Устройство для струйной обработки поверхностей

 

Использование: для струйной обработки поверхностей, в частности поверхностей нагрева в теплоэнергетике. Сущность изобретения: устройство для струйной обработки поверхностей содержит опорный узел, закрепленный с возможностью фиксированной регулировки на средстве подачи, подвижном в горизонтальной плоскости, ствол, шарнирно закрепленный на опорном узле, смонтированное на стволе сопло, имеющее один или несколько сопловых выходов или насадков, направленных под углом к оси сопла, и механизмы движения сопла, обеспечивающие одновременно его качание в горизонтальной плоскости и поворот вокруг продольной оси сопла с возможностью фиксированного изменения частоты строк, описываемых соплом при его горизонтальном движении, а следовательно, и струей обдувочного агента на обрабатываемых поверхностях объекта во время работы устройства. 3 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к струйной обработке поверхностей и может быть использовано в любой отрасли народного хозяйства, например в энергетике для очистки поверхностей нагрева топочных камер энергетических котлов от золошлаковых отложений.

Известно устройство для струйной обработки поверхностей нагрева, содержащее сопло с держателем в виде ствола, раму, имеющую жестко смонтированный на ней крепежный узел для шарнирного закрепления в нем сопла со стволом, и приводной механизм подъема-опускания и качания в горизонтальной плоскости сопла, включающий установленный вертикально на раме и связанный с приводом тяг ходовой винт, насаженный на винт гайку и жестко связанный с ней и зафиксированный от проворота корпус, имеющий сквозную в горизонтальном направлении полость, водило, связанное одним концом посредством оси с корпусом, с другим посредством вилки со стволом и имеющее вертикальный паз, размещенный в корпусе кулачковый механизм с плоскими опорными элементами и толкателем, представляющим из себя единую рамку с внутренним пазом, в котором размещен кулачок, выполненный в виде эксцентрика, при этом базируясь в плоскости корпуса, кулачковый механизм имеет возможность перемещения в горизонтальной плоскости, причем толкатель кулачкового механизма зафиксирован от проворота и связан с водилом посредством пальца, размещенного в вертикальном пазу и имеет узел регулировки своего положения по вертикали, а кулачок посредством шпонки связан с винтом [1] Недостатками известной конструкции являются сравнительно ограниченная поверхность, охватываемая при использовании данной конструкции, что исключает ее применение на многих крупногабаритных объектах, а также отсутствие возможности регулировки частоты строк, описываемых обдувочным агентом на обрабатываемых поверхностях, и недостаточная возможность регулировки устройства при его установке, монтаже и наладке на объектах внедрения.

Технический результат, достигаемый в предлагаемом устройстве, заключается в расширении диапазона его использования и повышении эффективности обработки.

Технический результат достигается за счет выполнения сопла в виде сменной головки с обеспечением возможности его поворота вокруг своей продольной оси по меньшей мере одним сопловым выходом или насадком, расположенным под углом к продольной оси сопла, что в совокупности и одновременно с имеющимися во время работы движением-качанием сопла в горизонтальной плоскости позволяет максимально захватить требуемую поверхность объектов, на которых исключается применение прототипа, а также увеличить площадь обдувки тех объектов, на которых возможно использование последнего. Таким образом обеспечивается расширение диапазона использования устройства и повышение его производительности. При этом снабжение механизма сопла приспособлением для фиксированного изменения величины угла поворота сопла позволяет изменять частоту строк, описываемых исходящим обдувочным агентом на обрабатываемых поверхностях, что также повышает производительность устройства, одновременно улучшая качество обработки, а в совокупности повышает эффективность его использования.

Технический результат достигается также закреплением опорного узла на средстве подачи к объекту с возможностью регулировки положения устройства в горизонтальной и вертикальной плоскостях, что упрощает его монтаж и наладку на объекте, повышает качество установки, косвенно отражающееся на эффективности работы устройства.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство, общий вид; на фиг.2 сечение А-А на фиг. 1; на фиг.3 узел 1 на фиг.1; на фиг.4 сечение Б-Б на фиг.1; на фиг.5 изометрический вид на верхнюю часть устройства, включающий сопло, приспособление для фиксированного изменения величины угла поворота сопла вокруг своей оси и часть опорного узла; на фиг.6 узел 11 на фиг. 1; на фиг.7 и 8 примеры горизонтальных сечений установки устройства на объектах.

Устройство для струйной обработке поверхностей содержит сменное сопло 1 с сопловыми выходами или насадками 2 и держателем в виде ствола 3, причем сменность предусматривает как изменение геометрии, диаметров сопловых выходов или насадков, так и изменение угла альфа их наклона к продольной оси сопла, опорный узел 4 в виде рамы 5 и основания 6, узел 7 шарнирного закрепления ствола с соплом, состоящий из плиты 8, соединенной с рамой 5, плоской кольцевой рамки 9 и осей 10, соединяющих соответственно плиту 8 с кольцевой рамкой 9 и в свою очередь рамку 9 с обоймой 11, охватывающей ствол 3 с возможностью его вращения-скольжения в ней, механизм качания сопла в горизонтальной плоскости, выполненный в виде ходового вертикального винта 12 со шпоночным пазом, установленного в опорном узле с возможностью вращения и соединенного с приводом 13 посредством шестерен 14 и 15, корпуса 16, неподвижно закрепленного относительно рамы 5 при помощи косынок 17, эксцентрика 18 с обоймой 19, которые размещены в пазу рамки 20, имеющей вертикальный фланец 21 с прорезью, где размещен палец 22 на винте 23 с возможностью перемещения по его резьбовой поверхности, причем эксцентрик 18 крепится на винте 12 с помощью шпонки 24, а рамка 20 фиксируется от проворота в горизонтальной плоскости относительно корпуса 16 при помощи направляющих 25, скрепленных с рамкой и имеющих регулировочные контрящие винты поджатия 26 для уменьшения люфта, водила 27 с пазом 28, установленного на оси 29 и взаимодействующего с пальцем 22, причем ось 29 жестко закреплена на раме 5, а верхний конец водила соединен со втулкой 30 посредством вилки 31. Установка вилки на водиле обеспечивает возможность ее вращения вокруг его вертикальной оси, а втулка 30 установлена на стволе с возможностью перемещения-скольжения по его поверхности.

Устройство содержит также механизм поворота сопла вокруг его продольной оси, выполненный в виде гайки 32, установленной на ходовом вертикальном винте 12 с возможностью перемещения вдоль него обеспечивающей фиксацию гайки от проворота вместе с винтом посредством закрепленных на ней кронштейнов 33, расположенных концами в пазах рамы 5 опорного узла 4 и снабженных роликами качения 34, причем ходовой вертикальный винт, как сказано выше, связан с приводом 13 шестернями 14 и 15 кронштейна 35, жестко закрепленного на гайке и связанного со стволом 3 посредством шарнирной тяги 36 приспособления 37, фиксированно изменяющего величину угла поворота сопла вокруг своей продольной оси, и съемной втулки с ухом 38, закрепленной на стволе при помощи контрящего болта 39, причем приспособление 37 выполнено в виде регулируемого по длине коромысла-талрепа, содержащего гайку 40 с право- и левосторонней внутренней резьбой по концам и соответственно резьбовые оси 41 с вилочными проушинами. Изменение длины коромысла обеспечивается вращением гайки 40, при котором происходит вворачивание, или выворачивание из нее осей 41, в результате чего устанавливается требуемая длина приспособления 37. При этом следует отметить, что при каждом обороте ходового вертикального винта 12 гайка 32 перемещается на определенную величину, заставляя поворачиваться на соответствующий угол ствол 3 с соплом 1 посредством упомянутых ранее промежуточных элементов: кронштейна 35, шарнирной тяги 36, приспособления 37 и втулки 38, а так как приспособление 37 является в конечном итоге плечом рычага поворота сопла вокруг его продольной оси, то очевидно, что изменение длины плеча влечет соответствующее изменение угла поворота сопла, что сказывается в процессе работы на изменении частоты строк, описываемых на обрабатываемых поверхностях агентом, исходящим из сопловых выходов, или насадков 2 сопла 1.

Кроме того, устройство содержит направляющие 42, шарнирные тяги 43, 44, 45, заслонку 46, закрывающие амбразуру 47 объекта, средство подачи 48 устройства к объекту, выполненное в виде тележки и связанное с приводом 49 посредством горизонтального ходового винта 50, причем крепление опорного узла 4 к средству подачи выполнено в виде болтового компенсационного соединения 51, позволяющего осуществлять как при монтаже, так и в процессе эксплуатации регулировку положения устройства в горизонтальной и вертикальной плоскостях путем перемещения основания 6 в пределах специального зазора 52 крепежных отверстий средств подачи, а также с помощью изменения количества подкладных шайб 53.

Необходимо также отметить, что для исключения закручивания подводящего гибкого рукава 54 при осуществлении поворота ствола с соплом вокруг продольной оси конец ствола 3 выполнен в форме колена 55.

Устройство работает следующим образом.

При включении привод 49 сообщает вращение горизонтальному ходовому винту 50, толкающему средство подачи 48 и размещенный на нем опорный узел к плоскости G объекта. При этом заслонка 46 посредством шарнирных тяг 43, 44 и 45 отводится вниз, открывая амбразуру 47 объекта. Доведя опорный узел до заданного положения, привод 49 отключается концевым выключателем, установленным на направляющей 42 (не показан), и включается привод 13, который посредством шестерни 15 передает вращение шестерне 14, передающей в свою очередь вращение ходовому вертикальному винту 12. При вращении винта 12 гайка 32 перемещается по резьбе вдоль него, при этом эксцентрик 18, скрепленный с винтом шпонкой 24, вращаясь в неподвижном корпусе 16, воздействует через обойму 19 на рамку 20 и заставляет ее возвратно-поступательно перемещаться в горизонтальной плоскости, скользя направляющими 25 с винтами поджатия 26 вдоль корпуса 16. Так как водило 27, сидящее на оси 29, взаимодействует с пальцем 22, в свою очередь связанным посредством винта 23 и фланца 21 с рамкой 20, оно также совершает возвратно-поступательное движение-качание, увлекая за собой ствол 3 посредством шарнирной вилки 31, соединенной со скользящей по стволу втулкой 30, сообщая таким образом движение в горизонтальной плоскости соплу 1 через узел 7 шарнирного закрепления ствола с соплом. В то же время гайка 32, двигаясь вдоль ходового вертикального винта 12, посредством жестко закрепленного на ней кронштейна 35, а также шарнирной тяги 36 и приспособления 37 для фиксированного изменения величины угла поворота сопла вокруг своей оси поворачивает втулку 30, скрепленную со стволом 3, заставляя ствол с установленным в нем соплом поворачиваться в обойме 11 шарнирного узла 7. Таким образом осуществляются одновременное движение сопла в горизонтальной плоскости и его поворот вокруг своей продольной оси. Во время совершения цикла работы движение гайки 32 вдоль ходового винта 12 ограничено в крайних положениях срабатыванием конечных выключателей, установленных на раме 3 опорного узла 4 (не показаны). После совершения гайкой движения вверх и вниз относительно среднего положения привод 13 отключается, винт 12 и гайка 32 и эксцентрик 18 останавливается, т.е. всякое движение сопла одновременно прекращается. Автоматически включается привод 49, который, вращаясь в обратном направлении, возвращает устройство в исходное положение, определяемое срабатыванием второго концевого выключателя, расположенного на направляющей 42 (не показан). Амбразура 47 закрывается, цикл работы устройства заканчивается.

Следует отметить, что конструкция устройства предусматривает также в процессе эксплуатации возможность фиксированных регулировок, т.е.во-первых, величины угла поворота-качания сопла в горизонтальной плоскости и, во-вторых, величины общего угла поворота сопла вокруг своей продольной оси.

Первая возможность осуществляется путем изменения величины плеча L - расстояния между пальцем 22 и осью 29, достигаемого перемещением пальца вдоль винта 23 при его вращении, а вторая осуществляется за счет изменения положения концевых выключателей, расположенных на раме 5 опорного узла 4 (не показан) и определяющих величину вертикального перемещения гайки 32 вдоль ходового вертикального винта 12 относительно ее среднего положения.

На фиг.7 показано насколько эффективней применение предлагаемого устройства по сравнению с известным прототипом. При размерах "а" стенок обрабатываемого объекта, допустимых (приемлемых) для эффективного применения подобных устройств (не должны превышать 15 м), очевидно, что устройство-прототип имеет возможность обрабатывать при угле поворота сопла в горизонтальной плоскости 2β поверхность OFO¹, тогда как предлагаемое устройство при том же угле поворота сопла в горизонтальной плоскости способно обработать поверхность NOFO¹N¹, т. е. всю внутреннюю поверхность объекта, кроме поверхности (стены), на которой оно установлено.

В случае, когда размеры "а" стенок объекта превышают допустимые значения, при которых целесообразно эффективное применение подобных устройств, прототип исчерпывает свои возможности по использованию на таких объектах (с размерами "а" порядка 20 м и более), тогда как предлагаемое устройство может успешно применяться и на таких объектах, производя обработку их боковых поверхностей, сокращая при этом расстояние, проходимое струей обдувочного агента по сравнению с использованием прототипа.

На фиг.8 показан пример применения предлагаемого устройства на объектах с размерами "а", превышающими допустимые ранее значения (15 м и более). Причем в этом случае горизонтальное перемещение ствола с соплом будет значительно меньше, т.е. угол 2β уменьшается. При необходимости можно добиться обработки всей внутренней поверхности объекта путем установки данных устройств и на других стенках объекта.

Таким образом использование изобретения позволяет обеспечить высокое качество обработки поверхностей, повысить эффективность использования устройства, расширить его технологические возможности и область применения, а также облегчить его монтаж и обслуживание на объектах внедрения.

Формула изобретения

1. Устройство для струйной обработки поверхностей, содержащее сопло, несущее по меньшей мере один сопловый выход, держатель в виде ствола, опорный узел, смонтированный на средстве подачи его к объекту, узел шарнирного закрепления ствола с соплом и механизм качания сопла в горизонтальной плоскости, отличающееся тем, что оно снабжено механизмом поворота сопла вокруг его продольной оси, а сопловый выход расположен под углом к продольной оси сопла.

2. Устройство по п.2, отличающееся тем, что механизм поворота сопла вокруг его продольной оси выполнен в виде гайки, зафиксированной от вращения и установленной на винте с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль оси винта, и тяги, шарнирно связывающей гайку со стволом сопла.

3. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что механизм поворота сопла снабжен приспособлением для фиксированного изменения величины угла поворота сопла, выполненным в виде регулируемого по длине коромысла, связывающего тягу со стволом.

4. Устройство по пп.1 3, отличающееся тем, что опорный узел установлен с возможностью изменения положения устройства в вертикальной и горизонтальной плоскостях.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8