自轉式切焦器的製造方法

2023-05-11 05:52:26

自轉式切焦器的製造方法
【專利摘要】本發明為自轉式切焦器，屬於水力除焦【技術領域】。它主要是解決現有切焦器只能提供一種調定的旋轉速度而不能使鑽孔和切焦兩種工況達到最佳匹配狀態的問題。它的主要特徵是：包括鑽杆連接部件、水動力部件、節流調速部件、除焦部件和切換部件；節流調速部件設置於水動力部件與除焦部件之間，切換部件位於除焦部件的軸向腔內，切換軸上端以花鍵與切換盤聯結，切換盤上裝有兩個切換塊，除焦部件的供水流道為內環形流道，外周布置了四個或兩個切焦噴嘴、下端布置了四個鑽孔噴嘴；本發明具有可提供分別滿足鑽孔和切焦兩種工況的旋轉速度和有利於塔內焦炭塌方時解除埋鑽的特點，是可廣泛用於焦炭塔內水力除焦過程的動力設備。
【專利說明】自轉式切焦器
【技術領域】
[0001]本發明屬於水力除焦【技術領域】。具體涉及一種用於焦炭塔內水力除焦過程的動力除焦設備。
【背景技術】
[0002]目前用於焦炭塔內水力除焦的塔內動力設備均採用水渦輪(水馬達)加切焦器的設備組合。由於水渦輪(水馬達)只能提供一種調定的旋轉速度，而切焦器存在鑽孔和切焦二種工況，因此水渦輪(水馬達)一種旋轉速度與切焦器鑽孔和切焦的二種工況相匹配，必然不能使處於鑽孔或切焦工況的切焦器達到最佳狀態。另外，由於通過外部連接水渦輪(水馬達)加切焦器的設備組合軸向尺寸長(約2.5米)，因而在除焦過程中，當塔內焦炭塌方時，設備組合與焦炭的接觸面積大，不利於解除埋鑽。
[0003]
【發明內容】

本發明的目的就是針對上述不足之處而提供的一種自轉式切焦器。自轉式切焦器採用內裝的切換部件同時對水動力部件和除焦部件進行二種旋轉速度和二種工況的自動切換，可以提供二種旋轉速度，分別滿足鑽孔和切焦二種工況的不同轉速要求，使處於鑽孔或切焦工況的切焦器達到最佳狀態。自轉式切焦器將旋轉動力、動力變速和調速、鑽孔和切焦、鑽孔和切焦的自動切換布置在一臺設備內，軸向尺寸只有通過外部連接水渦輪(水馬達)加切焦器的設備組合軸向尺寸的二分之一，有利於解除埋鑽。
[0004]本發明的技術解決方案是:一種自轉式切焦器，包括鑽杆連接部件、水動力部件和除焦部件，鑽杆連接部件與水動力部件連接，其特徵在於:還包括節流調速部件和切換部件；節流調速部件設置於水動力部件與除焦部件之間，由調速器本體和針閥構成，調速器本體上端通過鍵和螺母與水動力部件的旋轉曲軸下端連接，調速器本體與旋轉曲軸內進水孔中心線水平位置設有與旋轉曲軸內進水孔貫通的環形槽，調速器本體還設有與旋轉曲軸內出水孔貫通的通孔，該環形槽與通孔之間設有隔斷密封件，調速器本體下端面通過螺栓與除焦部件連接，調速器本體內周水平方向布置了二個夾角為九十度的進水孔，分別與切換部件的切換盤外周相對應，在二個進水孔的外側分別布置了二組針閥；切換部件由筒體、切換盤、切換塊、切換凸輪、單向軸承、切換軸、碟簧組件、定位盤、安裝座等構成，切換部件裝於除焦部件安裝體中心階梯形的垂直通孔內，用螺栓將切換部件與除焦部件的安裝體下端面連接，筒體內上端裝有切換凸輪，切換凸輪上端為與切換凸輪一體的環形活塞，環形活塞與筒體內圓和切換軸外圓之間以橡膠密封圈組成二個動密封，切換凸輪下端外周為二條凸輪槽，與筒體內側布置的二個小軸滾動配合，切換凸輪下端內裝有單向軸承，單向軸承外環與切換凸輪內腔緊配合，單向軸承內環與切換軸以花鍵作滑動配合，切換凸輪下端裝有穿過切換軸外圓的碟簧組件，切換軸上端以花鍵與切換盤聯結，切換盤上裝有兩個切換塊，切換軸下端裝有定位盤，切換軸通過滾動軸承固定在安裝座內，安裝座通過螺栓與筒體連接，密封座中間以密封元件與旋轉曲軸上端組成動密封。二個進水孔中始終有一孔處於開啟位置，另一孔處於被切換盤外周阻斷位置，當切換部件的切換盤轉動九十度後，二個進水孔的開啟和阻斷被交換，分別對進入二個進水孔的高壓水進行流量調節，被調節流量後的高壓水進入環形槽，流量不同的高壓水流提供給水動力部件作動力，實現水動力部件二種不同的輸出轉速。
[0005]本發明的技術解決方案中所述的除焦部件由安裝體、切焦噴嘴和鑽孔噴嘴構成。安裝體上端通過螺栓與調速器本體連接，安裝體外周布置了四個或兩個切焦噴嘴，下端布置了四個鑽孔噴嘴，中間布置了切換部件。安裝體內上端布置有五個通孔，其中，中心為階梯形的中心垂直通孔，中心垂直通孔外沿按九十度均分布置了二個斜向通孔和二個垂直通孔；二個斜向通孔為切焦內環流道的進水孔，二個垂直通孔為鑽孔內環流道的進水孔，中心垂直通孔為切換部件的進水孔和安裝孔。二個斜向通孔和二個垂直通孔始終有二孔處於開啟的位置，另二孔處於被切換盤上裝有的兩個切換塊下端面阻斷的位置，當切換部件的切換盤轉動九十度後，二組孔的開啟和阻斷被交換。
[0006]本發明的技術解決方案中所述的鑽杆連接部件由防松法蘭、連接座、彈性元件、密封座、密封元件等構成。防松法蘭通過螺栓與連接座連接，連接座的貫眼螺紋與鑽杆連接，連接座下端通過螺栓與密封座連接，密封元件裝於密封座內。彈性元件對密封元件施加軸向補償力，使密封元件長期保持密封性能，密封座下端面通過螺栓與水動力部件的馬達外殼上端面連接。
[0007]本發明的技術解決方案中所述的水動力部件為低速軸轉式五星輪水液壓馬達，由一個馬達外殼、五個活塞、一個五星輪、一個旋轉曲軸、若干個密封單元和軸承等構成。馬達外殼與鑽杆連接部件的密封座以螺栓連接，旋轉曲軸上端與密封座中間以密封元件組成動密封，旋轉曲軸下端通過鍵和螺紋與調速器本體連接。旋轉曲軸中段為曲軸部分，曲軸部分的外圓與五星輪內圓配合，五星輪外周的五個平面分別與五個活塞的裙部平面配合，在曲軸部分的外圓布置有二條配液槽，其中一條為進水槽，另一條為出水槽，旋轉曲軸為中空式中空流道，中空流道為除焦水主流道，在主流道與曲軸外圓中間布置有二個通孔，一個為進水孔，另一個為出水孔，進水孔、出水孔的上端分別與二條配液槽貫通，進水孔、出水孔的下端分別與節流調速部件相應的環形槽或孔貫通，經過節流調速部件引入的高壓水作為五星輪水液壓馬達的動力液。
[0008]本發明的技術解決方案中所述的切焦噴嘴的切焦整流器和鑽孔噴嘴的鑽孔整流器分別為十三和十一等分的網格型整流器。
[0009]本發明由於採用由鑽杆連接部件、水動力部件、除焦部件、節流調速部件和切換部件構成的自轉式切焦器，水動力部件和除焦部件共用一個切換部件，切換盤的外周切換水動力部件的動力水，切換盤上裝有的兩個切換塊下端面切換鑽孔和切焦兩種工況的高壓水，節流調速部件內布置了兩組針閥，分別對進入水動力部件的高壓水進行流量調節，從而實現由水動力部件提供兩種旋轉速度，分別滿足鑽孔和切焦兩種工況，且兩種工況的轉速分別可調、自動切換，可提高水力除焦過程質量和速度。同時，由於採用了組合設計和自動切換功能共用，軸向尺寸由約2.5米減少到約1.2米，有利於塔內焦炭塌方時解除埋鑽。切換部件的切換軸與切換盤為動配合花鍵連接，拆除切換部件底部的螺栓後，切換部件與整機可以很方便地分離。另外，切換部件在內腔設置了液壓阻尼，減少切換盤的旋轉慣性，設置了徑向定位盤，確保精確換向。本發明具有可提供分別滿足鑽孔和切焦兩種工況的旋轉速度和有利於塔內焦炭塌方時解除埋鑽的特點。本發明是可廣泛用於焦炭塔內水力除焦過程的動力設備。【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本發明的結構示意圖。
[0011]圖2是圖1的左視圖。
[0012]圖3是圖1中的C-C剖視示意圖。
[0013]圖4是圖1中的B-B剖視示意圖。
[0014]圖5是切換部件的結構示意圖。
[0015]圖6是圖5的左視圖。
[0016]圖7是圖1的A-A剖視示意圖。
【具體實施方式】
[0017]如圖1至圖7所示。本發明由鑽杆連接部件1、水動力部件9、除焦部件12、節流調速部件10和切換部件13組成自轉式切焦器。由上而下，鑽杆連接部件I與水動力部件9連接，節流調速部件10設置於水動力部件9與除焦部件12之間，切換部件13位於除焦部件12的軸向腔內。
[0018]鑽杆連接部件I由防松法蘭2、連接座3、彈性元件4、密封座5、密封元件6構成。鑽杆連接部件I最上端為防松法蘭2，防松法蘭2通過螺栓與連接座3連接，連接座3的貫眼螺紋與鑽杆連接，連接座3內裝有彈性元件4，連接座3下端通過螺栓與密封座5連接，密封座5內裝有密封元件6，彈性元件對密封元件施加軸向補償力，使密封元件長期保持密封性能，密封座5下端面通過螺栓與水動力部件9的馬達外殼8上端面連接。
[0019]水動力部件9為軸轉式五星輪水液壓馬達，由一個旋轉曲軸7、一個馬達外殼8、五個活塞9-1、一個五星輪9-2和若干個密封單元和軸承等構成。馬達外殼8與鑽杆連接部件的密封座5以螺栓連接，旋轉曲軸7上端與密封座中間以密封元件6組成動密封，旋轉曲軸7下端通過鍵和螺母與調速器本體10-1連接；旋轉曲軸7中段為曲軸部分，曲軸部分的外圓與五星輪9-2內圓轉動配合,五星輪9-2外周的五個平面分別與五個活塞9-1的裙部平面配合，在曲軸部分的外圓布置有二條配液槽，其中一條為進水槽，另一條為出水槽，旋轉曲軸7為中空式，中空流道為除焦水主流道，在主流道與旋轉曲軸7外圓中間布置有二個通孔，一個為進水孔，另一個為出水孔，二個通孔的上端分別與二條配液槽貫通，二個通孔的下端分別與調速器本體10-1 二個相應的環形槽或孔貫通，經過節流調速部件引入的高壓水作為五星輪水液壓馬達的動力液。水動力部件9採用低速大扭矩五星輪油液壓馬達原型，由於使用介質不同，在密封結構、承力結構和材料選擇上均有較大的不同，水動力部件9還可以為其它形式的低速大扭矩水液壓馬達。
[0020]節流調速部件10由調速器本體10-1和針閥11等構成。調速器本體10-1通過鍵和螺母與旋轉曲軸7下端連接；在調速器本體10-1內周水平方向布置了二個夾角為九十度的二個進水孔，分別與切換盤23外周相對應，始終有一孔處於開啟位置，另一孔處於被切換盤23外周阻斷位置，當切換盤23轉動九十度後，二個進水孔的開啟和阻斷被交換。在二個進水孔的外側分別布置了二組針閥11，分別對進入二孔的高壓水流進行流量調節，被調節流量後的高壓水進入調速器本體10-1和旋轉曲軸7下端之間的環形槽，環形槽與旋轉曲軸?內的進水孔貫通，在調速器本體10-1和旋轉曲軸7下端之間還布置了一個通孔，此孔與旋轉曲軸7內的出水孔貫通，環形槽與通孔之間有密封件隔斷；流量不同的高壓水流提供給水動力部件9作動力，實現水動力部件9 二種不同的輸出轉速；調速器本體10-1下端通過螺栓與除焦部件12連接。兩組針閥也可以是其它形式的流量調節閥。
[0021]除焦部件12由安裝體12-1、切焦噴嘴和鑽孔噴嘴等構成。安裝體12-1上端通過螺栓與調速器本體?ο-l連接，安裝體12-1外周布置了四個或兩個切焦噴嘴、下端布置了四個鑽孔噴嘴、中間布置了切換部件；安裝體12-1內上端布置了五個通孔，其中外沿的二個斜向通孔為切焦內環流道的進水孔，外沿的二個垂直通孔為鑽孔內環流道的進水孔，中心階梯形的中心垂直通孔為切換部件13的進水孔和安裝孔；二個斜向通孔和二個垂直通孔始終有二孔處於開啟位置，另二孔處於被切換盤23上裝有的二個切換塊24下端面阻斷的位置，當切換部件的切換盤轉動九十度後，二組孔的開啟和阻斷被交換。
[0022]切換部件13由筒體14、切換凸輪15、碟簧組件16、內套17、調整墊18、徑向定位盤19、鎖緊螺母20、壓蓋21、切換軸22、切換盤23、切換塊24、碟簧25、小軸26、單向軸承27、安裝座28、排油組件29和注油塞30構成，布置在除焦部件安裝體12-1中心階梯形的中心垂直通孔內，用螺栓將切換部件與除焦部件的安裝體下端面連接。筒體14內上端裝有切換凸輪15，切換凸輪15上端為與之一體的環形活塞，環形活塞與筒體14內圓和切換軸22外圓之間以橡膠密封圈組成二個動密封，切換凸輪15下端外圓上布置了二條凸輪槽，在筒體14的相應位置裝有二個小軸26，二個小軸26與二條凸輪槽為滾動配合，切換凸輪15下端內裝有單向軸承27，單向軸承27外環與切換凸輪15內腔緊配合，單向軸承27的內圈以花鍵的形式與切換軸22滑動聯結，切換凸輪15下端裝有穿過切換軸22外圓的碟簧組件16，在碟簧組件16外裝有內套17，在內套17下端裝有調整墊18，徑向定位盤19、鎖緊螺母20裝在切換軸22下端，壓蓋21通 過滾動軸承將切換軸22固定在安裝座28上，安裝座28內裝有排油組件29、注油塞30，安裝座28通過螺栓與筒體14連接，切換軸22上端以花鍵與切換盤23聯結，切換盤23上裝有二個切換塊24和二個碟簧25，切換部件13腔內裝有不充滿內腔的潤滑油。
[0023]工作時:高壓水進入自轉式切焦器，作用在切換凸輪15上端的環形活塞上端面上，切換凸輪15受高壓水的推力下行，同時在二條凸輪槽和二個小軸的作用下產生九十度旋轉，由於單向軸承27的作用，旋轉運動不會傳遞給切換軸；切換凸輪15下行時壓縮碟簧組件16，同時使處於內腔下部的潤滑油上行至切換凸輪15下端階梯軸上端面與筒體間的空腔內；當需要進行切換時，停止高壓水進入自轉式切焦器，切換凸輪15上端環形活塞上端面上的作用力被解除，切換凸輪15在被壓縮的碟簧組件16作用下向上運動，同時在二條凸輪槽和二個小軸的作用下產生反向九十度旋轉，由於單向軸承27的作用，反向旋轉運動傳遞給切換軸22，切換軸22帶動切換盤23和切換塊24旋轉九十度，切換盤23的外圓切換了調速器本體內腔的進水孔位置，切換塊24切換了安裝體的進水孔位置，從而用一個切換部件實現了在對鑽孔和切焦兩種工況切換的同時進行了轉速切換；切換凸輪15向上運動時，通過切換凸輪15下端與筒體14間的小間隙下行的潤滑油起液壓阻尼作用，減少切換盤23的旋轉慣性；徑向定位盤在壓縮彈簧和鋼球的作用下，在手動切換時起定位作用；排油組件可以自動排放腔內多餘的潤滑油。
【權利要求】
1.一種自轉式切焦器，包括鑽杆連接部件(I)、水動力部件(9)和除焦部件(12)，鑽杆連接部件(I)與水動力部件(9)連接，其特徵在於:還包括節流調速部件(10)和切換部件(13);節流調速部件(10)設置於水動力部件(9)與除焦部件(12)之間，由調速器本體(10-1)和針閥(11)構成，調速器本體(10-1)上端通過鍵和螺母與水動力部件的旋轉曲軸(7)下端連接，調速器本體(10-1)與旋轉曲軸內進水孔中心線水平位置設有與旋轉曲軸(7)內進水孔貫通的環形槽，調速器本體(10-1)還設有與旋轉曲軸(7)內出水孔貫通的通孔，該環形槽與通孔之間設有隔斷密封件，調速器本體(10-1)下端面通過螺栓與除焦部件(12)連接，調速器本體內周水平方向布置了二個夾角為九十度的進水孔，分別與切換部件(13)的切換盤(23)外周相對應，在二個進水孔的外側分別布置了二組針閥(11);切換部件(13)主要由筒體(14)、切換盤(23)、切換塊(24)、切換凸輪(15)、單向軸承(27)、切換軸(22)、碟簧組件(16)、定位盤、安裝座(28)構成，切換部件裝於除焦部件安裝體中心階梯形的垂直通孔內，用螺栓將切換部件與除焦部件的安裝體下端面連接，筒體(14)內上端裝有切換凸輪(15)，切換凸輪(15)上端為與切換凸輪(15) —體的環形活塞，環形活塞與筒體(14)內圓和切換軸(22)外圓之間以橡膠密封圈組成二個動密封，切換凸輪下端外周為二條凸輪槽，與筒體(14)內側布置的二個小軸(26)滾動配合，切換凸輪(15)下端內裝有單向軸承(27)，單向軸承(27)外環與切換凸輪(15)內腔緊配合，單向軸承(27)內環與切換軸(22)以花鍵作滑動配合，切換凸輪(15)下端裝有穿過切換軸(22)外圓的碟簧組件，切換軸(22)上端以花鍵與切換盤(23 )聯結，切換盤(23 )上裝有兩個切換塊(24)，切換軸(22 )下端裝有定位盤，切換軸(22)通過滾動軸承固定在安裝座(28)內，安裝座(28)通過螺栓與筒體(14)連接。
2.根據權利要求1所述的自轉式切 焦器，其特徵是:所述的除焦部件(12)由安裝體(12-1)、切焦噴嘴和鑽孔噴嘴構成；安裝體(12-1)上端通過螺栓與調速器本體連接，安裝體(12-1)外周布置了四個或兩個切焦噴嘴，下端布置了四個鑽孔噴嘴，中間布置了切換部件；安裝體(12-1)內上端布置有五個通孔，其中，中心為階梯形的中心垂直通孔，中心垂直通孔外沿按九十度均分布置了二個斜向通孔和二個垂直通孔。
3.根據權利要求1或2所述的自轉式切焦器，其特徵是:所述的鑽杆連接部件主要由防松法蘭、連接座、彈性元件、密封座、密封元件構成；防松法蘭通過螺栓與連接座連接，連接座的貫眼螺紋與鑽杆連接，連接座下端通過螺栓與密封座連接，密封元件裝於密封座內。
4.根據權利要求1或2所述的自轉式切焦器，其特徵是:所述的水動力部件(9)為低速軸轉式五星輪水液壓馬達，主要由一個馬達外殼(8)、五個活塞(9-1)、一個五星輪(9-2)、一個旋轉曲軸(7)、若干個密封單元和軸承構成；馬達外殼(8)與鑽杆連接部件的密封座以螺栓連接，旋轉曲軸(7)上端與密封座(5)中間以密封元件組成動密封，旋轉曲軸(7)下端通過鍵和螺紋與調速器本體(10-1)連接；旋轉曲軸(7)中段為曲軸部分，曲軸部分的外圓與五星輪(9-2)內圓配合，五星輪(9-2)外周的五個平面分別與五個活塞(9-1)的裙部平面配合，在曲軸部分的外圓布置有二條配液槽，其中一條為進水槽，另一條為出水槽，旋轉曲軸(7)為中空式中空流道，中空流道為除焦水主流道，在主流道與曲軸外圓中間布置有二個通孔，一個為進水孔，另一個為出水孔，進水孔、出水孔的上端分別與進水槽、出水槽貫通，進水孔、出水孔的下端分別與節流調速部件的環形槽或孔貫通。
5.根據權利要求1所述的自轉式切焦器，其特徵是:所述的切焦噴嘴的切焦整流器和鑽孔噴嘴的鑽孔整流器分別 為十三和十一等分的網格型整流器。
【文檔編號】C10B43/04GK103540327SQ201210476167
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2012年11月22日 優先權日:2012年11月22日
【發明者】林達鏞, 呂長兵, 王有, 張波 申請人:襄陽航生石化環保設備有限公司