CN116748247A - 一种裂解炉自动除焦装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种裂解炉自动除焦装置，包括内部除焦机构、运输轨道、主体基座和控制模块。本发明属于裂解炉除焦技术领域，具体是一种裂解炉自动除焦装置，根据现有技术在清除焦层时无法做到清洁焦层时保留一部分的技术问题，采用电磁吸附限位的方式，设置磁控除焦装置，利用电磁控制的方式来控制除焦时保留焦层的厚度，解决了即要清洁焦层同时又不能完全清洁焦层的矛盾型技术问题；内部除焦机构的设置，既可以单独作业，对裂解炉内壁的单个位置进行定点除焦，也可以搭载多个内部除焦机构，进行同步除焦，提高除焦效率；通过设置超声波换能器，将超声波的机械作用可以直接作用于焦层的颗粒，从而提高除焦效率。

Description

一种裂解炉自动除焦装置

技术领域

本发明属于裂解炉除焦技术领域，具体是指一种裂解炉自动除焦装置。

背景技术

裂解炉是一种用于将石油等大分子有机化合物转化为较小分子有机化合物的设备。裂解炉是炼油厂中最常见的一种工艺设备，其工作原理是在高温、高压、无氧氛围下，将高分子化合物加热至其分子链不稳定并断裂的程度，使其分解为低分子烃。这个过程叫做热裂解。裂解炉的主要组成部分包括炉体、内衬、燃烧器、换热器和分离装置等。炉体通常采用环型或短管型结构，内衬材料一般选用耐热合金或陶瓷材料。燃烧器是将燃料和氧气混合后，在炉膛内进行燃烧以提供热量的装置。换热器通常用于回收和利用反应过程中产生的热量。分离设备则用于将反应产物中不同的有机化合物分离成单一的化合物，以便作为原料或进一步加工处理。

裂解炉在裂解过程中，由碳氢化合物在高温和压力下被部分热解，形成积聚在炉墙上的一层硬化炭质物质，即焦层。这层焦层通常具有一定的宽度和密度，会影响催化剂的运转效率，产生热量和质量的非均衡分布，甚至可能引起堵塞或漏气等问题，从而影响裂解反应的稳定性和产能。常规的技术手段存在如下技术问题：机械清洗法，使用机械设备清除焦炭、例如使用钢丝刷或者石墨棒来清洗焦炭区域，这种方式需要注意机械设备对裂解炉内壁的影响和损害；化学清洗法，使用化学剂去除焦炭，例如使用酸或碱来溶解焦炭，这种方法需要使用特殊的化学液体，需要注意使用化学物品时的安全问题；此外，在裂解炉操作中，焦层并不需要完全清除，因为焦层的热导率较高，能够吸收和传导高温炉底和催化剂中的热量，起到保护炉底和延长炉内使用寿命的作用，因此要解决既要清洁焦层同时又不能完全清洁焦层的问题。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种裂解炉自动除焦装置，磁吸方式解决既要清除焦层同时又保留焦层的技术问题；根据现有技术在清除焦层时无法做到清洁焦层时保留一部分的技术问题，采用电磁吸附限位的方式，设置磁控除焦装置，利用电磁控制的方式来控制除焦时保留焦层的厚度，解决了即要清洁焦层同时又不能完全清洁焦层的矛盾型技术问题；内部除焦机构的设置，既可以单独作业，对裂解炉内壁的单个位置进行定点除焦，也可以搭载多个内部除焦机构，进行同步除焦，提高除焦效率。

本发明采取的技术方案如下：本发明提供一种裂解炉自动除焦装置，包括内部除焦机构、运输轨道、主体基座和控制模块，所述主体基座设于裂解炉两侧，所述运输轨道设于主体基座上，所述控制模块设于主体基座上，所述内部除焦机构活动设于运输轨道上。

其中，所述内部除焦机构包括内部传动装置和磁控除焦装置，所述内部传动装置与运输轨道传动连接，所述磁控除焦装置设于内部传动装置上。

进一步地，所述内部传动装置包括上防护仓、H形搭载臂、升降传动轴、升降传动齿轮、传动蜗杆、传动涡轮、变向传动轴、变向传动齿轮和下防护仓，所述上防护仓的底部设有辅助滑动轮，所述上防护仓通过辅助滑动轮活动设于运输轨道上，所述H形搭载臂与上防护仓固定连接，所述升降传动轴转动设于H形搭载臂上，所述升降传动齿轮设于升降传动轴上，所述传动蜗杆设于升降传动轴上，所述变向传动轴转动设于H形搭载臂上，所述传动涡轮设于变向传动轴上，所述变向传动齿轮设于变向传动轴上，所述传动蜗杆与传动涡轮啮合连接，所述下防护仓与H形搭载臂固定连接。

进一步地，所述H形搭载臂内滑动设有提升齿条，所述提升齿条与变向传动齿轮啮合连接。

进一步地，所述H形搭载臂内滑动设有平衡齿条，所述平衡齿条与变向传动齿轮啮合连接，利用平衡齿条的下降，来降低内部除焦机构的重心，保证设备可以正常移动。

进一步地，所述H形搭载臂上转动设有下传动轴，所述下传动轴上设有下传动齿轮，所述下传动轴上设有位移齿轮。

进一步地，所述上防护仓内设有升降电机，所述升降电机的输出端设有升降输出齿轮，所述升降输出齿轮与升降传动齿轮啮合连接。

进一步地，所述运输轨道底部设有运输齿条，所述位移齿轮与运输齿条啮合连接。

进一步地，所述下防护仓内设有位移电机，所述位移电机的输出端设有下输出齿轮，所述下输出齿轮与下传动齿轮啮合连接，利用位移电机来控制内部除焦机构在运输轨道上运动，可以实现对裂解炉内壁各个位置的除焦。

进一步地，所述磁控除焦装置包括除焦底座、磁控平衡系统、弧面限位轮、平衡摆臂、除焦平台、除焦铲和引导滑槽，所述除焦底座设于提升齿条顶部，所述磁控平衡系统设于除焦底座上，所述弧面限位轮转动设于磁控平衡系统上，所述平衡摆臂的一端转动设于弧面限位轮上，所述除焦平台设于平衡摆臂的另一端上，所述除焦铲设于除焦平台上，所述引导滑槽设于除焦底座上，弧面限位轮用于与裂解炉内壁的焦层接触贴合，保持稳定；除焦铲用于除焦，同时，为了更好的除焦，所述除焦底座底部设有超声波换能器，焦层是在裂解过程中燃烧产生的沉积物，其主要成是高分子化合物，而超声波的机械作用可以直接作用于高分子化合物中的颗粒，利用这一特性，可以促进焦层的松动和脱落，从而提高除焦效率。

作为本发明进一步优选地，所述磁控平衡系统包括平衡仓、线圈电磁铁、滑动臂、永磁体、垫片和支撑弹簧，所述平衡仓设于除焦底座上，所述线圈电磁铁设于平衡仓内上，所述滑动臂滑动设于平衡仓上，所述永磁体设于滑动臂上，所述垫片设于滑动臂上，所述支撑弹簧的一端设于垫片上，所述支撑弹簧的另一端设于支撑弹簧上，通过线圈电磁铁的开关来控制滑动臂的滑动状态，当线圈电磁铁关闭状态时，滑动臂受永磁体影响向外侧滑动，通过弧面限位轮和平衡摆臂带动除焦平台下降，而线圈电磁铁启动时，线圈电磁铁吸附永磁体带动滑动臂向中心移动，通过弧面限位轮和平衡摆臂带动除焦平台上升。

作为本发明进一步优选地，所述上防护仓的顶部设有信号接收装置。

作为本发明进一步优选地，所述信号接收装置接收控制模块发出的信号，所述信号接收装置与升降电机、位移电机和线圈电磁铁电性连接，所述控制模块控制升降电机的工作状态，所述控制模块控制位移电机的工作状态，所述控制模块控制线圈电磁铁的工作状态。

采用上述结构本发明取得的有益效果如下：本方案提供一种裂解炉自动除焦装置的有益效果如下：

（1）采用电磁吸附限位的方式，设置磁控除焦装置，利用电磁控制的方式来控制除焦时保留焦层的厚度，解决了即要清洁焦层同时又不能完全清洁焦层的矛盾型技术问题；

（2）内部除焦机构的设置，既可以单独作业，对裂解炉内壁的单个位置进行定点除焦，也可以搭载多个内部除焦机构，进行同步除焦，提高除焦效率；

（3）磁控平衡系统的设置，通过控制线圈电磁铁的开启状态来改变除焦铲的升降高度，进而来控制除焦时保留胶层的厚度，且弧面限位轮的设置，可以避免除焦铲刮伤裂解炉内壁；

（4）利用位移电机来控制内部除焦机构在运输轨道上运动，可以实现对裂解炉内壁各个位置的除焦；

（5）利用平衡齿条的下降，来降低内部除焦机构的重心，保证设备可以正常运动。

附图说明

图1为本发明提出的一种裂解炉自动除焦装置的部分结构示意图；

图2为本发明提出的一种裂解炉自动除焦装置运行状态下的结构示意图；

图3为内部除焦机构的结构示意图；

图4为内部传动装置的部分结构示意图；

图5为内部传动装置部分传动的结构示意图；

图6为内部传动装置的部分结构后视图；

图7为内部传动装置的部分结构剖视图；

图8为磁控除焦装置的部分结构示意图；

图9为磁控除焦装置的爆炸图；

图10为磁控平衡系统的剖视图；

图11为磁控平衡系统的磁场方向示意图；

图12为内部除焦机构与运输轨道的传动关系示意图；

图13为控制模块的控制关系框图；

图14为超声波换能器与除焦平台的位置关系示意图。

其中，1、内部除焦机构，2、运输轨道，3、主体基座，4、控制模块，5、炉体，101、内部传动装置，102、磁控除焦装置，103、上防护仓，104、H形搭载臂，105、升降传动轴，106、升降传动齿轮，107、传动蜗杆，108、传动涡轮，109、变向传动轴，110、变向传动齿轮，111、提升齿条，112、平衡齿条，113、下传动轴，114、下传动齿轮，115、位移齿轮，116、辅助滑动轮，117、升降电机，118、升降输出齿轮，119、下防护仓，120、位移电机，121、下输出齿轮，122、除焦底座，123、磁控平衡系统，124、弧面限位轮，125、平衡摆臂，126、除焦平台，127、除焦铲，128、引导滑槽，129、平衡仓，130、线圈电磁铁，131、滑动臂，132、永磁体，133、垫片，134、支撑弹簧，135、信号接收装置，136、超声波换能器，201、运输齿条。

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

实施方式

下面将结合本发明具体实施方式中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1和图2所示，本发明提供一种裂解炉自动除焦装置，包括内部除焦机构1、运输轨道2、主体基座3和控制模块4，主体基座3设于裂解炉两侧，运输轨道2设于主体基座3上，控制模块4设于主体基座3上，内部除焦机构1活动设于运输轨道2上。

如图2和图3所示，内部除焦机构1包括内部传动装置101和磁控除焦装置102，内部传动装置101与运输轨道2传动连接，磁控除焦装置102设于内部传动装置101上。

如图2、图4、图5、图6、图7和图12所示，内部传动装置101包括上防护仓103、H形搭载臂104、升降传动轴105、升降传动齿轮106、传动蜗杆107、传动涡轮108、变向传动轴109、变向传动齿轮110和下防护仓119，上防护仓103的底部设有辅助滑动轮116，上防护仓103通过辅助滑动轮116活动设于运输轨道2上，H形搭载臂104与上防护仓103固定连接，升降传动轴105转动设于H形搭载臂104上，升降传动齿轮106设于升降传动轴105上，传动蜗杆107设于升降传动轴105上，变向传动轴109转动设于H形搭载臂104上，传动涡轮108设于变向传动轴109上，变向传动齿轮110设于变向传动轴109上，传动蜗杆107与传动涡轮108啮合连接，下防护仓119与H形搭载臂104固定连接；H形搭载臂104内滑动设有提升齿条111，提升齿条111与变向传动齿轮110啮合连接；H形搭载臂104内滑动设有平衡齿条112，平衡齿条112与变向传动齿轮110啮合连接；H形搭载臂104上转动设有下传动轴113，下传动轴113上设有下传动齿轮114，下传动轴113上设有位移齿轮115；运输轨道2底部设有运输齿条201，位移齿轮115与运输齿条201啮合连接；上防护仓103顶部设有信号接收装置135；上防护仓103内设有升降电机117，升降电机117的输出端设有升降输出齿轮118，升降输出齿轮118与升降传动齿轮106啮合连接；下防护仓119内设有位移电机120，位移电机120的输出端设有下输出齿轮121，下输出齿轮121与下传动齿轮114啮合连接。

如图3、图8、图9和图14所示，磁控除焦装置102包括除焦底座122、磁控平衡系统123、弧面限位轮124、平衡摆臂125、除焦平台126、除焦铲127和引导滑槽128，除焦底座122设于提升齿条111顶部，磁控平衡系统123设于除焦底座122上，弧面限位轮124转动设于磁控平衡系统123上，平衡摆臂125的一端转动设于弧面限位轮124上，除焦平台126设于平衡摆臂125的另一端上，除焦铲127设于除焦平台126上，引导滑槽128设于除焦底座122上，除焦底座122底部设有超声波换能器136。

如图8、图10和图11所示，磁控平衡系统123包括平衡仓129、线圈电磁铁130、滑动臂131、永磁体132、垫片133和支撑弹簧134，平衡仓129设于除焦底座122上，线圈电磁铁130设于平衡仓129内上，滑动臂131滑动设于平衡仓129上，永磁体132设于滑动臂131上，垫片133设于滑动臂131上，支撑弹簧134的一端设于垫片133上，支撑弹簧134的另一端设于支撑弹簧134上；永磁体132与线圈电磁铁130启动时磁极指向方向相同，即N级指同时指向左侧，S级指同时指向右侧。

如图13所示，信号接收装置135与升降电机117、位移电机120和线圈电磁铁130电性连接，控制模块4控制升降电机117的工作状态，控制模块4控制位移电机120的工作状态，控制模块4控制线圈电磁铁130的工作状态。

具体使用时，先将本发明安装在炉体5内，主体基座3放置于炉体5进出两侧，并将运输轨道2固定在主体基座3上，之后将内部除焦机构1搭载于运输轨道2上；开始除焦操操作，控制模块4发出信号启动位移电机120，位移电机120启动带动下输出齿轮121转动，下输出齿轮121转动带动下传动齿轮114转动，下传动齿轮114转动带动下传动轴113转动，下传动轴113转动带动位移齿轮115转动，由于位移齿轮115与运输齿条201啮合，位移齿轮115转动带动内部除焦机构1水平移动，当内部除焦机构1进入炉体5后，控制模块4发出信号启动升降电机117，升降电机117启动带动升降输出齿轮118转动，升降输出齿轮118转动带动升降传动齿轮106转动，升降传动齿轮106转动带动升降传动轴105转动，升降传动轴105转动带动传动蜗杆107转动，传动蜗杆107转动带动传动涡轮108转动，传动涡轮108转动带动变向传动轴109转动，变向传动轴109转动带动变向传动齿轮110转动，变向传动齿轮110转动带动提升齿条111向上移动，变向传动齿轮110转动同时带动平衡齿条112向下移动，平衡齿条112向下移动用于降低内部除焦机构1的重心；提升齿条111向上移动带动磁控除焦装置102上升，当磁控除焦装置102上升到炉体5内壁的顶部后，弧面限位轮124与炉体5内壁相接触，在支撑弹簧134的弹力和永磁体132向平衡仓129外端的吸力共通过作用下，滑动臂131向平衡仓129外侧滑动，带动弧面限位轮124向两侧移动，弧面限位轮124移动通过平衡摆臂125带动除焦平台126向下移动，除焦平台126与炉体5内壁上焦层弧面有一定的间隙，控制模块4出信号启动线圈电磁铁130，线圈电磁铁130启动吸附永磁体132靠近，永磁体132靠近带动滑动臂131向内收缩，滑动臂131向内收缩带动弧面限位轮124向内收缩，弧面限位轮124向内收缩通过平衡摆臂125带动除焦平台126向上移动，除焦平台126向上移动接触炉体5内壁的焦层，当转动炉体5，利用除焦铲127将焦层分离，同时经过分离的焦层碎屑从引导滑槽128滑落，通过在引导滑槽128接入收集管道，可以将焦层碎屑进行收集；同时，超声波换能器136发出超声波的机械作用直接作用于高分子化合物中的颗粒，促进焦层的松动和脱落，从而提高除焦效率；磁控平衡系统123利用线圈电磁铁130克服支撑弹簧134的弹力和永磁体132向平衡仓129外端的吸力，利用线圈电磁铁130磁力大小受电流大小影响的特点、支撑弹簧134的弹力随形变量大小为可计算数值和永磁体132可以被线圈电磁铁130产生磁场吸附的特性，各个数值均为可控制变量，通过控制模块4控制，可以实现不同深度除焦。

以上便是本发明具体的工作流程，下次使用时重复此步骤即可。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种裂解炉自动除焦装置，其特征在于：包括内部除焦机构（1）、运输轨道（2）、主体基座（3）和控制模块（4），所述主体基座（3）设于裂解炉两侧，所述运输轨道（2）设于主体基座（3）上，所述控制模块（4）设于主体基座（3）上，所述内部除焦机构（1）活动设于运输轨道（2）上；所述内部除焦机构（1）包括内部传动装置（101）和磁控除焦装置（102），所述内部传动装置（101）与运输轨道（2）传动连接，所述磁控除焦装置（102）设于内部传动装置（101）上；所述磁控除焦装置（102）包括除焦底座（122）、磁控平衡系统（123）、弧面限位轮（124）、平衡摆臂（125）、除焦平台（126）、除焦铲（127）和引导滑槽（128），所述除焦底座（122）设于内部除焦机构（1）上，所述磁控平衡系统（123）设于除焦底座（122）上，所述弧面限位轮（124）转动设于磁控平衡系统（123）上，所述平衡摆臂（125）的一端转动设于弧面限位轮（124）上，所述除焦平台（126）设于平衡摆臂（125）的另一端上，所述除焦铲（127）设于除焦平台（126）上，所述引导滑槽（128）设于除焦底座（122）上，所述除焦底座（122）底部设有超声波换能器（136）。

2.根据权利要求1所述的一种裂解炉自动除焦装置，其特征在于：所述磁控平衡系统（123）包括平衡仓（129）、线圈电磁铁（130）、滑动臂（131）、永磁体（132）、垫片（133）和支撑弹簧（134），所述平衡仓（129）设于除焦底座（122）上，所述线圈电磁铁（130）设于平衡仓（129）内，所述滑动臂（131）滑动设于平衡仓（129）上，所述永磁体（132）设于滑动臂（131）上，所述垫片（133）设于滑动臂（131）上，所述支撑弹簧（134）的一端设于垫片（133）上，所述支撑弹簧（134）的另一端设于线圈电磁铁（130）上。

3.根据权利要求2所述的一种裂解炉自动除焦装置，其特征在于：所述内部传动装置（101）包括上防护仓（103）、H形搭载臂（104）、升降传动轴（105）、升降传动齿轮（106）、传动蜗杆（107）、传动涡轮（108）、变向传动轴（109）、变向传动齿轮（110）和下防护仓（119），所述上防护仓（103）的底部设有辅助滑动轮（116），所述上防护仓（103）通过辅助滑动轮（116）活动设于运输轨道（2）上，所述H形搭载臂（104）与上防护仓（103）固定连接，所述升降传动轴（105）转动设于H形搭载臂（104）上，所述升降传动齿轮（106）设于升降传动轴（105）上，所述传动蜗杆（107）设于升降传动轴（105）上，所述变向传动轴（109）转动设于H形搭载臂（104）上，所述传动涡轮（108）设于变向传动轴（109）上，所述变向传动齿轮（110）设于变向传动轴（109）上，所述传动蜗杆（107）与传动涡轮（108）啮合连接，所述下防护仓（119）与H形搭载臂（104）固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种裂解炉自动除焦装置，其特征在于：所述H形搭载臂（104）内滑动设有提升齿条（111），所述提升齿条（111）与变向传动齿轮（110）啮合连接。

5.根据权利要求4所述的一种裂解炉自动除焦装置，其特征在于：所述H形搭载臂（104）内滑动设有平衡齿条（112），所述平衡齿条（112）与变向传动齿轮（110）啮合连接。

6.根据权利要求5所述的一种裂解炉自动除焦装置，其特征在于：所述H形搭载臂（104）上转动设有下传动轴（113），所述下传动轴（113）上设有下传动齿轮（114），所述下传动轴（113）上设有位移齿轮（115）。

7.根据权利要求6所述的一种裂解炉自动除焦装置，其特征在于：所述上防护仓（103）内设有升降电机（117），所述升降电机（117）的输出端设有升降输出齿轮（118），所述升降输出齿轮（118）与升降传动齿轮（106）啮合连接。

8.根据权利要求7所述的一种裂解炉自动除焦装置，其特征在于：所述下防护仓（119）内设有位移电机（120），所述位移电机（120）的输出端设有下输出齿轮（121），所述下输出齿轮（121）与下传动齿轮（114）啮合连接。

9.根据权利要求8所述的一种裂解炉自动除焦装置，其特征在于：所述运输轨道（2）底部设有运输齿条（201），所述位移齿轮（115）与运输齿条（201）啮合连接。

10.根据权利要求9所述的一种裂解炉自动除焦装置，其特征在于：所述上防护仓（103）顶部设有信号接收装置（135），所述信号接收装置（135）与升降电机（117）、位移电机（120）和线圈电磁铁（130）电性连接；所述信号接收装置（135）与控制模块（4）建立信号连接。