專利名稱：焦爐上升管除石墨裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種焦爐爐頂輔助設備，尤其涉及一種用于清除焦爐上升管內(nèi)石墨附著物的 裝置。
背景技術：
焦爐煉焦過程中產(chǎn)生的荒煤氣，在高溫作用下會使一些大分子碳氫化合物分解成甲烷， 甲烷繼續(xù)受高溫作用，裂解出游離碳和氫氣。游離碳極易附著在排放氣體的上升管內(nèi)，繼而 形成與磚粘得很牢的石墨層。若石墨層不及時清除，由于上升管通道變小又加速了石墨的生 長。最終造成高溫焦爐中斷生產(chǎn)，使企業(yè)蒙受巨大的經(jīng)濟損失。因此，清除焦爐上升管內(nèi)附 著的石墨， 一直是焦化行業(yè)研究和探索的課題。
目前，焦化行業(yè)通常采用在焦爐中通入大量的過?？諝?，禾'J用C+02—C02 t的化學反應 使石墨氣化分解來減少石墨的產(chǎn)生。但由于焦爐的主要功能是燃煤提供熱能，大量的過?？?氣會帶走熱量，導致熱能損失，降低焦爐的燃燒效率。
為此，本申請的申請人申請的申請?zhí)枮?00720201268. 7的實用新型專利公開了一種焦爐 上升管石墨清除裝置，該裝置采用機械切削的方式來清除上升管內(nèi)的石墨。該裝置主要包括 安裝在上升管外的升降裝置，以及由升降裝置控制做升降運動的切削裝置，升降裝置與切削 裝置通過傳動軟軸連接，傳動軟軸封閉設置在折疊隔熱罩內(nèi)；由于升降裝置與切削裝置通過 傳動軟軸連接，為了在工作時穩(wěn)定切削裝置，在切削裝置上還設置有張緊裝置，以將切削裝 置固定在上升管內(nèi)；此外，為了保證工作效率，還需要使切削裝置在進行切削作業(yè)的同時， 能夠在上升管內(nèi)上下運動，為此，切削裝置采用了一個相當復雜的結構，即由可相對伸縮的 兩組件構成，其中一組件通過張緊裝置固定在上升管內(nèi)，另一組件通過傳動機構帶動在做旋 轉(zhuǎn)切削運動的同時，在上升管內(nèi)上下運動。
綜上所述，上述這種焦爐上升管石墨清除裝置主要缺點在于，其結構過于復雜，并由此 帶來制造成本過高以及工作的穩(wěn)定性較低等缺點，難以適應焦爐上升管內(nèi)高溫的工況條件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所解決的技術問題是提供一種結構簡單、工作穩(wěn)定可靠的焦爐上升管除石墨裝置。
解決上述技術問題的技術方案是焦爐上升管除石墨裝置，包括安裝在上升管外的升降
裝置，以及由升降裝置控制做升降運動的切削裝置，所述升降裝置通過轉(zhuǎn)桿帶動切削裝置軸 向升降，轉(zhuǎn)桿由旋轉(zhuǎn)裝置驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。
進一步的是，所述旋轉(zhuǎn)裝置包括套裝在轉(zhuǎn)桿上的從動齒輪，以及與從動齒輪嚙合的齒輪 機構；所述轉(zhuǎn)桿的外圓柱面上設置有軸向延伸的滑槽，從動齒輪的內(nèi)圓柱面上設置有與滑槽 形狀大小相適配的凸起，當轉(zhuǎn)桿軸向升降時，所述凸起在滑槽內(nèi)軸向滑動。
進一步的是，所述旋轉(zhuǎn)裝置整體安裝在活動支撐架上，活動支撐架通過銷軸與固定支撐 架鉸接，活動支撐架通過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置帶動繞銷軸旋轉(zhuǎn)使套裝在旋轉(zhuǎn)裝置中的轉(zhuǎn)桿與上升管 軸向平行。
進一步的是，所述固定支撐架通過支架支撐并安裝在煤車上，并通過旋轉(zhuǎn)機構帶動在支 架上水平旋轉(zhuǎn)。
進一步的是，所述轉(zhuǎn)桿內(nèi)設置有冷卻水路。
作為上述技術方案的優(yōu)選方案，所述轉(zhuǎn)桿為空心軸，其內(nèi)部設置有與轉(zhuǎn)桿同軸的水管， 水管與轉(zhuǎn)桿的內(nèi)壁之間間隔形成與水管連通的冷卻通道，轉(zhuǎn)桿的端部設置有用于軸向密封冷 卻通道的端蓋，水管的入口段通過軸承安裝在端蓋內(nèi)；所述水管的入口段由彼此隔離的進水 管和出水管組成，進水管沿水管通至轉(zhuǎn)桿的底部，出水管與冷卻通道連通。
本發(fā)明的有益效果是升降裝置通過轉(zhuǎn)桿帶動切削裝置軸向升降，既能夠?qū)崿F(xiàn)切削裝置 做旋轉(zhuǎn)切削運動的同時在上升管內(nèi)上下運動，又能夠取消原有上升管石墨清除裝置中的張緊 裝置。本發(fā)明的焦爐上升管除石墨裝置具有結構簡單、工作穩(wěn)定可靠，以及經(jīng)濟實用等的優(yōu) 點，可對上升管內(nèi)的石墨進行徹底的清除。


圖l為本發(fā)明焦爐上升管除石墨裝置的結構示意圖。
圖2為本發(fā)明焦爐上升管除石墨裝置工作狀態(tài)圖。
圖3為本發(fā)明中旋轉(zhuǎn)裝置與轉(zhuǎn)桿的安裝示意圖。
圖4為圖3中A-A向的剖視圖。
圖5為本發(fā)明中轉(zhuǎn)桿軸端的結構示意圖。
圖2中箭頭表示轉(zhuǎn)桿軸向升降以及旋轉(zhuǎn)運動的方向。
圖中標記為l-鉆頭，2-聯(lián)軸器，3-旋轉(zhuǎn)裝置，4-轉(zhuǎn)桿，5-活動支撐架，6-軸承座，7-導向輪，8-端蓋，9-吊架，10-鋼繩，11-轉(zhuǎn)向輪，12-電動提升機，13-固定支撐架，14-銷 軸，15-液壓缸，16-液壓缸支撐架，17-從動行星輪，18-中間軸，19-支架，20-支撐架， 21-上升管，22-壓縮空氣噴頭，23-電機，24-煤車，25-從動齒輪，26-滑槽，27-凸起，28-水管，29-冷卻通道，30-齒輪，31-主動行星輪。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發(fā)明做進一步的說明。
如圖1 圖5所示的焦爐上升管除石墨裝置，該裝置包括安裝在上升管21外的升降裝置， 以及由升降裝置控制做升降運動的切削裝置，所述升降裝置通過轉(zhuǎn)桿4帶動切削裝置軸向升 降，轉(zhuǎn)桿4由旋轉(zhuǎn)裝置3驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。升降裝置通過轉(zhuǎn)桿4帶動切削裝置軸向升降，既能夠?qū)崿F(xiàn) 切削裝置做旋轉(zhuǎn)切削運動的同時在上升管21內(nèi)上下運動，又能夠取消原有上升管石墨清除裝 置中的張緊裝置。如圖l、圖2，所述切削裝置采用轉(zhuǎn)頭l，轉(zhuǎn)頭1安裝端通過聯(lián)軸器2與轉(zhuǎn)桿4 軸向聯(lián)接，由轉(zhuǎn)桿4向轉(zhuǎn)頭1傳遞扭矩。
其中，旋轉(zhuǎn)裝置3可以與切削裝置一起做軸向升降運動，但這樣難免會設置轉(zhuǎn)桿4的導向 裝置，以用于對轉(zhuǎn)桿4進行軸向的導向。出于盡量簡化設備結構、較少設備的零部件數(shù)量的 考慮，可以采用旋轉(zhuǎn)裝置3對轉(zhuǎn)桿4進行導向。如圖1 圖4所示，為實現(xiàn)上述目的，該旋轉(zhuǎn)裝 置3包括套裝在轉(zhuǎn)桿4上的從動齒輪25，以及與從動齒輪25嚙合的齒輪機構；所述轉(zhuǎn)桿4的外 圓柱面上設置有軸向延伸的滑槽26，從動齒輪25的內(nèi)圓柱面上設置有與滑槽26形狀大小相適 配的凸起27，當轉(zhuǎn)桿4軸向升降時，所述凸起27在滑槽26內(nèi)軸向滑動。從動齒輪25由齒輪機 構驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，從動齒輪25旋轉(zhuǎn)時，由于凸起27與滑槽26相適配，因此從動齒輪25與轉(zhuǎn)桿4相 當于鍵聯(lián)接，從而可將從動齒輪25的扭矩傳遞給轉(zhuǎn)桿4;同時，從動齒輪25與轉(zhuǎn)桿4之間為可 相對運動的關系，即當轉(zhuǎn)桿4進行軸向升降時，凸起27在滑槽26內(nèi)軸向滑動，相當于用從動 齒輪25為轉(zhuǎn)桿4進行軸向?qū)颉Ｒ虼丝梢?，該旋轉(zhuǎn)裝置3可以在轉(zhuǎn)桿4軸向運動的過程中持續(xù) 為轉(zhuǎn)桿4提供扭矩，實現(xiàn)切削裝置做旋轉(zhuǎn)切削運動的同時在上升管21內(nèi)上下運動；同時，該 旋轉(zhuǎn)裝置3還對轉(zhuǎn)桿4起到導向的作用，使設備結構更為精簡。
由于轉(zhuǎn)桿4的長度較長，為了在不使用時將焦爐上升管除石墨裝置收起以節(jié)省空間，如 圖1和圖2，所述旋轉(zhuǎn)裝置3整體安裝在活動支撐架5上，活動支撐架5通過銷軸14與固定支撐 架13鉸接，活動支撐架5通過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置帶動繞銷軸14旋轉(zhuǎn)使套裝在旋轉(zhuǎn)裝置3中的轉(zhuǎn)桿4 與上升管21軸向平行。這樣，在焦爐上升管除石墨裝置不使用時，如圖1所示，可通過旋轉(zhuǎn) 驅(qū)動裝置使活動支撐架5繞銷軸14旋轉(zhuǎn)，從而將活動支撐架5放置到固定支撐架13上；使用時 ，如圖2所示，通過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置使活動支撐架5繞銷軸14旋轉(zhuǎn)，將套裝在旋轉(zhuǎn)裝置3中的轉(zhuǎn) 桿4與上升管21軸向平行。所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置可采用液壓缸15，液壓缸15的缸體和活塞桿分 別與固定支撐架13和活動支撐架5鉸接。圖l、圖2中所示的固定支撐架13上設置有液壓缸支 撐架16，液壓缸15的缸體鉸接在液壓缸支撐架16上。
水管，29-冷卻通道， 如圖l、圖2，所述固定支撐架13通過支架19支撐并安裝在煤車24上，并通過旋轉(zhuǎn)機構帶 動在支架19上水平旋轉(zhuǎn)。由于煤車24在焦爐生產(chǎn)線上來回運轉(zhuǎn)，固定支撐架13通過支架19支 撐并安裝在煤車24上，可以實現(xiàn)一臺焦爐上升管除石墨裝置對多座焦爐的作業(yè)，并且實現(xiàn)在 焦爐加煤的同時，清除下一簽號的上升管石墨。固定支撐架13通過旋轉(zhuǎn)機構帶動在支架19上 水平旋轉(zhuǎn)，便于調(diào)整切削裝置的入口位置。此外，由于轉(zhuǎn)桿4較長使活動支撐架5的長度大于 固定支撐架13的長度，因此還可以在煤車24上安裝支撐架20，當活動支撐架5放置到固定支 撐架13上時，支撐架20用于支撐活動支撐架5冒出固定支撐架13的部分。
如圖l、圖2，作為固定支撐架13通過旋轉(zhuǎn)機構帶動在支架19上水平旋轉(zhuǎn)的一種具體實現(xiàn) 方式，在支架19內(nèi)套裝并周向固定有中間軸18，固定支撐架13安裝在中間軸18的上端并可在 中間軸18上水平旋轉(zhuǎn)；中間軸18的軸身上軸轂聯(lián)接齒輪30，固定支撐架13上安裝有與齒輪30 嚙合并由電機23驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的主動行星輪31。齒輪30不旋轉(zhuǎn)，當電機23驅(qū)動主動行星輪31自轉(zhuǎn) 時，主動行星輪31會繞齒輪30公轉(zhuǎn)，并帶動固定支撐架13在中間軸18上水平旋轉(zhuǎn)。為了使固 定支撐架13的旋轉(zhuǎn)更為穩(wěn)定，所述固定支撐架13上相對主動行星輪31安裝有與齒輪30嚙合的 從動行星輪17。
如圖l、圖2，作為升降裝置的一種具體結構，該升降裝置包括電動提升機12，電動提升 機12安裝在固定支撐架13上，電動提升機12通過鋼繩10與轉(zhuǎn)桿4的軸端連接。當活動支撐架5 以及轉(zhuǎn)桿4旋轉(zhuǎn)至豎直狀態(tài)后，轉(zhuǎn)桿4和鉆頭1依靠自身的重量豎直向下運動；工作結束后通 過電動提升機12提起。鋼繩10通過轉(zhuǎn)向輪11改變方向。圖l、圖2中鋼繩10通過吊架9與轉(zhuǎn)桿4 活動連接，當轉(zhuǎn)桿4旋轉(zhuǎn)時，不會影響鋼繩IO。
此外，轉(zhuǎn)桿4內(nèi)還設置有冷卻水路，在轉(zhuǎn)桿4工作時，通過該冷卻水路向轉(zhuǎn)桿4通水冷卻 ，保證轉(zhuǎn)桿4在高溫下的機械性能。如圖5，作為在轉(zhuǎn)桿4內(nèi)設置冷卻水路的一種具體的實施 方式，該轉(zhuǎn)桿4為空心軸，其內(nèi)部設置有與轉(zhuǎn)桿4同軸的水管28，水管28與轉(zhuǎn)桿4的內(nèi)壁之間 間隔形成與水管28連通的冷卻通道29，轉(zhuǎn)桿4的端部設置有用于軸向密封冷卻通道29的端蓋 ，水管28的入口段通過軸承安裝在端蓋8內(nèi)。這樣，向水管28通入冷卻介質(zhì)，冷卻介質(zhì)從水 管28流入冷卻通道29，對轉(zhuǎn)桿4冷卻降溫，保證了轉(zhuǎn)桿4在高溫下的機械性能。由于水管28與 轉(zhuǎn)桿4同軸且通過軸承安裝在端蓋8上，因此在轉(zhuǎn)桿4旋轉(zhuǎn)時，水管28靜止不動，避免安裝旋 轉(zhuǎn)接頭，從而使該焦爐上升管除石墨裝置的結構更為簡單實用，降低造價。
如圖5，為了使冷卻介質(zhì)在上述的冷卻水路中持續(xù)流動，提高冷卻效果，所述水管28的 入口段由彼此隔離的進水管和出水管組成，進水管沿水管28通至轉(zhuǎn)桿4的底部，出水管與冷 卻通道29連通。這樣，冷卻介質(zhì)從水管28的進水管流入冷卻通道29后，經(jīng)冷卻通道29從出水
管排出，使冷卻介質(zhì)在轉(zhuǎn)桿4中形成循環(huán)流動，從而提高冷卻效果。
如圖l、圖2，該焦爐上升管除石墨裝置上還設置有對準轉(zhuǎn)頭1的壓縮空氣噴頭22，在轉(zhuǎn) 頭1工作時打開壓縮空氣噴頭22，對轉(zhuǎn)頭l進行及時的清理，保證轉(zhuǎn)頭l的切削效果。
此外，如圖l、圖2，為了使轉(zhuǎn)桿4的運動更加穩(wěn)定，轉(zhuǎn)桿4通過軸承套裝在軸承座6中， 軸承座6通過導向輪7支撐在活動支撐架5中。當轉(zhuǎn)桿4軸向運動時，導向輪7在活動支撐架5上 軸向滾動，起到對轉(zhuǎn)桿4的導向作用。
權利要求
1.焦爐上升管除石墨裝置，包括安裝在上升管(21)外的升降裝置，以及由升降裝置控制做升降運動的切削裝置，其特征是所述升降裝置通過轉(zhuǎn)桿(4)帶動切削裝置軸向升降，轉(zhuǎn)桿(4)由旋轉(zhuǎn)裝置(3)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。
2.如權利要求l所述的焦爐上升管除石墨裝置，其特征是所述旋轉(zhuǎn) 裝置(3)包括套裝在轉(zhuǎn)桿(4)上的從動齒輪(25)，以及與從動齒輪(25)嚙合的齒輪機 構；所述轉(zhuǎn)桿(4)的外圓柱面上設置有軸向延伸的滑槽(26)，從動齒輪(25)的內(nèi)圓柱 面上設置有與滑槽(26)形狀大小相適配的凸起(27)，當轉(zhuǎn)桿(4)軸向升降時，所述凸 起(27)在滑槽(26)內(nèi)軸向滑動。
3.如權利要求2所述的焦爐上升管除石墨裝置，其特征是所述旋轉(zhuǎn) 裝置(3)安裝在活動支撐架(5)上，活動支撐架(5)通過銷軸(14)與固定支撐架(13 )鉸接，活動支撐架(5)通過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置帶動繞銷軸(14)旋轉(zhuǎn)使套裝在旋轉(zhuǎn)裝置(3) 中的轉(zhuǎn)桿(4)與上升管(21)軸向平行。
4.如權利要求3所述的焦爐上升管除石墨裝置，其特征是所述旋轉(zhuǎn) 驅(qū)動裝置采用液壓缸(15)，液壓缸(15)的缸體和活塞桿分別與固定支撐架(13)和活動 支撐架(5)鉸接。
5.如權利要求3所述的焦爐上升管除石墨裝置，其特征是所述固定 支撐架(13)通過支架(19)支撐并安裝在煤車(24)上，并通過旋轉(zhuǎn)機構帶動在支架( 19)上水平旋轉(zhuǎn)。
6.如權利要求5所述的焦爐上升管除石墨裝置，其特征是所述支架 (19)內(nèi)套裝并周向固定中間軸(18)，固定支撐架(13)安裝在中間軸(18)的上端并可 在中間軸(18)上水平旋轉(zhuǎn)；中間軸(18)的軸身上軸轂聯(lián)接齒輪(30)，固定支撐架(13 )上安裝有與齒輪(30)嚙合并由電機(23)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的主動行星輪(31)。
7.如權利要求6所述的焦爐上升管除石墨裝置，其特征是所述固定 支撐架(13)上安裝有與齒輪(30)嚙合的從動行星輪(17)。
8.如權利要求3 7中任意一項權利要求所述的焦爐上升管除石墨裝 置，其特征是所述升降裝置包括電動提升機(12)，電動提升機(12)安裝在固定支撐架 (13)上，電動提升機(12)通過鋼繩(10)與轉(zhuǎn)桿(4)的軸端連接。
9.如權利要求l所述的焦爐上升管除石墨裝置，其特征是所述轉(zhuǎn)桿 (4)內(nèi)設置有冷卻水路。
10.如權利要求9所述的焦爐上升管除石墨裝置，其特征是所述轉(zhuǎn) 桿(4)為空心軸，其內(nèi)部設置有與轉(zhuǎn)桿(4)同軸的水管(28)，水管(28)與轉(zhuǎn)桿(4) 的內(nèi)壁之間間隔形成與水管連通的冷卻通道(29)，轉(zhuǎn)桿(4)的端部設置有用于軸向密封 冷卻通道(29)的端蓋，水管(28)的入口段通過軸承安裝在端蓋(8)內(nèi)；所述水管(28 )的入口段由彼此隔離的進水管和出水管組成，進水管沿水管(28)通至轉(zhuǎn)桿(4)的底部 ，出水管與冷卻通道(29)連通。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種結構簡單、工作穩(wěn)定可靠的焦爐上升管除石墨裝置。該裝置包括安裝在上升管外的升降裝置，以及由升降裝置控制做升降運動的切削裝置，所述升降裝置通過轉(zhuǎn)桿帶動切削裝置軸向升降，轉(zhuǎn)桿由旋轉(zhuǎn)裝置驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。升降裝置通過轉(zhuǎn)桿帶動切削裝置軸向升降，既能夠?qū)崿F(xiàn)切削裝置做旋轉(zhuǎn)切削運動的同時在上升管內(nèi)上下運動，又能夠取消原有上升管石墨清除裝置中的張緊裝置。因此，本發(fā)明的焦爐上升管除石墨裝置具有結構簡單、工作穩(wěn)定可靠以及經(jīng)濟實用等優(yōu)點，可對上升管內(nèi)的石墨進行徹底的清除。
文檔編號C10B27/00GK101372621SQ20081030512
公開日2009年2月25日 申請日期2008年10月24日 優(yōu)先權日2008年10月24日
發(fā)明者波 倪, 李應海, 裴陸軍 申請人:攀枝花新鋼釩股份有限公司