专利名称：一种联合水力除焦器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种联合水力除焦器，用于从炼油厂延迟焦化的焦炭塔中除去石油焦。
目前，炼油厂延迟焦化装置焦炭塔中的石油焦，都是采用水力除焦器除焦，除焦过程分为钻孔、切换、切焦三个工序，一般除焦器为联合水力除焦器，即有钻孔喷咀和切焦喷咀，通常切焦喷咀为13°锥角园锥回转面流道结构，参阅杂志《石油炼制》1988年第5期第42页“联合水力除焦器的设计与应用”一文。此种喷咀流量系数小，等速核长较短，能量损失大，使切焦时间长，效率低。钻孔斜喷咀与除焦器轴线的夹角一般为40°－45°，夹角大，钻孔速度较慢，有时易发生卡钻事故或其它机械事故，操作可靠度低。
本实用新型的目的是提供一种联合水力除焦器，它能提高水束冲击力，减少流道阻力，增大流量系数，延长等速核长，提高钻孔速度，缩短切焦时间，减少或避免卡钻和机械事故，提高效率和操作可靠度。
本实用新型的目的是这样实施的(1)、切焦喷咀(6)内腔采用等变速流道结构，该喷咀的流道母线为一连续曲线，使得液体在喷咀中流动时沿喷咀轴线方向的速度变化为一常数。切焦喷咀(6)内腔也可采用流线型流道结构，液体流动方向与喷咀轴线正方向的夹角是一个连续变量，其母线是由夹角变化而变化，按
形成连结轨道的一条曲线。使液体射流扩散角小，流量系数大，等速核长大。
(2)、主筒体(1)外侧连接固定筋板(2)，当除焦器钻孔时，筋板(2)随着除焦器旋转，刮削孔壁，防止钻孔或切焦时发生卡钻现象，同时保护除焦器外露部份的部件，以防碰损。
(3)、切焦喷咀(6)用的堵头(9)采用内藏式结构，堵头(9)的外螺纹与丝扣套(8)的内螺纹相联接，并内藏于丝扣套(8)内，除焦器钻孔操作时，堵头(9)不与孔壁碰撞，避免堵头松动发生脱落。
(4)、钻孔斜喷咀(11)与除焦器轴线的夹角为25°－35°最好为30°，减小夹角可提高钻孔速度。
本实用新型由于切焦喷咀改锥形喷咀为等变速流道结构喷咀或流线型流道结构喷咀，水力学性能好，流量系数和等速核长都增大，提高了冲击力，切焦速度快。钻孔斜喷咀与除焦器轴线的夹角缩小，提高了钻孔速度，虽然钻孔孔径减小，但由于除焦器上装有筋板，钻孔时刮削孔壁，能避免卡钻事故。另外切焦喷咀用堵头采用内藏式结构，避免了钻孔时因碰撞而发生松动，脱落等机械事故，提高了操作可靠度，除焦时间也明显缩短。
本实用新型附图如下
图1、除焦器结构示意图图2、等变速流道结构喷咀内腔示意图图3、流线型流道结构喷咀内腔示意图图中(1)主筒体；(2)筋板；(3)弯管；(4)稳流管；(5)喷咀头；(6)切焦喷咀；(7)密封圈；(8)丝扣套；(9)堵头；(10)钻孔喷咀；(11)钻孔斜喷咀；(12)盲螺母。
下面根据附图进一步说明本实用新型如
图1所示，水力除焦器的主筒体(1)侧边经弯管(3)依次连接稳流管(4)、喷咀头(5)，用丝扣套(8)和密封圈(7)将切焦喷咀(6)固定于喷咀头(5)内，堵头装于丝扣套(8)内，钻孔时堵住切焦喷咀的喷口，拆掉盲螺母，切焦时拆掉堵头，同时装上盲螺母。每个除焦器，可安二个或二个以上切焦喷咀，其相对位置必须对称，本实例安装了二个切焦喷咀。如图2所示，切焦喷咀(6)采用了等变速流道结构的喷咀，其喷咀的流道母线使得液体在喷咀中流动时沿喷咀轴线方向的速度变化为一常数，该喷咀的出口仍有一段直园柱段(H0＝0.5d0)它的流道母线方程式是根据等变速dv／dy＝C(常数) (1)并知V＝ (Q)/(πX) (2)dv／dy＝ (Q)/(π) d(X－2)／dy＝C (3)此式可写成 (d(X-2))/(dy) ＝C′(其中C′＝ (πC)/(Q) ) (4)分离变量得d(X－2)＝C′dy (5)两端积分得X－2＝C1y＋C2(6)根据X和y和边界条件可求出C1y和C2，当X＝1／2D时 y＝0代入(6)式得C2＝ 4/(D2) (7)
当X＝1／2do时，y＝H－Ho代入(6)式中得C1＝ 1/(H-Ho) ( 4/(do) － 4/(D2) ) (8)将C1，C2代入(6)式中得X－2＝ 1/(H－Ho) ( 4/(do) － 4/(D2) )y＋ 4/(D2)即
(9)式即为等变速型喷咀的流道母线方程式X和y坐标如图2所示本实用新型实例，取D＝29mm，do＝14mmH＝59mmHo＝0.5do＝7mm将上述数值代入(9)式中可以等变速型喷咀的流道母线方程式为X2＝ 10192/(3y＋52) (10)依此计算出具体X和y的对应数据即可连成该喷咀的流道母线的连续曲线。
如图3所示，切焦喷咀(6)也可采用流线型流道结构喷咀，其喷咀的流道母线轨迹是以液体的流动方向与喷咀轴线正方向的夹角为参数，按以下的方程式(11)求得的一条连续曲线。
式中β——液体流动方向与X正方向的夹角，代入由实验得来的系数，可得下列曲线方程
式中H为喷咀流道长度，D和do分别为喷咀的入口和出口直径，坐标原点在曲线中点，使之上下对称于原点。曲线的上半段(即流道的前半截)在公式(12)中取“＋”号，曲线的下半段在公式(12)中取“－”号，设计喷咀时须先确定D，do和H，然后取β＝0～85°连续计算X和y值，即可连成曲线，按公式β中所用的坐标系Xoy(如图3中所示)虽可以画出流道母线，但比较麻烦，如按此坐标系进行加工，则困难更多，因机械加工时要从喷咀的入口端(即D端)开始，为方便加工，应将流道母线的坐标描述从图中的XOy坐标系转换为图中的X′O′y′坐标系，新旧坐标系的转换关系为
设计实例取喷咀的D、do、H值分别为0－28mm
按β＝0～35°连续取值，由(14)式计算X、y、经过(13)式的坐标系转换，得到X′y′。
三种喷咀水力学性能对比，见表1
如
图1所示，在主筒体(1)的外侧设置(焊接)4块对应的筋板(2)其长度和宽度以保护弯管(3)切焦喷咀(6)外的丝扣套(8)和钻孔喷咀(11)的盲螺母(12)为度，使之在除焦过程中免于与焦炭碰撞，另外在钻孔时，筋板(12)随除焦器旋转，可刮削孔壁，防止卡钻事故。
将丝扣套(8)一端加工成外螺纹联接于喷咀头(5)，另一端加工成内螺纹，堵头(9)的外螺纹旋紧于丝扣套(8)内，堵头(9)受到丝扣套的保护，在钻孔时，不会碰撞到孔壁上的焦块以致震松发生脱落。
钻孔斜喷咀(11)与除焦器轴线的夹角为30°，缩小夹角可使钻孔速度加快，钻孔孔径相应变小，由于本实用新型采用了筋板结构，所以能避免卡钻现象发生。
本实用新型在延迟焦化装置上进行了工业应用试验，效果很好。钻孔速度为1－1.2公尺／分钟与原除焦器相比速度提高一倍以上，试用45次没有发生卡钻事故，操作平稳可靠，该装置结构简单，体积小，重量轻，省水、省电，除焦速度快，除焦效率为平均0.26分钟／吨焦。
权利要求1.一种联合水力除焦器，它包括主筒体(1)，其侧边经弯管(3)依次相连接稳流管(4)、喷咀头(5)，用丝扣套(8)和密封圈(7)将切焦喷咀(6)固定于喷咀头(5)内，在主筒体(1)的下部连接钻孔喷咀(10)和钻孔斜喷咀(11)，其特征在于(1)切焦喷咀(6)内腔采用等变速流道结构，该喷咀的流道母线为一连续曲线，使得液体在喷嘴中流动时沿喷咀轴线方向的速度变化为一常数，可使液体射流扩散角小，等速核长大，流量系数大；(2)主筒体(1)外侧连接固定筋板(2)，当除焦器钻孔时，筋板(2)随着除焦器旋转，刮削孔壁，防止钻孔或切焦时发生卡钻现象。同时保护除焦器外露部份的部件，以防碰损；(3)切焦喷咀(6)用的堵头(9)采用内藏式结构，堵头(9)的外丝扣与丝扣套(8)的内丝扣联接，并内藏于丝扣套(8)内，除焦器在钻孔操作时，堵头(9)不与孔壁碰撞，防止堵头发生松动或脱落；
2.一种联合水力除焦器，它包括主筒体(1)，其侧边经弯管(3)依次相连接稳流管(4)、喷咀头(5)，用丝扣套(8)和密封圈(7)将切焦喷咀(6)固定于喷咀头(5)内，在主筒体(1)的下部连接钻孔喷咀(10)和钻孔斜喷咀(11)，其特征在于切焦喷咀(6)内腔采用流线型流道结构，液体流动方向与喷咀轴线正方向的夹角是一个连续变量，其母线是由夹角变化而变化，按
形成连结轨迹的一条曲线，可使液体射流扩散角小，等速核长大，流量系数大；
3.根据权利要求1或2所述的除焦器，其特征在于钻孔斜喷咀(11)与除焦器轴线的夹角为25°－35°，减小夹角可提高钻孔速度。
专利摘要一种新型联合水力除焦器，切焦喷嘴采用等变速流道结构喷嘴，或流线型流道结构喷嘴，流量系数和等速核长增大，能量损失减小，水束冲击力提高，切焦速度增大。钻孔斜喷嘴与轴线夹角减小，提高钻孔速度。除焦器的侧边安装有筋板可以刮削孔壁，防止卡钻。切焦喷嘴的堵头采用内藏式堵头结构，防止钻孔时喷嘴被碰损，本装置除焦速度快，省电省水，结构简单，体积小，重量轻，可用于石油炼制厂延迟焦化装置焦炭塔内除焦。
文档编号C10B39/04GK2155373SQ9320389
公开日1994年2月9日 申请日期1993年2月11日 优先权日1993年2月11日
发明者刘海, 李风先, 施平, 王广林 申请人:新疆石油管理局独山子炼油厂, 哈尔滨工业大学