專利名稱：自動除焦器的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型屬于石化行業(yè)焦化塔除焦設備，主要提出一種自動除焦器。
自動除焦器應用于石油化工企業(yè)煉油廠延遲焦化塔，去除塔內(nèi)沉淀焦化物。除焦工藝分兩步，將除焦器連接在鉆桿下部，由塔頂自上向下送入焦化層，除焦器慢速旋轉(zhuǎn)并向下進給，應用高壓水射流經(jīng)過除焦器前端均布的噴嘴，首先將焦層鉆個通孔，然后將除焦器慢速提到焦層以上，切換高壓水進入除焦器周向均布的噴嘴，再送入焦層自上而下分層切焦，直至將塔內(nèi)沉淀焦化物全部清除。除焦過程包括鉆孔、切焦兩個工藝流程，準確可靠地切換高壓水流道成為除焦器的技術(shù)關(guān)鍵，為此除焦器結(jié)構(gòu)也經(jīng)歷了幾次改進發(fā)展階段。最早的切換方式是焦層通孔后將除焦器提上塔頂，用堵頭把前端鉆孔噴嘴堵死，打開周向噴嘴轉(zhuǎn)換為切焦工況，這種切換費工費時效率低。后來采用壓差原理進行鉆孔與切焦工況轉(zhuǎn)換，即低水壓時鉆孔噴嘴工作，高水壓時自動切換水道，周向切焦噴嘴工作。由于低壓水鉆孔效率很低，人工送給速度快時，鉆孔噴嘴直接與未破碎的焦層接觸，堵塞噴嘴流道引起除焦器內(nèi)腔水壓升高，造成切換紊亂，引起夾鉆事故，這種切換方式弊病不少。目前廣泛使用的是洛陽石油化工工程公司1996年研制的自動切換聯(lián)合鉆孔切焦器，采用高壓水壓力回零、彈簧復位，機械轉(zhuǎn)位原理，切換高壓水通道，實現(xiàn)鉆孔與切焦兩種工況的轉(zhuǎn)換，它的換向控制機構(gòu)是兩位四通閥，它的換向執(zhí)行機構(gòu)是設在切焦器高壓水主道內(nèi)腔由閥芯、上閥套，下閥套組成的雙向液壓缸，兩位四通閥輸出的高壓控制水流驅(qū)動閥芯上移與上閥座貼緊時，切斷周向噴嘴水道進入鉆孔工況，驅(qū)動閥芯下移與下閥座錐體貼緊時，切斷下端噴嘴水道進入切焦工況。


圖1給出兩位四通閥結(jié)構(gòu)示意，主要包括由柱塞式液壓缸1、柱塞齒條2和復位壓簧3組成的直線移動件，與齒條嚙合空套在閥芯4上的擺動齒輪5，擺動齒輪通過棘輪棘爪6單向轉(zhuǎn)位機構(gòu)與閥芯連接，高壓水進入切焦器內(nèi)腔主水道，同時分流進入兩位四通閥，液壓缸1驅(qū)動柱塞齒條右移，擺動齒輪5順時針轉(zhuǎn)位90°，棘爪滑過一個棘齒，閥芯不動，需要轉(zhuǎn)換工況時，高壓水外循環(huán)，液壓缸1壓力回零，復位壓簧3驅(qū)動柱塞齒條左移，擺動齒輪5逆時針轉(zhuǎn)位90°，彈簧片7壓住棘爪推動棘輪，閥芯逆時針轉(zhuǎn)位90°，切換兩位四通閥輸出的高壓控制水道。這種除焦器工作原理正確，除焦效率高，但在使用中也暴露出許多不足之處，主要問題是(1)除焦器工作時浸沒在焦水混合液內(nèi)，兩位四通閥運動件選用38CrMoAL滲氮作主材，不耐硫腐蝕，在這種惡劣的工作環(huán)境下，運動件腐蝕嚴重，常常發(fā)生銹蝕粘連，甚至于短期內(nèi)造成整臺除焦器報廢。(2)兩位四通閥的閥芯單向轉(zhuǎn)位機構(gòu)采用棘爪棘輪彈簧片壓緊機構(gòu)，在焦水異物侵入的惡劣工作條件下，彈簧片性能參數(shù)的變化、異物夾雜堵塞等多因素作用下，容易動作失靈或卡死，因此必須針對特定的工作條件改進設計。(3)切焦器的換向執(zhí)行機構(gòu)雙向液壓缸的排水通道經(jīng)由兩位四通閥內(nèi)腔排向閥體外，而切焦器在焦水混合液內(nèi)工作，由于設計不合理，排水通道不呈滿流排放或水壓低于環(huán)境水壓，發(fā)生焦水混合液倒灌入兩位四通閥，焦粉焦粒的帶入沉積，阻滯閥內(nèi)傳動，也是除焦器工作失效的重要原因之一。
本實用新型的目的即是提出一種自動除焦器，以克服現(xiàn)有除焦器所存在的上缺陷。
本實用新型自動除焦器通過以下技術(shù)途徑達到上述目的其主要包括有上部本體、上閥座、下閥座和由上閥套、下閥套與移動閥芯組成的雙向液壓缸，本體的內(nèi)腔為高壓水水道，下部高壓水腔外接鉆孔噴嘴，中段周向設置與主水道連通的切焦噴嘴，設置有控制除焦器工況轉(zhuǎn)換的自動換向閥，自動換向閥內(nèi)設有柱塞式液壓缸、柱塞齒條和復位壓簧組成的直線移動件，并設置與齒條嚙合且空套在閥芯上的擺動齒輪；其特征是擺動齒輪與閥芯通過超越離合器單向轉(zhuǎn)位機構(gòu)連接；閥內(nèi)高壓水進水道與泄流排水通道之間有泄流孔。
超越離合器單向轉(zhuǎn)位機構(gòu)具有由壓簧軸向壓緊的離合器上蓋，上蓋端面設置的超越齒與擺動齒輪端面設置的超越齒嚙合組成超越離合器；離合器上蓋外圓柱面設有互成90°的4個漸開線凸齒，止動柱銷由壓簧軸向壓緊貼在漸開線齒面上，離合器上蓋的內(nèi)孔與閥芯鍵連接。
下閥座中間具有園錐狀凸起。
本實用新型提出的自動除焦器結(jié)構(gòu)設計較為合理，具有除焦速度快和整機使用壽命長的特點并可降低工人勞動強度。
下面給出本實用新型自動除焦器的實施例。
圖1為現(xiàn)有自動切換聯(lián)合鉆孔切焦器的兩位四通閥結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實用新型自動除焦器主體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為自動除焦器的自動換向閥結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為圖3的B-B剖面圖。
圖5為圖3的A-A剖面圖。
圖6為自動換向閥內(nèi)超越離合器上蓋零件的主視圖。
圖7為圖6的側(cè)視圖。
結(jié)合附圖進一步詳述本實用新型的技術(shù)結(jié)構(gòu)和工作原理。
圖2顯示自動除焦器的鉆孔工況。除焦器上部是本體8，本體外接高壓水系統(tǒng)，內(nèi)腔為高壓水主道，本體側(cè)面經(jīng)由過濾器9、高壓膠管10、分流部分高壓水進入自動換向閥11內(nèi)，除焦器中段自上而下依次設置上閥座12，由上閥套13、下閥套14和移動閥芯15組成的雙向液壓缸，以及帶有中間園錐狀凸起的下閥座16；切焦通管17位于雙向液壓缸兩側(cè)，入口與高壓水主道相通，并與周向切焦噴嘴18相連，其通斷工作狀態(tài)由移動閥芯的工作位置控制。除焦器下部高壓水腔外接鉆孔噴嘴19。
圖3、圖4、圖5顯示出自動換向閥內(nèi)部結(jié)構(gòu)的技術(shù)內(nèi)容。閥體內(nèi)主要包由柱塞式液壓缸20、柱塞齒條21和復位壓簧22組成的直線移動件，與齒條嚙合并間隙配合空套在閥芯23上的擺動齒輪24；齒條的最大行程正好驅(qū)動擺動齒輪轉(zhuǎn)位90°，導向鍵25引導柱塞齒條平穩(wěn)直線運動，連接閥芯23與擺動齒輪24的超越離合器單向轉(zhuǎn)位機構(gòu)，包括被壓簧36軸向壓緊的離合器上蓋26，其端面超越齒與擺動齒輪端面的超越齒相互嚙合組成超越離合器，單向離合器上蓋26與閥芯23鍵銷聯(lián)結(jié)，其外圓柱面呈四個互成90°分布的漸開線凸齒，止動柱銷27由壓簧28軸向壓緊貼在漸開線齒面上，對離合器上蓋單向止動。閥芯23一端的外圓柱面，對稱開有一對120°弧槽，閥芯每轉(zhuǎn)位90°可以切換連通自動除焦器主體內(nèi)雙向液壓缸兩個隔離腔的高壓控制水道29和30，泄流經(jīng)由自動換向閥內(nèi)腔和排水道31排出閥體。本實用新型在閥內(nèi)高壓進水道與泄流排水通道之間增設一泄流孔32，從而提高了排水壓力和流量，實現(xiàn)排水滿流、防止焦水混合液倒灌閥腔。
圖6、圖7為超越離合器上蓋零件主、側(cè)視圖。其一端面設有超越齒33，其外圓柱面具有四個互成90°分布的漸開線凸齒34，其內(nèi)孔開有與閥芯23聯(lián)結(jié)的鍵槽35。
自動除焦器的工作原理簡述如下，高壓水進入除焦器主水道，部分高壓水流進入自動換向閥內(nèi)，柱塞式液壓缸20推動柱塞齒條右移，擺動齒輪順時針轉(zhuǎn)角90°，此時超越離合器滑脫，離合器上蓋止動，閥芯23不動，雙向液壓缸的移動閥芯15工作位置不變，除焦器處于鉆孔或切焦工況；高壓水外循環(huán)，除焦器主水道斷流，則自動換向閥液壓缸20失壓回零、壓簧復位，推動柱塞齒條左移，擺動齒輪逆時針轉(zhuǎn)角90°，此時超越離合器閉合驅(qū)動閥芯23同步轉(zhuǎn)角90°，切換連接雙向液壓缸兩個隔離腔的控制高壓水道；高一壓水重新輸入除焦器主水道，此時一部分高壓水經(jīng)由自動換向閥切換過的控制水道驅(qū)動雙向液壓缸的移動閥芯15改變工作位置，閥芯15上行與上閥座貼緊則切斷周向噴嘴水道進入鉆孔工況。閥芯15下行與下閥座錐體貼合則切斷下端噴嘴水道進入切焦工況。
權(quán)利要求1.一種自動除焦器，主要包括有上部本體(8)、上閥座(12)、下閥座(16)和由上閥套(13)、下閥套(14)與移動閥芯(15)組成的雙向液壓缸，本體(8)的內(nèi)腔為高壓水水道，下部高壓水腔外接鉆孔噴嘴(19)，中段周向設置與主水道連通的切焦噴嘴(18)，設置有控制除焦器工況轉(zhuǎn)換的自動換向閥(11)，自動換向閥(11)內(nèi)設有柱塞式液壓缸(20)、柱塞齒條(21)和復位壓簧(22)組成的直線移動件，并設置與齒條嚙合且空套在閥芯(23)上的擺動齒輪(24)；其特征是擺動齒輪(24)與閥芯(23)通過超越離合器單向轉(zhuǎn)位機構(gòu)連接；閥內(nèi)高壓水進水道與泄流排水通道之間有泄流孔(32)。
2.按照權(quán)利要求1所述的自動除焦器，其特征是超越離合器單向轉(zhuǎn)位機構(gòu)具有由壓簧(36)軸向壓緊的離合器上蓋(26)，上蓋端面設置的超越齒與擺動齒輪(24)端面設置的超越齒嚙合組成超越離合器；離合器上蓋(26)外圓柱面設有互成90°的4個漸開線凸齒，止動柱銷(27)由壓簧(28)軸向壓緊貼在漸開線齒面上，離合器上蓋的內(nèi)孔與閥芯(23)鍵連接。
3.按照權(quán)利要求1所述的自動除焦器，其特征是下閥座(16)中間具有園錐狀凸起。
專利摘要本實用新型屬于石化行業(yè)焦化塔除焦設備。提出的自動除焦器主要包括有上部本體、上閥座、下閥座和由上閥套、下閥套與移動閥芯組成的雙向液壓缸,設置有控制除焦器工況轉(zhuǎn)換的自動換向閥,閥內(nèi)設有柱塞式液壓缸、柱塞齒條和復位壓簧組成的直線移動件,并設置與齒條嚙合且空套在閥芯上的擺動齒輪,擺動齒輪與閥芯通過超越離合器單向轉(zhuǎn)位機構(gòu)連接;閥內(nèi)高壓水進水道與泄流排水通道之間有泄流孔。
文檔編號C10B33/00GK2470359SQ0121631
公開日2002年1月9日 申請日期2001年2月12日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月12日
發(fā)明者張清源, 吳烈賚 申請人:張清源, 吳烈賚