特别是大功率蒸汽锅炉燃烧室在运行过程中还要借助于喷水器进行清洗，它穿过燃烧室向对面的炉壁上喷射集束水流。由于出现的热冲击、水束动能和喷入沉积小孔内的水的冲击性蒸发，起到剥落由炭黑、炉渣和灰形成的污垢的作用。例如在DD 276 335 A1、DD 281 452 A5和DD 281 468 A5中叙述了这种喷水器的典型结构和相关现场。

通常喷水器的水束以预先规定的行程喷到待清洗表面上，这也称为喷射图形，其中通常这个行程之字形或螺旋线形分布，在必要情况下让开障碍、缺口或其它敏感区。

除了通过强迫产生一个完全确定的喷射图形的样板控制驱动系统外，还可首先在一个框架上装入一个两轴控制系统，带有两个相互垂直分布的控制轴，特别是一个水平的和一个垂直的轴，以便能够特别简单地控制之字形行程。用这种方法迄今为止一直可以通过纯粹的时间控制或者单个轴驱动装置从最小冲击到最大冲击的控制产生一特定的之字形行程。

但是这种控制装置要求驱动装置调整得尽可能准确，就象例如DD234479 A1中所述的那样。那里至少两个操作元件对水枪起作用，其中这两个操作元件装在一个框架上相互成90°的角度处，其中操作元件的固定点附加地设在一个具有可水平和垂直运动的水枪铰链平面内的框架上，在那里它形成水枪的运动点。

由WO93/12398也得知另一种两轴控制装置，它借助于两个相互垂直运动的轴驱动装置精确地控制水枪，它们也借助于一个导向框架固定。

由DD239 656 A1还知道，根据在待清洗表面上测得的温度来控制喷水器的清洗参数。

在已知喷水器中喷枪通过一个机构和中央驱动装置导向，其中在围绕喷射导道的空间内驱动和支承元件支承和安装在一个框形结构内，它占据很大的空间。水枪和进水管很大的长度经常造成很大的杠杆作用和力，这些又要求相应的导轨、驱动装置和框架。

此外，应该在里面很好地安装喷水器的每一个开口的空腔范围内并不总能够提供足够的空间。许多内装构件，如蒸汽管、开关箱、工作平台等妨碍大的矩形机架的装入。

因为加热装置的压力是波动的，既存在空气从外面通过空腔或者水枪的回转铰链吸入加热设备的运行状态，也存在烟、灰和废气通过空腔或铰链透到外面来的运行状态。这两种状态都不是希望的，其中后者会损害水枪和铰链并缩短其使用寿命。此外已知的带阻隔和冲洗介质壳体的系统做成这样，在各种运行状态下没有来自加热设备的气体会流入壳体，但是在许多情况下这意味着向加热设备输入阻隔和冲洗介质太多，这同样有缺点。

本发明的目的在于，创造一种制造方便的带阻隔和冲洗介质壳体的喷水器，它可以沿任意给定的喷射图形，以任意给定的速度运动，并特别地也可以在困难的空间状况下安装和运行。本发明还给出这种喷水器运行的方法。

这个目的通过按权利要求1的喷水器以及按权利要求19的方法来解决，优良的结构形式和造型在各个从属权利要求中给出。

按本发明的用来清洗加热设备的喷水器可以通过至少一个运动元件运动。此外驱动系统配备路程传感器用以精确确定水枪位置，由此可以实现自动调节的运动方式。特别合算和节省空间的是采用至少一个运动元件，它在一端直接铰接在加热设备上，另一端固定铰接在水枪上。通过这种结构可以推行一种新的方案，其中喷水器可以与框架装置无关地运动。这使得可以在更有利地充分利用加热设备当时所提供的空间的情况下灵活地固定喷水器。在一种优良的造型中运动元件至少是一个多关节机械手的一部分。机械手的一端最好这样地固定在加热设备上，使喷水器可以方便地维护和检测，不使工作平台的位置受到不必要的限制。机械手本身可以任意设计，其中在一种结构形式中运动元件本身就是机械手。在一个通过水枪运动点的垂直平面外面的平面内分别装有一个或几个运动元件时，这个运动点可以向前移进空腔或者加热设备中，由此在驱动系统中得到较大的回转范围和合适的杠杆比。如果喷水器装在加热设备的水平顶面或底面上时，那末垂直平面可以理解为通过运动点的相应水平面。这样用来封闭至少空腔周围的区域并供给阻隔和冲洗介质的壳体(例如柔性薄膜型的)的安装更方便。但是并不强制放弃喷水器的导向架。而是这种密封装置同样可以良好地用在框形喷水器中。在已经安装在加热设备中的喷水器上也可以加装供给阻隔和冲洗介质的壳体。由此形成对于从加热设备中排出来的气体的防护，同时可以冷却喷水器。

通过这样的方法明显地缩短水枪的长度并由此改进安装性能，也使壳体的安装更方便，这个方法是，一次或多次折弯进水管，使之弯曲总共超过70°，特别是超过90°。虽然迄今为止已知进水管做成具有一个小于70°的角，以便使软管从斜后方进入，但是转向90°或更多在迄今为止的驱动系统中是不可能的，因为这样的话软管会和驱动元件干涉。此外这样大的转向由于可能会对水束质量产生不利影响而未予考虑。但是折弯的进水管有好处，即进水管离水枪的运动点靠得更近，由此对于水枪运动所需要的力由于重的进水管产生影响的杠杆(臂)的缩短而明显减小。按照本发明进水管可以向运动点和加热设备的外壁移近，由此在水枪运动时也只需要行程短得多的进水管。这个优点也允许采用稳定性差一些的驱动系统，因为现在只需要较小的力。这种驱动系统可以不用连续的框架来实现，由此壁板附近的进水管可以毫无问题地布置在没有驱动元件的区域内。

根据水枪长短的不同进水管最后一个弯头可能对水枪中喷出水束的质量产生影响。对此一个平衡容器，特别是装在缩短的水枪后端的基本上是球形的平衡容器是有益的。通过这样一个容器使经过弯头流出来的水的流动图均匀化，因此起使水枪水束重新很好集束的作用。

具有靠近壁板的、特别是差不多与壁板平行的进水管的短结构形式的水枪可以较好地用一个壳体完全遮蔽起来，由此防护所有驱动元件不受污染。只有进水管和测量及控制导线必须穿过壳体向外敷放。这里可以实现不同的流动导向(后面还要借助于图形对此作更详细的说明)，使得可以同时达到冷却，防止污染(冲洗)和防止通过空腔不受控的气体交换(阻隔)。为了保护排出区域不受污染和有侵蚀性的气体的侵蚀，可以用冲洗介质按一种柱壳面射束环绕喷射。此外喷水器的一种优先结构形式还提供一种保护密封圈。它至少部分地包裹水枪。

按现在技术状况已知，许多这种壳体集中供应阻隔和冲洗介质，大多数情况下是空气，这有这样的缺点，空腔在不同的垂直高度上，因此以不同的背压在加热设备内不均匀地被介质冲刷。也已知用来避免这种缺点的由自有的阻隔和冲洗介质源给各个水枪供介质的装置。在本发明的一种重要辅助设备方面(它也可以与本发明的其他特征无关地在按现有技术水平的设备中实施)这里应该进一步改善阻隔和冲洗介质的供应装置。这由这样来实现，阻隔和冲洗介质的供应不是调整得不变的，而是对于每个喷水器单独地调节。这既可以在多个壳体的集中供应介质装置时通过适当的阀进行，也可以在单独供应介质时通过供应装置的相应调节装置进行。

对于介质的阻隔功能的特别合适的测量和调节量是加热设备内腔和壳体内腔之间的压力差。如果这个量保持不变，那末气体绝不可能从加热设备中流入壳体内，并且流入加热设备的阻隔介质的流量保持在一个可以接受的低水平上不变。

特别地在水枪前面区域或运动点附近一个或几个测量部位的温度是对于冲洗功能(以及冷却功能)的合适的测量和调节量。如果这个数值保持不变，那末虽然冷却介质的量随运行状态而变化，但是仅仅在对于冲洗功能所必须的程度上(变化)。

只需要例如首先保持压差不变，这两种调节装置可以联合应用，但是在超过一定温度界限时切换到温度调节装置。

如果只用一个运动元件作为水枪驱动装置，那末它的长度和方向必须是可变的，也就是差不多实现机械手的功能。如果存在两个运动元件，那末它只需要具有长度驱动装置，以便使水枪按任意轨迹运动。

然而在两个运动元件时它们可能会占有几乎是相互同心的位置，由此而使得水枪再也无法驱动，或者驱动非常困难。对于这种结构，一个第三个可以辅助驱动的运动元件非常重要。根据对运动精度和系统稳定性的不同要求也可以采用三个以上的运动元件。

总之所叙述的一切结构，例如为了实现之字形喷射图形需要非常复杂的、非线性运动的运动元件，使得对于这种结构再也无法考虑采用简单的控制装置，特别是时间控制装置。

出于这个原因按本发明的驱动系统具有用来精确确定水枪位置的路程传感器，使得现在起不再可能是一个纯粹的控制装置，而是一个沿理论运动曲线的被调节的控制装置。路程传感器使得可以准确地控制喷射图形，使得运动元件可以相应地调节。这种驱动系统也允许喷射图形的某一个部分以第一种速度运行，喷射图形的另一部分，例如不脏的或敏感的区域以第二种速度运行。基本上任意喷射图形和任意速度图都可以编程或者通过现场录入存贮起来。

路程传感器既可以作为典型的路程或角度传感器安装在运动元件本身上，或者它也可以装在一个或几个路程传感器臂上。重要的是它可以测量水枪相对于一个在必要情况下在喷射过程开始前确定的基准位置的准确位置。电容的、电感的或电磁测量传感器，以及数字步进计数器等等都适合于作为路程传感器。

控制装置在一个总的电子控制装置中实现，它获得路程传感器的测量数值，与给定喷射图形的理论数值相比较，并相应地控制运动元件。用这种方法在任意结构的运动元件时在喷射图形空间内可以准确地重复有关的移动行程和速度。例如运动元件可以是液压或气动往复运动活塞，同样可用如已知的丝杆或齿条驱动装置和电气或电磁驱动装置或者可以采用机械手。根据提供的空间位置的不同，这种元件可以以杠杆、绳索、链条、回转铰链等等与给定的空间状况相适应，这也是一个优点。

为了改善系统的可适用性和喷射图形的定位准确性以及可重复性，可以采用比从原理上为确定位置所需要的一个路程传感器更多的传感器。然后通过误差平衡计算可以减小路程传感器的不准确性，或者在一个路程传感器失效时设备仍然可以保持运行。

按本发明的系统的运行方法在于：设备在现场安装，然后根据样板或者通过第一次试运行时目测水束并贮存路程传感器所属的测量值。在求出路程传感器相对于一定的基准点的测量值之后也可以对于任意的喷射图形计算路程传感器的理论值。

这里本发明允许根据现场的位置情况的不同采用几乎任意的一个或几个运动元件，这里运动元件的通过路程传感器的调节(虽然需要经过必要的复杂的坐标变换)可以实现带预先给定的速度图的预先给定的喷射图形的精确运行。

借助于以下的附图对本发明的相关现场和不同实施例进行阐述，其中表示：

图1.从外面向加热设备空腔内的喷水器看的视图；

图2.通过在喷水器平面内加热设备壁板的水平剖视图；

图3.在加热设备内的一个喷水器的示意工作原理图；

图4.按图1的带用来说明运动过程的有标号的运动轴的视图；

图5.按图2的带有标号运动轴的视图；

图6.一个缩短的具有平衡容器的水枪的后视图；

图7.缩短的水枪的一个纵剖视；

图8.缩短的、具有三个运动臂的水枪的后视图；

图9.是图8的一个纵剖视；

图10和11.水枪驱动系统的另一个实施例；

图12和13.一个具有阻隔和冲洗介质箱的水枪的后视图和纵剖视。

首先图1至5中的实施例用来说明按本发明的喷水器的性能。在加热设备的壁板1上有一个带向内3和向外4的三角区的空腔2。在空腔2处有一个水枪6的回转支座形成转球形万向节形的运动点5，在它的中央固定安装着水枪6。水枪6在后端具有紧固点7.1，7.2，7.3，运动元件8.1，8.2，8.3在水枪的一侧端部可旋转地(但是不能在水枪上移动)固定在这些紧固定上。运动元件8.1、8.2、8.3向后的一端可旋转地连接在固定支座9.1，9.2，9.3(例如球形万向节)内。水通过一个接头10和一个耐压柔性软管形的进水管11进入水枪6。

在现实条件下加热设备被许多妨碍装入喷水器的构件所包围。例如在空腔2上方在第一支柱12上固定一个蒸气管13和固定支座9.1。不远处，空腔2的右边装有第二支柱14。一个作为工作平台的栅格踏脚板15左右方到这个支柱为止。第二支柱也限定栏杆16和17以及通道和工作平台15，并固定一个开关箱18。

水枪末端可以借助于它的运动元件8.1，8.2，8.3在回转区S内垂直方向从上“o”到下“u”，在水平方向从左“l”到右“r”回转。

由于存在障碍在这个区域内不能采用框形结构。由于蒸气管13和壁板1的外壳19之间的距离很小，所提供的空间受到很大的限制，由此在工作区“s”内虽然允许从上“o”到下“u”很大垂直行程的水枪位置，但是在水平方向外壳19和蒸气管13之间只允许很小的行程。由于开关箱18的障碍固定支座9.3只能装在它的上方，并且由于由此所要求的工作区s内从右下(“r”/“u”)到左下(“l”/“u”)或者左上(“l”/“o”)的几乎水平的大的行程，固定支座9.3只能装在支柱14上右边最外面的棱边上，由此也需要一个长的运动元件8.3。在点9.1-7.1和9.3-7.3之间预先给定控制距离时和它水枪前面的回转支座一起明确地固定水枪的任何一个位置。只有在“r”/“o”工作区内才出现具有增大力的钝角，但是按本发明在点7.2和9.2之间安装第三个，但却为短的运动元件8.2，它以它的距离同时参与控制，并防止水枪6和水束的振动以及冲击运动。

运动元件8.1至8.3在工作平台上方和最右面的边缘区域工作，因此不妨碍在平台上的行走，并留下向下和向左的足够空间，以便接头10直接装在对于水束质量所要求的非常短的、带弯头20的水枪后面，进水管11向左装在壁板附近。由此首先柔性软管可以减小回转行程，其次即使在喷水器工作时也可以无阻碍地在平台15上行走直至水枪。

图1中运动元件8.1至8.3上装有控制元件，它们根据预先规定的喷射图形和所示路程传感器44对水枪位置的测量数值调整运动元件的长度。在水枪的每个工作位置每个运动元件8.1至8.3根据距离、角度关系的空间几何参数以及支座7.1-7.3和固定支座9.1-9.3的几何位置改变其长度和长度变化的速度，它们相互协调地实现水枪运动和水束导向。此外支柱14的一个侧面上有一个用来记录和控制运动元件运动的装置45。但是安装控制装置的地方并不要非常接近于喷水器。通过适当的数据传输线路46与喷水器相连，也可以使控制装置置于控制室内，以便能够迅速地动用它。

在按本发明的一个实施例中在喷水器安装好以后先测量出运动点5、水枪紧固点7.1-7.3和固定支座9.1-9.3之间的几何参数，将结果输入计算程序，在那里对于预先规定的喷射图形将与喷射地点和喷射时间有关的每个运动元件的改变量贮存起来，并在工作时通过控制元件传输给运动元件。

在另一种实施例中在工作区的调整阶段运动元件的距离可以通过水枪的初次运动或者一个没有画出来的、装在水枪末端上的制动装置进行调整，制动装置与一个喷射行程的调整装置机械连接。在调整装置和制动装置每个运动过程中各个运动元件所产生的长度变化通过路程传感器记录并贮存下来。这样可以通过调整装置给出任意的喷射图形。在拿走调整装置并且控制装置及水枪开始工作后便进行贮存的运动。

下面用一个例子对按本发明的解决方案作更详细的说明：

按图1的喷水枪在安装好以后在水枪中心位置轴向在运动点5处应该具有如下的关于运动元件8.1-8.3的位置、它的固定支座9.1-9.3和在水枪上的紧固点7.1-7.3相对于回转装置5的回转中心点的几何尺寸，回转中心点表示为几何点0(图4和5)：

回转点零件号	几何点
					X	Y	Z
5	0	0	0
				7.1	X7.1	Y7.1	Z7.1
7.2	X7.2	Y7.2	Z7.2
				7.3	X7.3	Y7.3	Z7.3
9.1	X9.1	Y9.1	Z9.1
				9.2	X9.2	Y9.2	Z9.2
9.3	X9.3	Y9.3	Z9.3

当然在图4和5以及上表中给定的坐标值仅仅适用于点形的回转点，例如球形万向节。在图1、2和4、5中所表示的带吊耳和环形连接元件的简化方案时也许还要作一定修正。但是这些还要通过试验来确定，因为运动元件的所有机械运动中都存在必要的公差。

通过具有坐标值X；Y；Z＝0的回转点即运动点5，待清洗的炉壁和它的边界处的坐标值这样来确定，即使水枪6的水束到加热设备炉壁表面的几何直线(在必要情况下对于很大的距离按照中凸形修正)确定炉壁上的几何点(从属于各个水枪位置)。

图3中表示一个燃烧室的几何形状。在下部有6个燃烧孔B，在上部有6个烟气回抽孔R。按图4、5的水枪6的安装状态用它的运动点5作为几何点0表示出来。对于平面Y＝0在燃烧室壁上得到从Gr开始通过水平喷射区至Gl的喷射边界，对于平面X＝0从Go通过s得到边界点Gu(上，右，……等，逻辑上与图4、5镜像对称设置)。燃烧室壁上其他任意一个点都可在几何上对应于水枪位置的一个坐标。在一种优先结构中这在几何上可利用现有燃烧室尺寸例如通过一个数学程序进行这种对应。

在一种供选择的结构方案中借助于现场测量确定燃烧室壁的特征点，例如通过装在水枪位置上的激光束，它在锅炉停止运行的状态下使用(当然这里必须考虑锅炉运行时炉壁纵向和横向的伸长)，或者另一种在锅炉连续运行时也能用的测量装置。

然后用类似方法在几何上用数学或计量技术的途径确定待清洗表面区的喷射行程，并输入运动元件的控制系统。在图3中所示的用来清洗一些烟气回抽孔R下面和一个烟气回抽孔上面的炉渣毛刺的喷射图形就是这方面的一个例子。清洗程序从A开始在E处结束。工作方式是这样的，在所属的路程-时间图表编程以后(例如在计算机或者网络装置的数据存贮器中)，按照输入的相应的喷水器清洗指令移动到位置A(图3)，打开进水管，执行运动元件8.1-8.3的路程-时间程序，直至点E，在这个位置重新关闭进水管。

图6和7表示作为另一个实施例的、按本发明的缩短了的、因此可以特别方便地运动的、带2个直角形臂和控制装置的喷水器。在加热设备的壁板1上有一个带向内3和向外4三角区的空腔2。水枪6的运动点5固定安装在空腔2内，并构成对于固定地安装在中央的水枪6的前回转支座。水枪在后端具有紧固点7.1、7.2，运动元件8.1、8.2在水枪一侧的末端可旋转地固定在它们上面。运动元件8.1，8.2的向后一端可旋转地装在固定支座9.1，9.2内。水通过一个管接头10和耐压柔性软管形式的进水管11进入水枪6。运动元件固定在一个框架上，因此喷水器可以很容易地安装。根据结构形式的不同也可以取消框架。

水枪6和管接头10连接在一个球形容器20内，它用来作为侧向流过来的水的平稳容器。运动元件8.1和8.2由各一个上臂21.1和21.2以及一个与球形20相配的弯曲的下臂22.1和22.2组成；下臂和转盘23.1及23.2相连。

转盘具有驱动装置25.1和25.2，它们通过柔性电缆26.1和26.2通入控制箱18。控制箱18和固定支座9.1和9.2固定在一个框架27上，框架装在壁板1上。在这种结构的水枪时只能用一个四分之一框架和二个运动元件8.1和8.2将整个结构单面地装在空腔上方一个四分之一平面内，使得底部区域和左侧完全供操作者28行走使用。用这种方法特别是可以在加热设备上有利地利用现有的局部框架结构，以便达到喷水器的一个确定位置。

按本发明的特别短水枪6在其末端具有一个球形容器20，它使进水管11流入球的水流特性平稳，并用来使在整个水箱横截面上通向喷咀的水流均匀。由于运动元件8.1和8.2、支座7.1和7.2的这种设置以及这种小型结构使得杠杆比很小，水枪导向的稳定性用两个运动元件就足够了。虽然尺寸小但是由于向外弯折的杠杆系统可以在框架26内装入驱动装置25.1和25.2和控制箱。通过作为回转点的运动点5和支架7.1和7.2之间距离的缩小，连同运动臂8.1、8.2和连接电缆26.1、26.2控制行程的缩小形成特别小的占用空间。

在另一种方案中水枪导向的稳定性问题仅仅通过两个长度控制的运动元件，额外地由1～2个没有控制的、用拉力加载的运动元件解决，例如作为带有平衡重且通过滚轮运动的的绳索(见图10和11：位置8.2，9.2，29)。在图1-4的第一实施例中描述了其工作方式。

图8和9表示具有3个对称分布的作为运动元件的直角臂的缩短的喷水器的结构和驱动(装置)的另一个实施例。在加热设备的炉壁1上有一个具有向内3和向外4三角区的空腔2。运动点5固定安装在空腔2内，并构成固定地装在中央的水枪6的前回转支座。水枪6在后端具有紧固点7.1，7.2，7.3，运动元件8.1，8.2，8.3可旋转地固定在它们上面。运动元件8.1，8.2，8.3向后的末端可旋转地装在固定支座9.1，9.2，9.3内，水通过一个管接头10和耐压柔性软管形式的进水管11进入水枪6。运动元件8.1-8.3各自由一个上臂21.1-21.3，下臂22.1-22.3和各一个转盘23.1-23.3组成，转盘配备了没有画出来的角度调整装置。水枪6在后端通入一个180°的转向管24，它与弯头20相连。在这种方案时有这样的优点，由于上下臂结构的转折，紧固点7.1-7.3靠近称作运动点5的回转装置回转点o处于外三角区4里面工作，工作区s内7.1-7.3的行程长度，从而还有转盘23.1-23.3的转角可尽可能缩小。

因此，另一种没有画出来的喷水器6可以这样地缩短，同时上下臂系统22-23-21可以这样地缩小，使得固定支座9.1-9.3可以直接装在外三角区4外棱边缘上，并且整个结构只略微超过空腔尺寸，同时柔性软管进水管必要的运动进一步缩小。工作区的调整类似于上面已经叙述过的那样。路程变化由转盘23.1-23.3的角度变化Δα所代替。

图10和11表示具有两个切向固定的运动元件和一个液压油缸的喷水器实施例。

绳索形运动元件8.1和8.3连同它的固定支座9.1和9.3和滚轮装置42几乎水平地安装，但是与迄今为止所叙述的方案不同它用在水枪6外管35外壁的切向区域内的支座7.1和7.3固定在三角区4内。运动元件8.2作为一个液压油缸以它的固定支座9.2装在栅格踏脚板15的支柱上，并用它的紧固点7.2装在喷枪上进气管38附近。进气管38和进水管11的管接头轴向向后，并具有一起向上弯向同一个方向的弯头。这里空气输入装置不仅用作阻隔和冲洗介质，而且同样由于它的导向用来作为冷却介质。

这种结构带来以下好处：

·运动元件8.1和8.3的行程小，因此滚轮42只需要很小的转角。

·通过切向支座7.1和7.3，特别是在气冷(进气管)时并且外管35直径较大时改善作用力。

·简化的，用卡箍43连接在一起的水/气介质输入管只需要最小的空间。

·尽管采用绳索牵引作用8.1和8.3以及通过液压油缸8.2作用，仍然使导向可靠。

图12和13中所示的实施例示意表示喷水器如何借助于一个防护密封圈用阻隔和冲洗气体防护和冷却，以及例如由三个绳索形的运动元件带动。一个具有靠近壁板的、特别是差不多与壁板平行的进水管的水枪的缩短结构形式也可以用一个壳体比较好地完全遮蔽起来，由此所有驱动元件可以得到防护不受污染。只有进水管和测量及控制导线必须穿过壳体向外引出。正如根据附图比较详细地叙述过的那样，这里可以实现各种不同的流动导向，使得可以同时达到冷却、防止污染(冲洗)和防止通过空腔(阻隔)的没有得到控制的气体交换。为了特别是使排放区域不受污染和侵蚀性气体侵蚀，该区域可以用冲洗介质以柱壳面形状的射束环绕冲淋。

在加热设备的臂壁板1上有一个带向内3和向外4的三角区的空腔2。运动点5固定安装在空腔2内，并构成固定地装在中央的水枪6的前回转支座。水枪6在后端具有紧固点7.1，7.2，7.3，运动元件8.1，8.2，8.3在水枪一侧的末端可回转地固定在它们里面。运动元件向后的末端可旋转地装在固定支座9.1，9.2，9.3内。水通过一个管接头10和一个耐压柔性软管形式的进水管11进入水枪6。没有详细画出来的，不能旋转地但是可以柔性地弯曲的支座7.1-7.3牢固地但是柔性地固定起运动元件8.1-8.3作用的绳索，绳索通过滚轮在固定支座9.1-9.3上移动，或者在滚轮上卷起/放开。在另一种结构中作为运动元件8.2的绳索的末端有一个平衡重29(虚线表示)。滚轮具有带悬伸架的驱动装置(25.1-25.3)。空腔2由一个连接箱体30围起来。连接箱体的外缘通过一个带有水枪6的壳体31密封，并形成一个有空气流过的自由内腔32。带喷咀33的水枪6在一端具有一个进水口34。水枪被一个外管35包围。外管具有一个隔离环36，它在前部区域形成一个带进气管38的气体外套37，在后面一部分形成一个转向水管39，它通入水管接头10。

阻隔和冲洗流体，最好是气体通过孔40从气体外套37流入水枪6的喷头，并通过孔41流入内腔32。在这种方案时三个运动元件8.1-8.3仅仅通过拉力控制。由运动元件的空间运动产生的旋转力特别地在一个绳索上得到抵销，它用固定支座9.3上的滚轮装置42表示。在另一种方案中滚轮和绳索用链条和链轮来代替。在这种方案时，正如在固定支座9.1处所示，链条在一个自由端向下自由悬垂。

在另一种方案中运动元件，如这里对于8.2用点划线所表示的那样不具备驱动装置，必要的拉力通过滚轮9.2和平衡重29产生。在这种方案中进气管和进水管可以装在一个套管中，进气管和进水管自由悬挂地装在一个垂直平面内，而在运动元件和进气管、进水管回转时不会相互妨碍。由于用细的绳索作为运动元件，它也只要求小的支座7.1-7.3，如果出于结构方面的要求支座转入外三角区4的话，水枪在它的最大倾斜位置时壳体31和水枪-外管35之间也有足够的空间。在这种情况下水枪可以进一步缩短。

外管35连同连接在末尾的作为转向管39的半球形体使水进入水枪的流动特性均匀，尽管水枪较短仍能确保具有较小扇形展开面的无涡旋水束。

当然所列举的各种技术方案可以相互结合，特别是有关选择和组合运动元件和它们起拉和/或压作用的力以及在到水枪运动点5的距离不同时的支座结构，它们的作为球形万向节、衬板、圈环、铰链、十字接头或者具有柔性中间环节的刚性连接的不同方案，运动元件不同长度的各种选择和固定支座的不同地点。

另一个优点在于单个构件改装的可能性，例如运动元件，短水枪或者带控制装置的路程传感器或者装在加热设备上的整套喷水器。下面举例介绍一种已知喷水器型号(如在WO93/12398中所述)的优良的改装。在壁板上，例如在栅格踏脚板区域，有一个带内、外三角区的空腔。铰接在那里的水枪在空腔内通过一个球形万向节带动。在一个固定在壁板内三角区上的框架上有一个支承在框架上面和下面的丝杠，它们用来作为水枪的运动元件。上丝杆通过一个带有路程改变/转角改变系统的驱动装置带动。在丝杠上又有一个支座，它带动一个丝杠形式的垂直运动元件。这个垂直丝杆同样具有一个带路程改变/转角改变系统的驱动装置。在垂直丝杆上有一个水枪紧固点。通过将水枪连接在空腔内的球形万向节上和垂直运动元件的紧固点上可以改变喷水器的水束方向。现在这种喷水器可以改装，代替长的水枪它采用一个缩短的、弯曲地装入的水枪，它附加地具有一个球形的平稳容器。其次水枪用一个壳体对灰尘和飞溅的水密封地遮盖起来。运动元件配备路程传感器，路程传感器又与一个控制系统相连。运动元件的驱动装置同样通过这个控制系统控制。喷水器空间长度的缩短以及它的封闭壳体可使在栅格踏脚板上行走时防止事故。可变的驱动装置连同路程传感器和控制系统使得可以实现任意的喷射图形。

喷射图形的控制以及它的编程方法的选择也可以在按经验的计量技术和数学编程技术之间相互任意地组合。这样水枪水束的几何形状可以用计量技术或实验方法向加热设备延伸，确定几何上的拐角点，例如最上/最下、最右/最左等等，将它输入数学程序，然后计算出喷射图形轨迹上的其他点。

另一种变型方案在于在迄今为止的其他解决方案中还没有实现过的以不同的线速度进行的喷射作业，使得可以在污垢严重的部位按预先编好的程序时间更长地喷射，或/和实现不开/关进水阀以较大的速度不中断喷射作业就从终点E移到下一个喷射图形的起点A(参见图3)，

本发明的优点如下：

a.本方法确保可变地实现任意的喷射图形，这不仅是在具有相互交叉90°的水平和/或垂直运动、圆周或渐开线运动的普通运动元件的几何参数方面。其方向、转向和速度可以任意变化，并单独地和清洗要求相适应。

b.在有关喷水器的安装方面不受限制。有阻隔的空腔、提供的空间不充足和其他空间障碍可以通过运动元件结构和长度的变动和水枪固定点及支座的特别选择来装入适当的喷水器。因此对于喷水器在加热设备中的布置可以得到最佳的选择，并减小安装的喷水器的总数量。

c.所用的材料数量、对空间的要求和喷水器的重量减小了。特别是可以节省装在固定的大的框架上的轴承和驱动装置，以及先前的方案中的丝杆、链条和导轨，并且安装也方便了。

d.材料的供应条件更加灵活得多，因为不需要固定尺寸的构件。可以采用常用的运动元件，固定支座和控制元件。

e.有缺陷的地方，被替换的有结构偏差的零件可以在调整喷射图形时进行修正。

f.喷水器的尺寸，特别是在向后的方向和侧面缩小了。这样即使在工作平台很小时也可以进出和安装。

g.供水更方便，及由于较小的回转路程和省掉弯头而更不容易出现故障。

Claims (25)

1.用来清洗加热设备的喷水器，其中水枪(6)以它的喷口可运动地(5)装在空腔(2)内，并可以使水束穿过在运行中的和有火焰和/或烟气流过的加热设备喷射到从空腔(2)出发可以到达的炉壁区域(A-E)，其特征在于：喷水器可以通过至少一个运动元件(8.1，8.2，8.3)带动，其中存在用来精确确定水枪(6)位置的路程传感器，并且至少在空腔(2)区域通过壳体(31)密封，壳体(31)可以供给阻隔和冲洗介质。

2.按权利要求1的喷水器，其特征在于：

通过将进水管(11)一次或多次折弯(20，24；39)，可将水枪(6)做得更短，喷水器位于加热设备外部的一端存在一个用于输入的水的扩展的平稳容器(20)，特别是大致上成球形的容器。

3.按权利要求2的喷水器，其特征在于：进水管(11)装在炉壁附近区域靠近水枪(6)运动点(5)的地方，特别是首先具有一个约90°到150°的弯头(20)，然后有一段平行于水枪(6)与它的流动方向相反地分布，此后通过一个90°到180°的弯头(24)流入水枪(6)或者进入平稳容器(20、39)。

4.按权利要求3的喷水器，其特征在于：进水管(11)大致上平行于加热设备炉壁(1)地安装在对于水枪(6)运动必要的运动元件(8.1，8.2，8.3)之间。

5.按上述权利要求之任一项的喷水器，其特征在于：壳体(31)封闭整个机构，只有进水管(11)，阻隔和冲洗介质(38)管道和运动元件(8.1，8.2，8.3)的控制和测量导线穿过壳体壁通向外面。

6.按上述权利要求之任一项的喷水器，其特征在于：壳体(31)单独地或者多个壳体(31)一起在差不多同样的垂直高度上与一个喷枪相连，用以供给阻隔和冲洗介质。

7.按上述权利要求之任一项的喷水器，其特征在于：存在一个压差测量计，用以测量和调节加热设备内腔和壳体(31)内腔(32)之间的压差。

8.按上述权利要求之任一项的喷水器，其特征在于：在水枪(6)运动点(5)的区域内装有一个温度传感器，它用来作为单位时间内阻隔和冲洗介质流量的实际值传感器。

9.按上述权利要求之任一项的喷水器，其特征在于：阻隔和冲洗介质的导管(37)在出口区(33)内这样地包围水枪(6)本身，使得形成一种环绕出水区(33)的柱壳形水束。

10.按上述权利要求之任一项的喷水器，其特征在于：阻隔和冲洗介质壳体(31)局部具有柔性外壁和/或中间壁。

11.按上述权利要求之任一项的喷水器，其特征在于：至少存在三个运动元件(8.1，8.2，8.3)，它的相邻紧固点(9.1，9.2，9.3)最好各自与水枪(6)的运动点(5)形成约80°到140°的夹角。

12.按上述权利要求之任一项的喷水器，其特征在于：运动元件(8.1，8.2，8.3)本身包含路程传感器，它们测出其相对与基准位置的准确长度和/或角度位置。

13.按上述权利要求之任一项的喷水器，其特征在于：至少存在一个额外的路程传感器臂，它具有用来确定喷水器精确位置的路程传感器。

14.按上述权利要求之任一项的喷水器，其特征在于：运动元件(8.1，8.2，8.3)和路程传感器与一个共同的电子控制装置相连，它由路程传感器的测量值计算出水枪(6)的准确位置，向运动元件(8.1，8.2，8.3)发出控制指令，特别是可以正确地重复一定的预先计算好的和/或预先存贮好的有关行程和速度的水枪(6)的运动程序。

15.按上述权利要求之任一项的喷水器，其特征在于：运动元件(8.1，8.2，8.3)是液压或气动往复活塞，它们各自以一端(7.1，7.2，7.3)铰接在加热设备外壁上，另一端(9.1，9.2，9.3)铰接在水枪(6)位于加热设备以外的部分上。

16.按权利要求1至14之一所述的喷水器，其特征在于：所述运动元件是由丝杆传动或齿轮齿条传动的，它们分别以其一端(7.1，7.2，7.3)直接地或通过一个支架铰接于加热装置的外壳体(19)上，以其另一端(9.1，9.2，9.3)铰接于喷水器(6)位于加热装置外面部分上。

17.按上述权利要求之任一项的喷水器，其特征在于：路程传感器是角度或长度传感器。

18.按上述权利要求之任一项的喷水器，其特征在于：存在比为了确定位置所必要的路程传感器至少多一个的路程传感器，以便提高定位的准确性和可使用性。

19.按上述权利要求之任一项的喷水器的运行方法，其特征在于：至少一个运动元件(8.1，8.2，8.3)沿一定的预先计算好的或预先贮存的运动轨迹(A-E)以预先计算好的或预先贮存的，特别是随位置变化的速度移动。

20.按权利要求19的方法，其特征在于：水枪(6)的实际位置分别借助于装在运动元件(8.1，8.2，8.3)上和/或至少一个单独的路程传感器臂上的长度和/或角度传感器参照基准位置准确地确定，并用来在线地继续控制运动过程。

21.按权利要求20的方法，其特征在于：测出和处理比用来确定位置所必要的路程传感器至少多一个的测量值，以便通过误差平衡计算提高测量准确性，和提高当一个测量传感器失效时的可使用性。

22.按权利要求19至21之任一项的方法，其特征在于：在现场通过手动输入或者通常的通讯技术，用计算机，例如荧光屏和鼠标会话式地录入和/或修改清洗运动过程参数到可存贮可编程的控制系统中。

23.按权利要求19至22之任一项的方法，其特征在于：按照清洗要求或各个区域敏感程度的不同，给定的运动轨迹的不同部分以不同的速度运行。

24.按权利要求19至23之任一项的方法，其特征在于：阻隔和冲洗介质的输入根据加热设备内腔和壳体(31)的内腔(32)之间的压差来调节。

25.按权利要求19至24之任一项的方法，其特征在于：阻隔和冲洗介质的输入根据水枪(6)运动点(5)区域内的温度来调节。

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