RU2206593C1

RU2206593C1 - Hydraulic cutter

Info

Publication number: RU2206593C1
Application number: RU2002102838/12A
Authority: RU
Inventors: А.А. Тихонов; И.Р. Хайрудинов; шев Э.Г. Тел; Э.Г. Теляшев; Н.С. Гаскаров
Original assignee: Государственное унитарное предприятие Институт нефтехимпереработки АН Республики Башкортостан
Priority date: 2002-01-31
Filing date: 2002-01-31
Publication date: 2003-06-20

Abstract

FIELD: equipment for coke production, specifically, gears for hydraulic unloading of coke from reactors of retarded carbonization installations. SUBSTANCE: hydraulic cutter includes body housing cutting and drilling nozzles, switching-over device which cuts in immobile and rotary control valves, toothed sector fixed on the latter and interacting with gear put on stepped shaft located in body of hydraulic cutter. Toothed sector fixed on rotary control valve is spring-loaded and butt of stepped shaft is ground to body of hydraulic cutter. Gear wheel is positioned above toothed sector. EFFECT: increased functional reliability of switching-over device, stabilized process of hydraulic cutting. 2 dwg

Description

Изобретение относится к оборудованию коксового производства, в частности к устройствам для гидравлической выгрузки нефтяного кокса из реакторов установок замедленного коксования. The invention relates to equipment for coke production, in particular to devices for hydraulic discharge of petroleum coke from reactors of delayed coking plants.

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). A known hydraulic cutter for unloading coke, comprising a housing with cutting and drilling nozzles located therein and a switching device including a fixed and movable spools having through communicating holes. The spools are sealed to the inner surface of the housing using cuffs. To switch the torch from the drilling mode to the hydraulic cutting mode and vice versa against the upper rotary slide valve, there is a through segment groove under the handle in the housing wall (N.T. Pokhodenko, B.I. Bronds. Production and processing of petroleum coke. M .: Chemistry, 1986, p. 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. A disadvantage of the known hydraulic cutter is the leakage of water through the groove of the switching device due to hydroabrasive wear of the mating surfaces of the rotary valve and the torch body, as well as the cuffs. Water leakage from the hydraulic cutter body leads to a drop in water pressure at the exit of the nozzles, which reduces the discharge performance, increases energy consumption and worsens the particle size distribution of the discharged coke.

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.). The closest in technical essence and the achieved result to the claimed object is a hydraulic cutter containing a housing with cutting and drilling nozzles located in it, a switching device including a fixed and rotary spools with a gear secured to the last gear, interacting with the gear mounted on the stepped shaft, located in the housing of the hydraulic cutter with the possibility of axial movement (Auth. certificate. 1120693, BI 20, 1985).

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. The disadvantage of this hydraulic cutter is the unreliability of the switching device due to the softening of the joint and wear of the contact surfaces of the mating parts. During periodic reciprocating motion of a stepped shaft with a gear, coke dust settling on the supporting surface excludes its tight pressing against the seat in the hydraulic cutter body, which leads to depressurization of the docking joint. As a result, a leak of the sealed medium occurs, leading to an increase in the energy intensity of the hydraulic cutting process and to a deterioration in the particle size distribution of the discharged coke. In addition, during the reciprocating movement of a stepped shaft with a gear, a certain amount of water with an abrasive medium in the form of a liquid film is transferred to the hydraulic cutter body, which leads to rapid wear of the contact surfaces of the mating parts. The lack of mutual movement of the gear and the gear sector leads to clogging of the gearing by coke particles, which creates a lot of effort when switching the hydraulic cutter, leading to the destruction of the gear transmission.

Задача изобретения состоит в повышении надежности переключающего устройства и стабилизации энергоемкости процесса гидрорезки. The objective of the invention is to increase the reliability of the switching device and stabilize the energy consumption of the hydraulic cutting process.

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. The problem is achieved in that in a hydraulic cutter containing a housing with cutting and drilling nozzles housed therein, a switching device comprising a fixed and rotary spools, mounted on the last gear sector, interacting with a gear mounted on a stepped shaft located in the hydraulic cutter housing , the gear sector on the rotary valve is spring-loaded, and the junction of the stepped shaft is rubbed against the housing of the hydraulic cutter, while the gear wheel is higher than the gear sector.

На фиг.1 изображен предлагаемый гидравлический резак в разрезе, на фиг.2 - разрез А-А фиг.1. In Fig.1 shows the proposed hydraulic cutter in section, in Fig.2 - section aa of Fig.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. The hydraulic cutter contains a cylindrical hollow body 1, in the upper part of which a saddle 2 with a flange 3 is fixed, and in the lower part a separation diaphragm 4 with a drill head 5 and nozzles 6. Vertical shafts 7 are placed in the housing 1 for supplying water to the drills installed in the drill head 5 nozzles 6 and horizontal jet-forming shafts 8 with cutting nozzles 9. In the upper part of the cutter there is a switching device for switching from drilling mode to cutting mode (and vice versa), including a stationary spool 10 with four through holes 1 1, two of which communicate with the vertical shafts 7, and the other two with the cavity 12 of the housing 1, and the rotary valve 13 with two through holes 14, on the rotary valve 13 mounted on the springs 14 using the adjusting bolts 15 gear sector 16, located in meshing with the gear 17 mounted on the stepped shaft 18, which extends beyond the flange 3. The bearing surface 19 of the stepped shaft 18 is ground to the seating surface 20 of the flange 3, and the width of the gear ring gear 17 is greater than the corresponding size of the gear sector 16. For fixing the angle of rotation of the spool 13 in the flange 3 is mounted latch, e.g. a screw 21. The body 1 of the hydraulic cutter is protected from mechanical damage 22 gussets.

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. The proposed hydraulic cutter operates as follows. A hydraulic cutter set to the drilling mode is lowered into the reactor to the upper level of coke and a high pressure water pump is turned on. Water under high pressure through the neck of the flange 3 and communicating holes 14, 11 of the rotary 13 and the stationary 10 spools enters along the vertical shafts 7 into the drill head 5 to the nozzles 6. The high pressure water entering the hydraulic cutter puts the spring-loaded gear sector 16 on the rotary spool 13 and powerful compact jets of water flowing out of nozzles 6, produces hydraulic drilling of a central well in coke. At the end of hydraulic drilling, the pump is transferred to bypass and the hydraulic cutter is removed from the coking reactor. When the pressure in the hydraulic cutter drops, the gear sector 16 springs 14 rises up relative to the rotary valve 13 and the stationary gear 17, cleaning the gear surface from coke particles. Then, by rotating the stepped shaft 18, the gear 17 is rotated together with the gear sector 16 and the rotary valve 13. In this case, the holes 14 of the rotary valve 13 are combined with two other holes 11 of the fixed valve 10, which exit into the cavity 12. Water from the cavity 12 enters the jet forming trunks 8 s cutting nozzles 9. High-pressure jets of water flowing out of the nozzles 12 produce coke cutting until the reactor is completely released.

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. Thus, this constructive implementation of the proposed hydraulic cutter will allow, due to the reciprocating movement of the gear sector relative to the gear with the stepped shaft rubbed to the flange, to exclude clogging of the gear coke particles and leakage of the pressurized medium and, as a result, to stabilize the energy consumption of the hydraulic cutting process with increasing reliability switching device and improved particle size distribution of the discharged coke.

Claims

A hydraulic cutter comprising a housing with cutting and drilling nozzles located therein, a switching device comprising a fixed and rotary spools, mounted on the last gear sector, interacting with a gear mounted on a stepped shaft located in the hydraulic cutter housing, characterized in that the gear sector it is spring-loaded on the rotary valve, and the joint of the stepped shaft is rubbed against the housing of the hydraulic cutter, while the gear gear is higher than the gear sector.