空气预热器机械除灰器的制作方法

本发明涉及一种化工设备，尤其是以炭黑烟气为热源的空气预热器的除灰设备。

背景技术：

目前空气预热器解决不停产除灰作业的设备是蒸汽吹灰器，吹灰器的核心部件由内管、外管和喷嘴等组成，内、外管组成同心套管，喷嘴既焊在内管上又焊在外管上；吹灰器的第一大问题是工作寿命较短。造成吹灰器工作寿命较短的因素很多，其中一个重要因素是焊缝问题，围绕小小的喷嘴在内管外管上的焊缝太拥挤，焊接热影响区大多数重叠，焊缝的内在缺陷很难避免也无法检测，再加上吹灰器是安装在空气预热器高温烟气的输入端，吹灰器暴露在950℃高温环境内，内管和外管的温差应力较大，焊缝的内在缺陷很容易发展扩大，这是焊缝容易开裂吹灰器工作寿命较短的重要原因；吹灰器的第二大问题是不便于拆卸维修，若想拆下吹灰器，用户必须停下整条生产线的生产，动用特大型起重设备，把整个空气预热器先拆下来才能取下吹灰器；以上两点不仅给用户增加了设备维护上的麻烦，还提高了生产管理成本。

技术实现要素：

为了解决吹灰器上述问题，本发明改用机械除灰办法，并把除灰器安装在空气预热器顶部温度较低且容易安装拆卸的位置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：空气预热器机械除灰器，由除灰棒升降组件(①)，二维转角机构(②)，烟箱支座(③)，竖向圆柱动力组件(④)，横向圆柱动力组件(⑤)和除灰棒动力组件(⑥)组成；除灰棒升降组件(①)由卷链盒(11)，卷筒(12)，传动轴(13)，蜗轮(14)，长管(15)，短管(16)，环链(17)和除灰棒(18)组成；在卷链盒内用传动轴安装一个卷筒，传动轴与卷链盒的轴孔具有滑动配合间隙，传动轴的一端伸出卷链盒外面并安装一个蜗轮；卷链盒底部垂直向下的螺纹孔安装了一个上端是外螺纹的长管，在长管下端连接一个短管，连接结构是个万向节，就是在长管下端有一个内球面(m)，短管上端有个外球面(n)，内球面包容外球面构成万向节；橄榄状的除灰棒的上端连着一条环链，环链的另一头通过下管，万向节和长管进入卷链盒内缠绕固定在卷筒上；二维转角机构(②)由底座(21)，竖向圆柱体(22)，横向圆柱体(23)，蜗轮齿圈(24)，扇形蜗抡(25)和孔用挡圈(t)组成；竖向圆柱体下端以滑动配合间隙装进底座圆柱孔内落在底平面上；在竖向圆柱体体内上部有一个与自身中心线垂直并相交的圆柱盲孔，横向圆柱体以滑动配合间隙装进圆柱盲孔内紧靠盲孔端部平面，以孔用挡圈限制横向圆柱体轴向活动；为转动目的，在竖向圆柱体的腰部外表面安装大半个蜗轮齿圈，在横向圆柱体伸向外面的结构上安装一个扇形蜗轮；在横向圆柱体内有一个与自身中心线垂直并相交的的内螺孔，其上等待安装除灰棒升降组件的长管(15)，当横向圆柱体转动时，长管的中心线与竖向圆柱体中心线可重合；在竖向圆柱体体内的圆柱盲孔的上下各有一个扇形扁孔(s)，目的是长管在横向圆柱体上按需要左右转动时不受阻碍；在竖向圆柱体下部外表面有一道环形通气槽(t)，底座圆柱孔的孔壁上有一个进气螺纹孔(w)与环形通气槽(t)联通，竖向圆柱体下面的扇形扁孔上有几个通气孔(y)连着环形通气槽(t)；烟箱支座(③)是把常规烟箱的顶部出口法兰用作二维转角机构的安装法兰，在烟箱的上部侧面另开一个烟气出口(x)；竖向圆柱动力组件(④)由步进电机(41)，电机支撑板(42)，隔热垫板(43)，磁性联轴器外转子(44)，磁性联轴器内转子(45)，蜗杆(46)和滑动轴承座(47)组成；竖向圆柱动力组件安装在底座(21)平面上，蜗杆(46)与竖向圆柱体(22)上的大半个蜗轮齿圈(25)安装时应摆正啮合位置；步进电机连着的磁性联轴器外转子，蜗杆连着的磁性联轴器内转子应安装同轴并对齐；所有零件的安装面上都垫上隔热垫板；横向圆柱动力组件(⑤)由步进电机(51)，电机支撑板(52)，隔热垫板(53)，磁性联轴器外转子(54)，磁性联轴器内转子(55)，蜗杆(56)，滑动轴承座(57)和连接角铁(58)组成；横向圆柱动力组件安装在竖向圆柱体(22)顶端平面上，先把连接角铁(58)安装到竖

向圆柱体顶端平面上，蜗杆(56)与横向圆柱体的扇形蜗轮安装时应摆正啮合位置；步进电机连着的磁性联轴器外转子，蜗杆连着的磁性联轴器内转子安装时应同轴并对齐；所有零件的安装面上都垫上隔热垫板；除灰棒动力组件(⑥)由步进电机(61)，电机支撑板(62)，隔热垫板(63)，磁性联轴器外转子(64)，磁性联轴器内转子(65)，蜗杆(66)和滑动轴承座(67)组成；除灰棒动力组件安装在卷链盒(11)的外表面上，蜗杆(66)与卷链盒(11)外面的蜗轮安装时应摆正啮合位置；步进电机连着的磁性联轴器外转子，蜗杆连着的磁性联轴器内转子安装时应同轴并对齐；所有零件的安装面上都垫上隔热垫板；其特征是：二维转角机构(②)安装在烟箱支座(③)的顶部法兰上；除灰棒升降组件(①)通过长管(15)上端的外螺纹安装在二维转角机构(②)的横向圆柱体(23)上；启动横向圆柱动力组件步进电机(51)，长管随横向圆柱体左右转动而向两侧转角，最大转角可使长管下端万向节的球面中心在水平面的投影，能到达距离预热器中心最远的换热管中心位置；启动竖向圆柱动力组件步进电机(41)，竖向圆柱体(22)可单向转角超过180°，二维转角机构能使长管下端万向节的球面中心在水平面的投影覆盖预热器的全部换热管；启动除灰棒动力组件步进电机(61)，环链牵着除灰棒向上可提升到短管内部，向下除灰棒靠重力可到达需要除灰的最大深度；把预热器换热管中心的水平坐标和除灰棒除灰作业所需的深度，转换成三个步进电机的转角参数，电子编程可控制除灰棒除灰作业；生产线开启后连续向底座(21)进气螺纹孔(w)输入蒸汽，此蒸汽通过环形通气槽(t)和通气孔(y)进入竖向圆柱体下端的扇形扁孔(s)内，蒸汽充满烟箱支座的顶部空间，一部分蒸汽从除灰棒升降组件(①)和二维转角机构(②)的各个转动件的滑动配合间隙和螺纹的连接间隙等处排放到空气中，避免炭黑烟气污染空气，多余的蒸汽进入流动的炭黑烟气中。

本发明的有益效果，1.本发明采用机械除灰，机械传动件可以设计得比较长寿。2.本发明机械除灰器的安装位置在预热器的顶部，维修时方便拆卸安装，避免动用特大型起重设备才能拆卸和安装除灰器的问题；以上两点不仅为用户在设备维护方面获得好处，还降低了生产管理成本。3.本发明由核心部件除灰棒升降组件和二维转角机构组成的产品，结构简单，体积小，一套标准设计的除灰器，能适应绝大多数空气预热器的除灰作业，只须改造一下烟箱就能配套使用，通用性极高；而蒸汽吹灰器只能按每台预热器量身定做，不能通用互换。4.工作时连续向烟箱的顶部空间输入蒸汽，既可避免炭黑烟气污染空气，又顺便降低了烟箱顶部的温度，对机械除灰器的长期运作有好处。

附图说明

图1是本发明空气预热器机械除灰器结构示意图和实施例。

图2是图1“a”向视图。

图3是图2“b”向视图。

图4是件②详图。

图5是图4“c-c”剖视图。

图6是件①详图。

图7是图6“d-d”剖视图。

图8是件④详图。

图9是件⑤详图。

图10是图9“e”向视图。

图11是件⑥详图。

图1中，①除灰棒升降组件，②二维转角机构，③烟箱支座，④竖向圆柱动力组件，⑤横向圆柱动力组件,⑥除灰棒动力组件，x烟气出口。

图2中，①除灰棒升降组件，②二维转角机构，③烟箱支座，④竖向圆柱动力组件，⑤横向圆柱动力组件,⑥除灰棒动力组件。

图3中，①除灰棒升降组件，②二维转角机构，④竖向圆柱动力组件，⑤横向圆柱动力组件,⑥除灰棒动力组件。

图4中，21底座，22竖向圆柱体，23横向圆柱体，24蜗轮齿圈，25扇形蜗抡，t孔用挡圈。

图5中，21底座，22竖向圆柱体，23横向圆柱体，24蜗轮齿圈，25扇形蜗抡。

图6中，11卷链盒，15长管，16短管，17环链，18除灰棒，k紧定螺钉，j键槽，r通气孔，m内球面，n外球面。

图7中，12卷筒，13传动轴，14蜗轮，k紧定螺钉。

图8中，41步进电机，42电机支撑板，43隔热垫板，44磁性联轴器外转子，45磁性联轴器内转子，46蜗杆，47滑动轴承座。

图9中，51步进电机，52电机支撑板，53隔热垫板，54磁性联轴器外转子，55磁性联轴器内转子，56蜗杆，57滑动轴承座，58连接角铁。

图10中，52电机支撑板，53隔热垫板，57滑动轴承座，58连接角铁。

图11中，61步进电机，62电机支撑板，63隔热垫板，64磁性联轴器外转子，65磁性联轴器内转子，66蜗杆，67滑动轴承座，11是图6中的卷链盒。

具体实施方式

本发明空气预热器机械除灰器，由除灰棒升降组件(①)，二维转角机构(②)，烟箱支座(③)，竖向圆柱动力组件(④)，横向圆柱动力组件(⑤)和除灰棒动力组件(⑥)组成；除灰棒升降组件由卷链盒(11)，卷筒(12)，传动轴(13)，蜗轮(14)，长管(15)，短管(16)，环链(17)和除灰棒(18)组成；二维转角机构由底座(21)，竖向圆柱体(22)，横向圆柱体(23)，孔用挡圈(t)，蜗轮齿圈(24)和扇形蜗抡(25)组成；竖向圆柱动力组件由步进电机(41)，电机支撑板(42)，隔热垫板(43)，磁性联轴器外转子(44)，磁性联轴器内转子(45)，蜗杆(46)和滑动轴承座(47)组成；横向圆柱动力组件由步进电机(51)，电机支撑板(52)，隔热垫板(53)，磁性联轴器外转子(54)，磁性联轴器内转子(55)，蜗杆(56)，滑动轴承座(57)和连接角铁(58)组成；除灰棒动力组件由步进电机(61)，电机支撑板(62)，隔热垫板(63)，磁性联轴器外转子(64)，磁性联轴器内转子(65)，蜗杆(66)和滑动轴承座(67)组成；二维转角机构(②)安装在烟箱支座(③)的顶部法兰上；除灰棒升降组件(①)通过长管(15)上端的外螺纹安装在二维转角机构(②)的横向圆柱体(23)上。

除灰棒升降组件(①)的长管(15)的上端外螺纹同时与卷链盒底部的螺纹孔和横向圆柱体的螺纹孔连接，连接调整后用紧定螺钉(k)定位锁死。

烟箱顶部空间充满的蒸汽从长管(15)上端靠近螺纹处的多个通气孔(r)进入到长管内并进入到卷链盒内，卷链盒其他地方密封比较好，两个轴孔有滑动配合间隙，蒸汽可从此间隙排空。

在竖向圆柱体腰部外表面安装大半个蜗轮齿圈，其在圆周上的方位，应在横向圆柱体上的扇形涡轮的对面。