гидравлический резак
Классы МПК: | C10B33/02 извлечение кокса устройствами, встроенными в печь, например зубчатыми механизмами, шнеками |
Автор(ы): | Ёлшин Анатолий Иванович (RU), Сердюк Федор Иванович (RU), Тихонов Анатолий Аркадьевич (RU), Кращук Сергей Геннадьевич (RU), Актуганов Альберт Нуриевич (RU), Кривых Виктор Анатольевич (RU), Мухин Сергей Васильевич (RU), Дворников Андрей Анатольевич (RU) |
Патентообладатель(и): | Открытое акционерное общество "Ангарская нефтехимическая компания" (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2008-04-16 публикация патента:
20.09.2009 |
Изобретение может быть использовано для гидравлической выгрузки нефтяного кокса из реакторов установок замедленного коксования. Гидравлический резак опускают в реактор до верхнего уровня кокса и включают водяной насос высокого давления. Вода под высоким давлением через горловину фланца 13 и сообщающиеся отверстия 9 поворотного 10 и неподвижного 8 золотников поступает по вертикальным трубам 4 в головку 6 к бурильным соплам 7. В процессе эксплуатации гидрорезака регулируется герметичность переключающего устройства путем поджатия торца регулировочной втулки 17, изготовленной из более мягкого материала, к стыку ступенчатого вала 16, обладающего более высокой твердостью. В случае забивания зубчатого зацепления сектора 14 коксовыми частицами регулировочная втулка вывинчивается из фланца 13 и производится очистка зубчатого зацепления, например продувкой сжатым воздухом. После очистки зубчатого зацепления в переключающем устройстве регулировочная втулка 17 снова заворачивается во фланец 13 и притирается со стыком ступенчатого вала 16. Изобретение позволяет сократить затраты воды и электроэнергии в процессе эксплуатации гидрорезака и улучшить гранулометрический состав выгружаемого кокса. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Формула изобретения
1. Гидравлический резак, в корпусе которого содержатся режущие и бурильные сопла, переключающее устройство, состоящее из неподвижного и поворотного золотников с закрепленным на последнем зубчатым сектором, взаимодействующим с шестерней, насаженной на ступенчатый вал, который размещен и притерт стыком к корпусу гидрорезака, отличающийся тем, что в месте притирочного контакта стыка ступенчатого вала с корпусом резака в последнем на резьбовом соединении установлена регулировочная втулка, при этом твердость стыка ступенчатого вала с корпусом выше твердости торца втулки.
2. Гидравлический резак по п.1, отличающийся тем, что в верхней части регулировочной втулки установлено контактное уплотнение, например комплект шевронных манжет с нажимной гайкой.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к оборудованию коксового производства, в частности к устройствам для гидравлической выгрузки нефтяного кокса из реакторов установок замедленного коксования.
Известен гидравлический резак, в корпусе которого размещены режущие и бурильные сопла, переключающее устройство, состоящее из неподвижного и поворотного золотников с укрепленным на последнем зубчатым сектором, взаимодействующим с шестерней, насаженной на ступенчатый вал, размещенный в корпусе гидрорезака с возможностью осевого перемещения /Авт. свид. № 1120693, БИ № 20,1985 г./.
Недостатком данного гидравлического резака является быстрый износ контактирующих поверхностей сопрягаемых деталей вследствие осевого возвратно-поступательного движения ступенчатого вала относительно корпуса и, как следствие, разгерметизация гидрорезака, приводящая к повышению энергоемкости и водопотребления процесса резки и ухудшению гранулометрического состава выгружаемого кокса.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому объекту является гидравлический резак, имеющий корпус с размещенными в нем режущими и бурильными соплами, переключающее устройство, состоящее из неподвижного и поворотного золотников, с закрепленным на последнем подпружиненным зубчатым сектором, взаимодействующим с шестерней, насаженной на ступенчатый вал, размещенный в корпусе гидрорезака, при этом стык ступенчатого вала притерт к корпусу гидрорезака, а зубчатая шестерня выше зубчатого сектора (Патент РФ № 2206593, БИ № 17 от 20.06.2003 г.).
Недостатком данного гидравлического резака является быстрый гидроабразивный износ сопрягаемых поверхностей за счет плотного примыкания ступенчатого вала к корпусу гидрорезака, что приводит к его разгерметизации в процессе эксплуатации и, как следствие, повышению энергоемкости и водопотребления, ухудшению гранулометрического состава выгружаемого кокса. Кроме того, размещение пружин под зубчатым сектором приводит к засорению их коксовыми частицами. Для очистки зубчатого зацепления переключающего устройства гидрорезака от коксовых частиц, требуется выполнение ряда трудоемких технологических операций, связанных с его демонтажем и разборкой.
Задачей изобретения является сокращение затрат воды и электроэнергии в процессе эксплуатации гидрорезака, улучшение гранулометрического состава выгружаемого кокса.
Технический результат заключается в
- повышении герметичности конструкции гидрорезака;
- упрощении ремонта и эксплуатации гидрорезака;
- снижении удельных затрат электроэнергии и воды на выгрузку тонны кокса;
- улучшении гранулометрического состава (увеличение выхода фракций выше 8 мм в выгружаемом суммарном коксе).
Заявленный технический результат достигается тем, что в корпусе гидравлического резака, содержащем режущие и бурильные сопла, переключающее устройство, состоящее из неподвижного и поворотного золотников, с закрепленным на последнем зубчатым сектором, взаимодействующим с шестерней, насаженной на ступенчатый вал, который размещен и притерт стыком к корпусу гидрорезака, в месте притирочного контакта на резьбовом соединении установлена регулировочная втулка, при этом твердость стыка ступенчатого вала с корпусом резака выше твердости торца втулки, в верхней части втулки установлено контактное уплотнение, например комплект шевронных манжет с нажимной гайкой.
На фиг.1 изображен предлагаемый гидравлический резак в разрезе, на фиг.2 - разрез А-А фиг.1.
Гидравлический резак содержит цилиндрический корпус 1 с внутренней полостью 2, в которой размещены режущие сопла 3 и вертикальные трубы 4 для подвода воды через диафрагму 5 в головку 6 с бурильными соплами 7. В верхней части гидрорезака расположено переключающее устройство для перевода гидрорезака с режима бурения на режим резки и обратно. Переключающее устройство содержит неподвижный золотник 8 с четырьмя сквозными отверстиями 9, два из которых сообщаются с вертикальными трубами 4, а два других - с полостью 2, и поворотный золотник 10 с двумя сквозными отверстиями 11, при этом к неподвижному золотнику 8 шпильками 12 крепится фланец 13. На поворотном золотнике 10 укреплен зубчатый сектор 14, находящийся в зацеплении с шестерней 15, насаженной на ступенчатый вал 16, имеющий выход за пределы фланца 13. В месте притирочного контакта стыка ступенчатого вала 16 и фланца 13, в последнем, на резьбовом соединении установлена регулировочная втулка 17. Нижняя торцевая поверхность регулировочной втулки 17 притерта к опорной поверхности стыка ступенчатого вала 16, при этом твердость опорной поверхности стыка ступенчатого вала 16, выше твердости торца регулировочной втулки 17. С целью повышения герметичности гидрорезака, предназначенного для работы под высоким давлением (20,0 МПа и выше) в регулировочной втулке 17, дополнительно установлено контактное уплотнение, например пакет шевронных манжет 18, поджатых нажимной гайкой 19. Для фиксации угла поворота поворотного золотника 1 во фланце 13 установлен фиксатор, например винт 20. Корпус 1 гидравлического резака защищен от механических повреждений косынками 21.
Сравнительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемое устройство отличается тем, что в месте притирочного контакта ступенчатого вала с корпусом гидравлического резака на резьбовом соединении установлена регулировочная втулка, твердость торца которой меньше твердости стыка ступенчатого вала с корпусом, а в верхней части втулки установлено контактное уплотнение, например комплект шевронных манжет с нажимной гайкой.
Предлагаемый гидравлический резак работает, следующим образом. Гидравлический резак, установленный на режим бурения, опускают в реактор до верхнего уровня кокса и включают водяной насос высокого давления. Вода под высоким давлением через горловину фланца 13 и сообщающиеся отверстия 9 поворотного 10 и неподвижного 8 золотников поступает по вертикальным трубам 4 в головку 6 к бурильным соплам 7. Поступающая в гидравлический резак под высоким давлением вода мощными компактными струями, истекающими из бурильных сопел 7, производит гидробурение центральной скважины в коксе. По окончании гидробурения насос переводят на байпас и гидравлический резак выводят из реактора коксования. Затем вращением ступенчатого вала 16 поворачивают шестерню 15 вместе с зубчатым сектором 14 и поворотным золотником 10. При этом отверстия 11 поворотного золотника 10 совмещаются с двумя другими отверстиями 9 неподвижного золотника 8, выходящими в полость 2. Вода из полости 2 поступает в режущие сопла 3. Высоконапорные струи воды, истекающие из режущих сопел 3, производят резку кокса до полного освобождения реактора.
В процессе эксплуатации гидрорезака, регулируется герметичность переключающего устройства, путем поджатия торца регулировочной втулки 17 изготовленной из более мягкого материала к стыку ступенчатого вала 16, обладающего более высокой твердостью. В случае забивания зубчатого зацепления сектора 14 коксовыми частицами регулировочная втулка вывинчивается из фланца 13 и производится очистка зубчатого зацепления, например продувкой сжатым воздухом. После очистки зубчатого зацепления в переключающем устройстве, регулировочная втулка 17 снова заворачивается во фланец 13 и притирается со стыком ступенчатого вала 16.
Таким образом, в предлагаемом гидравлическом резаке за счет регулируемой притирки стыка ступенчатого вала к торцу регулировочной втулки, размещенной в корпусе гидрорезака на резьбовом соединении, обеспечивается стабилизация давления воды в корпусе гидрорезака и, как следствие, снижается энергоемкость и водопотребление процесса гидрорезки, улучшается гранулометрический состав выгружаемого кокса. Кроме того, размещение регулировочной втулки в корпусе гидрорезака на резьбовом соединении позволяет производить периодическую очистку зубчатого зацепления переключающего устройства без разборки переключающего устройства гидрорезака, что значительно упрощает условия его ремонта и эксплуатации.