气化器用的自锚定膨胀间隙组件.pdf

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摘要
申请专利号:

CN02806681.2

申请日:

2002.03.08

公开号:

CN1498329A

公开日:

2004.05.19

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效|||公开

IPC分类号:

F23M5/00

主分类号:

F23M5/00

申请人:

德士古发展公司;

发明人:

约翰·C·格伦; 唐纳德·D·布鲁克

地址:

美国加利福尼亚州

优先权:

2001.03.16 US 09/810,053

专利代理机构:

中国国际贸易促进委员会专利商标事务所

代理人:

郑修哲

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内容摘要

一种如气化器(10)之类的衬耐火材料的容器用的自锚定耐火的膨胀间隙组件,包括一个环形的隔热结构(66,68),由可压缩的耐火材料组成。由不可压缩的耐火材料形成的绳卷(62)放在隔热结构的外周边。膨胀间隙组件放在气化器的膨胀间隙中,例如使得在膨胀间隙绳卷与气化器的耐火内衬中的环形槽(30)对齐。膨胀间隙组件的压缩使绳卷锁定在膨胀间隙的环形槽中可防止真空拉出。绳圈由单卷或由优选地由单段耐火绳形成的多个同心卷形成。

权利要求书

1: 一种自锚定耐火的膨胀间隙组件,包括: a)一个实质上环形的隔热结构,由可压缩的耐火材料组成,上述 的环形的隔热结构具有一个内周边,一个外周边,当隔热结构未压缩 时具有一个第一预定的轴向厚度,以及当隔热结构在轴向上压缩一个 预定量时具有一个减小的第二轴向厚度,以及 b)一个绳卷,由较难压缩的耐火材料组成,放置在靠近环形的隔 热结构的外周边,这样使绳的卷处于环形的隔热结构的外周边内,借 此上述的绳卷和上述的环形隔热结构能够接收一个轴向力,从而使上 述的绳卷轴向地进入一个膨胀间隙的环形凹槽内,并且上述的环形的 隔热结构可以锁定此环形的隔热结构和绳在环形凹槽中从而防止膨胀 间隙组件从膨胀间隙真空拉出。
2: 如权利要求1要求的膨胀间隙组件,其特征在于,上述的环的 隔热结构包括多个可压缩的耐火材料层。
3: 如权利要求2的膨胀间隙组件,其特征在于,上述的环形的隔 热结构包括一个外夹层和一个设置在外夹层之间的内夹层,上述的外 夹层选自包括陶瓷纸和陶瓷织物的一组。
4: 如权利要求3的膨胀间隙组件,其特征在于,所述的组件包括 一个高温合金网的实质上环形的包套,围绕实质上环形的隔热结构, 以形成一个整体的包装件。
5: 如权利要求3的膨胀间隙组件,其特征在于,外夹层和内夹层 具有相应的周边圆折叠部分,设置在环形的隔热结构的外周边处,以 及绳卷放置在内夹层的周边折叠部分,这样使绳卷被夹持在上述的环 形隔热结构的内和外夹层之间。
6: 如权利要求1的膨胀间隙组件,其特征在于,环形的隔热结构 是由实质上角度相等的一个环的多个实质上径向的分段组成,每个上 述的分段是围绕绳卷的相应部分折叠的。
7: 如权利要求6的膨胀间隙组件,其特征在于,环形的隔热结构 是由八个上述的实质上轴向的分段组成的。
8: 如权利要求6的膨胀间隙组件,其特征在于,每个上述的分段 的隔热结构包括一个可压缩的耐热材料的内层,围绕绳卷的一部分折 叠,以及一个外层,围绕内层和绳的此部分。
9: 如权利要求8的膨胀间隙组件,其特征在于,外层选自包括陶 瓷纸和陶瓷织物的一组。
10: 如权利要求9的膨胀间隙组件,其特征在于,所述的组件包括 一个不锈钢网的实质上环形的包套,围绕实质上环形的隔热结构,以 形成一个整体的包装件。
11: 如权利要求1的膨胀间隙组件,其特征在于,上述的绳卷包括 多个实质上同心的卷。
12: 如权利要求8的膨胀间隙组件,其特征在于,内层是由陶瓷纸 或陶瓷织物组成的,以及外层是由陶瓷纤维垫材料组成的。
13: 一种自锚定耐火的膨胀间隙组件,它包括: a)一个实质上环形的隔热结构,由可压缩的耐火材料组成,上述 的环形隔热结构具有一个内周边,一个外周边,当隔热结构未压缩时 具有一个第一预定的轴向厚度,以及当隔热结构在轴向上压缩一个预 定量时具有一个减小的第二厚度, b)一个绳卷,由较难压缩的耐火材料组成,放置在靠近环形的隔 热结构的外周边,这样使绳卷处于环形的隔热结构的外周边内,借此 上述的绳卷和上述的环形的隔热结构能够接收一个轴向力,从而使上 述的绳卷轴向地进入一个膨胀间隙的环形凹槽内,并且上述的环形隔 热结构可以锁定此环形隔热结构和绳卷在环形凹槽中,从而防止膨胀 间隙组件从膨胀间隙真空拉出, c)上述的环形隔热结构是由实质上角度相等的一个环的多个实质 上径向的分段组成的,每个上述的分段是围绕绳卷的相应部分折叠的, 以及 d)每个上述的分段的隔热结构包括一个可压缩的耐火毡垫材料的 内层围绕绳卷的一部分折叠,以及一个外层,围绕内层和绳的此部分, 上述的外层是选自包括可压缩的陶瓷和可压缩的陶瓷织物的一组。
14: 如权利要求13的膨胀间隙组件,其特征在于,外层是陶瓷织 物缝合到一起的以形成一个围绕内层的环形包套。
15: 如权利要求14的膨胀间隙组件,其特征在于所述的组件包括 一个高温合金网的实质上环形的包套围绕环形的陶瓷织物包套。
16: 如权利要求13的膨胀间隙组件,其特征在于,上述的绳卷包 括多个实质上同心的卷。
17: 如权利要求13的膨胀间隙组件,其特征在于,环形隔热结构 是由八个上述的实质上径向的分段组成的。
18: 一种自锚定耐火的膨胀间隙组件,包括: a)一个实质上环形的隔热结构, b)上述的环形的耐火结构是由可压缩的耐火材料组成,并且具有 一个内周边和一个外周边,以及当环形隔热结构未压缩时具有一个第 一预定的轴向厚度以及当环形隔热结构在轴向上压缩时具有一个减小 的第二厚度, c)上述的膨胀间隙组件还包括一个绳卷,由较难压缩的耐火材料 组成,定位在靠近环形隔热结构的外周边,这样使绳的卷位于环形隔 热结构的外周边内,上述的绳卷具有一个横截面直径,当隔热毡垫被 轴向地压缩时,它提供带有一个周边凸起的环形隔热结构,以及 d)上述的环形隔热结构包括一个可压缩的耐火毡垫材料内层,围 绕绳卷的一部分折叠,以及一个陶瓷织物的外层,围绕内层折叠。
19: 一种防止膨胀间隙组件由膨胀间隙真空拉出的方法,包括: a)为一个耐火内衬的容器的耐火砖内衬提供一个环形的膨胀间隙 设在容器的上部分,以及在耐火砖内衬的顶面部分形成一个环形凹槽, b)形成一个按照权利要求13自锚定耐火的膨胀间隙组件,该组件 具有一个未压缩的厚度比环形的膨胀间隙的间隙高度大, c)定位膨胀间隙组件,使绳卷与耐火砖内衬内的环形凹槽对准, d)放置一个盖子元件跨过容器的上部分,以压缩膨胀间隙组件和 迫使绳卷进入环形凹槽,从而使膨胀间隙组件借助把膨胀间隙组件的 周边的凸起部分锁定在环形凹槽中而把膨胀间隙锁定在环形凹槽的位 置内。
20: 权利要求19的方法,它包括把膨胀间隙组件绕在一个如权利 要求15的高温合金包套内。
21: 如权利要求1的膨胀间隙组件,其特征在于,绳卷离开环形的 隔热结构的内周边的距离比离开外周边的距离远。

说明书


气化器用的自锚定膨胀间隙组件

    【技术领域】

    本发明涉及带耐火材料内衬的容器,比如气化器用的膨胀间隙组件,更具体地说,涉及一种气化器用的新型自锚定膨胀间隙组件。

    背景技术

    美国专利NO.2,809,104和5,484,554公开的这类部分氧化的气化器,用于处理含碳燃料,包括燃煤、石油焦、天然气和油料以产生氢和一氧化碳的气体混合物,比如煤气、合成气体、还原气体和气体燃料。典型的气化器地工作温度范围为由约2200°F至3000°F。工作压力范围为由10至200大气压。

    气化器的壳体通常包括一个外钢壳或容器,其内部用一层或多层隔热和耐火材料做内衬,比如耐火粘土砖,也称为耐火砖或耐火内衬。

    众所周知,当耐火砖由环境温度加热至气化器的工作温度时将会膨胀。

    如果在气化器内没有对耐火内衬的热膨胀做出预防措施,多半会产生这样的情况,气化器的壳体不会以耐火砖相同的速率膨胀,在耐火砖膨胀时气化器壳体会破裂。另一个潜在的热膨胀问题是,位于气化器壳体内顶部的耐火砖拱顶会弯曲或倾斜,导至耐火结构坍塌。因此,尤其是在气化器内顶部,通常要对耐火内衬提供膨胀间隙,以吸收耐火砖的热膨胀。

    上述的专利涉及的气化器可以用一种环形的供给喷射器工作,例如美国专利4,443,230和4,491,456中所示。供给喷射器通常位于气化器的顶部的一个缩颈开口处,以及用于把可泵送的含碳燃料浆料引入气化器。含碳燃料的浆料与部分氧化用的含氧气体一起引入向下进入气化器内的一个反应室。

    为了便于安装供给喷射器,通常在气化器的顶颈开口处设置一个环形凸缘,也称为中部凸缘。中部凸缘形成供给喷射器用的一个安装面。在美国专利5,484,559中所示的供给喷射器包括一个安装凸缘,它位于中部凸缘安排成实质上封闭气化器的顶部。供给喷射器的这种安装安排有助于保持气化器内的压力环境。

    当供给喷射器处于气化器内的工作位置时,它从气化器的顶颈部开口延伸向下进入一个集中位置,这样使在供给喷射器的主体部分与围绕的耐火内衬之间有一个环形的空间。

    已知提供耐火内衬用的一个膨胀间隙,高于气化器上内部分的耐火砖的顶面,低于气化器外壳的顶开口。因此这个膨胀间隙是一个限定在支承供给喷射器的中部凸缘和耐火砖的顶面之间的空间。然而,膨胀间隙暴露出气化器外壳的一个内表面,如果它保持未加防护,将会导致气化器外壳在膨胀间隙处过热。

    为了防护气化器外壳的暴露的内表面,已知在膨胀间隙内设置一个耐火膨胀间隙组件,它是由可压缩的耐火隔热材料制成的。该膨胀间隙组件在非压缩状态下通常比膨胀间隙厚,当中部凸缘安装在气化器的顶颈部分时,它被压缩顶住耐火砖的顶面。

    然而,在预热程序和气化时,在环形空间内形成真空条件,包围着供给喷射器的主体。这种真空条件倾向于从膨胀间隙抽拉出膨胀间隙组件沿向下的方向进入气化器的反应室。对膨胀间隙组件的这种真空拉出作用也可称为膨胀间隙组件的真空拉出。膨胀间隙组件的真空拉出的不利的结果是气化器外壳的内表面变成在膨胀间隙处暴露的,没有耐火膨胀间隙组件提供的隔热防护而容易遭受过热损坏。

    因此希望提供一种自锚定的耐火膨胀间隙组件,它能够抵抗从气化器的膨胀间隙的真空拉出。

    【发明内容】

    本发明的目的是提供一种气化器用的新型的自锚定膨胀间隙组件,一种新型的自锚定膨胀间隙组件,该组件可以锁定在气化器的膨胀间隙内,一种气化器用的新型的自锚定膨胀间隙组件,该组件包括一个周边的凸起部分,它能够抵抗膨胀间隙组件的真空拉出,一种气化器用的新型的自锚定膨胀间隙组件,该组件是由可压缩的和较难压缩的耐火材料组成,并且较难压缩的耐火材料定位邻近膨胀间隙组件的外周边,一种气化器用的新型的自锚定膨胀间隙组件,该组件包括可压缩的耐火材料包绕着较难压缩的耐火材料,一种气化器用的新型的自锚定膨胀间隙组件,该组件包括可压缩的耐火材料设置在较难压缩的耐火材料上面,一种气化器用的新型的自锚定膨胀间隙组件,该组件包括可压缩的耐火材料和较难压缩的耐火材料缠绕在一个包套内以形成一个整体的包装件,一种自锚定环形膨胀间隙组件,它具有由圆环的多个分段组成的可压缩的耐火材料和折叠在一个较难压缩的耐火材料的卷上,一种气化器用的自锚定环形膨胀间隙组件,它具有一个单件的可压缩耐火隔热结构绕着一个较难压缩的耐火材料的一个卷折叠,以及防止一个膨胀间隙组件从气化器真空拉出的一种新颖的方法。

    本发明的其它目的和特点将在下文部分会清楚和部分会说明。

    按照本发明,一种气化器用的自锚定膨胀间隙组件包括一个实质上环形的隔热毡垫结构,它由可压缩的耐火材料和较难压缩的耐火绳卷组成,耐火绳定位邻近隔热毡垫的外周边。

    膨胀间隙组件设置在气化器的一个环形膨胀间隙内,该膨胀间隙包括一个环形的周边凹槽。膨胀间隙组件的耐火绳卷因此可以接收和锁定在膨胀间隙的凹槽内。

    在这种安排下,绳卷和隔热毡垫结构可以接收一个轴向压缩力,使绳卷和部分隔热毡垫结构被迫进入膨胀间隙的环形凹槽,从而锁定膨胀间隙组件在环形凹槽内。锁定可压缩的耐火毡垫结构和较难压缩的绳在环形凹槽内可防止膨胀间隙组件从气化器的膨胀间隙被拉出。

    在本发明的一些实施例中,膨胀间隙组件包括一个可压缩的环形耐火部分,它是由一个环的多个分段组成。可压缩的耐火隔热材料的各分段围绕一个耐热绳卷折叠。

    可压缩的耐火隔热材料可以是两种不同的隔热材料的叠层件。优选地,一个可压缩层是由一个陶瓷耐火毡垫组成,以及另一可压缩层是由陶瓷纸或陶瓷织物组成。

    在本发明的一个实施例中,陶瓷纸或织物层组成折叠的叠层的内层,以及因此形成与耐火绳直接接触。

    在本发明的另一些实施例中,陶瓷纸或陶瓷织物组成折叠的叠层的外层。因此,陶瓷耐火毡垫形成与耐火绳直接接触。在本发明的另一实施例中,膨胀间隙组件包括一个不锈钢网的环形包套,以形成一个整体的包装件,可作为一个单元安装。

    在本发明的一些实施例中,耐火绳卷缠绕成为一个单独的卷。在本发明的其它的实施例中,耐火绳卷可缠绕成为双卷或三卷,如果希望这样做。

    在本发明的另一实施例中,可压缩的隔热毡垫可以具有单独的非折叠的耐火材料层,放置在一个绳卷上以及缠绕在一个陶瓷织物的内环形包套以及一个高温合金的外环形包套内,比如不锈钢网或Inconel合金网,以形成一个整体的包装件,它可以作为一个单元安装。

    在本发明的另一实施例中,膨胀间隙组件可以制成一个多层的可压缩的耐火材料件,它们围绕一个绳卷折叠。如果要求,此实施例也可以用一个陶瓷织物的内环形包套和一个高温金属合金的外环形包套缠绕,比如不锈钢网或Inconel合金网。

    在本发明的全部实施例中,当压缩时,自锚定膨胀间隙组件均比膨胀间隙厚,以及包括一个周边的凸起部分,它与气化器的一个环形凹槽对准。周边凸起部分包括一个可压缩的耐火毡垫结构的周边部分以及较难压缩的耐火绳。

    中部凸缘当放置在气化器上,它覆盖膨胀间隙以及压缩膨胀间隙组件。膨胀间隙的周边的凸起部分因此被迫进入膨胀间隙的环形凹槽,以锁定膨胀间隙组件就位。膨胀间隙组件的锁定防止当气化器工作时膨胀间隙组件遭受真空拉出。

    本发明还包括一种防止一个膨胀间隙组件真空拉出的方法。该方法包括提供一个环形的凹槽,设在气化器外壳的耐火砖内衬内的气化器上部处,以及形成一个如同前述的自锚定膨胀间隙组件。本方法还包括定位膨胀间隙组件,这样使耐火绳卷与气化器的环形凹槽对准,以及压缩膨胀间隙组件以锁定膨胀间隙组件的周边凸起部分,包括绳卷在环形凹槽内。

    本方法还包括成形一个由环的实质上径向的各分段组成的膨胀间隙组件的环形的可压缩的毡垫部分。

    本发明因此包括下述的结构和方法,本发明的范围在权利要求书中指出。

    【附图说明】

    附图中,

    图1是本发明的结合自锚定膨胀间隙组件的一个实施例的气化器的上部分的简化的局部剖面图;

    图2是图1的气化器的放大的局部剖面图;

    图3是图1的气化器的简化的顶透视图;

    图4是类似于图3的透视图,并且膨胀间隙组件从气化器分解出处于部分未折叠状态;

    图5是图3和4所示的膨胀间隙组件的多个分段之一处于未折叠状态的简化的透视图;

    图6是气化器的简化的剖面图,它带有一个安装在中部凸缘上的供给喷射器和一个自锚定膨胀间隙组件,锚定在气化器的中部凸缘和上部分之间;

    图7是本发明的另一实施例的放大的局部剖面图;

    图8是本发明的又另一实施例的放大的局部剖面图;

    图9是气化器用的自锚定膨胀间隙组件的一个单件隔热毡垫结构的简化的展开示意图。

    在几个图中相应的零件使用相应的图号。

    【具体实施方式】

    参见图1和6,图中示出一个气化器10。

    气化器10包括一个外钢制容器或外壳12,外壳具有一个顶颈部分14。气化器的外壳的内表面具有耐火内衬16,它包括带有顶面20的耐火砖18的支承内衬。虽然说明涉及一种耐火砖18的支承内衬,支承内衬也可以由任何适当的已知的可浇铸的耐火材料制造。耐火内衬16还包括带有一个顶面24、一个热面26和一个侧圆或斜的隅角28的热面砖22的邻接层(图2)。

    支承耐火砖18的顶面20凹下低于热面砖22的顶面24,以便限定一个环形凹槽30。支承砖表面20因此是环形凹槽30的地板。例如当测量是由热面砖表面24至支承砖表面20时,凹槽30具有的凹槽深度为约25mm,当测量是由热面砖22的背表面29至外壳12的内表面时,凹槽宽度为约75至160mm。

    由图2可以清楚地看出,支承砖18和热面砖22的顶表面20和24凹下低于气化器的颈部14的顶边缘32,以便允许当气化器10工作加热时耐火内衬16膨胀。气化器外壳12的一个内表面部分34(图2)在接近气化器颈部14的顶边缘32处是暴露的。

    一个环形的中部凸缘36(图2)设置在气化器颈部14的顶边缘32,以便为供给喷射器38提供一个安装面。在中部凸缘36和支承砖18和热面砖22的顶表面20和24之间的空间被称为一个膨胀间隙40(图2)。虽然这些高度是气化器总尺寸的一个函数,膨胀间隙40位于支承砖表面20和中部凸缘36之间的高度约75mm,位于热面砖表面24和中部凸缘36之间的高度约50mm。

    气化器10的暴露的内壳部分34和中部凸缘36的下表面部分37(图2)被一个结合本发明的一个实施例的自锚定膨胀组件42保护避免直接暴露于气化器内的热环境和化学反应。

    参见图4和5,膨胀间隙组件42是一个环形件以及包括一个环的实质上相等的八个分段44,46,48,50,52,54,56和58,这些分段是绕着一种已知的较难压缩的耐火绳62的一个整卷的折叠的可压缩耐火隔热结构(图2和4)。耐火绳62的卷是由一定长度的绳组成的,它排列为环形,这样使绳的相对的两端实质上邻接。

    参见图5,示出一个典型的分段,比如分段44处于未折叠状态,以及包括一个外部可压缩层66和一个内部可压缩层68。外部层66可以用任何高温级的可压缩材料制造,优选地为能够承受温度超过2800°F,例如高温级和优选地是高氧化铝含量的陶瓷纤维材料,比如商品牌号SaffilTMblanket的材料(由英国的Cheshire市的Saffil公司生产)。外部层66可以是,例如在未压缩状态为约25mm厚。内部层68可以用任何高温级的可压缩材料制造,优选地能够承受温度超过2800°F,例如高温级的陶瓷纸或陶瓷织物,比如商品牌号Fiberfrax的产品(由Carborundum公司生产)。内部层68可以是,例如在未压缩状态为约7mm厚。由于商业供应的陶瓷纸和陶瓷织物规格较薄,可以使用一层以上的陶瓷纸和陶瓷织物按要求达到内部层68的要求的厚度。

    虽然外部和内部层66和68的尺寸取决于膨胀间隙40的尺寸,某些尺寸实例可以与前面给出的膨胀间隙40的尺寸相比较,该膨胀间隙包括一个外部层66,具有在相对的底板末端70和72之间的总长度约365mm,以及一个侧峰74和相应的一个相对的侧峰(图中未示出)之间的总宽度约290mm。外部层66沿连接相对的侧峰比如74的一个想象线76折叠,以形成一个下折叠部分78和一个上折叠部分80。

    术语“下”和“上”是关系到上和下折叠部分78和80在膨胀间隙组件42内的放置(如图2所示)。外部层66的相对末端70,72可以具有宽度约175mm。

    外部层66的下折叠部分78从底板末端至折叠线76的长度约196mm。外部层66的上折叠部分80从底板末端72至折叠线76的长度约170mm。因此外部层66的下折叠部分78比上折叠部分80稍长,因为它跨过比上折叠部分80更长的路径。下折叠部分78穿入环形凹槽30,而上折叠部分80穿过环形凹槽30的上方(如图2所示)。

    内部层68(图5)用的某些尺寸实例包括在相对的底板末端86和88之间的总长度约320mm和相对的侧峰部分92和94之间的总宽度约280mm。内部层68沿一个连接相对的侧面端点92和94的想象线96折叠以形成一个下折叠部分98和一个上折叠部分100。每个底板末端86和88的宽度可以为约175mm。底板末端86和折叠线96之间的距离可以为约175mm。底板末端88和折叠线96之间的距离可以为约140mm。

    因此,内部层68的下折叠部分98比上折叠部分100稍长,因为下折叠部分98穿进环形凹槽30,而上折叠部分100穿过环形凹槽30的上方。耐火绳62可以具有横截面直径约25mm,相当于凹槽30的凹下深度。

    膨胀间隙组件42可以借助围绕耐火绳62的卷折叠每个分段44-58来装配(如图2和3所示),折叠之前分段44-58是位于顶面20和24上面和放置在凹槽30内。例如,分段44的装配是借助把内部层68放在外部层66的顶面上,其方式示于图5。内部层68的下折叠部分98和上折叠部分100因此位于对着外部层66的相应的下折叠部分78和上折叠部分76。其余的分段46-58的装配方式与上述的分段44的相同。分段44-58优选地在陶瓷绳62安装之前放置在顶面20和24上和定位在凹槽30内。

    陶瓷绳62定位在每个分段44-58的内部层68的下折叠部分98上,邻接折叠线96以及用任何适当的粘接剂粘接至内部层68。每个分段44-58的内部层68的上折叠部分100和外部层66的上折叠部分80夹住绳62卷在已折叠的外部层66和内部层68之间(如图2所示)。

    上述的膨胀间隙组件42的装配可以在气化器10处就地完成。

    膨胀间隙组件42因此包括一个轴向凸起104在它的外周边上(图2),也称为周边凸起部分104。周边凸起部分104可归因于较难压缩的耐火绳62夹在已折叠的可压缩的内部层68和外部层66之间,从而引起内部层和外部层68和66在膨胀间隙组件42的外周边部分处凸起。

    当膨胀间隙组件42安装在气化器10内时,它具有周边凸起部分104放置在环形凹槽30内,并且外部层66的下折叠部分78放置顶住热面砖22的顶面24。膨胀间隙组件42的一个内周边边缘106(图1)能够修整以便与热面砖层22的热表面26对准,或者内周边边缘106能够修整以便延伸稍超出热表面26约30至40mm,以帮助覆盖中部凸缘36和供给喷射器38的安装凸缘108免受辐射热。

    当膨胀间隙组件42放置在膨胀间隙40内,如图1和2所示,中部凸缘36固定至气化器10的顶边缘部分32,如图1所示,固定可采用任何已知的方式。膨胀间隙组件42的周边凸起部分104的未压缩高度可以根据以往的尺寸实例为约100mm,以及顶面20(环形凹槽30的底面)和中部凸缘36之间的距离可以为约75mm。中部凸缘36轴向地压缩膨胀间隙组件42和迫使周边凸起部分104保持锁定在环形凹槽30内。膨胀间隙组件42因此锚定在膨胀间隙40内。

    中部凸缘36还压缩分段44-58顶住热面砖22的顶面24。中部凸缘36安装之后,供给喷射器38(图6)以一种适当的已知方式定位和固定在中部凸缘上。

    当气化器10工作时,供给喷射器38引入可泵送的含碳燃料118料浆进入气化器10的反应室120。在气化器10工作开始时和供给喷射器安装之前,一个预热燃烧器(图中未示出)通过预热燃烧器和耐热内衬16之间的一个环形空间吸入大量的空气,从而在环形空间内产生一个文氏管效应,它导致一个真空拉出力施加在膨胀间隙组件42上。

    当供给喷射器38工作时也产生一个类似的文氏管效应,它导致一个真空拉力产生在供给喷射器38的主体部分124和耐火内衬16之间的环形空间122内。然而,较难压缩的陶瓷绳62夹在各可压缩的分段44-58之间的这种组合使膨胀间隙组件42的周边凸起部分104能够锁定在环形凹槽30内,从而防止在气化器10预热时以及气化器10工作时的膨胀间隙组件42的真空拉出。

    在本发明的另一实施例中,可压缩的耐火隔热材料的每个分段44-58的全部外部层66形成一个可压缩的耐火隔热材料的单件外部层130,如图9所示。

    单件外部层130包括相对的延伸侧面132和134,相应地被等间距的倾斜切口138,140阻断。倾斜切口138的峰点144位于倾斜切口140的峰点146之间的距离的一半处。倾斜切口140的峰点146位于倾斜切口138的峰点144之间的距离的一半处。

    外部层130还包括相对的平行末端部分150和152,在相应的顶点部分162和164与相应的倾斜边缘156和158相交。倾斜边缘156和158限定的角度累积等于倾斜切口138的角度大小。

    峰点144和146沿一个想象的折叠线170设置,连接顶点部分162和164。单件外部层130的部分由侧面132至折叠线170代表外部层130的下折叠部分以及外部层130的部分由折叠线170至侧面134代表外部层130的上折叠部分。

    外部层130可以沿线170折叠,这样使延伸的侧面132和134实质上搭接(图中未示出)。折叠的层130随后形成一个环形件(图中未示出),具有一个内周边限定在搭接的延伸侧面132和134处。一个环形的外周边限定在折叠线170处。

    外部层130的某些尺寸实例包括一个公称的未压缩厚度为约25mm,从末端150至末端152的全长为约2320mm,以及从侧面132至侧面134的宽度约为360mm,侧面132和折叠线170之间的距离可以为约195mm,以及折叠线170和侧面134之间的距离可以为约165mm。倾斜切口138可以限定一个角度为约33°以及倾斜切口140可以限定一个角度为约38°。每个倾斜边缘156和158可以限定一个角度为约16.5°。

    末端150和最接近的峰点144之间的距离可以为约290mm。

    虽然没有示出,一个单件内部层相当于分段44-58的全部的内部层68,它能够用与外部层130相同的方式成形。一个单件内部层(图中未示出)和一个单件外部层130可以相互叠置,其方式与图5内分段44所示的相同。这些层随后围绕一定长度的与绳62相似的陶瓷绳折叠(图中未示出),和具有长度实质上相当于层130的全部长度。

    包括外部层130的已折叠的层随后形成一个环形件(图中未示出),其中相对的末端,比如138和140邻接和搭接延伸的侧面,比如132和134,限定一个环形的内圆周边,而环形的外圆周边被限定在折叠线170处。使用单件各层比如层130制成的膨胀间隙组件随后安装在气化器内,其方式与所述膨胀间隙组件42的相同。

    图7示出膨胀间隙组件180的一个优选的实施例。膨胀间隙组件180也是由可压缩的耐火隔热材料的环形的八个分段组成的,其几何尺寸与分段44-58相同。膨胀间隙组件180的每个分段包括一个陶瓷纸或陶瓷织物的外部层184,约6mm厚和与外部层66大致相同的一般尺寸。膨胀间隙组件180的每个分段还包括一个内部层186,由与外部层66相同的材料组成,以及具有与膨胀间隙组件42的内部层68大致相同的一般尺寸。

    外部层184的陶瓷纸和陶瓷织物可以是,例如商品牌号Fiberfrax,由Carborundum公司供应,由于商品供应的陶瓷纸和陶瓷织物规格较薄,如果希望可以使用一层以上的陶瓷纸和陶瓷织物,以形成要求厚度的外部层184。

    一个耐火绳190的卷与耐火绳62相似,以及具有与耐火绳62相同的一般的横截面直径,夹在折叠的外部层和内部层184和186之间,其方式与膨胀间隙组件42的相同。绳190的卷最好是一个连续段的绳,根据环形凹槽196的宽度缠绕成一个、两个或三个实质上同心的卷。

    作为另一个可选方案,膨胀间隙组件180(图7)可以制成一个整体的包装件,其方法是形成一个环形的陶瓷织物层184的包套184a(图中示出其部分剖面)以及把这些层缝到一起。还有一种任选方案就是将包容在陶瓷织物内的这种结构套入另一个高温金属合金的包套192内(图7),比如不锈钢网或Inconel合金网(图中示出其部分剖面),该网可用Inconel合金丝进一步缝合,例如,缝合至陶瓷织物环形包套184a。最好,任何包套结构应不延伸至超出热面砖22的热表面26。在图7中示出一部分的环形包套部分184a和192,示出为延伸超出热表面26,这仅是为了说明简便的目的。高温金属合金包套192可以例如用316型标准级别4×4不锈钢网(丝织物)商品(由McMaster Carr供给)或相等的Inconel网。

    带有或不带有高温合金包套192的膨胀间隙组件180设置在具有环形凹槽196的一个膨胀间隙194内,它具有的凹陷深度大致与凹槽30的相同,和如果从热面砖22的背表面29测量至气化器外壳12的内表面34宽度为约100至125mm。

    膨胀间隙组件210的另一实施例示于图8中。膨胀间隙组件210包括一个环形可压缩的耐火材料的一个或多个单件层216,它是由与膨胀间隙组件42的外部层66相同的材料制成的。单件层216放置在耐火绳220的一个连续的卷上,它与卷62类似,但绕成三个实质上同心的卷。耐火层216和耐火绳220的卷用陶瓷织物缠绕,其整个包装件包在与网192相同的高温金属合金网226的包套中,从而使膨胀间隙组件210成为一个单独的整体包装件。如果希望,可以不使用金属网,将陶瓷织物网包覆在耐热绳220上。

    虽然没有示出,高温金属合金丝可以用于穿过层216和包套226缝合,以增强膨胀间隙组件210的包装件单元的整体性。

    耐火层216的总的未压缩厚度可以是约75mm以及耐火绳220的横截面直径可以是约25mm。

    膨胀间隙组件210放置在具有一个环形凹槽232的一个膨胀间隙230内,它具有与环形凹槽30大致相同的深度,和如果从热面砖22的背表面29测量至气化器外壳12的内表面34,宽度约85mm。

    本发明的一些优点已在前面所述说明中明显地表达出来,包括一种膨胀间隙组件,它可以锚定在气化器的一个膨胀间隙内,以这种方式防止膨胀间隙组件从其保护的位置的真空拉出。另一个优点是膨胀间隙组件包括一个较难压缩的凸起部分,它可以锁定在气化器的环形凹槽内,以防止膨胀间隙组件的真空拉出。还有另一个优点是膨胀间隙组件的可压缩的耐火隔热材料可以由围绕一个绳卷缠绕的一个环形件的多个分段组成,以方便膨胀间隙组件的就地制造。另一个优点是膨胀间隙组件可以用一个环形的包套成形,以组成一个整体的包装单元,它可以存储以备以后使用。

    本发明的另一优点是它适用于除气化器以外的结构,比如任何垂直取向的耐火内衬的容器,它带有一个顶部开口,它高速的气体、液体或泥浆通过或靠近该开口。本发明因此提供可靠的保护,防止由于温度改变在具有尺寸变化的耐火内衬的空间内产生过热损坏。

    根据上述可以看出,本发明的一些目的已经达到,以及其它有利的结果也能获得。在不脱离本发明的范围条件下,上述的结构和方法中可以做出各种改变,因此上述的说明或附图所示的全部内容应理解为示范性的,以及没有限制的意思。

    权利要求书

    (按照条约第19条的修改)

    1.一种自锚定耐火的膨胀间隙组件,包括:

    a)一个实质上环形的隔热结构,由可压缩的耐火材料组成,上述的环形的隔热结构具有一个内周边,一个外周边,当隔热结构未压缩时具有一个第一预定的轴向厚度,以及当隔热结构在轴向上压缩一个预定量时具有一个减小的第二轴向厚度,以及

    b)一个绳卷,由较难压缩的耐火材料组成,放置在靠近环形的隔热结构的外周边,这样使绳的卷处于环形的隔热结构的外周边内,借此上述的绳卷和上述的环形隔热结构能够接收一个轴向力,从而使上述的绳卷轴向地进入一个膨胀间隙的环形凹槽内,并且上述的环形的隔热结构可以锁定此环形的隔热结构和绳在环形凹槽中从而防止膨胀间隙组件从膨胀间隙真空拉出。

    2.如权利要求1要求的膨胀间隙组件,其特征在于,上述的环的隔热结构包括多个可压缩的耐火材料层。

    3.如权利要求2的膨胀间隙组件,其特征在于,上述的环形的隔热结构包括一个外夹层和一个设置在外夹层之间的内夹层,上述的外夹层选自包括陶瓷纸和陶瓷织物的一组。

    4.如权利要求3的膨胀间隙组件,其特征在于,所述的组件包括一个高温合金网的实质上环形的包套,围绕实质上环形的隔热结构,以形成一个整体的包装件。

    5.如权利要求3的膨胀间隙组件,其特征在于,外夹层和内夹层具有相应的周边圆折叠部分,设置在环形的隔热结构的外周边处,以及绳卷放置在内夹层的周边折叠部分,这样使绳卷被夹持在上述的环形隔热结构的内和外夹层之间。

    6.如权利要求1的膨胀间隙组件,其特征在于,环形的隔热结构是由实质上角度相等的一个环的多个实质上径向的分段组成,每个上述的分段是围绕绳卷的相应部分折叠的。

    7.如权利要求6的膨胀间隙组件,其特征在于,环形的隔热结构

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一种如气化器(10)之类的衬耐火材料的容器用的自锚定耐火的膨胀间隙组件,包括一个环形的隔热结构(66,68),由可压缩的耐火材料组成。由不可压缩的耐火材料形成的绳卷(62)放在隔热结构的外周边。膨胀间隙组件放在气化器的膨胀间隙中,例如使得在膨胀间隙绳卷与气化器的耐火内衬中的环形槽(30)对齐。膨胀间隙组件的压缩使绳卷锁定在膨胀间隙的环形槽中可防止真空拉出。绳圈由单卷或由优选地由单段耐火绳形成的多个。

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