专利名称：炼焦容器的无头部化装置和支承结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种立式容器的无头部化(unheading)装置和与它有关的支承结构。本发明特别涉及用于炼焦容器的下凸缘和头部组件的这样一种无头部化装置，这种装置通过多个细长可延伸的致动器可移动地直接支承于容器支承结构。
背景技术：
设置在石油精炼加工中所用的大型炼焦炉或容器下端的可远离加工部位的无头部化装置是人们熟知的，诸如已被Malsbury等人的第4,726,109号美国专利和DiGiacomo等人的第4,960,358号美国专利所公开。在以往的用于精炼容器的这种远距离控制的无头部化装置的设备中，无头部化装置被四个垂向致动器压力缸所支承，而这些压力缸可枢转地连接于焊接在炼焦容器底部的锥形部上的耳轴。但是，这些焊接附件需要有规律地定期检查和测试，以确保配件焊接的负载能力。由于任何修理在焊接后都需要对配件焊接进行不希望的局部热处理并造成不希望的炉子停工，所以需要一种用于无头部化装置的这种垂向致动器压力缸的改进支承结构。
发明概要本发明提供一种用于立式容器的改进的无头部化装置和相关的支承结构，它包括一头部装置，该头部装置可拆卸地连接于诸如炼焦容器的立式容器的下凸缘开口。头部装置由可在无头部化装置的提升框架装置与容器支承结构之间延伸的多个大致垂直方向的致动器所支承。有了这种结构，由无头部化装置的多个致动器作用于提升框架、同时头部装置的力直接传递到容器的支承结构，而不是由容器底部的锥形部所承受并通过它传递到容器的支承结构(这是不希望的)。当精炼容器底部的头部装置在它卸下和重新安装的过程中固定地保持在位时，负载由多个致动器承担。多个致动器施加能够支承炼焦容器中整筒焦炭和水的向上力，该力直接传递到容器的支承结构，支承结构也包括一支承在侧向或偏移位置上的头部装置的水平平台件。
因此，本发明的无头部化装置包括一可拆卸地安装于一立式容器的下凸缘开口的头部装置；将头部装置紧固和放松于下凸缘开口的夹紧装置，以允许朝下卸下头部装置；一支承和从容器下凸缘降下头部装置的垂直可动提升框架，该提升框架装置具有一可延伸的连接于其下侧的除焦道；在提升框架与容器的一外部支承结构之间大致垂向延伸的多个致动器；以及一覆盖件/滑行架(cradle skid)装置，该装置包括两个适用于将头部装置侧向移动到一在固定平台上的侧面位置并再返回的水平致动器。
本发明的改进的无头部化装置被设置成直接支承于精炼容器的支承结构上，并通过提升框架装置保证头部装置从精炼容器的下凸缘开口中松开和下降，通过覆盖件/滑行架装置保证头部装置侧向移动到平台支承件上的一侧面位置，而可延伸的除焦道上升与容器的下凸缘开口接触，以便焦炭卸离该开口，随后头部装置返回，并重新安装到容器的下凸缘上。更具体地说，头部装置的覆盖板从容器的下凸缘开口松开之后，提升框架通过多个垂向致动器的运行使头部装置下降，而覆盖件/滑行架装置借助两个水平致动器使头部装置从精炼容器的下面侧向移到一辅助平台上的侧面位置。由于提升框架装置还包括连接于提升框架装置下侧的圆筒形除焦道，所以在覆盖件/滑行架装置将头部装置带到其侧面位置之后，该除焦道可通过提升框架装置上升与精炼容器的下凸缘开口接触。覆盖件/滑行架装置的侧向移动使除焦道在诸如容器除焦阶段通过提升框架装置上升到与容器的下凸缘开口接触。除焦道装有一设置在炼焦容器的下凸缘开口的上端密封圈，还有一设置在除焦道与固定平台之间的环形下密封圈。当除焦道在其全上升位置，两密封圈能在容器进行除焦炭的作业中防止蒸气(蒸汽)和热水回流和逸出。
精炼容器的除焦作业完成之后，无头部化装置适用于下降提升框架装置和除焦道，以便头部装置通过两个水平致动器从其侧面位置侧向返回，重新定位在提升框架装置，与容器的下凸缘保持精确的垂直对齐。然后头部装置通过提升框架装置的多个大致垂向的致动器被提升框架装置提升到与容器的下凸缘精确接合。为了确保精确接合和头部装置的紧固螺栓的安装，头部装置设置有两个在圆周方向180度间隔的对齐销，每一个对齐销配合在容器下凸缘中的渐小孔中。随后头部装置的紧固螺栓再压力密封地紧固在位。用于提升框架装置和除焦道的多个垂向致动器机械最好由连接于矩形提升框架装置的四个外拐角上的四个等间隔液压缸驱动，并由合适的远程控制装置诸如液压流体压力源操作。
本发明的一个优点是采用遥控的无头部化装置就可方便地从容器中卸下用于诸如炼焦容器的垂向容器的下头部覆盖装置，这种遥控的无头部化装置能下降头部装置并使它侧移到旁边，在遥控的无头部化装置上升一除焦道并将它密封于容器的下凸缘和炼焦容器结构的固定平台之后，所有的装置直接和可靠地支承于炼焦容器的支承装置。这样一种无头部化装置允许周期快速和可靠地卸下沉积在炼焦容器中的焦炭，从而增加了容器的有效工作时间，并由于在这种无头部化作业中避免了个人暴露于热碳氢化合物、蒸汽和水中(这是不希望的)，还提高了个人的安全。这种无头部化装置能有利地用于新的或现有迟缓的炼焦容器，以便以所需间隔快速安全地对容器进行除焦。
附图简要说明以下将结合下面附图进一步描述本发明，其中
图1示出了一垂向容器的剖面图，该容器具有一无头部化装置和设置在容器下端的平台支承装置，无头部化装置由可在无头部化装置与容器支承结构之间大致垂向延伸的多个致动器支承；图2示出了容器无头部化装置的放大立体图，该装置包括一压力密封地连接于立式容器下凸缘的头部装置、一包括多个连接于容器支承结构的垂向致动器的提升框架装置和一用于使头部装置横向侧移的覆盖件/滑行架装置；图3示出了附件装置的放大视图，该附件装置用于在提升框架装置和容器支承结构上的垂向致动器之一；图4示出一类似于图2的立体图，不过其头部装置已卸离容器的下凸缘并通过覆盖件/滑行架装置侧向移到一在容器支承结构的平台部分的停放位置，一除焦道上升与容器的下凸缘接触和密封；图5示出一沿图4的线5-5’截取的无头部化装置的平面图；以及图6示出一除焦道的剖视图，该除焦道包括一在其上端的使除焦道密封于容器下凸缘的垫圈密封装置和一在其下端的用于将除焦道密封于支承结构平台的环形密封装置。
发明的详细说明如图1所示，一垂直方向的炼焦容器10由一设置在该容器10下面的适当的支承结构12支承，该结构12包括一完全由加固混凝土或钢构成的水平固定平台部分12a。用在石油精炼厂加工的这种炼焦容器10的直径通常在20至28英尺之间，高度在75至100英尺之间。容器10有一个下部锥形部分10a和一连接于一下凸缘13的喷嘴口11，该凸缘13的直径一般在5至6英尺之间。一可拆卸的下头部装置14包括一上部覆盖板14a，而该覆盖板14a通过多个适当的诸如螺栓或类似部件的紧固装置15压力密封地连接于凸缘13。炼焦容器10在石油精炼厂连续运转过程中，如果需要，通过卸下下头部装置14和切割容器内的焦煤就可卸下炼焦容器中的焦煤。松开的焦煤经过喷嘴口11和凸缘13然后经一除焦道16落入一存储坑或有轨车(未示出)卸下，除焦道16可拆卸地连接于凸缘13。
另如图2和3所示，头部装置14通过合适的结构件刚性地连接于一下部覆盖件/滑行架(cradle skid)17。头部装置14还包括一给料管18，该给料管18连接于上部覆盖板14a并从该覆盖板侧向延伸，用来将诸如碳氢化合物液体、蒸汽和水的流体送到炼焦容器10中，并在需要时又将流体排出容器。
头部装置14和它的下部覆盖件/滑行架17由一可垂向移动的提升框架装置20支承。提升框架装置20从容器的主要固定支承结构12而被四个细长的垂向液压致动器22所支承。这四个液压致动器的液压缸22等间距分开，每一个相对于容器10和头部装置14的垂直中心线的角度在15至45度之间。每一个致动器液压缸下端23可枢转地连接在提升框架装置20的四个角上。各液压缸22的上端24也可枢转地连接于一适当的支架或埋置板25，而板25刚性地固定于容器支承结构12的垂直部分上，如图2和3所详细示出的。用于四个液压缸22的上端附件24的位置由提升框架装置20和除焦道16的几何形状所决定，这些附件24通常在支承结构12中一开口12b的平面上，容器圆锥形部分10a穿过该开口12b朝下延伸。这种附件位置24、25使从热的炼焦容器10传递到液压缸的不希望有的热量达到最少。或者，为了在现有的炼焦容器中采用无头部化装置，可设置适当的辅助结构件(未示出)，埋置板25可用在容器支承结构12的辅助件上的适当部位上。
四个液压驱动缸22包括合适的控制装置(未示出)，这些控制装置使液压缸相等均匀地延伸，从而均匀地下降和提升支承头部装置14的提升框架装置20，而不会有任何不希望有的倾斜运动。两个等距离分开的对齐销19刚性地设置在头部装置14的上覆盖件14a上，以确保在头部装置14上升与容器下凸缘13接触的任何时候头部装置14与下凸缘13精确对齐。用于将容器下凸缘13固定到头部装置14上的紧固装置15分别是螺栓和螺母。提升框架20设置有四个位于框架拐角的导向管27，它们与四个刚性地连接于水平平台12a的对齐销28配合，以便当提升框架被液压缸22下降到平台12a上时，能确保提升框架装置20精确地垂直对齐。
还是如图2和4所示，一具有两个平行导向表面32的覆盖件/滑行架装置30相配在提升框架装置20的中心部分中。两个可水平延伸的致动器34的前端34a都可枢转地连接在覆盖件/滑行架装置30的一侧，它们的后端34b都可枢转地连接于容器支承结构12的水平平台部分12a。覆盖件/滑行架装置30的两个致动器附件通过两个致动器34使头部装置14侧向移动到平台12a上的一侧位置，如图4和5所示。在覆盖件/滑行架装置30侧向移动到其在平台结构12a上的侧面位置时，它的前端31通过两个沿设置在平台结构12a中的两个轨道38移动的可动支架36支承在平台结构上。覆盖件/滑行架装置17的后端通过两个连接于平台12a和从平台12a向上延伸的支承座37而被支承。提升框架20的下面位置被连接于提升框架20和从提升框架20朝下延伸到对齐销28的导向管27所支承。
在覆盖件/滑行架装置30和头部装置14移到旁边之后，具有连接于其下侧的除焦道16的提升框架装置20通过四个垂直致动器22的作用向上移动，使除焦道16的上端被稳固地保持并相对于炼焦容器10的下凸缘开口13密封。如图6所示，除焦道16穿过平台12a中一圆形开口12b延伸。除焦道16的上端包括一向上朝向容器10下凸缘13的外周边延伸的环形外套管部分40，以便为除焦道16与凸缘的垂直对齐提供一导向装置。一密封圈42设置在除焦道16的上部凸缘16a与容器下凸缘13之间。除焦道16的下端通过一柔软的密封圈44密封于平台12a中的开口12b，该密封圈44位于除焦道16的环形伸出部16b与平台结构12中的圆形开口12b内表面之间。这些密封装置40、42和44用来有效防止蒸汽和热水从容器凸缘13和除焦道16逸出。聚集在容器10中的焦炭通过除焦道16卸到储存坑或轨道车(未示出)中，以便进一步的处理和使用，如图4所示。
从容器10中卸下焦炭之后，带有除焦道16的提升框架装置20通过四个垂向致动器22下降到其在平台12a上的下部位置。然后，两个水平致动器34使覆盖件/滑行架装置17回到其原来的位置，使它与提升框架装置20的两个导向表面26相配合。随后提升框架装置20通过四个垂向致动器22向上提升，用两个对齐销19垂向引导头部装置14，使它回到原来的位置，同时头部装置14与下凸缘开口13对齐。接着，把紧固螺栓放回原处，将头部装置14压力密封地安装在凸缘13上，如图1-3所示。
虽然广义地和用一个较佳实施例公开了本发明，但应予以理解的是，在权利要求所限定的本发明的范围之内，可以对本发明进行诸多改变和修改。
权利要求
1．一种立式容器用的无头部化装置，适用于可拆卸地支承于该容器一支承结构，并可拆卸地连接于该容器的一下凸缘开口，该装置包括(a)一头部装置，该装置包括一固定地连接于一覆盖件/滑行架的头部覆盖件，所述头部覆盖件可拆卸地连接于该立式容器的下凸缘开口；(b)一可支承所述头部装置的覆盖件/滑行架垂向移动头部装置的提升框架装置，所述提升框架装置包括一可延伸的连接于其下侧的除焦道；(c)多个可垂向延伸的细长致动器装置，每一个致动器的下端连接于所述提升框架装置的拐角，每个所述致动器的上端连接于容器的一固定支承结构；以及(d)一覆盖件/滑行架装置，该装置包括两个水平致动器，所述致动器将所述头部装置相对于所述下凸缘开口从提升框架装置侧向移动到在容器支承结构的一固定平台部分上的侧面位置，由此多个可垂向延伸的致动器可控制地降下头部装置，覆盖件/滑行架装置使头部装置移动到旁边，从而通过立式容器的下凸缘开口和除焦道装置卸下所聚集的材料，头部装置侧向返回之后，即提升并再压力密封地连接于容器的下凸缘开口。
2．如权利要求1所述的无头部化装置，其特征在于，所述头部装置的上覆盖板压力密封地连接于一立式炼焦容器的下凸缘开口。
3．如权利要求1所述的无头部化装置，其特征在于，各所述多个可垂向延伸的致动器相对于所述头部装置和容器的垂直中心线的角度在15至45度之间。
4．如权利要求1所述的无头部化装置，其特征在于，所述多个可垂向延伸的致动器由四个液压致动缸组成，每个缸的上端可枢转地与一刚性地连接于容器固定支承结构的埋置板相连接。
5．如权利要求1所述的无头部化装置，其特征在于，所述头部装置包括在提升框架装置提升头部装置的过程中使头部装置覆盖板与容器的下凸缘开口对齐的垂向对齐装置。
6．如权利要求1所述的无头部化装置，其特征在于，所述固定平台部分刚性地连接于容器的固定支承结构。
7．如权利要求1所述的无头部化装置，其特征在于，所述多个可垂向延伸的致动器包括用来确保致动器和所述头部装置一致垂向移动的控制装置。
8．如权利要求1所述的无头部化装置，其特征在于，所述可延伸的除焦道包括使除焦道的上端密封于容器凸缘开口的下侧的密封装置。
9．如权利要求1所述的无头部化装置，其特征在于，所述可延伸的除焦道包括使除焦道密封于支承结构平台中的开口的密封装置。
10．一种用于立式容器的无头部化装置，它可拆卸地支承于容器支承结构，并可拆卸地连接于该容器的一下凸缘开口，该装置包括(a)一头部装置，该装置包括一固定地连接于一覆盖件/滑行架的头部覆盖件，所述头部覆盖件可拆卸地连接于立式容器的下凸缘开口；(b)一可接触所述头部装置的覆盖件/滑行架的并支承和垂向移动头部装置的提升框架装置，所述提升框架装置包括一可延伸的连接于其下侧的除焦道；(c)四等分间隔布置的可垂向延伸的液压驱动的致动器压力缸，每一个所述致动器压力缸的下端连接于所述提升框架装置的一拐角，每个所述致动器压力缸的上端连接于一容器固定支承结构的埋置板，所述各致动器压力缸以一相对于容器垂直中心线为15至45度的角度对齐；以及(d)一覆盖件/滑行架装置，该装置包括两个水平致动器压力缸，所述致动器压力缸将所述头部装置相对于所述下凸缘开口从提升框架装置侧向移动到在所述容器支承结构的一固定平台部分上的侧面位置，由此该四个可垂向延伸的液压致动器压力缸可控制地上升和下降提升框架装置，覆盖件/滑行架装置使提升框架装置移动到旁边，从而通过立式容器的下凸缘开口和可延伸的除焦道装置卸下所聚集的材料，头部装置侧向返回之后，即提升并再连接于容器的下凸缘开口。
全文摘要
一可拆卸地连接于立式容器的下凸缘开口的无头部化装置,它由多个可垂向延伸的细长致动器、诸如在保持一头部装置的提升框架装置与容器支承结构之间延伸的诸液压缸可控制地支承。各致动器的下端可枢转地连接于提升框架装置,上端可枢转地连接于容器的固定支承结构。无头部化装置可降下头部装置并使它横向侧移到在容器支承结构的平台部分的停留位置,然后上升提升框架装置和其除焦道装置,与容器的下凸缘开口接触,以从其卸下焦炭。
文档编号C10B25/10GK1228801SQ97197570
公开日1999年9月15日 申请日期1997年7月9日 优先权日1996年7月19日
发明者A·S·马尔斯伯里, R·T·米什卡, J·A·卡利诺斯基 申请人:福斯特·惠勒美国有限公司