专利名称：敲击器装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于清洁压力容器中热交换表面的敲击器装置，所述压力容器用于传送载有灰尘的热气体。
背景技术：
热工艺气体可包括污垢组分，比如微尘和熔融或蒸发的组分，所述污垢组分在冷却和凝结时变粘，从而彼此粘附、以及粘附到与气体接触的表面上。这些污垢组分可能形成有害的沉积物，特别是在热交换表面上。这些热工艺气体可以比如是由部分燃烧工序合成的合成气体，通常称为合成气。 这些气体沿着压力容器中热交换表面进行引导。来自载有灰尘的热工艺气体的污垢沉积物可以使用敲击器装置去除掉，比如英国专利申请GB2104614A中公开的敲击器装置。这种现有技术的敲击器装置包括能量传递部件或撞针(striker)，所述能量传递部件或撞针的一端在压力容器内，接触待清洁的热交换表面，另一端在压力容器外侧，并由撞击装置重复地进行敲击。敲击装置的撞击能量通过能量传递部件传到热交换表面。热交换表面和粘附到其的沉积物由于不同的质量惯性矩，被所传递的撞击能量不同地进行加速。结果，沉积物从加热表面掉落。压力容器内的压力比压力容器外的大气环境压力高得多。比如，在煤压力气化设备中，热交换容器中的压力可高达约40巴。由于这些压力上的不同，能量传递元件或撞针被迫向压力容器的外侧。在GB2104614A中，使用气压平衡装置来克服这个力。由于在撞针的一端上的压力应等于施加到邻接热交换表面的端部上的压力，因此，能量传递部件在压力室中的表面面积应该足够地高。由于在GB2105614A中，在压力容器被撞针穿过的地方， 压力容器的壁被中断，必须使用若干密封件来防止有毒易燃的合成气体的泄漏。这些密封件通常具有较短的寿命周期。撞针承受反复的撞击负载。这导致在若干操作周期后产生裂缝，特别是在直径突然变化的地方。这限制了装置的技术寿命时间。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种具有撞针的敲击器装置，其具有较高的抗撞击能力和增加的寿命时间。本发明的目的由一种用于通过传递撞击能量来清洁压力容器中的热交换表面的敲击器装置来实现，所述敲击器装置包括撞针和用于撞击所述撞针的撞击装置，所述撞针具有接触所述压力容器中的所述热交换表面的一个端部，其中，所述撞针包括具有活塞杆和活塞头的活塞部分，所述活塞杆通过与所述撞击装置排成一线的通道开口从所述压力容器向外伸出，所述活塞头可在与所述通道开口排成一线的活塞室内滑动，所述活塞室操作地连接到密封气体供应源，其中，所述活塞头是带有孔的分开部件，其中，所述活塞杆穿过所述孔。
由于活塞头和活塞杆分开，因此，不再在直径突然变化的地方产生裂缝。活塞头可相对于活塞杆滑动。活塞头可比如与活塞杆同轴。活塞杆可设置有诸如终端凸缘的止块，以限制活塞头相对于活塞杆的运动自由度。在使用中，活塞头通过密封气体的压力、以及可选地通过由压缩弹簧或类似物施加的额外压力压在终端凸缘上。撞针可例如包括压力容器内的杆或锤，其一端邻接活塞杆，另一端邻接热交换表面。该杆的直径比如可大于活塞杆的直径。该杆例如可由比活塞杆更软的材料制成，原因在于其更易更换。可选地，撞针的接触热交换表面的外端部可设置有增大直径的头部。该头部可由比撞针的其他部分更软的材料制成。为了提供可互换的连接，头部可比如通过螺纹连接到撞针的外端部。在一个具体实施例中，撞针由压力容器中的支承部件支承，所述支承部件的一端连接到围绕通道开口的壁部分。支承部件可比如是圆柱形的并且具有开口，以使得其内部与压力容器的内部处于开放连接。活塞室中的压力可比如维持在比压力容器中的压力高至少约10%。当压力容器中的温度通常约为40巴时，活塞室中的压力可比如保持比压力容器高约6-7巴。适合的密封气体可例如是惰性气体，比如氮气或二氧化碳。
本发明将参考附图进行说明，其中图1显示根据本发明的敲击器装置的横截面；图2显示图1的敲击器装置的活塞室的更详细的横截面。
具体实施例方式图1显示用于清洁压力容器3中热交换表面2的敲击器装置1的横截面，所述压力容器具有压力容器壁4。在压力容器3中，比如通过油或煤部分燃烧合成的合成气体沿着比如热交换管道的热交换表面2进行引导，所述热交换管道通过诸如水的流动冷却介质进行冷却。敲击器装置1包括撞击装置10，所述撞击装置附接到在压力容器3壁上的外壳 11。外壳11包括从压力容器壁4分出来的第一圆柱形主体12。圆柱形柱体12包括由端壁 13封闭的外端部，端壁13具有中心通道开口 14。圆柱形公共接头(bus) 15装配进通道开口 14，并且包括邻接端壁13的外表面的凸缘16。凸缘16通过螺栓17的阵列连接到端壁 13，并且包括中心通道开口 18。与中心开口 18排成一线的是带有开口 21的间隔物20。间隔物20例如可以是圆柱形的。间隔物20承载撞击装置10，所述撞击装置具有和通道开口 18排成一线的敲击器头22。敲击器装置1还包括撞针19，所述撞针具有可在公共接头15内滑动的活塞部分 M。撞针19还包括第二部分25，所述第二部分是具有较大直径的杆。撞针杆19的第二部分25位于压力容器3内，并且具有可滑动地装配进公共接头15的一端。活塞部分M和第二部分25分开。活塞部分M的一端设置有活塞杆39和活塞头40。活塞头40布置在活塞杆39的一端上，其中，活塞杆39可滑动地穿过活塞头40中的中心孔40A。活塞杆39邻接撞针杆19的杆部分25。活塞杆39设置有终端凸缘39A，所述终端凸缘形成限制活塞头40 相对于活塞杆39的运动自由的止块。活塞头40通过加压密封气体、此外还通过压缩弹簧 44压在凸缘39A上。活塞部分M的另一端穿过通道开口 18以便位于敲击器头22的范围之内。撞针杆19的第二部分25沿热交换表面2的方向延伸。撞针杆19在靠近热交换表面2处设置具有增大直径的头部26。头部沈可比如通过螺纹连接而连接到撞针杆19的第二部分25。头部沈邻接焊接到热交换表面2上的砧板27。由于头部沈的增大直径，头部沈和砧板27之间的接触表面增大。头部沈由比用于部分25和砧板27的材料硬度更小的材料制成。结果，可更换头部26在敲击器装置1的操作过程中比其他部件更易变形。 在使用一段时间后，变形了的头部26可更换为新的头部26。压力容器3内的圆柱形支承部件33以共轴布置方式包围撞针杆19。圆柱形支承部件33具有用端壁35封闭的第一端部34，所述端壁具有用于撞针杆19的中心开口 36，所述撞针杆可滑动地支承在中心开口 36内。圆柱形支承部件33的相对第二端部37以紧密配合方式滑过公共接头15，并气密地连接到端壁13的内侧。在活塞部分M的活塞杆和公共接头15的内壁之间形成圆柱形空间38。这在图2 中得到了更详细地显示。活塞头40界定圆柱形空间38的一端。圆柱形空间38的另一端由端壁13的内侧限定。密封环41位于活塞头40中的共轴凹槽42中。密封环41密封圆柱形公共接头43的内部，所述圆柱形公共接头覆盖圆柱形公共接头15的内侧的一部分。在圆柱形空间38内，在活塞头40和端壁13的内侧之间为压缩弹簧44，所述压缩弹簧将活塞头40和端壁13间隔开。活塞头40还设置有四个较小的密封环45。第一撞针杆部分M也利用位于两个密封环46B之间的两个导环46A(比如PTFE或类似材料的环) 相对于通道开口 18的内壁密封)。在压力容器3外侧，公共接头15设置有密封气体供应沟道47，所述密封气体供应沟道从密封气体供应源48引导到形成活塞室的圆柱形空间38，所述活塞室具有通过由沟道47供应的密封气体累积的压力。撞针杆19的第二部分25被圆柱形过滤器49套接，所述过滤器邻接圆柱形公共接头15的外端部。过滤器49防止灰尘从压力容器3迁徙到活塞部分M的区域。如图1所示，支承部件33设置有开口 50，所述开口为支撑部件33的内部空间与压力容器3的其余部分提供开放连接。在使用中，载有灰尘的热气体(比如来自气化反应器的合成气)，穿过热交换表面 2和压力容器壁4之间的空间。污垢沉积物形成在热交换壁2的表面上。为了清洁该壁2， 撞击装置10被致动，以通过一定的撞击力用其敲击器头22敲击到撞针杆19的活塞部分M 上。撞针杆19的活塞部分M通过杆部分25和其增大的头部沈将撞击传递到热交换壁2 上的砧板27。撞击负载使污垢松动，污垢从壁2上掉落。由于撞击力的缘故，撞针杆部分25在长时间操作后将变短。撞针19的总长度可通过开口 21进行监控。如果活塞部分M通过这些开口 21不再可见，则需要更换由比活塞部分M更软的材料制成的杆25。可选地，开口 M可设置有刻度，以具体地监控撞针杆19 的尺寸减小的进程。
为了防止易燃有毒的热合成气穿过通道开口 18泄漏，惰性密封气体被吹进活塞室38内。压力容器3内的压力比大气压显著更高。结果，一个力被施加在撞针杆19上，推动其通过通道开口 18到压力容器3外。由于压力容器内的压力可高达比如40巴，在撞针杆19的部分M、25上的发动力会非常高。为了克服该力，密封气体在超压下供应到活塞室 38，以通过活塞头40在撞针杆19上产生反力。过压可以使得撞针杆19的杆部分25的头部沈牢固地压在热交换壁2的砧板27上。活塞室38中的压力可以例如比压力容器3中约40巴的压力高约6-7巴。
权利要求
1.一种用于通过传递撞击能量来清洁压力容器(3)中的热交换表面O)的敲击器装置(1)，所述敲击器装置(10)包括撞针(19)和用于撞击所述撞针(19)的撞击装置(10)， 所述撞针具有接触所述压力容器C3)中的所述热交换表面( 的一个端部( )，其中，所述撞针(19)包括具有活塞杆(39)和活塞头00)的活塞部分(M)，所述活塞杆通过与所述撞击装置(10)排成一线的通道开口(18)从所述压力容器(3)向外伸出，所述活塞头能在与所述通道开口(18)排成一线的活塞室(38)内滑动，所述活塞室(38)操作地连接到密封气体供应源(48)，其中，所述活塞头00)是带有孔(40A)的分开部件，其中，所述活塞杆(39) 穿过所述孔(40A)。
2.根据权利要求1所述的敲击器装置，其中，所述活塞头GO)能相对于所述活塞杆 (39)滑动。
3.根据权利要求2所述的敲击器装置，其中，所述活塞杆(39)和所述活塞头00)是同轴的。
4.根据以上权利要求中任一权利要求所述的敲击器装置，其中，所述活塞杆(39)设置有终端凸缘(39A)，以限制所述活塞头00)相对于所述活塞杆(39)的运动自由度。
5.根据以上权利要求中任一权利要求所述的敲击器装置，其中，所述撞针(19)还包括杆(25)，其一端邻接所述活塞杆，另一端邻接所述压力容器(3)中的所述热交换表面。
6.根据以上权利要求中任一权利要求所述的敲击器装置，其中，所述撞针(19)的接触所述热交换表面O)的外端部设置有增大直径的头部06)。
7.根据权利要求6所述的敲击器装置，其中，所述头部06)由比所述撞针(19)的其他部分的材料更软的材料制成。
8.根据权利要求6或7所述的敲击器装置，其中，所述头部06)通过螺纹连接到所述撞针(19)的外端部。
9.根据以上权利要求中任一权利要求所述的敲击器装置，其中，所述撞针(19)由支承部件(3 支承，所述支承部件的一端连接到围绕所述通道开口(18)的壁部分。
全文摘要
本发明公开了一种用于通过传递撞击能量来清洁压力容器(3)中热交换表面(2)的敲击器装置(1)。所述敲击器装置(10)包括撞针(19)和用于撞击所述撞针(19)的撞击装置(10)，所述撞针具有接触所述压力容器(3)中的所述热交换表面的一个端部(26)。所述撞针包括具有活塞杆的活塞部分，所述活塞杆通过与所述撞击装置(10)排成一线的通道开口(18)从所述压力容器向外伸出。活塞头能在与所述通道开口(18)排成一线的活塞室内滑动。所述活塞室操作地连接到密封气体供应源。所述活塞头是带有孔(40A)的分开部件。所述活塞杆比如以可滑动布置的方式穿过所述孔(40A)。
文档编号B08B7/02GK102239383SQ200980148271
公开日2011年11月9日 申请日期2009年12月2日 优先权日2008年12月2日
发明者A·海特曼, T·P·冯科萨克-格洛切夫斯基, U·赫维希 申请人:国际壳牌研究有限公司