CN101646916A - 冲击敲打装置 - Google Patents

Abstract

一种冲击敲打装置(10)，其包括与待敲打表面为一体的固定砧座(16)，所述砧座具有一个与待敲打表面垂直的锤打轴线；击锤(18)，布置成与所述锤打轴线同轴移动以击打砧座的冲击表面(20)；以及移动击锤的装置(32、48、50)。所述击锤被支承为靠在所述砧座上，使得所述击锤仅仅平行于所述锤打轴线移动。根据本发明的优选实施例，在砧座和击锤之间布置至少一个滑动元件(38、40)。根据另一个优选实施例，砧座10和击锤布置为它们之一能至少局部地在另一个内移动。

Description

冲击敲打装置

技术领域

本发明涉及根据独立权利要求前序部分的冲击敲打装置，例如，所述装置适合于从热表面、蒸汽锅炉的板式漏斗或通道、或热冶工艺的热回收管去除污物。于是，本发明特别涉及一种设备，其包括与待敲打表面为一体的固定砧座，所述砧座具有一个与待敲打表面垂直的锤打轴线；击锤，布置成与所述锤打轴线同轴移动以击打砧座的冲击表面；以及移动击锤的装置。

背景技术

所述污物会在许多方面干扰所述设备的运行。例如热回收管的污物会减小其热交换效率，从而减小工艺的性能。与此同时，增加了烟气温度，带来热回收段下游的通道和装置的缺点。另一方面，例如，黏在烟气通道表面上的脏物能显著地增加烟气的流动阻力，这增加了锅炉的辅助动力。在其最差时，脏物甚至能阻塞通道，于是引起设备的关闭。例如，可以通过蒸汽或气动烟灰风机或声波烟灰风机清洁污物表面。尤其是，在非常严重的脏污的工艺中，包括化学反应、粘附、熔融或半熔融灰尘颗粒或冷凝气体成分，也使用机械敲打装置来清洁表面。通过此种装置，该表面经受击打以引起快速小幅度的振动。这样，能够使黏在表面上的杂物有效地变松而不会在该表面上产生过度的机械应力。

在USP.3835817和5540275中公开一种设备，包括传统中里操作的击锤，用于对蒸汽锅炉中热表面的外部清洁。此种设备通常非常庞大且笨重，使得它们不能被放置于非常局限空间内。此外，也不能自由地选择击锤冲击的方向，使得该设备不能用来清洁例如漏斗型设备倾斜表面的下侧。这些设备也噪音大且较构造和组装都复杂，且需要需要大量的维护。

日本专利7157777公开一种紧凑型敲打装置，用于汽化器的热交换管，其提供在与汽化器外壁连接的罩体内。敲打装置的击锤的锤打运动通常由高压气体张紧的弹簧产生，冲击击锤臂的端部，延伸至汽化器外壁。该结构的问题是，敲打装置和击锤臂都必须非常精确地组装，以把冲击精确地引导至击锤臂的端部。而且，热交换管的热运动能改变击锤臂的位置，使得冲击偏心地或倾斜地击打表面，这又使例如击锤臂从热交换管上松脱。

USP.5079459公开一种电磁敲打击锤，其中作为击锤的磁芯前后运动是由连接于热交换器外壁的套筒内的两个电磁体产生。击锤冲击延伸穿过热交换器外壁击锤臂，其通过弹簧机构连接于热交换器的热交换管。在该构造中，从击锤臂到热交换管没有连续的金属振动通道，从而即使击锤臂和热交换管之间稍微小的铁锈、灰尘等也会阻尼和改变振动脉冲。

USP.5561583公开一种电磁敲打击锤，其中使击锤运动的弹簧由螺线阀充电，通过阻尼冲击的多件式连接元件将其连接于与带敲打表面焊接的击锤臂。该结构可能具有的问题是，连接元件刚性太大，还传递振动，从而可能损坏螺线阀的导引装置和/或连接元件柔性太大，从而可以倾斜该冲击，这又会损坏磁芯、待敲打表面和击锤臂之间的接头。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种有效的哟功能于脏污表面的敲打装置，其中已把现有技术装置的上述问题最小化。

为了最小化上述技术问题，提供一种设备，其特征技术为公开在独立设备权利要求的特征部分中。于是，根据本发明的设备的特征技术为，将击锤支承为倚靠在砧座上使得击锤仅可以平行于锤打轴线。

砧座与支承于该砧座的击锤形成为一个紧凑单元，其能够容易地组装及在被最后组装到位之前被张紧。通常该敲打装置的组装是冲第一端，即待敲打表面侧面上的端部，把砧座直接焊接到待敲打表面或焊接到将冲击传递到待敲打表面的冲击梁上。当敲打装置被组装到位时，击锤的锤打运动的方向总是正确的，由于击锤的位置自动地跟随砧座的位置或方位变化，例如由于热运动，这于是不会影响敲打装置的运行。

优选迫使击锤在锤打轴线方向上运动，使得由布置在砧座和击锤之间的至少一个滑动元件把击锤支承为倚靠在砧座上。在其最简单的方式中，滑动元件包括一个滑动套筒，但是，为了布置击锤的稳定支承件，通常有至少两个滑动套筒或其它形状的滑动元件。优选能把两个滑动套筒中的一个连接于砧座以及击锤上。在一些情形下，所有滑动元件优选被连接于砧座，在其他情形下，它们相应地被连接于击锤。

根据本发明，击锤被支承为倚靠在砧座上，使得击锤仅能一个方向上移动。例如，这可以实现为，砧座的一个部件防止击锤在另一个方向上运动。在一些特定情形下，在确定敲打装置的组装位置时，砧座仅从下方和侧面支承击锤就可以了。根据本发明的砧座结构优选为其部件之一防止击锤所有的可能横向运动，因此，砧座和敲打装置的击锤优选被布置为至少部分在彼此内移动。

根据本发明的优选实施例，击锤是碗形，换言之像个杯子，其轴线平行于锤打轴线，所述击锤布置为可以移动，使得其通过滑动套筒或滑动件紧密围绕砧座平行于击锤轴线的至少一部分。如果杯状击锤具有密实底部，则砧座的端部，换言之从待击打表面看去的端部，在击打击锤时能保持在击锤罩体的内侧。反过来，在杯状击锤的底部有一个开口，该砧座的底部可以在冲击结束时延伸穿过击锤外侧的一个开口。根据另一个实施例，砧座具有中空柱体或碗形形状，其轴线平行于击锤轴线，击锤被布置为可以移动，使得其至少部分***砧座内侧。

根据一个优选实施例，砧座接纳冲击的表面，即冲击表面，被布置为至少在冲击结束时击打杯状击锤的罩体。如果在杯状击锤的底部有一个开口，则击锤优选被砧座周围的两个滑动套筒密封，使得第一滑动套筒连接在第一端侧上的部分的外表面即砧座本体部分和杯状击锤内表面之间。因此，如从砧座的冲击表面看到的，第二滑动套筒优选连接于端部的外表面即砧座的尾部和击锤底部开口的内表面之间。该实施例的特别优点是，击锤的碗形部分起声音套筒的作用，阻尼由装置的击锤冲击对环境引起的噪声。在本发明的实施例中，冲击表面保持保留在击锤结构的外侧，由于紧凑的结构优选由独立声音罩体把敲打装置的噪音降低，该声音罩体连接于比如待清洁表面装置的外表面或者砧座。

为了提供耐用和操作的布置，砧座优选可以是单一部件。可选地，砧座可以由多个零件构成，耐用地彼此结合在一起，使得它们形成连续而紧凑的实体。分别地，击锤能有利地是单一零件或者可以由多个彼此耐用地结合在一起的零件构成。在一些应用中，砧座也能由多个零件组装，使得柱形部分在一定程度上沿击锤方向可以是柔性的，使得可以防止所有倾斜或横向运动。通过此种布置，在击打的冲击被从传递至柱形部分阻尼的同时，能够把击锤的运动维持为在正向方向倾斜至柱形部分。

根据本发明的敲打组装的击锤运动比如可以直接气动提供或电磁提供。为了产生击锤运动，但是待用的装置包括优选为弹簧，其由张紧装置通过合适的驱动装置张紧。在所需的张紧级别，使用一个调节释放机构能优选地释放弹簧的张紧，从而释放的击锤以大的速度击打向砧座的冲击表面。

弹簧优选布置在连接于击锤的支承表面和优选的砧座之间，使得当张紧时，弹簧被压缩在击锤轴线方向上；当释放时，其延伸到起原始复位长度。为了把敲打装置维持为较小尺寸，击锤的冲程长度优选要相对较短。但是，冲程长度优选要长，以便击锤可以在一定加速度优选为1-5g更优选为2-3g下获得足够的速度。从而作用于弹簧的砧座的支承表面上的反作用力保持得相对较小，以及改善了砧座的支承表面的耐用性。

弹簧的弹簧力必须为通过选择通常为30-40千克的击锤重量获得所需的加速度。例如，为了获得初始的加速度2.5g，弹簧力必须被张紧到750-1000牛顿。弹簧优选被选择为即使在冲击结束时，剩余的弹簧力比击锤重量要大，比如400-500牛顿，从而敲打装置的击锤不会在输送或组装时移动，在冲击的方向向上时，其具有稳定复位位置，例如朝向漏斗底部的外表面。

弹簧的张紧装置可以优选例如为马达、气动或液压缸或电磁体。根据本发明的优选实施例，张紧装置的至少最敏感部分比如马达及其齿轮不由砧座支承，但是，它们独立地由外部支撑结构支承。因此，砧座的振动不会传递至张紧装置的敏感部分，降低了它们破裂的危险。然后，张紧装置的驱动机构必须是柔性浮动的或者否则由于待敲打表面的热运动必须允许敲打装置运动。

根据本发明的优选实施例，在击锤和砧座之间布置所谓的弹簧容料器，换言之，一个在击锤轴线上具有较大弹簧常数的柔性元件。该弹簧容料器优选是一对刚性杯状弹簧，但是也可以是具有合适弹簧常数的柔性箔片。弹簧容料器可以连接于砧座或者与其一起移动的击锤。在一定程度上，弹簧容料器减缓了击锤运动的减速度，于是减小了力和应力，以及损坏击锤和砧座的危险。弹簧容料器的弹簧常数优选为击锤的最大减速度是500-1000个级别。在实践中已证明，在一定成度下，此种减速的冲击也比完全非柔性冲击更有效地去除待敲打表面的杂物。

根据本发明的敲打装置的击锤的运动在制造阶段导引为平行于砧座的击锤线。因此，当组装装置时，敲打装置不需要在砧座和击锤之间的对齐，或者例如在增加待敲打热交换管的温度时，不需要再对齐。于是，该设备由于击锤的不正确对齐可以克服砧座消除弯折力矩以及对砧座的损坏以及将砧座连接到待敲打表面的接头的损坏。正确的对齐冲击也可以改进把冲击传递到待敲打表面的效率。

敲打装置的结构简单，也可以在制造阶段预装。这可以简化设备的组装，减小设备的成本及其维护需要。该设备是一个紧凑单元，可以容易地屏蔽声音和组装到任何需要的位置。在实践应用中，通常有许多敲打装置，它们可以完全是单独的或者例如具有一个公共气动张紧装置，其以合适的顺序导引敲打脉冲至不同的敲打装置。由于尺寸小和重量小，即使在狭小的空间它们也能被组装，如果必要，还可以彼此靠近。

附图说明

下面参照附图描述本发明：

附图1-7示意地示出根据本发明的不同敲打装置的剖视图。

具体实施方式

附图1示出根据本发明优选实施例的敲打装置10，包括砧座16，通过焊接缝14连接到击锤梁12以及与砧座连接的击锤18。例如，如果待敲打的壁是反应器、通道或漏斗的外壁，由附图1可视的击锤梁的一端可以被焊接到壁上。可选地，在此种情形下，单独击锤梁12不是必需的，但是，砧座16可以被直接连接到待敲打的壁上。反过来，例如，如果敲打反应器或蒸汽锅炉气密空间内的热交换管容料器，则可以柔性地把击锤梁12密封到空气空间的壁上，且焊接到热交换管或其连接零件上。由于已知有不同的对击锤梁的密封和连接方法，在此不再详述它们。

砧座16包括一个接纳冲击的表面，即冲击表面20，把击锤梁12的侧面上的砧座本体部22和尾部24进一步与击锤梁隔开。在砧座16的支承面26、28和击锤18之间，有一个布置在击锤的杯状部30内侧的弹簧32，通过它击锤被带到朝砧座的冲击表面20击锤运动。在砧座的冲击表面20和击锤的击锤表面34之间，优选有一对杯状弹簧，一个所谓具有大的弹簧常数的弹簧容料器26，阻尼击锤的停顿且会延伸单个冲击的期间而基本不会减小击锤能量的全部数量。根据示例性解决方案，击锤运动的减速度优选为1000个的级数。

耐用滑动件，优选为滑动套筒38、40具有小的摩擦系数，布置在砧座的尾部24和击锤18之间。通过滑动套筒，砧座16防止击锤18的横向运动且因此允许击锤精确地仅在砧座的轴向方向上移动。滑动套筒38、40是磨损部件，因此它们容易地为互换件。在根据附图的结构中，击锤18的底部42起击锤前部的作用，弹簧容料器侧面上的内部滑动套筒38连接于形成在击锤底部42的孔的内表面。依次，在根据附图1的实施例中，外部滑动套筒40连接于砧座16的尾部24的延伸部46的外部表面。

附图1的敲打装置10处于冲击位置，换言之，在该位置，弹簧32处于其最大长度，击锤18与砧座16的弹簧容料器36接触。在使用敲打装置时，优选地，通过单独支承的马达48或一些其它张紧装置比如电磁体把击锤18向外牵拉来把弹簧张紧。一个柔性连接的机构50把张紧装置的力传递到击锤18。当弹簧32处于所需张紧状态时，冲击释放弹簧，从而击锤18的击锤表面34以高速击打弹簧容料器36，于是冲击装置18的冲击表面20。由于击锤18的击锤运动方向被击锤和砧座之间的滑动套筒38、40限定，总是可以合适地导引相对砧座的冲击。

冲程长度，换言之即在使用该设备时待使用的弹簧长度的变化，优选为50-500毫米，更优选为100-300毫米，最优选为100-200毫米。根据一个优选但为示例性的实施例，冲击长度约为150毫米，击锤的质量为40千克，弹簧力在最大张紧时为1000牛顿，在冲击结束时仍有500牛顿。因此，冲击的起始加速度为25米每平方秒，冲击能量为112牛米。通过调整敲打装置的冲程长度，能自然地调整冲击的强度。取决于敲打装置使用的场合，可以使用敲打装置参数中有利的值，因此它们偏离上述示例值不少。

在附图2-7中，示出根据本发明的敲打装置的其它优选实施例，与附图1相同的部件用与附图相同的附图标记。

附图2示出根据本发明第二优选实施例的敲打装置10。附图2的敲打装置处于张紧状态，从而弹簧32被合适的张紧装置(附图2未示)压缩至其最小长度，击锤的锤打表面34不与弹簧容料器36接触。附图2的敲打装置与附图1的敲打装置的不同在于：弹簧32布置在砧座的支承表面26、28以及砧座的本体部22周围的击锤之间，冲击表面20和弹簧容料器36保留在击锤的杯状部分30内侧。在该特定实施例中的专有优点是，击锤18形成声音罩体，其有效地防止由击锤的冲击引起的噪声扩散至环境。

在附图2的布置中，布置在砧座16的本体部22周围的内部滑动套筒38连接于击锤18的前部的内侧延伸部52的内表面，布置在砧座16的尾部24周围的外部滑动套筒40连接于孔56的内表面，形成于底部54起击锤后部的作用。根据一个可选实施例，可以关闭击锤的底部54，从而砧座的尾部会非常短，可以用连接于砧座的本体部22的延伸部58的外表面的滑动套筒替换附图2的滑动套筒40。通过该布置通过一个击锤，其可以很好地防止冲击噪声，在结构上非常结实和耐用。

附图3示出的敲打装置的砧座直接焊接于待敲打壁60，与附图2的敲打装置的区别尤其在于：其包括必须对所用气动张紧装置的更换(图3未示)。在该布置中，击锤的前部的内侧延伸部52形成弹簧32的支承面28，但是，滑动套筒不与其连接，在延伸部52和砧座的本体部22之间有一个自由空间，以用于加压气体管62。在附图3的布置中，内部滑动套筒38连接于砧座的本体部的延伸部58的外部表面。附图3中的该内部滑动套筒38连接于砧座本体部的延伸部58的外部表面。内部滑动套筒38和击锤的杯状部分30以及连接于在孔56形成于击锤底部54的内部表面的外部滑动套筒40、砧座的尾部24形成气密接头。于是，气密腔体包括冲击表面20，弹簧容料器36形成于由它们限定的空间内，弹簧32可以通过增加腔体压力沿着在砧座的本体部22侧面的管子62将气体例如加压空气带入腔体来被张紧。另一个可能对腔体加压的可能性是将气体通过砧座的尾部24沿着轴向钻取的通道(图3未示)带入气体。现在，能够用一些传统的合适装置(图3未示)，把气体快速地从气体流过来释放弹簧32。

附图4示出本发明的一个实施例，其与附图2的敲打装置不同之处在于：其包括一个壳体64，连接于待敲打的壁60，该壳体起一个附加的噪声屏蔽的作用。而且，根据附图4的实施例中的弹簧32布置在击锤18的支承面26、66和壳体64之间。在附图4的实施例中，在砧座尾部24的外表面和击锤底部54之间布置的足够长的滑动套筒40单独地确定击锤18的锤打运动方向。当砧座16和壳体64两者都直接连接于待敲打表面60时，在一些情形下，也能在击锤18和壳体64之间布置至少一个滑动零件，优选为滑动套筒，例如连接于击锤的杯状部30的外侧延伸部68的外表面上。

在附图1-4的实施例中，杯状击锤18，即带有腔体的击锤，布置为在密实砧座16周围移动。附图5-6示出其它类型布置，具有形成在砧座18内侧的腔体，击锤18布置为局部穿入砧座的腔体70内侧。在附图5的实施例中，通过合适的张紧装置向外拉或推击锤18，以相应于附图4的方式在砧座16的支承面26、28和击锤18之间对布置于砧座的腔体70内的弹簧储能，从而弹簧32压缩。

另一方面，如图6所示的布置与所有其它的布置的区别在于：弹簧32布置在于击锤18内侧形成的腔体72内，该击锤被布置为在砧座的腔体70内侧穿过。所有其它实施例中的敲打装置，也包括图6的，是通过向外拉动或推动击锤18来为冲击储能的。但是，在支撑杆74、76之间连接的延伸弹簧连接于砧座16和击锤18，通过使弹簧32延伸到所需位置被张紧。

附图7的敲打装置与前述实施例的不同之处特别在于：产生锤打运动的至少两个延伸弹簧78布置在结构底座的外侧。当使用该装置时，击锤18穿过与砧座16相关的柱形部分80的内侧。弹簧78联结在柱形部分的支承面26和与击锤相关的端部82之间。在所示视图中，击锤的运动方向由布置在击锤18和砧座的柱形部分80之间的滑动套筒38、40确定。弹簧容料器36布置在砧座的尾部24的周围。通过把加压空气导过柱形部分进入弹簧容料器周围的腔体来对敲打装置的冲击储能，优选为气动地。

砧座的柱形部分80能够与砧座的本体部22固定地结合为一体，但是，在一些情形下，可以有利地使用柔性元件，比如杯状弹簧84，将部分彼此连接，在一定程度上可以减小击锤冲击传递到柱形部分80。在使用柔性连接装置时，特别必须考虑到本体部22和砧座的柱形部分80之间的运动仅仅允许在锤打轴向上而防止所有的横向或倾斜。在附图7的敲打装置中，柱形部分的内表面精确地与本体部的外部表面配合，以防止本体部22和砧座的柱形部分80之间的横向运动。

上面参照示例性实施例描述了本发明，但是本发明还包括许多其它实施例和变型。于是显然的是，所述公开的示例性实施例并不用于限制本发明的范围，可是本发明还包括一些由后附权利要求及其定义单独限定的实施例。

Claims (18)

1.一种冲击敲打装置(10)，其包括与待敲打表面为一体的固定砧座(16)，所述砧座具有一个与待敲打表面垂直的锤打轴线；击锤(18)，布置成与所述锤打轴线同轴移动以击打砧座的冲击表面(20)；以及移动击锤的装置，其特征在于：

所述击锤被支承为靠在所述砧座上，使得所述击锤的位置可以仅仅平行于所述锤打轴线移动。

2.如权利要求1所述的冲击敲打装置，其特征在于：至少一个滑动元件(38、40)已被布置在所述砧座(16)和所述击锤(18)之间。

3.如权利要求2所述的冲击敲打装置，其特征在于：所述滑动元件是一个滑动套筒(38、40)。

4.如权利要求3所述的冲击敲打装置，其特征在于：两个滑动元件(38、40)已被布置在所述砧座(16)和所述击锤(18)之间。

5.如权利要求1所述的冲击敲打装置，其特征在于：所述砧座(16)和所述击锤(18)已被布置为至少局部地在彼此内移动。

6.如权利要求5所述的冲击敲打装置，其特征在于：所述击锤(18)是碗形且被布置为移动使得砧座(16)至少局部位于击锤内。

7.如权利要求6所述的冲击敲打装置，其特征在于：所述砧座(16)的冲击表面(20)在击打结束时位于击锤内，使得所述击锤起一个降噪罩体的作用。

8.如权利要求6所述的冲击敲打装置，其特征在于：所述砧座(16)是柱形或碗形，所述击锤(18)布置为至少局部移入所述砧座。

9.如权利要求8所述的冲击敲打装置，其特征在于：所述砧座(18)包括一个柱形部件(80)，柔性地支承于所述砧座的本体(22)，使得柱形部件能相对该本体仅平行于锤打轴线移动。

10.如权利要求1所述的冲击敲打装置，其特征在于：移动击锤的装置包括弹簧(32)。

11.如权利要求10所述的冲击敲打装置，其特征在于：所述弹簧是一个压缩弹簧。

12.如权利要求10所述的冲击敲打装置，其特征在于：所述弹簧是一个延伸弹簧。

13.如权利要求12所述的冲击敲打装置，其特征在于：所述设备包括至少两个延伸弹簧(78)，布置在砧座(16)和击锤(18)外侧。

14.如权利要求10所述的冲击敲打装置，其特征在于：所述敲打装置包括张紧弹簧(32)的装置(48、50)，所述装置至少局部独立于所述砧座(16)被支承。

15.如权利要求14所述的冲击敲打装置，其特征在于：张紧弹簧(32)的所述装置包括马达(48)。

16.如权利要求14所述的冲击敲打装置，其特征在于：张紧弹簧(32)的所述装置包括气动张紧装置。

17.如权利要求14所述的冲击敲打装置，其特征在于：张紧弹簧(32)的所述装置包括电磁张紧装置。

18.如权利要求1所述的冲击敲打装置，其特征在于：一个弹簧储料器(36)已被布置在所述击锤和所述砧座(16)的冲击表面之间。

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