CN113624065A - 一种冷却塔电动机位置调控装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种冷却塔电动机位置调控装置及方法，属于能源技术领域。包括用于带动旋转电机上下移动的升降平台，所述升降平台连接纵向驱动机构，旋转电机的输出轴上开有插槽，叶片转轴上的插舌与所述插槽插入式配合，实现输出轴与叶片转轴的可拆卸连接，插槽和插舌上开有共线的通孔，电控插销与所述通孔插入式配合，电控插销连接电控盒。本发明的有益效果是：电动机位置可以通过电气控制实现塔内的定向移动，快速高效地实现电动机与风机主体的分离、电动机的移动以及电动机的复位连接。

Description

一种冷却塔电动机位置调控装置及方法

技术领域

本发明涉及一种冷却塔电动机位置调控装置及其调控方法，属于能源技术领域。

背景技术

冷却塔是一种将冷却水携带的热量通过直接或间接接触的热量交换过程传输给空气并散发到大气中的冷却设备。冷却塔广泛应用于石化、冶金、电力、空调、制冷、塑胶、食品、医疗等领域，用以排除工商业废热和循环利用工业用水，市场前景十分广阔。我国冷却塔市场规模逐年增大，发展迅速，2018年零售市场就已超过650亿元。冷却塔市场的繁荣与政策、技术、经济、社会等因素密不可分。

为适应不同场景下的需求，冷却塔类型繁多，从冷却塔通风方式角度，可分为自然通风冷却塔、机械通风冷却塔和混合通风冷却塔，其中机械通风冷却塔具有通风稳定、投资成本低、冷却能力强等特点，在工商业领域得到了较为广泛的应用。机械通风冷却塔一般由塔体、风机机组、除雾器、喷淋系统、换热系统、集水池等组成，其中风机机组作为机械通风冷却塔的关键部件，通过消耗电能来产生高流速、稳流量的空气，直接影响冷却塔的冷却效率。但是，作为冷却塔中的高速运转部件，风机机组在运行中出现故障的频率较高，需要被良好维护和检修，否则会直接影响了冷却塔的运行能耗、稳定运行、及事故隐患。

传统工商用冷却塔多为由三相异步电动机驱动的定转速型产品，电动机与风机叶片之间还必须通过搭配皮带传动减速装置进行连接。为了适应变工况运行以达到节能目的，近年来，由永磁同步电动机驱动的变转速直驱式冷却塔得到了快速发展。直驱传动的风机机组，主要由电动机、传动轴、叶片等部件构成。因位于塔体内的风机工作环境比自然环境恶劣、而且风机运转时长高、变转速，很容易发生配件损坏问题。特别是，电动机发生故障概率较大，轻则影响冷却塔的运行效率，重则造成机组突然故障停机。对重达数百公斤的风机机组进行维修，当前多依靠人工攀爬进塔，高空作业，还可能会涉及拆卸、吊装、重装等操作，时间成本和经济成本很高。

发明内容

为解决现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种冷却塔电动机位置调控装置，以实现电动机便捷安装、位置调整及维护检修的目的。

本发明的技术方案是：一种冷却塔电动机位置调控装置，包括用于带动旋转电机上下移动的升降平台，所述升降平台连接纵向驱动机构，旋转电机的输出轴上开有插槽，叶片转轴上的插舌与所述插槽插入式配合，实现输出轴与叶片转轴的可拆卸连接，插槽和插舌上开有共线的通孔，电控插销与所述通孔插入式配合，电控插销连接电控盒。

所述旋转电机固定在移动平台上，移动平台上设有用于驱动其在横梁的轨道上移动的横向驱动机构，轨道位于横梁和升降平台上，横梁侧部设有纵梁a和纵梁b，升降平台通过纵向驱动机构在纵梁a和纵梁b之间上下滑动。

所述横向驱动机构包括，固定在移动平台上的伺服电机，伺服电机的输出端贯穿支撑台并连接同步带，同步带连接位于移动平台底部的同步带轮，同步带轮与传动轴固定连接，传动轴两端连接轨道轮，所述轨道轮位于所述轨道上且转动连接于移动平台底部。

所述纵向驱动机构包括固定在固定安装板上的曳引电机a，曳引电机a输出端经减速箱a连接曳引轮a，导向轮a转动连接在所述安装板上，升降拉绳a一端连接升降平台，升降拉绳a绕经曳引轮a和导向轮a与对重连接，所述对重上下滑动连接于纵梁b的滑轨上，升降平台两侧均设有滚轮，两侧的滚轮分别滚动连接纵梁a和纵梁b上的导向槽。

所述移动平台端部设有卡槽，横梁上设有限位器，限位器与卡槽可分离式卡接。

所述叶片转轴上均布若干风机叶片，叶片转轴通过轴承转动连接风机支架，风机支架固定在冷却塔的塔架上。

所述纵向驱动机构包括，用于固定旋转电机的升降平台，升降平台两侧均设有滚轮，两侧的滚轮分别滚动连接纵梁a和纵梁b上的导向槽，升降平台对角两侧分别连接升降拉绳b和升降拉绳c，升降拉绳b和升降拉绳c分别绕经纵梁a和纵梁b顶部的导向轮b向下延伸，再分别绕经纵梁a和纵梁b内底部的导向轮c，以相同缠绕方向连接曳引轮b，曳引轮b经减速箱b连接曳引电机b。

所述纵梁a和纵梁b上转动连接有用于支撑升降平台的支撑板，支撑板连接驱动转杆，驱动转杆底部连接驱动把手。

所述纵梁a和纵梁b之间的底部设有操作平台，所述操作平台位于曳引电机b上方。

所述曳引电机b的输出端安装有制动抱紧装置。

本发明的有益效果是：(1)电动机位置可以通过电气控制实现塔内的定向移动，快速高效地实现电动机与风机主体的分离、电动机的移动以及电动机的复位连接；(2)风机主体与风机支架通过轴承配合，有利于保证高速旋转时轴心位置的固定，减少振动和转子偏心；(3)电动机位置便捷可调，无需外调其他大型机械或设备的辅助，也无高空作业风险，仅凭通过了培训的维修技术人员便可以完成维护与检修工作；(4)在冷却塔长期处于不运行状态时，电动机可与风机主体脱离，调整到能遮蔽的合适位置，降低电动机的受损风险。

附图说明

图1为本发明实施例1的侧剖图；

图2为本发明实施例1的立体图；

图3为本发明实施例1的局部放大图；

图4为旋转电机输出轴的局部放大图

图5为本发明实施例2的侧剖图；

图6为本发明实施例2的局部视图。

图中：1、风机叶片，2、叶片转轴，3、旋转电机，4、伺服电机，5、横梁，6、移动平台，7、轨道，8、对重，9.1、纵梁a，9.2、纵梁b，10.1、升降拉绳a，10.2、升降拉绳b，10.3、升降拉绳c，11、滚轮，12、升降平台，13.1、导向轮a，13.2、导向轮b，13.3、导向轮c，14.1、曳引轮a，14.2、曳引轮b，15、风机支架，16、限位器，17、减速箱a，18.1、曳引电机a，18.2、曳引电机b，19、电控盒，20、电控插销，21、输出轴，22、支撑台，23、同步带，24、固定安装板，25、卡槽，26、轨道轮，27、传动轴，28、同步带轮，29、支撑板，30、驱动把手，31、操作平台。

具体实施方式

实施例1

下面结合附图1-4对本发明做进一步说明：

一种冷却塔电动机位置调控装置，包括用于带动旋转电机3上下移动的升降平台12，所述升降平台12连接纵向驱动机构，旋转电机3的输出轴21上开有插槽，叶片转轴2上的插舌与所述插槽插入式配合，实现输出轴21与叶片转轴2的可拆卸连接，插槽和插舌上开有共线的通孔，电控插销20与所述通孔插入式配合，电控插销20连接电控盒19。所述旋转电机3固定在移动平台6上，移动平台6上设有用于驱动其在横梁5的轨道7上移动的横向驱动机构，轨道7位于横梁5和升降平台12上，横梁5侧部设有纵梁a9.1和纵梁b9.2，升降平台12通过纵向驱动机构在纵梁a9.1和纵梁b9.2之间上下滑动。所述横向驱动机构包括，固定在移动平台6上的伺服电机4，伺服电机4的输出端贯穿支撑台22并连接同步带23，同步带连接位于移动平台6底部的同步带轮28，同步带轮与传动轴27固定连接，传动轴27两端连接轨道轮26，所述轨道轮26位于所述轨道7上且转动连接于移动平台6底部。所述纵向驱动机构包括固定在固定安装板24上的曳引电机a18.1，曳引电机a18.1的输出轴21上安装有制动抱紧装置，曳引电机a18.1输出端经减速箱a17连接曳引轮a14.1，导向轮a13.1转动连接在所述安装板24上，升降拉绳a10.1一端连接升降平台12，升降拉绳a10.1绕经曳引轮a14.1和导向轮a13.1与对重8连接，所述对重8上下滑动连接于纵梁b9.2的滑轨上，升降平台12两侧均设有滚轮11，两侧的滚轮11分别滚动连接纵梁a9.1和纵梁b9.2上的导向槽。所述移动平台6端部设有卡槽25，横梁5上设有限位器16，限位器16与卡槽25可分离式卡接。对移动平台6的横向移动进行限位。所述叶片转轴2上均布若干风机叶片1，叶片转轴2通过轴承转动连接风机支架15，风机支架15固定在冷却塔的塔架上。风机机组稳定运行时，伺服电机4停止运行，移动平台6被固定在横梁5上，旋转电机3的输出轴21与叶片转轴2连接，驱动风机叶片1转动，叶片转轴2端部插舌位于输出轴21的插槽内，通过电控插销20固定，所述电控插销20通过电控盒19控制，电控插销20是常闭型元件，即未通电状态时电控插销20插入电动机输出轴21和叶片转轴2的孔内，限制两者相对移动，而通电时电控插销20会自动拔脱，输出轴21可与叶片转轴2分离。风机支架15将风机主体固定于塔体，有利于保证风机叶片1高速旋转时传动轴轴心位置的固定，减少振动和传动部件的磨损，避免电动机转子偏心，以实现风机机组长时间的稳定运行，同时，风机支架15在电动机脱离时起到支撑风机主体的作用。

实施例1电动机位置调控方法如下：

第一步，断开旋转电机3与风机主体的连接。

首先应停止风机机组的运行。然后旋转电机3缓慢转动，调节角度直至其输出轴21的开槽与横梁5保持平行。此时，电控插销20可通电拔脱，风机叶片1和叶片转轴2通过风机支架15与冷却塔体连接，保证风机机组主体位置不变，旋转电机3断开与与风机机组主体的连接。

第二步，横向移动旋转电机3，到达升降平台12。

旋转电机3通过法兰固定于移动平台6上，伺服电动机4输出轴通过同步带23以及同步带轮28连接传动轴27以及轨道轮26。所述移动平台6被置于横梁5上，横梁5上安装有轨道7。轨道7处于横梁中部的一侧安装限位器16，当其插入移动平台6的卡槽25时，能够实现对可固定移动平台6的固定。横梁5的末端与升降平台12的轨道相接。在旋转电机3断开与风机主体连接后，伺服电动机4通电正转，输出轴通过同步带23带动同步带轮28和传动轴27转动，驱动轨道轮26沿轨道7运动，卡槽25与限位器16分离，最终到达升降平台12，伺服电动机4断电，移动平台6停止运动。

第三，电动机以及移动平台随升降平台沿纵梁移动，到达指定高度。

升降平台12两侧安装有滚轮11，滚轮11与纵梁a9.1和纵梁b9.2上的导向槽配合，使得升降平台12能够沿纵梁a9.1和纵梁b9.2上下移动时不发生偏移或者摆动，保持升降平台的稳定运行。升降拉绳a10缠绕于曳引轮a14.1上，然后经由导向轮a13.1与对重8连接，对重8上同样安装滚轮，滚轮与纵梁a9.1和纵梁b9.2配合，防止对重8发生偏移摇摆情况。对重8的作用是平衡旋转电机3、移动平台6和升降平台12整体重量的装置，根据重量匹配选择合适的对重，可以有效降低曳引电机a18.1的额定功率和实际的能量消耗。升降平台上下移动的动力由曳引轮a14.114连接的曳引电机a18.1提供，曳引电机a18.1的传动轴上安装有制动轮，无电流时制动轮抱紧，保证输出轴21不转动；通电时制动轮失效，输出轴21正常工作。曳引电机a18.1通过减速箱a17降低输出轴的转速，带动曳引轮a14.1的转动，依靠升降拉绳a10与曳引轮a14.1的摩擦力为升降平台12提供牵引力。导向轮a13.1、曳引轮a14.1、减速箱a17和曳引电机a18.1整体既可置于冷却塔塔体内，也可以置于冷却塔塔体外。内置时，冷却塔的整体一致性较好，也无需设置外罩；而外置时，可依靠塔体为曳引装置提供支撑，减少了塔内所需纵梁的数量。

移动平台6运行至升降平台12后，曳引电机a18.1通电正转，制动轮无制动作用。由于输出轴转速较快，通过减速箱a’17调节速度至合适转速，带动曳引轮a14.1以及其上的升降拉绳a10.1转动。升降拉绳a10带动升降平台12下降，对重8上升，由于滚轮11与纵梁凹槽的配合，升降平台12和对重8保持稳定。当到达用户指定高度时，曳引电动机a18.1电源断开，停止工作，制动轮因断电抱紧，曳引电动机a18.1输出轴固定，升降拉绳a10.1牵引升降平台12，保持固定。在升降平台12上的移动平台6，依靠轨道轮26与轨道7的配合以及两侧纵梁的限位作用，会随升降平台12稳定移动。当整套装置位于用户指定高度时，便可以对电动机开展三维检修与维护。相关工作完成后，便进入第四步。

第四步，将旋转电机3以及移动平台6移回原位，并与风机主体完成连接。

将旋转电机3以及移动平台6按原路返回，恢复初始位置，并且与风机主体完成连接，达成风机机组正常运行的准备工作。检查旋转电机3与移动平台6稳固地处于升降平台12上，然后曳引电动机a18.1通电反转，带动曳引轮a14.1转动，通过升降拉绳a10带动升降平台12上升至与横梁5等高位置，曳引电动机a18.1断电停止工作，制动轮抱紧。伺服电动机4随即通电反转，通过同步带23带动传动轴24，移动平台6进入横梁5的轨道7。当限位器16与卡槽25配合后，伺服电动机断电，移动平台6运动停止，位置固定，此时叶片转轴2末端进入旋转电机3的输出轴21的槽内，通过电控插销20完成固定。至此，风机位置便捷调控全部完成，检查无误后，风机机组可开始工作。

实施例2

下面结合附图4-6对本发明做进一步说明：

一种冷却塔电动机位置调控装置，包括用于带动旋转电机3上下移动的升降平台12，所述升降平台12连接纵向驱动机构，旋转电机3的输出轴21上开有插槽，叶片转轴2上的插舌与所述插槽插入式配合，实现输出轴21与叶片转轴2的可拆卸连接，插槽和插舌上开有共线的通孔，电控插销20与所述通孔插入式配合，电控插销20连接电控盒19。所述纵向驱动机构包括，用于固定旋转电机3的升降平台12，升降平台12两侧均设有滚轮11，两侧的滚轮11分别滚动连接纵梁a9.1和纵梁b9.2上的导向槽，升降平台12对角两侧分别连接升降拉绳b10.2和升降拉绳c10.3，升降拉绳b10.2和升降拉绳c10.3分别绕经纵梁a9.1和纵梁b9.2顶部的导向轮b13.2向下延伸，再分别绕经纵梁a9.1和纵梁b9.2内底部的导向轮c13.3，以相同缠绕方向连接曳引轮b14.2，曳引轮b14.2经减速箱b连接曳引电机b18.2。所述纵梁a9.1和纵梁b9.2上转动连接有用于支撑升降平台12的支撑板29，支撑板29连接驱动转杆，驱动转杆底部连接驱动把手30。通过驱动把手30带动驱动转杆和支撑板29转动，风机机组稳定运行时，支撑板29位于升降平台12下面，起到支撑作用，所述纵梁a9.1和纵梁b9.2之间的底部设有操作平台31，所述操作平台31位于曳引电机b18.2上方。所述曳引电机b18.2的输出端安装有制动抱紧装置。

实施例2电动机位置调控方法如下：

第一步，断开旋转电机3与风机主体的连接。该步骤与实施例1相同，不再赘述。

第二步，旋转电机3随升降平台沿纵梁移动，到达用户指定高度。

升降平台12两侧安装有滚轮11，与纵梁9上的导向槽配合，使得升降平台12沿纵梁上下平稳移动。同时升降平台12对角两侧安装有升降拉绳b10.2和升降拉绳c10.3，升降拉绳b10.2和升降拉绳c10.3经过安装于纵梁上端和梁内的导向轮以相同缠绕方向连接曳引轮b14.2。曳引轮b14.2由曳引电动机经减速箱进行驱动，曳引电机b18.2传动轴上安装有制动轮，无电流时制动轮抱紧，保证电机不转动，通电时制动轮失效，曳引电机b18.2正常工作。曳引轮b14.2转动时利用摩擦力带动升降拉绳b10.2和升降拉绳c10.3为升降平台12提供牵引力。曳引装置整体可置于冷却塔底部，根据实际情况在曳引系统上一定高度安装操作平台31，一方面可为旋转电机3和升降平台12提供合适的安置高度，方便人工检修等操作，另一方面防止升降平台12的位移过度，加速曳引系统的损坏。

旋转驱动把手30，通过驱动转杆带动支撑板29旋转至升降平台12外侧。曳引电机b18.2通电正转，驱动曳引轮b14.2以及升降拉绳b10.2和升降拉绳c10.3牵引升降平台12下降。升降平台12通过滚轮11与纵梁9的凹槽面配合，防止平台倾斜摇摆。当到达指定高度或者操作平台31时曳引电机b18.2断电，制动轮抱紧。

第三步，将旋转电机3以及移动平台移回原位，并与风机主体完成连接。

曳引电机b18.2通电反转，驱动曳引轮b14.2以及升降拉绳b10.2和升降拉绳c10.3通过导向轮牵引升降平台12上升，当到达旋转电机3初始高度时曳引电机断电，制动轮抱紧。旋转驱动把手30，将支撑板29旋转至升降平台12内侧，为升降平台12提供支撑。此时叶片转轴2末端进入旋转电机3的输出轴21的槽内，通过电控插销20完成固定。至此，风机位置便捷调控全部完成，检查无误后，风机机组可开始工作。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种冷却塔电动机位置调控装置，其特征在于，包括用于带动旋转电机(3)上下移动的升降平台(12)，所述升降平台(12)连接纵向驱动机构，旋转电机(3)的输出轴(21)上开有插槽，叶片转轴(2)上的插舌与所述插槽插入式配合，实现输出轴(21)与叶片转轴(2)的可拆卸连接，插槽和插舌上开有共线的通孔，电控插销(20)与所述通孔插入式配合，电控插销(20)连接电控盒(19)。

2.根据权利要求1所述的冷却塔电动机位置调控装置，其特征在于，所述旋转电机(3)固定在移动平台(6)上，移动平台(6)上设有用于驱动其在横梁(5)的轨道(7)上移动的横向驱动机构，轨道(7)位于横梁(5)和升降平台(12)上，横梁(5)侧部设有纵梁a(9.1)和纵梁b(9.2)，升降平台(12)通过纵向驱动机构在纵梁a(9.1)和纵梁b(9.2)之间上下滑动。

3.根据权利要求2所述的冷却塔电动机位置调控装置，其特征在于，所述横向驱动机构包括，固定在移动平台(6)上的伺服电机(4)，伺服电机(4)的输出端贯穿支撑台(22)并连接同步带(23)，同步带连接位于移动平台(6)底部的同步带轮(28)，同步带轮与传动轴(27)固定连接，传动轴(27)两端连接轨道轮(26)，所述轨道轮(26)位于所述轨道(7)上且转动连接于移动平台(6)底部。

4.根据权利要求2所述的冷却塔电动机位置调控装置，其特征在于，所述纵向驱动机构包括固定在固定安装板(24)上的曳引电机a(18.1)，曳引电机a(18.1)输出端经减速箱a(17)连接曳引轮a(14.1)，导向轮a(13.1)转动连接在所述安装板24上，升降拉绳a(10.1)一端连接升降平台(12)，升降拉绳a(10.1)绕经曳引轮a(14.1)和导向轮a(13.1)与对重(8)连接，所述对重(8)上下滑动连接于纵梁b(9.2)的滑轨上，升降平台(12)两侧均设有滚轮(11)，两侧的滚轮(11)分别滚动连接纵梁a(9.1)和纵梁b(9.2)上的导向槽。

5.根据权利要求2所述的冷却塔电动机位置调控装置，其特征在于，所述移动平台(6)端部设有卡槽(25)，横梁(5)上设有限位器(16)，限位器(16)与卡槽(25)可分离式卡接。

6.根据权利要求1所述的冷却塔电动机位置调控装置，其特征在于，所述叶片转轴(2)上均布若干风机叶片(1)，叶片转轴(2)通过轴承转动连接风机支架(15)，风机支架(15)固定在冷却塔的塔架上。

7.根据权利要求1所述的冷却塔电动机位置调控装置，其特征在于，所述纵向驱动机构包括，用于固定旋转电机(3)的升降平台(12)，升降平台(12)两侧均设有滚轮(11)，两侧的滚轮(11)分别滚动连接纵梁a(9.1)和纵梁b(9.2)上的导向槽，升降平台(12)对角两侧分别连接升降拉绳b(10.2)和升降拉绳c(10.3)，升降拉绳b(10.2)和升降拉绳c(10.3)分别绕经纵梁a(9.1)和纵梁b(9.2)顶部的导向轮b(13.2)向下延伸，再分别绕经纵梁a(9.1)和纵梁b(9.2)内底部的导向轮c(13.3)，以相同缠绕方向连接曳引轮b(14.2)，曳引轮b(14.2)经减速箱b连接曳引电机b(18.2)。

8.根据权利要求7所述的冷却塔电动机位置调控装置，其特征在于，所述纵梁a(9.1)和纵梁b(9.2)上转动连接有用于支撑升降平台(12)的支撑板(29)，支撑板(29)连接驱动转杆，驱动转杆底部连接驱动把手(30)。

9.根据权利要求7所述的冷却塔电动机位置调控装置，其特征在于，所述纵梁a(9.1)和纵梁b(9.2)之间的底部设有操作平台(31)，所述操作平台(31)位于曳引电机b(18.2)上方。

10.根据权利要求7所述的冷却塔电动机位置调控装置，其特征在于，所述曳引电机b(18.2)的输出端安装有制动抱紧装置。

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