专利名称：带缩短式水枪的水枪喷射器的制作方法
技术领域：
本发明有关一种按权利要求1前序部分所述的水枪喷射器。
对加热设备、尤其是对大功率蒸汽锅炉炉膛在工作中的清洗主要是用水枪喷射器来进行的，水枪喷射器提供一聚束的水射流穿过炉膛打到对面的炉壁上。在产生的热冲击的作用之下，也由于水射流的动能和侵入炉壁沉积层中微孔的水突然汽化的缘故，造成由铁锈、炉渣和灰尘所组成的脏物的剥落。这种水枪喷射器的典型的结构型式和有关技术领域已被例如在文献DD276 335A1、DD281 452 A5和DD281 468 A5中加以描述。
水枪喷射器出来的水射流通常遵循一专门预定的路径打到待清洗表面，也称为喷射模式，其中该路径呈现波浪形或螺旋形，由此也可以绕过障碍物、孔或其它敏感区域。
除采用模板来控制驱动系统外，这种模板必然产生一非常专门的喷射模式，主要地还可采用双轴控制方式，两控制轴相互垂直，其中一根水平放置，另一根垂直放置，以便能容易地控制产生波形路径。采用这种方式，直到今天一直始终可以用纯粹的时间控制或者从最小的冲击到最大的冲击来控制单轴的驱动装置来产生特定的波形喷射模式。
然而，这种控制方式要求如例如在文献DD234 479 A1中所描述的那样尽可能精确地对准传动系统。这时至少两个执行元件作用在水枪上，其中该两个执行元件相互成90°地被配置在一框架上；另外这两个执行元件的固定点与水枪的一能水平和垂直运动的铰链位于同一平面内，该铰链组成水枪的运动点。
从文献WO93/12398中还已知一种双轴控制方式，它通过两相互垂直运转的主轴驱动机构来精确控制水枪。这两个主轴驱动机构是用一导向架来支承的。
从文献DD239 656A1还已知一种采用测量清洗表面温度来控制水枪喷射器清洗参数的方法。
已知的水枪喷射器中，水枪的导向是用机械机构和中央驱动装置来进行的，其中在围绕喷射导向装置周围的空间中，驱动和支承元件被支承和配置在一支架结构中，它们占据了很大的空间。通常很长的水枪的长度和供水管导致了大的杠杆率和力，它们反过来又要求合适的导轨，驱动装置和支架。
此外，在将一水枪喷射器优越地配置在其中的每一窗口区域中，并不总是有足够的空间可供利用的。许多内部部件，如蒸汽管，开关柜、工作平台等等，均阻碍了大的矩形机架的放入。
本发明的目的是为水枪喷射器提供一缩短式结构，它可被柔性配置在空间甚至是非常有限的地方，此外它很少要求驱动系统的稳定性，且可自由选择任何喷射模式和任何运动速度。
这一目的是通过如本发明的权利要求1所述的一种水枪喷射器来达到的。在从属权利要求中叙述了有利的实施形式和结构。
对水枪的结构长度作实质性的缩短是这样来获得的将供水管一次或数次进行弯曲，弯曲总量应大于70°，尤其是大于90°。以前已知的做法是将供水管呈一钝角弯曲小于70°以便例如将水龙带从后部斜向引进来，然而采用以前的驱动系统是不可能偏转90°或更大的角度的，因为这样水龙带便会与驱动元件相碰撞。此外，这样的偏转由于对水枪的射流质量可能存在的负面影响而不予考虑。如本发明所述的弯角的供水管其优点是供水线更靠近水枪运动点，从而由于沉重的输水管赖以起作用的杠杆臂变短，大大减小了移动水枪所需的力。按本发明，可将供水管移近加热设备的运动点和外壁，由此当移动水枪时，供水管需要更短的路径。这些优点也可以使人们使用稳定性较差的驱动系统，因为此时只需较小的力。这样的驱动系统不需要连续的支承框架便可加以实现，由此接近于炉壁的供水管可以毫无问题地接近一个无驱动部件的区域。
根据水枪长度被缩短的程度，供水管最后一个弯曲的角度能影响到离开水枪的水射流的质量。这种影响通过位于缩短式水枪后端的一平衡体积、特别是一大致球形的平衡体积来加以减轻。采用这样一个体积，通过弯道的水的水流曲线被得到平滑并因此使水枪中的水射流重新得到很好的聚束。
如本发明所述的缩短式水枪喷射器特别优选地可采用非常简单的机构、例如采用至少一个运动部件使之运动，该运动部件的一端直接固定铰接在加热设备上，其另一端则固定铰接在水枪上。此外，驱动系统配备有位移传感器用于精密测定水枪位置，由此可实施一种受到控制的运行方式。通过这样一种结构形式，可追随一种新的方案，用它可不受框架结构所局限地来引导水枪喷射器。这一点也可以在有利地利用现场可供使用的空间来将水枪喷射器柔性地配置到加热设备上去。在一有利的布置中，运动部件至少是一机械手臂的一部分。机械手臂的一端被这样优选地连接到加热设备上，使水枪喷射器在维修及检查时能容易地被触及到，而不至于使例如载有机械手臂的工作台的地方被不必要地受到限制。机械手臂自身是可以自由造型的，其中在一种实施形式中，运动部件本身为机械手臂。将一个或多个运动部件端部配置在一个平面中，它不垂直于一通过水枪运动点的一垂直平面，这样可使该运动点进一步朝前移进窗口或加热设备，由此可用驱动系统来产生更大的回转范围和更优越的杠杆比。如果水枪喷射器被组装在一加热设备的水平顶盖或底板上，所谓的垂直两侧应理解为通过运动点的一相应的水平面。如果仅使用一个运动部件，那么该部件优选地在其长度和方向上应是可改变的且应大体满足一机械手臂的功能。如果使用两运动部件，那它们仅只需要有长度驱动装置，以使水枪能在任意的路径上运动。一种弯角的供水管特别适合配置在已有的水枪喷射器中。此时可将弯角配置在离水枪运动点十分近的地方，这样与已有的配置方式相比，所出现的力和力矩要小得多。另外还能节省水枪喷射器后端部的空间。由于这样做没有了水龙带的运动，故而也简化了水枪喷射器的一种优选的安装方式。
尽管如此，若用两个运动部件，可能会出现这两个部件位于一对准的位置，这样便不再可能驱动水枪，或是十分困难来驱动。对这样的配置方式，能用来支持驱动功能的一个第三个运动部件便是十分重要的。根据运动所要求的精度和系统所要求的稳定性，也可以采取多于三个的运动部件。
对所有前述配置形式来说相同的是例如为执行一种波浪形的喷射模式，则需要一个或多个运动部件进行高度复杂的、非线性的运动，这样对这样的配置形式便不可能考虑使用简单的控制、尤其是简单的时间控制方式。
为此，如本发明所述的驱动系统具有位移传感器，用于精密确定水枪的位置，这样涉及到的就不再是基本的控制方式，而是可以采用沿一设定运动路线的调节控制方式。位移传感器可用来精确控制喷射模式，这样也可相应地控制运动部件。驱动系统也可以使喷射模式的某些部分被以一第一速度扫过，而该喷射模式的其它部分例如未弄脏的或敏感的区域被以一种第二速度扫过。任何喷射的模式和任何速度曲线基本上都可用位置敏感的方式来编程或存储。
位移传感器可被配置在运动部件本身之中作为典型的长度或角度传感器，或者它们也可被配置在一个或数个位移传感器臂上。重要的是它们能测量水枪相对于一参考位置的精确位置，该参考位置如可能的话可在喷射程序开始之前被确定下来。适宜作位移传感器的有电容式、电感式或电磁传感器，也可以是数字步进式计数器以及类似器件。
控制进行在一共享式电控系统中，它接收位移传感器的测量值，将它们与预定喷射模式的设置值作比较并相应地控制运动部件。这样，不管一个或多个运动部件空间配置方式是怎样的，喷射模式均可以相对于运行的路径和速度被精确重复。运动部件例如可以是液压的、气压的往复运动活塞，或是熟知的主轴或齿条齿轮传动装置或也可以是电的或磁的驱动系统，或者也可使用一机械手臂，根据所能得到的空间，也可以优选地将运动部件与杠杆、绳索葫芦、链条、回转铰链等结合起来以适应空间条件。
为改善系统的可用性和一种喷射模式的定位精度和重复性，可以提供比原则上确定位置所需的传感器数目至少多一个的位移传感器。采用误差补偿的方法可以降低位移传感器的不精确度且即使当一位移传感器失效时也仍使设备能继续工作。
一种运行本发明系统的方法是将设备安装到现场，然后先用一模板来启动喷射模式或人眼观察射出的水束，这样与之相联的位移传感器测得的值便被存储起来。在位移传感器相对于某些特殊参考点的测量值被检测到之后，便可为任何的喷射模式计算位移传感器的设置值。
因此，本发明可以根据场地的条件来对一个或多个运动部件作几乎任意的安排，其中用位移传感器控制运动部件尽管需要复杂的坐标转换，仍可用预定的速度曲线来精确跟踪预定的喷射模式。
下面将参照发明的附图来说明本发明有关的领域以及用于解释本发明的不同实施例。附图中
图1从为位于加热设备的窗口中的一水枪喷射器外部看到的视图；图2为在水枪喷射器平面内穿过加热设备壁的水平截面图；图3示出水枪喷射器在一加热设备中的工作模式；图4为图1的视图外加示出的运动轴，用于解释运动的路线；图5为图2的视图外加示出的运动轴；图6为带平衡体积的缩短式水枪的后视图；图7为缩短式水枪的纵剖视图；图8为带三根运动臂的缩短式水枪的后视图；图9为图8的纵剖视图；图10和11是水枪驱动系统的另外的实施例；图12和13分别为带阻隔介质和清洗介质盒的水枪的后视图和纵剖视图。
图1～5的实施例首先用于说明如本发明所述的水枪喷射器的装置形式。在一加热设备的壁1中，有一窗口2，并有向内的弯角件3和向外的弯角件4。在窗口2中有水枪6的运动点5，其形式为旋转轴承或球形铰链用于将水枪6固定在其中心上。水枪6后端配备有固定点7.1、7.2和7.3，运动部件8.1、8.2和8.3靠近水枪一侧的端部被可旋转地连接于上述固定点上(但不能在水枪上移动)。运动部件8.1、8.2和8.3的后端部则被可旋转地连接于固定轴承9.1、9.2和9.3上，例如球形铰链上。水是通过一接头10和一形式为耐压柔性软管的供水管11而进入水枪6的。
在实际情况中，加热设备则被许多个阻碍水枪喷射器安装的部件所包围。例如，在窗口2之上有一蒸汽管13和固定轴承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右边不远的地方。在它的右侧则端接有一光栅状板15，用作工作台。该第二支承件14也限制了扶手16和17以及走台和工作台15并支承有一开关柜18。
水枪端部被用其运动部件8.1、8.2和8.3可摆动地支承在垂向从上部“o”到下部“u”的摆动范围S中和从左“l”到右“r”的其水平摆动范围中。
由于有障碍物，在该范围内不可能配置有框架结构。由于在蒸汽管13和炉壁1的外层19间的距离很短，因此所能利用的空间很小，这一空间尽管可在工作区“s”中提供从上部“o”到下部“u”的水枪位置的较大的垂直位移，但在水平方面上仅允许有从外层19到蒸汽管13间的最小的位移。由于开关柜18形成的障碍，固定轴承9.3仅能被固定在开关柜之上，且由于在工作区S从右手底部(“r”/“u”)到左手底部(“l”/“u”)和左手顶部(“l”/“o”)所需的大的、几乎为水平的位移，必须被固定在支承件14最右方边缘上，且由此也需要一长的运动部件8.3。在点9.1～7.1和9.3～7.3之间具有预定的、被控制的距离的地方，水枪的每一位置以及水枪的前回转轴承均被明确固定。钝角和增长的力仅出现在工作区“r”/“o”中。根据本发明，在点7.2和9.2之间安装有一第三且是短的运动件8.2，它同时受其间距所控制且可防止水枪6和水射流的振荡和突跳运动。
运动部件8.1～8.3工作在工作台顶部和最右侧边缘区域，且因此并不阻碍到工作台的通路，且朝下和朝左能提供足够大的空间，便于让水管接头10直接在为水射流质量所要求的非常短的水枪长度之后与一弯头20相连接，且将供水管11配置于靠近炉壁左侧的地方。这样，首先对柔性水管可得到一较小的摆动距离，其次可得到到达工作台15直至喷射器的通畅通道，这一点甚至在喷射工作过程中也能做到。
如图1所示，在运动部件8.1～8.3上配置有控制部件，它们根据预定的喷射模式和所示的位移传感器44测得的水枪位置值来调整运动部件的长度。在水枪的所有工作位置上，运动部件8.1～8.3的每一个均根据固定件7.1～7.3和固定轴承9.1～9.3的几何位置和角度关系以及距离的空间几何形状来执行长度的改变以及长度改变速度，它们互相影响着水枪的运动和水射流的导向。此外在框架14的一侧有装置45用于记录和控制运动部件的运动。但是控制装置的安装部位并不指定要位于水枪喷射器的近旁。通过将合适的数据传递线路46与水枪喷射器相连，也可以将该控制装置装于一监控室中，以便能迅速地启用该控制装置。
在如本发明所述的一实施例中，在安装完水枪喷射器之后，则测量运动点5、水枪上的固定点7.1～7.3以及固定轴承9.1～9.3之间的几何尺寸，被测结果被送入一计算机程序且对于预定的喷射模式根据喷射位置和/或喷射的时间来存储每一运动元件的变化，且在整个操作过程中将这种变化信息经控制部件传递到运动部件上去。
在另一实施例中，在工作范围设定阶段，可以设置运动部件超过水枪初始运动的距离或位于水枪端部的一止动块(图中未画出)，该止动块用机械方式联结在一调节喷射路径的调节装置上。产生于调节装置和止动块的每一运动的各运动部件长度上的变化被位移传感器所记录和存储。这样可采用该调节装置来预定任何喷射模式。在移走调节装置且在控制和水枪投入运行之后，被存储的运动便可开始了。
以下用一实例来详细叙述按本发明所述的解决方案如图1所示的水枪喷射器在其安装完毕之后，当水枪位于一中心位置时，轴向地在运动点5上具有如下的几何尺寸用于调整运动部件8.1～8.3、它们的固定轴承9.1～9.3以及在水枪6上的固定点7.1～7.3相对于旋转支承装置5的转动点的位置，该转动中心点则确定为几何点0(图4和图5中)。
当然，在图4和图5以及上表中所给出的坐标仅适用于点状旋转点，例如，以球形铰链的形式。在图1、2和图4、5中所示的带眼状和环状连接元件的简化解决方案中，对旋转点可能仍需要做修正。然而，这些修正是由试验来确定，因为对运动部件的所有机械运动，有必要有一个公差范围。
采用坐标X；Y；Z＝0的旋转点、运动点5，则可以这样来确定待清洗炉壁区域的坐标以及其极限值打到加热设备炉壁表面上的水枪6的水射流的几何直线(可能的话对大距离在作了水的弹道修正之后)决定了在炉壁上的(与每个水枪位置相关的)几何点。
图3示出一燃烧室部分的几何尺寸，在其下部，有6个燃烧嘴口B，在其上部有6个烟气回吸口R。如图4和5所示的一水枪6的安装状态在图中是示出了其几何点0。对平面Y＝0，则在燃烧室壁上产生从Gr经水平喷射区域S到Gl的喷射界限，对平面X＝0，则产生从Go经S(此处所说的“上”、“右”……等均是对图4和5采取镜象形式的逻辑安排)的极限点Gu。在燃烧室壁上的任何一个另外的点均可在几何上与水枪位置的一坐标相关联。在一优选实施例中，这一点在几何上是采用现有的燃烧室尺度、比如通过一数字程度来实现的。
在一另外实施方案中，燃烧室壁的特征点是采用位置测量来确定的，例如采用激光束来替代水枪位置，这些激光束是当锅炉处于静止状态时加以使用的(在这种情况下当然必须考虑锅炉工作过程中炉壁表面纵、横向的伸长)，或者也可使用能用于持续工作状态下的测量装置。
类似地，待清洗表面区域的喷射路径几何上可用数学的或测量技术的方法来加以确定并输入到运动部件的控制系统中。这方面的一个例子示出于图3中，用于清洗位于某些烟气回吸口R之下和一个烟气回吸口之上的炉渣沉积。清洗程序开始于A，结束于E。工作方式为在对相关的路径～时间函数图进行编程之后，例如在一计算机或者单片机数据存储器中作这种编程，在输入相应的清洗指令之后，水枪喷射器移动进位置A(图3)，且随着供水管的打开，运动部件8.1～8.3的路径～时间函数程序被执行直至点E且在该点时重切断供水管路。
图6和图7表示的是另一实施例，其中示出了一具有2个弯角臂和一控制装置的缩短式的、因此也是特别易于移动的水枪喷射器。在加热设备的炉壁1上有窗口2，它具有向内的弯角件3和向外的弯角件4。在窗口2中，水枪6的运动点5被固定安装且被构造成前回转轴承用于将水枪6固定在中心。水枪6在其后端具有固定点7.1和7.2，运动部件8.1和8.2的靠近水枪一侧的端部被可旋转地连接到上述固定点上。运动部件8.1和8.2的向后一端则被可旋转地连接进固定轴承9.1和9.2中。水进入水枪是通过一连接头10以及一为耐压软管形式的供水管11来进行的。运动部件被固接在一支架上，这样可十分简单地来安装水枪喷射器。根据不同的建造形式，也可以省去支架不用。
水枪6和水接头10被组装进一球形容器20中，它被用作侧向水流的稳定体积。运动部件8.1和8.2每个均由一上臂21.1和21.2以及适合球状体积20的弯曲形下臂22.1和22.2组成，它们与转盘23.1和23.2相连。
转盘具有驱动装置25.1和25.2，它们经由柔性电缆连接装置26.1和26.2进入控制柜18。控制柜18和固定轴承9.1和9.2被固定在一支架27上，该支架被配置在炉壁1上。在这种水枪喷射器的实施例中，可以采用仅仅四分之一的支架和两个运动部件8.1和8.2便可将整个结构单侧地高出窗口地安装在四分之一的面积中，这样底部区域和左侧部分便全部能为一操作者28所接近。特别是，采用这种方式可合理地使用加热设备上的现有支架部分，以便能得到水枪喷射器的一规定位置。
长度极短的水枪6如本发明所述的那样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经水枪截面流入水喷嘴的均匀水流。采用这种配置形式的运动部件8.1和8.2，以及具有小型结构的固定件7.1和7.2，所需的杠杆比则变小且只需2个运动部件便可获得水枪导向的稳定性。尽管结构尺寸变小，采用朝外弯曲的杠杆系统仍可将驱动装置25.1和25.2以及控制柜配置在支架27的空间中。由于在作为旋转点的运动点5和固定件7.1和7.2之间的距离缩小且臂8.1、8.2的控制运动以及电缆连接装置26.1和26.2也随之缩短，这样便可大大减小所占的空间。
在另一种解决方案中，采用仅仅2个长度控制的运动部件的水枪导向稳定性问题是通过附加1～2个未控制的、受拉的运动部件来解决的，它们例如作为带配置的绳索经过滚子滚动(见图10和11位置8.2、9.2、29)。这种工作方式如对图1～4所示的第一个例子所述的一样。
图8和图9示出另一实施例用于带3个对称配置的弯角臂作为运动部件的一缩短式水枪喷射器的构造和驱动装置。在加热设备的壁1上有带朝向内部的弯角件3和朝向外部的弯角件4的窗口2。在窗口2中，固定安装着运动点5且被构造为前回转轴承用作将水枪6固定到中心上。水枪6在其后端部具有固定点7.1、7.2和7.3，运动部件8.1、8.2、8.3靠近水枪一侧的端部被可旋转地连接在上述固定点上。运动部件8.1、8.2、8.3的朝后的端部则被旋转连接到固定轴承9.1、9.2和9.3上。水进入水枪是通过一接头10和一形状为耐压柔性软管的供水管11来进行的。运动部件8.1～8.3每个均由一个臂21.1～21.3、下臂22.1～22.3组成，且每个均具有一转盘23.1～23.3，它们均配备有角度调节装置(图中未示出)。水枪6从其后端进入一180°的转向段24，该转向段连到一弯头20上。采用这种解决方案的好处是通过这种上臂～下臂式结构的弯曲使得固定点7.1～7.3接近于回转装置的作为旋转点0的运动点5且仍然位于外部弯角件4之内地工作，且固定点7.1～7.3在工作范围S中的路径长以及由此造成的转盘23.1～23.3的转角也被减至最小。
由此水枪喷射器6的长度的进一步的缩短(图中未示出)以及上臂～下臂系统22～23～21的进一步缩小如下所述也是可能的可将固定轴承9.1～9.3直接配置的外弯角件4的外沿边缘上，整个结构仅稍稍超出窗口的尺寸且供水道柔性软管所需的运动也进一步地被缩小。工作范围的调整类似于以前所述的方式进行。路径的改变将由转盘23.1～23.3的转角改变Δα所替代。
图10和11示出具有2个切向固联的运动件和一液压缸的水枪喷射器的实施例。
绳索形运动部件8.1和8.3和它们的固定轴承9.1和9.3以及滚动装置42被配置成近似水平，但与前述方案相反被用固定件7.1和7.3连接到弯角件4内部的水枪6外管35的切向外壁区域上。运动部件8.2则配置为一液压缸，其固定轴承9.2位于栅状底板15的支承上，且该运动部件被用其固定点7.2连接到水枪上靠近供气管38的地方。空气接头38和水接头11被构造成轴向向后形式，其弯曲部共同向上朝向同一方向。空气供应在此不仅用作阻隔空气和清洗空气，同时也由于其导流作用被用作冷却剂。
这种配置方式带来下述优点～运动部件8.1和8.3的运动距离小，这样滚子42仅需小的转角。
～由切向固定点7.1和7.3，尤其是在有空气冷却(供气管)情况下外管35的大的直径改善了力作用的情况。
～由一转管夹43联结的简化了的水/气共同介质供给，而减小了所需的空间。
～尽管采用绳索牵引作用8.1和8.3并采用液压缸8.2，仍获得更可靠的导向作用。
图12和13所示的实施例示出了如何用一保护套加上阻隔和清洗空气来保护和冷却水枪喷射器且例如采用3个绳索形运动部件来使水枪喷射器移动。水枪带有靠近炉壁、特别是差不多与壁平行的供水管道的这样一种缩短型构造形式使其能被相对较好且完全地装进一壳体中去，这样能使所有驱动部件免受污染。只需将供水管和测量及控制导线向外伸出壳体安放。如根据附图加以详细说明的不同流体的导向方式可以在其中被加以实现，这样可同时达到冷却、防污染(清洗)以及阻止通过窗口的未控制的气体交换(阻隔)的目的。为特别防止出口区域受脏物和腐蚀性气体的侵害，可用清洗剂对该区域采取屏蔽喷射的方式进行绕开式清洗。
在本发明的另一个重要的方面中(该方面也可以独立于本发明其它的特征而采用当前的技术水平在设备上来被实现)，可在阻隔和清洗介质的供应方面得到进一步的改善。这一点是这样来达到的阻隔和清洗介质的供应并不是连续调整的，而是对每一水枪喷射器各自加以调节的。这一点既可以通过合适的阀对多个壳体进行集中供应来进行，也可以通过相应地调节供应机组进行单个供应来实现。
加热设备内部空间和壳体内部空间之间的差压尤其适合于作介质阻隔功能的测量和控制量。若保持该值恒定，则气体决不会从加热设备流入壳体且使在加热设备中的阻隔介质流始终恒定地保持在可接受的低水平上。
适合于介质清洗功能(或冷却功能)的测量和控制量尤其是在水枪前头区域中或者是在运动点旁的一个或多个测量点上的温度值。若保持该点恒定，则尽管对冷却介质要求的量会随着工作条件的变化而变化，但却只是在清洗功能所要求的程度上。
这两种调节功能也可结合起来进行，这时例如先保持差压恒定，但却在超出一温度界限值时将功能切换到温度调控上去。
在加热设备的炉壁1上有窗口2，其中有朝向内部的弯角件3和朝向外部的弯角件4。在窗口2中固接有运动点5且构造成前回转轴承用以将水枪6固定在中心上。水枪6在其后端部具有固定点7.1、7.2和7.3，运动部件8.1、8.2和8.3的靠近水枪一侧的端部被可旋转地连接到上述固定点上。运动部件的朝后的端部被可旋转地连接到固定轴承9.1、9.2和9.3上。水流入水枪6是通过一接头10以及一为耐压柔性软管形式的供水管11来进行。未加详示的、不可旋转的但都是柔性可弯曲的固定件7.1～7.3保持有稳定且柔性的绳索，它们被用作运动部件8.1～8.3。绳索经滚子在固定轴承9.1～9.3上滚动，或者被绕在/展开在这些滚子上。在另一实施例中，在运动部件8.2的绳索的端部有一配重29(图中以虚线表示)。滚子具有驱动装置25.1～25.3及其支承件。窗口2由一接线盒30所限制。接线盒的外沿被经一壳体31和水枪6所密封并形成一空气流通的自由内部空间32。水枪6及其喷嘴33在端部具有一入口34。水枪被一外管35所环绕。该外管有一分隔环36，它在前头区域形成一带气体输入管38的气舱37，而在后面区域形成一水转向段39，该转向段则通向水接头10。
阻隔和清洗流体(优选地为空气)可经由开孔40从气舱37流入水枪的喷嘴头并经开孔41流入内部空间32。采用此种解决方案，3个运动部件8.1～8.3只是由拉力来控制。由运动部件的空间运动引起的扭转力特别地被一绳索所补偿，该绳子在图中表示为与固定轴承9.3上的滚动装置42结合在一起。在另一解决方案中，滚子和绳索则由链条和链轮来替代。在这一方案中，如在固定轴承9.1上所示的那样，链条在其自由一端可自由地朝下悬挂。
在一另外的解决方案中，一运动部件(如这里用点划线表示的运动部件8.2)并不配备有驱动装置，所需的拉应力则经一滚子9.2和配重29所产生。在这种方案中，将供气和供水管可放入一套管中，供气和供水管自由悬挂，配置在一垂直面中，其在回转位置上运动部件以及供气、供水管互相并不阻碍。将细长绳索用作运动部件(它们也仅要求很小的固定件7.1～7.3)，当固定件出于设计上的要求摆动进外弯角件4之内时，即使在水枪位于最大倾斜角时仍在壳体31和水枪外管35间为水枪提供了足够的空间。在这种情况下，可进一步缩短水枪。
外管35加上封闭的半球作为转向段39提供了进入水枪的均衡水流条件并保证了尽管水枪缩短仍有一个无涡旋的、较少发散状的水射流。
当然也可将迄今介绍过的技术方案相互结合起来，特别是这一点适合于选择和组合运动部件技术以及它们对拉力和/或压力的动态作用、将固定件配置在离水枪运动点5不同距离的地方、固定件不同的形式如球形铰链、搭接板、环眼接头、铰链、万向接头或带柔性转接件的刚性接头、选择不同长度的运动部件以及将固定轴承配置在不同地点。这样做的另一优点是可以装备单个的部件到加热设备上去，例如运动部件、缩短的水枪喷射器或带控制器的位移传感器或整套水枪喷射器。一种有利的装备方法应例如按如下所述的方式在一种已知的水枪喷射器类型(如文献WO93/12398中所述的那种)上进行。在一壁中，例如在一光栅状底板的范围内，有一具向内和向外弯角件的窗口。铰接在其上的水枪在窗口中由一球形铰链来引导。在一支架上(被固结在炉壁的向内弯角件上)，上下均有支承在一支架上的主轴，它们被用作水枪运动部件。上主轴由一带位移改变系统/转换改变系统的传动装置所转动。在主轴上又装有轴承，它引导一为主轴形式的垂直运动部件。该垂直主轴同样有一带位移改变系统/转角改变系统的传动装置。在该垂直主轴上有一固定水枪的固定点。通过将水枪连接至窗口中的球形铰链上以及连接到垂直运动部件的固定点上，水枪喷射器水射流的方向便是可改变的。这一水枪喷射器现在是可以改装的，它可取代长的水枪而被做成缩短的、弯曲的形状，附加地具有一成球状的均衡体积。此外，水枪喷射器还可用一壳体罩起来用于防尘和防喷水。运动部件被配备有位移传感器，这些传感器又与一控制器相连。运动部件的驱动装置又由该控制器来引导。水枪喷射器的这种空间尺寸的缩减以及其覆盖的外壳导致操作者能方便地、无事故危险地接近一光栅状底板。一种可更改的、与位移传感器和控制装置相连接的驱动装置能够实施任意的不同喷射模式。
同样，选择控制喷射模式的方法以及其程序的编制可以在实验测量技术和数学编程技术的解决方案中被任意地互相加以结合。例如，可通过测量技术或实验的方法利用喷射几何图形尺寸来延长加热设备中水枪的导引长，确定诸如最大上/下、左/右等几何角落点，并将这些数据输入一数学程序，并此后用于计算喷射模式所需的其它轨道点。
另一种改型方案是可进行以前的方案迄今不能实现的、具有不同路径速度的喷射操作，这样对严重结垢的位置则可通过预编程来对它们进行更长时间的水喷射，且无需高速地来关闭或接通供水阀门，从而不会中断下一个喷射模式的从终点E到起点A的喷射操作(见图3)。
采用本发明可有如下优点a.本方法确保实施任意不同的喷射模式，它并不首先拘泥于具有90°改变量的水平和/或垂直运动、圆周或螺旋运动的常规运动部件的几何形式。运动的方向、转向和速度可被任意改变且可单独调整以适合清洗的要求。
b.对水枪喷射器的安装地点没有任何限制。有妨碍的窗口、空间的不够以及其它一些空间的障碍等因素通过改变运动部件的配置方式和长度、分别选择水枪上的固定点和固定件均可被克服而被用来安装合适的水枪喷射器。这样，在将水枪喷射器配置在加热设备上可有一最佳选择，而在加热设备上的水枪喷射器数目可被降至最小。
c.所用材料量、对空间的需求以及水枪喷射器的重量均可被减小。特别可省略装在一稳定的、大框架上的轴承和传动机构，以及过去方案中所用的主轴、链条和导轨。简化了安装。
d.由于对结构部件无固定尺寸方面的要求，因而材料的筹集变得相当灵活。市场上普通提供的商品部件均可随意被用作运动部件、固定轴承和控制元件。
e.产生故障时，在替换构件时可允许有结构上的偏差，只要将喷射模式调整合适。
f.水枪喷射器的尺寸、尤其是后部和侧向的尺寸被缩小了。这样即使对小型平台来说也可将装置安装在上面且方便地接近它。
g.供水方式得到简化，且由于减少了摆动路径和省略了弯道，因此降低了故障的发生率。
附图标记表1炉壁2窗口3内弯角件4外弯角件5运动点，球形铰链6水枪7.1～7.3水枪上的固定点8.1～8.3运动部件9.1～9.3加热设备上的固定点10水管接头11供水管12第一支承件13蒸汽管14第二支承件15光栅状底板16，17扶手18开关柜，控制柜19加热设备外层20球状体积，水导引器21.1～21.3上臂22.1～22.3下臂23.1～23.3转盘24转向段，弯曲段25.1～25.2驱动装置26.1～26.2电缆连接装置27支架28工人29配重30接线盒31壳体32壳体内空间33喷嘴34入口35外管36分隔环37气舱38供气管39水回流器40，41开孔42滚动装置43软管夹44位移传感器45控制和/或记录装置46数据传递路径Δα转角改变量ΔL位移改变量A起始E结束S工作区域r右l左o上部u下部X、Y、Z坐标G极限点B燃嘴口R烟气回吸孔
权利要求
1.用于清洗加热设备的水枪喷射器，其中一水枪(6)及其开口被运动地(5)配置在一窗口(2)之上或之中，该水枪能将一束水射流喷射穿过处于工作状态的、为火焰和/或烟气所流经的加热设备直至从窗口(2)出发可抵及的炉壁区域(A～E)，其特征为该水枪(6)被构造成缩短的形式，其中供水管(11，10)被一次或数次地弯曲，其弯曲的总角度大于70°，优选地大于90°(20，24；29)。
2.如权利要求1所述的水枪喷射器，其特征为在位于加热设备外部的水枪(6)的端部上有一为稳定所送入水的扩展的稳定体积(20，39)，特另是一个约为球状的体积(20)。
3.如权利要求1或2所述的水枪喷射器，其特征为供水管(11)在靠近炉壁的区域且靠近水枪(6)的运动点(5)处，特另是首先提供有一约90°～150°的弯曲段(24)，然后运行有一段平行于水枪(6)但却与水枪水流方向成相反角度，在此之后经一90°～180°的弯曲段(24)注入稳定体积或水枪(6)。
4.如权利要求1、2或3所述的水枪喷射器，其特征为供水管(11)差不多是平行于加热设备的炉壁、在水枪运动所需的运动部件(8.1，8.2，8.3)之间。
5.如权利要求1、2、3或4所述的水枪喷射器，其特征为水枪(6)是可以用至少一个运动部件(8.1，8.2，8.3)、优选地用至少两个运动部件来运动的，该运动部件的一端(9.1，9.2，9.3)直接被用铰链连接到加热设备上，其另一端(7.1，7.2，7.3)则被固定地铰接到水枪(6)上，其中提供有用于精确确定水枪(6)位置的位移传感器。
6.如权利要求5所述的水枪喷射器，其特征为运动部件(8.1，8.2，8.3)至少是一机械手臂的一部分。
7.如权利要求5或6所述的水枪喷射器，其特征为由运动部件(8.1，8.2，8.3)的端部组成一平面，其不垂直于经过加热设备上的水枪(6)的运动点(5)的一垂直平面。
8.如权利要求5、6或7所述的水枪喷射器，其特征为至少提供有3个运动部件(8.1，8.2，8.3)，它们的固定点(9.1，9.2，9.3)与水枪(6)的运动点(5)优选地成80°～140°的角度。
9.如权利要求5～8之一所述的水枪喷射器，其特征为运动部件(8.1，8.2，8.3)自身带有位移传感器，它们测量相对于一参考位置的精确长度值和/或角度位置。
10.如权利要求5～9之一所述的水枪喷射器，其特征为至少提供一附加的位移传感器臂，它具有用于确定水枪(6)的精确位置的位移传感器。
11.如权利要求5～10之一所述的水枪喷射器，其特征为运动部件(8.1，8.2，8.3)和位移传感器与一共用电子控制器相连，该控制器根据位移传感器的测量值来计算水枪(6)的精确位置，并将控制指令发到运动部件(8.1，8.2，8.3)，其中特别是某些有关水枪(6)关于运行路径和速度的预先计算好的以及/或者早期被存储的运动过程可被精确地重复。
12.如权利要求5～11之一所述的水枪喷射器，其特征为运动部件(8.1，8.2，8.3)为液压的或气动的往复运动活塞，其一端(9.1，9.2，9.3)被铰接至加热设备的外壁上，其另一端(7.1，7.2，7.3)则被铰接至位于加热设备之外的水枪(6)的一部分上。
13.如权利要求5～11之一所述的水枪喷射器，其特征为运动部件(8.1，8.2，8.3)是主轴驱动机构或齿条驱动机构，它们的一端(9.1，9.2，9.3)被铰接至加热设备的外壁上，其另一端(7.1，7.2，7.3)则被铰接至位于加热设备之外的水枪(6)的部分上。
14.如权利要求5～13之一所述的水枪喷射器，其特征为位移传感器为角度传感器和/或长度传感器。
15.如权利要求5～14之一所述的水枪喷射器，其特征为所提供的位移传感器的数目至少比确定位置所要求的传感器数量多一个，从而提高位置测量精度和传感器的可用度。
16.如前述权利要求之一所述的水枪喷射器，其特征为窗口(2)的区域至少为一壳体(31)所密封，该壳体可用一阻隔介质和清洗介质所冲击。
17.如权利要求16所述的水枪喷射器，其特征为壳体(31)密封了整个机械机构，且通过其壳壁仅使供水管(11)、阻隔和清洗介质(38)的导管以及运动部件(8.1，8.2，8.3)的控制和测量导线朝外引出。
18.如权利要求16或17之一所述的水枪喷射器，其特征为其壳体(31)单独地或一起与多个壳体(31)在差不多同一垂直面中与一用于供应阻隔和清洗介质的鼓风机相连接。
19.如权利要求16、17和18之一所述的水枪喷射器，其特征为提供有一测量和控制位于加热设备内部空间和壳体(31)内部空间(32)之间差压的压差测量器。
20.如权利要求16～19之一所述的水枪喷射器，其特征为一温度探测头被配置在水枪(6)的运动点(5)的范围内，该探头用作测量在阻隔和清洗介质上每单位时间流过热量的实测值传感器。
21.如权利要求16～20之一所述的水枪喷射器，其特征为阻隔和清洗介质的导向器(37)在出口范围中这样来绕开水枪(6)，即使得能在出口范围(33)的周围能形成一种屏蔽式射流。
22.如权利要求16～21之一所述的水枪喷射器，其特征为壳体能为阻隔和清洗介质提供部分柔性的壁和/或间隔壁。
全文摘要
本发明有关一种用于清洗加热设备的水枪喷射器,其中:一水枪(6)及其枪口被运动地配置在一窗口(2)之上或之中,且能将一束水射流喷射穿过处于工作状态的、为火焰和/或烟气所流经的加热设备直至从窗口(2)出发可抵及的炉壁区域,其中:通过将供水管(11,10)一次或数次地弯曲,其弯曲的总角度大于70°,特别是大于90°(20,24,39),将水枪(6)的结构缩短。其中作用有一配置在水枪位于加热设备之外的端部上的扩展的稳定体积(20,39),特别是一大致为球状的体积(20),一种对水流曲线的均衡,这样使水枪水射流的质量不致受到影响。这种缩短式水枪可允许使用更简单的驱动机构且能适应狭窄的空间条件。
文档编号F23J3/00GK1186546SQ96194334
公开日1998年7月1日 申请日期1996年5月30日 优先权日1995年5月30日
发明者弗里德里希·布德, 卡尔·阿尔贝斯, 斯蒂芬·西蒙 申请人:克莱德-贝格曼有限公司