专利名称：炼油厂反应器催化剂结焦硬层切削机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及炼油厂加氢反应器的一种检修用设备，尤其是由铣削机具、传动主轴、导向定位机构、轴向进给旋转机构、液压电气控制系统及机架组成的、切除加氢反应器催化剂顶部结焦硬层的一种液压机械设备。
加氢反应器(以下简称反应器)是炼油厂炼油工艺中进行化学反应的重要设备，它是高达数十米、直径达数米、上下两端呈瓶颈状的圆筒状容器，在其顶部有一个人孔，可以从人孔进入反应器；入孔法兰上均布着24只经过机械加工的螺栓孔。在经过一个生产运行周期后，反应器内部的催化剂逐渐失效、顶层的催化剂结焦变硬，硬层的表面有时象混凝土那样坚硬，硬层的厚度有时可达1米。催化剂硬层的存在，严重地影响催化剂的催化效果，降低油品炼制的生产效率，影响油品质量。因此，反应器在经过较长时间运行后，必须铲除催化剂顶部的坚硬层，清除已经失效、或即将失效的的催化剂，换上新的催化剂。
由于反应器是在高温、高压条件下进行化学反应的容器，即使在其停产检修时间内，其内部环境条件也是极其恶劣的，不具备人的生存条件，因而没有专门防护条件及缺乏专门训练的人员是无法从入孔进入反应器的；又由于反应器顶部呈瓶颈状结构，常规的机械设备无法进入反应器进行坚硬层的清除。因此对炼油厂来说，清除反应器催化剂结焦硬层，是一项必须要解决、但又是非常难以解决的工作。
为了清除催化剂硬层，目前有的炼油厂采取人工的方式进行。即在反应器停产冷却后，让经过防化专业训练的人员(有时是防化兵战士)、佩带全套防毒器材，从顶部的入孔进入反应器，用电镐、或风镐等工具将催化剂硬层冲击成碎块，然后把碎块一点一点地从入孔中拿出去。由于反应器内部的环境条件非常恶劣，充满着氮气、氢气、油气及较高的温度，没有防护条件的人在其内将立即窒息死亡。即使是佩带全套防化器材的人员，能在反应器内部工作的时间也是很短暂的。因此，目前这种依靠人工清除硬层的方式是非常不安全的、风险性极大，效率也很低；检修人员的工作环境极其恶劣、检修工作的文明化程度极差；当然为清除催化剂硬层所付出的经济代价也是非常大的。
为此，人们一直在探求通过某种机械设备来替代人工进行清除催化剂硬层的途径。由于反应器入孔高数十米、入孔直径很小，因而无法应用诸如金属切削设备、或路面工程机械、或挖掘机械等一般可以完成坚硬层切除的机械设备；即使把它们制成小巧微型结构能够通过入孔进入反应器，却无法切除到大于入孔、直径达数米的大面积硬层。同时由于反应器是炼油工艺中最关键的设备，造价非常昂贵，其内壁不得在切除硬层过程中受到任何机械损伤；同时，不具备防爆性能的机械设备，还会导致反应器的爆炸事故发生。因此目前仍然只能采用人工方法完成反应器催化剂结焦硬层的清除工作。
本实用新型的目的就是提供一种切除催化剂硬层的机械设备，它能顺利地通过反应器顶部的入孔，在反应器内部把直径达数米、厚度达1米的催化剂结焦硬层的切削成小颗粒，同时能在气力输送装置的配合下将切削后的催化剂碎粒清除掉。
为实现上述的目的，本实用新型采用的解决方案是由铣削机具、传动主轴、定位导向机构、轴向进给旋转机构、液压电气控制系统及机架组成一个以反应器人孔法兰为安装基础的液压机械设备；充分利用反应器顶部入孔这个唯一可以进入反应器内部的通道，把截面略小于入孔、并能翻转的铣削机具放入反应器；利用反应器顶部入孔法兰上经过机械加工的螺栓孔作定位基准，使导向定位机构的中心与反应器的中心基本吻合；传动主轴穿过导向定位机构，其下端与铣削机具相连接，上端与轴向进给旋转机构相连接；轴向进给旋转机构穿过机架，机架固定在人孔法兰的螺拴孔上；在铣削机具需要进入反应器、或从反应器内部撤离时，铣削机具中的铣刀滚中心呈铅垂状态；在铣削机具进入反应器后，通过翻转油缸把铣刀滚中心翻转为水平的工作状态；在反应器内部仍然有爆炸危险性气体存在的环境条件下，直接承担切削职能的铣刀滚及铣刀盘，能够完成以下四种形式的切削运动围绕着自身的中心进行旋转切削、围绕着反应器的中心进行旋转切削、沿着水平方向进行径向进给切削、沿着铅垂方向进行轴向进给切削，在这四种切削运动的共同作用下，把整个催化剂硬层逐步地铣削破碎呈颗粒状态；与此同时，通过气力输送管道，在气力输送装置的配合下，把催化剂颗粒吸走，这样达到切除催化剂结焦硬层的目的。
上述的铣削机具，承担着进入反应器切削催化剂硬层的职能。它必须能顺利地通过反应器顶部的入孔，还要有足够的强度和刚度，同时它必须能在爆炸危险性气体存在的环境中输出足够大的动力，因而它采用结构紧凑的液压件。在铣削机具上采用的液压件有铣削用液压马达、径向进给油缸及翻转油缸。在铣削工作状态时，这些液压件是处于连续旋转的状态，它们所必需的液压油是通过各自独立的液压油输送通道来输送的；每一条液压油输送通道是由分布在铣削机具、传动主轴、轴向进给旋转机构内部的液压油通道共同组成的。而且，每一条液压油输送通道又是由静止状态的通道与连续旋转状态的通道这两部分衔接而成的。
铣削机具是由筒体、铣刀外梁、铣刀内梁、铣刀滚、铣刀盘等组成的，铣刀外梁可以绕着筒体上的轴销翻转，当翻转油缸把铣刀外梁放下时，铣刀滚的中心呈铅垂状态，截面小于反应器入孔的铣刀外梁就能够通过反应器入孔；在进入反应器内部后，翻转油缸又能把铣刀外梁拉起，铣刀滚的中心翻转至水平的工作状态。铣削用液压马达、铣刀滚及铣刀盘与铣刀内梁等零件构成一个独立的整体，它们在径向进给油缸的作用下，能够沿着铣刀外梁的轨道作水平的径向进给移动。在铣削机具内部的液压油通道，是由布置在筒体内相互独立的液压油管、液压软管和筒体上端法兰上的油孔共同组成的。
上述的传动主轴，是一根为铣削机具传递转矩并输送液压油、为气力输送管道提供通道的空心长轴。它的下端与铣削机具相连、上端与轴向进给旋转机构相连，它依靠导向定位机构的导向，使铣削机具能绕着反应器的中心进行旋转；在传动主轴内部的液压油通道，是由它内部的各条液压油管和两端的油孔组成的，其下端与铣削机具的液压油输送通道一一对应、其上端与轴向进给旋转机构的液压油输送通道一一对应。
上述的导向定位机构，它是由筒体法兰、导轮、定位垫圈、氮气入口、密封圈等组成；定位垫圈安放在反应器顶部入孔法兰上的螺栓孔里，通过定位垫圈的定位，使筒体法兰的中心与反应器的中心基本吻合；上下两层的导轮固定在筒体法兰上、并与筒体法兰同心，从而使上下两层导轮包容而成的圆柱面的中心也与反应器的中心基本吻合；上下两层导轮为铣削机具围绕着反应器中心旋转提供导向；可以从氮气入口输送一定微压的氮气，密封圈能保证反应器具有一定的气密性能，使铣削机具始终在微压的氮气保护下安全地切削。它还配置了防爆型的照明灯和监视器，以便在反应器的外部就可以到观察反应器内部的情况、监视铣削机具在反应器内部工作是否正常。
上述的轴向进给旋转机构，它为铣削机具围绕着反应器的中心旋转切削提供转矩、使铣削机具沿着反应器的中心完成轴向进给切削，同时它还为气力输送装置提供气力输送出口。在轴向进给旋转机构中有蜗轮轴、油路分配主轴、油路分配套、轴向进给油缸、液压油管、气力输送钢管、吸管座、气力输送出口及导套等零件。在轴向进给旋转机构中的液压油通道，是由蜗轮轴及油路分配主轴上的各只相互对应油孔、油路分配套上的各条油槽及液压油管共同组成的，其中油路分配主轴及蜗轮轴是可以连续旋转的，而油路分配套及液压油管是不能旋转的；油路分配主轴可以在油路分配套内旋转，从而把液压油输送通道中不能旋转的部分与必须要连续旋转的部分衔接起来；贯传整个设备的气力输送钢管与铣削机具内的气力输送软管，两者必须与铣削机具同步旋转，而气力输送出口则是不能旋转的，它们共同组成了一条催化剂颗粒输送用的气力输送通道，其中，通过吸管座内的滚动轴承，把气力输送通道中旋转状态的与静止状态这两部分衔接起来，为气力输送装置提供不旋转的出口。
上述的机架，由四根相互平行的厚壁钢管组成，呈四棱柱结构固定在反应器入孔法兰的螺栓孔上，其中的一组钢管，穿过轴向进给旋转机构中的导套，为轴向进给旋转机构提供刚性的导向支持。
上述的气力输送装置，是与本实用新型配套、提供气力输送动力的其它设备。
本实用新型实施后可以产生以下效益1由于能替代人工完成反应器催化剂结焦硬层的切削、并与气力输送装置配套完成切削后的清除工作，可以避免发生因人员进入反应器内部可能出现的中毒、死亡等重大事故，安全性高，检修生产的文明化程度高，具有明显的社会效益。
2由于用机械设备替代人工劳动，提高了检修效率，有效地缩短反应器的检修期，延长了反应器的生产运行期，为炼油厂提高油品产量、提高油品质量创造了条件，具有较高的经济效益。
3由于不需要投入大量经过专门防化训练的人力和相关的物资，因此在反应器检修过程中可以节省大量的经济开支。
4由于反应器是炼油厂重要的炼油设施，在本实用新型实施后，作为炼油厂的一种检修用机械，可以安排少量的岗位富裕人员，专门从事炼油行业反应器的检修业务，为炼油厂劳动管理制度改革、安排岗位富裕人员、提高企业经济效益，开辟了一种新的途径。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。
图1是本实用新型实施例中的铣削机具通过反应器顶部入孔时的状态示意图；图2是本实用新型实施例的装配结构示意图(铣削机具处于工作状态)；图3是图2所示实施例中的铣削机具结构示意图，其中图3(a)是该图中的A-A剖面图(只表示了铣刀内梁及铣刀外梁等局部结构)，图3(b)是该图中的B向视图；图4是图2所示实施例中的传动主轴的结构示意图，其中图4(a)是该图中的A向视图，图4(b)是该图中的B向视图；图5是图2所示实施例中的导向定位机构的结构示意图；图6是图2所示实施例中的轴向进给旋转机构的结构示意图；图7是图6所示的A-A剖面的局部示意图，其中图7(a)是该图中的蜗轮轴上端面的油孔及销钉分布示意图；图8是图2所示实施例中的机架结构示意图。
图中1.铣削机具、101.“0”形密封圈、102.筒体、103.液压油管(下)、104.翻转油缸、105.液压软管、106.气力输送软管、107.径向进给油缸、108.撞块、109.铣刀滚、110.铣刀轴、111.铣刀外梁、112.铣刀内梁、113.限位螺栓、114.铣刀盘、115.销钉、116.吸嘴、117.导轮、118.轨道、119.销轴、120.铣削用液压马达、121.刀头；2.传动主轴、201.下端法兰、202.无缝钢管、203.液压油管(中)、204.上端法兰、205.键板、206.轴向油孔、207.加长轴；3.导向定位机构、301.紧固件、302.定位垫圈、303.筒体法兰、304.防爆照明灯、305.密封圈、306.导向轮、307.密封垫、308.防爆监视器、309.氮气进口；4.轴向进给旋转机构、401.旋转用液压马达、402.蜗杆、403.蜗轮、404.轴向进给油缸、405.上横梁、406.气力输送出口、407.蜗轮轴、408.连接铰件、409.径向油孔；410.油管、411.上横梁盖板、412.气力输送钢管、413.压紧螺母、414.上筒体、415.油路分配主轴、416.滚动轴承(小)、417.油路分配套、418.油槽、419.“O”形密封圆(大)、420.滚动轴承、421.螺杆、422.吸管座、423.导套；5.液压电气控制系统；6.机架、601.导柱。
铣削机具，不论是进入反应器进行切削、还是在完成切削后从反应器撤离，都必须要能顺利地通过反应器顶部的入孔。在
图1所示的状态中，当翻转油缸(104)的活塞杆全部伸出，把铣刀外梁(111)放下，使铣刀滚(109)的中心D-D’呈铅垂状态，这样就可以顺利地通过反应器入孔。在进入反应器的过程中，当铣刀盘(114)与反应器催化剂硬层接触时，可使翻转油缸(104)的活塞杆缓缓地收缩、把铣刀外梁(111)缓慢地拉起一点、再协调地把筒体(102)放下一点…至到铣刀滚(109)的中心D-D’完全翻转至水平状态为止。相反，在从反应器撤离的过程中，当筒体(102)缓慢上升时，翻转油缸(104)的活塞杆协调地伸出，使铣刀滚(109)的中心D-D’从原来的水平状态翻转成铅垂状态。
在图2所示的本实用新型实施例的装配结构中，翻转油缸(104)的活塞杆全部缩回，把铣刀外梁(111)拉起，铣刀滚(109)的中心D-D’呈水平的工作状态。通过定位垫圈(302)的定位，使导向定位机构(3)的中心与反应器的中心基本重合；传动主轴(2)穿过导向定位机构(3)中的导向轮(306)，从而使传动主轴(2)的旋转中心与反应器的中心O-O’基本吻合；传动主轴(2)的下端与铣削机具(1)相连接，上端与轴向进给旋转机构(4)相连接；机架(6)的导柱(601)穿过轴向进给旋转机构(4)中的导套(423)，两只轴向进给油缸(404)的活塞杆分别与反应器入孔法兰的螺栓孔相连；各组成机构所需要的液压油，是由安放在反应器平台上的液压电气控制系统(5)提供的。承担铣削职能的铣刀滚(109)及铣刀盘(114)，是由铣削用液压马达(120)直接驱动的；为便于通过反应器入孔，它们的总长度L小于反应器半径R。径向进给油缸(107)推动铣刀内梁(112)作水平的径向移动，完成行程为S水的径向进给切削；通过限位螺杆(113)来调节径向移动的行程，这样一方面使铣刀滚(109)及铣刀盘(114)能完成反应器整个内径范围圆面积的切削，另一方面又能使铣削机具(1)适应在不同内径的反应器工作。铣刀盘(114)的端面切削刃与反应器内壁必须保持一个最小安全间距a，以保证铣刀盘(114)不会接触到反应器内壁，从而保护反应器内壁不会受到机械损伤，最小安全间距a一般不小于50毫米；为能把反应器中心部位的催化剂硬层切削到，铣刀滚(109)的起始端面与铣刀盘(114)的端面切削刃，分别位于反应器中心O-O’的两侧，铣刀滚(109)的起始端面与反应器中心O-O’保持的间距b，一般不小于50毫米，即R＝(L-b)+S水+a。轴向进给旋转机构(4)通过传动主轴(2)带动铣削机具(1)旋转；轴向进给油缸(404)的活塞杆收缩，把轴向进给旋转机构(4)沿着机架(6)上的导柱(601)向下拉，使铣削机具(1)沿着铅垂方向完成轴向进给切削。连续旋转中的铣削机具(1)所需要的液压油，是由液压电气控制系统(5)提供的；液压油输送通道，是由轴向进给旋转机构(4)、传动主轴(2)及铣削机具(1)三者内部的液压油通道共同组成的，每条液压油输送通道中处于静止状态的与旋转状态的液压管道之间的衔接，是因为油路分配主轴(415)能在油路分配套(417)中旋转；为保证在切削催化剂硬层过程中的防爆安全，通过氮气进口(309)向反应器内部输入一定微压的氮气，上下两层布置的密封圈(305)对传动主轴(2)起动密封作用。气力输送出口(406)与气力输送装置相连，将铣削后的催化剂破碎颗粒吸走，从而完成反应器催化剂硬层的切除工作。通过防爆照明灯(304)及防爆监视器(308)，能在反应器的外部观察到反应器内部的情况，并监视铣削机具(1)在反应器内部的状态是否正正常。
在图3所示的铣削机具结构中，铣削机具是由筒体(102)、翻转油缸(104)、径向进给油缸(107)、铣削用液压马达(120)、铣刀外梁(111)、铣刀内梁(112)、铣刀滚(109)、铣刀盘(114)及铣刀轴(110)等组成。为充分利用反应器入孔这个唯一能进入反应器内部的通道面积，筒体(102)的外径应尽可能地大一些，只需比反应器入孔内径小10～20毫米左右，并具有足够的刚度；筒体(102)上端的法兰上均布着7只轴向油孔(206)，通过销钉(115)的定位，与传动主轴(2)上的液压油通道一一对应，并用“O”形密封圈(101)密封；铣削用液压马达(120)、翻转油缸(104)及径向进给油缸(107)三者所必需用的液压油，是从轴向油孔(206)输入、经液压油管(下)(103)及液压软管(105)来输送的；在筒体(102)内部还有气力输送软管(106)，它的上端与气力输送钢管(412)相连，下端与铣刀内梁(112)壁板上的吸嘴(116)相连。铣刀外梁(111)的截面应比入孔截面小、并具有足够的刚度，在翻转油缸(104)的作用下，它可以绕着筒体(102)上的轴销(119)翻转；当需要通过反应器入孔时，铣刀滚(109)的中心D-D’呈铅垂状态；当进入反应器处于切削工作状态时，铣刀滚(109)的中心D-D’呈水平状态。在径向进给油缸(107)的作用下，通过导轮(117)的导向，铣刀内梁(112)可以沿着铣刀外梁(111)的轨道(118)移动。铣刀滚(109)及铣刀盘(114)是直接承担铣削的刀具，它们上面有众多的刀头(121)呈螺旋状分布着；铣削用液压马达(120)是一种低速大扭矩的液压马达，它通过花键连接直接驱动铣刀轴(110)，从而带动铣刀滚(109)及铣刀盘(114)旋转。铣刀外梁(111)在翻转过程中可能会与筒体(102)发生碰撞，铣刀内梁(112)在水平移动中也可能会与限位螺杆(113)发生碰撞，为避免刚性碰撞中产生金属火花，在可能发生碰撞的部位用无火花的撞块(108)进行保护。
图4所示的传动主轴，它为铣削机具(1)传递转矩、提供液压油输送通道和气力输送钢管(412)的通道。它是由下端法兰(201)、无缝钢管(202)、液压油管(中)(203)、上端法兰(204)及加长轴(207)组成的空心管体。本实用新型实施例，在完成催化剂硬层切除的基本功能的同时，还能够在气力输送装置的配合下吸走硬层以下已经失效或即将失效的催化剂、也能够在清除硬层后用于新催化剂的布料，这就要求传动主轴要有一定的长度。这是由若干节加长轴(207)与传动主轴(2)拼接起来，把整个传动主轴加长到所需的长度；每节加长轴(207)的长度与轴向进给油缸的行程相同，也与结焦层的厚度相同，一般为1米。不论是在传动主轴两端法兰的结合面上、还是在它们的拼接处，都是依靠定位圆定位、通过键板(205)传递转矩，同时还有销钉(115)起定位作用、“O”密封圈(101)起密封作用。传动主轴内部的液压油通道，是由液压油管(中)(203)及两端法兰上的轴向油孔(206)组成的，它们分别与铣削机具(1)及轴向进给旋转机构(4)上的轴向油孔(206)一一对应。
图5所示的导向定位结构，它主要承担传动主轴(2)的定位及导向，为了保证铣削机具(1)能始终围绕着反应器的中心O-O’进行切削，在反应器这样庞然大物中，只能依靠反应器人孔法兰上经过机械加工的螺拴孔FK来作为定位的基准。导向轮(306)呈上下两层布置，每层均布着3只或4只，上下两层导向轮(306)包容而成的圆柱体的直径D导，略比传动主轴(2)的外径D传大0.5～1.5毫米，从而保证传动主轴(2)具有一定的定位精度和运动刚度。通过定位垫圈(302)的定位、使上下两层导向轮(306)包容而成的圆柱体的中心与反应器的中心O-O’基本吻合。筒体法兰(303)通过紧固件(301)固定在反应器入孔法兰上。微压的氮气通过氮气进口(309)进入反应器的内部。密封圈(305)及密封垫(307)起密封作用，使反应器内部的氮气能保持一定的微压，从而使铣削机具(1)始终在微压的氮气保护下安全地切削。防爆型照明灯(304)和防爆型监视器(308)固定在筒体法兰(303)上，以便能在反应器的外部观察到反应器内部的情况，同时能监视铣削机具(1)在反应器内部的工作状况是否正常。
图6所示的轴向进给旋转机构，它为铣削机具(1)围绕反应器中心O-O’进行旋转切削输出转矩、沿着铅垂方向轴向进给切削提供轴向推力。通过蜗杆(402)与蜗轮(403)的减速，低速大扭矩的旋转用液压马达(401)带动蜗轮轴(407)进行低速旋转；蜗轮轴(407)与传动主轴(2)相连接，从而带动传动主轴(2)旋转。上横梁(405)穿过机架(6)中的一对导柱(601)。轴向进给油缸(404)固定在上横梁(405)上，其活塞杆通过连接铰件(408)固定在反应器入孔法兰上，当轴向进给油缸(404)的活塞杆伸缩时，上横梁(405)就能沿着导柱(601)上、下移动。液压电气控制系统(5)输出的液压油，通过油管(410)进入油路集中分配套(417)。气管座(422)是将连续旋转着的、贯穿整个设备的气力输送钢管(412)，与不能旋转的气力输送出口(406)相衔接。
图7所示的结构，示意的是液压油输送通道中静止状态的液压油通道与连续旋转中的液压油通道之间相互衔接的原理。油路分配套(417)通过螺杆(421)浮动地固定在不能旋转的上筒体(414)上，它相对于反应器是静止的；油路分配套(417)通过滚动轴承(420)套在油路分配主轴(415)上，油路分配主轴(415)能够在油路分配套(417)内灵活地旋转，从而实现液压油输送通道中静止状态的与连续旋转状态的通道相互之间的衔接；油路分配主轴(415)通过压紧螺母(413)的压紧、销钉(115)的定位，与蜗轮轴(407)相连接，因此油路分配主轴(415)及蜗轮轴(407)相对于反应器是可以连续旋转的。油路分配套(417)的孔内均布着7条油槽(418)，它们分别与油路分配主轴(415)上的径向油孔(409)相对应，每条油槽(418)的两旁用“O”形密封圈(大(419)密封；液压电气控制系统(5)输出的液压油，经过油管(410)进入油路分配套(417)相对应的油槽(418)里，再进入油路分配主轴(415)的相对应的轴向油孔(409)里，最后从蜗轮轴(407)内部的轴向油孔(206)向传动主轴(2)上的各轴向油孔(206)输送。从而实现为连续旋转中的铣削机具(1)集中分配、输送液压油的功能。气管座(421)固定在上筒体(414)上，其上端安装着气力输送出口(406)，其内部通过滚动轴承(小)(416)与气力输送钢管(412)相连接，这样实现静止状态的气力输送出口与连续旋转状态的气力输送钢管(412)之间的相互衔接。
图8所示的机架，它是由四根厚壁钢管组成的四棱体框架，从而具有足够的刚度；它的下端固定在反应器入孔法兰的螺栓孔里。在四根厚壁钢管中有一对是导柱(601)，它们穿过上横梁(405)的导套(423)，为轴向进给旋转结构(4)沿着反应器中心轴向进给提供刚性的导向支承，在铣削机具(1)遇到较大切削阻力时，轴向进给油缸(404)不至于被扭坏。
在气力输送装置的配合下，本实用新型实施例能完成反应器内部直径达数米、厚度达1米的催化剂结焦层的切除工作。如果传动主轴(2)中每接入一节加长轴(207)，就可以使铣削机具(1)向下多进给1米。通过气力输送钢管(412)的逐步加长，就能够把1米硬层以下、已经失效或即将失效的的催化剂颗粒吸走；相反，在完成上述工作后，本实用新型实施例又可以变换成催化剂的布料机，即通过贯穿整个设备的气力输送钢管(412)及气力输送软管(106)，把新的催化剂输送到反应器内部，同时通过铣削机具(1)及传动主轴(2)的旋转，以及传动主轴(2)沿着铅垂方向向上移动，使新的催化剂颗粒一层一层均匀地分布着。
权利要求1一种由铣削机具、传动主轴、导向定位机构、轴向进给旋转机构、液压电气控制系统及机架组成的、用于炼油厂反应器检修时切除催化剂硬层的切削机，其特征在于以反应器入孔法兰上经过机械加工的螺栓孔作为设备的定位基准，充分利用反应器顶部入孔通道面积，把整个设备安装在反应器的入孔法兰上；传动主轴(2)穿过导向定位机构(3)的导向轮(306)，其下端与铣削机具(1)相连接，其上端与轴向进给旋转机构(4)相连接；直接承担催化剂硬层切割职能的是铣削机具(1)中的铣刀滚(109)及铣刀盘(114)；截面小于入孔的铣削机具(1)，在需要进入反应器内部、或从反应器内部撤离时，铣刀滚(109)及铣刀盘(114)的中心呈铅垂状态；在铣削机具(1)进入反应器进行铣削时，通过液压电气控制系统(5)的驱动控制，铣刀滚(109)及铣刀盘(114)的中心翻转成水平状态；在反应器内部存在着爆炸危险性气体的情况下，铣削机具(1)能完成四种形式的切削运动，即围绕着铣刀滚(109)的中心旋转切削、围绕着反应器的中心旋转切削、沿着反应器半径作径向进给切削、以及沿着反应器中心作轴向进给切削在这四种切削运动的共同作用下，铣削机具(1)在反应器内部能够把整个催化剂硬层铣削到；与此同时，在气力输送装置的配合下，通过气力输送管道把铣削后的催化剂碎粒吸走。
2根据权利要求1所述的炼油厂反应器催化剂结焦硬层切削机，其特征在于在铣削机具(1)上有铣刀外梁(111)、铣刀内梁(112)、铣刀滚(109)及铣刀盘(114)；直接承担铣削职能的是铣刀滚(109)及铣刀盘(114)，它们与铣刀内梁(112)组成一体；铣刀内梁(112)上的导轮(117)能在铣刀外梁(111)的轨道(118)中移动，在径向进给油缸(107)的作用下，铣刀内梁(112)能够在铣刀外梁(111)里伸缩，则铣刀滚(109)及铣刀盘(114)作径向进给切削运动。
3根据权利要求1及2所述的炼油厂反应器催化剂结焦硬层切削机，其特征在于铣刀滚(109)及铣刀盘(114)的总长度小于反应器内壁的半径，它们径向进给的行程是通过限位螺杆(113)来调节控制的，铣刀盘(114)的切削刃端面与反应器内壁保持的最小安全间距不应小于50毫米。
4根据权利要求1及3所述的炼油厂反应器催化剂结焦硬层切削机，其特征在于铣刀滚(109)的起始端面与铣刀盘(114)的切削刃端面，两者分别位于反应器中心的两侧，铣刀滚(109)的起始端面与反应器中心的距离不应小于50毫米。
5根据权利要求1及4所述的炼油厂反应器催化剂结焦硬层切削机，其特征在于在铣削机具(1)上有铣削用液压马达(120)、翻转油缸(104)及径向进给油缸(107)等三只液压件，在铣削机具(1)切削工作时，这三只液压件也是处于连续旋转状态的，它们所必需的液压油，是通过各自的液压油输送通道来输送的；每一条液压油输送通道是由分布在轴向进给旋转机构(4)、传动主轴(2)及铣削机具(1)内部的液压油通道组成的，同时每一条液压油输送通道又是由静止状态的通道与可连续旋转状态的通道衔接而成的。
6根据权利要求1及5所述的炼油厂反应器催化剂结焦硬层切削机，其特征在于在轴向进给旋转机构(4)上有蜗轮轴(407)、油管(410)、上筒体(414)、油路分配主轴(415)、油路分配套(417)、螺杆(421)等零件，其中油路分配套(417)是通过螺杆(421)浮动地固定在上筒体(414)上，相对于反应器而言，它处于静止状态；油路分配主轴(415)是由蜗轮流轴(407)带动的，它通过滚动轴承(420)可以在油路分配套(417)内灵活地旋转；油路分配套(417)内部均布着7条油槽(418)，油路分配主轴(415)上有与油槽(418)对应的7只径向油孔(409)，各只径向油孔(409)又分别与各轴向油孔(206)相通；每一条液压油输送通道中静止状态的通道与可连续旋转状态的通道衔接，就是通过油路分配主轴(415)可以在油路分配套(417)内旋转来实现的；液压电气控制系统(5)输出的液压油，通过静止状态的油管(410)进入油路分配套(417)内部对应的油槽(408)、再进入油路分配主轴(415)对应的径向油孔(409)和轴向油孔(206)。
7根据权利要求1所述的炼油厂反应器催化剂结焦硬层切削机，其特征在于铣削机具(1)上有一个刚性的筒体(102)，筒体上有一组销轴(119)，在翻转油缸(104)的作用下，铣刀外梁(111)能够围绕着销轴(119)的中心进行翻转；翻转油缸(104)的活塞杆全部伸出时，铣刀滚(109)的中心呈铅垂状态；翻转油缸(104)的活塞杆全部缩回时，铣刀滚(104)的中心翻转成为水平的切削状态。
8根据权利要求1所述的炼油厂反应器催化剂结焦硬层切削机，其特征在于导向定位机构(3)上有定位垫圈(302)、筒体法兰(303)、导向轮(306)等零件，定位垫圈(302)放在反应器入孔法兰上的螺栓孔里，筒体法兰(303)是通过定位垫圈(302)的定位来保证与反应器同心；筒体法兰(303)内部固定着上下两层的导向轮(306)，上下两层导向轮(306)所包容的圆柱面的中心与筒体法兰(303)同心，上下两层导向轮(306)的间距是传动主轴(2)的外径的1.5～3倍。
9根据权利要求1所述的炼油厂反应器催化剂结焦硬层切削机，其特征在于机架(6)是由四根厚壁钢管组成，呈四棱柱结构，并固定在反应器的螺拴孔内；其中的一对钢管是导柱(601)，它穿过上横梁(405)上的导套(423)，为轴向进给旋转机构(4)沿着反应器中心的方向轴向进给提供刚性的导向支持。
10根据权利要求1所述的炼油厂反应器催化剂结焦硬层切削机，其特征在于气力输送气力输送通道也是由静止状态的通道与可连续旋转状态的通道这两部分组成的，气力输送出(406)固定在吸管座(421)上不能旋转；在吸管座(421)内，通过滚动轴承(小)(416)连接着一根气力输送钢管(412)；气力输送钢管(412)在工作状态是连续旋转的，它贯穿整个设备，最后依次与铣削机具(1)内部的气力输送软管(106)及吸嘴(116)相连。
专利摘要本实用新型公开了一种炼油厂反应器检修用切除催化剂结焦硬层的液压机械设备。它由铣削机具、传动主轴、导向定位机构、轴向进给旋转机构、液压电气控制系统及机架等组成，安装在反应器人孔法兰上。铣削机具经人孔进入反应器后能翻转成水平的切削状态，并完成围绕着铣刀滚中心及反应器中心的旋转、径向及轴向进给等四种形式的切削运动，同时在气力输送装置的配合下，把切削后的碎粒吸走，从而达到切除催化剂硬层的目的。
文档编号B08B9/20GK2535170SQ0123817
公开日2003年2月12日 申请日期2001年6月8日 优先权日2001年6月8日
发明者潘传信 申请人:潘传信