Устройство для очистки труб теплообменника

 

Сущность изобретения: устройство для очистки труб теплообменника имеет, по меньшей мере, два держателя с очистными органами, привод держателей в виде передачи винт-гайка, винт которой выполнен коленчатым и имеет направляющие для обеспечения его прямолинейного движения в виде стержней. Винт заключен в корпус, а направляющие проходят через этот корпус. 1 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к области очистки оборудования от загрязнения и может быть использовано в энергетике и других областях промышленности, использующих теплообменное оборудование.

Известно основное изобретение СССР по а.с. N 1183823, МКИ F 28 G 1/16 1985г. "Устройство для очистки труб теплообменника", содержащее очистной орган в виде коллектора с соплами, связанный с держателем, трубопровод для подачи рабочего агента, привод для обеспечения вращения держателя и очистного органа, держатель имеет шарнирно установленный рычаг, плечо которого шарнирно связано с очистным органом, привод держателя выполнен в виде пары винт-гайка, имеющего ось для закрепления его в трубной доске теплообменника, полумуфту, жестко закрепленную на держателе, и полумуфту, шарнирно закрепленную на очистном органе и установленную с возможностью вращения вокруг оси держателя, причем держатель имеет две полости, одна из которых сообщена с трубопроводом для подачи рабочего агента, а другая с осью держателя, очистной орган имеет размещенные вдоль боковых поверхностей коллектора по обе стороны сопловых отверстий два ряда упругих резцов для взаимодействия с трубной доской теплообменника, привод держателя содержит электропривод с редуктором, связанным с гайкой винтовой пары привода держателя, и направленную с пазом, а винт привода держателя имеет кольцо с выступом для перемещения в пазу направляющей, при этом направляющая имеет отверстие для выхода выступа из ее паза.

Наряду с положительными особенностями технического решения оно имеет ряд недостатков: узел привода держателя с очистным органом не может управлять несколькими по числу очистными органами, кроме того, очистной орган не охватывает отдаленных угловых поверхностей трубной доски с трубками теплообменника, не вписывающихся в радиус его охвата. Вследствие этого для достижения управления приводом держателя очистных органов необходим для каждого очистного органа отдельный привод держателя, а для достижения полного охвата трубной доски очистными органами увеличивается число устройств, а с увеличением устройств в водяной камере теплообменника создается дополнительное сопротивление потока охлаждающей воды, что снижает эффективность очистки и ведет к увеличению расхода материала, а также к снижению надежности в работе.

Целью дополнительного изобретения является повышение эффективности очистки, надежности в работе путем очистки угловых поверхностей трубной доски с трубками, управления одним приводом несколькими держателями и в свою очередь управления одним держателем несколькими очистными органами, ликвидации сопротивления охлаждающей воды в зоне объединителя очистных органов в положении резерв и надежного перехода в рабочее положение и обратно.

Поставленная цель достигается тем, что в приводе держателя смонтирован узел комплекса держателей с очистными органами с возможностью возвратно-угловых поворотов и выполнен в виде вала с коленом, расположенным в корпусе вала, шарнирно связан через колено с шатуном, штангами и рычагами с держателями, корпус вала через проушины соединен с возможностью возвратно-поступательного перемещения по неподвижным стержням, концы которых закреплены с крышкой водяной камеры и приводом держателей, а для достижения возвратно-поступательного перемещения нескольких держателей в корпусе вала привода для каждого держателя введен движитель в виде двух коромысел с двумя неподвижными шарнирами, два плеча коромысел связаны между собой шарнирами с серьгообразными отверстиями, через ролики с пальцем с возможностью изменять длину, и два плеча соединены с тягами, помещенными в направляющих, одна тяга жестко закреплена с корпусом вала, другая тяга с возможностью возвратно-поступательного перемещения через шарнир с держателем.

Очистной орган для очистки угловых поверхностей трубной доски с трубками теплообменника, не вписывающихся в радиус охвата, имеет телескопический коллектор, смонтированный с возможностью скольжения по контуру периферии основного коллектора, полостной шток шарнирно помещен в проушинах основного коллектора, полость через гибкий трубопровод сообщает основной коллектор с телескопическим коллектором для подачи рабочего агента, два ролика у торца телескопического коллектора установлены перпендикулярно и соосно друг к другу с возможностью перекатываться по контуру трубной доски в пазовой направляющей, закрепленной к корпусу водяной камеры, упорный ролик для возможности изменять радиус охвата, а опорный ролик для обеспечения постоянного зазора упругих резцов с трубной доской.

Для обеспечения управления одним держателем несколькими очистными органами с различными углами поворотов, достижения изменения расстояния объединителя очистных органов с трубной доской и продолжения фиксации телескопического коллектора относительно корпуса водяной камеры очистные органы, связанные объединителем, имеющим два узла равных по числу зубчатых втулок, средние втулки сцепляют зубьями крайние, втулки первого узла, шарнирно расположенные на внешнем радиусе держателя, где одна из крайних втулок жестко закреплена, а другая крайняя втулка упирается в гайку, втулки второго узла, расположенные шарнирно на опорной неподвижной втулке оси держателя между ее выступом и вступом на оси с имеющим зазором для возможного возвратно-поступательного перемещения, втулки каждого узла, связанные с очистными органами, первый узел шарнирно через рычаги, второй шарнирно, последовательное сопряжение зубьев втулок, снабженное зазорами, скорректированные относительно необходимых величин возвратно-угловых поворотов очистных органов, а фиксирующая вилка перпендикулярно закреплена на торце телескопического коллектора с возможностью охвата зевом неподвижного стержня, который имеет упорный выступ, взаимодействующий с упорным выступом неподвижной опорной втулки оси держателя.

С целью снижения сопротивления очистных органов с имеющими телескопическими коллекторами и устранения повышенного износа упругих резцов от непроизводимого усилия скоростного напора охлаждающей воды опорный ролик исключает контактные усилия с обеспечением минимального зазора между упругими резцами и трубной доской.

На фиг.1 изображено устройство, общий вид; на фиг.2 вид I, на фиг.1; на фиг. 3 сечение А-А на фиг.2; на фиг.4 сечение Б-Б на фиг.2; на фиг.5 вид II, на фиг. 1; на фиг.6 сечение В-В на фиг.5; на фиг.7 сечение Г-Г на фиг.5; на фиг. 8 вид I показана трубная доска первого хода охлаждающей воды с расположением очистных органов; на фиг.9 вид I показана трубная доска второго хода охлаждающей воды с расположением очистных органов; на фиг.10 - вид III на фиг. 1 показан в рабочем положении; на фиг.11 вид IV на фиг.1; на фиг.12 вид II показана крышка водяной камеры первого хода охлаждающей воды; на фиг.13 вид II показана крышка водяной камеры второго хода охлаждающей воды.

Предлагаемое дополнительное изобретение содержит очистные органы 1 в виде основного коллектора 2 и телескопического коллектора 3 с сопловыми коробками и соплами, рычаги 4 связаны шарнирно с держателями, шарниры 5 втулок 6,8 и 9 второго узла объединителя связаны через шарниры с очистными органами, где втулка 6 является и полумуфтой. Упорная втулка 7 расположена на неподвижной опорной втулке 10, кольцевой зазор 11 между втулкой 6 и выступом "Г" в состоянии работа, а в состоянии резерв между втулками 10 и 8. Шесть держателей 12-17: первый держатель 12 объединяет объединителем 18 через каждую втулку 6,8 и 9 по два очистных органа, где на одной из втулок два очистных органа 1 в виде треугольников; второй и третий держатели 13 и 14 объединяют объединителем 18 через каждую втулку 6,8 и 9 по одному очистному органу 1; четвертый держатель 15 объединяет объединителем 18 через одну втулку 6 два очистных органа 1; пятый и шестой держатели 16 и 17 имеют по одной втулке 6 и по одному очистному органу 1. Ось 19 держателя закреплена одним концом жестко с трубной доской и с гайкой 20 держателя, полумуфта 21 закреплена на держателе и сопрягается с полумуфтой 6, рычаги 22 держателя 12-17, гибкий трубопровод 23 для подачи рабочего агента в коллектор 2 через полость 24 держателя, корректирующий зазоры 25 между зубьями "в" втулок 6,8 и9 и втулок 45 и 45¹. Два ряда упругих резцов 26 очистного органа 1, зазор 27 между резцами 26 и трубной доской, Т-образные прорези 28 у резцов для устранения препятствий при встрече с гайкой анкерного болта, прижимные планки 29, болты 30 для крепления резцов 26, сопла 31 и 32 основного коллектора и телескопического коллектора 3, гибкие торцы 33 упругих резцов для достижения очистки в зоне труднодоступности очистного органа 1. Пазовая направляющая 34 жестко закреплена на корпусе водяной камеры, окно 35 у пазовой направляющей, упорный ролик 36 и опорный ролик 37 шарнирно и перпендикулярно друг к другу расположены у торца телескопического коллектора 3, полостной шток 38 с полостью 39 через проушины 40 связывает основной коллектор 2 с телескопическим коллектором 3. Гибкий трубопровод 41 связывает полость 24 держателя 12-17 и основной коллектор 2 с полостью 39, зев 42 вилки 43 фиксирует телескопический коллектор 3 с неподвижным стержнем 44, втулки две 45 и одна 45¹ первого узла объединителя скорректированы через зазоры 25 с втулками 6,8 и 9, где втулка 45¹ жестко закреплена на держателе 12-17, шарнир 46 рычага 4, упорный выступ 47 на держателе, привод 48 комплекса держателей, винт 49 винтовой пары, гайка 50 винтовой пары, две шестерни 51 редуктора привода, электропривод 52, упорная гайка 53 винтовой пары, направляющая 54 винтовой пары, паз 55 направляющей, отверстие 56 в направляющей, кольцо 57 с двумя выступами. Выступ 58, сопрягающийся со стопорной собачкой 59, выступ 60, перемещающийся в пазу 55 направляющей 54, колено 61 вала 62 привода держателей 12-17. Упорный выступ 63 на тяге, корпус 64 вала 62, шатун 65 на колене 61, штанги 66 шарнирно связывают колено 61 с рычагами 22 держателей 12-17, стержни 67 в проушинах 68 связывают крышку водяной камеры с приводом 48, движитель 69 связывает привод с держателями 12-17, две тяги 70 и 71 связывают движитель 69 с одним держателем 12-17, шайбы 72 у тяг, связанных с корпусом 64, два коромысла 73 движителя 69, плечи 74 коромысел 73, палец 75 тяги, ролик 76 пальца 75, серьгообразные отверстия 77 шарниров плеч 74, жесткое крепление 78 тяги, шарнирное соединение 79 тяги 70, направляющие 80 тяг, неподвижные опоры 81 шарниров коромысел 73.

Теплообменник содержит трубную доску 82, трубки 83, крышку 84, водяную камеру 85, корпус 86 водяной камеры 85. Анкерные болты 87, обеспечивающие жесткость трубной доски и крышки, гайка 88 анкерного болта, закрепляющая болт с трубной доской, вентиль 89 и клапан 90 трубопровода промывочной воды, корпус 91 теплообменника, датчик "а" отключения электропривода, выступ "б" стержня 44, зубья "в" на втулках 6,8 и 9 и на втулках 45, 45¹, выступ "г" на втулке 10 оси 19 держателя.

Устройство работает следующим образом.

Включают электропривод 52, при этом винт 49 получает поступательное движение, перемещая привод 48 держателей 12-17 через проушины 68 движителя 69 и тяг 70,71, одновременно перемещаются и держатели 12-17 с рычагами 22 и с очистными органами 1 по стержню 44 через зев 42 вилки 43 телескопического коллектора 3, при этом совместно приближается к трубной доске 82 и объединитель 18, а ролики 36 и 37 займут исходное положение через окно 35 с пазовой направляющей 34 и совместно с очистными органами 1 займут рабочее положение (см.фиг.1 обозначено пунктирной линией) с созданием минимального зазора 27 упругих резцов 26 с трубной доской 82, полумуфты 6 и 21 входят в зацепление, а выступ 60 кольца 57 выходит из паза 55 направляющей 54 через отверстие 56.

После выхода выступа 60 из паза направляющей 54 совместно с гайкой 50 вращается винт 49, а держатели 12-17, совершая возвратно-угловые повороты через колено 61 вала 62, шатун 65, штанги 66 и рычаги 22 передают движение очистным органам 1 и тем самым очищают поверхности теплообмена трубной доски 82 и трубок 83 с различными радиусами охвата. Открывают вентиль 89 и клапан 90, включают промывочную воду, которая поступает через гибкий трубопровод 41 в полость 24 держателя 12-17 в гибкий трубопровод 23, коллектор 2 и через гибкий трубопровод 41 в полость 39 штока 38 в коллектор 3, в сопловую коробку на сопла 31 и 32 и на очищаемые поверхности. В результате возвратно-угловых поворотов очистных органов 1 происходит очистка внутренней поверхности трубок 83 и трубной доски 82 посредством изменения режима потока охлаждающей воды с переходом с равномерного в пульсирующий поток и с участием упругих резцов 26.

После окончания очистки очистные органы 1 займут одно из двух положений с подходом роликов 36 и 37 к окну 35, а телескопический коллектор 3 через зев 42 вилки 43 сопрягается с неподвижным стержнем 44, при этом устройство приводится в исходное положение. Закрывают вентиль 89 и клапан 90, а электропривод 52 переключают на обратное вращение. При этом выступ 58 кольца 57 упрется в стопорную собачку 59, которая препятствует вращению и обеспечивает только поступательное перемещение винту 49 с кольцом 57 и одновременно через движитель 69 держателей 12-17 (для каждого из них) с очистными органами 1. В результате поступательного перемещения винта 49 с кольцом 57 выступ 58 входит в паз 55 направляющей 54. При этом устройство приходит в исходное положение (на фиг.1 показано сплошными линиями, на фиг.2 показано сопряжение выступа "б" стержня 44 с зевом 42 вилки 43), а объединитель 18 совместно с втулками 8,9 и полумуфтой 6 заполнят зазор 11 до упора кольцевого выступа "г" с увеличением расстояния от трубной доски 82, после чего отключение электропривода с помощью концевого датчика "а".

Использование дополнительного изобретения повышает эффективность очистки, надежность в работе, обеспечивается экономия материала при его изготовлении. Позволяет работать одним приводом несколькими по числу очистными органами 1 с различными радиусами охвата каждого из них и с различными между ними возвратно-угловыми поворотами, за счет чего достигается снижение по числу устройств для большой мощности теплообменника, например, тип 200 КЦС-2, для паровой турбины мощностью 200000 квт (см.книгу С.М.Лосев "Паровые турбины", изд. Энергия, Москва, 1964г. стр.199-216).

Формула изобретения

Устройство для очистки труб теплообменника, содержащее очистной орган в виде коллектора с соплами, связанными с держателем, трубопровод для подачи рабочего агента, привод для обеспечения вращения держателя и очистного органа, держатель имеет шарнирно установленный рычаг, плечо которого шарнирно связано с очистным органом, привод держателя выполнен в виде пары винт-гайка для обеспечения возвратно-поступательного перемещения держателя, имеющего ось для закрепления его в трубной доске теплообменника, полумуфту, жестко закрепленную на держателе, и полумуфту, шарнирно закрепленную на очистном органе и установленную с возможностью вращения вокруг оси держателя, две полости, одна из которых сообщена с трубопроводом для подачи рабочего агента, а другая с осью держателя, отличающееся тем, что оно имеет по меньшей мере два держателя с очистными органами, а винт в паре винт-гайка выполнен коленчатым и имеет направляющие для обеспечения его прямолинейного движения в виде жестко закрепленных стержней, при этом колено винта заключено в корпус и связано с шатуном, направляющие стержни проходят через этот корпус, последний по числу держателей имеет их движители в виде двух шарнирно соединенных двуплечих коромысел, одно из которых связано с корпусом винта, другое с держателем, а шарнир, связывающий коромысла, выполнен в виде удлиненного отверстия на одном коромысле и ролика с кольцом, имеющим возможность изменения его места положения на другом коромысле, причем шатун связан с каждым держателем штангами для придания им возвратно-вращательных движений.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что очистной коллектор имеет дополнительно телескопический коллектор, коллектор имеет проушины и в них шарнирно размещен полостной шток, телескопический коллектор сообщается с коллектором посредством гибкого трубопровода для подачи рабочего агента, при этом телескопический коллектор имеет направляющие ролики.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13