CN107873068A - 用于带凸缘的机械装置的组装/拆卸设备和用于带凸缘的机械装置的组装/拆卸方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于带凸缘的机械装置的组装/拆卸设备(1)，包括：主体(2)，其设有后邻接段(21)，后邻接段(21)具有至少座部(22)；联接销(4)，其部分地容纳在座部(22)中，且沿第一方向从座部(22)延伸；联接到所述主体(2)上的抓持装置(3)；至少由第一固持臂(51)和第二固持臂(52)提供的接合机构(5)，所述第一固持臂(51)和第二固持臂(52)可至少在第一位置和第二位置之间一起移动，其中在所述第一位置处，第一固持臂(51)面向后邻接段(21)，而在所述第二位置处，第二固持臂(52)面向后邻接段(21)。

Description

用于带凸缘的机械装置的组装/拆卸设备和用于带凸缘的机 械装置的组装/拆卸方法
技术领域
本文公开的主题的实施例对应于用于带凸缘的机械装置、优选旋转机械装置例如涡轮机或还有管道系统、仍然更优选地用于燃气涡轮或类似物的组装/拆卸设备，且实施例对应于用于组装带凸缘的机械装置、特别是涡轮机、仍然更特别是燃气涡轮或类似物的方法。
背景技术
通常借助于设在需要连结在一起的两个部分上的凸缘来获得机械装置部分联接。
对于例如旋转机械装置是这样，旋转机械装置通常由容纳装置本身的可操作构件的大致柱状壳提供；壳通常制作成两个、三个或更多个大致柱状节段，每个节段在其自由端处设有凸缘，在操作条件下，借助于螺栓或类似的机械联接装置将凸缘联接在一起，以便形成完整的壳。
另一个非限制性示例是管道系统：各个管节段由凸缘提供，凸缘用来将管节段连接到另一个管节段或可操作装置(阀、泵、压缩机或类似物)上，这次连接由凸缘提供。
大致上，这也适用于涡轮机的领域，优选燃气涡轮、压缩机或类似物，涡轮机通常由不同的模块提供，各个模块由其本身的轴(驱动轴或从动轴，这取决于机器种类)提供。
例如在具有高压和低压模块的燃气涡轮中，各个模块由其本身的轴提供；一个接一个地预组装这样的模块，且然后将它们组装在一起，以便形成旋转机械装置本身的主要部分。
各个模块的外壳大致为柱状；在组装涡轮期间，两个壳必须联接在一起；为此通常那些壳设有联接凸缘。
必须提醒的是，强烈需要使两个轴完全对齐，且每个模块在组装阶段期间必须相对于彼此移动和恰当地定位；考虑到各个模块的重量，使得那些操作甚至更加困难。
当例如为了维护目的而分开模块时，也会出现相同的问题。
为此，通常在模块的各个壳上提供嵌入式提升点；在操作期间，两个模块发生滑动。
另一个限制是关于必须在涡轮机结构上提供额外的特征(凸耳、楔等)，且壳因此必须设计成这样；可能发生的是：在一些情况下，那些额外的特征可损害与纯性能方面有关的设计。
为了完全理解在组装/拆卸阶段期间出现的困难，将在下文提供简要解释。
在由两个模块提供的燃气涡轮的情况下，模块为柱状；当需要拆卸它们时(例如为了拆除涡轮，以及在另一个地方重新组装涡轮，或为了维护目的)，从安装好的涡轮开始，首先必须在一个模块下方安装低千斤顶支撑件；然后使一个模块移动远离另一个模块，以便释放两个模块之间的匹配表面，匹配表面通常是联接凸缘；然后将前支撑件安装在凸缘上，借助于例如提升起重机或类似物。
然后移除其上安装有支撑件的模块是可行的。
当需要组装旋转机械装置时，重复同样的程序(以相反的方式)；现在该程序的有关限制是非常明显的，且限制简要地与下者有关：需要悬置两个重型装备，完成组装/拆卸操作需要相对较高成本和较长时间，且在现场执行相对复杂且有风险。
发明内容
因此大体需要一种用于组装/拆卸带凸缘的机械装置(例如涡轮机，仍然更优选地涡轮或燃气涡轮壳)的改进的设备和方法。
一个重要的想法是，提供一种设备和方法，其能够同时地接合第一壳的第一凸缘，且在脱开所述第一凸缘的同时，同时地接合第二壳的第二凸缘。
本文公开的主题的第一实施例对应于用于带凸缘的机械装置的组装/拆卸设备，其中设备包括：
-主体，其设有后邻接段，后邻接段具有至少座部，
-联接销，其可移除地部分地容纳在座部中，且沿第一方向从座部延伸，
-联接到所述主体上的抓持装置，
-至少由第一固持臂和第二固持臂提供的接合机构，所述第一固持臂和第二固持臂可在第一位置和第二位置之间一起移动，其中在所述第一位置处，第一固持臂面向后邻接段，而在所述第二位置处，第二固持臂面向后邻接段。
本文公开的主题的第二实施例对应于用于带凸缘的机械装置的组装方法。
本文公开的主题的第三实施例对应于用于带凸缘的机械装置的拆卸方法。
这样，用本文描述的设备或方法，在不需要释放匹配凸缘的情况下分开两个模块是可行的。
同时，有利地，设备还充当用于运输的支撑件。
因此，机器结构上不需要额外的特征(凸耳、楔等)，所以可仅关于性能方面来设计壳。
同时，有利地，设备还充当用于模块运输/航运或类似需要的支撑点。
此外，本文描述的设备和方法在两个模块之间留有自由接触表面，且能够在联接阶段期间导引此模块，从而消除损伤内部构件的风险。
附图说明
附图并入本文中且构成说明书的一部分，附图示出本发明的示例性实施例，且与详细描述一起解释这些实施例。在附图中：
图1和2显示用于组装/拆卸带凸缘的机械装置的设备的示例性实施例的平面图和侧视图；
图3-5显示图1、2的设备的不同的放大截面图，其对应于设备的细节；
图6和7显示处于操作条件的前面的图的设备的前视图和侧视图；
图8-15以前视图和截面图显示其中使用了前面的图的设备的带凸缘的机械装置的组装阶段的不同时刻；
图16-17以截面图和正视图显示根据第一实施例的前面的图的设备的细节；
图18以截面图显示第二实施例中的前面的图的细节。
具体实施方式
示例性实施例的以下描述参照了附图。
以下描述不限制本发明。本发明的范围而是由所附权利要求限定。
贯穿说明书对“一个实施例”或“实施例”的参照指的是，结合实施例所描述的特定特征、结构或特性包括在公开的主题的至少一个实施例中。因而，贯穿说明书出现的短语“在一个实施例中”或“在实施例中”不一定参照同一个实施例。另外，特定特征、结构或特性可按任何适当的方式组合在一个或多个实施例中。
将在下面参照附图来描述组装/拆卸设备1的一个实施例。
设备1尤其可用于带凸缘的机械装置FMD的组装/拆卸操作，这在此描述后面描述该方法时将更加明显。
在附图中，示例性带凸缘的机械装置FMD是涡轮，特别是燃气涡轮，但更大体上，这种带凸缘的机械装置FMD也可为管道系统构件(管、阀、罐或其他)，而不限制本文描述和请求保护的方法和设备两者。
为了最佳地理解这种方法，将在本文上面给出设备的简要描述。
在非限制性示例中，设备1包括主体2，主体2设有后邻接段21；优选地，当带凸缘的机械装置的凸缘F1、F2是圆形凸缘时(如图7、8-15中的那样)，主体2具有大致弓形形状；在凸缘为直线形的情况下，则主体2将显示直的形状；在凸缘具有不同形状的情况下，则主体2将以对应方式成形，以便包围凸缘F1、F2的至少一部分。
主体至少设有座部22，在座部22中部分地容纳联接销4，而联接销4则沿第一方向从座部22延伸。
在附图中，提供多个联接销4和对应的座部22，但必须理解的是，在某些情况下，一个销4也将是足够的。
主体还设有联接到所述主体2上的抓持装置3；抓持装置可以以不同的形式提供，作为示例，它可呈有眼螺栓(eyebolt)、臂、系柱、吊杆或类似物的形式。
在附图中，提供两个抓持装置3：一个呈系柱的形式，且另一个呈有眼螺栓的形式；必须强调的是，在其他实施例中可提供不同形状和数量的抓持装置。
抓持装置3的主要功能是充当用于将设备1与适当的提升装置(例如桥式起重机、支撑件或类似物)接合的抓持点。
如在图中可容易地看到的那样，设备1还包括至少由第一固持臂51和第二固持臂52提供的接合机构5。
此固持臂51、52可在第一位置和第二位置之间一起移动，其中：
在第一位置处(如图10、11中的那样)，第一固持臂51面向后邻接段21，以便限定U形座部，第一凸缘F1可接合在U形座部中，且固持在后邻接段21和第一固持臂51之间；
在第二位置处(如图14、15中的那样)，第二固持臂52面向后邻接段21，以便限定U形座部，其中彼此平行的第一凸缘F1和第二凸缘F2可在后邻接段21和第二固持臂52之间接合和固持在一起。
两个固持臂51、52沿第一方向彼此间隔开，使得一个固持臂(51)接近后邻接段21，而另一个固持臂(52)则远离后邻接段21；这样，限定在第一位置和第二位置处的两个U形座部是不同的：第一座部大致具有凸缘F1的厚度，而第二座部则具有至少第一凸缘F1和第二凸缘F2两者的厚度加上额外的工作厚度，将在下面更好地理解这一点。
因此，通过使臂51、52在第一和第二位置之间一起移动且反之亦然，在面向的臂(取决于第一或第二位置)和后邻接段21之间的空间或座部中接合一个或两个凸缘F1、F2是可行的：当接合机构5处于第一位置时，则仅一个凸缘F1可接合在臂51和后邻接段21之间的空间中，而当接合机构5处于第二位置时，则凸缘F1和F2两者可接合在臂52和后邻接段21之间的空间中。
关于销4要考虑的是，销4可固定在座部22中，或可移除地容纳在座部22中；在后一种情况下可利用不同的解决办法，例如销4和座部22两者可设有螺纹；优选地联接销4可移除地部分地容纳在座部22中。
销4适于插入通常设在凸缘F1、F2上的孔或座部中；那些孔或座部通常用于容纳以联接条件固持两个凸缘F1、F2的联接件(诸如螺栓或类似物)；因此，销4的直径和长度可根据情形而改变。
销4从本体2延伸，至少从本体2的一面(其在与由后邻接段提供的面相对侧上)延伸：这样，当由销4接合时，凸缘F1靠在所述后邻接段22上。
在显示的优选实施例中，接合机构5包括联接轴53，其与所述主体可旋转地联接，且沿第一方向(平行于销4)从所述主体延伸。
第一固持臂51和第二固持臂52与联接轴53固定地联接，且沿径向方向从联接轴53离彼此预定距离延伸。
可用不同的方式在轴53和臂51、52之间获得这种耐久(或固定)联接：在一个示例中，两个臂51、52由机械形状联接提供，而在其他实施例中，它们与轴53成整体，但根据情形可提供其他耐久联接方式。
优选地，如附图的非限制性示例中描绘的那样，接合机构5是凸轮轴机构，所述第一固持臂51和第二固持臂52是凸轮，优选板状凸轮，如图16-18的细节中显示的那样，其显示了臂51的不同实施例，第二臂52为相似的。
优选地各个臂51、51’由板制成，板具有一个孔511，以与轴53和一个成形边缘510、510’联接，成形边缘优选至少由倾斜联接表面提供，倾斜联接表面将帮助接合凸缘F1、F2。
如图16和18的两个不同的实施例51、51’中显示的那样，倾斜联接表面的倾角及其范围可根据情形而改变。
回到轴53，轴53优选地与本体2可旋转地联接，使得可通过旋转轴53本身来到达上面描述的第一位置和第二位置，轴53移动第一臂51和第二臂52，以面向后邻接段21，如在图8-15中可最佳地看到的那样，图8-15显示了处于不同时刻的接合阶段：
在图8、9中，第一凸缘F1由设备1的销4接合，且第一臂51和第二臂52两者都处于非接合起始位置，在该位置处，它们不面向后邻接段22且不与后邻接段22限定任何座部；
在图10、11中，由设备1的销4接合的第一凸缘F1在通过使第一臂51移动到第一位置而建立的U形座部中，而被合组在第一臂51和后邻接段22之间，在第一位置处，第一臂51面向后邻接段22；如可看到的那样，销4大致延伸直到第二臂52：在该条件下，销4的不与凸缘F1接合的部分是自由的，以与凸缘F2接合，且第二臂52在销4上的插入阶段期间不干涉此凸缘F2；
在图12、13中，销4与凸缘2接合，且有意思的是注意到由臂51、52所到达的安全位置：在该安全位置处，凸缘F1和F2两者分别由臂51和52接合，使得防止有任何脱开；这是可行的(在该非限制性实施例中)，因为提供了彼此由90°定向的两个臂51、52，使得在安全位置处，它们两者接触两个凸缘且仅部分地面向后邻接段22；
在图14、15中，轴53旋转到第二位置，在第二位置处，第二臂52面向后邻接段22，第一臂51移动开；在该位置处，第二臂52和后邻接段22限定U形座部，第一凸缘F1和第二凸缘F2两者都容纳在U形座部中；两个凸缘的联接然后可通过螺栓或类似物来实现。
必须注意到，可用许多方式来在两个位置(以及可选地安全位置)之间实现旋转或更一般地移动；优选地，为了降低设备的重量和成本，可手动地操作接合机构5，例如借助于附接到轴上的可手动操作的杆，如显示的那样；这种杆可设在不是由臂51、52提供的轴53的侧上，如显示的那样；在另一个未显示的实施例中，可手动操作的杆(或任何等效物)设在轴53的相对侧上(例如接近臂52)。
本文描述的第一种方法是用于带凸缘的机械装置的组装方法，而另一种方法是拆卸方法。
两种方法都用于组装(或拆卸)机械装置，机械装置包括至少由第一凸缘F1提供的第一部分C1和至少由第二凸缘F2提供的第二部分C2；当组装时，两个凸缘F1、F2意于通过联接件联接，例如容纳在凸缘F1、F2的专用孔(或座部)中的螺栓。
从组装方法的简要描述开始，如图8-15中以不同时刻显示的那样，大体上，组装方法包括以下步骤：
A1.借助于至少由第一固持臂51和第二固持臂52提供的组装/拆卸设备1，通过至少借助于所述第一固持臂51将设备1合组在所述第一凸缘F1上，来接合所述带凸缘的机械装置的第一部分C1的第一凸缘F1(图10-11)，
B1.朝所述第一凸缘F1移动所述带凸缘的机械装置的第二壳C1的第二凸缘F2，
C1.同时地使所述第一固持臂51与所述第一凸缘F1脱开，且将所述第二凸缘F2与所述第二固持臂52接合，同时使所述第一臂51保持接触所述第一凸缘F1，直到至少所述第二臂52接触所述第二凸缘F2为止(图12、13和14、15)。
步骤C1特别地确保在部分之间不发生意外移动或脱开，从而也改进组装操作的安全性和可操作性。
在优选实施例中，步骤A1通过使所述第一凸缘F1接合在设备1的后邻接段21和第一固持臂51之间，以及通过将设备的至少一个联接销4插入设在所述第一凸缘F1上的对应的座部中，来将设备1合组在所述第一凸缘F1上。
在固持臂51和后邻接段21防止凸缘F1有轴向移动的同时，联接销4防止径向移动，且当接合在第二凸缘F2中时，联接销4还在组装操作期间充当导引件，从而避免错位和确保正确联接。
在优选实施例中，步骤B1提供了，大致以抵靠所述第一固持臂51的邻接条件移动第二凸缘F2；然后可执行步骤C1，且步骤C1包括第二凸缘F2抵靠第一凸缘F1的轴向移动，直到两个凸缘之间已经实现邻接且联接可完成(例如，通过螺栓或类似物)为止。
可通过移除销4(和/或整个设备1)来结束凸缘F1、F2的组装，以及优选地使用额外的螺栓或类似物来结束凸缘的联接。
必须注意的是，抓持装置3用于移动装置和/或提升装置(从上面提升或用支撑件提升)，而不需要占用凸缘的匹配表面，从而消除上面讨论的现有技术的解决办法的限制。
对于特别重的机械装置，可使用两个或更多个已经描述的设备1，如图6和7的示例中显示的那样，以便在机械装置的两个相对侧上提升或悬置带凸缘的机械装置FMD。
当拆卸带凸缘的机械装置FMD时，则必须考虑到至少由第一凸缘F1提供的第一部分C1和至少由第二凸缘F2提供的第二部分C2已经例如借助于容纳在两个凸缘F1、F2的相应的孔(或座部)中的联接件(螺栓或类似物)而处于联接条件。
因此，拆卸方法包括以下步骤：
A2.借助于至少由第一固持臂51和第二固持臂52提供的组装/拆卸设备1，通过至少借助于所述第二固持臂52将设备1合组在所述第一凸缘F1和第二凸缘F2上，来接合第一部分C1的第一凸缘F1和第二部分C2的第二凸缘F2两者，
B2.移除第一凸缘F1和第二凸缘F2之间的联接件(例如，螺栓)，从而释放用于第一凸缘F1和第二凸缘F2中的各个联接件的至少一个座部，且将组装/拆卸设备1的销4插入所述座部中，
C2.大致同时地使所述第二固持臂52与所述第二凸缘F2脱开，且使所述第一凸缘F1与所述第一固持臂51接合，同时使所述第二臂52保持接触所述第二凸缘F2，直到至少所述第一臂51接触所述第一凸缘F1为止。
优选地，步骤A2通过将所述第一凸缘F1和第二凸缘F2接合在所述设备(1)的后邻接段21和所述第二固持臂52之间，来将设备1合组在联接的所述第一凸缘F1和第二凸缘F2上。
可选地，意于借助于上面描述的设备1来操作那些组装和拆卸方法。

Claims (13)

1.一种用于带凸缘的机械装置的组装/拆卸设备(1)，其中所述设备包括：
-主体(2)，其设有后邻接段(21)，所述后邻接段(21)具有至少座部(22)，
-联接销(4)，其部分地容纳在所述座部(22)中，且沿第一方向从所述座部(22)延伸，
-联接到所述主体(2)上的抓持装置(3)，
-至少由第一固持臂(51)和第二固持臂(52)提供的接合机构(5)，所述第一固持臂(51)和所述第二固持臂(52)可至少在第一位置和第二位置之间一起移动，其中在所述第一位置处，所述第一固持臂(51)面向所述后邻接段(21)，而在所述第二位置处，所述第二固持臂(52)面向所述后邻接段(21)。
2.根据前述权利要求所述的组装/拆卸设备(1)，其特征在于，所述第一固持臂(51)和所述第二固持臂(52)可一起移动到第三安全位置处，在所述第三安全位置处，所述第一固持臂(51)部分地面向所述后邻接段(21)，且所述第二固持臂(52)部分地面向所述后邻接段(21)。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的组装/拆卸设备(1)，其特征在于，所述接合机构(5)包括联接轴(53)，所述联接轴(53)与所述主体可旋转地联接，且从所述主体沿所述第一方向大致平行于所述联接销(4)延伸，所述第一固持臂(51)和所述第二固持臂(52)与所述联接轴(53)固定地联接，且沿径向方向从所述联接轴(53)离彼此预定距离延伸。
4.根据前述权利要求所述的组装/拆卸设备(1)，其特征在于，所述接合机构(5)是凸轮轴机构，所述第一固持臂(51)和所述第二固持臂(52)是凸轮。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的组装/拆卸设备(1)，其特征在于，所述联接销(4)可移除地部分地容纳在所述座部(22)中。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的组装/拆卸设备(1)，其特征在于，所述组装/拆卸设备(1)包括固定装置(25)，所述固定装置(25)设在所述主体(2)上而大致垂直于所述联接销(4)延伸。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的组装/拆卸设备(1)，其特征在于，所述主体(2)是弓形体。
8.一种用于带凸缘的机械装置的组装方法，所述带凸缘的机械装置包括至少由第一凸缘(F1)提供的第一部分(C1)和至少由第二凸缘(F2)提供的第二部分(C2)，所述方法包括以下步骤：
A1.借助于至少由第一固持臂(51)和第二固持臂(52)提供的组装/拆卸设备(1)，通过至少借助于所述第一固持臂(51)将所述设备(1)合组在所述第一凸缘(F1)上，来接合所述带凸缘的机械装置的第一部分(C1)的第一凸缘(F1)，
B1.朝所述第一凸缘(F1)移动所述带凸缘的机械装置的第二壳(C1)的第二凸缘(F2)，
C1.同时地使所述第一固持臂(51)与所述第一凸缘(F1)脱开，且使所述第二凸缘(F2)与所述第二固持臂(52)接合，同时使所述第一臂(51)保持接触所述第一凸缘(F1)，直到至少所述第二臂(52)接触所述第二凸缘(F2)为止。
9.根据权利要求8所述的组装方法，其特征在于，步骤A1提供了，通过使所述第一凸缘(F1)接合在所述设备(1)的后邻接段(21)和所述第一固持臂(51)之间，以及通过将所述设备的至少一个联接销(4)插入设在所述第一凸缘(F1)上的对应的座部中，来将所述设备(1)合组在所述第一凸缘(F1)上。
10.根据权利要求8或权利要求9所述的组装方法，其特征在于，步骤B1提供了，大致以抵靠所述第一固持臂(51)的邻接条件移动第二凸缘(F2)。
11.一种用于带凸缘的机械装置的拆卸方法，所述带凸缘的机械装置包括至少由第一凸缘(F1)提供的第一部分(C1)和至少由第二凸缘(F2)提供的第二部分(C2)，在组装条件下，所述第一凸缘(F1)和所述第二凸缘(F2)借助于联接件而处于联接条件，所述方法包括以下步骤：
A2.借助于至少由第一固持臂(51)和第二固持臂(52)提供的组装/拆卸设备(1)，通过至少借助于所述第二固持臂(52)将所述设备(1)合组在所述第一凸缘(F1)和所述第二凸缘(F2)上，来接合所述带凸缘的机械装置的第一部分(C1)的第一凸缘(F1)和第二部分(C2)的第二凸缘(F2)两者，
B2.移除所述第一凸缘(F1)和所述第二凸缘(F2)之间的所述联接件，从而释放用于所述第一凸缘(F1)和所述第二凸缘(F2)中的各个联接件的至少一个座部，且将所述组装/拆卸设备(1)的销(4)插入所述座部中，
C2.大致同时地使所述第二固持臂(52)与所述第二凸缘(F2)脱开，且使所述第一凸缘(F1)与所述第一固持臂(51)接合，同时使所述第二臂(52)保持接触所述第二凸缘(F2)，直到至少所述第一臂(51)接触所述第一凸缘(F1)为止。
12.根据权利要求11所述的拆卸方法，其特征在于，步骤A2提供了，通过使所述第一凸缘(F1)和所述第二凸缘(F2)接合在所述设备(1)的后邻接段(21)和所述第二固持臂(52)之间，来将所述设备(1)合组在所述第一凸缘(F1)和所述第二凸缘(F2)上。
13.根据权利要求8至权利要求12中的任一项所述的方法，其特征在于，至少部分地通过权利要求1至权利要求7中的任一项所述的组装/拆卸设备(1)来操作所述方法。
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