Устройство для струйной обработки поверхности нагрева котельного агрегата

Полезная модель относится к промышленной энергетике, а именно к устройствам для водяной очистки поверхностей нагрева котельных агрегатов от золошлаковых отложений, и в других отраслях, сжигающих различные виды горючих веществ в камерных топках.
Известно устройство для струйной обработки поверхностей нагрева котла, содержащее основание с амбразурой для размещения на стенке котла, сопловой узел, установленный посредством двух рычагов, снабженных на одних концах двухосными шарнирами для установки на стенке котла, общая ось которых проходит через центр амбразуры, и двух шатунов, одноосными шарнирами связанных с сопловым узлом и другими концами рычагов с образованием параллелограммов, водилом, механизмом поворота соплового узла в виде двух последовательно связанных приводов линейного перемещения во взаимно перпендикулярных направлениях, выходное звено которого связано с водилом шарнирно с возможностью перемещения вдоль него, сменное сопло, установленное в трубчатом водиле, соединенном со шлангом с входным краном (см. Патент RU №2289079, МПК F28G 1/00).
В этом устройстве при движении соплового узла с соплом в шланге, закрепленном одним концом к перемещаемому трубчатому водилу, а другим концом к закрепленному входному крану, при подаче под давлением рабочего агента в шланге возникают внутренние усилия сопротивления изгибам, сжатиям, скручиваниям. Привода линейного перемещения устройства для осуществления движения соплового узла преодолевают преимущественно эти усилия, вследствие чего возрастает нагрузка на конструктивные элементы устройства, что учитывается при расчетах их жесткости и прочности, как результат - повышенные размеры и металлоемкость устройства, что является его недостатком.
Технической задачей, решаемой предлагаемой полезной моделью, является уменьшение усилий сопротивления шланга изгибам, сжатиям, скручиваниям и, как следствие, уменьшение габаритных и массовых характеристик устройства.
Технический результат достигается за счет того, что в устройстве подача рабочего агента в сопло осуществляется с помощью двух шлангов, первый из которых закреплен с помощью муфты одним концом к трубчатому водилу, а другим концом с помощью муфты к трубопроводу, закрепленному на навесной раме, при этом обе муфты имеют возможность вращения вокруг оси шланга в обоих местах крепления с обеспечением герметичности при подаче рабочего агента, второй шланг закреплен одним концом к трубопроводу, закрепленному на навесной раме, а вторым концом к входному крану, при этом установленный на навесной раме трубопровод имеет возможность поворота вокруг вертикальной оси и способен поворачиваться при изменении положения первого шланга. За счет этих решений при подаче в сопло под давлением рабочего агента в первом шланге появляется возможность вращения, позволяющая исключить скручивание, а изгибы и сжатия заменить поворотом шланга за счет поворота трубопровода вокруг вертикальной оси, тем самым уменьшаются величины усилия сопротивлению движения сопла, что позволяет снизить жесткость и прочность конструктивных элементов устройства и, тем самым, уменьшить габаритные и массовые характеристики устройства.
На фиг. 1 показан общий вид предлагаемого устройства, на фиг. 2 - вид по стрелке А на фиг. 1. на фиг. 3 - вид по стрелке Б на фиг. 1, на фиг. 4 - вид на привод горизонтального передвижения, на фиг. 5 разрез В-В, на фиг. 6 - вид Г, на фиг. 7 - разрез Д-Д. Устройство для струйной обработки поверхностей нагрева котла содержит закрепленный на стенке котла опорный короб 1 снабженный съемным кожухом 2 закрывающим амбразуру 3 трубного экрана котла. К опорному коробу через теплоизоляционные элементы 4 прикреплена навесная рама 5. На навесной раме установлен привод горизонтального перемещения 6, снабженный горизонтальными направляющими в виде двух штанг 7. Между штангами установлен ходовой винт 8, связанный с двигателем 9. На направляющих штангах 7 посредством роликов 10 установлена каретка 11 связанная ходовой гайкой 12 с ходовым винтом 8. На каретке 11 жестко закреплен вертикальный короб 13 с вертикальными направляющими в виде штанг 14, на которых посредством роликов 15 установлена каретка 16 с закрепленным на ней водилом 17, связанным с двуосным шарниром 18 с втулкой-ползуном 19, надетой на трубчатое водило 20 соплового узла. Между направляющими штангами 14 на вертикальном коробе 13 установлен ходовой винт 21, связанный с ходовой гайкой 22 каретки 16 и с двигателем 23. В нижней части привода вертикального перемещения установлен опорный ролик 24 перемещающийся по направляющей балке навесной рамы 25. Сопловой узел содержит сменное сопло 26, установленное в трубчатом водиле 20, которое закреплено в трубчатом корпусе 27. Трубчатое водило 20 соединено с первым шлангом 28 с помощью муфты 29 имеющей возможность вращения вокруг оси шланга с обеспечением герметичности при подачи рабочего агента. Второй конец первого шланга 28 соединен с установленным на навесной раме 2 трубопроводом 30 с помощью муфты 31 имеющей возможность вращения вокруг оси шланга с обеспечением герметичности при подаче рабочего агента. Трубопровод 30 имеет возможность поворота вокруг вертикальной оси 32 и способен поворачиваться при изменении положения первого шланга. Трубопровод 30 подсоединен с помощью второго шланга 33 к входному крану 34.
Трубчатый корпус 27 одноосными шарнирами связан с серединами двух параллельных трехшарнирных шатунов 35, причем ось шарниров и ось сопла лежат в одной плоскости, а концы шатунов связаны одноосными шарнирами с концами двух рычагов 36, другие концы которых двухосными шарнирами 37 связаны с опорным коробом 1, причем общая ось этих шарниров «о-о» проходит через центр «с» амбразуры 3 трубного экрана котла. Шарниры 37 размещены на опорном коробе таким образом, что ось сопла 38 также проходит через центр амбразуры. Корпус 27, шатуны 35, рычаги 36 и опорный короб 2 образуют плоский шарнирный многозвенник, состоящий из параллелограммов, который дополнительно может поворачиваться вокруг оси «о-о» (т.е. имеет две степени свободы), поэтому сопло имеет две степени свободы и ось его в любом положении проходит через центр амбразуры. Съемный кожух 2 имеет центральный проем для прохождения струи рабочего агента и снабжен пружинами 39, которые поджимают рычажную заслонку 40, имеющую в составе закрепленный по краю ее контура уплотнительный шнур 41, связанную с исполнительным электромеханизмом 42, осуществляющим принудительное открытие и закрытие.
Устройство работает следующим образом.
Изменением частоты тока, подаваемого на двигатели 9, 23 устанавливают нужные скорости перемещений соплового узла. Исполнительный электромеханизм 42 открывает рычажную заслонку 40. Далее открывают входной кран 34. Вода начинает поступать через входной кран 34 в гибкий рукав 33, затем в трубопровод 30 и в шланг 28. После шланга 28 вода проходит в трубчатое водило 20 и истекает из сопла 26. По заданной программе включаются двигатели 9 и 23.
При включении двигателя 9 привода горизонтального перемещения 6 движение от него через ходовой винт 8, ходовую гайку 12 и каретку 11 передается вертикальному коробу 13 с кареткой 16 и закрепленным на ней водилом 17, двухосный шарнир 18 которого, через втулку-ползун 19, воздействует на трубчатое водило 20. При перемещении трубчатого водила 20 шарнирный параллелограммный многозвенник, образованный корпусом 27, шатунами 35, рычагами 36 и опорным коробом 1, обеспечивает поворот сопла относительно центра «С» амбразуры 3, причем ось сопла 38 всегда проходит через этот центр. Струя рабочего агента, вылетая из сопла, проходит через центр амбразуры и попадает на очищаемую поверхность. Область обработки перемещается в направлении направляющих штанг 7 привода горизонтального перемещения 6. Трубчатое водило 20 перемещается вместе со шлангом 28, который при этом изменяет свои положение и форму и приводит через трубопровод 30 в качание вокруг оси 32 шланг 33.
При включении двигателя 23 вертикального короба 13 движение от него через ходовой винт 21 и ходовую гайку 22 передается каретке 16, и водило 17 через двухосный шарнир 18 и втулку-ползун 19 на трубчатом водиле 20 поворачивает многозвенник целиком относительно общей оси «о-о» рычагов 36. При этом ось сопла 38 также проходит через центр амбразуры, а область обработки перемещается в направлении направляющих штанг 4 вертикального короба 13.
Устройство при соответствующей системе управления может обеспечить любую траекторию перемещения струи по очищаемой поверхности.