Гидравлический резак ГРУ-3М Советский патент 1985 года по МПК C10B55/00 C10B33/02 

Изобретение относится к оборудованию коксового производства, в частности к устройствам для гидравлической выгрузки нефтяного кокса из реакторов установок замедленного коксования, В настоящее время на установках замедленного коксования для выгрузки кокса из реакторов используют гидравлические резаки различной конструкции. Известен гидравлический резак для выгрузки кокса, содержащий корпус с размещенными в нем конусными стволами, режущими и бурильными соплами (1 J,о Наиболее близким по технической сущности к заявленному объекту является гидравлический резак для выгрузки кокса, содержащий корпус с размещенными в нем режущими и бурил ными соплами и переключающим устрой ством, включающим неподвижный и под вижный золотйики, 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 паз под рукоятку С2, Недостаток известного гидравлического резака состоит в том, что через некоторое время эксплуатации появляется утечка воды через паз переключающего устройства из-за.тог что манжеты золотника, находящиеся в постоянном контакте с движущейся с большой скоростью водой, загрязняются частицами кокса, испытывают большие нагрузки, что приводит к быстрому их изнашиванию и выходу из строя. Кроме того, боковая часть поворотного золотника, сопрягаемая с внутренней поверхностью корпуса резака, забивается коксовыми частиц ми, что создает дополнительные нагр ки при переключении и приводит к гидроабразивному износу поверхносте Утечка воды приводит к падению давления воды на выходе из сопел, что снижает удельную производительность выгрузки, влияющую на фракцио ный состав кокса, более длительное время воздействия струи воды на мон лит кокса приводит к его переизмель чению. Кроме того, увеличиваются энергозатраты и время выгрузки кокса. Целью изобретения является повышение выработки электродных и крупнокусковых фракций кокса, сокращение энергозатрат и продолжительности выгрузки кокса. Поставленная цель достигается тем, что в известном гидравлическом резаке для выгрузки нефтяного кокса, со,держащем корпус с размещенными в нем режущими и бурильньп и соплами, переключающим устройством, включающим неподвижный и поворотный золотники, размещен ступенчатый вал с шестерней, взаимодействующий с зубчатым сектором, укрепленным на поворотном золотнике. Вал вьшолнен с возможностью перемещения вдоль оси. Верхний конец вала выведен за пределы корпуса резака. Кроме того, в корпусе резака установлен фиксатор угла поворота золотника. Выполнение гидравлического резака указанным образом приводит к тому, что применение зуб.чатой передачи при переключении поворотного золотника, позволит исключить из конструкции быстроизнашивающиеся манжеты и как следствие утечку воды. Это даст возможность в течение длительной эксплуатации стабилизировать динамический напор воды высокого давления, что -улучшит компактность струи и обеспечит сохранение основного показателя разрушаемости кокса глубину щели. Это в свою очередь приведет к улучшению технико-экономических показателей процесса гидровыгрузки кокса. На фиг. 1 изображен гидравлический резак, разрез; на (})иг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 резак в реакторе; на фиг. 4 - вид сверху фиг. 3. Гидравлический резак имеет ци- линдрический корпус 1 с крьш1кой 2 и внутренней полостью 3, в которой размещены вертикальные стволы 4 для подвода воды в установленные в бурильной головке 5 сопла 6 и горизонтальные конусные стволы 7 с режущими соплами 8. В верхней части резака расположено переключающее устройство для резака с режима бурения на режим резки (и наоборот), включающее неподвижный золотник 9 с четырьмя сквозными отверстиями 10, двг

31

из которьгх сообщаются с вертикальными стволами 4, а два других - с полостью 3, и поворотный золотник 11 с двумя сквозными отверстиями 12, На поворотном золотнике 11 укреплен зубчатый сектор 13, находящийся в зацеплении с щестерней 14, насаженной на ступенчатый вал 15, имеющий возможность перемещения по вертикальной оси. Крьппка 2 имеет отверстие 16 для вывода вала 15 за пределы резака. Для фиксации угла поворота золотника 11 в корпусе резака установлен фиксатор, например винт 17 Корпус 1 гидравлического резака защи11|ен от механических повреждений косынками. Для переключения резака на режим резки служит съемный ключ 18, соединенный со ступенчатым валом 15 посредством штока 19, укрепленного с возможностью вращения к буровой штанге 20.

Работу гидравлического резака осуществляют следующим образом.

Гидрорезак, закрепленный на нижнем конце бурильной щтанги 20, устанавливают на режим бурения и опускают в реактор до верхнего уровня кокеаи включают насос для подачи воды. Вода через горловину крьш1ки 2 корпуса 1 и сообщающиеся отверстия 12 и 10 поворотного 11 и неподвижного 9 золотников поступает по вертикальным стволам 4 в бурильные сопла 6. Мощными компактными струями воды, истекающими из соиел 6, производят гидробурение центральной скважины в коксе. По окончании гидробурения резак поднимают в верхнюю часть корпуса реактора до вывода из него верхнего конца штока 19 и при помо щи ключа 18 переключают резак на режим резки. Насос при этом не отключают, а переводят на байпасную линию. Вместе с валом 15 поворачиваются Щестерни 14, зубчатый сектор 13 и золотник 9. При этом отверстия 12 подвижйого золотника 11 совмещаются с двумя другими отвер06934

стиями 10 неподвижного золотника 9, выходящими в полость 3.

Вода из полости 3 поступает в 5 конусные стволы 7 с режущими соплами 8. Струями воды, истекающими из сопел 8, производят резку кокса до полного освобождения реактора. Поскольку шестерня 14, ступенча 0 тый вал 15 и отверстие 16 имеют

общую вертикальную ось, причем вал 15 в отверстие 16 установлен подвижно, то вал 15 имеет возможность перемещаться по вертикальной оси.

(5 Когда гидрорезак находится в нерабочем состоянии, то шестерня 14 под действием силы тяжести прижата к з.олотнику 11 . В процессе же работы резака щестерня 14, соединенная с

20 валом 15, выходной конец которого выведен в атмосферу, будет находиться под неуравновещанным давлением жидкости, действующим на нижнюю часть щестерни (со стороны золотни5 ка) и верхнюю (со стороны крышки), в результате жидкость, за счет разности площадей шестерни 14 и ступенчатого вала 15 прижимает последний к крьш1ке 2с притерной поверхностью,

. что исключает утечку воды через

отверстие 16. Может быть использовано сальниковое уплотнение вьгеодного конца вала 15.

Это позволяет стабилизировать в течение длительного времени динамический напор воды высокого давления, что улучшает компактность струи, которая увеличивает глубину щели в коксе и, следовательно, производительность выгрузки. При увеличении глубины щели, как следствие, увеличивается вьпсод крупных фракций кокса. Кроме того, исключение утечки воды позволяет Снизить расход воды и расход электроэнергии.

В таблице приведены сравнительные показатели выгрузки кокса гидравлическими резаками по прототипу (I) и согласно изобретению ( | ).

Продолжительность выгрузки кокса из реактора, ч

Производительность

выгрузки кокса, м/ч

Удельный расход воды,

Удельный расход электроэнергии кокса, кВт.ч/м

2,5

2,5

3,7

140

140

94

1.

1Л

2,1

15

15

22,4 f(-A Фиг.З Фиг. 4

1. Гидравлический резак для выгрузки кокса, содержащий корпус с размещенными в нем режущими и бурильными соплами, переключакядим устройством, включающим поворотный и неподвижный золотники, отличающийся тем, что, с целью повышения выработки электродных и крупнокусковых фракций кокса, снижения энергозатрат и продолжительности выгрузки, он снабжен размещенным в корпусе резака ступенчатым валом с щестерней, взаимодействующей с зубчатым сектором, укрепленньм на поворотном золотнике, 2.Резак по п. 1, отличаюЩ;И и с я тем, что вал установлен с возможностью осевого перемещения. 3.Резак по пп. 1 и 2, о т л ичающийся тем, что в корпусе (Л резака установлен фиксатор угла поворота золотника.