專利名稱：煉油廠反應(yīng)器催化劑結(jié)焦硬層切削機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及煉油廠加氫反應(yīng)器的一種檢修用設(shè)備，尤其是由銑削機具、傳動主軸、導(dǎo)向定位機構(gòu)、軸向進給旋轉(zhuǎn)機構(gòu)、液壓電氣控制系統(tǒng)及機架組成的、切除加氫反應(yīng)器催化劑頂部結(jié)焦硬層的一種液壓機械設(shè)備。
加氫反應(yīng)器(以下簡稱反應(yīng)器)是煉油廠煉油工藝中進行化學(xué)反應(yīng)的重要設(shè)備，它是高達數(shù)十米、直徑達數(shù)米、上下兩端呈瓶頸狀的圓筒狀容器，在其頂部有一個人孔，可以從人孔進入反應(yīng)器；入孔法蘭上均布著24只經(jīng)過機械加工的螺栓孔。在經(jīng)過一個生產(chǎn)運行周期后，反應(yīng)器內(nèi)部的催化劑逐漸失效、頂層的催化劑結(jié)焦變硬，硬層的表面有時象混凝土那樣堅硬，硬層的厚度有時可達1米。催化劑硬層的存在，嚴重地影響催化劑的催化效果，降低油品煉制的生產(chǎn)效率，影響油品質(zhì)量。因此，反應(yīng)器在經(jīng)過較長時間運行后，必須鏟除催化劑頂部的堅硬層，清除已經(jīng)失效、或即將失效的的催化劑，換上新的催化劑。
由于反應(yīng)器是在高溫、高壓條件下進行化學(xué)反應(yīng)的容器，即使在其停產(chǎn)檢修時間內(nèi)，其內(nèi)部環(huán)境條件也是極其惡劣的，不具備人的生存條件，因而沒有專門防護條件及缺乏專門訓(xùn)練的人員是無法從入孔進入反應(yīng)器的；又由于反應(yīng)器頂部呈瓶頸狀結(jié)構(gòu)，常規(guī)的機械設(shè)備無法進入反應(yīng)器進行堅硬層的清除。因此對煉油廠來說，清除反應(yīng)器催化劑結(jié)焦硬層，是一項必須要解決、但又是非常難以解決的工作。
為了清除催化劑硬層，目前有的煉油廠采取人工的方式進行。即在反應(yīng)器停產(chǎn)冷卻后，讓經(jīng)過防化專業(yè)訓(xùn)練的人員(有時是防化兵戰(zhàn)士)、佩帶全套防毒器材，從頂部的入孔進入反應(yīng)器，用電鎬、或風(fēng)鎬等工具將催化劑硬層沖擊成碎塊，然后把碎塊一點一點地從入孔中拿出去。由于反應(yīng)器內(nèi)部的環(huán)境條件非常惡劣，充滿著氮氣、氫氣、油氣及較高的溫度，沒有防護條件的人在其內(nèi)將立即窒息死亡。即使是佩帶全套防化器材的人員，能在反應(yīng)器內(nèi)部工作的時間也是很短暫的。因此，目前這種依靠人工清除硬層的方式是非常不安全的、風(fēng)險性極大，效率也很低；檢修人員的工作環(huán)境極其惡劣、檢修工作的文明化程度極差；當然為清除催化劑硬層所付出的經(jīng)濟代價也是非常大的。
為此，人們一直在探求通過某種機械設(shè)備來替代人工進行清除催化劑硬層的途徑。由于反應(yīng)器入孔高數(shù)十米、入孔直徑很小，因而無法應(yīng)用諸如金屬切削設(shè)備、或路面工程機械、或挖掘機械等一般可以完成堅硬層切除的機械設(shè)備；即使把它們制成小巧微型結(jié)構(gòu)能夠通過入孔進入反應(yīng)器，卻無法切除到大于入孔、直徑達數(shù)米的大面積硬層。同時由于反應(yīng)器是煉油工藝中最關(guān)鍵的設(shè)備，造價非常昂貴，其內(nèi)壁不得在切除硬層過程中受到任何機械損傷；同時，不具備防爆性能的機械設(shè)備，還會導(dǎo)致反應(yīng)器的爆炸事故發(fā)生。因此目前仍然只能采用人工方法完成反應(yīng)器催化劑結(jié)焦硬層的清除工作。
本實用新型的目的就是提供一種切除催化劑硬層的機械設(shè)備，它能順利地通過反應(yīng)器頂部的入孔，在反應(yīng)器內(nèi)部把直徑達數(shù)米、厚度達1米的催化劑結(jié)焦硬層的切削成小顆粒，同時能在氣力輸送裝置的配合下將切削后的催化劑碎粒清除掉。
為實現(xiàn)上述的目的，本實用新型采用的解決方案是由銑削機具、傳動主軸、定位導(dǎo)向機構(gòu)、軸向進給旋轉(zhuǎn)機構(gòu)、液壓電氣控制系統(tǒng)及機架組成一個以反應(yīng)器人孔法蘭為安裝基礎(chǔ)的液壓機械設(shè)備；充分利用反應(yīng)器頂部入孔這個唯一可以進入反應(yīng)器內(nèi)部的通道，把截面略小于入孔、并能翻轉(zhuǎn)的銑削機具放入反應(yīng)器；利用反應(yīng)器頂部入孔法蘭上經(jīng)過機械加工的螺栓孔作定位基準，使導(dǎo)向定位機構(gòu)的中心與反應(yīng)器的中心基本吻合；傳動主軸穿過導(dǎo)向定位機構(gòu)，其下端與銑削機具相連接，上端與軸向進給旋轉(zhuǎn)機構(gòu)相連接；軸向進給旋轉(zhuǎn)機構(gòu)穿過機架，機架固定在人孔法蘭的螺拴孔上；在銑削機具需要進入反應(yīng)器、或從反應(yīng)器內(nèi)部撤離時，銑削機具中的銑刀滾中心呈鉛垂狀態(tài)；在銑削機具進入反應(yīng)器后，通過翻轉(zhuǎn)油缸把銑刀滾中心翻轉(zhuǎn)為水平的工作狀態(tài)；在反應(yīng)器內(nèi)部仍然有爆炸危險性氣體存在的環(huán)境條件下，直接承擔(dān)切削職能的銑刀滾及銑刀盤，能夠完成以下四種形式的切削運動圍繞著自身的中心進行旋轉(zhuǎn)切削、圍繞著反應(yīng)器的中心進行旋轉(zhuǎn)切削、沿著水平方向進行徑向進給切削、沿著鉛垂方向進行軸向進給切削，在這四種切削運動的共同作用下，把整個催化劑硬層逐步地銑削破碎呈顆粒狀態(tài)；與此同時，通過氣力輸送管道，在氣力輸送裝置的配合下，把催化劑顆粒吸走，這樣達到切除催化劑結(jié)焦硬層的目的。
上述的銑削機具，承擔(dān)著進入反應(yīng)器切削催化劑硬層的職能。它必須能順利地通過反應(yīng)器頂部的入孔，還要有足夠的強度和剛度，同時它必須能在爆炸危險性氣體存在的環(huán)境中輸出足夠大的動力，因而它采用結(jié)構(gòu)緊湊的液壓件。在銑削機具上采用的液壓件有銑削用液壓馬達、徑向進給油缸及翻轉(zhuǎn)油缸。在銑削工作狀態(tài)時，這些液壓件是處于連續(xù)旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)，它們所必需的液壓油是通過各自獨立的液壓油輸送通道來輸送的；每一條液壓油輸送通道是由分布在銑削機具、傳動主軸、軸向進給旋轉(zhuǎn)機構(gòu)內(nèi)部的液壓油通道共同組成的。而且，每一條液壓油輸送通道又是由靜止狀態(tài)的通道與連續(xù)旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的通道這兩部分銜接而成的。
銑削機具是由筒體、銑刀外梁、銑刀內(nèi)梁、銑刀滾、銑刀盤等組成的，銑刀外梁可以繞著筒體上的軸銷翻轉(zhuǎn)，當翻轉(zhuǎn)油缸把銑刀外梁放下時，銑刀滾的中心呈鉛垂狀態(tài)，截面小于反應(yīng)器入孔的銑刀外梁就能夠通過反應(yīng)器入孔；在進入反應(yīng)器內(nèi)部后，翻轉(zhuǎn)油缸又能把銑刀外梁拉起，銑刀滾的中心翻轉(zhuǎn)至水平的工作狀態(tài)。銑削用液壓馬達、銑刀滾及銑刀盤與銑刀內(nèi)梁等零件構(gòu)成一個獨立的整體，它們在徑向進給油缸的作用下，能夠沿著銑刀外梁的軌道作水平的徑向進給移動。在銑削機具內(nèi)部的液壓油通道，是由布置在筒體內(nèi)相互獨立的液壓油管、液壓軟管和筒體上端法蘭上的油孔共同組成的。
上述的傳動主軸，是一根為銑削機具傳遞轉(zhuǎn)矩并輸送液壓油、為氣力輸送管道提供通道的空心長軸。它的下端與銑削機具相連、上端與軸向進給旋轉(zhuǎn)機構(gòu)相連，它依靠導(dǎo)向定位機構(gòu)的導(dǎo)向，使銑削機具能繞著反應(yīng)器的中心進行旋轉(zhuǎn)；在傳動主軸內(nèi)部的液壓油通道，是由它內(nèi)部的各條液壓油管和兩端的油孔組成的，其下端與銑削機具的液壓油輸送通道一一對應(yīng)、其上端與軸向進給旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的液壓油輸送通道一一對應(yīng)。
上述的導(dǎo)向定位機構(gòu)，它是由筒體法蘭、導(dǎo)輪、定位墊圈、氮氣入口、密封圈等組成；定位墊圈安放在反應(yīng)器頂部入孔法蘭上的螺栓孔里，通過定位墊圈的定位，使筒體法蘭的中心與反應(yīng)器的中心基本吻合；上下兩層的導(dǎo)輪固定在筒體法蘭上、并與筒體法蘭同心，從而使上下兩層導(dǎo)輪包容而成的圓柱面的中心也與反應(yīng)器的中心基本吻合；上下兩層導(dǎo)輪為銑削機具圍繞著反應(yīng)器中心旋轉(zhuǎn)提供導(dǎo)向；可以從氮氣入口輸送一定微壓的氮氣，密封圈能保證反應(yīng)器具有一定的氣密性能，使銑削機具始終在微壓的氮氣保護下安全地切削。它還配置了防爆型的照明燈和監(jiān)視器，以便在反應(yīng)器的外部就可以到觀察反應(yīng)器內(nèi)部的情況、監(jiān)視銑削機具在反應(yīng)器內(nèi)部工作是否正常。
上述的軸向進給旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，它為銑削機具圍繞著反應(yīng)器的中心旋轉(zhuǎn)切削提供轉(zhuǎn)矩、使銑削機具沿著反應(yīng)器的中心完成軸向進給切削，同時它還為氣力輸送裝置提供氣力輸送出口。在軸向進給旋轉(zhuǎn)機構(gòu)中有蝸輪軸、油路分配主軸、油路分配套、軸向進給油缸、液壓油管、氣力輸送鋼管、吸管座、氣力輸送出口及導(dǎo)套等零件。在軸向進給旋轉(zhuǎn)機構(gòu)中的液壓油通道，是由蝸輪軸及油路分配主軸上的各只相互對應(yīng)油孔、油路分配套上的各條油槽及液壓油管共同組成的，其中油路分配主軸及蝸輪軸是可以連續(xù)旋轉(zhuǎn)的，而油路分配套及液壓油管是不能旋轉(zhuǎn)的；油路分配主軸可以在油路分配套內(nèi)旋轉(zhuǎn)，從而把液壓油輸送通道中不能旋轉(zhuǎn)的部分與必須要連續(xù)旋轉(zhuǎn)的部分銜接起來；貫傳整個設(shè)備的氣力輸送鋼管與銑削機具內(nèi)的氣力輸送軟管，兩者必須與銑削機具同步旋轉(zhuǎn)，而氣力輸送出口則是不能旋轉(zhuǎn)的，它們共同組成了一條催化劑顆粒輸送用的氣力輸送通道，其中，通過吸管座內(nèi)的滾動軸承，把氣力輸送通道中旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的與靜止狀態(tài)這兩部分銜接起來，為氣力輸送裝置提供不旋轉(zhuǎn)的出口。
上述的機架，由四根相互平行的厚壁鋼管組成，呈四棱柱結(jié)構(gòu)固定在反應(yīng)器入孔法蘭的螺栓孔上，其中的一組鋼管，穿過軸向進給旋轉(zhuǎn)機構(gòu)中的導(dǎo)套，為軸向進給旋轉(zhuǎn)機構(gòu)提供剛性的導(dǎo)向支持。
上述的氣力輸送裝置，是與本實用新型配套、提供氣力輸送動力的其它設(shè)備。
本實用新型實施后可以產(chǎn)生以下效益1由于能替代人工完成反應(yīng)器催化劑結(jié)焦硬層的切削、并與氣力輸送裝置配套完成切削后的清除工作，可以避免發(fā)生因人員進入反應(yīng)器內(nèi)部可能出現(xiàn)的中毒、死亡等重大事故，安全性高，檢修生產(chǎn)的文明化程度高，具有明顯的社會效益。
2由于用機械設(shè)備替代人工勞動，提高了檢修效率，有效地縮短反應(yīng)器的檢修期，延長了反應(yīng)器的生產(chǎn)運行期，為煉油廠提高油品產(chǎn)量、提高油品質(zhì)量創(chuàng)造了條件，具有較高的經(jīng)濟效益。
3由于不需要投入大量經(jīng)過專門防化訓(xùn)練的人力和相關(guān)的物資，因此在反應(yīng)器檢修過程中可以節(jié)省大量的經(jīng)濟開支。
4由于反應(yīng)器是煉油廠重要的煉油設(shè)施，在本實用新型實施后，作為煉油廠的一種檢修用機械，可以安排少量的崗位富裕人員，專門從事煉油行業(yè)反應(yīng)器的檢修業(yè)務(wù)，為煉油廠勞動管理制度改革、安排崗位富裕人員、提高企業(yè)經(jīng)濟效益，開辟了一種新的途徑。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細說明。


圖1是本實用新型實施例中的銑削機具通過反應(yīng)器頂部入孔時的狀態(tài)示意圖；圖2是本實用新型實施例的裝配結(jié)構(gòu)示意圖(銑削機具處于工作狀態(tài))；圖3是圖2所示實施例中的銑削機具結(jié)構(gòu)示意圖，其中圖3(a)是該圖中的A-A剖面圖(只表示了銑刀內(nèi)梁及銑刀外梁等局部結(jié)構(gòu))，圖3(b)是該圖中的B向視圖；圖4是圖2所示實施例中的傳動主軸的結(jié)構(gòu)示意圖，其中圖4(a)是該圖中的A向視圖，圖4(b)是該圖中的B向視圖；圖5是圖2所示實施例中的導(dǎo)向定位機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是圖2所示實施例中的軸向進給旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是圖6所示的A-A剖面的局部示意圖，其中圖7(a)是該圖中的蝸輪軸上端面的油孔及銷釘分布示意圖；圖8是圖2所示實施例中的機架結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1.銑削機具、101.“0”形密封圈、102.筒體、103.液壓油管(下)、104.翻轉(zhuǎn)油缸、105.液壓軟管、106.氣力輸送軟管、107.徑向進給油缸、108.撞塊、109.銑刀滾、110.銑刀軸、111.銑刀外梁、112.銑刀內(nèi)梁、113.限位螺栓、114.銑刀盤、115.銷釘、116.吸嘴、117.導(dǎo)輪、118.軌道、119.銷軸、120.銑削用液壓馬達、121.刀頭；2.傳動主軸、201.下端法蘭、202.無縫鋼管、203.液壓油管(中)、204.上端法蘭、205.鍵板、206.軸向油孔、207.加長軸；3.導(dǎo)向定位機構(gòu)、301.緊固件、302.定位墊圈、303.筒體法蘭、304.防爆照明燈、305.密封圈、306.導(dǎo)向輪、307.密封墊、308.防爆監(jiān)視器、309.氮氣進口；4.軸向進給旋轉(zhuǎn)機構(gòu)、401.旋轉(zhuǎn)用液壓馬達、402.蝸桿、403.蝸輪、404.軸向進給油缸、405.上橫梁、406.氣力輸送出口、407.蝸輪軸、408.連接鉸件、409.徑向油孔；410.油管、411.上橫梁蓋板、412.氣力輸送鋼管、413.壓緊螺母、414.上筒體、415.油路分配主軸、416.滾動軸承(小)、417.油路分配套、418.油槽、419.“O”形密封圓(大)、420.滾動軸承、421.螺桿、422.吸管座、423.導(dǎo)套；5.液壓電氣控制系統(tǒng)；6.機架、601.導(dǎo)柱。
銑削機具，不論是進入反應(yīng)器進行切削、還是在完成切削后從反應(yīng)器撤離，都必須要能順利地通過反應(yīng)器頂部的入孔。在
圖1所示的狀態(tài)中，當翻轉(zhuǎn)油缸(104)的活塞桿全部伸出，把銑刀外梁(111)放下，使銑刀滾(109)的中心D-D’呈鉛垂狀態(tài)，這樣就可以順利地通過反應(yīng)器入孔。在進入反應(yīng)器的過程中，當銑刀盤(114)與反應(yīng)器催化劑硬層接觸時，可使翻轉(zhuǎn)油缸(104)的活塞桿緩緩地收縮、把銑刀外梁(111)緩慢地拉起一點、再協(xié)調(diào)地把筒體(102)放下一點…至到銑刀滾(109)的中心D-D’完全翻轉(zhuǎn)至水平狀態(tài)為止。相反，在從反應(yīng)器撤離的過程中，當筒體(102)緩慢上升時，翻轉(zhuǎn)油缸(104)的活塞桿協(xié)調(diào)地伸出，使銑刀滾(109)的中心D-D’從原來的水平狀態(tài)翻轉(zhuǎn)成鉛垂狀態(tài)。
在圖2所示的本實用新型實施例的裝配結(jié)構(gòu)中，翻轉(zhuǎn)油缸(104)的活塞桿全部縮回，把銑刀外梁(111)拉起，銑刀滾(109)的中心D-D’呈水平的工作狀態(tài)。通過定位墊圈(302)的定位，使導(dǎo)向定位機構(gòu)(3)的中心與反應(yīng)器的中心基本重合；傳動主軸(2)穿過導(dǎo)向定位機構(gòu)(3)中的導(dǎo)向輪(306)，從而使傳動主軸(2)的旋轉(zhuǎn)中心與反應(yīng)器的中心O-O’基本吻合；傳動主軸(2)的下端與銑削機具(1)相連接，上端與軸向進給旋轉(zhuǎn)機構(gòu)(4)相連接；機架(6)的導(dǎo)柱(601)穿過軸向進給旋轉(zhuǎn)機構(gòu)(4)中的導(dǎo)套(423)，兩只軸向進給油缸(404)的活塞桿分別與反應(yīng)器入孔法蘭的螺栓孔相連；各組成機構(gòu)所需要的液壓油，是由安放在反應(yīng)器平臺上的液壓電氣控制系統(tǒng)(5)提供的。承擔(dān)銑削職能的銑刀滾(109)及銑刀盤(114)，是由銑削用液壓馬達(120)直接驅(qū)動的；為便于通過反應(yīng)器入孔，它們的總長度L小于反應(yīng)器半徑R。徑向進給油缸(107)推動銑刀內(nèi)梁(112)作水平的徑向移動，完成行程為S水的徑向進給切削；通過限位螺桿(113)來調(diào)節(jié)徑向移動的行程，這樣一方面使銑刀滾(109)及銑刀盤(114)能完成反應(yīng)器整個內(nèi)徑范圍圓面積的切削，另一方面又能使銑削機具(1)適應(yīng)在不同內(nèi)徑的反應(yīng)器工作。銑刀盤(114)的端面切削刃與反應(yīng)器內(nèi)壁必須保持一個最小安全間距a，以保證銑刀盤(114)不會接觸到反應(yīng)器內(nèi)壁，從而保護反應(yīng)器內(nèi)壁不會受到機械損傷，最小安全間距a一般不小于50毫米；為能把反應(yīng)器中心部位的催化劑硬層切削到，銑刀滾(109)的起始端面與銑刀盤(114)的端面切削刃，分別位于反應(yīng)器中心O-O’的兩側(cè)，銑刀滾(109)的起始端面與反應(yīng)器中心O-O’保持的間距b，一般不小于50毫米，即R＝(L-b)+S水+a。軸向進給旋轉(zhuǎn)機構(gòu)(4)通過傳動主軸(2)帶動銑削機具(1)旋轉(zhuǎn)；軸向進給油缸(404)的活塞桿收縮，把軸向進給旋轉(zhuǎn)機構(gòu)(4)沿著機架(6)上的導(dǎo)柱(601)向下拉，使銑削機具(1)沿著鉛垂方向完成軸向進給切削。連續(xù)旋轉(zhuǎn)中的銑削機具(1)所需要的液壓油，是由液壓電氣控制系統(tǒng)(5)提供的；液壓油輸送通道，是由軸向進給旋轉(zhuǎn)機構(gòu)(4)、傳動主軸(2)及銑削機具(1)三者內(nèi)部的液壓油通道共同組成的，每條液壓油輸送通道中處于靜止狀態(tài)的與旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的液壓管道之間的銜接，是因為油路分配主軸(415)能在油路分配套(417)中旋轉(zhuǎn)；為保證在切削催化劑硬層過程中的防爆安全，通過氮氣進口(309)向反應(yīng)器內(nèi)部輸入一定微壓的氮氣，上下兩層布置的密封圈(305)對傳動主軸(2)起動密封作用。氣力輸送出口(406)與氣力輸送裝置相連，將銑削后的催化劑破碎顆粒吸走，從而完成反應(yīng)器催化劑硬層的切除工作。通過防爆照明燈(304)及防爆監(jiān)視器(308)，能在反應(yīng)器的外部觀察到反應(yīng)器內(nèi)部的情況，并監(jiān)視銑削機具(1)在反應(yīng)器內(nèi)部的狀態(tài)是否正正常。
在圖3所示的銑削機具結(jié)構(gòu)中，銑削機具是由筒體(102)、翻轉(zhuǎn)油缸(104)、徑向進給油缸(107)、銑削用液壓馬達(120)、銑刀外梁(111)、銑刀內(nèi)梁(112)、銑刀滾(109)、銑刀盤(114)及銑刀軸(110)等組成。為充分利用反應(yīng)器入孔這個唯一能進入反應(yīng)器內(nèi)部的通道面積，筒體(102)的外徑應(yīng)盡可能地大一些，只需比反應(yīng)器入孔內(nèi)徑小10～20毫米左右，并具有足夠的剛度；筒體(102)上端的法蘭上均布著7只軸向油孔(206)，通過銷釘(115)的定位，與傳動主軸(2)上的液壓油通道一一對應(yīng)，并用“O”形密封圈(101)密封；銑削用液壓馬達(120)、翻轉(zhuǎn)油缸(104)及徑向進給油缸(107)三者所必需用的液壓油，是從軸向油孔(206)輸入、經(jīng)液壓油管(下)(103)及液壓軟管(105)來輸送的；在筒體(102)內(nèi)部還有氣力輸送軟管(106)，它的上端與氣力輸送鋼管(412)相連，下端與銑刀內(nèi)梁(112)壁板上的吸嘴(116)相連。銑刀外梁(111)的截面應(yīng)比入孔截面小、并具有足夠的剛度，在翻轉(zhuǎn)油缸(104)的作用下，它可以繞著筒體(102)上的軸銷(119)翻轉(zhuǎn)；當需要通過反應(yīng)器入孔時，銑刀滾(109)的中心D-D’呈鉛垂狀態(tài)；當進入反應(yīng)器處于切削工作狀態(tài)時，銑刀滾(109)的中心D-D’呈水平狀態(tài)。在徑向進給油缸(107)的作用下，通過導(dǎo)輪(117)的導(dǎo)向，銑刀內(nèi)梁(112)可以沿著銑刀外梁(111)的軌道(118)移動。銑刀滾(109)及銑刀盤(114)是直接承擔(dān)銑削的刀具，它們上面有眾多的刀頭(121)呈螺旋狀分布著；銑削用液壓馬達(120)是一種低速大扭矩的液壓馬達，它通過花鍵連接直接驅(qū)動銑刀軸(110)，從而帶動銑刀滾(109)及銑刀盤(114)旋轉(zhuǎn)。銑刀外梁(111)在翻轉(zhuǎn)過程中可能會與筒體(102)發(fā)生碰撞，銑刀內(nèi)梁(112)在水平移動中也可能會與限位螺桿(113)發(fā)生碰撞，為避免剛性碰撞中產(chǎn)生金屬火花，在可能發(fā)生碰撞的部位用無火花的撞塊(108)進行保護。
圖4所示的傳動主軸，它為銑削機具(1)傳遞轉(zhuǎn)矩、提供液壓油輸送通道和氣力輸送鋼管(412)的通道。它是由下端法蘭(201)、無縫鋼管(202)、液壓油管(中)(203)、上端法蘭(204)及加長軸(207)組成的空心管體。本實用新型實施例，在完成催化劑硬層切除的基本功能的同時，還能夠在氣力輸送裝置的配合下吸走硬層以下已經(jīng)失效或即將失效的催化劑、也能夠在清除硬層后用于新催化劑的布料，這就要求傳動主軸要有一定的長度。這是由若干節(jié)加長軸(207)與傳動主軸(2)拼接起來，把整個傳動主軸加長到所需的長度；每節(jié)加長軸(207)的長度與軸向進給油缸的行程相同，也與結(jié)焦層的厚度相同，一般為1米。不論是在傳動主軸兩端法蘭的結(jié)合面上、還是在它們的拼接處，都是依靠定位圓定位、通過鍵板(205)傳遞轉(zhuǎn)矩，同時還有銷釘(115)起定位作用、“O”密封圈(101)起密封作用。傳動主軸內(nèi)部的液壓油通道，是由液壓油管(中)(203)及兩端法蘭上的軸向油孔(206)組成的，它們分別與銑削機具(1)及軸向進給旋轉(zhuǎn)機構(gòu)(4)上的軸向油孔(206)一一對應(yīng)。
圖5所示的導(dǎo)向定位結(jié)構(gòu)，它主要承擔(dān)傳動主軸(2)的定位及導(dǎo)向，為了保證銑削機具(1)能始終圍繞著反應(yīng)器的中心O-O’進行切削，在反應(yīng)器這樣龐然大物中，只能依靠反應(yīng)器人孔法蘭上經(jīng)過機械加工的螺拴孔FK來作為定位的基準。導(dǎo)向輪(306)呈上下兩層布置，每層均布著3只或4只，上下兩層導(dǎo)向輪(306)包容而成的圓柱體的直徑D導(dǎo)，略比傳動主軸(2)的外徑D傳大0.5～1.5毫米，從而保證傳動主軸(2)具有一定的定位精度和運動剛度。通過定位墊圈(302)的定位、使上下兩層導(dǎo)向輪(306)包容而成的圓柱體的中心與反應(yīng)器的中心O-O’基本吻合。筒體法蘭(303)通過緊固件(301)固定在反應(yīng)器入孔法蘭上。微壓的氮氣通過氮氣進口(309)進入反應(yīng)器的內(nèi)部。密封圈(305)及密封墊(307)起密封作用，使反應(yīng)器內(nèi)部的氮氣能保持一定的微壓，從而使銑削機具(1)始終在微壓的氮氣保護下安全地切削。防爆型照明燈(304)和防爆型監(jiān)視器(308)固定在筒體法蘭(303)上，以便能在反應(yīng)器的外部觀察到反應(yīng)器內(nèi)部的情況，同時能監(jiān)視銑削機具(1)在反應(yīng)器內(nèi)部的工作狀況是否正常。
圖6所示的軸向進給旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，它為銑削機具(1)圍繞反應(yīng)器中心O-O’進行旋轉(zhuǎn)切削輸出轉(zhuǎn)矩、沿著鉛垂方向軸向進給切削提供軸向推力。通過蝸桿(402)與蝸輪(403)的減速，低速大扭矩的旋轉(zhuǎn)用液壓馬達(401)帶動蝸輪軸(407)進行低速旋轉(zhuǎn)；蝸輪軸(407)與傳動主軸(2)相連接，從而帶動傳動主軸(2)旋轉(zhuǎn)。上橫梁(405)穿過機架(6)中的一對導(dǎo)柱(601)。軸向進給油缸(404)固定在上橫梁(405)上，其活塞桿通過連接鉸件(408)固定在反應(yīng)器入孔法蘭上，當軸向進給油缸(404)的活塞桿伸縮時，上橫梁(405)就能沿著導(dǎo)柱(601)上、下移動。液壓電氣控制系統(tǒng)(5)輸出的液壓油，通過油管(410)進入油路集中分配套(417)。氣管座(422)是將連續(xù)旋轉(zhuǎn)著的、貫穿整個設(shè)備的氣力輸送鋼管(412)，與不能旋轉(zhuǎn)的氣力輸送出口(406)相銜接。
圖7所示的結(jié)構(gòu)，示意的是液壓油輸送通道中靜止狀態(tài)的液壓油通道與連續(xù)旋轉(zhuǎn)中的液壓油通道之間相互銜接的原理。油路分配套(417)通過螺桿(421)浮動地固定在不能旋轉(zhuǎn)的上筒體(414)上，它相對于反應(yīng)器是靜止的；油路分配套(417)通過滾動軸承(420)套在油路分配主軸(415)上，油路分配主軸(415)能夠在油路分配套(417)內(nèi)靈活地旋轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)液壓油輸送通道中靜止狀態(tài)的與連續(xù)旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的通道相互之間的銜接；油路分配主軸(415)通過壓緊螺母(413)的壓緊、銷釘(115)的定位，與蝸輪軸(407)相連接，因此油路分配主軸(415)及蝸輪軸(407)相對于反應(yīng)器是可以連續(xù)旋轉(zhuǎn)的。油路分配套(417)的孔內(nèi)均布著7條油槽(418)，它們分別與油路分配主軸(415)上的徑向油孔(409)相對應(yīng)，每條油槽(418)的兩旁用“O”形密封圈(大(419)密封；液壓電氣控制系統(tǒng)(5)輸出的液壓油，經(jīng)過油管(410)進入油路分配套(417)相對應(yīng)的油槽(418)里，再進入油路分配主軸(415)的相對應(yīng)的軸向油孔(409)里，最后從蝸輪軸(407)內(nèi)部的軸向油孔(206)向傳動主軸(2)上的各軸向油孔(206)輸送。從而實現(xiàn)為連續(xù)旋轉(zhuǎn)中的銑削機具(1)集中分配、輸送液壓油的功能。氣管座(421)固定在上筒體(414)上，其上端安裝著氣力輸送出口(406)，其內(nèi)部通過滾動軸承(小)(416)與氣力輸送鋼管(412)相連接，這樣實現(xiàn)靜止狀態(tài)的氣力輸送出口與連續(xù)旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的氣力輸送鋼管(412)之間的相互銜接。
圖8所示的機架，它是由四根厚壁鋼管組成的四棱體框架，從而具有足夠的剛度；它的下端固定在反應(yīng)器入孔法蘭的螺栓孔里。在四根厚壁鋼管中有一對是導(dǎo)柱(601)，它們穿過上橫梁(405)的導(dǎo)套(423)，為軸向進給旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)(4)沿著反應(yīng)器中心軸向進給提供剛性的導(dǎo)向支承，在銑削機具(1)遇到較大切削阻力時，軸向進給油缸(404)不至于被扭壞。
在氣力輸送裝置的配合下，本實用新型實施例能完成反應(yīng)器內(nèi)部直徑達數(shù)米、厚度達1米的催化劑結(jié)焦層的切除工作。如果傳動主軸(2)中每接入一節(jié)加長軸(207)，就可以使銑削機具(1)向下多進給1米。通過氣力輸送鋼管(412)的逐步加長，就能夠把1米硬層以下、已經(jīng)失效或即將失效的的催化劑顆粒吸走；相反，在完成上述工作后，本實用新型實施例又可以變換成催化劑的布料機，即通過貫穿整個設(shè)備的氣力輸送鋼管(412)及氣力輸送軟管(106)，把新的催化劑輸送到反應(yīng)器內(nèi)部，同時通過銑削機具(1)及傳動主軸(2)的旋轉(zhuǎn)，以及傳動主軸(2)沿著鉛垂方向向上移動，使新的催化劑顆粒一層一層均勻地分布著。
權(quán)利要求1一種由銑削機具、傳動主軸、導(dǎo)向定位機構(gòu)、軸向進給旋轉(zhuǎn)機構(gòu)、液壓電氣控制系統(tǒng)及機架組成的、用于煉油廠反應(yīng)器檢修時切除催化劑硬層的切削機，其特征在于以反應(yīng)器入孔法蘭上經(jīng)過機械加工的螺栓孔作為設(shè)備的定位基準，充分利用反應(yīng)器頂部入孔通道面積，把整個設(shè)備安裝在反應(yīng)器的入孔法蘭上；傳動主軸(2)穿過導(dǎo)向定位機構(gòu)(3)的導(dǎo)向輪(306)，其下端與銑削機具(1)相連接，其上端與軸向進給旋轉(zhuǎn)機構(gòu)(4)相連接；直接承擔(dān)催化劑硬層切割職能的是銑削機具(1)中的銑刀滾(109)及銑刀盤(114)；截面小于入孔的銑削機具(1)，在需要進入反應(yīng)器內(nèi)部、或從反應(yīng)器內(nèi)部撤離時，銑刀滾(109)及銑刀盤(114)的中心呈鉛垂狀態(tài)；在銑削機具(1)進入反應(yīng)器進行銑削時，通過液壓電氣控制系統(tǒng)(5)的驅(qū)動控制，銑刀滾(109)及銑刀盤(114)的中心翻轉(zhuǎn)成水平狀態(tài)；在反應(yīng)器內(nèi)部存在著爆炸危險性氣體的情況下，銑削機具(1)能完成四種形式的切削運動，即圍繞著銑刀滾(109)的中心旋轉(zhuǎn)切削、圍繞著反應(yīng)器的中心旋轉(zhuǎn)切削、沿著反應(yīng)器半徑作徑向進給切削、以及沿著反應(yīng)器中心作軸向進給切削在這四種切削運動的共同作用下，銑削機具(1)在反應(yīng)器內(nèi)部能夠把整個催化劑硬層銑削到；與此同時，在氣力輸送裝置的配合下，通過氣力輸送管道把銑削后的催化劑碎粒吸走。
2根據(jù)權(quán)利要求1所述的煉油廠反應(yīng)器催化劑結(jié)焦硬層切削機，其特征在于在銑削機具(1)上有銑刀外梁(111)、銑刀內(nèi)梁(112)、銑刀滾(109)及銑刀盤(114)；直接承擔(dān)銑削職能的是銑刀滾(109)及銑刀盤(114)，它們與銑刀內(nèi)梁(112)組成一體；銑刀內(nèi)梁(112)上的導(dǎo)輪(117)能在銑刀外梁(111)的軌道(118)中移動，在徑向進給油缸(107)的作用下，銑刀內(nèi)梁(112)能夠在銑刀外梁(111)里伸縮，則銑刀滾(109)及銑刀盤(114)作徑向進給切削運動。
3根據(jù)權(quán)利要求1及2所述的煉油廠反應(yīng)器催化劑結(jié)焦硬層切削機，其特征在于銑刀滾(109)及銑刀盤(114)的總長度小于反應(yīng)器內(nèi)壁的半徑，它們徑向進給的行程是通過限位螺桿(113)來調(diào)節(jié)控制的，銑刀盤(114)的切削刃端面與反應(yīng)器內(nèi)壁保持的最小安全間距不應(yīng)小于50毫米。
4根據(jù)權(quán)利要求1及3所述的煉油廠反應(yīng)器催化劑結(jié)焦硬層切削機，其特征在于銑刀滾(109)的起始端面與銑刀盤(114)的切削刃端面，兩者分別位于反應(yīng)器中心的兩側(cè)，銑刀滾(109)的起始端面與反應(yīng)器中心的距離不應(yīng)小于50毫米。
5根據(jù)權(quán)利要求1及4所述的煉油廠反應(yīng)器催化劑結(jié)焦硬層切削機，其特征在于在銑削機具(1)上有銑削用液壓馬達(120)、翻轉(zhuǎn)油缸(104)及徑向進給油缸(107)等三只液壓件，在銑削機具(1)切削工作時，這三只液壓件也是處于連續(xù)旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的，它們所必需的液壓油，是通過各自的液壓油輸送通道來輸送的；每一條液壓油輸送通道是由分布在軸向進給旋轉(zhuǎn)機構(gòu)(4)、傳動主軸(2)及銑削機具(1)內(nèi)部的液壓油通道組成的，同時每一條液壓油輸送通道又是由靜止狀態(tài)的通道與可連續(xù)旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的通道銜接而成的。
6根據(jù)權(quán)利要求1及5所述的煉油廠反應(yīng)器催化劑結(jié)焦硬層切削機，其特征在于在軸向進給旋轉(zhuǎn)機構(gòu)(4)上有蝸輪軸(407)、油管(410)、上筒體(414)、油路分配主軸(415)、油路分配套(417)、螺桿(421)等零件，其中油路分配套(417)是通過螺桿(421)浮動地固定在上筒體(414)上，相對于反應(yīng)器而言，它處于靜止狀態(tài)；油路分配主軸(415)是由蝸輪流軸(407)帶動的，它通過滾動軸承(420)可以在油路分配套(417)內(nèi)靈活地旋轉(zhuǎn)；油路分配套(417)內(nèi)部均布著7條油槽(418)，油路分配主軸(415)上有與油槽(418)對應(yīng)的7只徑向油孔(409)，各只徑向油孔(409)又分別與各軸向油孔(206)相通；每一條液壓油輸送通道中靜止狀態(tài)的通道與可連續(xù)旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的通道銜接，就是通過油路分配主軸(415)可以在油路分配套(417)內(nèi)旋轉(zhuǎn)來實現(xiàn)的；液壓電氣控制系統(tǒng)(5)輸出的液壓油，通過靜止狀態(tài)的油管(410)進入油路分配套(417)內(nèi)部對應(yīng)的油槽(408)、再進入油路分配主軸(415)對應(yīng)的徑向油孔(409)和軸向油孔(206)。
7根據(jù)權(quán)利要求1所述的煉油廠反應(yīng)器催化劑結(jié)焦硬層切削機，其特征在于銑削機具(1)上有一個剛性的筒體(102)，筒體上有一組銷軸(119)，在翻轉(zhuǎn)油缸(104)的作用下，銑刀外梁(111)能夠圍繞著銷軸(119)的中心進行翻轉(zhuǎn)；翻轉(zhuǎn)油缸(104)的活塞桿全部伸出時，銑刀滾(109)的中心呈鉛垂狀態(tài)；翻轉(zhuǎn)油缸(104)的活塞桿全部縮回時，銑刀滾(104)的中心翻轉(zhuǎn)成為水平的切削狀態(tài)。
8根據(jù)權(quán)利要求1所述的煉油廠反應(yīng)器催化劑結(jié)焦硬層切削機，其特征在于導(dǎo)向定位機構(gòu)(3)上有定位墊圈(302)、筒體法蘭(303)、導(dǎo)向輪(306)等零件，定位墊圈(302)放在反應(yīng)器入孔法蘭上的螺栓孔里，筒體法蘭(303)是通過定位墊圈(302)的定位來保證與反應(yīng)器同心；筒體法蘭(303)內(nèi)部固定著上下兩層的導(dǎo)向輪(306)，上下兩層導(dǎo)向輪(306)所包容的圓柱面的中心與筒體法蘭(303)同心，上下兩層導(dǎo)向輪(306)的間距是傳動主軸(2)的外徑的1.5～3倍。
9根據(jù)權(quán)利要求1所述的煉油廠反應(yīng)器催化劑結(jié)焦硬層切削機，其特征在于機架(6)是由四根厚壁鋼管組成，呈四棱柱結(jié)構(gòu)，并固定在反應(yīng)器的螺拴孔內(nèi)；其中的一對鋼管是導(dǎo)柱(601)，它穿過上橫梁(405)上的導(dǎo)套(423)，為軸向進給旋轉(zhuǎn)機構(gòu)(4)沿著反應(yīng)器中心的方向軸向進給提供剛性的導(dǎo)向支持。
10根據(jù)權(quán)利要求1所述的煉油廠反應(yīng)器催化劑結(jié)焦硬層切削機，其特征在于氣力輸送氣力輸送通道也是由靜止狀態(tài)的通道與可連續(xù)旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的通道這兩部分組成的，氣力輸送出(406)固定在吸管座(421)上不能旋轉(zhuǎn)；在吸管座(421)內(nèi)，通過滾動軸承(小)(416)連接著一根氣力輸送鋼管(412)；氣力輸送鋼管(412)在工作狀態(tài)是連續(xù)旋轉(zhuǎn)的，它貫穿整個設(shè)備，最后依次與銑削機具(1)內(nèi)部的氣力輸送軟管(106)及吸嘴(116)相連。
專利摘要本實用新型公開了一種煉油廠反應(yīng)器檢修用切除催化劑結(jié)焦硬層的液壓機械設(shè)備。它由銑削機具、傳動主軸、導(dǎo)向定位機構(gòu)、軸向進給旋轉(zhuǎn)機構(gòu)、液壓電氣控制系統(tǒng)及機架等組成，安裝在反應(yīng)器人孔法蘭上。銑削機具經(jīng)人孔進入反應(yīng)器后能翻轉(zhuǎn)成水平的切削狀態(tài)，并完成圍繞著銑刀滾中心及反應(yīng)器中心的旋轉(zhuǎn)、徑向及軸向進給等四種形式的切削運動，同時在氣力輸送裝置的配合下，把切削后的碎粒吸走，從而達到切除催化劑硬層的目的。
文檔編號B08B9/20GK2535170SQ0123817
公開日2003年2月12日 申請日期2001年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月8日
發(fā)明者潘傳信 申請人:潘傳信