Пристрій для очистки труб теплообмінника

Изобретение относится к области очистки оборудования от загрязнения, может быть использовано на тепловых и атомных электростанциях и других областях промышленмости, использующих теплообменное оборудование. Известны устройства при механической чистке ершами и шарошками с помощью "пистолета" действует вода с давлением, которая прогоняет сквозь трубки резиновые шарики, а при очень твердых осадках для чистки трубок применяются шарошки или жесткие проволочные провода [Лосев СМ. Паровые турбины и конденсационные устройства, М., Энергия, 1964, с.373-376], Недостатком таких устройств является низкая эффективность очистки. Известно также изобретение СССР по авт.св. № 1183823 "Устройство для очистки труб теплообменника", содержащее очистной орган в виде коллектора с соплами, связанный с держателем, трубопровод для подачи рабочего агента, 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, имеющей ось для закрепления его в трубной доске теплообменника, полумуфту, жестко закрепленную на держателе и полумуфту, шарнирно закрепленную за 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 размещенный 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 имеет кольцо с выступом для перемещения в пазу направляющей, при этом направляющая имеет отверстие для выхода выступа из ее паза (принятое за прототип). Недостатками устройства является: низкая эффективность очистки и недостаточная надежность в работе. Достижение технического результата невозможно, так как узел привода держателя с очистным органом не может управлять несколькими по числу очистными органами, кроме этого 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 необходимо 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. В основу изобретения положена задача усовершенствования устройства для очистки труб теплообменника, в котором для управления несколькими держателями используется один привод и в свою очередь управления держателем несколькими по числу очистными органами, обеспечивается очистка угловых поверхностей трубной доски с трубками, устраняется сопротивление охлаждающей воды в зоне объединителя очистных органов в положении резерв путем надежного перехода в рабочее положение и обратно и исключения препятствий упругих резцов, где заканчивается анкерный болт с гайкой у трубной доски. За счет этого повышается эффективность очистки и надежность в работе. Поставленная задача решается тем, что в устройстве для очистки труб теплообменников, содержащем очистной орган в виде основного коллектора с соплами, связанными с держателем, трубопровод для подачи рабочего агента и. привод для обеспечения вращения держателя и очистного органа, согласно изобретению очистной орган снабжен телескопическим коллектором, который установлен с возможностью скольжения по контуру периферии основного коллектора, полостной шток шарнирно помещен в проушинах основного коллектора, полость штока через гибкий трубопровод сообщает основной коллектор с телескопическим -для подачи рабочего агента, а два ролика, упорный и опорный, установлены у торца телескопического коллектора перпендикулярно и соосно друг другу с возможностью перекатывания по контуру трубной доски в пазовой направляющей, закрепленной в корпусе водяной камеры, упорный ролик для возможности изменять радиус охвата, а опорный для обеспечения постоянного минимального зазора упругих резцов с трубной доской, а для обеспечения возвратно-угловых поворотов держателя с очистными органами, например несколькими по числу, и надежного перехода устройства к работе и обратно в привод 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, шатун и рычаги с держателями, корпус вала через проушины соединен с возможностью возвратно-поступательного перемещения по неподвижным стержням, концы которых закреплены перпендикулярно с крышкой водяной камеры и приводом держателей, а для достижения возвратно-поступательного перемещения отдельных держателей, в корпусе вала привода для каждого держателя введен движитель дистанционного управления в виде двух коромысел с двумя центральными неподвижными шарнирами относительно подвижных четырех шарниров плеча, два средних плеча коромысел связаны между собой и два со стрежневыми тягами, расположенными в направляющих, одна тяга жестко закреплена с корпусом вала, другая с возможностью возвратно-поступательного -перемещения через шарнир с держателем, плечи связаны через ролик с пальцем, шарниры плеча имеют эллипсообразные отверстия с возможностью телескопически изменять длину. Для обеспечения управления одним держателем несколькими по числу очистными органами с разными углами поворотов, достижения изменения расстояния объединителя очистных органов с трубной доской и продолжения фиксации телескопического коллектора относительно корпуса водяной камеры при переходе в рабочее положение и обратно, очистные органы связаны объединителем, имеющим два узла равных по числу зубчатых втулок, например по три, средние втулки сцеляют зубьями крайние, втулки первого узла шарнирно расположены на опорной неподвижной втулке оси держателя между ее выступом и выступом на оси с имеющимися зазорами для возможного возвратно-поступательного перемещения, изменяющее расстояние объединителя с трубной доской в период перехода с рабочего положения и обратно, втулки второго угла также шарнирно расположены на внешнем радиусе держателя, где одна из крайних втулок жестко закреплена, а другая крайняя, шарнирно упирается в гайку, каждая втулка первого узла и каждая второго узла попарно связаны, например, с двумя очистными органами, втулка первого узла связана шарнирно, втулка второго узла через рычаги шарнирно, последовательное сопряжение зубьев втулок, снабженных зазорами, скорректированы относительно необходимых величин возвратно-угловых поворотов очистных органов с наибольшими углами поворотов у держателя (ведущего), а фиксирующая вилка перпендикулярно закреплена на торце телескопического коллектора, которая с подходом роликов к окну направляющей с достижением возможного, охвата зевом неподвижного стержня, имеющий упорный выступ, взаимодействующий с упорным выступом неподвижной опорной втулки держателя в период перехода устройства в резерв и обратно. Кроме того, с целью исключения препятствий упругих резцов гайкой анкерного болта у трубной доски, резцы снабжены Т-образными прорезями с возможностью изгиба. Проведенный по источникам патентной и научно-технической информации поиск показал, что совокупность всех существенных признаков заявляемого изобретения не известна, следовательно, техническое решение соответствует критерию "новизны", так как оно не известно из уровня техники. Для определения "изобретательского уровня" анализу были подвергнуты отличительные существенные признаки заявляемого изобретения. О таких признаках нет сведений в уровне техники. Таким образом, заявляемое изобретение соответствует критерию "изобретательского уровня". 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 И на фиг. 1; на фиг.6 - сечение В-В на фиг.5; на фиг.7 - сечение ГГ на фиг.5; на фиг.8 - трубная доска первого хода охлаждающей воды с расположением очистных органов (вид I); на фиг.9 -трубная доска второго хода охлаждающей воды с расположением очистных органов (вид I); на фиг.10- вид III на фиг.1; на фиг. 11 - вид IV на фиг.1; на фиг. 12 -вид II на фиг.1 (показана крышка водяной камеры первого хода охлаждающей воды); на фиг. 13 - вид II на фиг.1 (показана крышка водяной камеры второго хода охлаждающей воды). Устройство для очистки труб теплообменника содержит очистные органы 1 в виде основного 2 и телескопического 3 коллекторов с соплами, с двумя рядами упругих резцов 4 и Т-образными прорезями 5, с минимальными зазорами 6 между очищаемыми поверхностями, телескопический коллектор имеет шток 7, полость 8 штока, проушины 9, связывающие основной и телескопические коллекторы, перпендикулярно у торца упорный ролик 10, опорный 11 с возможностью перекатываться по контуру трубной доски в пазовой направляющей 17, и фиксирующая вилка 12 с зевом 13, сопрягающаяся неподвижным стержнем 14, имеющим у конца выступ 15, гибкий трубопровод 16 связывает полость держателя через гибкий трубопровод коллектора 2 и 3, пазовая направляющая 17 для роликов 10 и 11 имеет окно 18 для захода и выхода роликов при переходе в рабочее положение и обратно, держатели, например шесть 19-24, из них некоторые снабжены объединителем 25, который объединяет очистные органы, имеет ось 26, рычаги 27, втулку 28 на оси держателя, выступ 29 на втулке 28, втулки 30,31 и 32, где втулка 32 служит полумуфтой, сопрягающейся со второй полумуфтой, упорная втулка 33 на оси 26, зазор 34 между втулкой 33, рычаги 35 связывают втулки 36, 37 и 38 с очистными органами 1, упорный выступ 39, зубья 40 на втулках (30, 31, 32) и (36, 37, 38), корректирующие зазоры 41 за счет их величин достигаются необходимые углы поворотов очистных органов 1, корпус 42 привода с проушинами 43, привод держателя 44, узел комплекса держателей, состоящий из вала 45 с коленом 46, шатуном 47, штанги 48, связанные с держателем 19-24, неподвижные стержни 49 расположены в проушинах 43, закреплены концами с приводом 44 и крышкой водяной камеры, движитель 50, имеющий два коромысла 51 с центральными шарнирами 52, плечи 53 коромысел, две тяги 54, 55, жесткое крепление 56 тяги 55, шарнир 57 тяги 54 связан с держателем 19-24, направляющие 58 тяг 54 и 55, эллипсообразные отверстия 59 плеч 54, два ролика 60 и палец 61 шарниров плеч. Теплообменник содержит: трубную доску 62, трубки 63. крышку 64, водяную камеру 65, корпус 66 водяной камеры, анкерные болты 67 и гайку 68 анкерного болта, которые отрицательно создают препятствия в повороте очистных органов 1, поэтому там, где анкерные болты заканчиваются в трубной доске гайкой 68, препятствия исключаются за счет снабжения упругих резцов 4 Т-образными прорезями 6, а там, где анкерные болты 68 расположены между трубной доской 62 и крышкой 64 водяной камеры, исключение препятствий за счет расположения и увеличения числа очистных органов между анкерными болтами с обеспечением необходимых охватов трубной доски. Устройство работает следующим образом. Включают электропривод, при этом винт получает поступательное движение, перемещая привод 44 держателей 19-24 через проушины 43 по стержням 49 через движитель 50, одновременно перемещаются и держатели 19-24 с рычагами 27 и с очистными органами 1 по стержню 14 через зев 13 вилки 12 телескопического коллектора 3, при этом совместно перемещается к трубной доске 62 и объединитель 25, а ролики 10 и 11 займут исходное положение через окно 18 с пазовой направляющей 17 совместно с очистными органами займут рабочее положение (см.фиг. 1, обозначено пунктирной линией) с созданием минимального зазора 6 упругих резцов 4 с трубной доской 62, где полумуфты входят в зацепление (см.фиг.1, втулка 32 является полумуфтой и сопрягается с другой полумуфтой), а с переходом поступательного на вращательное движение вала 45 с коленом 46 на возвратно-угловые повороты через шатун 47. штанги 48 и рычаги 27 держателей 19-24 с очистными органами 1, происходит очистка трубной доски 62 и трубок 63 с различными охватами угловых поворотов. Открывают промывочную воду на основной коллектор 2 через гибкий трубопровод 16. полость 8 на телескопический коллектор 3 сопла и на очищаемые поверхности. В результате возвратно-угловых поворотов очистных органов 1 происходит очистка внутренней поверхности трубок 63 и трубной доски 62 посредством изменения режима потока охлаждающей воды с переходом равномерного в пульсирующий поток и с участием упругих резцов 4. После окончания очистки очистные органы займут одно из двух крайних положений при переключении электропривода в обратное вращение, т.е. с возвратно-вращательного на поступательное перемещение держателей 19-24, с подходом роликов 10 и 11 к окну 18, а телескопический коллектор 3 через зев 13 вилки 12 сопрягается с неподвижным стержнем 14. При этом после перехода с вращательного поворота движения зева 45 на поступательное движение устройство приходит в исходное положение в резерв (на фиг.1 показано сплошными линиями, на фиг.2 показано сопряжение выступа 15 стержня 14 с зевом 13 вилки 12), а объединитель 25 совместно с втулками 30, 3-1 и 32 обеспечат зазор 34 до упора выступа 29 с увеличением расстояния между трубной доской 62, после чего отключается электропривод и закрывается промывочная вода. При использовании предлагаемого устройства улучшается эффективность очистки и повышается надежность при эксплуатации, позволяет работать одним приводом несколькими по числу очистными органами с различными радиусами охвата каждого из них и с различными между ними возвратно-угловыми поворотами. Для примера автор взял теплообменник большой мощности типа 200 КЦС-2 для паровой турбины мощностью 200000 кил. [Лосев СМ. Паровые турбины. "Энергия", 1964, с. 199-216].