帶縮短式水槍的水槍噴射器的製作方法

2023-05-27 01:46:16 1

專利名稱：帶縮短式水槍的水槍噴射器的製作方法
技術領域：
本發明有關一種按權利要求1前序部分所述的水槍噴射器。
對加熱設備、尤其是對大功率蒸汽鍋爐爐膛在工作中的清洗主要是用水槍噴射器來進行的，水槍噴射器提供一聚束的水射流穿過爐膛打到對面的爐壁上。在產生的熱衝擊的作用之下，也由於水射流的動能和侵入爐壁沉積層中微孔的水突然汽化的緣故，造成由鐵鏽、爐渣和灰塵所組成的髒物的剝落。這種水槍噴射器的典型的結構型式和有關技術領域已被例如在文獻DD276 335A1、DD281 452 A5和DD281 468 A5中加以描述。
水槍噴射器出來的水射流通常遵循一專門預定的路徑打到待清洗表面，也稱為噴射模式，其中該路徑呈現波浪形或螺旋形，由此也可以繞過障礙物、孔或其它敏感區域。
除採用模板來控制驅動系統外，這種模板必然產生一非常專門的噴射模式，主要地還可採用雙軸控制方式，兩控制軸相互垂直，其中一根水平放置，另一根垂直放置，以便能容易地控制產生波形路徑。採用這種方式，直到今天一直始終可以用純粹的時間控制或者從最小的衝擊到最大的衝擊來控制單軸的驅動裝置來產生特定的波形噴射模式。
然而，這種控制方式要求如例如在文獻DD234 479 A1中所描述的那樣儘可能精確地對準傳動系統。這時至少兩個執行元件作用在水槍上，其中該兩個執行元件相互成90°地被配置在一框架上；另外這兩個執行元件的固定點與水槍的一能水平和垂直運動的鉸鏈位於同一平面內，該鉸鏈組成水槍的運動點。
從文獻WO93/12398中還已知一種雙軸控制方式，它通過兩相互垂直運轉的主軸驅動機構來精確控制水槍。這兩個主軸驅動機構是用一導向架來支承的。
從文獻DD239 656A1還已知一種採用測量清洗表面溫度來控制水槍噴射器清洗參數的方法。
已知的水槍噴射器中，水槍的導向是用機械機構和中央驅動裝置來進行的，其中在圍繞噴射導向裝置周圍的空間中，驅動和支承元件被支承和配置在一支架結構中，它們佔據了很大的空間。通常很長的水槍的長度和供水管導致了大的槓桿率和力，它們反過來又要求合適的導軌，驅動裝置和支架。
此外，在將一水槍噴射器優越地配置在其中的每一窗口區域中，並不總是有足夠的空間可供利用的。許多內部部件，如蒸汽管，開關櫃、工作平臺等等，均阻礙了大的矩形機架的放入。
本發明的目的是為水槍噴射器提供一縮短式結構，它可被柔性配置在空間甚至是非常有限的地方，此外它很少要求驅動系統的穩定性，且可自由選擇任何噴射模式和任何運動速度。
這一目的是通過如本發明的權利要求1所述的一種水槍噴射器來達到的。在從屬權利要求中敘述了有利的實施形式和結構。
對水槍的結構長度作實質性的縮短是這樣來獲得的將供水管一次或數次進行彎曲，彎曲總量應大於70°，尤其是大於90°。以前已知的做法是將供水管呈一鈍角彎曲小於70°以便例如將水龍帶從後部斜向引進來，然而採用以前的驅動系統是不可能偏轉90°或更大的角度的，因為這樣水龍帶便會與驅動元件相碰撞。此外，這樣的偏轉由於對水槍的射流質量可能存在的負面影響而不予考慮。如本發明所述的彎角的供水管其優點是供水線更靠近水槍運動點，從而由於沉重的輸水管賴以起作用的槓桿臂變短，大大減小了移動水槍所需的力。按本發明，可將供水管移近加熱設備的運動點和外壁，由此當移動水槍時，供水管需要更短的路徑。這些優點也可以使人們使用穩定性較差的驅動系統，因為此時只需較小的力。這樣的驅動系統不需要連續的支承框架便可加以實現，由此接近於爐壁的供水管可以毫無問題地接近一個無驅動部件的區域。
根據水槍長度被縮短的程度，供水管最後一個彎曲的角度能影響到離開水槍的水射流的質量。這種影響通過位於縮短式水槍後端的一平衡體積、特別是一大致球形的平衡體積來加以減輕。採用這樣一個體積，通過彎道的水的水流曲線被得到平滑並因此使水槍中的水射流重新得到很好的聚束。
如本發明所述的縮短式水槍噴射器特別優選地可採用非常簡單的機構、例如採用至少一個運動部件使之運動，該運動部件的一端直接固定鉸接在加熱設備上，其另一端則固定鉸接在水槍上。此外，驅動系統配備有位移傳感器用於精密測定水槍位置，由此可實施一種受到控制的運行方式。通過這樣一種結構形式，可追隨一種新的方案，用它可不受框架結構所局限地來引導水槍噴射器。這一點也可以在有利地利用現場可供使用的空間來將水槍噴射器柔性地配置到加熱設備上去。在一有利的布置中，運動部件至少是一機械手臂的一部分。機械手臂的一端被這樣優選地連接到加熱設備上，使水槍噴射器在維修及檢查時能容易地被觸及到，而不至於使例如載有機械手臂的工作檯的地方被不必要地受到限制。機械手臂自身是可以自由造型的，其中在一種實施形式中，運動部件本身為機械手臂。將一個或多個運動部件端部配置在一個平面中，它不垂直於一通過水槍運動點的一垂直平面，這樣可使該運動點進一步朝前移進窗口或加熱設備，由此可用驅動系統來產生更大的迴轉範圍和更優越的槓桿比。如果水槍噴射器被組裝在一加熱設備的水平頂蓋或底板上，所謂的垂直兩側應理解為通過運動點的一相應的水平面。如果僅使用一個運動部件，那麼該部件優選地在其長度和方向上應是可改變的且應大體滿足一機械手臂的功能。如果使用兩運動部件，那它們僅只需要有長度驅動裝置，以使水槍能在任意的路徑上運動。一種彎角的供水管特別適合配置在已有的水槍噴射器中。此時可將彎角配置在離水槍運動點十分近的地方，這樣與已有的配置方式相比，所出現的力和力矩要小得多。另外還能節省水槍噴射器後端部的空間。由於這樣做沒有了水龍帶的運動，故而也簡化了水槍噴射器的一種優選的安裝方式。
儘管如此，若用兩個運動部件，可能會出現這兩個部件位於一對準的位置，這樣便不再可能驅動水槍，或是十分困難來驅動。對這樣的配置方式，能用來支持驅動功能的一個第三個運動部件便是十分重要的。根據運動所要求的精度和系統所要求的穩定性，也可以採取多於三個的運動部件。
對所有前述配置形式來說相同的是例如為執行一種波浪形的噴射模式，則需要一個或多個運動部件進行高度複雜的、非線性的運動，這樣對這樣的配置形式便不可能考慮使用簡單的控制、尤其是簡單的時間控制方式。
為此，如本發明所述的驅動系統具有位移傳感器，用於精密確定水槍的位置，這樣涉及到的就不再是基本的控制方式，而是可以採用沿一設定運動路線的調節控制方式。位移傳感器可用來精確控制噴射模式，這樣也可相應地控制運動部件。驅動系統也可以使噴射模式的某些部分被以一第一速度掃過，而該噴射模式的其它部分例如未弄髒的或敏感的區域被以一種第二速度掃過。任何噴射的模式和任何速度曲線基本上都可用位置敏感的方式來編程或存儲。
位移傳感器可被配置在運動部件本身之中作為典型的長度或角度傳感器，或者它們也可被配置在一個或數個位移傳感器臂上。重要的是它們能測量水槍相對於一參考位置的精確位置，該參考位置如可能的話可在噴射程序開始之前被確定下來。適宜作位移傳感器的有電容式、電感式或電磁傳感器，也可以是數字步進式計數器以及類似器件。
控制進行在一共享式電控系統中，它接收位移傳感器的測量值，將它們與預定噴射模式的設置值作比較並相應地控制運動部件。這樣，不管一個或多個運動部件空間配置方式是怎樣的，噴射模式均可以相對於運行的路徑和速度被精確重複。運動部件例如可以是液壓的、氣壓的往復運動活塞，或是熟知的主軸或齒條齒輪傳動裝置或也可以是電的或磁的驅動系統，或者也可使用一機械手臂，根據所能得到的空間，也可以優選地將運動部件與槓桿、繩索葫蘆、鏈條、迴轉鉸鏈等結合起來以適應空間條件。
為改善系統的可用性和一種噴射模式的定位精度和重複性，可以提供比原則上確定位置所需的傳感器數目至少多一個的位移傳感器。採用誤差補償的方法可以降低位移傳感器的不精確度且即使當一位移傳感器失效時也仍使設備能繼續工作。
一種運行本發明系統的方法是將設備安裝到現場，然後先用一模板來啟動噴射模式或人眼觀察射出的水束，這樣與之相聯的位移傳感器測得的值便被存儲起來。在位移傳感器相對於某些特殊參考點的測量值被檢測到之後，便可為任何的噴射模式計算位移傳感器的設置值。
因此，本發明可以根據場地的條件來對一個或多個運動部件作幾乎任意的安排，其中用位移傳感器控制運動部件儘管需要複雜的坐標轉換，仍可用預定的速度曲線來精確跟蹤預定的噴射模式。
下面將參照發明的附圖來說明本發明有關的領域以及用於解釋本發明的不同實施例。附圖中

圖1從為位於加熱設備的窗口中的一水槍噴射器外部看到的視圖；圖2為在水槍噴射器平面內穿過加熱設備壁的水平截面圖；圖3示出水槍噴射器在一加熱設備中的工作模式；圖4為圖1的視圖外加示出的運動軸，用於解釋運動的路線；圖5為圖2的視圖外加示出的運動軸；圖6為帶平衡體積的縮短式水槍的後視圖；圖7為縮短式水槍的縱剖視圖；圖8為帶三根運動臂的縮短式水槍的後視圖；圖9為圖8的縱剖視圖；圖10和11是水槍驅動系統的另外的實施例；圖12和13分別為帶阻隔介質和清洗介質盒的水槍的後視圖和縱剖視圖。
圖1～5的實施例首先用於說明如本發明所述的水槍噴射器的裝置形式。在一加熱設備的壁1中，有一窗口2，並有向內的彎角件3和向外的彎角件4。在窗口2中有水槍6的運動點5，其形式為旋轉軸承或球形鉸鏈用於將水槍6固定在其中心上。水槍6後端配備有固定點7.1、7.2和7.3，運動部件8.1、8.2和8.3靠近水槍一側的端部被可旋轉地連接於上述固定點上(但不能在水槍上移動)。運動部件8.1、8.2和8.3的後端部則被可旋轉地連接於固定軸承9.1、9.2和9.3上，例如球形鉸鏈上。水是通過一接頭10和一形式為耐壓柔性軟管的供水管11而進入水槍6的。
在實際情況中，加熱設備則被許多個阻礙水槍噴射器安裝的部件所包圍。例如，在窗口2之上有一蒸汽管13和固定軸承9.1被固定在一第一支承件12之上。一第二支承件14被配置在靠窗口2右邊不遠的地方。在它的右側則端接有一光柵狀板15，用作工作檯。該第二支承件14也限制了扶手16和17以及走臺和工作檯15並支承有一開關櫃18。
水槍端部被用其運動部件8.1、8.2和8.3可擺動地支承在垂向從上部「o」到下部「u」的擺動範圍S中和從左「l」到右「r」的其水平擺動範圍中。
由於有障礙物，在該範圍內不可能配置有框架結構。由於在蒸汽管13和爐壁1的外層19間的距離很短，因此所能利用的空間很小，這一空間儘管可在工作區「s」中提供從上部「o」到下部「u」的水槍位置的較大的垂直位移，但在水平方面上僅允許有從外層19到蒸汽管13間的最小的位移。由於開關櫃18形成的障礙，固定軸承9.3僅能被固定在開關櫃之上，且由於在工作區S從右手底部(「r」/「u」)到左手底部(「l」/「u」)和左手頂部(「l」/「o」)所需的大的、幾乎為水平的位移，必須被固定在支承件14最右方邊緣上，且由此也需要一長的運動部件8.3。在點9.1～7.1和9.3～7.3之間具有預定的、被控制的距離的地方，水槍的每一位置以及水槍的前迴轉軸承均被明確固定。鈍角和增長的力僅出現在工作區「r」/「o」中。根據本發明，在點7.2和9.2之間安裝有一第三且是短的運動件8.2，它同時受其間距所控制且可防止水槍6和水射流的振蕩和突跳運動。
運動部件8.1～8.3工作在工作檯頂部和最右側邊緣區域，且因此並不阻礙到工作檯的通路，且朝下和朝左能提供足夠大的空間，便於讓水管接頭10直接在為水射流質量所要求的非常短的水槍長度之後與一彎頭20相連接，且將供水管11配置於靠近爐壁左側的地方。這樣，首先對柔性水管可得到一較小的擺動距離，其次可得到到達工作檯15直至噴射器的通暢通道，這一點甚至在噴射工作過程中也能做到。
如圖1所示，在運動部件8.1～8.3上配置有控制部件，它們根據預定的噴射模式和所示的位移傳感器44測得的水槍位置值來調整運動部件的長度。在水槍的所有工作位置上，運動部件8.1～8.3的每一個均根據固定件7.1～7.3和固定軸承9.1～9.3的幾何位置和角度關係以及距離的空間幾何形狀來執行長度的改變以及長度改變速度，它們互相影響著水槍的運動和水射流的導向。此外在框架14的一側有裝置45用於記錄和控制運動部件的運動。但是控制裝置的安裝部位並不指定要位於水槍噴射器的近旁。通過將合適的數據傳遞線路46與水槍噴射器相連，也可以將該控制裝置裝於一監控室中，以便能迅速地啟用該控制裝置。
在如本發明所述的一實施例中，在安裝完水槍噴射器之後，則測量運動點5、水槍上的固定點7.1～7.3以及固定軸承9.1～9.3之間的幾何尺寸，被測結果被送入一電腦程式且對於預定的噴射模式根據噴射位置和/或噴射的時間來存儲每一運動元件的變化，且在整個操作過程中將這種變化信息經控制部件傳遞到運動部件上去。
在另一實施例中，在工作範圍設定階段，可以設置運動部件超過水槍初始運動的距離或位於水槍端部的一止動塊(圖中未畫出)，該止動塊用機械方式聯結在一調節噴射路徑的調節裝置上。產生於調節裝置和止動塊的每一運動的各運動部件長度上的變化被位移傳感器所記錄和存儲。這樣可採用該調節裝置來預定任何噴射模式。在移走調節裝置且在控制和水槍投入運行之後，被存儲的運動便可開始了。
以下用一實例來詳細敘述按本發明所述的解決方案如圖1所示的水槍噴射器在其安裝完畢之後，當水槍位於一中心位置時，軸向地在運動點5上具有如下的幾何尺寸用於調整運動部件8.1～8.3、它們的固定軸承9.1～9.3以及在水槍6上的固定點7.1～7.3相對於旋轉支承裝置5的轉動點的位置，該轉動中心點則確定為幾何點0(圖4和圖5中)。
當然，在圖4和圖5以及上表中所給出的坐標僅適用於點狀旋轉點，例如，以球形鉸鏈的形式。在圖1、2和圖4、5中所示的帶眼狀和環狀連接元件的簡化解決方案中，對旋轉點可能仍需要做修正。然而，這些修正是由試驗來確定，因為對運動部件的所有機械運動，有必要有一個公差範圍。
採用坐標X；Y；Z＝0的旋轉點、運動點5，則可以這樣來確定待清洗爐壁區域的坐標以及其極限值打到加熱設備爐壁表面上的水槍6的水射流的幾何直線(可能的話對大距離在作了水的彈道修正之後)決定了在爐壁上的(與每個水槍位置相關的)幾何點。
圖3示出一燃燒室部分的幾何尺寸，在其下部，有6個燃燒嘴口B，在其上部有6個煙氣回吸口R。如圖4和5所示的一水槍6的安裝狀態在圖中是示出了其幾何點0。對平面Y＝0，則在燃燒室壁上產生從Gr經水平噴射區域S到Gl的噴射界限，對平面X＝0，則產生從Go經S(此處所說的「上」、「右」……等均是對圖4和5採取鏡象形式的邏輯安排)的極限點Gu。在燃燒室壁上的任何一個另外的點均可在幾何上與水槍位置的一坐標相關聯。在一優選實施例中，這一點在幾何上是採用現有的燃燒室尺度、比如通過一數字程度來實現的。
在一另外實施方案中，燃燒室壁的特徵點是採用位置測量來確定的，例如採用雷射束來替代水槍位置，這些雷射束是當鍋爐處於靜止狀態時加以使用的(在這種情況下當然必須考慮鍋爐工作過程中爐壁表面縱、橫向的伸長)，或者也可使用能用於持續工作狀態下的測量裝置。
類似地，待清洗表面區域的噴射路徑幾何上可用數學的或測量技術的方法來加以確定並輸入到運動部件的控制系統中。這方面的一個例子示出於圖3中，用於清洗位於某些煙氣回吸口R之下和一個煙氣回吸口之上的爐渣沉積。清洗程序開始於A，結束於E。工作方式為在對相關的路徑～時間函數圖進行編程之後，例如在一計算機或者單片機數據存儲器中作這種編程，在輸入相應的清洗指令之後，水槍噴射器移動進位置A(圖3)，且隨著供水管的打開，運動部件8.1～8.3的路徑～時間函數程序被執行直至點E且在該點時重切斷供水管路。
圖6和圖7表示的是另一實施例，其中示出了一具有2個彎角臂和一控制裝置的縮短式的、因此也是特別易於移動的水槍噴射器。在加熱設備的爐壁1上有窗口2，它具有向內的彎角件3和向外的彎角件4。在窗口2中，水槍6的運動點5被固定安裝且被構造成前迴轉軸承用於將水槍6固定在中心。水槍6在其後端具有固定點7.1和7.2，運動部件8.1和8.2的靠近水槍一側的端部被可旋轉地連接到上述固定點上。運動部件8.1和8.2的向後一端則被可旋轉地連接進固定軸承9.1和9.2中。水進入水槍是通過一連接頭10以及一為耐壓軟管形式的供水管11來進行的。運動部件被固接在一支架上，這樣可十分簡單地來安裝水槍噴射器。根據不同的建造形式，也可以省去支架不用。
水槍6和水接頭10被組裝進一球形容器20中，它被用作側向水流的穩定體積。運動部件8.1和8.2每個均由一上臂21.1和21.2以及適合球狀體積20的彎曲形下臂22.1和22.2組成，它們與轉盤23.1和23.2相連。
轉盤具有驅動裝置25.1和25.2，它們經由柔性電纜連接裝置26.1和26.2進入控制櫃18。控制櫃18和固定軸承9.1和9.2被固定在一支架27上，該支架被配置在爐壁1上。在這種水槍噴射器的實施例中，可以採用僅僅四分之一的支架和兩個運動部件8.1和8.2便可將整個結構單側地高出窗口地安裝在四分之一的面積中，這樣底部區域和左側部分便全部能為一操作者28所接近。特別是，採用這種方式可合理地使用加熱設備上的現有支架部分，以便能得到水槍噴射器的一規定位置。
長度極短的水槍6如本發明所述的那樣在其端部具有一球形容器20，它平衡供水管11流入球形容器中的流量比例且提供一經水槍截面流入水噴嘴的均勻水流。採用這種配置形式的運動部件8.1和8.2，以及具有小型結構的固定件7.1和7.2，所需的槓桿比則變小且只需2個運動部件便可獲得水槍導向的穩定性。儘管結構尺寸變小，採用朝外彎曲的槓桿系統仍可將驅動裝置25.1和25.2以及控制櫃配置在支架27的空間中。由於在作為旋轉點的運動點5和固定件7.1和7.2之間的距離縮小且臂8.1、8.2的控制運動以及電纜連接裝置26.1和26.2也隨之縮短，這樣便可大大減小所佔的空間。
在另一種解決方案中，採用僅僅2個長度控制的運動部件的水槍導向穩定性問題是通過附加1～2個未控制的、受拉的運動部件來解決的，它們例如作為帶配置的繩索經過滾子滾動(見圖10和11位置8.2、9.2、29)。這種工作方式如對圖1～4所示的第一個例子所述的一樣。
圖8和圖9示出另一實施例用於帶3個對稱配置的彎角臂作為運動部件的一縮短式水槍噴射器的構造和驅動裝置。在加熱設備的壁1上有帶朝向內部的彎角件3和朝向外部的彎角件4的窗口2。在窗口2中，固定安裝著運動點5且被構造為前迴轉軸承用作將水槍6固定到中心上。水槍6在其後端部具有固定點7.1、7.2和7.3，運動部件8.1、8.2、8.3靠近水槍一側的端部被可旋轉地連接在上述固定點上。運動部件8.1、8.2、8.3的朝後的端部則被旋轉連接到固定軸承9.1、9.2和9.3上。水進入水槍是通過一接頭10和一形狀為耐壓柔性軟管的供水管11來進行的。運動部件8.1～8.3每個均由一個臂21.1～21.3、下臂22.1～22.3組成，且每個均具有一轉盤23.1～23.3，它們均配備有角度調節裝置(圖中未示出)。水槍6從其後端進入一180°的轉向段24，該轉向段連到一彎頭20上。採用這種解決方案的好處是通過這種上臂～下臂式結構的彎曲使得固定點7.1～7.3接近於迴轉裝置的作為旋轉點0的運動點5且仍然位於外部彎角件4之內地工作，且固定點7.1～7.3在工作範圍S中的路徑長以及由此造成的轉盤23.1～23.3的轉角也被減至最小。
由此水槍噴射器6的長度的進一步的縮短(圖中未示出)以及上臂～下臂系統22～23～21的進一步縮小如下所述也是可能的可將固定軸承9.1～9.3直接配置的外彎角件4的外沿邊緣上，整個結構僅稍稍超出窗口的尺寸且供水道柔性軟管所需的運動也進一步地被縮小。工作範圍的調整類似於以前所述的方式進行。路徑的改變將由轉盤23.1～23.3的轉角改變Δα所替代。
圖10和11示出具有2個切向固聯的運動件和一液壓缸的水槍噴射器的實施例。
繩索形運動部件8.1和8.3和它們的固定軸承9.1和9.3以及滾動裝置42被配置成近似水平，但與前述方案相反被用固定件7.1和7.3連接到彎角件4內部的水槍6外管35的切向外壁區域上。運動部件8.2則配置為一液壓缸，其固定軸承9.2位於柵狀底板15的支承上，且該運動部件被用其固定點7.2連接到水槍上靠近供氣管38的地方。空氣接頭38和水接頭11被構造成軸向向後形式，其彎曲部共同向上朝向同一方向。空氣供應在此不僅用作阻隔空氣和清洗空氣，同時也由於其導流作用被用作冷卻劑。
這種配置方式帶來下述優點～運動部件8.1和8.3的運動距離小，這樣滾子42僅需小的轉角。
～由切向固定點7.1和7.3，尤其是在有空氣冷卻(供氣管)情況下外管35的大的直徑改善了力作用的情況。
～由一轉管夾43聯結的簡化了的水/氣共同介質供給，而減小了所需的空間。
～儘管採用繩索牽引作用8.1和8.3並採用液壓缸8.2，仍獲得更可靠的導向作用。
圖12和13所示的實施例示出了如何用一保護套加上阻隔和清洗空氣來保護和冷卻水槍噴射器且例如採用3個繩索形運動部件來使水槍噴射器移動。水槍帶有靠近爐壁、特別是差不多與壁平行的供水管道的這樣一種縮短型構造形式使其能被相對較好且完全地裝進一殼體中去，這樣能使所有驅動部件免受汙染。只需將供水管和測量及控制導線向外伸出殼體安放。如根據附圖加以詳細說明的不同流體的導向方式可以在其中被加以實現，這樣可同時達到冷卻、防汙染(清洗)以及阻止通過窗口的未控制的氣體交換(阻隔)的目的。為特別防止出口區域受髒物和腐蝕性氣體的侵害，可用清洗劑對該區域採取屏蔽噴射的方式進行繞開式清洗。
在本發明的另一個重要的方面中(該方面也可以獨立於本發明其它的特徵而採用當前的技術水平在設備上來被實現)，可在阻隔和清洗介質的供應方面得到進一步的改善。這一點是這樣來達到的阻隔和清洗介質的供應並不是連續調整的，而是對每一水槍噴射器各自加以調節的。這一點既可以通過合適的閥對多個殼體進行集中供應來進行，也可以通過相應地調節供應機組進行單個供應來實現。
加熱設備內部空間和殼體內部空間之間的差壓尤其適合於作介質阻隔功能的測量和控制量。若保持該值恆定，則氣體決不會從加熱設備流入殼體且使在加熱設備中的阻隔介質流始終恆定地保持在可接受的低水平上。
適合於介質清洗功能(或冷卻功能)的測量和控制量尤其是在水槍前頭區域中或者是在運動點旁的一個或多個測量點上的溫度值。若保持該點恆定，則儘管對冷卻介質要求的量會隨著工作條件的變化而變化，但卻只是在清洗功能所要求的程度上。
這兩種調節功能也可結合起來進行，這時例如先保持差壓恆定，但卻在超出一溫度界限值時將功能切換到溫度調控上去。
在加熱設備的爐壁1上有窗口2，其中有朝向內部的彎角件3和朝向外部的彎角件4。在窗口2中固接有運動點5且構造成前迴轉軸承用以將水槍6固定在中心上。水槍6在其後端部具有固定點7.1、7.2和7.3，運動部件8.1、8.2和8.3的靠近水槍一側的端部被可旋轉地連接到上述固定點上。運動部件的朝後的端部被可旋轉地連接到固定軸承9.1、9.2和9.3上。水流入水槍6是通過一接頭10以及一為耐壓柔性軟管形式的供水管11來進行。未加詳示的、不可旋轉的但都是柔性可彎曲的固定件7.1～7.3保持有穩定且柔性的繩索，它們被用作運動部件8.1～8.3。繩索經滾子在固定軸承9.1～9.3上滾動，或者被繞在/展開在這些滾子上。在另一實施例中，在運動部件8.2的繩索的端部有一配重29(圖中以虛線表示)。滾子具有驅動裝置25.1～25.3及其支承件。窗口2由一接線盒30所限制。接線盒的外沿被經一殼體31和水槍6所密封並形成一空氣流通的自由內部空間32。水槍6及其噴嘴33在端部具有一入口34。水槍被一外管35所環繞。該外管有一分隔環36，它在前頭區域形成一帶氣體輸入管38的氣艙37，而在後面區域形成一水轉向段39，該轉向段則通向水接頭10。
阻隔和清洗流體(優選地為空氣)可經由開孔40從氣艙37流入水槍的噴嘴頭並經開孔41流入內部空間32。採用此種解決方案，3個運動部件8.1～8.3隻是由拉力來控制。由運動部件的空間運動引起的扭轉力特別地被一繩索所補償，該繩子在圖中表示為與固定軸承9.3上的滾動裝置42結合在一起。在另一解決方案中，滾子和繩索則由鏈條和鏈輪來替代。在這一方案中，如在固定軸承9.1上所示的那樣，鏈條在其自由一端可自由地朝下懸掛。
在一另外的解決方案中，一運動部件(如這裡用點劃線表示的運動部件8.2)並不配備有驅動裝置，所需的拉應力則經一滾子9.2和配重29所產生。在這種方案中，將供氣和供水管可放入一套管中，供氣和供水管自由懸掛，配置在一垂直面中，其在迴轉位置上運動部件以及供氣、供水管互相併不阻礙。將細長繩索用作運動部件(它們也僅要求很小的固定件7.1～7.3)，當固定件出於設計上的要求擺動進外彎角件4之內時，即使在水槍位於最大傾斜角時仍在殼體31和水槍外管35間為水槍提供了足夠的空間。在這種情況下，可進一步縮短水槍。
外管35加上封閉的半球作為轉向段39提供了進入水槍的均衡水流條件並保證了儘管水槍縮短仍有一個無渦旋的、較少發散狀的水射流。
當然也可將迄今介紹過的技術方案相互結合起來，特別是這一點適合於選擇和組合運動部件技術以及它們對拉力和/或壓力的動態作用、將固定件配置在離水槍運動點5不同距離的地方、固定件不同的形式如球形鉸鏈、搭接板、環眼接頭、鉸鏈、萬向接頭或帶柔性轉接件的剛性接頭、選擇不同長度的運動部件以及將固定軸承配置在不同地點。這樣做的另一優點是可以裝備單個的部件到加熱設備上去，例如運動部件、縮短的水槍噴射器或帶控制器的位移傳感器或整套水槍噴射器。一種有利的裝備方法應例如按如下所述的方式在一種已知的水槍噴射器類型(如文獻WO93/12398中所述的那種)上進行。在一壁中，例如在一光柵狀底板的範圍內，有一具向內和向外彎角件的窗口。鉸接在其上的水槍在窗口中由一球形鉸鏈來引導。在一支架上(被固結在爐壁的向內彎角件上)，上下均有支承在一支架上的主軸，它們被用作水槍運動部件。上主軸由一帶位移改變系統/轉換改變系統的傳動裝置所轉動。在主軸上又裝有軸承，它引導一為主軸形式的垂直運動部件。該垂直主軸同樣有一帶位移改變系統/轉角改變系統的傳動裝置。在該垂直主軸上有一固定水槍的固定點。通過將水槍連接至窗口中的球形鉸鏈上以及連接到垂直運動部件的固定點上，水槍噴射器水射流的方向便是可改變的。這一水槍噴射器現在是可以改裝的，它可取代長的水槍而被做成縮短的、彎曲的形狀，附加地具有一成球狀的均衡體積。此外，水槍噴射器還可用一殼體罩起來用於防塵和防噴水。運動部件被配備有位移傳感器，這些傳感器又與一控制器相連。運動部件的驅動裝置又由該控制器來引導。水槍噴射器的這種空間尺寸的縮減以及其覆蓋的外殼導致操作者能方便地、無事故危險地接近一光柵狀底板。一種可更改的、與位移傳感器和控制裝置相連接的驅動裝置能夠實施任意的不同噴射模式。
同樣，選擇控制噴射模式的方法以及其程序的編制可以在實驗測量技術和數學編程技術的解決方案中被任意地互相加以結合。例如，可通過測量技術或實驗的方法利用噴射幾何圖形尺寸來延長加熱設備中水槍的導引長，確定諸如最大上/下、左/右等幾何角落點，並將這些數據輸入一數學程序，並此後用於計算噴射模式所需的其它軌道點。
另一種改型方案是可進行以前的方案迄今不能實現的、具有不同路徑速度的噴射操作，這樣對嚴重結垢的位置則可通過預編程來對它們進行更長時間的水噴射，且無需高速地來關閉或接通供水閥門，從而不會中斷下一個噴射模式的從終點E到起點A的噴射操作(見圖3)。
採用本發明可有如下優點a.本方法確保實施任意不同的噴射模式，它並不首先拘泥於具有90°改變量的水平和/或垂直運動、圓周或螺旋運動的常規運動部件的幾何形式。運動的方向、轉向和速度可被任意改變且可單獨調整以適合清洗的要求。
b.對水槍噴射器的安裝地點沒有任何限制。有妨礙的窗口、空間的不夠以及其它一些空間的障礙等因素通過改變運動部件的配置方式和長度、分別選擇水槍上的固定點和固定件均可被克服而被用來安裝合適的水槍噴射器。這樣，在將水槍噴射器配置在加熱設備上可有一最佳選擇，而在加熱設備上的水槍噴射器數目可被降至最小。
c.所用材料量、對空間的需求以及水槍噴射器的重量均可被減小。特別可省略裝在一穩定的、大框架上的軸承和傳動機構，以及過去方案中所用的主軸、鏈條和導軌。簡化了安裝。
d.由於對結構部件無固定尺寸方面的要求，因而材料的籌集變得相當靈活。市場上普通提供的商品部件均可隨意被用作運動部件、固定軸承和控制元件。
e.產生故障時，在替換構件時可允許有結構上的偏差，只要將噴射模式調整合適。
f.水槍噴射器的尺寸、尤其是後部和側向的尺寸被縮小了。這樣即使對小型平臺來說也可將裝置安裝在上面且方便地接近它。
g.供水方式得到簡化，且由於減少了擺動路徑和省略了彎道，因此降低了故障的發生率。
附圖標記表1爐壁2窗口3內彎角件4外彎角件5運動點，球形鉸鏈6水槍7.1～7.3水槍上的固定點8.1～8.3運動部件9.1～9.3加熱設備上的固定點10水管接頭11供水管12第一支承件13蒸汽管14第二支承件15光柵狀底板16，17扶手18開關櫃，控制櫃19加熱設備外層20球狀體積，水導引器21.1～21.3上臂22.1～22.3下臂23.1～23.3轉盤24轉向段，彎曲段25.1～25.2驅動裝置26.1～26.2電纜連接裝置27支架28工人29配重30接線盒31殼體32殼體內空間33噴嘴34入口35外管36分隔環37氣艙38供氣管39水回流器40，41開孔42滾動裝置43軟管夾44位移傳感器45控制和/或記錄裝置46數據傳遞路徑Δα轉角改變量ΔL位移改變量A起始E結束S工作區域r右l左o上部u下部X、Y、Z坐標G極限點B燃嘴口R煙氣回吸孔
權利要求
1.用於清洗加熱設備的水槍噴射器，其中一水槍(6)及其開口被運動地(5)配置在一窗口(2)之上或之中，該水槍能將一束水射流噴射穿過處於工作狀態的、為火焰和/或煙氣所流經的加熱設備直至從窗口(2)出發可抵及的爐壁區域(A～E)，其特徵為該水槍(6)被構造成縮短的形式，其中供水管(11，10)被一次或數次地彎曲，其彎曲的總角度大於70°，優選地大於90°(20，24；29)。
2.如權利要求1所述的水槍噴射器，其特徵為在位於加熱設備外部的水槍(6)的端部上有一為穩定所送入水的擴展的穩定體積(20，39)，特另是一個約為球狀的體積(20)。
3.如權利要求1或2所述的水槍噴射器，其特徵為供水管(11)在靠近爐壁的區域且靠近水槍(6)的運動點(5)處，特另是首先提供有一約90°～150°的彎曲段(24)，然後運行有一段平行於水槍(6)但卻與水槍水流方向成相反角度，在此之後經一90°～180°的彎曲段(24)注入穩定體積或水槍(6)。
4.如權利要求1、2或3所述的水槍噴射器，其特徵為供水管(11)差不多是平行於加熱設備的爐壁、在水槍運動所需的運動部件(8.1，8.2，8.3)之間。
5.如權利要求1、2、3或4所述的水槍噴射器，其特徵為水槍(6)是可以用至少一個運動部件(8.1，8.2，8.3)、優選地用至少兩個運動部件來運動的，該運動部件的一端(9.1，9.2，9.3)直接被用鉸鏈連接到加熱設備上，其另一端(7.1，7.2，7.3)則被固定地鉸接到水槍(6)上，其中提供有用於精確確定水槍(6)位置的位移傳感器。
6.如權利要求5所述的水槍噴射器，其特徵為運動部件(8.1，8.2，8.3)至少是一機械手臂的一部分。
7.如權利要求5或6所述的水槍噴射器，其特徵為由運動部件(8.1，8.2，8.3)的端部組成一平面，其不垂直於經過加熱設備上的水槍(6)的運動點(5)的一垂直平面。
8.如權利要求5、6或7所述的水槍噴射器，其特徵為至少提供有3個運動部件(8.1，8.2，8.3)，它們的固定點(9.1，9.2，9.3)與水槍(6)的運動點(5)優選地成80°～140°的角度。
9.如權利要求5～8之一所述的水槍噴射器，其特徵為運動部件(8.1，8.2，8.3)自身帶有位移傳感器，它們測量相對於一參考位置的精確長度值和/或角度位置。
10.如權利要求5～9之一所述的水槍噴射器，其特徵為至少提供一附加的位移傳感器臂，它具有用於確定水槍(6)的精確位置的位移傳感器。
11.如權利要求5～10之一所述的水槍噴射器，其特徵為運動部件(8.1，8.2，8.3)和位移傳感器與一共用電子控制器相連，該控制器根據位移傳感器的測量值來計算水槍(6)的精確位置，並將控制指令發到運動部件(8.1，8.2，8.3)，其中特別是某些有關水槍(6)關於運行路徑和速度的預先計算好的以及/或者早期被存儲的運動過程可被精確地重複。
12.如權利要求5～11之一所述的水槍噴射器，其特徵為運動部件(8.1，8.2，8.3)為液壓的或氣動的往復運動活塞，其一端(9.1，9.2，9.3)被鉸接至加熱設備的外壁上，其另一端(7.1，7.2，7.3)則被鉸接至位於加熱設備之外的水槍(6)的一部分上。
13.如權利要求5～11之一所述的水槍噴射器，其特徵為運動部件(8.1，8.2，8.3)是主軸驅動機構或齒條驅動機構，它們的一端(9.1，9.2，9.3)被鉸接至加熱設備的外壁上，其另一端(7.1，7.2，7.3)則被鉸接至位於加熱設備之外的水槍(6)的部分上。
14.如權利要求5～13之一所述的水槍噴射器，其特徵為位移傳感器為角度傳感器和/或長度傳感器。
15.如權利要求5～14之一所述的水槍噴射器，其特徵為所提供的位移傳感器的數目至少比確定位置所要求的傳感器數量多一個，從而提高位置測量精度和傳感器的可用度。
16.如前述權利要求之一所述的水槍噴射器，其特徵為窗口(2)的區域至少為一殼體(31)所密封，該殼體可用一阻隔介質和清洗介質所衝擊。
17.如權利要求16所述的水槍噴射器，其特徵為殼體(31)密封了整個機械機構，且通過其殼壁僅使供水管(11)、阻隔和清洗介質(38)的導管以及運動部件(8.1，8.2，8.3)的控制和測量導線朝外引出。
18.如權利要求16或17之一所述的水槍噴射器，其特徵為其殼體(31)單獨地或一起與多個殼體(31)在差不多同一垂直面中與一用於供應阻隔和清洗介質的鼓風機相連接。
19.如權利要求16、17和18之一所述的水槍噴射器，其特徵為提供有一測量和控制位於加熱設備內部空間和殼體(31)內部空間(32)之間差壓的壓差測量器。
20.如權利要求16～19之一所述的水槍噴射器，其特徵為一溫度探測頭被配置在水槍(6)的運動點(5)的範圍內，該探頭用作測量在阻隔和清洗介質上每單位時間流過熱量的實測值傳感器。
21.如權利要求16～20之一所述的水槍噴射器，其特徵為阻隔和清洗介質的導向器(37)在出口範圍中這樣來繞開水槍(6)，即使得能在出口範圍(33)的周圍能形成一種屏蔽式射流。
22.如權利要求16～21之一所述的水槍噴射器，其特徵為殼體能為阻隔和清洗介質提供部分柔性的壁和/或間隔壁。
全文摘要
本發明有關一種用於清洗加熱設備的水槍噴射器,其中:一水槍(6)及其槍口被運動地配置在一窗口(2)之上或之中,且能將一束水射流噴射穿過處於工作狀態的、為火焰和/或煙氣所流經的加熱設備直至從窗口(2)出發可抵及的爐壁區域,其中:通過將供水管(11,10)一次或數次地彎曲,其彎曲的總角度大於70°,特別是大於90°(20,24,39),將水槍(6)的結構縮短。其中作用有一配置在水槍位於加熱設備之外的端部上的擴展的穩定體積(20,39),特別是一大致為球狀的體積(20),一種對水流曲線的均衡,這樣使水槍水射流的質量不致受到影響。這種縮短式水槍可允許使用更簡單的驅動機構且能適應狹窄的空間條件。
文檔編號F23J3/00GK1186546SQ96194334
公開日1998年7月1日 申請日期1996年5月30日 優先權日1995年5月30日
發明者弗裡德裡希·布德, 卡爾·阿爾貝斯, 史蒂芬·西蒙 申請人:克萊德-貝格曼有限公司