專利名稱：去頭閥安裝系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及設(shè)計(jì)用來在高溫高壓環(huán)境下連接至相應(yīng)壓力容器的去頭閥，并且更具體地涉及可在延遲焦化系統(tǒng)內(nèi)操作的，用來將去頭閥安裝到壓力容器(比如焦炭罐或中間卷筒)或者從其上移除的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在烴加工工業(yè)中，很多精煉廠從完成精煉操作之后殘留的重質(zhì)殘油中回收有價(jià)值的產(chǎn)品。此回收工藝被稱為延遲焦化，在大的容器或焦炭罐中提煉出有價(jià)值的餾出物和焦炭。焦炭罐在操作中通常成對地使用，以使得在一個(gè)焦炭罐被副產(chǎn)品或殘留材料所充滿時(shí)，供給可導(dǎo)向到一個(gè)空的罐以使得充滿的罐可以冷卻并且從焦炭罐中清除副產(chǎn)品，公知為除焦工藝。這就保證了精煉工藝操作的連續(xù)性，而不會(huì)中斷。
在一個(gè)焦炭罐被充滿時(shí)，必須將其中充入的副產(chǎn)品清除。罐使用蒸汽清除并用急冷水來冷卻。然后將水從罐中排出并進(jìn)行大氣壓力通風(fēng)，此后移除頂部和底部的頭(即將焦炭罐去頭)以使得焦炭可從罐中被切出并落入集盤(通常為軌道車)。這種去頭焦炭罐的工藝由于一些原因而非常危險(xiǎn)。這里僅僅指出幾個(gè)，底蓋移除之前引入熱罐中的冷卻水會(huì)變得非常熱并可能從松散的頭中漏出并燙傷周圍的操作員，罐內(nèi)未排出的水和松散的焦炭的負(fù)載可能會(huì)超過支撐系統(tǒng)的限度并導(dǎo)致重型裝備落下，定位斜道以及凸緣或頭的必要移除由非常靠近罐的操作員來進(jìn)行，在移除頭時(shí)，可能落下的焦炭就可能傷害工人，并且在罐被打開時(shí)操作人員可能會(huì)暴露于非常細(xì)的焦炭顆粒、蒸汽、熱水和有害氣體中。實(shí)際上這種制造工藝已經(jīng)導(dǎo)致了每年都會(huì)發(fā)生的數(shù)起死亡事故。一旦焦炭被移除，就將頭放回并且焦炭罐準(zhǔn)備重復(fù)這個(gè)循環(huán)。
現(xiàn)有的系統(tǒng)和方法試圖更有效率和有效地為焦炭罐去頭，以及最小化去頭工藝中的很多潛在危險(xiǎn)。其中一種方法涉及將去頭車放置在罐下面，升高凸緣支撐撞錘，同時(shí)安裝支柱，并利用扳手手動(dòng)地松開部分(最多一半)凸緣螺栓。在水急冷和排出之后，手動(dòng)地移除其余螺栓，從撞錘上移除支柱，降低大約4噸的凸緣，并且將其上停留有凸緣的車移走。由于需要人工操作，因此這種操作是非常危險(xiǎn)的。
已經(jīng)公開的其它系統(tǒng)稍微減少了人員或人工投入。例如，授予Malsbury等的美國專利No.4,726,109和授予DiGiacomo等的美國專利No.4,960,358描述了一種用于焦炭罐的遠(yuǎn)程去頭設(shè)備。該設(shè)備包括用來附接到焦炭罐下凸緣的頭單元以及多個(gè)可由遠(yuǎn)程操作的松弛裝備進(jìn)行分離的活節(jié)螺栓。一個(gè)平臺(tái)設(shè)備降低頭單元，將其橫向地移動(dòng)到一邊并將其傾倒以便進(jìn)行清理。附接到框架的斜道能升高到與焦炭罐下凸緣相接合以便從罐中移除焦炭。
1990年12月10日提交的授予Antalfy等的美國專利No.5,098,524公開了一個(gè)焦炭罐的去頭裝置，其具有一個(gè)可以從遠(yuǎn)離罐出口的位置操作的樞軸傳動(dòng)系統(tǒng)。該傳動(dòng)裝置適合用來使罐的頭部在關(guān)閉和打開位置之間移動(dòng)并且在荷載作用下將罐的頭部保持在關(guān)閉位置。
授予Fruchtbaum的美國專利No.5,500,094提供了一個(gè)焦炭罐去頭裝置，其逐漸地縮回并增大底蓋的傾斜度以使得掉下的碎片(比如射出的焦炭)可以被槽接住。當(dāng)松散的碎片處理完成后，頭可以從罐中撤出以便維護(hù)。具體地，該發(fā)明提供了一種用來從焦炭罐下端的凸緣移走底蓋的去頭裝置。去頭車可以水平地移動(dòng)進(jìn)出底蓋下面的位置?？纱怪闭{(diào)節(jié)的底蓋支撐元件安裝在車上。支撐板樞軸地安裝在支撐元件的上端用來嚙合底蓋的下表面。一個(gè)可伸縮的臂具有第一段和第二段，兩段在相連的一端由鉸鏈相接，其相對的另一端相應(yīng)地分別緊固在支撐板和支撐元件上，以便于在水平方向上繞樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)支承板以及支撐在其上的底蓋，使得頭可更好地朝向鄰近的斜槽傾斜。
授予Rabet的美國專利No.5,581,864公開了一種可以移除焦炭罐的罐頭的裝置和方法，其包括一個(gè)遠(yuǎn)程地將支架放置在罐頭下面的裝置，該支架能夠遠(yuǎn)程地于罐頭相接合、在工人處于該區(qū)域時(shí)將頭部緊緊地支撐在罐上，以及降低頭并將其運(yùn)走。其中還包括和公開了安全特性，其中支架通常由彈簧支撐，所述彈簧在發(fā)生過載時(shí)可自動(dòng)把荷載支架傳遞到設(shè)計(jì)用來承受任何過載的頭上梁處。
現(xiàn)有的這些設(shè)備具有共同的缺點(diǎn)，就是它們不能為焦炭罐的去頭提供簡單、有效且安全的解決方案。具體地，每個(gè)組件或設(shè)備均要求在每次焦化工藝完成后和在把焦炭從焦炭罐中清理出來之前，把頭單元完全從焦炭罐的凸緣部移除。這樣對工人產(chǎn)生了非常大的危害，并導(dǎo)致了工藝效率低下和耗時(shí)過長。頭單元的移動(dòng)增大了事故發(fā)生的幾率，同時(shí)增加了人力投入，因?yàn)轭^單元每次都必須準(zhǔn)確地放置在焦炭罐中，即使使用自動(dòng)化技術(shù)也如此。另外，需要大量的地面空間來容納這些自動(dòng)地將頭單元從焦炭罐中移除和升起的組件和設(shè)備。最后，這些設(shè)備和系統(tǒng)在底部凈空小于底蓋直徑的情況下可能不能操作。
如同現(xiàn)代社會(huì)種的每種工業(yè)一樣，各種因素導(dǎo)致了技術(shù)的進(jìn)步，其中包括安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性、操作和維護(hù)的便捷性、實(shí)用性、以及其它有益方面。如果一種技術(shù)的進(jìn)步提供了在上述任何方面上的改善，那么其就具有真正的價(jià)值。通常說來，是相互競爭的公司基于已有技術(shù)或操作方法，通過對基本設(shè)計(jì)或概念進(jìn)行改進(jìn)和修改，從而推動(dòng)了焦化技術(shù)的逐漸進(jìn)步。通過這個(gè)過程，一些用在延遲焦化工業(yè)中的技術(shù)已經(jīng)得到了最優(yōu)化，這意味著我們已經(jīng)能夠最大化地從中得益。
延遲焦化工業(yè)中的大致趨勢是朝向增加的安全性和可靠性方面發(fā)展。不用說，在任何能夠有效地滿足前兩項(xiàng)需求中，再加上改進(jìn)的經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性和維護(hù)的便捷性當(dāng)然更好。對于安全性，許多焦化單元的雇主和操作者期望著焦化單元的完全自動(dòng)化成為可能和現(xiàn)實(shí)的時(shí)刻。很顯然，完成這個(gè)目標(biāo)伴隨著許多技術(shù)挑戰(zhàn)。目前，完全自動(dòng)化設(shè)想的主要障礙之一是所使用的焦炭罐去頭方法。不管罐的去頭是人工地操作還是通過目前可用的上述現(xiàn)有系統(tǒng)和設(shè)備中的任何一種來進(jìn)行，在此過程中都需要對部件的不可或缺的人工操作。在該工業(yè)中眾所周知，對操作人員來說操作去頭部件一直非常危險(xiǎn)，并且直到今日仍然如此。

發(fā)明內(nèi)容
如上所述，用來將頭安裝到壓力容器和從其上移除的現(xiàn)有系統(tǒng)和方法具有很多缺點(diǎn)和不足，因此需要更安全、更有效率的將頭和其它設(shè)備(比如去頭閥)安裝到壓力容器上的方法。
因此，本發(fā)明的一些實(shí)施例提供了一種閥安裝系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠以更加簡單的方式安全且有效率地將去頭閥安裝到壓力容器上和從其上移除。
而且，本發(fā)明的一些實(shí)施例提供了一種安裝系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠安全且有效率地將封閉件(例如頭或去頭閥)安裝到壓力容器上和從其上移除。
本發(fā)明的一些實(shí)施例提供了在封閉件的安裝和移除期間，封閉件相對于壓力容器近似和精確的操作和調(diào)節(jié)。
本發(fā)明的一些實(shí)施例提供了在安裝到壓力容器和從其上移除期間對封閉件的持續(xù)支撐。
本發(fā)明的一些實(shí)施例提供了在安裝到壓力容器以及在從壓力容器上移除期間，促進(jìn)去頭閥或其它封閉件的持續(xù)、被支撐和多重矢量操作的安裝系統(tǒng)。
此外，本發(fā)明的一些實(shí)施例增加了封閉件安裝到壓力容器上和從其上移除的效率和安全性。
同時(shí)，本發(fā)明的一些實(shí)施例改進(jìn)了系統(tǒng)在高溫、高壓環(huán)境下(比如延遲焦化系統(tǒng)和工藝)操作的總體效率和安全性。
根據(jù)這里對本發(fā)明的概括描述及其具體化，本發(fā)明的特點(diǎn)在于一種動(dòng)態(tài)去頭閥安裝系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括在將去頭閥安裝到壓力容器上和從其上移除期間，用來持續(xù)地支撐去頭閥的裝置；用來垂直地定位去頭閥以使其確保與壓力容器平行地對準(zhǔn)的裝置；以及沿著上述用于支撐去頭閥的裝置，來水平地定位去頭閥的裝置。上述各裝置以相互共生的關(guān)系一起有效地合作，來提供所述去頭閥相對于壓力容器持續(xù)、被支撐、多重矢量的操作。安裝系統(tǒng)還包括位于壓力容器附近的固定支撐結(jié)構(gòu)，用于支撐上述各個(gè)裝置。
在一個(gè)示例性實(shí)施例中，用來持續(xù)支撐去頭閥的裝置包括由多個(gè)橫支撐連接的第一和第二護(hù)欄。
用來垂直地定位去頭閥的裝置包括連接在用來支撐去頭閥的裝置(閥支架)上的高度組件，該高度組件使得去頭閥能相對于壓力容器進(jìn)行獨(dú)立、多點(diǎn)的高度調(diào)節(jié)和對準(zhǔn)。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，高度組件包括位于閥支架相對端處的可調(diào)節(jié)偏置元件。
用來水平地定位去頭閥的裝置包括水平移動(dòng)組件，該組件將去頭閥和用來支撐去頭閥的裝置(閥支架)動(dòng)態(tài)地連接起來，這樣水平移動(dòng)組件就方便了去頭閥的雙向水平移動(dòng)。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，水平移動(dòng)組件包括具有多個(gè)輥的輥系統(tǒng)，輥通過軸附接到去頭閥，并且其中輥被設(shè)計(jì)來沿著閥支架滑動(dòng)。
更具體地，本發(fā)明的特點(diǎn)在于一種動(dòng)態(tài)去頭閥安裝系統(tǒng)，其包括構(gòu)造在壓力容器(比如焦炭罐或過渡卷筒)附近的固定支撐結(jié)構(gòu)；由固定支撐結(jié)構(gòu)所動(dòng)態(tài)地支撐的閥支架，其中閥支架也動(dòng)態(tài)且可調(diào)節(jié)地支撐可釋放地結(jié)合到壓力容器的去頭閥，并且其中閥支架和去頭閥的運(yùn)動(dòng)彼此獨(dú)立；高度調(diào)節(jié)組件，其從固定支撐結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)地懸掛閥支架以允許閥支架相對于固定支撐結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，高度組件使得閥支架和去頭閥能夠在垂直方向上進(jìn)行定位和調(diào)節(jié)；和去頭閥動(dòng)態(tài)地連接到閥支架的水平移動(dòng)組件，其中水平移動(dòng)組件使得去頭閥能相對于閥支架水平地雙向移動(dòng)，高度調(diào)節(jié)組件和水平移動(dòng)組件提供了去頭閥的近似和精確的矢量定位，以使得去頭閥中的開口能與壓力容器中配合的開口平行且同心地對準(zhǔn)。
本發(fā)明還包括一種與上述系統(tǒng)類似的安裝系統(tǒng)，其不同之處在于該組件用來便于現(xiàn)有的頭的安裝和移除，而不是便于去頭閥的安裝和移除。本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的其它封閉件也應(yīng)當(dāng)在此處所描述的本發(fā)明和權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
最后，本發(fā)明的特點(diǎn)在于一種用來在封閉件(具體地說是去頭閥)安裝到壓力容器和從其上移除期間，給封閉件提供持續(xù)支撐的方法。


為闡明本發(fā)明的上述和其它優(yōu)點(diǎn)以及特點(diǎn)，將參照附圖所示的具體實(shí)施例對以上簡潔描述的本發(fā)明給出更為具體的描述。要理解到這些附圖只是示出了本發(fā)明的典型實(shí)施例，因此并不視為是對其范圍的限制。通過使用附圖將結(jié)合其它特殊性和細(xì)節(jié)描述和解釋本發(fā)明，在附圖中圖1示出了閥安裝系統(tǒng)的一個(gè)示例性實(shí)施例，其中固定支撐結(jié)構(gòu)的桁架平行于閥支架，并且其中安裝系統(tǒng)可在延遲焦化系統(tǒng)內(nèi)操作；圖2示出了圖1所示閥安裝系統(tǒng)的透視圖；圖3示出了閥安裝系統(tǒng)的一個(gè)可選的示例性實(shí)施例，具體地說固定支撐結(jié)構(gòu)的桁架垂直于閥支架；圖4示出了閥安裝系統(tǒng)的一個(gè)示例性實(shí)施例的透視圖；和圖5示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)示例性實(shí)施例的橫向調(diào)節(jié)組件的詳細(xì)視圖。
具體實(shí)施例方式
很容易理解的是，如同在圖中一般性地描述和示出的本發(fā)明的部件，能夠以多種不同的配置方式來進(jìn)行布置和設(shè)計(jì)。因此，下面對于本發(fā)明如圖1至5所示的系統(tǒng)和方法的實(shí)施例的更詳細(xì)描述并不意味著限制本發(fā)明如權(quán)利要求所述的范圍，而僅僅是代表本發(fā)明目前視為優(yōu)選的實(shí)施例。
通過參考附圖將能夠最好地理解本發(fā)明目前視為優(yōu)選的實(shí)施例，其中相似的部件在全文中由相似的附圖標(biāo)記來標(biāo)識。
本發(fā)明描述了用來在將去頭閥安裝到壓力容器期間，以及在為了維護(hù)或其它目的而將去頭閥從壓力容器上分離時(shí)，對其進(jìn)行支撐的方法和系統(tǒng)。為了清楚和易于理解，下面更詳細(xì)的描述將分為幾個(gè)部分。
延遲焦化和焦炭罐去頭的概述在典型的延遲焦化工藝中，高度沸騰的石油殘?jiān)还┙o到一個(gè)或多個(gè)焦炭罐中，在那里它們被熱裂變?yōu)檩p產(chǎn)品和固體殘?jiān)徒固俊＝固抗尥ǔＪ谴蟮膱A柱形容器，其具有頂蓋和裝配有底蓋的圓錐形底部。焦化的基本目標(biāo)是將非常高沸點(diǎn)的石油殘?jiān)鼰崃炎優(yōu)楦p的燃料餾分。焦炭是該過程的副產(chǎn)品。延遲焦化是—種吸熱反應(yīng)，燃燒室提供必需的熱量以在罐內(nèi)完成焦化反應(yīng)。準(zhǔn)確的機(jī)理非常復(fù)雜，在發(fā)生的全部反應(yīng)中，僅僅三個(gè)明顯的步驟需要隔離1)供給物在穿過燃燒室時(shí)發(fā)生的部分汽化和輕度焦化；2)蒸汽在穿過焦炭罐時(shí)發(fā)生的裂變；和3)殘留在罐內(nèi)的重液體，在其轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝徒固壳鞍l(fā)生的裂變和聚合。該過程對溫度非常敏感，不同的溫度下將產(chǎn)生不同類型的焦炭。例如，如果溫度太低，焦化反應(yīng)不能充分進(jìn)行，會(huì)產(chǎn)生瀝青焦炭或軟焦炭。如果溫度太高，產(chǎn)生的焦炭通常非常硬，很難通過液壓除焦設(shè)備把它們從罐中移除。更高的溫度也會(huì)增加在燃燒室管道或傳輸線中發(fā)生焦化的危險(xiǎn)。如上所述，延遲焦化是一種用于石油精煉的熱裂變過程，以提高石油殘?jiān)?或殘油)的等級并把它們轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w和氣體產(chǎn)品流，留下固態(tài)的濃縮碳原料，或焦炭?！獋€(gè)點(diǎn)燃的加熱器在這個(gè)過程中用來達(dá)到熱裂變溫度，該溫度的范圍最高可達(dá)1000。當(dāng)在燃燒室中停留時(shí)間很短暫時(shí)，供給材料的焦化就得以“延遲”，直到其到達(dá)加熱器下游的大焦化罐。在正常的操作中，有兩個(gè)焦炭罐，以使得當(dāng)一個(gè)在被充滿時(shí)，另一個(gè)可以清除所產(chǎn)生的焦炭。這些焦炭罐是高度約為25-30米且直徑4-9米的巨大結(jié)構(gòu)。它們裝備有直徑通常約為1.5米的頂部蓋板封閉物或孔，以及直徑通常約為2米的底部蓋板孔。
在典型的石油精煉工藝中，可以產(chǎn)生幾種不同物理結(jié)構(gòu)的石油焦炭。它們是丸粒狀焦炭，海綿狀焦炭，和/或針狀焦炭，并且可以根據(jù)物理結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)來區(qū)分。這些物理結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)同時(shí)用來確定這些材料的最終用途。所生產(chǎn)的焦炭有幾種用途是可行的，它們包括用來燃燒的燃料，在鋁、化學(xué)或鋼鐵工業(yè)中用來焙燒，或在石化工業(yè)中被氣化以產(chǎn)生蒸汽、電力或氣態(tài)原料。
為了生產(chǎn)焦炭，將源自于供給到精煉廠的原油供給延遲焦化設(shè)備，然后經(jīng)過一系列處理元件，最后倒空在一個(gè)用來生產(chǎn)焦炭的焦炭罐中。延遲焦化工藝是一個(gè)成批的連續(xù)的工藝，這意味著在來自燃燒室的供給流與兩個(gè)或多個(gè)焦炭罐之間的填充進(jìn)行交替時(shí)，該過程是正在進(jìn)行的或連續(xù)的。正如提到的，當(dāng)一個(gè)罐在被用焦炭在線填充時(shí)，另一個(gè)被剝離、冷卻、除焦并準(zhǔn)備好接收另一批原料。這是一個(gè)適時(shí)的過程，成批連續(xù)的工藝中的每批原料將需要大約12-20小時(shí)來完成。實(shí)質(zhì)上，通常所稱的熱油或殘油，從管道燃燒室供給到系統(tǒng)中的一個(gè)焦炭罐中。油非常熱，其產(chǎn)生的熱蒸汽冷凝在較冷的焦炭罐壁上。在罐被充滿時(shí)，大量的液體順著罐壁流入底部的沸騰湍流池。這個(gè)過程持續(xù)時(shí)，熱殘油和冷凝蒸汽使得焦碳罐壁變熱。這很自然地又使得殘油產(chǎn)生更少的冷凝蒸汽，最終導(dǎo)致焦炭罐底的液體開始加熱到焦化溫度。一段時(shí)間后，在焦炭罐中形成了一個(gè)主要通道，并且隨著時(shí)間的進(jìn)行，處于聚集焦炭之上的液體減少，并且液體轉(zhuǎn)變?yōu)楦吵淼慕褂?。這些焦油一直試圖向下流回可以在頂部焦化的主要通道，因此使得通道發(fā)生分叉。這個(gè)過程在焦炭罐中進(jìn)行，直到罐被充滿，其中的液體池慢慢變?yōu)楣虘B(tài)焦炭。當(dāng)?shù)谝粋€(gè)焦炭罐充滿時(shí)，熱油供給被轉(zhuǎn)換到第二個(gè)焦炭罐，并且第一個(gè)焦炭罐被隔離、蒸發(fā)以去除剩余的碳?xì)浠衔铩⑼ㄟ^充水進(jìn)行冷卻、打開、然后除焦。這個(gè)循環(huán)的過程在焦炭的生產(chǎn)中要不斷的重復(fù)。
除焦工藝是用來在完成焦化工藝后將焦炭從焦炭罐中移除的工藝。由于焦炭罐的形狀和朝向，焦炭聚集在其底部開口附近的區(qū)域。為了移除焦炭，焦炭罐的頂部和底部都被打開。通常，一旦被充滿，罐就通向大氣壓力然后取下并移除頂部的頭(通常為4英尺直徑的凸緣)上的螺栓，以放置液壓焦炭切割裝置。當(dāng)冷水從容器中排出后，容器的底部也必須被打開。對于使用螺栓固定到焦炭罐底部上的類似頭的現(xiàn)有系統(tǒng)來說，由于凸緣的尺寸、罐內(nèi)的高溫、可能掉落的焦炭以及上述其它原因，除焦工藝，并且具體地說“去頭”工藝是非常危險(xiǎn)的。因而，去頭閥已經(jīng)被設(shè)計(jì)用來改進(jìn)“去頭”工藝，以及使該工藝自動(dòng)化并使得其更加有效率。下面描述了一種示例性的去頭閥。
一旦焦炭罐的底部被打開，就通過利用高壓水流噴射通過從焦床的頂部開到底部的導(dǎo)向孔，來將焦炭從罐中移除。此后，遺留在焦炭罐中的焦炭主體被切割成碎片，隨后將掉到底部并進(jìn)入收集箱中，例如軌道車上的箱子等。然后將焦炭脫水、壓碎并且送到焦炭存儲(chǔ)或裝載設(shè)施。
去頭閥的設(shè)計(jì)和功能盡管下述去頭系統(tǒng)可同時(shí)應(yīng)用于頂部和底部去頭系統(tǒng)，或者更準(zhǔn)確地說去頭系統(tǒng)可應(yīng)用和使用在焦炭罐的頂部和底部開口上，但是下文將僅對底部去頭系統(tǒng)進(jìn)行描述。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認(rèn)識到，這里所解釋和描述的用于焦炭罐底部去頭系統(tǒng)的去頭閥也可被設(shè)計(jì)和用作焦炭罐頂部去頭系統(tǒng)。因而，下述討論將主要針對底部去頭系統(tǒng)，但并不意味著受此限制。
在對去頭閥的細(xì)節(jié)進(jìn)行描述之前，應(yīng)當(dāng)說明的是本發(fā)明的去頭閥和使用該閥的系統(tǒng)被設(shè)計(jì)為比使用其它去頭系統(tǒng)具有或擁有更強(qiáng)大的功能、實(shí)用性和安全性優(yōu)點(diǎn)。首先，該系統(tǒng)能重復(fù)和自動(dòng)地進(jìn)行焦炭罐的去頭和裝頭而不需要在焦炭罐處或附近有任何人工操控。因而，顯著地增大了安全性和效率。第二，該系統(tǒng)減少了總的去頭和裝頭時(shí)間。例如，本發(fā)明的一些實(shí)施例將總的去頭和裝頭時(shí)間降低到少于10分鐘。這種時(shí)間對于現(xiàn)有的去頭系統(tǒng)所需時(shí)間而言有著顯著的改進(jìn)。第三，該系統(tǒng)可永久地直接附接到焦炭罐凸緣或者到設(shè)備之上的過渡卷筒和設(shè)備下面的固定焦炭斜道上，所述斜道直接排放入坑或軌道車。第四，該系統(tǒng)具有允許焦炭安全排出和罐中的水通過其出口并進(jìn)入坑而不會(huì)溢出到去頭蓋上的靈活性。第五，該系統(tǒng)被設(shè)計(jì)和構(gòu)造為確保長期運(yùn)行而不會(huì)被焦炭顆粒、塊、殘油或任何其它外物堵塞或阻礙其操作。第六，該系統(tǒng)被設(shè)計(jì)為能在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)，無論是本地或是遠(yuǎn)程位置，都能夠完全絕對地被隔離。第七，除了在計(jì)劃的停工期間進(jìn)行長期部件的更換之外，該系統(tǒng)實(shí)際上是無需維護(hù)的。第八，該系統(tǒng)本身具有在正常操作期間對密封部件地狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)評估和趨勢判斷的診斷能力，以便于有計(jì)劃地進(jìn)行維護(hù)。第九，與其它系統(tǒng)相比，該系統(tǒng)易于安裝，并且可現(xiàn)場服務(wù)。第十，該系統(tǒng)在價(jià)格上可與現(xiàn)有技術(shù)相競爭，但實(shí)際上在所有方面都明顯勝于現(xiàn)有技術(shù)。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，無論關(guān)于去頭蓋或人員，任何地方或在焦炭罐去頭工藝期間的任何時(shí)間，或者在該設(shè)備在切換循環(huán)期間任何時(shí)間進(jìn)行的任何自動(dòng)、手工或無意操作的期間，都沒有公開關(guān)于焦炭罐的內(nèi)容，。本發(fā)明的一些實(shí)施例包括一種簡單的液壓設(shè)計(jì)，其具有一個(gè)液壓動(dòng)力單元和一個(gè)氣缸，以及一個(gè)供應(yīng)和一個(gè)返回液壓管線，因此在試車和啟動(dòng)期間的泄漏更少，并且減小了發(fā)生意外或不當(dāng)操作可能性。而且，該系統(tǒng)的一些實(shí)施例本身包括閉鎖銷式的正向機(jī)械鎖閉設(shè)備，其被用于打開和關(guān)閉位置。此外，本發(fā)明的一些實(shí)施例包括打開和關(guān)閉該系統(tǒng)的微型液壓備用設(shè)備，或者易于在現(xiàn)場安裝，而不會(huì)有人員的暴露。另外，在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，無需焦炭罐進(jìn)口供給管線的結(jié)合和對準(zhǔn)設(shè)備，因此在每次罐循環(huán)之后沒有進(jìn)口管線結(jié)合墊圈要更換或清理，或者說不會(huì)有人員暴露在由于結(jié)合未對準(zhǔn)而發(fā)生泄漏的情況下。
具體地就可靠性而言，該系統(tǒng)的一些實(shí)施例包括如上所述的簡單液壓設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)的一些實(shí)施例還包括一個(gè)主要運(yùn)動(dòng)部件以代替現(xiàn)有設(shè)備和系統(tǒng)中出現(xiàn)的多個(gè)運(yùn)動(dòng)部件。
具體地就經(jīng)濟(jì)性而言，在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，在每個(gè)罐循環(huán)之后或在失敗的焦炭罐壓力試驗(yàn)之后無需更換頭墊圈。而且，在一些實(shí)施例中，在正常操作期間很少或基本不需要例行維護(hù)。另外，該系統(tǒng)的一些實(shí)施例包括微型的基本操作控制臺(tái)，該控制臺(tái)很容易安裝在所需地點(diǎn)，并且具有所需要的安全互鎖裝置。此外，該系統(tǒng)的一些實(shí)施例包括內(nèi)部診斷能力，允許操作者將維護(hù)時(shí)間規(guī)劃為與計(jì)劃的停工時(shí)間相一致。還有，在一些實(shí)施例中，無需對運(yùn)動(dòng)部件進(jìn)行水沖洗。還有，在一些實(shí)施例中，無需焦炭罐進(jìn)口供給管線的結(jié)合和對準(zhǔn)設(shè)備，因而在每次循環(huán)之后沒有進(jìn)口管線結(jié)合墊圈需要更換或清理。還有，在一些實(shí)施例中，只需最少的備用零件保持在現(xiàn)場，因而就能降低零件和存儲(chǔ)成本。最后，在一些實(shí)施例中，該系統(tǒng)能被構(gòu)造為允許罐中的水通過端口直接排出。
具體地就操作和維護(hù)的容易性而言，只需打開和關(guān)閉功能，無需對運(yùn)動(dòng)部件的水沖洗，無需對頭墊圈的表面清理(這種清理在大多情況下難以進(jìn)行且需要特殊工具)，只需最少的備用零件，并且操作系統(tǒng)能夠安裝在所需地點(diǎn)且結(jié)構(gòu)緊湊、易于使用。
具體地就實(shí)用性而言，該系統(tǒng)被設(shè)計(jì)為既可以用在焦炭罐的頂部，又可以用在其底部端口上。
以上所有特點(diǎn)基本上都是通過利用去頭系統(tǒng)中用到的特殊設(shè)計(jì)的去頭閥來實(shí)現(xiàn)的。去頭系統(tǒng)具體地包括雙座的、線性運(yùn)動(dòng)的完全金屬座的隔離設(shè)備，或者具體地說，完全封閉的、液壓動(dòng)力的、雙密封的和加壓的線性安全保護(hù)的擋板閥，或去頭閥。去頭閥可移除地結(jié)合至焦炭罐的凸緣部并與之密封，其方式與常規(guī)的頭單元附接方式相同。去頭閥裝備有滑動(dòng)的擋板閥，該擋板閥具有孔、鄰近該孔的平面、稍大于去頭閥中孔直徑的行程、以及上座和下座，其中一個(gè)座是動(dòng)態(tài)的、實(shí)時(shí)加載的座，該座能自動(dòng)調(diào)節(jié)以密封上和下座之間的擋板。這樣，滑動(dòng)擋板能在上和下座(或雙座)之間以進(jìn)行基本線性的雙向運(yùn)動(dòng)，因而使得位于其上的孔在相對于焦炭罐中的孔打開、關(guān)閉和部分打開位置之間運(yùn)動(dòng)。在關(guān)閉位置，去頭閥和焦炭罐準(zhǔn)備接受從用來制造焦炭的精煉工序所供給的副產(chǎn)品。一旦罐被充滿，可以致動(dòng)閥以使得滑動(dòng)擋板被打開。在這樣做時(shí)，已經(jīng)聚集在擋板上的焦炭被上和下座所剪切，這樣給焦炭罐去頭，同時(shí)便于利用現(xiàn)有技術(shù)中公知的方法移除焦炭。實(shí)際上，去頭閥利用擋板從關(guān)閉位置到打開位置的移動(dòng)來給焦炭罐去頭，同時(shí)便于將焦炭從焦炭罐中的移除，在此過程中焦炭被剪切。
在一些實(shí)施例中，去頭閥僅有一個(gè)主要運(yùn)動(dòng)部件，即擋板，從而確保了簡單性、可靠性和維護(hù)的便利性。在一些實(shí)施例中，金屬座表面、本體內(nèi)部和所有內(nèi)部部件在完全打開或完全關(guān)閉位置中得到全面的保護(hù)，并與任何工藝介質(zhì)相隔離。在一些實(shí)施例中，用于構(gòu)造所有密封部件的材料都是抗腐蝕性的，并且設(shè)計(jì)用于格外高的金屬與金屬循環(huán)任務(wù)。去頭閥的密封被設(shè)計(jì)為在每個(gè)行程完全分離焦炭和擋板頂面之間的結(jié)合。這個(gè)動(dòng)作所需的推力以及克服座摩擦和慣性所需的推力都通過致動(dòng)擋板來實(shí)現(xiàn)。
在焦化的最初階段，擋板的表面將由于貫穿板厚的不均勻熱分布而扭曲變形。因此，為了補(bǔ)償擋板在加熱期間的熱膨脹和熱扭曲，在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，去頭設(shè)備的外部實(shí)時(shí)加載的金屬密封被設(shè)計(jì)來軸向和橫向地鉸接，并且符合滑動(dòng)擋板在最大溫差時(shí)的曲度。這種獨(dú)特的能力，并結(jié)合連續(xù)受壓的本體，就確保了在切換循環(huán)期間去頭閥上的密封的完整性。
去頭閥的明顯優(yōu)點(diǎn)是其通過利用在兩個(gè)獨(dú)立的座之間前后運(yùn)動(dòng)的滑動(dòng)擋板來簡化和改進(jìn)除焦工序的能力。
去頭閥在2002年3月11日提交的名稱為“Improved Coke DrumBottom De-headingSystem”的美國專利申請No.10/096,301中有更詳細(xì)的描述和圖示，該申請的全部內(nèi)容以參考的方式結(jié)合于此。
本發(fā)明的動(dòng)態(tài)去頭閥安裝系統(tǒng)上文闡明了去頭閥的形式和功能，以及一個(gè)其中使用了去頭閥的預(yù)定系統(tǒng)，以下將更詳細(xì)地闡述設(shè)計(jì)用來與去頭閥一起操作或起作用的本發(fā)明系統(tǒng)。應(yīng)當(dāng)說明的是，本發(fā)明的安裝系統(tǒng)特別適合于去頭閥。然而，任何類型的封閉件都可能使用這里所述的安裝系統(tǒng)，比如現(xiàn)有技術(shù)中的，用螺栓固定在壓力容器(比如焦炭罐)上的頭。盡管如此，為便于討論，下面更詳細(xì)的描述將主要針對與本發(fā)明安裝系統(tǒng)一起使用的去頭閥，盡管從任何方面來說，本發(fā)明都不僅限于與去頭閥一起使用。
參照圖1和2，示出了動(dòng)態(tài)去頭閥安裝系統(tǒng)10(以下稱為安裝系統(tǒng)10)。安裝系統(tǒng)10包括各種在將去頭閥14安裝到壓力容器22(如圖1-3所示，為焦炭罐21和過渡卷筒23的組合)上期間，以及在將去頭閥14從壓力容器22上移除期間(比如在為了維護(hù)的目的去頭閥14需要與壓力容器22分離和去耦時(shí))，用來支撐和便于操作去頭閥14的裝置。通常，安裝系統(tǒng)10的一些實(shí)施例包括用來在將去頭閥安裝到壓力容器22和從其上移除期間連續(xù)地支撐去頭閥14的裝置；用來垂直地定位去頭閥14以使得和確保其與壓力容器22平行地對準(zhǔn)的裝置；以及用來沿著支撐去頭閥14的裝置水平地定位去頭閥14，以使得和確保去頭閥14與壓力容器22同心地對準(zhǔn)的裝置。安裝系統(tǒng)的一些實(shí)施例還包括緊接壓力容器22建造的固定支撐結(jié)構(gòu)40，該固定支撐結(jié)構(gòu)40用來支撐每個(gè)前述裝置，一起構(gòu)成一個(gè)完整的動(dòng)態(tài)去頭閥安裝系統(tǒng)或組件。
固定支撐結(jié)構(gòu)40的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例在圖1和2中示出，其包括緊接壓力容器22的緊固構(gòu)件。固定支撐結(jié)構(gòu)40的一個(gè)目的是支撐安裝系統(tǒng)10內(nèi)的其它部件以及允許它們執(zhí)行預(yù)定功能，也就是便于去頭閥14相對于壓力容器22的操作或運(yùn)動(dòng)。如圖所示，固定支撐結(jié)構(gòu)40的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例利用多個(gè)鋼架或增強(qiáng)的桁架、梁、椽、支柱或類似支撐來構(gòu)造在壓力容器22周圍。然而，這些結(jié)構(gòu)并不是靠壓力容器22太近，以保證不會(huì)阻礙壓力容器22或系統(tǒng)(在此情況下為延遲焦化系統(tǒng))內(nèi)任何其它部件的功能。固定支撐結(jié)構(gòu)40的一些實(shí)施例包括兩個(gè)主桁架。第一桁架44沿著壓力容器22的一側(cè)以偏移的方式延伸。第二桁架48沿著壓力容器22的相對側(cè)以同樣的偏移方式延伸，并且平行于第一桁架44。在這種構(gòu)造中，第一和第二桁架44和48在壓力容器22附近提供了卡車狀布置，從而可以支撐安裝系統(tǒng)10的其它部件。
所示的示例性實(shí)施例中的優(yōu)選實(shí)施例所使用的第一和第二桁架44和48由現(xiàn)有技術(shù)中公知的具有腹桿和凸緣部或凸緣段的工字梁所構(gòu)成。然而，構(gòu)成固定支撐結(jié)構(gòu)40的結(jié)構(gòu)元件可由能以這里所述的方式支撐安裝系統(tǒng)10的部件的任何形狀或設(shè)計(jì)的任何材料所構(gòu)成。
第一和第二桁架44和48可定向在多個(gè)位置。圖1和2示出了桁架44和48的一個(gè)實(shí)施例，它們被定向?yàn)槭沟萌ヮ^閥14由此支撐，并且沿著固定支撐結(jié)構(gòu)40和第一和第二桁架44和48縱向地以水平雙向的方式運(yùn)動(dòng)。圖3示出了一個(gè)不同的定向。在圖3中，第一和第二桁架44和48被定向?yàn)槭沟萌ヮ^閥14由此支撐并且沿著固定支撐結(jié)構(gòu)40和第一和第二桁架44和48橫向地以水平雙向的方式運(yùn)動(dòng)。按照系統(tǒng)說明書或要求的需求或規(guī)定，其它定向也是可能的，并且是可預(yù)期的，或者應(yīng)落入本發(fā)明范圍內(nèi)。這樣，桁架44和48的具體定向，以及固定支撐結(jié)構(gòu)40的所示構(gòu)造，僅僅是作為示例，而不是對其的構(gòu)造做出任何方面的限制。
在一個(gè)示例性實(shí)施例中，支撐去頭閥14的裝置包括閥支架60，該閥支架具有由多個(gè)橫支撐86連接起來的第一和第二護(hù)欄68和72，從而使閥支架60具有框架狀構(gòu)造。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，閥支架60將去頭閥14支撐在其中，并且還提供了一個(gè)機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)允許在去頭閥14在被帶到壓力容器22附近時(shí)對其進(jìn)行更精確的調(diào)節(jié)或操縱。此外，在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，閥支架60是用于從固定支撐結(jié)構(gòu)40懸掛去頭閥14的支撐載體。換言之，去頭閥14并不是直接從固定支撐結(jié)構(gòu)40懸掛，而是通過閥支架60間接的懸掛。這樣，閥支架60最好從固定支撐結(jié)構(gòu)40懸掛，而不是懸掛在去頭閥本身之上，盡管實(shí)現(xiàn)的是同樣的功能。閥支架60經(jīng)由高度調(diào)節(jié)組件90懸掛在固定支撐結(jié)構(gòu)40上，下面將更詳細(xì)的描述該高度調(diào)節(jié)組件90。閥支架60與去頭閥14的布置或關(guān)系使得兩者能沿著固定支撐結(jié)構(gòu)40同時(shí)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)在需要時(shí)仍然允許兩者之間的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，閥支架60被設(shè)計(jì)來便于去頭閥14相對于壓力容器2近似和精確的矢量定位。近似的矢量定位通過將閥支架60沿著固定支撐結(jié)構(gòu)的桁架44和48，朝向或遠(yuǎn)離壓力容器22地滑動(dòng)而實(shí)現(xiàn)。精確的矢量定位通過在閥支架60內(nèi)通過水平移動(dòng)組件110來滑動(dòng)去頭閥14本身來實(shí)現(xiàn)，下面將更詳細(xì)地討論該組件110。
在另一示例性實(shí)施例中，用來支撐去頭閥14的裝置包括固定支撐結(jié)構(gòu)40和閥支架60的組合，其中閥支架60被動(dòng)態(tài)地結(jié)合到固定支撐結(jié)構(gòu)40，以允許相對于固定支撐結(jié)構(gòu)40(以及壓力容器22)水平地移動(dòng)或調(diào)節(jié)閥支架60。
在另一示例性實(shí)施例中，安裝系統(tǒng)14還包括用來垂直地定位去頭閥14以使得和確保其與壓力容器22平行地對準(zhǔn)的裝置。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，用來垂直地定位去頭閥14的裝置包括高度調(diào)節(jié)組件90，該組件從固定支撐結(jié)構(gòu)40(具體地說為桁架44和48)動(dòng)態(tài)和可調(diào)節(jié)地懸掛閥支架60，以允許閥支架60沿著固定支撐結(jié)構(gòu)40的桁架44和48朝向或遠(yuǎn)離壓力容器22地運(yùn)動(dòng)或滑動(dòng)。在一些實(shí)施例中，高度調(diào)節(jié)組件90還方便了去頭閥14選擇性的高度和傾斜調(diào)節(jié)，這意味著去頭閥14的任何部分可以根據(jù)需要升高或降低，以實(shí)現(xiàn)去頭閥14上的開口與壓力容器22上相應(yīng)的配合開口之間準(zhǔn)確的平行對準(zhǔn)。這樣，高度調(diào)節(jié)組件可提供兩個(gè)目的，即不僅提供了對于閥支架60以及支撐于其中的去頭閥14的水平操縱或調(diào)節(jié)，而且還用來在閥支架60和去頭閥14在靠近壓力容器22時(shí)根據(jù)需要進(jìn)行垂直定位和調(diào)節(jié)，以確保去頭閥14和壓力容器22的配合連接部件(例如它們的配合凸緣部件)在結(jié)合起來之前彼此準(zhǔn)確地相互平行。因而，高度調(diào)節(jié)組件90同時(shí)方便了去頭閥14相對于壓力容器22近似的和精確或準(zhǔn)確的矢量定位——近似矢量定位通過提供閥支架60和去頭閥14朝著和遠(yuǎn)離壓力容器22的雙向水平運(yùn)動(dòng)來提供，精確矢量定位則通過允許對閥支架60和去頭閥14的高度相對于壓力容器22進(jìn)行操縱或調(diào)節(jié)來進(jìn)行。
如這里所限定的，近似矢量定位是指在安裝系統(tǒng)10的使用中，對去頭閥的任何無需精確定位或者無需將去頭閥14中的開口與壓力容器22中的配合開口同心和/或平行對準(zhǔn)的操作或運(yùn)動(dòng)或調(diào)節(jié)。這樣，近似矢量定位可包括將閥支架60和去頭閥14帶到壓力容器22附近的那些操作或運(yùn)動(dòng)，其中它們還可進(jìn)一步地通過更精確地導(dǎo)向或操作以將去頭閥14和壓力容器22中的開口正確地對準(zhǔn)?；蛘撸剖噶慷ㄎ豢砂ó?dāng)去頭閥13脫離壓力容器22后，閥支架60和去頭閥14遠(yuǎn)離壓力容器22的運(yùn)動(dòng)或操作。而且，如這里所限定的，精確或準(zhǔn)確的矢量定位是指在安裝系統(tǒng)10的使用中，為了將去頭閥14中的開口與壓力容器22中的配合開口對準(zhǔn)(包括同心和平行對準(zhǔn))，而對去頭閥14的任何操作或運(yùn)動(dòng)。
在圖1-4所示實(shí)施例中，安裝系統(tǒng)10包括多個(gè)高度調(diào)節(jié)組件90，它們定位在閥支架60的每個(gè)象限處，從固定支撐結(jié)構(gòu)40懸掛閥支架60和去頭閥14，并且允許去頭閥14獨(dú)立的多重矢量定位。將高度調(diào)節(jié)組件定位在每個(gè)象限比僅使用一個(gè)或兩個(gè)高度調(diào)節(jié)組件的情況更容易地便于閥支架60和支撐于其中的去頭閥14的多重矢量垂直定位或高度調(diào)節(jié)，盡管這種布置在這里也是可預(yù)期的。所說的多重矢量定位，就是指允許去頭閥14根據(jù)需要升高或降低或者傾斜，以確保去頭閥14中的開口與壓力容器22中的開口在它們經(jīng)由連接裝置30連接起來之前，分別借助于凸緣元件18和26的平行對準(zhǔn)。
高度調(diào)節(jié)組件90的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例包括輥組件94、偏置元件98和調(diào)節(jié)裝置102。輥組件94是一種附加裝置，其包括可滑動(dòng)地結(jié)合至固定支撐結(jié)構(gòu)40(并且具體地說是桁架44和48)，以便于閥支架60沿著上述固定支撐結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)。輥組件94的具體設(shè)計(jì)是可變的，每種設(shè)計(jì)都應(yīng)當(dāng)能允許閥支架60和去頭閥14在固定支撐結(jié)構(gòu)40附近的水平操作。
附接到輥組件94的是偏置元件98。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，偏置元件98包括其中具有彈簧的彈簧加載設(shè)備，該彈簧加載設(shè)備能支撐閥支架60和去頭閥14的重量，同時(shí)還允許或幫助于閥支架60在垂直方向上進(jìn)行微小的移動(dòng)。附接到偏置元件98另一端的是調(diào)節(jié)裝置102，該裝置同時(shí)也附接到閥支架60。調(diào)節(jié)裝置102優(yōu)選地包括一個(gè)桿，該桿具有至少一個(gè)用來附接到偏置元件98或閥支架60的螺紋端。在桿上提供螺紋使得其能相對于偏置元件98或閥支架60或兩者旋轉(zhuǎn)，因而允許閥支架60和去頭閥14相對于固定支撐結(jié)構(gòu)40和壓力容器22的垂直定位或高度調(diào)節(jié)。
如同本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會(huì)明顯地認(rèn)識到的，調(diào)節(jié)組件102可包括其它設(shè)計(jì)或設(shè)備或系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)去頭閥14的垂直定位。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，調(diào)節(jié)裝置102的功能是便于閥支架組件，最終是去頭閥14相對于壓力容器22的垂直定位或高度調(diào)節(jié)。
安裝系統(tǒng)14的一些實(shí)施例還包括用來沿著支撐去頭閥14的裝置水平地定位去頭閥14，以使得和確保去頭閥14與壓力容器22同心地對準(zhǔn)的裝置。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，用來水平地定位和調(diào)節(jié)去頭閥14的裝置包括允許去頭閥14在閥支架60內(nèi)運(yùn)動(dòng)或雙向調(diào)節(jié)的水平移動(dòng)組件110。
參照圖4和5，尤其是圖5，示出了水平移動(dòng)組件110。水平移動(dòng)組件110包括多個(gè)輥114，該輥通過軸118與去頭閥14每個(gè)側(cè)面附接。軸118固定至去頭閥14，但是允許輥114沿著第一和第二護(hù)欄68和72的上表面76滾動(dòng)。為了幫助將輥114保持在軌道上，每個(gè)輥114包括與第一和二護(hù)欄68和72的側(cè)壁80相接觸的凸緣導(dǎo)向件122，以維持去頭閥14的相對側(cè)上的輥之間恒定的反作用力。盡管無需如此，護(hù)欄68和72還包括安全導(dǎo)向件84以覆蓋輥114和防止無意之中接觸到輥114，從而降低了傷害的可能性。
如箭頭所指示，去頭閥14能在閥支架60內(nèi)前后地雙向運(yùn)動(dòng)，以提供去頭閥14相對于壓力容器更精確的矢量定位。在包含去頭閥14的閥支架60沿著固定支撐結(jié)構(gòu)40滑動(dòng)并被帶到大約在壓力容器22下面的位置內(nèi)(如圖1-3所示)時(shí)，去頭閥14還可以利用水平移動(dòng)組件110以水平雙向的方式操作，從而將去頭閥14中的開口與壓力容器22中相應(yīng)的配合開口同心地對準(zhǔn)。這相當(dāng)于去頭閥14相對于壓力容器22的精確定位。在將去頭閥14從壓力容器22移除時(shí)遵循類似的工序并且稱之為精確調(diào)節(jié)。
參照圖4，其中示出了閥支架60的更詳細(xì)視圖，并且還示出了其與支撐在其中的去頭閥14的關(guān)系。閥支架60包括第一和第二護(hù)欄68和72，以及多個(gè)橫跨在第一和第二護(hù)欄68和72之間的橫支撐86，從而構(gòu)成框架64。橫支撐86給閥支架60提供了橫向支撐，其定位在關(guān)鍵位置，以保證去頭閥14不受阻礙地通向壓力容器22。其它設(shè)計(jì)的期望效果是給去頭閥提供支架或托架，以及便于去頭閥從固定支撐結(jié)構(gòu)的懸掛，或者通常支撐去頭閥以提供對于其中的去頭閥精確的矢量定位。
上述每個(gè)裝置以及固定支撐結(jié)構(gòu)40一起協(xié)調(diào)地合作來提供去頭閥14相對于壓力容器22持續(xù)、被支撐、多重矢量的操作，以使得去頭閥14中的開口與壓力容器22中配合的開口平行且同心地對準(zhǔn)。換言之，可使去頭閥14在持續(xù)地被支撐時(shí)可相對于壓力容器22在任何方向上運(yùn)動(dòng)或者達(dá)到任何點(diǎn)或任何位置。其中，這種位置或操作或有方向的運(yùn)動(dòng)僅受限于安裝系統(tǒng)10及其組成部件或子系統(tǒng)內(nèi)固有的物理限制。
這里所述系統(tǒng)的實(shí)施例尤其用于一種延遲焦化系統(tǒng)，其中該延遲焦化系統(tǒng)內(nèi)的每個(gè)部件都非常大，因此而使得它們極端巨大和沉重。相對于其它裝置，本發(fā)明在安裝和移除封閉件(比如頭或去頭閥)上的優(yōu)點(diǎn)在于，消除了現(xiàn)有設(shè)計(jì)中所需的很多人工勞動(dòng)和笨拙的機(jī)器。本發(fā)明使得安裝和移除封閉件的過程更加簡單且更不易于出錯(cuò)，這樣就產(chǎn)生了更加安全和更加有效率的延遲焦化工藝。這里具體闡述的優(yōu)點(diǎn)不應(yīng)以任何方式受到限制。實(shí)際上，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，這里沒有具體闡述或考慮的其它優(yōu)點(diǎn)也是顯而易見的，并且在本發(fā)明于這里公開和闡明的范圍內(nèi)。
本發(fā)明的特點(diǎn)還在于一種在封閉件安裝到壓力容器或從其上移除期間，給封閉件(尤其是去頭閥)提供持續(xù)支撐的方法。該方法包括以下步驟獲得將要安裝到壓力容器上的去頭閥，其中去頭閥包括有凸緣開口，該凸緣開口與壓力容器上的相應(yīng)凸緣開口相連接和密封；使去頭閥被動(dòng)態(tài)地支撐在閥支架內(nèi)；給閥支架裝備水平移動(dòng)組件，該水平移動(dòng)組件結(jié)合到去頭閥，并且還可滑動(dòng)地結(jié)合到閥支架，以給去頭閥提供相對于閥支架的水平定位；利用高度調(diào)節(jié)組件將閥支架動(dòng)態(tài)地結(jié)合到壓力容器附近的固定支撐結(jié)構(gòu)，其中高度調(diào)節(jié)組件使得閥支架和去頭閥能相對于固定支撐結(jié)構(gòu)和壓力容器進(jìn)行獨(dú)立、多點(diǎn)的垂直定位和調(diào)節(jié)；利用閥支架、高度組件和水平移動(dòng)組件中的每個(gè)來操作去頭閥，以獲得和維持去頭閥和壓力容器的凸緣開口之間的同心、平行關(guān)系；以及在準(zhǔn)確定位時(shí)利用一個(gè)或多個(gè)連接和密封裝置來將去頭閥結(jié)合到壓力容器。
在一個(gè)過程中，上述操作的步驟包括使閥支架沿著固定支撐結(jié)構(gòu)滑動(dòng)，以將去頭閥的凸緣開口與壓力容器的凸緣開口初始地同心對準(zhǔn)。在另一個(gè)過程中，操作的步驟包括使去頭閥沿著閥支架滑動(dòng)，以將去頭閥的凸緣開口與壓力容器的凸緣開口進(jìn)一步地同心對準(zhǔn)。在又一過程中，操作的步驟包括利用高度調(diào)節(jié)組件選擇性地垂直定位去頭閥，直到去頭閥的凸緣開口平行于壓力容器的凸緣開口并與之接觸。
上述方法還包括以下步驟將去頭閥從壓力容器上脫離；通過借助于高度調(diào)節(jié)組件降低閥支架，來將去頭閥從壓力容器降低；沿著閥支架將去頭閥滑動(dòng)遠(yuǎn)離壓力容器；和使閥支架沿著固定支撐結(jié)構(gòu)滑動(dòng)。
在一個(gè)示例性實(shí)施例中，高度調(diào)節(jié)組件包括至少兩個(gè)偏置的調(diào)節(jié)組件，它們結(jié)合到閥支架的相對端，其中調(diào)節(jié)元件提供和方便或使得能進(jìn)行閥支架和去頭閥獨(dú)立、多點(diǎn)的垂直定位和調(diào)節(jié)。
在不偏離其主旨或基本特性的前提下，本發(fā)明可以其它具體形式具體化。所述實(shí)施例在所有方面都視為僅是示例性的而非限制性的。因此，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求給出，而不是由前述描述給出。所有處于權(quán)利要求和其等同物的含義范圍內(nèi)的變化都包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種動(dòng)態(tài)去頭閥安裝系統(tǒng)，包括用來在將去頭閥安裝到壓力容器上和從其上移除期間，持續(xù)地支撐去頭閥的裝置；用來垂直地定位所述去頭閥，以使得和確保與所述壓力容器平行地對準(zhǔn)的裝置；和用來沿著所述用來支撐去頭閥的裝置水平地定位所述去頭閥的裝置。
2.如權(quán)利要求1的動(dòng)態(tài)去頭閥安裝系統(tǒng)，其中所述用來支撐去頭閥的裝置包括固定支撐結(jié)構(gòu)；和動(dòng)態(tài)地結(jié)合到所述固定支撐結(jié)構(gòu)的閥支架。
3.如權(quán)利要求1的動(dòng)態(tài)去頭閥安裝系統(tǒng)，其中所述用來支撐去頭閥的裝置包括閥支架，該閥支架具有由多個(gè)橫支撐所連接的第一和第二護(hù)欄。
4.如權(quán)利要求3的動(dòng)態(tài)去頭閥安裝系統(tǒng)，其中所述橫支撐被定位以保證所述去頭閥毫無阻礙地通向所述壓力容器。
5.如權(quán)利要求1的動(dòng)態(tài)去頭閥安裝系統(tǒng)，還包括持續(xù)且動(dòng)態(tài)地支撐所述用來支撐去頭閥的裝置的固定支撐結(jié)構(gòu)。
6.如權(quán)利要求1的動(dòng)態(tài)去頭閥安裝系統(tǒng)，其中所述用來水平地定位所述去頭閥的裝置包括水平移動(dòng)組件，其將所述去頭閥和所述用來支撐去頭閥的裝置動(dòng)態(tài)地結(jié)合起來，以使得所述水平移動(dòng)組件方便了沿著所述用來支撐去頭閥的裝置雙向地水平移動(dòng)，以確保所述去頭閥與所述壓力容器的同心對準(zhǔn)。
7.如權(quán)利要求6的動(dòng)態(tài)去頭閥安裝系統(tǒng)，其中所述水平移動(dòng)組件包括具有多個(gè)輥的輥系統(tǒng)，所述輥可滑動(dòng)地安裝到所述用來支撐去頭閥的裝置上，并通過相應(yīng)的軸結(jié)合到所述去頭閥。所述輥系統(tǒng)使得所述去頭閥能沿著所述用來支撐去頭閥的裝置雙向地滑動(dòng)。
8.如權(quán)利要求1的動(dòng)態(tài)去頭閥安裝系統(tǒng)，其中用來水平地定位所述去頭閥的裝置使得和確保了所述去頭閥與所述壓力容器的同心對準(zhǔn)。
9.如權(quán)利要求8的動(dòng)態(tài)去頭閥安裝系統(tǒng)，其中每個(gè)所述裝置一起合作來給所述去頭閥提供持續(xù)、被支撐、多重矢量的操作。
10.如權(quán)利要求1的動(dòng)態(tài)去頭閥安裝系統(tǒng)，其中所述用來垂直地定位所述去頭閥的裝置包括結(jié)合到所述用來支撐去頭閥的裝置的高度組件，所述高度組件使得所述去頭閥能相對于所述壓力容器進(jìn)行獨(dú)立、多點(diǎn)的高度調(diào)節(jié)和對準(zhǔn)。
11.如權(quán)利要求10的動(dòng)態(tài)去頭閥安裝系統(tǒng)，其中所述高度組件包括四個(gè)定位在所述用來支撐去頭閥的裝置的每個(gè)象限處的彈簧。
12.如權(quán)利要求1的動(dòng)態(tài)去頭閥安裝系統(tǒng)，其中所述用來垂直和水平地定位所述去頭閥的裝置還包括用來自動(dòng)地致動(dòng)這些的動(dòng)力裝置。
13.如權(quán)利要求1的動(dòng)態(tài)去頭閥安裝系統(tǒng)，其中所述壓力容器包括焦炭罐。
14.如權(quán)利要求1的動(dòng)態(tài)去頭閥安裝系統(tǒng)，其中所述壓力容器包括過渡卷筒。
15.一種動(dòng)態(tài)去頭閥安裝系統(tǒng)，包括構(gòu)造在壓力容器附近的固定支撐結(jié)構(gòu)；由所述固定支撐結(jié)構(gòu)所動(dòng)態(tài)地支撐的閥支架；從所述固定支撐結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)地懸掛所述閥支架的高度調(diào)節(jié)組件；和將所述去頭閥動(dòng)態(tài)地結(jié)合到所述閥支架的水平移動(dòng)組件。
16.如權(quán)利要求15的動(dòng)態(tài)去頭閥安裝系統(tǒng)，其中所述閥支架在所述固定支撐結(jié)構(gòu)附近水平地運(yùn)動(dòng)。
17.如權(quán)利要求15的動(dòng)態(tài)去頭閥安裝系統(tǒng)，其中所述閥支架也動(dòng)態(tài)和可調(diào)節(jié)地支撐去頭閥。
18.如權(quán)利要求17的動(dòng)態(tài)去頭閥安裝系統(tǒng)，其中所述閥支架和所述去頭閥彼此獨(dú)立地運(yùn)動(dòng)。
19.如權(quán)利要求18的動(dòng)態(tài)去頭閥安裝系統(tǒng)，其中所述運(yùn)動(dòng)允許所述閥支架相對于所述固定支撐結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)。
20.如權(quán)利要求15的動(dòng)態(tài)去頭閥安裝系統(tǒng)，其中所述高度組件使得所述閥支架和所述去頭閥能垂直地定位和調(diào)節(jié)。
21.如權(quán)利要求15的動(dòng)態(tài)去頭閥安裝系統(tǒng)，其中所述水平移動(dòng)組件使得所述去頭閥能相對于所述閥支架水平地雙向轉(zhuǎn)移。
22.如權(quán)利要求15的動(dòng)態(tài)去頭閥安裝系統(tǒng)，其中所述高度調(diào)節(jié)組件和所述水平移動(dòng)組件提供了所述去頭閥近似和精確的矢量定位，以使得所述去頭閥中的開口能與所述壓力容器中配合的開口平行且同心地定位。
23.如權(quán)利要求15的動(dòng)態(tài)去頭閥安裝系統(tǒng)，其中所述閥支架包括由多個(gè)橫支撐所連接的第一和第二護(hù)欄。
24.如權(quán)利要求23的動(dòng)態(tài)去頭閥安裝系統(tǒng)，其中所述護(hù)欄和所述橫支撐被定位以保證所述去頭閥毫無阻礙地通向所述壓力容器，以便安裝到其上。
25.如權(quán)利要求15的動(dòng)態(tài)去頭閥安裝系統(tǒng)，其中所述水平移動(dòng)組件包括具有多個(gè)輥的輥系統(tǒng)，所述輥可滑動(dòng)地安裝到所述護(hù)欄并通過相應(yīng)的軸結(jié)合到所述去頭閥。
26.如權(quán)利要求25的動(dòng)態(tài)去頭閥安裝系統(tǒng)，其中所述輥系統(tǒng)使得所述去頭閥能沿著所述閥支架的所述護(hù)欄雙向地滑動(dòng)，從而使得所述去頭閥能精確地矢量定位。
27.如權(quán)利要求15的動(dòng)態(tài)去頭閥安裝系統(tǒng)，其中所述去頭閥在安裝和維護(hù)過程中沿著所述閥支架前后滑動(dòng)，以附接到所述壓力容器和從其上脫離。
28.如權(quán)利要求15的動(dòng)態(tài)去頭閥安裝系統(tǒng)，其中所述動(dòng)態(tài)去頭閥安裝系統(tǒng)包括至少兩個(gè)在所述閥支架的相對端處結(jié)合的高度調(diào)節(jié)組件。
29.如權(quán)利要求28的動(dòng)態(tài)去頭閥安裝系統(tǒng)，其中所述調(diào)節(jié)組件給所述閥支架和所述被支撐的去頭閥提供了獨(dú)立、多重矢量的垂直定位和高度調(diào)節(jié)。
30.如權(quán)利要求28的動(dòng)態(tài)去頭閥安裝系統(tǒng)，其中所述高度調(diào)節(jié)組件包括結(jié)合到偏置元件的調(diào)節(jié)裝置。
31.如權(quán)利要求15的動(dòng)態(tài)去頭閥安裝系統(tǒng)，其中所述固定支撐結(jié)構(gòu)包括兩個(gè)定向在所述壓力容器附近的桁架。
32.如權(quán)利要求31的動(dòng)態(tài)去頭閥安裝系統(tǒng)，其中所述高度調(diào)節(jié)組件可滑動(dòng)地結(jié)合到所述桁架，以便于所述閥支架相對于所述固定支撐結(jié)構(gòu)和所述壓力容器水平雙向的操作和近似矢量定位。
33.如權(quán)利要求31的動(dòng)態(tài)去頭閥安裝系統(tǒng)，其中所述桁架包括工字鋼梁。
34.如權(quán)利要求31的動(dòng)態(tài)去頭閥安裝系統(tǒng)，其中所述高度調(diào)節(jié)組件包括至少一個(gè)將所述閥支架可滑動(dòng)地結(jié)合到所述桁架的輥組件，所述輥組件相對于所述壓力容器沿著所述桁架滑動(dòng)；和包括可調(diào)節(jié)桿的調(diào)節(jié)裝置，所述桿可調(diào)節(jié)地結(jié)合到偏置元件和所述閥支架，所述調(diào)節(jié)裝置可調(diào)節(jié)地將所述至少一個(gè)輥組件結(jié)合到所述閥支架，其中所述閥支架的垂直定位可通過所述調(diào)節(jié)裝置來調(diào)節(jié)。
35.一種延遲焦化系統(tǒng)，包括用來將殘留副產(chǎn)品傳送到所述延遲焦化系統(tǒng)的供給進(jìn)口；用來將所述殘留副產(chǎn)品容納在其中的壓力容器；可移除地結(jié)合到所述壓力容器的去頭閥；用來支撐去頭閥和使得能定位所述去頭閥的動(dòng)態(tài)去頭閥安裝系統(tǒng)，所述動(dòng)態(tài)去頭閥安裝系統(tǒng)包括構(gòu)造在所述壓力容器附近的固定支撐結(jié)構(gòu)；由所述固定支撐結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)地支撐的閥支架；從所述固定支撐結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)地懸掛所述閥支架的高度調(diào)節(jié)組件；和將所述去頭閥動(dòng)態(tài)地結(jié)合到所述閥支架的水平移動(dòng)組件。
36.如權(quán)利要求34的延遲焦化系統(tǒng)，其中動(dòng)態(tài)去頭閥安裝系統(tǒng)使得能定位所述去頭閥，以便安裝到所述壓力容器上和在從所述壓力容器上脫離時(shí)進(jìn)行維護(hù)。
37.如權(quán)利要求34的延遲焦化系統(tǒng)，其中所述閥支架還動(dòng)態(tài)和可調(diào)節(jié)地支撐去頭閥，所述閥支架包括由多個(gè)橫支架相連接的第一和第二護(hù)欄。
38.如權(quán)利要求36的延遲焦化系統(tǒng)，其中所述護(hù)欄和所述橫支撐被定位以保證所述去頭閥毫無阻礙地通向所述壓力容器，以便安裝到其上。
39.如權(quán)利要求34的延遲焦化系統(tǒng)，其中所述高度組件使得所述閥支架能相對于所述固定支撐結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)。
40.如權(quán)利要求38的延遲焦化系統(tǒng)，其中，所述高度組件實(shí)現(xiàn)所述閥支架和所述去頭閥在垂直方向上的定位和調(diào)節(jié)。
41.如權(quán)利要求34的延遲焦化系統(tǒng)，其中所述水平移動(dòng)組件使得所述去頭閥能相對于所述閥支架水平地雙向移動(dòng)。
42.如權(quán)利要求40的延遲焦化系統(tǒng)，其中所述高度調(diào)節(jié)組件和所述水平移動(dòng)組件提供了所述去頭閥的矢量定位，以使得所述去頭閥中的開口能與所述壓力容器中配合的開口平行且同心地對準(zhǔn)。
43.一種用來在將封閉件，尤其是去頭閥，安裝到壓力容器上和從其上移除期間給封閉件提供持續(xù)支撐的方法，所述方法包括步驟獲得將要安裝到壓力容器上的去頭閥；使所述去頭閥被動(dòng)態(tài)地支撐在閥支架內(nèi)；給所述閥支架裝備水平移動(dòng)組件，該水平移動(dòng)組件結(jié)合到所述去頭閥并且還可滑動(dòng)地結(jié)合到所述閥支架；利用高度調(diào)節(jié)組件將所述閥支架動(dòng)態(tài)地結(jié)合到所述壓力容器附近的固定支撐結(jié)構(gòu)；利用所述閥支架、所述高度組件和所述水平移動(dòng)組件中的每個(gè)來操作所述去頭閥，以獲得和維持所述去頭閥和所述壓力容器的所述凸緣開口之間的同心、平行關(guān)系；以及在正確定位時(shí)利用一個(gè)或多個(gè)連接和密封裝置來將所述去頭閥結(jié)合到所述壓力容器。
44.如權(quán)利要求42的方法，其中所述去頭閥包括凸緣開口，所述凸緣開口與所述壓力容器上相應(yīng)的凸緣開口連接和密封。
45.如權(quán)利要求42的方法，其中所述水平移動(dòng)組件提供了所述去頭閥相對于所述閥支架的水平定位。
46.如權(quán)利要求42的方法，其中所述高度調(diào)節(jié)組件使得所述閥支架和所述去頭閥能相對于所述固定支撐結(jié)構(gòu)和所述壓力容器獨(dú)立、多點(diǎn)地垂直定位和調(diào)節(jié)。
47.如權(quán)利要求42的方法，其中所述操作步驟包括使所述閥支架沿著所述固定支撐結(jié)構(gòu)滑動(dòng)，以將所述去頭閥的所述凸緣開口與所述壓力容器的所述凸緣開口初始地同心對準(zhǔn)。
48.如權(quán)利要求42的方法，其中所述操作步驟包括使所述去頭閥沿著所述閥支架滑動(dòng)以將所述去頭閥的所述凸緣開口與所述壓力容器的所述凸緣開口進(jìn)一步地同心地對準(zhǔn)。
49.如權(quán)利要求42的方法，其中所述操作步驟包括利用所述高度調(diào)節(jié)組件選擇性地垂直定位所述去頭閥，直到所述去頭閥的所述凸緣開口平行于所述壓力容器的所述凸緣開口并與之接觸。
50.如權(quán)利要求42的方法，還包括步驟將所述去頭閥從所述壓力容器上脫離；通過借助于所述高度調(diào)節(jié)組件降低所述閥支架，來將所述去頭閥從所述壓力容器降低；沿著所述閥支架將所述去頭閥滑動(dòng)遠(yuǎn)離所述壓力容器；和使所述閥支架沿著所述固定支撐結(jié)構(gòu)滑動(dòng)。
51.如權(quán)利要求42的方法，其中所述高度調(diào)節(jié)組件包括至少兩個(gè)偏置的調(diào)節(jié)組件，它們結(jié)合到所述閥支架的相對端，所述調(diào)節(jié)元件提供所述閥支架和所述去頭閥獨(dú)立、多點(diǎn)的垂直定位和調(diào)節(jié)。
52.一種用來將封閉件安裝到壓力容器和從其上移除的安裝系統(tǒng)，所述安裝系統(tǒng)包括構(gòu)造在壓力容器附近的固定支撐結(jié)構(gòu)；由所述固定支撐結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)地支撐的支架，所述支架還動(dòng)態(tài)和可調(diào)節(jié)地支撐封閉件，所述支架和所述封閉件的所述運(yùn)動(dòng)彼此件獨(dú)立；高度調(diào)節(jié)組件，其從所述固定支撐結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)地懸掛所述支架，以允許所述支架相對于所述固定支撐結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，所述高度組件使得能垂直地定位和調(diào)節(jié)所述支架和所述封閉件；和水平移動(dòng)組件，其將所述封閉件動(dòng)態(tài)地結(jié)合到所述支架，所述水平移動(dòng)組件使得所述封閉件能相對于所述支架水平雙向地移動(dòng)，所述高度調(diào)節(jié)組件和所述水平移動(dòng)組件提供了所述封閉件近似和精確的矢量定位，以使得能與所述壓力容器平行和同心的對準(zhǔn)。
53.如權(quán)利要求51的安裝系統(tǒng)，其中所述封閉件是頭。
54.如權(quán)利要求51的安裝系統(tǒng)，其中所述封閉件是去頭閥。
全文摘要
本發(fā)明的特點(diǎn)在于用來方便封閉件安裝到壓力容器(22)上和從其上移除的安裝系統(tǒng)(10)。安裝系統(tǒng)(10)包括構(gòu)造在壓力容器(22)附近的固定支撐結(jié)構(gòu)(40)；由固定支撐結(jié)構(gòu)(40)動(dòng)態(tài)且持續(xù)地支撐的閥支架(60)，其中閥支架(60)也以持續(xù)的方式動(dòng)態(tài)且可調(diào)節(jié)地支撐封閉件，比如頭或去頭閥(14)；高度調(diào)節(jié)組件(90)，其允許閥支架(60)和封閉件相對于固定支撐結(jié)構(gòu)和壓力容器(22)以垂直的方式運(yùn)動(dòng)；和水平移動(dòng)組件(110)，其將封閉件動(dòng)態(tài)地結(jié)合到閥支架(60)，以使得封閉件能相對于閥支架(60)水平雙向地移動(dòng)。高度調(diào)節(jié)組件(90)和水平移動(dòng)組件(110)協(xié)調(diào)地一起合作，來提供封閉件近似和精確的矢量定位，以使得能與壓力容器(22)平行且同心地對準(zhǔn)。這樣，封閉件能以更加安全且更加有效率的方式安裝到壓力容器(22)和從其上移除。
文檔編號C10B25/00GK1914003SQ200480041476
公開日2007年2月14日 申請日期2004年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月8日
發(fā)明者魯賓·F·拉赫 申請人:科蒂斯-賴特流體控制公司