焦炭塔是石化行业延迟焦化装置的重要设备 ,操作条件苛刻 ,是承受热循环和机械应力循环的压力容器。焦炭塔内部温度达到 400℃左右,工人需每天拆卸一次来清除内部的焦炭, 劳动强度很大。采用自动卸盖装置可实现焦炭塔底盖自动打开或关闭 ,可代替传统的人工拆卸。底盖和塔身连接处机械密封力加载安全、可靠,而碟形弹簧液压系统控制液压**紧器实现自动加卸载荷。
　　1 液压**紧器设计方案及选择

　　根据总体设计方案, 底盖和焦炭塔塔身连接处密封结构、液压**紧器装配结构如图 1所示。



　　焦炭塔塔身内部温度较高 , 而采用液压系统作为控制**紧器**杆伸缩动作, 液压系统较高工作温度一般在 65℃左右, 金属导热好 , 因此**紧器需要控制传热温度 ,保证液压系统正常工作 ; 液压**紧器结构布置在半径一定的圆周上, 两个**紧器之间的距离需保证安装、调试 、维修方便; 而根据总体布置来看 ,控制液压**紧器轴向空间相对狭小 ,这使得液压**紧器轴向尺寸受限制。根据实际工作情况和要求 , 拟制定设 计方案如下 [ 1 ～ 4]：



　　a .方案一( 图 2a )。液压**紧器利用法兰和底盖连接 , 结构上使用散热片散热、隔热棒隔热,采用两级活塞串联通压力油控制碟簧伸缩, 用压力传感器测碟簧施加的密封力, 并用调节螺栓调节其大小。该方案缺点是轴向尺寸长 ,安装不方便。

　　b .方案二 ( 图 2b ) 。采用水套循环散热, 散热效果好,但是需要循环水 ,现场无法实施 。其它结构、性能和方案一相同。

　　c .方案三 ( 图 2c ) 。通过计算增加液压**紧器径向尺寸 ,采用单作用活塞通压力油控制碟簧伸缩, 用压力传感器测碟簧施加的密封力 ,虽然施加密封力调节方便,但是结构复杂, 另外传感器受温度作用会影响测力精度 。该方案缺点是需要在液压**紧器和底盖之间加减调整垫片来调节密封力的大小,采用散热片散热使得液压**紧器轴向尺寸较长 ,但散热效果好。

　　d .方案四 ( 图 2 d )。液压**紧器安装采用连接套上螺纹直接和底盖的螺纹孔相连, 这种连接方式需要有**工具 , 安装方便 , 利用连接套上轴向孔散热 , 散热效果差但通过计算能够满足要求。

　　综合比较 4组方案,力求结构简单实用,优选方案四。

　　2 液压**紧器结构设计计算

　　液压**紧器的设计计算主要是碟簧的计算、选取 [ 5]以及根据整体设计方案确定每个液压**紧器施加密封力时通入液压油的液压系统的压力。

　　根据碟簧工作环境(主要是工作温度)和结构空间-径向尺寸的要求,选择碟簧材料为30W4Cr2V,径向尺寸 D=71mm , d=36mm ,利用文献[5]提供的计算方法和数据,确定串联组数i,再根据i的取值和液压**紧器轴向空间的限制,确定碟簧的设计方案列于表1。

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