ПРИВОД ДЛЯ ЭЛЕМЕНТА МАШИНЫ, ИМЕЮЩЕГО ФОРМУ СТЕРЖНЯ
ACTUATOR FOR MACHINE ELEMENT HAVING SHAPE OF ROD

Изобретение относится к приводу для имеющего форму стержня элемента машины, в частности для обдувочной трубы сажеобдувочного аппарата, который в осевом направлении совершает возвратно-поступательное движение и одновременно приводится во вращение.
У известных сажеобдувочных аппаратов, которые служат для очистки теплопередающих устройств находящихся в эксплуатации больших котлов, предусмотрен стационарный трубопровод, который соединен с также стационарным подводом пара или воды. На стационарном трубопроводе проложена наружная труба, которая проложена по внутренней трубе с возможностью смещения в осевом направлении и может вдвигаться сквозь отверстие в отопительный котел. В концевой области такой выполненной с возможностью перемещения наружной трубы предусмотрены расположенные, будучи распределенными по периметру, выпускные сопла, из которых выходит пар или, соответственно, вода под высоким давлением и очищает от сажи внутренние встроенные узлы, в частности теплопередающие устройства. Вращающаяся во время эксплуатации наружная труба приводится во вращение посредством зубчатых колес или, соответственно, зубчатых цепей. Одновременно осуществляется продвижение в осевом направлении, за счет которого наружная труба может вводиться в котел и снова выводиться из него. В качестве осевого привода служат, например, реечные передачи. Такой приводной механизм является чрезвычайно затратным и, кроме того, предрасположен к возникновению неисправностей.
Уже был предложен гибкий подвод пара или, соответственно, воды в виде шарнирных труб (DE 10 2008 036686.2), который позволяет отказаться от отдельной внутренней трубы из нержавеющей стали и выполнить соединенный с подводом воды трубопровод в виде обдувочной трубы. Обдувочная труба может тогда передвигаться на салазках в осевом направлении и вводиться в отопительный котел и снова выводиться из него. Кроме того, требуется также привод вращения для обдувочной трубы. При такой конструкции также необходимо два привода, а именно, с одной стороны, привод салазок для продольного передвижения обдувочной трубы, а с другой стороны - привод, создающий вращательное движение, для обдувочной трубы.
В основу изобретения положена задача существенно упростить привод для имеющего форму стержня элемента машины, в частности для обдувочной трубы сажеобдувочного аппарата, который (элемент) в осевом направлении совершает возвратно-поступательное движение и одновременно должен приводиться во вращение.
В соответствии с изобретением эта задача решается за счет того, что предусмотрен привод для имеющего форму стержня элемента машины, в частности, для обдувочной трубы сажеобдувочного аппарата, который выполнен с возможностью совершения в осевом направлении возвратно-поступательных движений и одновременно приведения во вращение, причем предусмотрен продольно протяженный, гибкий тяговый элемент, причем этот тяговый элемент несколькими витками по винтовой линии направлен вокруг имеющего форму стержня элемента машины, и причем этот тяговый элемент выполнен с возможностью приведения в обоих направлениях. Угол подъема витков тягового элемента на имеющем форму стержня элементе машины, может изменяться за счет возможности варьирования расстояния между областью подвода и отвода тягового элемента на имеющем форму стержня элементе машины
При этом тяговый элемент направлен вокруг по меньшей мере одного направляющего ролика и ось направляющего ролика по меньшей мере одной компонентой может перемещаться в продольном направлении приводимого в движение элемента машины.
Направляющий ролик установлен на консоли, которая может перемещаться примерно параллельно оси вращения элемента машины, имеющего форму стержня.
Тяговый элемент направлен, по меньшей мере вокруг одного компенсационного ролика, при этом компенсационный ролик под пружинной нагрузкой прилегает к тяговому элементу.
Тяговый элемент представляет собой проволочный трос.
Привод предусмотрен для приведения в действие обдувочной трубы сажеобдувочного аппарата и тяговый элемент представляет собой звеньевую цепь.
Звеньевая цепь состоит из стальных звеньев, и эти выполненные примерно овальными замкнутые звенья входят друг в друга со смещением на 90° друг относительно друга.
Тяговый элемент может быть выполнен бесконечным.
Тяговый элемент может приводиться посредством вращающегося барабана, который, по меньшей мере частично обвивается тяговым элементом.
Тяговый элемент может быть выполнен конечным, и концы его, в зависимости от желаемого направления подачи имеющего форму стержня элемента машины, могут двигаться по выбору в одном или другом тяговом направлении.
Каждый из двух концов конечного тягового элемента намотан на отдельный приводимый в движение барабан.
Оба конца конечного тягового элемента могут быть намотаны в противоположных направлениях на один общий барабан, при этом привод барабана может осуществляться в обоих направлениях вращения.
Если при такой конструкции тяговый элемент передвигается в одном направлении, он соответственно увлекает приводимый в движение элемент машины и приводит его во вращение. Если тяговый элемент передвигается в другом направлении, происходит вращение в противоположном направлении. Благодаря тому факту, что тяговый элемент направлен не только в окружном направлении вокруг элемента машины, но и несколькими витками по винтовой линии, при движении тягового элемента происходит также осевое перемещение, а именно, в зависимости от направления привода тягового элемента, в одном или другом осевом направлении.
В качестве тягового элемента для различных случаев применения может использоваться проволочный трос, так как он является достаточно гибким и, кроме того, в состоянии передавать большие усилия.
Когда тяговый элемент должен применяться для привода обдувочной трубы сажеобдувочного аппарата, он предпочтительно выполнен в виде звеньевой цепи. Такая звеньевая цепь состоит целесообразным образом из стальных звеньев, причем эти звенья выполнены примерно овальными и замкнутыми, и входят друг в друга со смещением на 90° друг относительно друга.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления тяговый элемент выполнен бесконечным.
Бесконечный тяговый элемент может тогда приводиться в движение посредством вращающегося барабана, который по меньшей мере частично обвивается тяговым элементом.
Альтернативно тяговый элемент может быть также выполнен конечным, при этом концы тягового элемента, в зависимости от желаемого направления подачи элемента машины, имеющего форму стержня, могут двигаться попеременно в одном или другом тяговом направлении.
Для привода тягового элемента каждый из его обоих концов может наматываться на отдельный, приводимый в движение барабан. Но альтернативно концы конечного тягового элемента могут быть также намотаны на один общий барабан в противоположных направлениях, при этом привод барабана может осуществляться в обоих направлениях вращения.
Чтобы при неизменной частоте вращения барабана иметь возможность изменять скорость продвижения элемента машины или, соответственно, обдувочной трубы, угол подъема витков тягового элемента на имеющем форму стержня элементе машины, или, соответственно, обдувочной трубе, может быть изменяемым. Это достигается предпочтительно за счет того, что расстояние между областью подвода и отвода тягового элемента может варьироваться. Благодаря такой конструкции угол подъема витков может изменяться очень простым способом, за счет чего возможно бесступенчатое управление скоростью продвижения элемента машины или, соотв., обдувочной трубы, или же ступенчатое управление.
Для изменения расстояния между областью подвода и областью отвода тягового элемента этот элемент может быть обведен вокруг направляющего ролика, при этом ось направляющего ролика по меньшей мере в одной компоненте может перемещаться в продольном направлении приводимого в движение элемента машины или, соответственно, обдувочной трубы. При этом направляющий ролик может быть установлен на опору на консоли, которая может перемещаться примерно параллельно оси вращения имеющего форму стержня элемента машины или, соответственно, обдувочной трубы.
Для стабилизации тягового элемента, а также для компенсации длины при изменении угла подъема тягового элемента на имеющем форму стержня элементе машины, этот элемент может быть направлен по меньшей мере вокруг одного компенсационного ролика, при этом компенсационный ролик под пружинной нагрузкой прилегает к тяговому элементу.
Изобретение поясняется на чертежах, на примере привода обдувочной трубы, и далее описано в деталях с помощью этих чертежей, на которых:
фиг.1: вид сбоку привода обдувочной трубы сажеобдувочного аппарата, снабженного бесконечной звеньевой цепью,
фиг.2: тот же вид привода, показанного на фиг.1, при увеличенном угле подъема звеньевой цепи на обдувочной трубе,
фиг.3: вид большего участка обдувочной трубы, включая ее направляющую,
фиг.4: вид в направлении стрелки IV, показанной на фиг.3,
фиг.5: другой пример осуществления привода для обдувочной трубы сажеобдувочного аппарата, снабженного выполненным конечным проволочным тросом, и
фиг.6: вид сбоку привода, показанного на фиг.5, в направлении стрелки VI.
На фиг.1 изображен привод обдувочной трубы 1 для сажеобдувочного аппарата. Обдувочная труба 1, от которой показан только один короткий участок, установлена с возможностью смещения в осевом направлении и с возможностью вращения.
Для приведения обдувочной трубы 1 в ее продольном направлении и для одновременного вращения обдувочной тубы 1 служит один общий привод. Этот привод состоит по существу из бесконечной звеньевой цепи 2 или, соответственно, цепи из круглой стали, которая несколькими витками 3 по винтовой линии направлена вокруг обдувочной трубы 1. Звеньевая цепь 2 состоит из не изображенных более подробно замкнутых стальных звеньев, которые входят друг в друга со смещением на 90° друг относительно друга, например, как описано в DIN 22252 (Цепи из круглой стали) или DIN 763, DIN 764 или DIN 766.
Звеньевая цепь 2 примерно на половину витка или, соответственно, с частичным обвиванием 4 проходит вокруг барабана 5, привод которого посредством электродвигателя 6, а также только схематично изображенной передачи 7 может осуществляться попеременно в обоих направлениях вращения. Барабан 5 выполнен в виде зубчатого цепного колеса.
При движении бесконечной звеньевой цепи 2 обдувочная труба 1 не только приводится во вращение, но и за счет угла подъема витков 3 перемещается также в осевом направлении. В зависимости от направления хода звеньевой цепи 2, обдувочная труба 1 на чертеже передвигается вправо или влево. Когда, например, барабан 5 вращается в направлении стрелки 8 против направления часовой стрелки и сообщает звеньевой цепи 2 направление хода в соответствии со стрелкой 9, то обдувочная труба 1 на чертеже передвигается вправо, а при обратном направлении вращения барабана 5 - влево.
При остающейся неизменной частоте вращения барабана 5 скорость продвижения обдувочной трубы 1 постоянна, при этом скорость продвижения зависит от угла подъема витков 3 звеньевой цепи 2 на обдувочной трубе 1. Путем изменения угла подъема витков 3 скорость продвижения обдувочной трубы 1 может очень простым способом бесступенчато или же ступенчато варьироваться.
Изменение угла подъема витков 3 в изображенном на фиг.1 и 2 примере осуществления может очень простым способом осуществляться за счет того, что звеньевая цепь 2 направляется вокруг направляющего ролика 10, ось 11 которого, проходящая поперек обдувочной трубы 1, по меньшей мере одной компонентой может передвигаться в продольном направлении обдувочной трубы 1. Движение оси 11 направляющего ролика 10 происходит, например, за счет того, что направляющий ролик 10 установлен на консоли 12, которая может перемещаться вдоль направляющей 13, проходящей параллельно обдувочной трубе 1. То есть когда консоль 12 из положения, изображенного на фиг.1, перемещается в направлении стрелки 14, то направляющий ролик 10 движется по траектории, параллельной продольной оси обдувочной трубы 1 влево, за счет чего витки 3 звеньевой цепи 2 раздвигаются, т.е. угол подъема витков 3 увеличивается. При остающейся неизменной частоте вращения барабана за счет этого также увеличивается скорость продвижения обдувочной трубы 1. При движении консоли 12 в обратном направлении угол подъема витков 3 уменьшается, и вместе с тем также снижается скорость продвижения обдувочной трубы 1. На противоположной стороне обдувочной трубы 1 предусмотрен второй направляющий ролик 10, который стабилизирует область подвода и отвода звеньевой цепи 2 относительно обдувочной трубы 1.
Движение консоли 12 осуществляется посредством реечной передачи 15, которая закреплена на стационарной раме 17 с возможностью поворота. На раме 17 одновременно установлена также передача 7, а также электродвигатель 6.
На фиг.3 и 4 изображено опирание обдувочной трубы 1 в деталях. Своим левым концом обдувочная труба 1 установлена в опоре 18, в которой обдувочная труба 1 установлена с возможностью вращения. Опора 18 в осевом направлении зафиксирована на обдувочной трубе 1 относительно нее, и вместе с обдувочной трубой 1 может двигаться в ее осевом направлении. Опора 18 подвешена на каретке 19, которая перемещается по направляющей 20, проходящей параллельно обдувочной трубе 1.
Правая на чертеже сторона обдувочной трубы 1 направляется на двух несущих роликах 21 и 22, которые в деталях изображены на фиг.3 и 4.
Чтобы во всех положениях консоли 12 удерживать бесконечную звеньевую цепь 2 равномерно натянутой, предусмотрен компенсационный ролик 23, который посредством пружины 24 прижимается к звеньевой цепи 2 и, например, при перемещении консоли 12 влево также движется влево, чтобы компенсировать изменение длины, обусловленное изменением угла подъема.
На фиг.5 и 6 изображен другой пример осуществления привода обдувочной трубы 1. Так как конструкция по многим признакам аналогична примеру осуществления, показанному на фиг.1-4, для одинаковых частей машины были использованы также одинаковые номера позиций.
Существенное отличие двух вариантов осуществления заключается в том, что тяговый элемент, например, проволочный трос 29, который служит для привода обдувочной трубы 1, выполнен конечным. Оба конца проволочного троса 29 намотаны в противоположных направлениях на один общий барабан 25, и привод барабана 25, так же, как и в примере осуществления, изображенном на фиг.1-4, может осуществляться в двух направлениях вращения. То есть, когда барабан 25 вращается в одном направлении, то наматывается один конец проволочного троса 29, в то время как другой конец разматывается. Благодаря этому проволочный трос 29 движется и увлекает обдувочную трубу 1 своими многократно проходящими вокруг обдувочной трубы 1 витками 3 в направлении вращения, а также в осевом направлении. В зависимости от направления вращения барабана 25, обдувочная труба 1 вращается в направлении часовой стрелки или против направления часовой стрелки, и движется в одном или другом осевом направлении.
В примере осуществления, изображенном на фиг.5 и 6, угол подъема витков 3, которые направлены вокруг обдувочной трубы 1, также может изменяться. С этой целью предусмотрен направляющий ролик 26, который перемещается по направляющей 28. На той же самой направляющей 28 установлен также компенсационный ролик 27, который закреплен на направляющей 28 с возможностью перемещения против давления не изображенной пружины. Расстояние между двумя роликами 26 и 27 может варьироваться. В положении роликов 26 и 27, изображенном на фиг.5, угол подъема витков 3 проволочного троса 29 на обдувочной трубе 1 относительно большой. Когда, например, направляющий ролик 26 движется по направляющей 28 в направлении компенсационного ролика 27, и расстояние между двумя роликами уменьшается, то угол подъема витков 3 тоже уменьшается, и скорость продвижения обдувочной трубы 1 в осевом направлении при неизменной частоте вращения барабана бесступенчато снижается.
Так же, как и в примере осуществления, изображенном на фиг.1-4, в примере осуществления, изображенном на фиг.5 и 6 в качестве тягового элемента вместо проволочного троса 29 может применяться звеньевая цепь.
Предлагаемый изобретением привод, поясненный на примере обдувочной трубы сажеобдувочного аппарата, может применяться для всех имеющих форму стержня элементов машин, которые одновременно должны передвигаться в осевом направлении и в направлении вращения. Осуществить это удается в соответствии с изобретением посредством гибкого тягового элемента, предпочтительно звеньевой цепи или проволочного троса, который несколькими витками направлен вокруг приводимого в движение элемента машины. Благодаря относительно легко осуществляемому изменению угла подъема витков тягового элемента на элементе машины, имеющем форму стержня, возможна очень удобная регулировка скорости продвижения элемента машины, имеющего форму стержня.
Список ссылочных позиций:
1 Элемент машины, имеющий форму стержня/обдувочная труба
2 Тяговый элемент/звеньевая цепь (бесконечная)
3 Витки
4 Частичное обвивание
5 Барабан
6 Электродвигатель
7 Передача
8 Стрелка (направление вращения барабана 5)
9 Стрелка (направление хода звеньевой цепи 2)
10 Направляющий ролик
11 Ось направляющего ролика
12 Консоль
13 Направляющая
14 Стрелка
15 Реечная передача
16 Направляющий ролик
17 Рама
18 Опора
19 Каретка
20 Направляющая
21 Несущий ролик
22 Несущий ролик
23 Компенсационный ролик
24 Пружина
25 Барабан
26 Направляющий ролик
27 Компенсационный ролик
28 Направляющая
29 Тяговый элемент/проволочный трос (конечный).