ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ПОЛЗУНА КОКСОУДАЛЯЮЩЕЙ УСТАНОВКИ
SAFETY MECHANISM FOR SLIDING BLOCK OF COKE-REMOVING APPARATUS

Изобретение относится к предохранительному устройству ползуна коксоудаляющей установки,
расположенному с возможностью подъема и опускания при помощи несущего устройства на профилях рамы над барабаном для размещения такого материала, как кокс,
направляемому роликами на направляющих рельсах профилей,
удерживаемому тросом лебедки, подведенным через перегибные ролики в верхней части рамы, а также через несущий ролик, установленный с возможностью вращения на верхнем конце ползуна, и
оснащенному тормозами, захватывающими ползун и фиксирующими его на направляющих рельсах или профилях для остановки ползуна в аварийном случае при отказе несущего устройства.
Коксоудаляющие установки содержат барабан, который во время работы нефтеперерабатывающего завода постепенно заполняется коксом. По заполнении барабана этот кокс должен быть выгружен. С этой целью в барабан с верхнего конца вводят коксоудаляющий инструмент. Коксоудаляющий инструмент висит на полой борштанге, соединенной с приводом, который в рабочем состоянии приводит во вращение борштангу вместе с инструментом. Борштанга расположена на упомянутом выше ползуне и содержит на верхнем конце присоединительный элемент для воды под давлением, который соединен напорным шлангом, выполненным с возможностью подъема и опускания вместе с ползуном и служащим для подвода воды под давлением к борштанге. При этом длина борштанги соответствует по меньшей мере высоте разгружаемого барабана. Благодаря борштанге коксоудаляющий инструмент может быть подведен вплоть до днища барабана.
Разгрузку барабана осуществляют посредством того, что вода, подводимая под высоким давлением, более 100 бар, через борштангу и выходящая через форсунки, расположенные на указанном инструменте, целенаправленно снимает кокс, отложения которого образовались в барабане. При этом во время разгрузки инструмент проходит по всей высоте внутренней полости барабана вдоль его продольной оси. Для этого ползун при помощи троса лебедки соответственно опускают, а после разгрузки барабана втягивают наверх в раму, пока коксоудаляющий инструмент не будет поднят из барабана и не будет доступен на рабочей площадке над барабаном.
Эта разгрузка барабана при помощи струй воды высокого давления, выходящих из коксоудаляющего инструмента, подводимого на борштанге вниз при одновременном вращении, обуславливает то, что ползун вместе с наполненным водой под давлением напорным шлангом, присоединительным элементом для воды под давлением, борштангой и ее приводом и инструментом воспринимает большую нагрузку, которая, в зависимости от размеров коксоудаляющей установки, составляет порядка 3-5 т. Кроме того, ползун, подводимый на направляющих рельсах профилей рамы над барабаном, испытывает во время разгрузки барабана толчки и сотрясения. Поэтому чрезвычайное значение имеет сохранение функциональной способности направляющих компонентов, которые удерживают ползун на направляющих рельсах профилей рамы, прежде всего при подъеме и опускании, и, прежде всего, тормозов. В то время как регулярная проверка и техническое обслуживание несущих и направляющих компонентов ползуна в определенном объеме возможны непосредственно на месте, сохранение функциональной способности тормозов до сих пор могло быть проверено лишь посредством их демонтажа с проверкой и ремонтом в заводских условиях. Однако требуется определить момент, когда проверка и ремонт тормозов ползуна являются необходимыми. Поэтому, если только компоненты тормозов не подлежат бракованию по внешнему виду, данный момент времени отодвигают, не имея сведений о том, в состоянии ли тормоза в аварийном случае, а именно, если несущее устройство ползуна отказывает, и ползун падает, например вследствие обрыва троса, надлежащим образом захватить ползун и зафиксировать его на направляющих рельсах или, в зависимости от конструкции, на профилях, и предотвратить таким образом полное падение ползуна.
При падении ползуна и его ударе вместе со всеми закрепленными на нем компонентами, такими как расположенные на ползуне элементы тросового подъемника, напорным шлангом, по существу заполненным водой под давлением, а также борштангой вместе с инструментом, приводом и присоединительным элементом для воды под давлением возникает существенный материальный ущерб, в том числе собственно на рабочей площадке и в верхней области барабана, и, кроме того, существует значительная опасность для здоровья и жизни персонала, занятого на рабочей площадке.
До настоящего времени с этой недостаточной безопасностью приходилось мириться. Несчастные случаи, которые происходили преимущественно вследствие разрушений или разрывов тросов тросовых подъемников и приводили к падению соответствующих ползунов в раме над барабаном при отсутствии возможности захватывания ползуна тормозами и фиксации его на направляющих рельсах или профилях, не приводили к регулярным демонтажу и проверке тормозов ползуна, в основном чтобы избежать перерывов в эксплуатации, связанных с этими мероприятиями, которые могут существенно нарушить работу нефтеперерабатывающего завода.
Поэтому задача изобретения состоит в том, чтобы устранить риск ненадежности тормозов ползуна, по меньшей мере уменьшить его в течение продолжительного времени, и при этом предлагаемое решение должно обеспечивать экономию при эксплуатации коксоудаляющих установок.
В решении согласно изобретению
для проверки тормозов непосредственно на месте используется испытательное устройство,
содержащее несущее устройство, такое как траверса, выполненное с возможностью закрепления на раме и с возможностью прикрепления ползуна для имитации его свободного падения при помощи раскрепляющего устройства,
и ловитель ползуна, выполненный с возможностью съемного закрепления на раме на некотором расстоянии под траверсой.
Таким образом, согласно изобретению впервые стала возможной проверка функциональной способности и надежности тормозов ползуна непосредственно на месте, т.е. без необходимости демонтажа ползуна и проверки тормозов на открытой рабочей площадке над барабаном или в заводских условиях. Кроме того, испытательное устройство согласно изобретению позволяет производить имитацию аварийного случая, например неконтролируемого падения ползуна вследствие обрыва троса и т.п. Сравнимые результаты испытаний в заводских условиях могут быть получены лишь посредством сооружения и использования сравнимой рамы и при помощи монтажа компонентов испытательного устройства, т.е. с существенными дополнительными временными, трудовыми и машинными затратами. Проверка тормозов при помощи испытательного устройства согласно изобретению занимает при надлежащей подготовке и проведении испытания менее одного рабочего дня. При относительно малых затратах в отношении времени и элементов испытательного устройства эксплуатационник нефтеперерабатывающего завода, ввиду большого риска повреждений при падении ползуна, может производить проверку тормозов ползуна через регулярные интервалы.
Испытательное устройство согласно изобретению содержит траверсу, выполненную с возможностью закрепления на раме в пространстве между направляющими рельсами ползуна, или другое соответствующее несущее устройство, на котором для проверки тормозов можно целенаправленно закрепить с возможностью отсоединения ползун, а именно при помощи раскрепляющего устройства или сравнимого по функционированию разделительного устройства, посредством которого ползун можно отделить от траверсы, или другого закрепленного на раме несущего устройства, для имитации свободного падения ползуна. Для этого несущий ролик ползуна отсоединяют от троса лебедки и вместо этого соединяют его посредством соединительного элемента с траверсой или другим удерживающим устройством.
На некотором расстоянии под траверсой на раме неподвижно монтируют ловитель для проверки тормозов. При этом расстояние ловителя от траверсы выбирают таким, что ползун после отсоединения от траверсы может пройти в свободном падении некоторый путь, на котором ползун достигает скорости, достаточной для аварийных датчиков, чтобы вызвать срабатывание тормозов, по возможности без столкновения при этом с ловителем, т.к. ловитель должен перехватывать ползун лишь в том случае, если действие тормозов оказывается неудовлетворительным, и вследствие этого тормозной путь оказывается слишком длинным. Если ползун после отсоединения от траверсы и прохождения в свободном падении достаточного пути активирует тормоза, то после определенного тормозного пути ползун должен быть зафиксирован на направляющих рельсах на соответствующем расстоянии от ловителя, если действие тормозов оказывается хорошим, или удовлетворительным. Относительно большой тормозной путь или даже контакт ползуна с ловителем означают, что тормоза должны быть отремонтированы, и их компоненты и эксплуатационные параметры, например тормозное усилие и т.п., должны быть проверены и восстановлены, или восстановлены.
Траверса предпочтительно выполнена с возможностью съемного закрепления на обоих концах на направляющих рельсах или профилях рамы. Для этого рациональным образом выбрано разъемное болтовое крепление вдоль достаточного участка направляющих рельсов, или профилей, чтобы достигнуть в этом месте надежного крепления зажимом с силовым замыканием. Для этого траверса должна быть выполнена с двойными стенками.
При эксплуатации на траверсе предпочтительно закреплена стрела, направленная вниз, на которой размещено раскрепляющее устройство, удерживающее ползун в начале проверки тормозов.
Для высвобождения или раскрепления соединения траверсы с ползуном с целью инициирования свободного падения возможны различные варианты выполнения. Предпочтительным является, если на упомянутой стреле установлен раскрепляющий рычаг, выполненный с возможностью поворота из стопорящего положения, в котором подвешивающее устройство ползуна зафиксировано на стреле, в высвобождающее положение, в котором подвешивающее устройство отсоединено от стрелы. Поворот раскрепляющего рычага для разъединения соединения ползуна со стрелой рациональным образом производится с безопасного расстояния при помощи троса или электродвигателя.
Ползун предпочтительно выполнен с возможностью закрепления на траверсе при помощи подвешивающего устройства, которое содержит петлю троса, охватывающую несущий ролик ползуна, и серьгу для подвешивания в раскрепляющем устройстве на стреле траверсы. Таким простым способом на траверсе образовано прочное и надежное соединение ползуна со стрелой. Впрочем, даже при наличии этих компонентов очевидны небольшие конструктивные затраты, которые необходимы для предохранительного устройства согласно изобретению.
Кроме того, ловитель предпочтительно состоит из пары пружинных консолей, которые соответственно выполнены соответственно с возможностью съемного закрепления друг напротив друга на профилях рамы или направляющих рельсах. Далее, пружинные консоли соответственно должны удерживать вертикально направляемый подпружиненный отбойник, выполненный с возможностью контакта с отбойной поверхностью на нижней стороне ползуна при испытании со свободным падением. Здесь также очевидны сравнительно небольшие конструктивные затраты, связанные с предохранительным устройством согласно изобретению, т.к. одной пары пружинных консолей простейшей конструкции уже достаточно в качестве предохранительного устройства для того случая, когда тормозной путь ползуна при испытании со свободным падением оказывается слишком большим, так что ползун предусмотрительно перехватывается и фиксируется при помощи пружинных консолей, служащих в качестве ловителя.
Ниже изобретение поясняется подробнее со ссылками на чертежи. На них изображено:
фиг.1 - перспективное изображение участка рамы, образованной из профилей и направляющих рельсов, вместе с траверсой и парой пружинных консолей для испытания со свободным падением,
фиг.2 - перспективное изображение, аналогичное фиг.1, однако с ползуном, установленным в раму и подвешенным на траверсе,
фиг.3 - перспективное изображение, как на фиг.2, однако после раскрепления соединения ползуна с траверсой и после прохождения ползуном первого участка свободного падения,
фиг.4 - вид сбоку раскрепляющего устройства в стопорящем положении перед испытанием со свободным падением,
фиг.5 - вид сбоку раскрепляющего устройства согласно фиг.4 в состоянии после раскрепления соединительного элемента ползуна (не показан),
фиг.6 - вид сбоку пружинной консоли на направляющем рельсе для ползуна,
фиг.7 - вид сверху пружинной консоли согласно фиг.6.
На фиг.1 показана подготовленная рама 1, размещенная над барабаном (не показан) для загрузки и выгрузки, в частности, кокса и состоящая из профилей 2, 3 и направляющих рельсов 4, 5 для проведения проверки тормозов ползуна 37 (на фиг.1 не показан), показанного на фиг.2 и 3. На некотором расстоянии ниже верхнего конца рамы 1 по обеим сторонам на направляющих рельсах 4, 5 при помощи болтов 7 прочно закреплена имеющая внизу форму дуги траверса 6 с двойными стенками. На середине траверсы неподвижно закреплена проушина 9 для работы с ней и стрела 8, проходящая по центру от траверсы 6 вниз. Стрела 8 относится к раскрепляющему устройству 11, которое помимо стрелы 8 содержит раскрепляющий рычаг 12, установленный на стреле 8 с возможностью вращения вокруг оси 15 (фиг.4 и 5), а также серьгу 38, расположенную на нижнем конце для раскрепляемого соединения ползуна 37 со стрелой 8. Раскрепляющее устройство 11 приводится в действие с безопасного расстояния при помощи троса 23, закрепленного в проушине 23а на свободном конце раскрепляющего рычага 12.
На некотором расстоянии под траверсой 6 расположен ловитель 30, состоящий из пары пружинных консолей 24, 25, закрепленных на раме 1 друг напротив друга. Каждая из пружинных консолей 24, 25 содержит два зажима 27, закрепленных друг напротив друга на профилях 2, 3 болтами 26, как показано на чертеже, при этом на фиг.1-3 расположенный сзади зажим 27 соответственно не виден. На фиг.6 и 7 подробно показано устройство ловителя 30 и, соответственно, изображенной на указанных чертежах пружинной консоли 24, зеркально симметрично соответствующей пружинной консоли 25. На фиг.6 и 7 пружинная консоль 24 показана закрепленной на направляющем рельсе 4, а на фиг.1-3 она показана размещенной с схватыванием соответствующих профилей 2, 3. Однако принципиальная конструкция пружинных консолей 24, 25 является одинаковой и в случае сомнения может быть заимствована из фиг.1-3.
Кроме того, пружинные консоли 24, 25 соответственно содержат отбойник 31, упруго поддерживаемый винтовой пружиной 33 на отбойном диске 35 и проведенный в направляющей втулке 33, закрепленной на плите 36 с отверстием 39. Проходящий вниз через отверстие 39 плиты 36 резьбовой участок 40 зафиксирован под плитой 36 при помощи контргаек 34, которые образуют регулируемый упор при упругой отдаче отбойника 31. При помощи зажимов 27 по обеим сторонам соответственно закреплено по одной консоли 28, которая выступает внутрь от соответствующего направляющего рельса 4, 5, или соответствующего профиля 2, 3, и состоит из двух половин, соединенных болтами 29.
Раскрепляющее устройство 11, показанное подробнее всего на фиг.4 и 5, помимо раскрепляющего рычага 12 на нижнем конце содержит выполненную с возможностью вращения вокруг оси 15 зажимную плиту 14, которая при помощи губки 18 и расположенной напротив нее на нижнем конце стрелы 8 губки 17 образует разъемный держатель раскрепляющего устройства 11 для пальца (не показан) серьги 38 для подвешивания ползуна 37. Раскрепляющий рычаг 12 также соединен с зажимной плитой 14 посредством оси 13 вращения. Закрепленный на стреле 8 при помощи оси 20 вращения поводковый рычаг 19, другой конец которого при помощи оси 21 вращения закреплен на раскрепляющем рычаге 12, завершает шарнирный четырехзвенник раскрепляющего устройства 11, содержащий четыре оси 13, 15, 20 и 21. На свободном конце раскрепляющего рычага 12 находится рукоятка 22 для установки раскрепляющего устройства 11 в рабочие положения, в то время как его приведение в действие, как уже упоминалось, осуществляется при помощи троса 23, закрепленного в проушине 23а на наружном конце раскрепляющего рычага 12.
Раскрепляющее устройство 11, показанное подробнее всего на фиг.4 и 5 и описанное выше, приводится перед проверкой тормозов в стопорящее положение, показанное на фиг.4, в котором палец (не показан) серьги 38, и таким образом ползун 37 в целом, надежно зафиксирован между губками 17, 18 стрелы 8 или зажимной плиты 14. После приведения в действие раскрепляющего устройства 11 путем поворота раскрепляющего рычага 12 за трос 23 раскрепляющее устройство 11 приводится в показанное на фиг.5 высвобождающее положение, в котором начинается свободное падение ползуна 37.
Стопорящее положение показано по существу на фиг.2, а высвобождающее положение - на фиг.3. В стопорящем положении ползун 37 подвешен на стреле 8 через петлю 41 троса и указанную серьгу 38, при этом петля 41 охватывает несущий ролик 42 в держателе 43 ролика. В остальном конструкция ползуна 37 и компоненты, которые он содержит, известны, так что делаются ссылки только на элементы, необходимые для свободного падения ползуна 37 и для проверки тормозов. Даже во время свободного падения, производимого для проверки тормозов, ползун 37 направляется посредством четырех пар роликов 44 на направляющих рельсах 4, 5, при этом на фиг.2 и 3 показаны только передние ролики 44. Показано выполненное обычным образом тормозное устройство 45, содержащее известную систему тормозных рычагов, проходящую до чувствительного элемента 46, который в стопорящем положении (фиг.2) вытянут, а в высвобождающем положении (фиг.3) соответственно втянут.
Для проверки тормозов на раму 1 монтируют траверсу 6, как показано на фиг.1-3, и подвешивают ползун 37 при помощи петли 41 и серьги 38 в раскрепляющем устройстве 11. На соответствующем расстоянии под траверсой 6 на профилях 5 или направляющих рельсах 4, или на тех и других, закрепляют пару пружинных консолей 24. Таким образом испытание со свободным падением для проверки тормозов полностью подготовлено. Далее при помощи троса 23 с безопасного расстояния приводят в действие раскрепляющий рычаг 11, так что раскрепляющее устройство 11 переводится из стопорящего положения (фиг.2) в высвобождающее положение (фиг.3) и в результате начинается свободное падение ползуна 37. Как только тормозные датчики, включая чувствительный элемент 46, зафиксируют очень большое ускорение ползуна 37 с превышением заданной скорости срабатывания, тормозное устройство 45 активируется, и в результате происходит аварийное торможение ползуна 37. Оценка функциональной способности тормозного устройства 45 может быть произведена по длине тормозного пути, который проходит ползун 37 вплоть до остановки на раме 1. В худшем случае ползун 37 наталкивается соответствующими отбойными буферами на отбойные диски 35 пружинных консолей 24 ловителя 30.
В остальном в отношении действия, возможностей и преимуществ предохранительного устройства, показанного на фиг.1-7 в качестве варианта выполнения, имеют силу рассуждения, приведенные во введении.