Государственное унитарное предприятие Институт нефтехимпереработки АН Республики Башкортостан
Приоритеты:
подача заявки: 2002-01-31
публикация патента: 20.06.2003
Изобретение относится к оборудованию коксового производства, в частности к устройствам для гидравлической выгрузки нефтяного кокса из реакторов установок замедленного коксования. Гидравлический резак содержит корпус с размещенными в нем режущими и бурильными соплами, переключающее устройство, включающее неподвижный и поворотный золотники, с закрепленным на последнем зубчатым сектором, взаимодействующим с шестерней, насаженной на ступенчатый вал, размещенный в корпусе гидрорезака. При этом зубчатый сектор на поворотном золотнике подпружинен, а стык ступенчатого вала притерт к корпусу гидрорезака и зубчатая шестерня выше зубчатого сектора. Изобретение позволяет повысить надежность переключающего устройства и стабилизировать энергоемкость процесса гидрорезки. 2 ил.
Гидравлический резак, содержащий корпус с размещенными в нем режущими и бурильными соплами, переключающее устройство, включающее неподвижный и поворотный золотники, с закрепленным на последнем зубчатым сектором, взаимодействующим с шестерней, насаженной на ступенчатый вал, размещенный в корпусе гидрорезака, отличающийся тем, что зубчатый сектор на поворотном золотнике подпружинен, а стык ступенчатого вала притерт к корпусу гидрорезака, при этом зубчатая шестерня выше зубчатого сектора.
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 для выгрузки кокса, содержащий корпус с размещенными в нем режущими и бурильными соплами и переключающим устройством, включающим неподвижный и подвижный золотники, имеющие сквозные сообщающиеся отверстия. Золотники уплотнены с внутренней поверхностью корпуса при помощи манжет. Для переключения резака с режима бурения на режим гидрорезки и обратно против верхнего поворотного золотника в стенке корпуса имеется сквозной сегментный паз под рукоятку (Н.Т. Походенко, Б.И. Брондз. Получение и обработка нефтяного кокса. М.: Химия, 1986, с. 189). Недостатком известного гидравлического резака является утечка воды через паз переключающего устройства вследствие гидроабразивного износа сопрягаемых поверхностей поворотного золотника и корпуса резака, а также манжет. Утечка воды из корпуса гидрорезака приводит к падению давления воды на выходе из сопел, что снижает производительность выгрузки, увеличивает энергозатраты и ухудшает гранулометрический состав выгружаемого кокса. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому объекту является гидравлический резак, содержащий корпус с размещенными в нем режущими и бурильными соплами, переключающее устройство, включающее неподвижный и поворотный золотники 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 ненадежность переключающего устройства из-за разуплотнения стыка и износа контактирующих поверхностей сопрягаемых деталей. При периодическом возвратно-поступательном движении ступенчатого вала с шестерней коксовая пыль, оседая на опорной поверхности, исключает ее плотное прижатие к посадочному месту в корпусе гидрорезака, что приводит к разгерметизации стыковочного соединения. Вследствие чего происходит утечка герметизируемой среды, приводящая к повышению энергоемкости процесса гидрорезки и ухудшению гранулометрического состава выгружаемого кокса. Кроме того, при возвратно-поступательном движении ступенчатого вала с шестерней некоторое количество воды с абразивной средой в виде жидкостной пленки переносится в корпус гидрорезака, что приводит к быстрому износу контактирующих поверхностей сопрягаемых деталей. Отсутствие взаимного перемещения шестерни и зубчатого сектора приводит к забиванию зубчатого зацепления коксовыми частицами, что создает большое усилие при переключении гидрорезака, приводящее к разрушению зубчатой передачи. Задача изобретения состоит в повышении надежности переключающего устройства и стабилизации энергоемкости процесса гидрорезки. Поставленная задача достигается тем, что в гидравлическом резаке, содержащем корпус с размещенными в нем режущими и бурильными соплами, переключающее устройство, включающее неподвижный и поворотный золотники, с закрепленным на последнем зубчатым сектором, взаимодействующим с шестерней, насаженной на ступенчатый вал, размещенный в корпусе гидрорезака, зубчатый сектор на поворотном золотнике подпружинен, а стык ступенчатого вала притерт к корпусу гидрорезака, при этом зубчатая шестерня выше зубчатого сектора. На фиг.1 изображен предлагаемый гидравлический резак в разрезе, на фиг.2 - разрез А-А фиг.1. Гидравлический резак содержит цилиндрический полый корпус 1, в верхней части которого закреплено седло 2 с фланцем 3, а в нижней - разделительная диафрагма 4 с бурильной головкой 5 и соплами 6. В корпусе 1 размещены вертикальные стволы 7 для подвода воды в установленные в бурильной головке 5 сопла 6 и горизонтальные струеформирующие стволы 8 с режущими соплами 9. В верхней части резака расположено переключающее устройство для перевода с режима бурения на режим резки (и обратно), включающее неподвижный золотник 10 с четырьмя сквозными отверстиями 11, два из которых сообщаются с вертикальными стволами 7, а два других - с полостью 12 корпуса 1, и поворотный золотник 13 с двумя сквозными отверстиями 14, на поворотном золотнике 13 укреплен на пружинах 14 с помощью регулировочных болтов 15 зубчатый сектор 16, находящийся в зацеплении с шестерней 17, насаженной на ступенчатый вал 18, имеющий выход за пределы фланца 3. При этом опорная поверхность 19 ступенчатого вала 18 притерта к посадочной поверхности 20 фланца 3, а ширина зубчатого венца шестерни 17 больше соответствующей величины зубчатого сектора 16. Для фиксации угла поворота золотника 13 во фланце 3 установлен фиксатор, например винт 21. Корпус 1 гидравлического резака защищен от механических повреждений косынками 22. 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 3 и сообщающиеся отверстия 14, 11 поворотного 13 и неподвижного 10 золотников поступает по вертикальным стволам 7 в бурильную головку 5 к соплам 6. Поступающая в гидравлический резак вода под высоким давлением сажает подпружиненный зубчатый сектор 16 на поворотный золотник 13 и мощными компактными струями воды, истекающими из сопел 6, производит гидробурение центральной скважины в коксе. По окончании гидробурения насос переводят на байпас и гидравлический резак выводят из реактора коксования. При падении давления в гидравлическом резаке зубчатый сектор 16 пружинами 14 поднимается вверх относительно поворотного золотника 13 и неподвижной шестерни 17, очищая поверхность зубчатого зацепления от коксовых частиц. Затем вращением ступенчатого вала 18 поворачивают шестерню 17 вместе с зубчатым сектором 16 и поворотным золотником 13. При этом отверстия 14 поворотного золотника 13 совмещаются с двумя другими отверстиями 11 неподвижного золотника 10, выходящими в полость 12. Вода из полости 12 поступает в струеформирующие стволы 8 с режущими соплами 9. Высоконапорные струи воды, истекающие из сопел 12, производят резку кокса до полного освобождения реактора. Таким образом, данное конструктивное выполнение предлагаемого гидравлического резака позволит за счет возвратно-поступательного перемещения зубчатого сектора относительно шестерни со ступенчатым валом, притертым к фланцу, исключить забивание зубчатого зацепления коксовыми частицами и утечку герметизируемой среды и, как следствие, стабилизировать энергоемкость процесса гидрорезки с повышением надежности переключающего устройства и улучшением гранулометрического состава выгружаемого кокса.
