火管锅炉烟管自动清洁装置.pdf

本发明公开了火管锅炉烟管自动清洁装置，由基座、X轴移动模块、Y轴升降模块、Z轴进给清洁模块、拧盖机械手及电气控制系统组成；X轴移动模块由固定在基座上的X轴导轨座和与之通过导轨装置及驱动装置连接的X轴连接板构成，X轴连接板沿X轴前后移动定位；Y轴升降模块的立柱支架与X轴连接板固定，Z轴向支架通过导轨装置及驱动装置与固定在立柱支架上的Y轴导轨座连接，沿Z轴方向伸展设置，并在Y轴导轨座上升降移动定位；Z轴进给清洁模块通过导轨装置及驱动装置与固定在Z轴向支架上的Z轴导轨座连接，沿Z轴方向左右移动；电气控制系统与驱动装置及固定在Z轴向支架端部的拧盖机械手线路连接，由程序控制自动完成烟管内部的清洁。

权利要求书
1.  火管锅炉烟管自动清洁装置，其特征是：由基座、X轴移动模块、Y轴升降模块、Z轴进给清洁模块、拧盖机械手及电气控制系统组成；
所述X轴移动模块由固定在基座上的X轴导轨座，和与之通过导轨装置A及X轴驱动装置连接的X轴连接板构成，X轴驱动装置驱动X轴连接板相对基座沿X轴前、后移动定位；
　　所述Y轴升降模块由立柱支架，Y轴导轨座和Z轴向支架构成；立柱支架与X轴连接板固定连接，Y轴导轨座固定在立柱支架上与X轴连接板垂直设置；Z轴向支架通过导轨装置B及Y轴驱动装置与Y轴导轨座连接并沿基座左右方向Z轴伸展设置，Y轴驱动装置驱动Z轴向支架在Y轴导轨座上作升降移动定位；
所述Z轴进给清洁模块通过导轨装置C及Z轴驱动装置与固定设置在Z轴向支架上的Z轴导轨座连接，在Z轴驱动装置的驱动下在Z轴向支架上沿Z轴方向左右移动定位；
　　所述电气控制系统分别与X、Y、Z轴驱动装置及固定在Z轴向支架端部的拧盖机械手线路连接，根据火管锅炉的烟管孔径尺寸及布局，由程序控制自动完成烟管内部的清洁。

2.  根据权利要求1所述的火管锅炉烟管自动清洁装置，其特征是：所述的X轴驱动装置由固定在X轴连接板上的X轴驱动电机和与之连接的X轴齿条构成，X轴齿条固定在X轴导轨座上。

3.  根据权利要求1所述的火管锅炉烟管自动清洁装置，其特征是：所述的Y轴驱动装置由固定在Z轴向支架上的Y轴驱动电机和与之连接的Y轴齿条构成，Y轴齿条固定在Y轴导轨座上。

4.  根据权利要求1所述的火管锅炉烟管自动清洁装置，其特征是：所述的Z轴驱动装置由固定在Z轴进给清洁模块上的Z轴驱动电机和与之连接的Z轴齿条构成，Z轴齿条固定在Z轴导轨座上。

5.  根据权利要求1或4所述的火管锅炉烟管自动清洁装置，其特征是：所述的Z轴进给清洁模块，由Z轴连接板，导向管支架、导向管、清洁杆进给压轮装置、清洁杆、清洁杆驱动电机组成；导向管支架和清洁杆进给压轮装置固定于Z轴连接板上；清洁杆进给压轮装置进出口的两侧分别设有固定于导向管支架上的导向管，清洁杆穿过清洁杆进给压轮装置并于导向管内固定；清洁杆驱动电机固定于清洁杆进给压轮装置上；清洁杆驱动电机带动清洁杆进给压轮装置将清洁杆从导向管输送到火管锅炉的烟管内部，实现清洁烟管内部的目的。

6.  根据权利要求1所述的火管锅炉烟管自动清洁装置，其特征是：所述的拧盖机械手，由连接架、平移气缸、伸缩气缸、旋转气缸、气动抓夹头组成；连接架固定于Z轴向支架上，平移气缸固定于连接架上，伸缩气缸固定于平移气缸上，旋转气缸固定于伸缩气缸上，气动抓夹头固定于旋转气缸上；气动抓夹头将锅炉烟箱盖子抓夹住，旋转气缸的旋转动作与伸缩气缸的伸缩动作及平移气缸的平移动作联动，实现锅炉烟箱上盖子的移除和回盖。

说明书火管锅炉烟管自动清洁装置
 
技术领域
本发明涉及火管锅炉用清洁装置，特别是应用于三废（废气、废液、废固）焚烧行业余热回收装置中火管锅炉的烟管内部清洁。 
背景技术
在环境形势日益严峻、能源日趋紧张的今天，经常需要通过焚烧对三废进行无害化处理，在焚烧过程中产生大量高中温热量，为实现能源的回收和利用，在焚烧后续工段设置了余热回收装置。但是由于三废中有时含有大量的粉尘及盐碱等有机物，燃烧后的产物在经过余热回收装置的火管锅炉时，极易黏附在火管锅炉的烟管内壁，时间久了会引起火管锅炉烟气出口温度升高，影响换热效率，甚至造成烟管内部堵塞，整个焚烧系统停车等生产事故。所以必须对火管锅炉的烟管进行清洁，以减轻灰尘及盐碱对火管锅炉的影响，提高火管锅炉的换热效率，防止烟管的堵塞，确保系统的正常运行。
目前，火管锅炉仍然采用人工进行清洁烟管，即在火管锅炉烟箱的一端搭建与火管锅炉长度相当或大于火管锅炉长度的操作平台，在平台上人工操作将清洁杆从烟箱引导孔中直接穿入烟管内进行清洁，人工劳动强度大，清洁效果差，清洁杆容易磨穿烟管，造成锅炉泄漏，引发人身安全事故。
发明内容
本发明的目的是提供一种火管锅炉烟管内部自动清洁装置，彻底解决烟管堵塞及人工清洁操作存在的缺陷问题，有效的清除烟管内部的粉尘及盐碱等杂物，确保火管锅炉的换热效果，保证系统安全运行，具有很强的实用性。
本发明解决上述技术问题采用的技术方案为：
火管锅炉烟管自动清洁装置，由基座、X轴移动模块、Y轴升降模块、Z轴进给清洁模块、拧盖机械手及电气控制系统组成；
所述X轴移动模块由固定在基座上的X轴导轨座，和与之通过导轨装置A及X轴驱动装置连接的X轴连接板构成，X轴驱动装置驱动X轴连接板相对基座沿X轴前、后移动定位；
　　所述Y轴升降模块由立柱支架，Y轴导轨座和Z轴向支架构成；立柱支架与X轴连接板固定连接，Y轴导轨座固定在立柱支架上与X轴连接板垂直设置；Z轴向支架通过导轨装置B及Y轴驱动装置与Y轴导轨座连接并沿基座左右方向Z轴伸展设置，Y轴驱动装置驱动Z轴向支架在Y轴导轨座上作升降移动定位；
所述的Z轴进给清洁模块通过导轨装置C及Z轴驱动装置与固定设置在Z轴向支架上的Z轴导轨座连接，在Z轴驱动装置的驱动下在Z轴向支架上沿Z轴方向左右移动定位；
所述的电气控制系统分别与X、Y、Z轴驱动装置及固定在Z轴向支架端部的拧盖机械手线路连接，根据火管锅炉的烟管孔径尺寸及布局，由程序控制自动完成烟管内部的清洁。
所述的Z轴进给清洁模块，由Z轴连接板，导向管支架、导向管、清洁杆进给压轮装置、清洁杆、清洁杆驱动电机组成；导向管支架和清洁杆进给压轮装置固定于Z轴连接板上；清洁杆进给压轮装置进出口的两侧分别设有固定于导向管支架上的导向管，清洁杆穿过清洁杆进给压轮装置并于导向管内固定；清洁杆驱动电机固定于清洁杆进给压轮装置上；清洁杆驱动电机的转动，带动清洁杆进给压轮装置将清洁杆从导向管输送到火管锅炉的烟管内部，实现清洁烟管内部的目的。
所述的拧盖机械手，由连接架、平移气缸、伸缩气缸、旋转气缸、气动抓夹头组成；连接架固定于Z轴向支架上，平移气缸固定于连接架上，伸缩气缸固定于平移气缸上，旋转气缸固定于伸缩气缸上，气动抓夹头固定于旋转气缸上；气动抓夹头将锅炉烟箱盖子抓夹住，旋转气缸的旋转动作与伸缩气缸的伸缩动作及平移气缸的平移动作联动，实现锅炉烟箱上盖子的移除和回盖。
 
本发明的有益效果是：
1、          实现自动化操作清洁烟管，解决人工操作存在的缺陷问题。
2、          采用程序化控制，高精度定位，保证系统的可靠运行。
附图说明
图1，火管锅炉烟管清洁装置工作状态示意主视图；
图2，火管锅炉烟管清洁装置工作状态示意俯视图；
图3，火管锅炉烟管清洁装置主视图；
图4，火管锅炉烟管清洁装置俯视图；
图5，基座主视图；
图6，基座俯视图；
图7，X轴移动模块主视图；
图8，X轴移动模块俯视图；
图9，Y轴升降模块主视图；
图10，Y轴升降模块A-A剖视图；
图11，Y轴升降模块右视图；
图12，Z轴进给清洁模块主视图；
图13，Z轴进给清洁模块B-B剖视图；
图14，Z轴进给清洁模块左视图；
图15，本产品图12中局部Ⅰ放大图；
图16，本产品图14中局部Ⅱ放大图；
图17，本产品图13中局部Ⅲ放大图；
图18，本产品图13中局部Ⅳ放大图；
图19，本产品图3中局部Ⅴ放大图；
图20，本产品图4中局部Ⅵ放大图。
 
附图中标号说明
0-1，火管锅炉烟管清洁装置；0-2，锅炉烟箱；0-3，火管锅炉
1-1，枕木；1-2，圈梁；1-3，圈梁盖板；1-4，托线盘；1-5，电缆拖链；
2-1，X轴导轨座；2-2，X轴导轨；2-3，X轴滑套；2-4，X轴齿条；2-5，X轴驱动电机；2-6，X轴连接板；
3-1，立柱支架；3-2，Y轴导轨座；3-3，Y轴滑套；3-4，Y轴导轨；3-5，Y轴齿条；3-6，Y轴驱动电机；3-7，Y轴连接板；3-8，Z轴向支架；
4-1，Z轴导轨座；4-2，Z轴导轨；4-3，Z轴滑套；4-4，Z轴齿条；4-5，Z轴连接板；4-6，Z轴驱动电机；4-7，导向管支架；4-8，导向管；4-9，清洁杆进给压轮装置；4-10，清洁杆；4-11，清洁杆驱动电机；
5-1，连接架； 5-2，平移气缸；5-3，伸缩气缸；5-4，旋转气缸；5-5，气动抓夹头。
 
具体实施方式
以下结合附图1～20所示和实施例对本发明的结构作进一步描述。
本发明火管锅炉烟管清洁装置0-1由基座1、X轴移动模块2、Y轴升降模块3、Z轴进给清洁模块4、拧盖机械手5及电气控制系统6组成。
所述的基座1，由枕木1-1、圈梁1-2、圈梁盖板1-3、托线盘1-4、电缆拖链1-5及紧固件组成；枕木1-1采用紧固件固定于混凝土基础平台上；圈梁1-2、托线盘1-4及电缆拖链1-5连接于枕木1-1上；圈梁盖板1-3连接于圈梁1-2上，基座1保证整个装置运行的稳定性。
X轴移动模块2由固定在基座1上的X轴导轨座2-1，和与之通过导轨装置A及X轴驱动装置连接的X轴连接板2-6构成，X轴驱动装置驱动X轴连接板2-6相对基座1沿X轴前、后移动定位； 
导轨装置A由对应使用的X轴导轨2-2、X轴滑套2-3构成，X轴导轨2-2固定在X轴导轨座2-1，X轴滑套2-3固定在X轴连接板2-6上，X轴滑套2-3连接到X轴导轨2-2上；X轴驱动装置由X轴驱动电机2-5和X轴齿条2-4构成，X轴驱动电机2-5固定在X轴连接板2-6上，并连接到固定在X轴导轨座2-1上的X轴齿条2-4上；X轴驱动电机2-5的正转和反转，通过电机的齿轮与X轴齿条2-4的咬合联动，使X轴连接板2-6相对基座1前、后移动，实现X轴方向的定位。 
　　Y轴升降模块3由立柱支架3-1，Y轴导轨座3-2和Z轴向支架3-8构成；立柱支架3-1与X轴连接板2-6固定连接，Y轴导轨座3-2固定在立柱支架3-1上与X轴连接板2-6垂直设置；Z轴向支架3-8通过导轨装置B及Y轴驱动装置与Y轴导轨座3-2连接并沿基座1的左右方向即Z轴伸展设置，Y轴驱动装置驱动Z轴向支架3-8在Y轴导轨座3-2上作升降移动定位；
　　导轨装置B由Y轴滑套3-3、Y轴导轨3-4构成；Y轴导轨3-4固定在Y轴导轨座3-2上，Z轴向支架3-8的下端设有与之固定连接的Y轴连接板3-7，Y轴连接板3-7上设有与之固定连接的Y轴滑套3-3，Y轴滑套3-3与Y轴导轨3-4配合使用；
Y轴驱动装置由固定于Y轴导轨座3-2上的Y轴齿条3-5和固定于Y轴连接板3-7上的Y轴驱动电机3-6构成；Y轴驱动电机3-6的齿轮与Y轴齿条3-5连接，Y轴驱动电机3-6的正转和反转，通过电机的齿轮与Y轴齿条3-5的咬合联动，实现Y轴方向的升降定位。
Z轴进给清洁模块4通过导轨装置C及Z轴驱动装置与固定设置在Z轴向支架3-8上的Z轴导轨座连接，在Z轴驱动装置的驱动下在Z轴向支架上沿Z轴左右移动定位；
Z轴进给清洁模块4，由Z轴连接板4-5，导向管支架4-7、导向管4-8、清洁杆进给压轮装置4-9、清洁杆4-10、清洁杆驱动电机4-11组成；导向管支架4-7和清洁杆进给压轮装置4-9固定于Z轴连接板4-5上；清洁杆进给压轮装置4-9进出口的两侧分别设有固定于导向管支架4-7上的导向管4-8，清洁杆4-10穿过清洁杆进给压轮装置4-9并于导向管4-8内固定；清洁杆驱动电机4-11固定于清洁杆进给压轮装置4-9上；Z轴驱动电机4-6的齿轮与Z轴齿条4-4咬合联动，使导向管4-8沿Z轴方向移动；导向管4-8进入锅炉烟箱0-2后可到达火管锅炉0-3的烟管端部；清洁杆驱动电机4-11的转动，带动清洁杆进给压轮装置4-9将清洁杆4-10从导向管4-8输送到火管锅炉0-3的烟管内部，实现清洁烟管内部的目的。
拧盖机械手5固定在Z轴向支架3-8的端部，所述的拧盖机械手5，由连接架5-1、平移气缸5-2、伸缩气缸5-3、旋转气缸5-4、气动抓夹头5-5组成；连接架5-1固定于Y轴升降模块3的Z轴向支架3-8上，平移气缸5-2固定于连接架5-1上，伸缩气缸5-3固定于平移气缸5-2上，旋转气缸5-4固定于伸缩气缸5-3上，气动抓夹头5-5固定于旋转气缸5-4上；气动抓夹头5-5将锅炉烟箱盖子抓夹住，旋转气缸5-4的旋转动作与伸缩气缸5-3的伸缩动作及平移气缸5-3的平移动作联动，实现锅炉烟箱0-2上盖子的移除和回盖。
所述的连接架5-1上设有通道使导向管4-8通过。
所述电气控制系统6包括PLC、连接电缆、压缩空气管及控制开关组件，电气控制系统6分别与X、Y、Z轴驱动装置及拧盖机械手5线路连接，根据火管锅炉的烟管孔径尺寸及布局，以及各部件的动作要求，将程序写入PLC，由PCL控制各部件的动作自动完成烟管内部的清洁。