專利名稱：改進的焦碳罐底部去頭系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明設計到一種給包含有液體、蒸餾液或未固結的碎屑副產(chǎn)品，例如多種類型的焦碳的容器去頭的系統(tǒng)和裝置。特別是，本發(fā)明設計到一種系統(tǒng)和裝置，也就是一個去頭閥，它被連接在焦碳罐上，特別是頂部或底部的開口處，在焦碳或其它副產(chǎn)品生產(chǎn)后它可以安全有效地為焦碳罐去頭，并且在脫碳過程中便于焦碳的清除。
背景技術：
在碳氫化合物加工工業(yè)中，許多精煉廠從精煉操作完成后剩余的重殘油中回收有價值的產(chǎn)品。這個回收過程稱為延遲焦化，并且在大的容器或焦碳罐中產(chǎn)生有價值的蒸餾液和焦碳。焦碳罐通常成對操作，這樣當一個焦碳罐用副產(chǎn)品或殘余原料充滿時，進料可以直接充填到另一個空的罐中，充滿的罐可以被冷卻，副產(chǎn)品可以從焦碳罐中被凈化出來，這個過程稱為除焦。這使得回收操作可以以連續(xù)的方式進行而不需要過度的中斷。
當一個焦碳罐被充滿時，必須凈化填充在它內部的副產(chǎn)品。罐用蒸汽凈化并且用淬火的水冷卻。然后，排出罐中的水并且在大氣壓力下通風，此后，除去頂部和底部的頭(也就是，焦碳罐被去頭)，允許焦碳從罐上切下來并掉入收集池中，通常為一個機動軌道車。由于一些原因，焦碳罐的去頭過程可能非常危險。僅提幾個，在罐底頭部被清除之前注入到熱罐中的冷卻水變得非常熱并且可能從松動的頭中漏出從而燙傷周圍的操作者，罐內未排出的水和松動的焦碳的負荷可能超出支撐系統(tǒng)的極限導致重型設備傾倒，安置斜槽和清除必要的凸緣或頭由一些離罐很近的操作者來進行，當頭被清除時，潛在的跌落的焦碳可能傷害工人，當罐打開時，操作人員可能暴露在細粒的焦碳顆粒、蒸汽、熱水和有毒氣體面前。實際上，作為這種生產(chǎn)工藝的結果，每年都要發(fā)生多起不幸。一旦焦碳被清除，頭被替換，焦碳罐準備好重復這一流程。
以前工藝的系統(tǒng)和方法設法更有效率和有效的為焦碳罐去頭，同時使得內在的各種危險最小，這是一種去頭方法。一種這樣的方法包含在罐底放置一個去頭車，升高一個凸緣支撐撞錘，同時安裝支柱，并且利用扳手手工放松一些(最多到一半)帶凸緣的螺釘。在水冷卻和排干后，手工去除剩下的螺釘，從撞錘上除下支柱，大約4噸的凸緣被降下并放置在車上，同車一起移開。由于需要人力使得這個方法非常危險。
被揭露的其它系統(tǒng)稍微減少了人員或人力投入。例如，授予Malsbury等的美國專利No.4,726,109和授予DiGiacomo等的4,960,358專利描述了一種用于焦碳罐的遙控去頭裝置。該裝置包括一個連接到焦碳罐底部帶凸緣的頭單元和一組可以通過遙控操作的降低張力的調整裝置而拆離的擺動螺釘。一個平臺裝置降低頭單元，把它橫向移動到一邊并且使它傾倒進行清理。一個連接在框架上的槽可以被抬高與焦碳罐的底部凸緣嚙合以便從罐中清除焦碳。
1990年12月提交的授予Antalfy等的美國專利No.5,098,524揭示了一個焦碳罐的去頭裝置，它具有一個可以從遠離罐出口的位置操作的旋轉致動系統(tǒng)。該致動裝置適合用來使罐的頭部在關閉和打開的位置之間移動并且使罐的頭部在荷載作用下保持在關閉的位置。
授予Fruchtbaum的美國專利No.5,500.094提供了一個焦碳罐去頭裝置，它可以逐漸的縮回和翹起底盤，這樣掉下的碎片例如射出的焦碳可以被槽接住。當松散的碎片處理完成后，底盤可以從罐中撤出用來維護。特別是，該發(fā)明提供了一個去頭裝置用來從焦碳罐下端的凸緣處清理底盤。去頭車可以從底盤下面的位置水平地移入。垂直的可調節(jié)的底盤支撐部件安裝在車上。一個支撐盤旋轉地安裝在支撐部件的上端用來嚙合底盤的下表面。一個伸縮自如的臂具有第一段和第二段，在一端鉸結在一起，它們各自的另一端安裝在支撐盤和支撐部件上用來水平地旋轉支撐盤和支撐在其上的底盤，最好是向著臨近的槽翹起底盤。
授予Rabet的美國專利No.5,581,864揭示了一個可以清除焦碳罐頭狀物的裝置和方法，它包含一個裝置遠遠地放置在一輛位于罐頭部下面的車上，該車適用于遠遠地與罐頭部嚙合，當工人們處于該區(qū)域時，緊緊地用頭部支撐著罐，并且適用用來降低頭部并把它運走。其中也包括和揭示了一些安全特性，即車通常由彈簧支撐，當發(fā)生過載時，自動把荷載支架傳遞到上面的設計用來承受任何超出荷載的梁上。
以前的這些工藝設備都有共同的不足，因為它們不能提供簡單、有效和安全的解決方法來為焦碳罐去頭。特別是，每個部件或裝置，在每次焦化工藝完成后和在把焦碳從焦碳罐中清理出來之前，需要把頭單元完全從焦碳罐的凸緣部分取出。這對工人會產(chǎn)生非常大的危害，并導致工藝效率底下和耗時。頭單元的移動增加了事故的幾率，同時增加了人力投入，因為頭單元每次都必須合適地放置在焦碳罐中，雖然可能有自動控制的參與。另外，需要大量的地面空間來容納這些自動把頭單元從焦碳罐中移動和升起的部件和裝置。最后，這些裝置和系統(tǒng)在一些環(huán)境中可能不能操作，例如底部凈空小于底盤直徑的地方。
現(xiàn)代社會的各個工業(yè)中，各種因素導致了技術的進步，其中包括安全性、可靠性、經(jīng)濟性、操作和維護的便捷、實用性、和其它有益的方面。如果一種技術的進步可以對上面所述的條目中的任何一個進行改善，它就具有真正的價值。通常說來，焦化技術的進步通過相互競爭的公司在已有技術或操作方法的基礎上對基本設計或概念的改進和修改而逐漸到來。通過這個過程，有些用在延遲焦化工業(yè)中的技術變得更加優(yōu)化，這也意味著我們能夠從中得到最大的收益。
延遲焦化工業(yè)的大致趨勢是朝著增加安全性和可靠性方面發(fā)展。不用說，任何能夠有效地滿足前兩項需求的創(chuàng)新的好處將受到歡迎并且增加改進的經(jīng)濟性、實用性和維護的便捷性。安全性的一個例子就是許多焦化單元的雇主和操作者有先見地考慮焦化單元的完全自動化何時能夠變?yōu)榭赡芎同F(xiàn)實。很顯然，伴隨著這個目標的是許多技術挑戰(zhàn)。目前，完全自動化設想的主要障礙是所使用的焦碳罐的去頭方法。不管罐的去頭是人工操作還是通過上面討論的目前可用的工藝系統(tǒng)和裝置中的任何一種來進行，在這個過程中需要一個重要的傳遞部件。眾所周知，在該工業(yè)中，去頭的傳遞部件總是，并且保持至今，對操作者個人來說非常危險。

發(fā)明內容
根據(jù)以前工藝的焦碳罐去頭系統(tǒng)和裝置本身存在的問題和不足，本發(fā)明尋求一個提供更有效的、劃算的和安全的焦碳罐去頭裝置和系統(tǒng)。本發(fā)明尋求提供一個革命性的新方法為焦碳罐去頭，它完全處于任何以前工藝系統(tǒng)、裝置或方法的技術和范圍之外。
因此，本發(fā)明的一些實施例提供了一個簡化的和可靠的焦碳罐去頭系統(tǒng)，它不需要在每次焦化工藝完成后實際移動焦碳罐的頭部，而是包含一個機械的去頭閥，它可以實現(xiàn)以前工藝設計和方法等價的去頭功能。
另外，本發(fā)明的一些實施例提供了一個焦碳罐去頭系統(tǒng)，其中去頭閥可拆卸的連接在焦碳罐的凸緣部分，適合于為焦碳罐去頭，而不需要在每次焦化流程完成后拆掉。
本發(fā)明的一些實施例提供了一個焦碳罐去頭系統(tǒng)，它具有一個雙重固定、線性移動的100％金屬密封隔離裝置，或更特別地，一個完全封閉、液壓驅動的雙重密封和加壓的線性護目擋板。
本發(fā)明的一些實施例提供一個焦碳罐去頭系統(tǒng)，能夠重復和自動為焦碳罐去頭和加頭，而不需要在焦碳罐上施加任何人員或人力的行為。
此外，本發(fā)明的一些實施例提供了一個焦碳罐去頭系統(tǒng)，它具有的一個線性移動的擋板是唯一的主要移動部分。
本發(fā)明的另外一些實施例提供了一個焦碳罐去頭系統(tǒng)，它可以通過凸緣螺釘連接而與焦碳罐連在一起。
本發(fā)明的一些實施例提供一個焦碳罐去頭系統(tǒng)，它具有的雙重獨立支座提供了雙重阻擋和排泄以及雙重阻擋和清理能力。
本發(fā)明的一些實施例提供了一個焦碳罐去頭系統(tǒng)，它具有金屬對金屬的支座。
另外，本發(fā)明的一些實施例提供了一個或多個動態(tài)的或實時的通過外部的工藝流程施力而負荷的支座。
本發(fā)明的一些實施例提供了一種系統(tǒng)設計，可以遠程檢查實際的隔離效果。
本發(fā)明的一些實施例也提供了一個系統(tǒng)，它具有即時的和遙控的實時開關，當凈化蒸汽損耗時，從雙重阻擋和凈化模式轉換到雙重阻擋和排泄模式。
為了實現(xiàn)前面所述，依據(jù)本發(fā)明的實施例和此處的描述，本發(fā)明的特征為焦碳罐去頭系統(tǒng)比以前工藝的去頭系統(tǒng)提供了獨特的優(yōu)勢，也就是焦碳罐的去頭系統(tǒng)不需要實際移動頭單元。這基本是通過一個特殊設計的用于去頭系統(tǒng)的去頭閥來完成的。
特別是，該去頭系統(tǒng)包含一個雙重固定的線性運動的護目擋板閘式閥或去頭閥，它被可拆卸的連接在焦碳罐的凸緣部分并且對它進行密封，傳統(tǒng)的頭單元是以同樣的方式連接的。去頭閥配備有一個在其上具有節(jié)流孔的滑動擋板，一個與節(jié)流孔相鄰的平坦表面，一個在去頭閥中稍微大于節(jié)流孔直徑的沖程，和上下支座，其中一個這樣的支座是一個動態(tài)的實時的負載的支座，能夠自動調整以密封上下支座之間的擋板。這樣，滑動擋板能夠以基本線性的雙向方式在上下支座或雙重支座之間移動，因此使得位于其上的節(jié)流孔可以在打開、關閉和相對于焦碳罐中的節(jié)流孔部分打開的位置之間移動。在關閉的位置，去頭閥和焦碳罐準備好接收從生產(chǎn)焦碳所使用的精煉工藝流入的副產(chǎn)品。一旦罐充滿，閥門可以被開動使得滑動擋板打開。這樣做時，聚集在擋板上的焦碳被上下支座剪掉，因此為焦碳罐進行了去頭并且使得利用本工藝所熟知的方法清除焦碳更加方便。本發(fā)明的一個優(yōu)點是它能夠提供一個簡單的但有效的去頭系統(tǒng)，其中包含一個去頭閥，它具有的滑動擋板可以在雙重獨立支座之間先后移動來為焦碳罐去頭并且簡化除焦過程。本發(fā)明的另一個優(yōu)點是為焦碳罐去頭而不需要移動頭單元和操作時在遠處只需少量或不需要人力參與的能力。
在一個優(yōu)選實施例中，本發(fā)明的特征為焦碳罐去頭系統(tǒng)包含(a)至少一個在其中含有所生產(chǎn)焦碳的焦碳罐，其中焦碳罐具有一個頂部節(jié)流孔和一個底部節(jié)流孔；(b)一個去頭閥，可拆卸的安裝在焦碳罐上并且設計用來通過為焦碳罐去頭而使焦碳從焦碳罐中的清除更加方便，并且允許焦碳穿過其中；(c)一個交換系統(tǒng)，包括一個上下閥帽和其它部件和適合于把去頭系統(tǒng)，特別是去頭閥整合到生產(chǎn)系統(tǒng)的部件。去頭閥本身包含(1)一個主體，當去頭閥與頂部或底部的節(jié)流孔連接時，它可以與它們同心對齊；(2)一個實時負載的支座部件，與主體連接在一起，設計用來控制和調節(jié)力以及動態(tài)、實時負載支座的合成支座荷載，和一個力傳遞模塊，與動態(tài)、實時負荷的支座并列用來把荷載從實時負載支座調節(jié)機構傳遞到動態(tài)、實時負載支座；(3)一個靜態(tài)支座，位于動態(tài)、實時負載支座的對面，抵抗或平衡它；和(4)一個擋板或滑動擋板，能夠在去頭閥內部在動態(tài)、實時負載支座和靜態(tài)支座之間以線性的雙向方式移動，擋板實際上由一個致動裝置控制，有一個力通過雙重支座，也就是動態(tài)、實時負載支座和靜態(tài)支座施加到其上，這樣在動態(tài)、實時負載支座、擋板和靜態(tài)支座之間形成了一個密封。本質上，去頭閥可以為焦碳罐去頭并且使焦碳從焦碳罐的清除更加方便，所依靠的是擋板從關閉到打開位置的活動，在此期間焦碳被剪掉了。
本發(fā)明進一步包含一個點對點的密封系統(tǒng)，其中包含有直接密封閘門的獨立雙重支座。密封由上下支座和擋板之間的金屬對金屬支座組成，或者是其結果。由于動態(tài)負載的上部支座，所需的使支座和閘門合適密封的力大小利用實時負載支座調節(jié)機構來實現(xiàn)，它是設計用來控制作用在擋板上的力的。
本發(fā)明為使用動態(tài)實時負載支座的去頭閥有利地提供了一個浮動支座的設想。這個浮動的動態(tài)實時負載支座是連續(xù)承受擋板荷載的，在支座和擋板之間提供一個偏向的關系。浮動支座設想是利用一個或一組偏壓部件來實現(xiàn)的，例如繞著座圈外圍在接近中心的位置布置的重型螺旋彈簧；繞著浮動支座在四角布置的外部實時負載和密封支座的力施加器；和/或在浮動支座和支座支撐環(huán)之間放置的全周長柔性鎳絲波紋密封彈簧。
從而，本發(fā)明提供了一種新的和改進的焦碳罐去頭系統(tǒng)。該系統(tǒng)也利用壓力閥和蒸汽凈化進氣閥和緊急排氣閥來監(jiān)測和控制系統(tǒng)內部的壓力并且防止蒸汽無意排放到空氣中。


通過接下來的描述和所附的權利要求并結合附圖，本發(fā)明的上述特征將變得完全清楚。需要理解的是這些附圖描述的僅僅是發(fā)明的典型實施例，因此不能認為限制了它的范圍，發(fā)明將伴隨另外的特性和細節(jié)進行描述和解釋，其中使用的附圖為圖1示例了通常的精煉過程，其中焦碳在一系列焦碳罐中從精煉的副產(chǎn)品中被生產(chǎn)出來；圖2示例了本發(fā)明的去頭系統(tǒng)連接到一個焦碳罐和上下閥帽上；圖3示例了根據(jù)本發(fā)明的焦碳罐去頭系統(tǒng)的一個前視圖，上下閥帽連接在其上；圖4示例了去頭系統(tǒng)一個正視圖，顯示了包含在其中的節(jié)流孔和滑動擋板，滑動擋板處于部分打開的位置；圖5示例了焦碳罐去頭系統(tǒng)的去頭閥的一個透視圖，顯示了其中的節(jié)流孔，滑動擋板處于打開的位置；圖6示例了焦碳罐去頭系統(tǒng)的去頭閥的一個透視剖切圖，顯示了當滑動擋板處于打開位置時，滑動擋板相對于去頭閥的位置；圖7示例了連接到含有焦碳的焦碳罐的去頭閥的一個剖切圖，特別是，滑動擋板處于部分打開的位置，當它被用來為焦碳罐去頭時與去頭閥的關系和相互作用；圖8示例了焦碳罐去頭系統(tǒng)的去頭閥的一個透視剖切圖，顯示了當滑動擋板處于關閉位置時，滑動擋板相對于去頭閥的關系；圖9示例了當去頭閥連接到包含有生產(chǎn)的焦碳的焦碳罐時它的一個擴大的剖視截面圖，特別是，去頭閥和滑動擋板處于基本關閉的位置，這時在焦化過程中焦碳聚集在滑動擋板的表面；圖10示例了當去頭閥連接到包含有生產(chǎn)的焦碳的焦碳罐時它的一個擴大的剖視截面圖，特別是，當它用來使焦碳罐去頭時，去頭閥和滑動擋板處于部分打開的位置；圖11示例了實時的或動態(tài)的負載支座設想的工作和它與根據(jù)本發(fā)明滑動擋板的關系；圖12示例了動態(tài)、實時負載支座和實時支座調節(jié)機構的細節(jié)圖；圖13示例了動態(tài)、實時負載支座和實時支座調節(jié)機構的一個實施例；圖14示例了動態(tài)、實時負載支座和實時支座調節(jié)機構的另一個
具體實施例方式
很容易理解的是，本發(fā)明的部件，通常在圖中描述和示例的，可以廣泛地改變?yōu)椴煌呐渲脕戆才藕驮O計。因此，接下來更詳細的對系統(tǒng)、裝置和本發(fā)明方法和從圖1-11所代表的實施例的描述，不打算作為權利要求限制發(fā)明的范圍，而僅僅是本發(fā)明優(yōu)選實施例的代表。
本發(fā)明的當前優(yōu)選實施例通過參考附圖將得到最好的理解，其中從頭到尾相似的數(shù)字指代相似的部分。雖然參考附圖和下面緊接著的相關描述，但它的第一個優(yōu)點是提供焦化過程的常規(guī)背景，包括在生產(chǎn)過程最后焦碳罐的去頭工藝。
延遲焦化和焦碳去頭的常規(guī)討論在典型的延遲焦化工藝中，極熱的石油殘渣被注入到一個或多個焦碳罐中，在那里它們被熱裂變?yōu)檩p產(chǎn)品和固體殘渣——石油焦碳。焦碳罐通常是大的圓柱形容器，具有一個頂蓋和一個圓錐形的底部，像一個底頭。焦化的基本目的是非常高沸點的石油殘渣熱裂變?yōu)楦p的燃料片斷。焦碳是該過程的副產(chǎn)品。延遲焦化是一種吸熱反應，燃燒室提供必需的熱量以在罐內完成焦化反應。嚴格的機械非常復雜，拋開發(fā)生的全部反應，僅僅3個明顯的步驟需要隔離1)當穿過燃燒室時部分汽化和輕度焦化填充物；2)當它穿過焦碳罐時，蒸汽裂變；3)裂變和聚合捕獲在罐內的重液體，直到它轉變?yōu)檎羝徒固?。該過程對溫度非常敏感，不同的溫度產(chǎn)生不同類型的焦碳。例如，如果溫度太低，焦化反應不能充分進行，會產(chǎn)生瀝青焦碳或軟焦碳。如果溫度太高，產(chǎn)生的焦碳通常非常硬，很難通過液壓除焦設備把它們從罐中清理出來。更高的溫度也會增加在燃燒室管道或傳輸線中焦化的危險。如上所述，延遲焦化是一種用于石油精煉的熱裂變過程，提高石油殘渣(或殘油)的等級并把它們轉變?yōu)橐后w和氣體產(chǎn)品管流，留下固態(tài)的濃縮碳原料，或焦碳。一個有火的加熱器用在這個過程來達到熱裂變溫度，它的范圍最大可達1000華氏度。由于在燃燒室中短暫的停留時間，填充材料的焦化得以“延遲”，直到它到達加熱器下游的大焦化罐。在正常的操作中，有兩個焦碳罐，這樣當一個被充滿時，另一個可以凈化所產(chǎn)生的焦碳。這些焦碳罐是巨大的結構，大約25-30米高，直徑4-9米。它們裝備有一個頂部蓋板封閉物或節(jié)流孔，典型地，它們的直徑大約為1.5米，和一個底部蓋板節(jié)流孔，典型地，它們的直徑大約為2米。
在典型的石油精煉工藝中，可以產(chǎn)生幾種不同物理結構的石油焦碳。它們是丸粒狀焦碳，海綿狀焦碳，和/或針狀焦碳，它們可以根據(jù)物理結構和化學性質來區(qū)分。這些物理結構和化學性質也可以用來確定這些材料的最終用途。所生產(chǎn)的焦碳有幾種用途是可行的，它們包括燃燒的燃料，在鋁、化學或鋼鐵工業(yè)中用作焙砂，或在石化工業(yè)中利用氣化的能力產(chǎn)生蒸汽、電力或氣態(tài)原料。
為了生產(chǎn)焦碳，延遲焦化設備填料源于供給給精煉廠的原油，然后穿過一系列工藝部件，最后倒空在一個用來生產(chǎn)焦碳的焦碳罐中。基本的精煉流程圖如圖1所示，圖中顯示了兩個焦碳罐。延遲焦化工藝是一個成批的連續(xù)的工藝，這意味著當原料流從燃燒室過來交替填充兩個或多個焦碳罐時，該過程是正在進行的或連續(xù)的。正如提到的，當一個罐用焦碳在線填充滿時，另一個被剝光、冷卻、除焦并準備好接收另一批原料。這是一個適時的過程，每批原料以成批連續(xù)的工藝將耗大約12-20小時來完成。實質上，熱油或殘油，通常如此稱呼，從管道燃燒室填充到系統(tǒng)的一個焦碳罐中。油非常熱，產(chǎn)生的熱蒸汽冷凝在焦碳罐較涼的壁上。當罐被充滿，大量的液體順著罐壁流入底部的沸騰湍流室。當這個過程連續(xù)時，熱的殘油和液化的氣體使得焦碳罐壁變熱。這很自然地依次使得殘油產(chǎn)生更少的液化氣體，它最終導致焦碳罐底的液體開始加熱到焦化溫度。一段時間后，在焦碳罐中形成了一個主要通道，隨著時間的增加，聚集在焦碳上的液體減少，液體轉變?yōu)楦吵淼慕褂?。這些焦油設法向下倒流回可以在頂部焦化的主要通道，因此使得通道分叉。這個過程在焦碳罐中發(fā)展，直到罐被充滿，其中液體池慢慢變?yōu)楣虘B(tài)焦碳。當?shù)谝粋€焦碳罐充滿時，填充的熱油被轉換到第二個焦碳罐，第一個焦碳罐被隔離，蒸發(fā)以去除剩余的碳氫化合物，充水進行冷卻，打開，然后除焦。這個循環(huán)的過程在焦碳的生產(chǎn)中要不斷的重復。
除焦工藝是一個當焦化工藝完成后把焦碳從焦碳罐中清除的工藝。由于焦碳罐的形狀，焦碳在產(chǎn)生過程中聚集并粘附在靠近頭部的區(qū)域。為了使焦碳罐除焦，頭部必須首先被去除。典型地，一旦充滿，罐在大氣壓力下通風，頂部的頭(通常是一個4英尺直徑的凸緣)被打開并且去除使得液壓焦碳切割裝置可以放置進去。當冷水從容器中排干后，底部的頭(通常為7英尺直徑的凸緣)被打開并且去除。這個過程通常被稱為“去頭”并且可能是一個非常危險的過程，因為凸緣的尺寸、罐內的高溫、焦碳的潛在掉落和其它上面提到的原因。一旦頭被去掉，利用高壓水噴嘴在焦碳層中從頂?shù)降状蛞粋€導洞，可以把焦碳從焦碳罐中清除出來。接下來，留在焦碳罐中的焦碳主體被切割成碎片，它將掉入底部進入一個收集箱中，例如軌道車上的一個箱子等。然后使焦碳脫水、壓碎并且送到焦碳存儲器或運載設備。
本發(fā)明的焦碳罐去頭系統(tǒng)雖然本發(fā)明想要覆蓋頂部和底部的去頭系統(tǒng)，或本發(fā)明的去頭系統(tǒng)可以應用或使用在焦碳罐的頂部和底部開口處，但接下來的詳細描述和優(yōu)選實施例將僅僅參考底部去頭系統(tǒng)來討論。本領域技術人員將認識到，這里解釋和描述的焦碳罐底部去頭系統(tǒng)的發(fā)明也可以設計和用在焦碳罐項部去頭系統(tǒng)，接下來的描述從屬于底部去頭系統(tǒng)，但不意味著限制在這里。
本發(fā)明描述了一種在焦碳生產(chǎn)之后為焦碳罐去頭的方法和系統(tǒng)。本發(fā)明特別適合用于焦化工藝，接下來的討論將特別涉及到這個生產(chǎn)領域。然而，可以預見的是，本發(fā)明也可能適合于作為其它的各種成分或副產(chǎn)品而不是焦碳的生產(chǎn)工藝中一部分，這樣的工藝將因此而被認為在本應用的范圍內。
在描述本發(fā)明的細節(jié)之前，應該注意，本發(fā)明系統(tǒng)和方法被設計具有或擁有重要的功能、實用和安全優(yōu)點。首先，本系統(tǒng)能夠重復的和自動為焦碳罐除頭(或去頭)和重新裝頭，在焦碳罐附近不需要任何人員活動。因此，安全性和效率極大提高。第二，本系統(tǒng)把全部的去頭和裝頭時間減小到小于10分鐘。這個時間比以前工藝的去頭系統(tǒng)的時間得到了顯著的提高。第三，本系統(tǒng)可以永久地直接連接在焦碳罐凸緣、裝置上面的傳送卷軸和裝置下面的靜態(tài)焦碳斜槽上，其中斜槽可以直接拆卸到坑或軌道車中。第四，本系統(tǒng)的靈活性允許焦碳和罐內的水通過它的排泄口安全排出到坑內而不用溢出到去頭甲板上。第五，本系統(tǒng)以一種方式來設計和構造以確保在長期運行過程中不被焦碳顆粒、大塊、殘油或任何其它外來物堵塞。第六，本系統(tǒng)的設計可以以絕對的確定性來證明在全部時間內在全部的當場和遠處的位置，它都是確實隔離的。第七，本系統(tǒng)實際上是不需要維護的，除了在預定的停工期間更換長期部件。第八，為了便于按計劃維護，本系統(tǒng)合成有診斷能力，允許在正常操作中實時評估和顯示密封部件的狀態(tài)趨勢。第九，與其它系統(tǒng)相比，本系統(tǒng)安裝容易，并且可以現(xiàn)場使用。第十，本系統(tǒng)與其它現(xiàn)存技術相比具有價格競爭力，然而實際上各個方面都顯著勝過現(xiàn)有技術。
特別提到安全性，不管是去頭甲板或個人，在焦碳罐去頭過程中，或在一次轉換循環(huán)中，在任何的對裝置自動的、手工的或無意的操作中，焦碳罐中的東西都沒有泄漏。而且，系統(tǒng)包含了一個簡單的液壓設計，它具有一個液壓驅動單元和一個氣缸，一個供給和回油液壓管線，因此，在運行和啟動過程中泄漏的可能更小，并且意外事故和不正確運行的機會也小。另外，系統(tǒng)包含一個以鎖定銷形式提供的主動機械鎖定裝置，它可以整合在打開和關閉的位置。另外，在系統(tǒng)中提供了一個具有打開和關閉功能的簡化液壓備用裝置，它很容易在現(xiàn)場安裝而不需要暴露給人員。而且，不需要焦碳罐入口進料管線連接和對齊裝置，因此，在每次罐內循環(huán)后不需要更換或清理入口連接管線的墊片，或由于連接沒有對齊和泄漏而暴露向人員。
特別提到可靠性，本系統(tǒng)包含了一個簡單的如上所述的液壓設計。本系統(tǒng)也包含了一個主要的移動部件而不是現(xiàn)有裝置和系統(tǒng)的多個移動部件。
特別提到經(jīng)濟性，在每次罐內循環(huán)之后或一次不成功的焦碳罐壓力測試之后，不需要更換頭部墊片。此外，在正常操作過程中需要非常少的非例行維護。另外，系統(tǒng)包含一個緊湊的和基本操作控制平臺，它可以用最小的力氣來策略性地定位和安裝并且具有全部想要的安全聯(lián)鎖裝置。另外，系統(tǒng)包含內部診斷能力，允許操作者按計劃維護以符合計劃的停機時間。另外，移動部件不需要水的沖洗。而且，不需要焦碳罐入口進料管線連接和對齊裝置，因此，每次循環(huán)后不需要更換或清理入口管線連接墊片。另外，在手頭需要保存最少的多余部件，因此部件和存儲成本降低了。最后，系統(tǒng)可以被配置成允許罐內的水直接通過出口進行排泄。
特別提到操作和維護的易用性，僅僅需要一個打開和關閉功能，所需的移動部件不需要用水沖洗，所需的頭部墊片表面不用凈化，這個凈化操作在絕大多數(shù)情況下是很難進行的并且需要特殊工具，需要的多余部件最少，操作系統(tǒng)可以戰(zhàn)略性的定位、緊湊并且易于使用。
特別提到實用性，本系統(tǒng)被設計的既可以用在焦碳罐的頂部開口又可以用在底部開口。
本發(fā)明的特征在于系統(tǒng)包含一個雙重固定的線性移動全金屬固定隔離裝置，或特別是一個完全封閉的液壓驅動的雙重密封和加壓的線性護目擋板閥或去頭閥。去頭閥僅僅具有一個主要的移動部件，擋板，它確保了簡單、可靠和維護的簡便。雙重金屬支座表面、主體內部和全部內在部件，在完全打開或完全關閉的位置，是被保護的并且與工藝中的任何介質是隔離的。制造全部密封部件的材料是抗腐蝕的，并且設計用非常高貴的金屬來實現(xiàn)金屬循環(huán)的任務。去頭閥的密封被設計用來在每個沖程中利落地打碎焦碳和擋板上表面直接的骨架。這個動作所需的全部沖力結合克服支座摩擦和慣性的沖力通過開動擋板得以實現(xiàn)。
在焦化的初始階段，擋板表面將由于在盤面厚度整個范圍內熱量的不均勻分布而扭曲。因此，為了補償擋板在加熱過程中的熱膨脹和熱變形，去頭裝置外部的實時負載金屬密封被設計用來在最大的溫度差別時沿軸向和橫截面符合滑動擋板的翹曲形狀。這個獨特的能力，結合連續(xù)的受壓主體，確保了在轉換循環(huán)的整個期間穿過去頭閥的密封的完整性。
轉回到本發(fā)明的圖中進行更詳細的分析，圖1描述了通常的具有幾個部件和系統(tǒng)出現(xiàn)的(已確認，但不討論)石油生產(chǎn)和精煉工藝14。除了這些部件，石油生產(chǎn)和精煉工藝14包括第一個和第二個延遲焦化罐18和22。正如提到的，典型地，有兩個焦碳罐同時操作，這樣允許石油生產(chǎn)和精煉同焦碳副產(chǎn)品同時進行。當?shù)谝粋€焦碳罐18通過進料口26在線充滿時，第二個焦碳罐22通過除焦工藝來清除包含在其中的生產(chǎn)出來的焦碳。此后，當?shù)谝粋€焦碳罐18達到容量，進料口26轉換到第二個剛剛凈化過的焦碳罐22，從而第一個焦碳罐18準備好進行除焦工藝以凈化其內部的東西。這個工藝通常是指成批的連續(xù)的，允許精煉廠保持連續(xù)的不被中斷的操作。當然，現(xiàn)場可能僅有一個焦碳罐或一組焦碳罐。圖1也顯示了另一個焦碳罐去頭系統(tǒng)10，包括去頭閥12和它在精煉工藝中的放置。雖然圖1是一副具有兩個焦碳罐的石油生產(chǎn)和精煉工藝的示意圖，雖然這里的討論以及所示例、描述和討論的實施例集中在一個焦碳罐去頭系統(tǒng)，但本領域技術人員可以認識到，本發(fā)明也可以應用或適用在許多不同的與目前的焦化工藝相似功能的工藝中。
參考圖2和3，顯示了焦碳罐去頭系統(tǒng)10的一個前視圖，圖2顯示了系統(tǒng)10安裝或連接到第一個焦碳罐18。根據(jù)焦碳罐去頭系統(tǒng)10在第一個和第二個焦碳罐18和22上同樣的性質和安裝，在整個應用中僅僅討論第一個焦碳罐18。特別是，焦碳罐去頭系統(tǒng)10被可拆卸的連接在焦碳罐18上，以允許系統(tǒng)在需要時拆卸。如圖所示，焦碳罐去頭系統(tǒng)10包含一個去頭閥12，一個主體46和上下支座34、38分別連接在其上。主體46包含一個凸緣部分42，它基本與焦碳罐18的相應開口，不管是凸緣的還是非凸緣的，具有同樣的尺寸。如圖所示，凸緣部分42利用那些在本領域所熟知的方法連接在焦碳罐18的凸緣部分30上，它典型的是螺栓凸緣連接。凸緣部分30是焦碳罐18的“頭”的一部分。根據(jù)焦碳罐18的設計，去頭閥12可以連接在凸緣部分30上或直接連接到焦碳罐18的主體上。本發(fā)明的意義在于，與以前工藝的去頭系統(tǒng)和裝置相比，本發(fā)明的焦碳罐去頭系統(tǒng)10不需要在每次罐除焦時除去焦碳罐的“頭”。這個意義將在下文以更大的篇幅討論。各種密封部件和介質被用來密封去頭閥12和焦碳罐18以防止無意的泄漏。
上部支座34和下部支座38包含一個動態(tài)的實時負載的支座和一個靜態(tài)支座，在優(yōu)選配置中包含一個動態(tài)的實時負載的上部支座34和一個靜態(tài)下部支座38。另一個實施例可能包含一個動態(tài)的實時負載的下部支座和一個靜態(tài)上部支座。在優(yōu)選實施例中，靜態(tài)支座是一片緊緊地緊固在去頭閥12上并且最好不能調節(jié)的支座。然而，不能脫離本發(fā)明范圍的是上下支座都可以是動態(tài)的和/或可調節(jié)的。與靜態(tài)支座相比，動態(tài)的實時負載支座是一個可以移動的并且調節(jié)的支座，通過實時支座調節(jié)機構而不用工藝流來驅動。動態(tài)實時負載支座的功能是為系統(tǒng)提供點對點精細調節(jié)，特別是擋板當其在上下支座34和38之間被密封時。各種密封部件，例如O型環(huán)，可以被用來使支座和它們周圍的支座固定器與去頭閥12保持密封。
圖2和3也描述了連接在去頭閥12主體46上的上部閥帽54和下部閥帽58。上部閥帽54和下部閥帽58利用熟知的方法例如圖中所述的螺釘50被可拆卸的連接到主體46上。所示的上部閥帽54和下部閥帽58在其上具有各種部件以在精煉工藝中操作。所示的上部閥帽54配備有一個蒸汽凈化排泄口66和一個排泄蒸汽的凝氣閥和節(jié)流孔組件70。所示的上部閥帽具有一個壓力傳送器74和一個壓力表78。所示的下部閥帽58具有一個蒸汽凈化進氣口82和一個連接在其上的引入蒸汽凝氣閥和節(jié)流孔盤組件86。所示的下部閥帽58也具有一個排氣閥組件90和排氣管94。排氣閥組件位于下部閥帽58的末端用來緊急釋放。當進入系統(tǒng)的壓力高于上限時，緊急排氣閥被激活，它會釋放系統(tǒng)的壓力并通過管94排出過量的流體和氣體。每個這樣的部件都用來控制和監(jiān)測系統(tǒng)內現(xiàn)存的壓力環(huán)境。本領域技術人員可以認識到所需的應用和裝置是為了在焦化過程中保持一個合適的環(huán)境。
除了上面提到的特征，上下閥帽54和58是相互獨立的，但是也可以聯(lián)系起來。例如，根據(jù)系統(tǒng)所需和規(guī)格，上部閥帽54可以受壓，下部閥帽58可以排氣，以實現(xiàn)維持系統(tǒng)平衡所需。
圖2-3和6-8也示例了致動裝置62和撞錘114。致動裝置62是用來驅動撞錘114的，它為去頭閥12的擋板(沒有標出)提供實際的物理控制。致動裝置62和撞錘114為擋板提供稍后滑動的雙向移動，它被用來根據(jù)需要打開和關閉去頭閥12。本發(fā)明的一個重要優(yōu)點在于在產(chǎn)生過程中實際上消除了人員和人力投入。例如，由于去頭閥12致動裝置62的設計和功能性可以從遠離焦碳罐實際場地的位置控制或致動。當優(yōu)選實施例中的致動裝置62是一個液壓泵時，不需要在現(xiàn)場實際激活致動裝置62。另外，本領域所熟知的任何方法都可以用來在遠離焦碳罐的一定安全距離內控制致動裝置62。結果是，提供了一個在以前的工藝設計中找不到的優(yōu)點，也就是安全性和操作的易用性。致動裝置62和撞錘114將在下文中根據(jù)它們相應的圖進行更詳細的討論。
圖5和6分別示例了焦碳罐去頭系統(tǒng)10的正視圖和透視圖。特別是，去頭閥12包含一個主體46，它有一個節(jié)流孔98，凸緣部分42環(huán)繞在它周圍用來把去頭閥12連接到焦碳罐18上。圖中所示的也是一個上部支座34，它是一個動態(tài)的實時負載的支座，包含在凸緣部分42中。雖然在圖4中沒有顯示出來，但是去頭閥12包含一個底部的靜態(tài)支座38。上部支座34和下部支座38，當擋板穿過去頭閥12沿雙向移動或滑動時，用來平衡或支撐擋板106。如圖4所示的擋板106包含一個平坦表面108和一個與平坦表面相鄰的節(jié)流孔110。實質上，擋板106在焦碳罐去頭系統(tǒng)10中側向移動以打開和關閉去頭閥12。在關閉的位置，擋板106被致動并且在上部支座34和下部支座38之間滑動，這樣平坦表面108完全堵塞焦碳罐18的開口。在這個關閉的位置，焦碳罐18準備好接收來料26，其中焦碳罐18充滿了石油副產(chǎn)品、或殘油，用來生產(chǎn)焦碳。擋板106是一個雙重固定的擋板，意味著它在上下支座34和38的對面都有支撐。另外，因為上部支座34(或在另一個實施例中的下部支座38)是動態(tài)的實時負載支座，具有可調節(jié)的屬性，擋板106是一個“浮動”擋板，意味著，作為動態(tài)實時負載上部支座34偏壓性質的結果，它被偏壓了。
因為致動裝置62和連接在其上的撞錘114致動擋板106，所以擋板106得以在上部支座34和下部支座38之間基本上側向的雙向滑動到打開或部分打開的位置，這樣節(jié)流孔110被帶動與去頭閥12的節(jié)流孔98對齊，接著與焦碳罐18的開口對齊。在這個位置，焦碳罐18可以利用傳統(tǒng)的或通常的所知的方法除焦或凈化。這樣，為了把節(jié)流孔110帶到合適的對齊位置，當擋板106以基本側向的方式滑動時，擋板106的平坦表面108縮回。因此，通過前后滑動擋板106，去頭閥12根據(jù)需要被打開和關閉。擋板106可以包含一個具有足夠長距離的沖程，這樣擋板106可以關閉并利用平坦表面108密封去頭閥12，并且當節(jié)流孔110與節(jié)流孔98和焦碳罐18的開口對齊時打開去頭閥12。當擋板106從關閉位置移動到打開位置時，過渡階段代表了本發(fā)明很重要的一個方面，因為就是在這個階段，焦碳罐去頭系統(tǒng)比以前工藝設計更有效和更安全地實施了對焦碳罐18的“去頭”或“除頭”工藝。
圖6和7分別示例了本發(fā)明的去頭閥處于打開和部分打開的位置。致動裝置62控制通過連接手段116連接在擋板106上的撞錘114。致動裝置62最好是一個液壓泵，能夠產(chǎn)生所需的力使擋板106在去頭系統(tǒng)10中基本上側向滑動。正如所討論的，擋板106兩側通過上部支座34和下部支座38支撐，它們中一個是浮動的動態(tài)實時負載支座。結果是，由于焦碳產(chǎn)生工藝的性質，也就是系統(tǒng)在極高的溫度和壓力下，從上下支座34和38上必須給擋板106施加很大的力，這樣系統(tǒng)基本上被密封并且在系統(tǒng)中保持有壓力。由于動態(tài)實時負載支座的存在，去頭閥12，特別是動態(tài)實時負載支座能夠調整擋板106在焦化過程中可能產(chǎn)生的任何拱曲。在正常的焦化過程中，存在極高的溫度和壓力。擋板上下表面任何溫度的變化可能導致?lián)醢骞扒?。如果允許拱曲發(fā)展或繼續(xù)，當打開上下支座34和38的砂38和擋板106之間的密封時是非常危險的，它可能對系統(tǒng)產(chǎn)生破壞并且擾亂生產(chǎn)工藝。然而，本發(fā)明可以利用動態(tài)實時負載支座和它的調節(jié)機構調節(jié)作用在擋板106上的荷載，提供一種方法來補償或調整可能存在的拱曲。通過增加動態(tài)實時負載支座作用在擋板106上的荷載，拱曲基本上被消除，因此使擋板106回到更自然的形狀。
為了移動擋板106致動裝置62必須具有足夠的強度，以克服這個初始的密封并提供必需的力以使擋板106在打開和關閉的位置之間前后滑動。本領域技術人員能夠認識到，可以使用其它類型的裝置或系統(tǒng)而不是一個液壓泵，來致動擋板106并克服由上部支座34和下部支座38作用在擋板106上的力，因此它不限制任何方法。
圖7示例了焦碳罐18與去頭閥12連接并密封的情況。特別是，每個凸緣部分用通常所知的手段例如螺釘連接而連接在一起。圖7主要用來示例具有節(jié)流孔110和平坦表面108的擋板106，和它在焦碳罐18去頭中的目的。所示的去頭閥12處于部分打開的位置。在關閉的位置，平坦表面108將與節(jié)流孔98和焦碳罐18的開口對齊。這樣本系統(tǒng)，特別是焦碳罐18將準備好接收來自進料口26的殘油副產(chǎn)品。擋板106具有一個端部，當去頭閥被關閉時它會停留在擋板罩122中。
焦碳罐18還被剖切開以顯示其中存在的焦碳4，特別是焦碳頭6和它在系統(tǒng)10中相對位置。在生產(chǎn)過程中，殘油被泵入焦碳罐18，借此最終產(chǎn)生包含在焦碳罐18中的焦碳4。在開始階段，當焦碳罐18用殘油充滿時，大部分將自然的聚集在罐底和平坦表面108上，因此在靠近去頭閥12開口的地方形成一個“頭”。這個聚集使得擋板106的平坦表面108結有焦碳。當殘油裝備并且焦碳形成時，為了為整個罐除焦并凈化其內的焦碳層，這個“頭”必須被除去。這基本上是利用本發(fā)明通過把擋板106從關閉位置滑動到打開位置而完成的。如圖7所示，擋板106通過上下支座34和38支撐。擋板106不僅被支撐，而且更大的力穿過這些支座作用在擋板106以獲得合適的壓力環(huán)境。這樣，上下支座34和38和擋板106之間的容許間隙非常緊密。由于這些緊密的容許間隙，聚集在平坦表面108上的焦碳4，當擋板106從它的關閉位置移動時，焦碳4，特別是焦碳頭6被上部支座34從平坦表面108處剪掉。這個剪切效果破壞了聚集在擋板106的焦碳，因此基本上為焦碳罐18去了頭，這樣焦碳罐18準備好進行除焦工藝。
作用在擋板106上的荷載以及在擋板106和上下支座34和38之間存在的合成的緊密容許間隙的結果是，擋板106在上下支座34和38之間的基本側向的雙向移動導致了研磨和拋光效果的發(fā)生。在一個優(yōu)選實施例中，上下支座34和38以及擋板106是用金屬制造的，因此提供了金屬對金屬的接觸或金屬對金屬的密封，或者指的是擋板106的金屬對金屬固定。這個金屬對金屬的固定是本發(fā)明相對于焦碳罐去頭系統(tǒng)的一個獨特之處。金屬對金屬的固定增加了系統(tǒng)的耐久力，因為沒有使用非金屬部件，例如乙烯基或橡膠，來密封支座和擋板106。金屬對金屬的密封允許系統(tǒng)獲得更高的密封連貫性，同時提供擴展的耐磨和耐久力。另外，金屬對金屬的密封允許系統(tǒng)，特別是系統(tǒng)內的密封如下所述進行更精細的調節(jié)。
上部支座34和下部支座38是互相獨立的，提供可靠的雙重阻擋和排泄/雙重阻擋和凈化能力。
本發(fā)明的另一個特征是用于密封系統(tǒng)的支座的密封。上部支座34和下部支座38被完全保護不受穿過節(jié)流孔98的原料流的作用，這樣它們不在原料流的直線上。這樣減少了腐蝕而毀掉上下支座34和38的機會，也減少了腐蝕的潛在可能。這變得非常重要，因為本發(fā)明允許更直接地精細調節(jié)上下支座34和38和點對點的偏壓擋板106以精確控制密封。
這種密封的結果是，金屬對金屬的接觸結合擋板106的側向雙向移動和其間存在的緊密容許間隙，使得拋光得以發(fā)生。這個拋光效果隨著時間的過去，為擋板106提供了在打開和關閉位置之間更光滑的過渡。換句話說，移動擋板106所需的力隨著時間的過去由于上下支座34和38以及擋板106之間的金屬對金屬接觸而光滑和拋光變得越來越小。除了金屬對金屬的接觸，上下支座34和38可以用例如硬化的鉻合金來磨光。擋板106也可以用例如整合到擋板106分子結構中的氮化物涂層來磨光。倘若這些部件的磨光產(chǎn)生顯著的好處，例如增加耐磨性，因此延長了它們的更換時間并在操作中增加了性能。
圖8-10顯示了去頭閥12，特別是擋板106，當它從關閉的位置(圖8)發(fā)展到基本關閉的位置或部分打開的位置(圖9)到基本打開分位置(圖10)，因此代表了擋板106被側向滑動使得焦碳罐18“去頭”時的過渡階段。當擋板106關閉時，焦碳4聚集在擋板106的平坦表面108上，這樣擋板106結有焦碳。一旦焦碳罐18被充滿，進料口26被關閉或轉換到第二個焦碳罐。當預先焦化步驟實施后，為了使用標準的方法把罐內的焦碳層清理出來，焦碳罐必須被去頭。為焦碳罐18去頭，操作者從遠離焦化現(xiàn)場的位置簡單地激活致動裝置62，使擋板106開始在去頭閥12中側向地雙向運動。當致動裝置62開始被激活時，由于擋板106和上下支座34和38之間的密封和聚集在擋板106平坦表面108上的焦碳4的初始切割必須被打破，所以需要一個很大的力來移動擋板106。圖9顯示了焦碳4如何開始被打碎并且當擋板106移動時如何沿上部支座34的內邊增大。當擋板106進一步移動時，更多的焦碳4得到自由并增大。另外，當節(jié)流孔110被帶到對齊時，已經(jīng)被打碎的焦碳4的各部分穿過去頭閥12的節(jié)流孔98落入收集箱166中。收集箱166可以是本領域任何已知的裝置或系統(tǒng)，例如一個軌道車等。
圖10顯示了擋板106處于更加部分打開的位置?？梢钥吹剑固?，特別是焦碳頭6隨著擋板106的進一步打開，被擋板106的平坦表面108剪下來。擋板106從關閉到打開位置的側向移動為焦碳罐18去了頭。上下支座34和38以及擋板106之間的緊湊的容許間隙使得焦碳4不能穿過上部支座34的下面，而是被剪掉并保留在支座邊界內。當擋板106打開時，焦碳4不能穿過上部支座34的下面，因為這將破壞由于擋板106在上下支座34和38之間的雙向移動而得到的拋光表面。一旦打開，去頭閥12不需要在為整個罐除焦之前從焦碳罐18中除去。實際上，工人可以利用標準的方法為焦碳罐18除焦。一旦完成，操作者可以簡單地解除致動裝置62，這樣擋板106回到關閉位置，借此焦碳罐18可以再次被填充殘油和進行同樣的工藝。本發(fā)明最大的優(yōu)點在于僅有一個主要移動部件(擋板106)被用來為焦碳罐去頭，并且這部分完全密封在連接在焦碳罐上并且在每次連續(xù)的循環(huán)之后不需要去除的去頭閥內部。
在焦化的初始階段，當擋板(或閘片)處于關閉位置并且去頭閥準備好接收殘油或產(chǎn)生的焦碳時，擋板表面將由于焦碳罐和系統(tǒng)內部的高熱和高壓使得擋板的整個厚度內熱量分布不均勻而翹曲。在焦化過程中，實時負載的全金屬的浮動支座被設計用來軸向接合彈性變形以適合擋板的表面，從而在支座和閘片的整個外圍之間保持均勻的荷載和接觸。這可以通過多種方法來完成。
首先，浮動支座的截面系數(shù)和慣性矩被計算出來以允許支座在它的周邊彈性變形同時在作用于擋板上的荷載點中心之間保持有效剛度。第二，動態(tài)實時負載的支座代表了浮動支座的設想，其中動態(tài)實時負載支座連續(xù)承受擋板的荷載，意味著支座可以根據(jù)需要變動和調節(jié)，以保持系統(tǒng)內合適的密封并提供所需的用來保持擋板完整性和使荷載均勻作用在擋板上的力。這個浮動支座的設想可以利用多種結構和材料來實現(xiàn)。接下來的圖詳細的討論了這個設想。然而，本領域技術人員可以認識到，可以對下面描述的和如圖所示的特定組件進行可能的修改。
圖11-15表達了應用在本發(fā)明的焦碳罐去頭系統(tǒng)10特別是去頭閥12中的實時負載支座的設想。圖11示例了具有一個實時負載支座組件132和一個靜態(tài)支座組件136的去頭閥12。其它實施例可以包含一個具有多個實時負載支座組件例如一個上部的和一個下部的實時負載支座組件的去頭閥。
實時負載支座組件132包含一個浮動的動態(tài)實時負載支座，圖中所示為上部支座34，和至少一個最好是四個實時支座調節(jié)機構134，來調節(jié)和控制由動態(tài)實時負載支座作用在上擋板106平坦表面108上的荷載。本領域技術人員可以認識到，動態(tài)實時負載支座可以位于上部支座34或下部支座38處。實時負載支座組件132進一步包含一個力傳遞模塊162，如圖11所示為一個楔部件，它的主要目的是把作用在實時支座調節(jié)機構134上的荷載傳遞到動態(tài)實時負載支座，依次在擋板106的平坦表面108上作用一個合成力。力傳遞模塊162，或楔部件，被制造的具有一個成角的截面，它與動態(tài)實時負載支座的一個匹配成角部分相應。
圖11也顯示了支座扣環(huán)126，它的功能是把上部支座34緊固在去頭閥12中合適的位置。支座扣環(huán)126用所需的任何數(shù)量和方向緊緊地連接在去頭閥12上。支座扣環(huán)126必須牢牢地扣緊以隨時保持在固定的位置。如圖所示，上部支座34作為這里描述的動態(tài)實時負載支座而存在。下部支座38，顯示為一個靜態(tài)支座，也通過與上部支座扣環(huán)相似的下部支座扣環(huán)緊固在合適的位置。用在去頭閥12中的每個支座扣環(huán)都利用本領域熟知的扣緊裝置130連接在去頭閥12上。
圖11也提供了擋板106和它與上部支座34和下部支座38之間關系的示意圖。實質上，擋板106包含一個雙重固定的線性移動的擋板，在每個上下支座和擋板106的上下表面之間存在的容許間隙接近于0。這個容許間隙是在生產(chǎn)過程中保持合適的壓力環(huán)境所必需的。如上所述，上下支座34和38提供了一個與擋板106的金屬對金屬的接觸，這樣在去頭閥12內形成了密封。這個密封非常重要，因為在支座和閘片之間有比焦碳罐18的周向力和荷載更大的荷載。這個密封使得去頭閥12在焦碳產(chǎn)生過程中保持一個合適的壓力環(huán)境，并且通過動態(tài)實時負載支座34作用在擋板106上的荷載來達到。
圖12示例了圖11所示的實時負載支座組件132的一個放大圖。實時負載支座132包含實時支座調節(jié)機構134，力傳遞模塊162，用來與動態(tài)實時負載支座相互作用，它在圖12中顯示為上部支座34。每個這樣的部件都互相結合起來工作，把力施加和傳遞到擋板106上，從而像前面描述的那樣產(chǎn)生了必要的密封和去頭功能。實時支座調節(jié)機構134本身包含外殼138，它容納和固定了實時支座調節(jié)機構134的各個部件。特別是，外殼138在其中包含了一個力施加器142，它可以根據(jù)所需的力的大小和程度來機械地或手工地調節(jié)。在一個如圖13所示的優(yōu)選實施例中，力施加器142是一個簡單的螺絲部件，它可以旋轉來增加或減小擋板106的荷載。力施加器142與偏壓活塞146相鄰并接觸。偏壓活塞146具有末梢的和接近的端部，同時末梢端直接與力傳遞模塊162接觸。當力施加器142被激活來增加或減少作用在擋板106上的荷載時，偏壓活塞147被推入力傳遞模塊162，它依次在動態(tài)實時負載支座或如圖10所示的上部支座34上作用一個合成力，它依次使得合成力在接觸點36處作用在擋板106上。如上所述，支座扣環(huán)126被緊緊固定不能移動，因此允許臨近支座扣環(huán)126的楔型部分(力傳遞模塊162)通過動態(tài)實時負載支座把力直接傳遞到擋板106上。由動態(tài)實時負載支座施加到擋板106上的力是與力施加器142施加的力成直接比例的。因此，為了增加擋板106的荷載，操作者可以簡單地激活力施加器142。為了減少擋板106的荷載，操作者可以簡單地解除力施加器142。力施加器142連接在去頭閥12上，這樣它可以其進出循環(huán)以調節(jié)壓力或作用在擋板106上的力。
力施加器142可以通過人工手段例如所示的螺釘或通過液壓或氣壓手段來調節(jié)。本領域技術人員可以認識到，有多種可能的方法把壓力作用在力傳遞模塊162上同時保持密封。另外，荷載承受部件可以包含任何合適的適合于承受偏壓荷載并且在力傳遞模塊162和動態(tài)實時負載支座上產(chǎn)生負載張力的裝置。
本發(fā)明的動態(tài)實時負載支座是一個偏壓的或浮動的支座，因此在生產(chǎn)過程中當焦碳罐18被填充和當致動裝置62被激活或解除使得擋板106從關閉位置移動到打開位置時，允許擋板106一定程度的縱向變動。此外，動態(tài)實時負載支座34在焦化循環(huán)中補償了擋板106的熱膨脹和熱扭曲。這是因為在焦化初始階段，由于擋板106的整個厚度上熱量的不均勻分布，擋板106的表面將扭曲。因此，動態(tài)實時負載支座34允許沿軸向和橫截面變形以在最大的溫度差異下與擋板106的拱曲一致。這個特征確保了去頭閥隨時的不間斷的密封。
動態(tài)實時負載支座的偏壓效果是實時支座調節(jié)機構134的結構產(chǎn)生的結果。特別是，在一個實施例中，實時支座調節(jié)機構134包含一系列偏壓部件或荷載承受部件150，例如貝爾維尤墊圈和彈簧154，它們與活塞146共同作用。通過偏壓動態(tài)實時負載支座，擋板106在生產(chǎn)過程或除焦過程中的任何物理變化或變形將被實時負載支座組件132吸收。這提供了一個主要的優(yōu)點，因為作為壓力和/或溫度變化的結果，擋板106經(jīng)歷變形的各個階段是不常見的。動態(tài)實時負載支座的偏壓性質將允許去頭閥12保持一個可工作的壓力環(huán)境，并且解決去頭閥12作為生產(chǎn)過程中存在的極端環(huán)境的結果的任何物理的或結構的變化。
雖然沒有特別顯示，但是本發(fā)明利用獨立的點荷載區(qū)來調節(jié)和控制浮動動態(tài)實時負載支座的移動。優(yōu)選地，有四個荷載區(qū)，每個都有獨立的實時支座調節(jié)機構和力傳遞裝置。這些實時支座調節(jié)機構最好繞浮動動態(tài)實時負載支座四角等距離圍布置，并且每個都包含變化調節(jié)和力施加裝置(例如文中描述的各種實施例)。獨立荷載區(qū)的優(yōu)點在于，在每個荷載區(qū)中，提供并允許對動態(tài)實時負載或浮動支座精確的點對點調節(jié)。特別是，這四個荷載區(qū)，根據(jù)系統(tǒng)承受的壓力和其它外部環(huán)境，顯著地增加了有效調節(jié)和操作去頭系統(tǒng)的能力，特別是浮動的或動態(tài)實時負載支座，同時解決并清除了可能發(fā)生泄漏的潛在裂口區(qū)域。這些荷載區(qū)和獨立點的調節(jié)能力也允許組件像傳統(tǒng)的靜態(tài)支座所需的那樣可靠的或光滑的使用。四個荷載區(qū)中的每一個都提供這樣的精確控制，它們甚至可以調節(jié)有極大的力作用在擋板上的那個點，這樣擋板不再被致動裝置帶動。由于允許獨立裝置的點對點調節(jié)，本發(fā)明的去頭系統(tǒng)能夠更精確的調節(jié)以降低系統(tǒng)內不想要的和潛在的裂縫發(fā)生的機會。例如，如果系統(tǒng)在一個地方泄漏，任何一個或多個實時支座調節(jié)機構可以被調節(jié)以補償和密封泄漏。
圖13示例了實時負載支座組件132的另一個實施例。實時負載支座組件132包含實時支座調節(jié)機構134，力傳遞模塊162和一個動態(tài)實時負載支座34。就像在第一個實施例中那樣，這些部件中的每一個都相互結合起來工作把力施加和傳遞到擋板106的表面108上，因此產(chǎn)生必要的密封和去頭功能，如前面所述。這個實施例包含相似的部件和相似的功能，如圖12中描述的那樣。然而，這個實施例進一步包含一個全周的易變形的鎳絲波紋密封彈簧180，它被放置在浮動動態(tài)實時負載支座34和支座扣環(huán)126之間。這個彈簧可以用來提供工作壓力輔助荷載，它當系統(tǒng)內的工作壓力使得波紋密封彈簧膨脹和為動態(tài)實時負載支座增加力荷載和為擋板施加力的情況下發(fā)生。這些彈簧也作為壓力屏障來防止任何處理的流體進入實時負載的裝置組件132中的四個荷載區(qū)，因為這會破壞組件132的運轉和破壞系統(tǒng)的完整性。
圖14示例了實時負載支座組件132的另一個實施例。特別是，這個實施例包含一系列O型彈簧158，它們被放置和用來輔助密封系統(tǒng)，防止泄漏。另外，這個實施例包含與圖12中描述的那些東西相似的特征和功能，包括力施加器142，它可被用來增大力傳遞模塊162的壓力，依次在動態(tài)實時負載支座上施加合適的壓力，在圖14中顯示為上部支座34。
最后，圖15示例了實時負載支座設想的另一個實施例。特別是，在這個實施例中，實時負載支座組件132包含重型螺旋彈簧200，圍繞支座扣環(huán)126的外圍排列在接近中心的地方。螺旋彈簧200特別設計用來為動態(tài)實時負載支座34提供浮動方式。本發(fā)明的優(yōu)點將在文中浮動支座設想的講解中得到認識。在這個實施例中，這個優(yōu)點是通過用螺旋彈簧200偏壓動態(tài)實時負載支座34而實現(xiàn)的。特別是，動態(tài)實時負載支座34是通過螺旋彈簧200在動態(tài)實時負載支座34上施加一個初始偏壓而連續(xù)負載的，這使得動態(tài)實時負載支座34“浮動”在螺旋彈簧200和擋板106之間。應該注意到，螺旋彈簧200是與實時負載支座組件132的其它部件和功能共同操作的，在設計和操作上與圖12中描述的那些相似，它的各個部件也提供偏壓特性以允許動態(tài)實時負載支座34“浮動”。
當然，本領域技術人員可以認識到，多種類型的偏壓組件和/或裝置可以用來代替螺旋彈簧200。例如，螺旋彈簧200可以用一個易變形的專門控制用來偏壓動態(tài)實時負載支座34的水泡來代替。
除了上面描述的和示例的特征，本發(fā)明系統(tǒng)的功能還可以控制系統(tǒng)內的壓力和防止泄漏到系統(tǒng)中不想要的區(qū)域，因此提供了絕對的隔離。這個隔離是通過在金屬對金屬的支座中使用緊密的容許間隙和合成方面來實現(xiàn)的。O型環(huán)也可以用來改進密封。另外，也可以從閥外引入正壓力來防止進料流排泄到空氣中或進入閥的各個部分中。本系統(tǒng)提供了絕對隔離的遙控的證實。這意味著蒸汽可以被增加到蒸汽凈化進口來為密封區(qū)域外部的閥系統(tǒng)加壓。這個壓力可以被用來隔離處于低壓的進料流，或它可以用來檢查密封的有效性。本系統(tǒng)設計用來允許遠程監(jiān)測這個隔離的壓力以證實系統(tǒng)沒有泄漏污染物到空氣中。
本系統(tǒng)，特別是雙重獨立的支座，也提供了可靠的雙重阻擋和排泄/凈化能力，同時通過損失凈化蒸汽，實時的和遠程實時的從雙重阻擋和凈化模式轉變到雙重阻擋和通風模式。閘片和上下支座之間的金屬對金屬的密封提供了一種伴隨著密封外部的壓力，阻擋泄漏的方法，如果密封外部的壓力更大，就會隔離進料流。如果壓力泄漏，系統(tǒng)可以用上面描述的許多方法中的任何一種調節(jié)以補償和停止泄漏。另外，O型環(huán)也可以被取代以增加系統(tǒng)的完整性。
本發(fā)明的特征在于一種在焦碳生產(chǎn)之后為焦碳罐去頭的方法。該方法包含幾個步驟；(a)得到至少一個設計用來生產(chǎn)焦碳的焦碳罐；(b)在焦碳罐上裝備一個去頭閥，去頭閥被可拆卸地連接在焦碳罐上，并且它本身包含1)一個主體，具有把去頭閥連接到焦碳罐上的裝置；2)一個連接到主體上的可調節(jié)的動態(tài)實時負載支座；3)一個在動態(tài)實時負載支座對面連接到主體上的靜態(tài)支座；和4)一個連接到主體并被致動裝置激活的擋板，其中擋板可以在去頭閥內部在上下支座之間基本側向的雙向移動以控制去頭閥的打開和關閉，并且擋板提供了動態(tài)實時負載支座和靜態(tài)支座之間的密封；(c)關閉擋板，用擋板密封動態(tài)實時負載支座，從而密封去頭閥；(d)在精煉工藝中生產(chǎn)焦碳；和(e)利用擋板的致動使得它滑動穿過動態(tài)實時負載支座和靜態(tài)支座到達打開位置，在擋板移動過程中動態(tài)實時負載支座和靜態(tài)支座因此而剪掉了焦碳罐中的焦碳，為焦碳罐去了頭。這個方法可以在底部和頂部去頭系統(tǒng)中使用。
本發(fā)明可以用其它特定的形式來實施化，但不脫離它本質特征的精神。所描述的實施例被認為在全部方面僅僅作為示例而不是限制的。因此，本發(fā)明的范圍由所附的權利要求來指出而不是前面的描述。所有與權利要求意思或范圍等價的變化都將包含在這個范圍內。
權利要求
1.一種焦碳罐去頭系統(tǒng)，包含一個具有帶凸緣的節(jié)流孔的焦碳罐；一個可拆卸的連接在所述的焦碳罐的所述的帶凸緣的節(jié)流孔上的去頭閥，它包含一個實時負載支座組件，它具有至少一個動態(tài)實時負載支座和一個相應的實時負載支座調節(jié)機構來控制作用在所述的動態(tài)實時負載支座的力；一個在對面與所述的動態(tài)實時負載支座對齊的靜態(tài)支座；一個由致動裝置致動的擋板，所述的擋板可以在所述的去頭閥中在所述的動態(tài)實時負載支座和所述的靜態(tài)支座之間雙向移動，以控制所述的去頭閥的打開和關閉，并且當所述的擋板結有焦碳時，從所述的擋板上剪掉所述的焦碳，所述的擋板通過所述的動態(tài)實時負載支座來接收所述的力。
2.如權利要求1所述的焦碳罐去頭系統(tǒng)，其特征在于，所述的系統(tǒng)是一個底部去頭系統(tǒng)。
3.如權利要求1所述的焦碳罐去頭系統(tǒng)，其特征在于，所述的系統(tǒng)是一個頂部去頭系統(tǒng)。
4.如權利要求1所述的焦碳罐去頭系統(tǒng)，其特征在于，所述的實時負載支座組件進一步包含一個與所述的動態(tài)實時負載支座相鄰的力傳遞模塊，用來把力從所述的實時負載支座調節(jié)機構傳遞到所述的動態(tài)實時負載支座。
5.如權利要求4所述的焦碳罐去頭系統(tǒng)，其特征在于，所述的實時負載支座調節(jié)機構包含一個力施加器，它的一部分在所述的去頭閥外面，這樣單人就可以調節(jié)由動態(tài)實時負載支座作用在所述的擋板的力；一個偏壓活塞，連接在所述的力施加器上，從所述的力施加器上向所述的力傳遞模塊施力；一個彈簧負載組件，連接在所述的壓力施加器上，偏壓所述的活塞；和一組密封部件，包含在所述的實時負載支座調節(jié)機構中，其中所述的力施加器通過所述的活塞給所述的力傳遞模塊施加一個力，它實際上把所述的動態(tài)實時負載壓向所述的擋板，從而在所述的擋板和所述的支座之間形成密封。
6.如權利要求1所述的焦碳罐去頭系統(tǒng)，其特征在于，所述擋板的所述致動裝置在遠離的位置控制以增加安全性。
7.一種焦碳罐底部去頭系統(tǒng)，包含至少一個在其中含有所生產(chǎn)焦碳的焦碳罐，所述的至少一個焦碳罐具有一個帶凸緣的底部節(jié)流孔；一個可拆卸的連接在所述的焦碳罐上的去頭閥，通過為所述的至少一個焦碳罐去頭，使得從所述的至少一個焦碳罐中去除所述的焦碳更加方便，所述的去頭閥包含一個主體，在其中具有一個帶凸緣的節(jié)流孔，用來使所述的去頭閥可拆卸的與所述焦碳罐的所述的帶凸緣的底部節(jié)流孔連接在一起；連接在所述的主體上的上下閥帽；一個連接在所述的主體上的可調節(jié)的動態(tài)實時負載支座；一個與所述的動態(tài)實時負載支座相對的連接在所述主體上的靜態(tài)支座；和一個連接在所述主體上并通過一個致動裝置致動的擋板，所述的擋板可以在所述的去頭閥中在所述的動態(tài)實時負載支座和所述的靜態(tài)支座之間雙向移動，以控制所述的去頭閥的打開和關閉，所述的擋板在所述的動態(tài)實時負載支座和所述的靜態(tài)支座之間提供了密封；所述的焦碳罐被去頭，因此所述的焦碳罐要準備好去除所述的焦碳，通過把所述的擋板從關閉的密封的位置致動到打開的位置，使得所述的聚集在所述的擋板上和所述的閥中的焦碳被所述的擋板剪掉。
8.如權利要求7所述的底部去頭系統(tǒng)，進一步包含監(jiān)測和控制所述的去頭系統(tǒng)內部存在的壓力的裝置。
9.一種焦碳罐頂部去頭系統(tǒng)，包含監(jiān)測和控制所述的去頭系統(tǒng)內部存在的壓力的裝置；至少一個在其中含有所生產(chǎn)焦碳的焦碳罐，所述的至少一個焦碳罐具有一個帶凸緣的底部節(jié)流孔；一個可拆卸的連接在所述的焦碳罐上的去頭閥，通過為所述的至少一個焦碳罐去頭，使得從所述的至少一個焦碳罐中去除所述的焦碳更加方便，所述的去頭閥包含一個主體，在其中具有一個帶凸緣的節(jié)流孔，用來使所述的去頭閥可拆卸的與所述焦碳罐的所述的帶凸緣的底部節(jié)流孔連接在一起；連接在所述的主體上的上下閥帽；一個連接在所述的主體上的可調節(jié)的動態(tài)實時負載支座；一個與所述的動態(tài)實時負載支座相對的連接在所述主體上的靜態(tài)支座；和一個連接在所述主體上并通過一個致動裝置致動的擋板，所述的擋板可以在所述的去頭閥中在所述的動態(tài)實時負載支座和所述的靜態(tài)支座之間雙向移動，以控制所述的去頭閥的打開和關閉，所述的擋板在所述的動態(tài)實時負載支座和所述的靜態(tài)支座之間提供了密封；所述的焦碳罐被去頭，因此所述的焦碳罐要準備好去除所述的焦碳，通過把所述的擋板從關閉的密封的位置致動到打開的位置，使得所述的聚集在所述的擋板上和所述的閥中的焦碳被所述的擋板剪掉。
10.如權利要求9所述的頂部去頭系統(tǒng)，進一步包含監(jiān)測和控制所述的去頭系統(tǒng)內部存在的壓力的裝置。
11.一種焦碳罐去頭系統(tǒng)，包含至少一個在其中含有所生產(chǎn)焦碳的焦碳罐，所述的至少一個焦碳罐具有一個頂部節(jié)流孔和一個底部節(jié)流孔；一個可拆卸的連接在所述的焦碳罐上的去頭閥，設計用來通過為所述的焦碳罐去頭并允許所述的焦碳穿過其中，使得從所述的至少一個焦碳罐中去除所述的焦碳更加方便，所述的去頭閥包含一個主體，在其中具有一個帶凸緣的節(jié)流孔，當所述的去頭閥連接在其上時，它與所述焦碳罐的頂部節(jié)流孔和底部節(jié)流孔同心對齊；一個連接在所述主體上的實時負載支座組件，它包含一個動態(tài)實時負載支座、一個連接在所述主體上并且設計用來控制和調節(jié)所述動態(tài)實時負載支座的力和合成支座荷載的實時負載支座調節(jié)機構、和一個與所述的動態(tài)實時負載支座相鄰的力傳遞模塊用來把力從所述的實時負載支座調節(jié)機構傳遞到所述的動態(tài)實時負載支座上；一個位于所述的動態(tài)實時負載支座對面的靜態(tài)支座；和一個由致動裝置控制的可以在所述的去頭閥中和在所述的動態(tài)實時負載支座和所述的靜態(tài)支座之間雙向移動的擋板，所述的擋板由所述的動態(tài)實時負載支座在其上施加了一個力，這樣在所述的動態(tài)實時負載支座、所述的擋板和所述的靜態(tài)支座之間提供了密封；其中所述的去頭閥為所述的焦碳罐去頭，通過把所述的擋板從關閉的位置致動到打開的位置，使得從所述的焦碳罐中清除所述的焦碳更加方便，在這一過程中被所述的焦碳被剪掉了。
12.如權利要求11所述的焦碳罐去頭系統(tǒng)，其特征在于，所述的焦碳罐去頭系統(tǒng)是一個底部去頭系統(tǒng)。
13.如權利要求11所述的焦碳罐去頭系統(tǒng)，其特征在于，所述的焦碳罐去頭系統(tǒng)是一個頂部去頭系統(tǒng)。
14.如權利要求11所述的焦碳罐去頭系統(tǒng)，其特征在于，所述的焦碳罐具有圍繞所述的頂部和底部節(jié)流孔的凸緣部分，其中所述的去頭閥具有圍繞所述主體的所述節(jié)流孔的凸緣部分，并且所述焦碳罐的所述凸緣部分可以與所述去頭閥的所述凸緣部分對齊并匹配，以提供可拆卸的連接所述的去頭閥和所述的焦碳罐的一種方式。
15.如權利要求11所述的焦碳罐去頭系統(tǒng)，其特征在于，所述的動態(tài)實時負載支座包含一個所述去頭閥的上部支座。
16.如權利要求11所述的焦碳罐去頭系統(tǒng)，其特征在于，所述的動態(tài)實時負載支座包含一個所述去頭閥的下部支座。
17.如權利要求11所述的焦碳罐去頭系統(tǒng)，其特征在于，所述的靜態(tài)支座包含一個所述去頭閥的上部支座。
18.如權利要求11所述的焦碳罐去頭系統(tǒng)，其特征在于，所述的靜態(tài)支座包含一個所述去頭閥的下部支座。
19.如權利要求11所述的焦碳罐去頭系統(tǒng)，其特征在于，所述的實時負載支座組件進一步包含一個支座固定器。
20.如權利要求11所述的焦碳罐去頭系統(tǒng)，其特征在于，所述的力傳遞模塊是一個楔型的部件，這樣由所述實時負載支座調節(jié)機構傳來的軸向力在所述的動態(tài)實時負載支座上合成為基本垂直的力。
21.如權利要求11所述的焦碳罐去頭系統(tǒng)，其特征在于，所述的實時負載支座調節(jié)機構包含一個力施加器，它的一部分在所述的去頭閥外面，這樣單人就可以調節(jié)由動態(tài)實時負載支座作用在所述的擋板的力；一個偏壓活塞，連接在所述的力施加器上，從所述的力施加器上向所述的力傳遞模塊施力；一個彈簧負載組件，連接在所述的壓力施加器上，偏壓所述的活塞；和一組密封部件，包含在所述的實時負載支座調節(jié)機構中，其中所述的力施加器通過所述的活塞給所述的力傳遞模塊施加一個力，它實際上把所述的動態(tài)實時負載壓向所述的擋板，從而在所述的擋板和所述的支座之間形成密封。
22.如權利要求11所述的焦碳罐去頭系統(tǒng)，其特征在于，所述擋板的所述致動裝置在遠離位置控制以增加安全性。
23.如權利要求11所述的焦碳罐去頭系統(tǒng)，其特征在于，所述擋板的所述致動裝置是液壓控制的。
24.如權利要求11所述的焦碳罐去頭系統(tǒng)，其特征在于，所述擋板的所述致動裝置是氣壓控制的。
25.如權利要求11所述的焦碳罐去頭系統(tǒng)，進一步包含監(jiān)測和控制所述去頭系統(tǒng)內部存在的壓力的裝置。
26.一種在焦碳生產(chǎn)之后為焦碳罐去頭的方法，所述的方法包含以下步驟得到至少一個設計用來生產(chǎn)所述焦碳的焦碳罐；在所述焦碳罐上裝備一個去頭閥，所述去頭閥被可拆卸地連接在所述焦碳罐上，并且包含一個主體，具有把所述去頭閥連接到所述焦碳罐上的裝置；一個連接到主體上的可調節(jié)的動態(tài)實時負載支座；一個在動態(tài)實時負載支座對面連接到主體上的靜態(tài)支座；和一個連接到主體并被致動裝置激活的擋板，所述的擋板可以在所述去頭閥內部在所述上下支座之間基本側向的雙向移動以控制所述去頭閥的打開和關閉，所述擋板提供了所述動態(tài)實時負載支座和所述靜態(tài)支座之間的密封；關閉所述的擋板，用所述擋板密封所述的動態(tài)實時負載支座，從而密封所述的去頭閥；在精煉工藝中生產(chǎn)所述的焦碳；和利用所述擋板的致動使得它滑動穿過所述的動態(tài)實時負載支座和所述的靜態(tài)支座到達打開位置，在所述擋板移動過程中所述動態(tài)實時負載支座和所述靜態(tài)支座因此而剪掉了所述焦碳罐中的所述焦碳。
27.如權利要求26所述的方法，其特征在于，所述的去頭包含所述焦碳罐的頂部去頭。
28.如權利要求26所述的方法，其特征在于，所述的去頭包含所述焦碳罐的底部去頭。
29.一種連接在焦碳罐上的焦碳罐去頭閥，所述的焦碳罐去頭閥包含一個主體，在其中具有一個與焦碳罐的節(jié)流孔對齊并匹配的節(jié)流孔；一個實時負載支座組件，包含一個動態(tài)實時負載支座和一個實時支座調節(jié)機構用來控制作用在所述的動態(tài)實時負載支座上的力的大??；一個與所述的動態(tài)實時負載支座相對放置并對齊的靜態(tài)支座；一個通過致動裝置致動的擋板，并且可以在所述的動態(tài)實時負載支座和所述的靜態(tài)支座之間滑動，這樣在所述的擋板和所述的支座之間形成了密封，所述的擋板能夠在打開、部分打開和關閉的位置之間基本上雙向移動，當所述擋板上結有焦碳時，當所述的擋板被打開時，所述的擋板剪掉了所述的焦碳，因此為所述的焦碳罐去了頭。
30.一種焦碳罐去頭系統(tǒng)，包含一個焦碳罐，在其上有一個開口，所述的焦碳罐接收從生產(chǎn)系統(tǒng)和工藝中生產(chǎn)出來的焦碳；一個去頭閥，可拆卸的連接在所述焦碳罐的所述開口處，使所述焦碳罐中焦碳的清除更方便，所述的去頭閥包含(1)一個主體，具有一個節(jié)流孔，當去頭閥連接在其上時，它與所述焦碳罐的所述開口對齊；(2)一個連接在所述主體上的實時負載支座組件，它包含一個動態(tài)實時負載支座；至少一個連接在所述主體上并且設計用來控制和調節(jié)所述動態(tài)實時負載支座的力和合成支座荷載的實時負載支座調節(jié)機構；和一個與所述的動態(tài)實時負載支座相鄰的力傳遞模塊用來把力從所述的實時負載支座調節(jié)機構傳遞到所述的動態(tài)實時負載支座上；(3)一個靜態(tài)支座組件，包含一個位于所述的動態(tài)實時負載支座對面的靜態(tài)支座；和(4)一個由致動裝置控制的可以在所述的去頭閥中和在所述的動態(tài)實時負載支座和所述的靜態(tài)支座之間移動的滑動擋板，所述的擋板由所述的動態(tài)實時負載支座在其上施加了一個力，這樣在所述的動態(tài)實時負載支座、所述的擋板和所述的靜態(tài)支座之間形成了密封，所述的擋板可以重復和自動的為所述的焦碳罐去頭或裝頭，其中所述的滑動擋板的所述移動用來打開和關閉所述的去頭閥，其中所述的滑動擋板的從關閉到打開位置的所述移動用來為所述焦碳罐去頭。
31.如權利要求30的焦碳罐去頭系統(tǒng)，其特征在于，所述的滑動擋板是一個雙重固定的、線性移動的、金屬對金屬密封的隔離裝置，特別是一個完全封閉的液壓驅動的雙重密封和加壓的線性護目擋板。
32.如權利要求30的焦碳罐去頭系統(tǒng)，其特征在于，所述的在所述滑動擋板和所述的每個支座之間的密封是通過金屬對金屬的接觸而形成的。
33.如權利要求30的焦碳罐去頭系統(tǒng)，其特征在于，所述的實時負載支座組件包含四個所述的實時支座調節(jié)機構，圍繞著所述的動態(tài)實時負載支座的周圍等距離分布在四角，為所述的動態(tài)實時負載支座提供精確的點對點的調節(jié)能力。
34.一種焦碳罐去頭閥，包含；一個可拆卸的連接在焦碳罐上的主體，其中所述的主體包含一個節(jié)流孔，它與所述的焦碳罐的開口同心對齊；一個擋板或滑動擋板，能夠在上下支座之間移動，它們通過各自的支座扣環(huán)固定在各自的位置，所述的滑動擋板的移動可以打開和關閉所述的去頭閥，所述的滑動擋板和各個所述的支座在其間形成密封，所述的擋板可以重復的和自動為所述的焦碳罐去頭和裝頭而不需要人力活動；一個浮動的動態(tài)實時負載支座，包含所述的上下支座，所述的浮動動態(tài)實時負載支座可以調節(jié)并且連續(xù)的利用一個或多個偏壓部件偏壓所述的滑動擋板；和至少一個實時支座調節(jié)機構，它連接在所述的主體上用來控制所述浮動動態(tài)實時負載支座的調節(jié)性，其中，當所述的滑動擋板從關閉的位置回到打開的位置時，所述的焦碳罐被去頭了。
35.如權利要求34的焦碳罐去頭閥，其特征在于，偏壓部件包含圍繞在所述的支座扣環(huán)外圍在接近中心的地方排列的重型螺旋彈簧。
36.如權利要求34的焦碳罐去頭閥，其特征在于，偏壓部件包含圍繞著所述的浮動動態(tài)實時負載支座在四個角排列的外部實時負載和密封的支座楔。
37.如權利要求34的焦碳罐去頭閥，其特征在于，偏壓部件包含一個放置在所述的浮動動態(tài)實時負載支座和所述的支座扣環(huán)之間的全周的易變形的密封彈簧。
38.一種焦碳罐去頭閥，包含一個可拆卸的連接在焦碳罐上的主體，其中所述的主體包含一個節(jié)流孔，它與所述的焦碳罐的開口同心對齊；一個浮動的動態(tài)實時負載支座，在所述的主體內被可調節(jié)地偏壓；至少一個實時支座調節(jié)機構，它連接在所述的主體上用來控制所述浮動動態(tài)實時負載支座的調節(jié)性，所述的實時支座調節(jié)機構包含一個或多個偏壓部件；獨立的荷載區(qū)，設計用來為所述的浮動動態(tài)實時負載支座提供精確的點對點調節(jié)；一個靜態(tài)支座，被支座扣環(huán)固定在位并且包含一個位于所述的動態(tài)實時負載支座對面并且設計用來與抵消它的靜態(tài)支座；和一個擋板或滑動擋板，可以在所述的動態(tài)實時負載支座和所述的靜態(tài)支座之間移動以打開和關閉所述的去頭閥，所述的滑動擋板和各個所述的支座在其間形成密封，所述的擋板可以重復的和自動的為所述的焦碳罐去頭和裝頭而不需要人力活動，其中所述的焦碳罐當所述的滑動擋板從關閉的位置回到打開的位置時為去頭了。
39.一種在焦碳生產(chǎn)和凈化過程中使用的去頭閥，所述的去頭閥包含(1)一個主體，具有一個節(jié)流孔，它與焦碳罐的一個開口同心對齊；(2)一個連接在所述主體上的實時負載支座組件，它通過支座扣環(huán)固定在合適的位置，所述的實時負載支座組件包含一個動態(tài)實時負載支座；至少一個連接在所述主體上并且設計用來控制和調節(jié)所述動態(tài)實時負載支座的力和合成支座荷載的實時負載支座調節(jié)機構，所述的實時支座調節(jié)機構包含一系列偏壓荷載承受部件，它們設計用來使所述的動態(tài)實時負載支座浮動起來；一個與所述的動態(tài)實時負載支座相鄰的力傳遞模塊用來把力從所述的實時負載支座調節(jié)機構傳遞到所述的動態(tài)實時負載支座上；(3)一個靜態(tài)支座組件，通過支座扣環(huán)固定在合適的位置，并且包含一個位于所述的動態(tài)實時負載支座對面的設計用來抵消它的靜態(tài)支座；和(4)一個由致動裝置控制的可以在所述的去頭閥中和在所述的動態(tài)實時負載支座和所述的靜態(tài)支座之間移動的擋板或滑動擋板，所述的擋板由所述的動態(tài)實時負載支座和所述的靜態(tài)支座在其上施加了一個力，這樣在所述的動態(tài)實時負載支座、所述的擋板和所述的靜態(tài)支座之間形成了密封，所述的擋板可以重復和自動的為所述的焦碳罐去頭或裝頭而不需要人力活動，其中所述的滑動擋板的所述移動用來打開和關閉所述的去頭閥，其中所述的滑動擋板的從關閉到打開位置的所述移動用來為所述焦碳罐去頭。
40.如權利要求39的去頭閥，其特征在于，所述的偏壓荷載承受部件是一系列彈簧。
41.如權利要求39的去頭閥，其特征在于，所述的偏壓荷載承受部件是貝爾維尤墊圈。
42.一種在焦碳生產(chǎn)和凈化過程中使用的去頭閥，所述的去頭閥包含(1)一個主體，具有一個節(jié)流孔，它與焦碳罐的一個開口同心對齊；(2)一個連接在所述主體上的實時負載支座組件，它通過支座扣環(huán)固定在合適的位置，所述的實時負載支座組件包含一個動態(tài)實時負載支座；至少一個連接在所述主體上并且設計用來控制和調節(jié)所述動態(tài)實時負載支座的力和合成支座荷載的實時負載支座調節(jié)機構，所述的實時支座調節(jié)機構包含一系列偏壓荷載承受部件，它們設計用來使所述的動態(tài)實時負載支座浮動起來；一個與所述的動態(tài)實時負載支座相鄰的力傳遞模塊用來把力從所述的實時負載支座調節(jié)機構傳遞到所述的動態(tài)實時負載支座上；一個放置在所述的動態(tài)實時負載支座和所述的支座扣環(huán)之間的全周的易變形的密封彈簧，它用來提供輔助加載的處理壓力，所述的易變形的密封彈簧與所述的偏壓荷載承受部件一起工作以允許所述的動態(tài)實時負載支座浮動起來；(3)一個靜態(tài)支座組件，通過支座扣環(huán)固定在合適的位置，并且包含一個位于所述的動態(tài)實時負載支座對面的設計用來抵消它的靜態(tài)支座；和(4)一個由致動裝置控制的可以在所述的去頭閥中和在所述的動態(tài)實時負載支座和所述的靜態(tài)支座之間移動的擋板或滑動擋板，所述的擋板由所述的動態(tài)實時負載支座和所述的靜態(tài)支座在其上施加了一個力，這樣在所述的動態(tài)實時負載支座、所述的擋板和所述的靜態(tài)支座之間形成了密封，所述的擋板可以重復和自動的為所述的焦碳罐去頭或裝頭而不需要人力活動，其中所述的滑動擋板的所述移動用來打開和關閉所述的去頭閥，其中所述的滑動擋板的從關閉到打開位置的所述移動用來為所述焦碳罐去頭。
43.一種在焦碳生產(chǎn)和凈化過程中使用的去頭閥，所述的去頭閥包含(1)一個主體，具有一個節(jié)流孔，它與焦碳罐的一個開口同心對齊；(2)一個連接在所述主體上的實時負載支座組件，它通過支座扣環(huán)固定在合適的位置，所述的實時負載支座組件包含一個動態(tài)實時負載支座；至少一個連接在所述主體上并且設計用來控制和調節(jié)所述動態(tài)實時負載支座的力和合成支座荷載的實時負載支座調節(jié)機構，所述的實時支座調節(jié)機構包含一系列偏壓荷載承受部件，它們設計用來使所述的動態(tài)實時負載支座浮動起來；一個與所述的動態(tài)實時負載支座相鄰的力傳遞模塊用來把力從所述的實時負載支座調節(jié)機構傳遞到所述的動態(tài)實時負載支座上；一個偏壓部件，圍繞著所述的支座扣環(huán)的外圍在接近中心的地方布置，設計用來與所述的偏壓荷載承受部件一起工作以允許所述的動態(tài)實時負載支座浮動起來；(3)一個靜態(tài)支座組件，通過支座扣環(huán)固定在合適的位置，并且包含一個位于所述的動態(tài)實時負載支座對面的設計用來抵消它的靜態(tài)支座；和(4)一個由致動裝置控制的可以在所述的去頭閥中和在所述的動態(tài)實時負載支座和所述的靜態(tài)支座之間移動的擋板或滑動擋板，所述的擋板由所述的動態(tài)實時負載支座和所述的靜態(tài)支座在其上施加了一個力，這樣在所述的動態(tài)實時負載支座、所述的擋板和所述的靜態(tài)支座之間形成了密封，所述的擋板可以重復和自動的為所述的焦碳罐去頭或裝頭而不需要人力活動，其中所述的滑動擋板的所述移動用來打開和關閉所述的去頭閥，其中所述的滑動擋板的從關閉到打開位置的所述移動用來為所述焦碳罐去頭。
44.如權利要求43的去頭閥，其特征在于，所述的偏壓部件包含一組螺旋彈簧。
45.如權利要求43的去頭閥，其特征在于，所述的偏壓部件包含一個易變形的氣泡。
46.一種在焦碳生產(chǎn)和凈化過程中使用的去頭閥，所述的去頭閥包含(1)一個主體，具有一個節(jié)流孔，它與焦碳罐的一個開口同心對齊；(2)一個連接在所述主體上的實時負載支座組件，它通過支座扣環(huán)固定在合適的位置，所述的實時負載支座組件包含；一個浮動的動態(tài)實時負載支座；一組連接在所述的主體上的實時支座調節(jié)機構，圍繞所述的浮動動態(tài)實時負載支座的外圍等距離分布，所述的這組實時支座調節(jié)機構中的每一個都提供獨立的荷載區(qū)，用來為所述的浮動動態(tài)實時負載支座提供精確的點對點的調節(jié)能力，所述的這組實時支座調節(jié)機構包含一系列偏壓荷載承受部件，設計用來使所述的動態(tài)實時負載支座浮動起來；一個與所述的動態(tài)實時負載支座相鄰的力傳遞模塊用來把力從所述的實時負載支座調節(jié)機構傳遞到所述的動態(tài)實時負載支座上；(3)一個靜態(tài)支座組件，通過支座扣環(huán)固定在合適的位置，并且包含一個位于所述的動態(tài)實時負載支座對面的設計用來抵消它的靜態(tài)支座；和(4)一個由致動裝置控制的可以在所述的去頭閥中和在所述的動態(tài)實時負載支座和所述的靜態(tài)支座之間移動的擋板或滑動擋板，所述的擋板由所述的動態(tài)實時負載支座和所述的靜態(tài)支座在其上施加了一個力，這樣在所述的動態(tài)實時負載支座、所述的擋板和所述的靜態(tài)支座之間形成了密封，所述的擋板可以重復和自動的為所述的焦碳罐去頭或裝頭而不需要人力活動，其中所述的滑動擋板的所述移動用來打開和關閉所述的去頭閥，其中所述的滑動擋板的從關閉到打開位置的所述移動用來為所述焦碳罐去頭。
全文摘要
不用實際除去頭單元的焦碳罐去頭系統(tǒng)。通過使用特殊設計的雙重固定的線性移動的護目擋板閥或去頭閥實現(xiàn)，它可拆卸的連接在焦碳罐的凸緣部分上并使其密封，與傳統(tǒng)的頭單元連接方法一樣。去頭閥裝備有滑動擋板，它包含在上部和下部支座之間并且可在它們之間移動，其中這樣的支座是浮動的動態(tài)實時負載支座，它可以通過一個或多個荷載區(qū)自動進行調節(jié)，以便在上部和下部支座間密封擋板?；瑒訐醢宓囊苿佑脕泶蜷_和關閉去頭閥，當它處于關閉的位置時，去頭閥準備好接收從生產(chǎn)焦碳的精煉工藝傳來的殘油副產(chǎn)品。一旦罐被充滿，去頭閥可被致動，聚集在擋板上的焦碳被上部和下部支座剪掉，從而為焦碳罐去頭并用本領域通知的方法使得焦碳的去除更加方便。
文檔編號C10B25/10GK1880408SQ20051012965
公開日2006年12月20日 申請日期2002年3月11日 優(yōu)先權日2001年3月12日
發(fā)明者魯賓·F·拉赫 申請人:柯蒂斯-賴特流體控制公司