CN1936489B - 落锤敲击装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及落锤敲击装置，包括：至少由两个轴承支承的可旋转的细长轴(6)；用于旋转所述轴的机构(7)；许多相互有间距并与轴刚性连接的径向臂(9)，其中每条臂基本上垂直于轴以相对于前面那条相邻的臂顺序地加大的圆周角刚性地固定在轴上；具有锤头(11)和锤杆(12)的落锤(10)，它通过锤关节(13)可回转地固定在每条径向臂的外端上；铁砧或撞击杆(4)，它固定在管状换热器单元(1)的汇集管(3)上或与之接触，在轴旋转时，落锤撞击铁砧或撞击杆的外露末端(5)，其中，为了减小或消除在落锤撞击铁砧或撞击杆的外露末端期间在锤关节内出现的反冲力，落锤设计为具有按特定关系式确定的附加重(14)。

Description

落锤敲击装置
技术领域
本发明涉及一种用来敲打和振击换热器管以清理其外表面的落锤敲击装置。
背景技术
例如由DE 35 00 431 A1已知一种落锤敲击装置，其中，此敲击装置用来清除在干式工作的静电吸尘器的沉积电极和放电电极上沉积的灰尘。
对于换热器管例如水管余热锅炉的散热管壁和管束的外表面，积聚的炉灰和其他沉积物或堆积物的清理常常是通过采用机械敲击装置来进行，它们按照落锤原理工作。这种敲击装置通常由一系列落锤组成，各落锤分别撞击在一铁砧或撞击杆上，铁砧或撞击杆分别与待清理的管子连接或至少接触。这里所说的落锤，特别是其组成部分锤头、锤杆和锤关节的周期性和冲击性的负荷常常会造成在高负载部位特别是在锤关节处发生损坏。
发明内容
本发明的目的是，提供一种落锤敲击装置，这种装置或其落锤可避免上述缺点，或者说，其质量分布这样合理地设置，使得在撞击到铁砧或撞击杆上时锤关节内的负荷接近于零，并使锤杆内的应力最小化。
为此，本发明提供一种用来敲打和振击换热器管以清理其外表面的落锤敲击装置，其中，所述落锤敲击装置包括：细长的、可旋转的轴，该轴至少由两个轴承支承，用于旋转所述轴的机构，许多相互有间距并与所述轴刚性连接的径向臂，其中，每条径向臂基本上垂直于所述轴以相对于前面相邻的那条径向臂顺序地加大的圆周角刚性地固定在轴上，具有一锤头和一锤杆的落锤，它通过一锤关节可回转地固定在每条径向臂的外端上，铁砧或撞击杆，它固定在一管状换热器单元的汇集管上或与之接触，并且，在轴旋转时，落锤撞击所述铁砧或撞击杆的外露的末端，其特征为：为了减小或消除在落锤撞击所述铁砧或撞击杆的外露的末端期间在锤关节内出现的反冲力，所述落锤设计为具有按以下关系式确定的附加重， m Z = Σ m i · r i - r A · Σ m i r A - r Z , 其中，mZ附加重的质量，单位为kg，mi锤杆和锤头方面的质量部分或质量增量的质量，单位为kg，rZ锤关节中心与附加重质量重心之间的距离，单位为米，rA锤关节中心与锤头的撞击法线之间的距离，单位为米，ri锤关节中心与锤杆和锤头方面的质量部分或质量增量的质量重心之间的距离，单位为米。
通过本发明的方案，提供了一种具有以下优点的落锤敲击装置：
-大大减小直至完全消除在铁砧或撞击杆上进行锤击的时刻在锤关节内的反冲力，从而减小锤杆、锤关节和锤轴的负荷，
-大大延长落锤包括锤关节的使用寿命。
安置在锤头上的附加重有利地设置在其朝向或背向锤关节的那侧上，因为在这些侧面存在用于安置附加重的足够空间，并在这里可以有效地进行质量分配。
对于质量分配有利地集中在落锤至锤关节之内的情况，附加重也可安置在锤杆上。
在本发明优良的结构设计中，附加重螺钉连接或者焊接在锤头或锤杆上。第一种方案提供了较方便地更换的可能性，而第二种方案的优点是具有较为耐久的连接。
代替在落锤上安置单独的附加重，可能适宜的是，附加重由具有余重的落锤形成，通过对该落锤的机械加工而得到所要求的附加重。这例如可以通过将锤头上的余重或者说过重材料铣去、磨去等等来实现。
附图说明
下面借助于附图和相应说明详细地阐述本发明的实施例。
附图表示：
图1以示意透视图表示一个换热器管单元，它设计有一用于进行敲击清理的铁钻或撞击杆，
图2以示意图表示许多换热器管单元，它们借助于落锤敲击装置进行清理，
图3示意表示在轴一整转(360°)过程中的落锤敲击装置，
图4示意表示落锤敲击装置的局部视图，
图5如图4，但是是另一种可选型式，
图6如图4，但是是又一种可选型式。
具体实施方式
图2表示出许多换热器管单元1，在图1中表示其中之一，以便表示得更清楚。这种换热器管单元1例如可以用作余热锅炉中的薄壁管或管束。因为在设计有换热器管单元1的余热锅炉或蒸汽发生器运行时在换热器管单元外表面上积聚炉灰或其他沉积物，随着堆积的增加而会减少热量向换热器管单元1和在管2内循环的工作介质的传递，因此需要去除积灰。
如图2中示意表示的那样，炉灰的清除可以通过落锤敲击装置16进行。这里，通过由驱动机构7驱动的、被至少两个轴承8固定的转动轴6将落锤10抬起和旋转或翻转。在到达翻转位置时，落锤10从最高点落到最低位置，并撞击或敲击到相应管单元1的铁砧或撞击杆4上。这里，相应于待敲击的管单元1，轴6具有许多径向臂9，它们相互有间距离并与轴6刚性连接，其中每条臂9基本上与轴6垂直地以相对于前面相邻的那条臂顺序地加大的圆周角α刚性地固定在轴上。图3示意表示敲击装置16轴旋转一圈的顺序和在轴6上方落锤10的翻转以及接着落锤10朝撞击杆或铁砧4曝露的末端5下落和敲击。如图1中所示，铁砧或撞击杆4固定在汇集管3上并与它连接，汇集管支承着换热器管单元1的全部换热器管2。作为驱动机构7，可以采用已知的驱动装置，如电动、液压、气动等等运行的驱动装置或传动装置。
落锤10的下落运动原则上是一旋转运动。落锤10在撞击到铁砧或撞击杆4时的动量等于落锤10上分布的质量的动量之和∑mivi，其中各个质量部分的速度取决于各个质量部分或质量增量的旋转运动半径。在撞击时在落锤10的撞击点产生一个与落锤10旋转运动方向相反的力。撞击力在落锤10上产生一个扭矩，它通常造成落锤10在撞击后不同于落锤10绕锤关节13(回程)旋转的另一个运动。仅仅通过在锤关节13内的附加力(反冲力)保持落锤10的锤杆12与旋转关节连接，并以所希望的反转运动。落锤关节13内的反冲力导致在锤杆12内出现应力负荷。
为了完全防止在锤杆12、锤头11以及在锤关节13内的应力，该应力在落锤10撞击到铁砧4上时产生，并常常导致在负荷最大部位的损坏，通常是碎裂，按照本发明，落锤10设计为具有按以下关系式确定的附加重14：
m Z = Σ m i · r i - r A · Σ m i r A - r Z
其中
mZ附加重14的质量，单位为kg，
mi锤杆12和锤头11方面的质量部分或质量增量的质量，单位为kg，
rZ锤关节13中心与附加重14的质量重心之间的距离，单位为米，
rA锤关节13中心与锤头11撞击法线NS之间的距离，单位为米，
ri锤关节13中心与锤杆12和锤头11方面的质量部分或质量增量的质量重心之间的距离，单位为米。
通过本发明的具有按上述关系式确定的附加重14的落锤10结构设计，可以将通常在落锤10以及锤关节13内出现的反冲力减至最小，或者在最好的情况下完全消除。
图4至6中表示本发明落锤敲击装置16的一些变型方案，其中，按图4的落锤10设计为具有这样一个附加重14，它安置在锤头11的背向锤关节13的那侧上，而按图5的落锤10设计为具有这样一个附加重14，它安置在在锤头11的朝向锤关节13的那侧上。按图6的落锤10设计为具有这样一个附加重14，它附加地具有一佘重或过重部分15。落锤10的该过重部分15通过铣去或磨去等方法加工到这样的状态，即，直至落锤10带有按上述关系式确定的附加重。
附图标记表
1   换热器管单元
2   换热器管
3   汇集管
4   铁砧或撞击杆
5   铁砧或撞击杆的撞击面或外露末端
6   轴
7   轴驱动机构
8   轴的轴承
9   径向臂
10  落锤
11  锤头
12  锤杆
13  锤关节
14  附加重
15  附加重的过重或余重部分
16  落锤敲击装置

Claims (5)

1.用来敲打和振击换热器管(2)以清理其外表面的落锤敲击装置，其中，所述落锤敲击装置包括：
细长的、可旋转的轴(6)，该轴至少由两个轴承支承，
用于旋转所述轴(6)的机构(7)，
许多相互有间距并与所述轴(6)刚性连接的径向臂(9)，其中，每条径向臂(9)基本上垂直于所述轴(6)以相对于前面相邻的那条径向臂(9)顺序地加大的圆周角刚性地固定在轴上，
具有一锤头(11)和一锤杆(12)的落锤(10)，它通过一锤关节(13)可回转地固定在每条径向臂(9)的外端上，
铁砧或撞击杆(4)，它固定在一管状换热器单元(1)的汇集管(3)上或与之接触，并且，在轴(6)旋转时，落锤(10)撞击所述铁砧或撞击杆的外露的末端(5)，
其特征为：为了减小或消除在落锤撞击所述铁砧或撞击杆(4)的外露的末端(5)期间在锤关节(13)内出现的反冲力，所述落锤(10)设计为具有按以下关系式确定的附加重(14)，
m Z = Σ m i · r i - r A · Σ m i r A - r Z
其中，
mZ附加重(14)的质量，单位为kg，
mi锤杆(12)和锤头(11)方面的质量部分或质量增量的质量，单位为kg，
rZ锤关节(13)中心与附加重(14)质量重心之间的距离，单位为米，
rA锤关节(13)中心与锤头(11)的撞击法线(NS)之间的距离，单位为米，
ri锤关节(13)中心与锤杆(12)和锤头(11)方面的质量部分或质量增量的质量重心之间的距离，单位为米。
2.按权利要求1的落锤敲击装置，其特征为：所述附加重(14)安置在锤头(11)的背向或朝向锤关节(13)的那侧上。
3.按权利要求1的落锤敲击装置，其特征为：所述附加重(14)安置在锤杆(12)上。
4.按权利要求1至3之任一项的落锤敲击装置，其特征为：所述附加重(14)螺钉连接或者焊接在锤头(11)或锤杆(12)上。
5.按权利要求1至3之任一项的落锤敲击装置，其特征为：所述附加重(14)由具有余重的落锤(10)形成，通过对该落锤(10)的机械加工而得到附加重(14)。
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