CN2470359Y - 自动除焦器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于石化行业焦化塔除焦设备。提出的自动除焦器主要包括有上部本体、上阀座、下阀座和由上阀套、下阀套与移动阀芯组成的双向液压缸,设置有控制除焦器工况转换的自动换向阀,阀内设有柱塞式液压缸、柱塞齿条和复位压簧组成的直线移动件,并设置与齿条啮合且空套在阀芯上的摆动齿轮,摆动齿轮与阀芯通过超越离合器单向转位机构连接;阀内高压水进水道与泄流排水通道之间有泄流孔。

Description

自动除焦器

本实用新型属于石化行业焦化塔除焦设备，主要提出一种自动除焦器。

自动除焦器应用于石油化工企业炼油厂延迟焦化塔，去除塔内沉淀焦化物。除焦工艺分两步，将除焦器连接在钻杆下部，由塔顶自上向下送入焦化层，除焦器慢速旋转并向下进给，应用高压水射流经过除焦器前端均布的喷嘴，首先将焦层钻个通孔，然后将除焦器慢速提到焦层以上，切换高压水进入除焦器周向均布的喷嘴，再送入焦层自上而下分层切焦，直至将塔内沉淀焦化物全部清除。除焦过程包括钻孔、切焦两个工艺流程，准确可靠地切换高压水流道成为除焦器的技术关键，为此除焦器结构也经历了几次改进发展阶段。最早的切换方式是：焦层通孔后将除焦器提上塔顶，用堵头把前端钻孔喷嘴堵死，打开周向喷嘴转换为切焦工况，这种切换费工费时效率低。后来采用压差原理进行钻孔与切焦工况转换，即低水压时钻孔喷嘴工作，高水压时自动切换水道，周向切焦喷嘴工作。由于低压水钻孔效率很低，人工送给速度快时，钻孔喷嘴直接与未破碎的焦层接触，堵塞喷嘴流道引起除焦器内腔水压升高，造成切换紊乱，引起夹钻事故，这种切换方式弊病不少。目前广泛使用的是洛阳石油化工工程公司1996年研制的自动切换联合钻孔切焦器，采用高压水压力回零、弹簧复位，机械转位原理，切换高压水通道，实现钻孔与切焦两种工况的转换，它的换向控制机构是两位四通阀，它的换向执行机构是设在切焦器高压水主道内腔由阀芯、上阀套，下阀套组成的双向液压缸，两位四通阀输出的高压控制水流驱动阀芯上移与上阀座贴紧时，切断周向喷嘴水道进入钻孔工况，驱动阀芯下移与下阀座锥体贴紧时，切断下端喷嘴水道进入切焦工况。图1给出两位四通阀结构示意，主要包括由柱塞式液压缸1、柱塞齿条2和复位压簧3组成的直线移动件，与齿条啮合空套在阀芯4上的摆动齿轮5，摆动齿轮通过棘轮棘爪6单向转位机构与阀芯连接，高压水进入切焦器内腔主水道，同时分流进入两位四通阀，液压缸1驱动柱塞齿条右移，摆动齿轮5顺时针转位90°，棘爪滑过一个棘齿，阀芯不动，需要转换工况时，高压水外循环，液压缸1压力回零，复位压簧3驱动柱塞齿条左移，摆动齿轮5逆时针转位90°，弹簧片7压住棘爪推动棘轮，阀芯逆时针转位90°，切换两位四通阀输出的高压控制水道。这种除焦器工作原理正确，除焦效率高，但在使用中也暴露出许多不足之处，主要问题是：(1)除焦器工作时浸没在焦水混合液内，两位四通阀运动件选用38CrMoAL渗氮作主材，不耐硫腐蚀，在这种恶劣的工作环境下，运动件腐蚀严重，常常发生锈蚀粘连，甚至于短期内造成整台除焦器报废。(2)两位四通阀的阀芯单向转位机构采用棘爪棘轮弹簧片压紧机构，在焦水异物侵入的恶劣工作条件下，弹簧片性能参数的变化、异物夹杂堵塞等多因素作用下，容易动作失灵或卡死，因此必须针对特定的工作条件改进设计。(3)切焦器的换向执行机构双向液压缸的排水通道经由两位四通阀内腔排向阀体外，而切焦器在焦水混合液内工作，由于设计不合理，排水通道不呈满流排放或水压低于环境水压，发生焦水混合液倒灌入两位四通阀，焦粉焦粒的带入沉积，阻滞阀内传动，也是除焦器工作失效的重要原因之一。

本实用新型的目的即是提出一种自动除焦器，以克服现有除焦器所存在的上缺陷。

本实用新型自动除焦器通过以下技术途径达到上述目的：

其主要包括有上部本体、上阀座、下阀座和由上阀套、下阀套与移动阀芯组成的双向液压缸，本体的内腔为高压水水道，下部高压水腔外接钻孔喷嘴，中段周向设置与主水道连通的切焦喷嘴，设置有控制除焦器工况转换的自动换向阀，自动换向阀内设有柱塞式液压缸、柱塞齿条和复位压簧组成的直线移动件，并设置与齿条啮合且空套在阀芯上的摆动齿轮；其特征是：摆动齿轮与阀芯通过超越离合器单向转位机构连接；阀内高压水进水道与泄流排水通道之间有泄流孔。

超越离合器单向转位机构具有由压簧轴向压紧的离合器上盖，上盖端面设置的超越齿与摆动齿轮端面设置的超越齿啮合组成超越离合器；离合器上盖外圆柱面设有互成90°的4个渐开线凸齿，止动柱销由压簧轴向压紧贴在渐开线齿面上，离合器上盖的内孔与阀芯键连接。

下阀座中间具有园锥状凸起。

本实用新型提出的自动除焦器结构设计较为合理，具有除焦速度快和整机使用寿命长的特点并可降低工人劳动强度。

下面给出本实用新型自动除焦器的实施例。

图1为现有自动切换联合钻孔切焦器的两位四通阀结构示意图。

图2为本实用新型自动除焦器主体结构示意图。

图3为自动除焦器的自动换向阀结构示意图。

图4为图3的B-B剖面图。

图5为图3的A-A剖面图。

图6为自动换向阀内超越离合器上盖零件的主视图。

图7为图6的侧视图。

结合附图进一步详述本实用新型的技术结构和工作原理。

图2显示自动除焦器的钻孔工况。除焦器上部是本体8，本体外接高压水***，内腔为高压水主道，本体侧面经由过滤器9、高压胶管10、分流部分高压水进入自动换向阀11内，除焦器中段自上而下依次设置上阀座12，由上阀套13、下阀套14和移动阀芯15组成的双向液压缸，以及带有中间园锥状凸起的下阀座16；切焦通管17位于双向液压缸两侧，入口与高压水主道相通，并与周向切焦喷嘴18相连，其通断工作状态由移动阀芯的工作位置控制。除焦器下部高压水腔外接钻孔喷嘴19。

图3、图4、图5显示出自动换向阀内部结构的技术内容。阀体内主要包：由柱塞式液压缸20、柱塞齿条21和复位压簧22组成的直线移动件，与齿条啮合并间隙配合空套在阀芯23上的摆动齿轮24；齿条的最大行程正好驱动摆动齿轮转位90°，导向键25引导柱塞齿条平稳直线运动，连接阀芯23与摆动齿轮24的超越离合器单向转位机构，包括被压簧36轴向压紧的离合器上盖26，其端面超越齿与摆动齿轮端面的超越齿相互啮合组成超越离合器，单向离合器上盖26与阀芯23键销联结，其外圆柱面呈四个互成90°分布的渐开线凸齿，止动柱销27由压簧28轴向压紧贴在渐开线齿面上，对离合器上盖单向止动。阀芯23一端的外圆柱面，对称开有一对120°弧槽，阀芯每转位90°可以切换连通自动除焦器主体内双向液压缸两个隔离腔的高压控制水道29和30，泄流经由自动换向阀内腔和排水道31排出阀体。本实用新型在阀内高压进水道与泄流排水通道之间增设一泄流孔32，从而提高了排水压力和流量，实现排水满流、防止焦水混合液倒灌阀腔。

图6、图7为超越离合器上盖零件主、侧视图。其一端面设有超越齿33，其外圆柱面具有四个互成90°分布的渐开线凸齿34，其内孔开有与阀芯23联结的键槽35。

自动除焦器的工作原理简述如下，高压水进入除焦器主水道，部分高压水流进入自动换向阀内，柱塞式液压缸20推动柱塞齿条右移，摆动齿轮顺时针转角90°，此时超越离合器滑脱，离合器上盖止动，阀芯23不动，双向液压缸的移动阀芯15工作位置不变，除焦器处于钻孔或切焦工况；高压水外循环，除焦器主水道断流，则自动换向阀液压缸20失压回零、压簧复位，推动柱塞齿条左移，摆动齿轮逆时针转角90°，此时超越离合器闭合驱动阀芯23同步转角90°，切换连接双向液压缸两个隔离腔的控制高压水道；高一压水重新输入除焦器主水道，此时一部分高压水经由自动换向阀切换过的控制水道驱动双向液压缸的移动阀芯15改变工作位置，阀芯15上行与上阀座贴紧则切断周向喷嘴水道进入钻孔工况。阀芯15下行与下阀座锥体贴合则切断下端喷嘴水道进入切焦工况。

Claims (3)

1、一种自动除焦器，主要包括有上部本体(8)、上阀座(12)、下阀座(16)和由上阀套(13)、下阀套(14)与移动阀芯(15)组成的双向液压缸，本体(8)的内腔为高压水水道，下部高压水腔外接钻孔喷嘴(19)，中段周向设置与主水道连通的切焦喷嘴(18)，设置有控制除焦器工况转换的自动换向阀(11)，自动换向阀(11)内设有柱塞式液压缸(20)、柱塞齿条(21)和复位压簧(22)组成的直线移动件，并设置与齿条啮合且空套在阀芯(23)上的摆动齿轮(24)；其特征是：摆动齿轮(24)与阀芯(23)通过超越离合器单向转位机构连接；阀内高压水进水道与泄流排水通道之间有泄流孔(32)。

2、按照权利要求1所述的自动除焦器，其特征是超越离合器单向转位机构具有由压簧(36)轴向压紧的离合器上盖(26)，上盖端面设置的超越齿与摆动齿轮(24)端面设置的超越齿啮合组成超越离合器；离合器上盖(26)外圆柱面设有互成90°的4个渐开线凸齿，止动柱销(27)由压簧(28)轴向压紧贴在渐开线齿面上，离合器上盖的内孔与阀芯(23)键连接。

3、按照权利要求1所述的自动除焦器，其特征是下阀座(16)中间具有园锥状凸起。

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