CN116573560A - 在线更换大型水轮发电机组推导外循环油泵轴封的系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了在线更换大型水轮发电机组推导外循环油泵轴封的系统及方法，该系统包括滑轨组件和旋转横板，旋转横板中部连接推力轴承，推力轴承上连接四轮滑车，四轮滑车的滚轮位于滑轨组件的滑槽内，旋转横板的底部连接两个提升装置，每个提升装置包括与旋转横板固定连接的蜗轮蜗杆副，其中蜗轮蜗杆副的蜗杆为竖直向下布置的梯形螺杆，梯形螺杆下部螺纹连接梯形螺母杆，涡轮蜗杆副的涡轮轴上还连接一传动齿轮，两个提升装置通过同步机构连接。本发明利用提升装置完成设备的提升或降落，整体操作便捷，实现了快速、安全、省时、省力的完成狭小空间内对油泵电机的提升、降落及转运工作。

Description

在线更换大型水轮发电机组推导外循环油泵轴封的系统及 方法

技术领域

本发明属于水轮发电机组检修技术领域，特别涉及在线更换大型水轮发电机组推导外循环油泵轴封的系统及方法。

背景技术

国内外大、中型水电站混流式水轮发电机组推导油槽主要安装于机架内，推导油槽循环介质采用强迫外循环冷却方式进行冷却，循环油泵及油路布置于机架支臂内部，安装位置狭小，且管路、设备众多，油泵及设备检修维护存在诸多不便。

当推导外循环油泵出现轴封大量漏油时，目前所采取的方法主要是：暂时隔离并切除油路，将运行中的机组停机，然后进行推导外循环油泵电机轴封更换准备。这其中所面临的困难主要有：①由于推导油泵电机安装位置所限，电机顶部距离下机架中盖板仅有350mm，不足以放置一般起吊用具用于抢修，因此必须先停机，然后拆除下机架中盖板后，在转子支臂上布置起吊挂点用于起吊电机；②如遇汛期机组满发情况时，因油泵轴封甩油造成事故停机，给设备造成损坏，给各级公司造成重大经济损失；③目前处理类似问题，主要使用人工用手拉葫芦提升电机，存在诸多安全隐患；④上、下工作面存在交叉作业，对设备和人员安全挑战巨大；⑤所处空间狭小，且设备众多，大型起吊设备无法进入，工作效率低等困难，亟待解决。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提出在线更换大型水轮发电机组推导外循环油泵轴封的系统及使用方法，通过本发明可以做到在机组不停机的前提下完成推导外循环油泵轴封更换工作，并保证推导油槽运行正常，保障机组设备安全。

本发明的一个方面，提供在线更换大型水轮发电机组推导外循环油泵轴封的系统，包括滑轨组件和滑动连接在滑轨组件上的旋转横板，所述旋转横板中部连接一推力轴承，所述推力轴承的内圈上连接四轮滑车，所述四轮滑车的滚轮位于所述滑轨组件的滑槽内，所述旋转横板的底部连接两个提升装置，每个所述提升装置包括与所述旋转横板固定连接的蜗轮蜗杆副，其中所述蜗轮蜗杆副的蜗杆为竖直向下布置的梯形螺杆，所述梯形螺杆下部螺纹连接梯形螺母杆，所述梯形螺母杆上设置连接部件，所述涡轮蜗杆副的涡轮轴上还连接一传动齿轮，所述传动齿轮与从动齿轮啮合，两个提升装置的两个从动齿轮通过同步机构连接，以使两个提升装置中的两个涡轮蜗杆副同步转动。

优选的，所述同步机构包括通过轴承转动连接在所述旋转横盘上的传动轴，所述传动轴位于两个提升装置之间，所述传动轴的两端通过万向节分别与两个从动齿轮的齿轮轴连接。

优选的，所述连接部件包括连接在所述梯形螺母杆下端的起吊螺杆，还包括螺纹连接在所述起吊螺杆上的起吊调节耳，所述起吊螺杆上还连接一调节螺母。

优选的，所述滑轨组件包括双顶梁和与所述双顶梁连接的双滑轨，所述旋转横板连接在所述双滑轨上，所述双顶梁一端焊接滑板，所述双滑轨一端焊接与所述滑板适配的滑块，所述双滑轨的另一端焊接横板，还包括套设在所述横板两端的夹板固定装置，所述夹板固定装置包括两块相对设置的夹板，两块夹板的两端分别通过螺栓连接。

优选的，还包括激光定位器，所述的激光定位器安装于旋转横板中部的四轮滑车的中心孔内，激光定位器采用纽扣电池提供电力供应。

优选的，还包括防坠落装置，所述的防坠落装置包括一根钢丝绳、两套防坠落器及两个卡环，所述钢丝绳从滑轨组件顶部穿过，所述钢丝绳两端各挂装一套防坠落器，所述防坠落器的另一端连接卡环。

优选的，还包括电动操作机构，所述电动操作机构包括电动扳手和与所述电动扳手连接的内六角扳手，所述蜗轮蜗杆副的涡轮轴上设置与所述内六角扳手适配的内六角孔，所述电动操作机构向所述蜗轮蜗杆副提供动力，使两组蜗轮蜗杆副同步转动。

优选的，所述双顶梁包括两根横梁，两根横梁互相分离，每根横梁两端下部均构造有阶梯口，所述阶梯口用于穿插于下机架中盖板下部的支撑上。

本发明的另一方面，提供在线更换大型水轮发电机组推导外循环油泵轴封的方法，使用上述的在线更换大型水轮发电机组推导外循环油泵轴封的系统，具体包括以下步骤：

S1将双顶梁放置于下机架中盖板横梁上；

S2将双滑轨悬挂于双顶梁下部，使双滑轨一端通过横板套接在夹板固定装置中，另一端通过滑块滑动连接在滑板上，使双滑轨固定牢固；

S3将四轮滑车的滚轮插入双滑轨内，并在双滑轨两端安装防脱杆；

S4打激光定位装置器，使其激光点与油泵电机中心点基本重合，达到基本垂直起吊状态；

S5将起吊调节耳与油泵电机连接，将提升装置的起吊螺杆插入起吊调节耳内，并用调节螺母固定；

S6将防坠落装置穿过双顶梁的顶部，并将两组防坠落器固定在油泵电机的另两个吊耳上，保障油泵电机不出现突然坠落发生；

S7将电动操作机构与其中一组蜗轮蜗杆副的内六角孔配合，完成准备工作；

S8点动启动电动操作机构，使其带动同步机构，并带动提升装置将油泵电机缓缓升起；

S9直到油泵电机底部的联轴器上段超出油泵电机座顶部时，停止电动操作机构，此过程中防坠落装置全程处于收缩状态，直至提升到位；

S10将电动操作机构与蜗轮蜗杆副分离，防止设备误动；

S11将油泵电机连同旋转横板一起，沿双滑轨向外侧滑动，直至挪出油泵轴封更换工位空间停止并锁止好，防止电机滑动；

S12更换油泵轴封，轴封更换完成后，解除油泵电机及旋转横板的锁止，将电机缓缓滑动回油泵上方；

S13将电动操作机构再次与蜗轮蜗杆副连接，缓缓点动电动操作机构，使其带动同步机构，并带动提升装置使油泵电机缓缓降落，直至油泵电机底部的联轴器上部与油泵驱动轴联轴器部分插入到位；

S14固定好油泵电机底座螺栓，按照S7-S1的顺序反向依次拆除在线更换大型水轮发电机组推导外循环油泵轴封的系统的各组件，工作全部完成。

相比于现有技术，本发明具有以下有益效果：

本发明提供的在线更换大型水轮发电机组推导外循环油泵轴封的系统及方法，利用提升装置完成设备的提升或降落，整体操作便捷，大大降低了工作人员的劳动强度，解放劳动力，提高了设备及人员人身安全，有效避免交叉作业，实现快速、安全、省时、省力的完成狭小空间内油泵电机的提升、降落及转运工作，且不影响水轮发电机组正常运行，可避免对发电机组整体拆机后更换推导外循环油泵轴封造成较大的巨大经济损失。

在运行时，通过改变电动操作机构的正转、反转，从而实现油泵电机的提升、降落两种状态，使其具备不停机在线更换推导外循环油泵轴封更换工作，并在狭小空间内实现设备的起落、挪移等状态，实现了设备抢修工作的顺利开展，保障设备及人员安全。

附图说明

图1为本发明在线更换大型水轮发电机组推导外循环油泵轴封的系统的主视结构示意图。

图2为本发明在线更换大型水轮发电机组推导外循环油泵轴封的系统的立体结构示意图。

图3为本发明在线更换大型水轮发电机组推导外循环油泵轴封的系统的省略滑轨组件后的立体结构示意图。

图4为本发明在线更换大型水轮发电机组推导外循环油泵轴封的系统的省略滑轨组件后的另一立体结构示意图。

图5为本发明在线更换大型水轮发电机组推导外循环油泵轴封的系统的省略滑轨组件后的俯视结构示意图。

图6为本发明在线更换大型水轮发电机组推导外循环油泵轴封的系统的双滑轨的局部结构示意图。

图7为本发明的使用状态示意图。

上述附图中：1、发电机转子；2、发电机轴；3、推到轴承油槽；4、下机架；5、推导外循环油泵；a、油泵电机；6、下机架中盖板；10、滑轨组件；11、双顶梁；12、双滑轨；13、滑板；14、滑块；15、横板；16、夹板固定装置；17、夹板；18、夹板螺栓；19、阶梯口；20、旋转横板；21、推力轴承；22、四轮滑车；23、固定板；24、滚轮；30、提升装置；31、蜗轮蜗杆副；32、梯形螺杆；33、梯形螺母杆；34、涡轮轴；35、传动齿轮；36、从动齿轮；40、同步机构；41、传动轴；42、万向节；50、连接部件；51、起吊螺杆；52、起吊调节耳；53、调节螺母；60、激光定位器；70、防坠落装置；71、钢丝绳；72、防坠落器；73、卡环。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定；另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

除非另有明确的规定和限定，“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图7所示，水轮发电机组发电机转子1与发电机轴2通过螺栓连接为一体，发电机轴2沿轴心穿过推导轴承油槽3，推导轴承油槽3焊接在下机架4上部，下机架4呈圆周分布并由12个支档和1个中心体焊接而成，每个支档顶部安装有下机架中盖板7，其中6组推导外循环油泵5均布于12个支档内部，每组推导外循环油泵5有1套油泵电机a驱动，但油泵电机a至下机架中盖板7的垂直间距不足350mm，因此外循环油泵轴封更换需要停机甚至拆机后才能完成。

参阅图1-图6，作为本发明的一种优选实施例，本实施例提供在线更换大型水轮发电机组推导外循环油泵轴封的系统，包括滑轨组件10和滑动连接在滑轨组件10上的旋转横板20，所述旋转横板20中部连接一推力轴承21，所述推力轴承21的内圈上连接四轮滑车22，四轮滑车22包括固定连接在推力轴承21上的两个固定板23和转动连接在所述固定板23上的两组滚轮24，所述四轮滑车22的滚轮24位于所述滑轨组件10的滑槽内，以实现旋转横板20在滑轨组件10内部的自由滑动，所述旋转横板20的底部连接两个提升装置30，每个所述提升装置30包括与所述旋转横板20固定连接的蜗轮蜗杆副31，其中所述蜗轮蜗杆副31的蜗杆为竖直向下布置的梯形螺杆32，以达到自锁防坠落的目的，所述梯形螺杆32下部螺纹连接梯形螺母杆33，所述梯形螺母杆33上设置连接部件50，所述涡轮蜗杆副31的涡轮轴34上还连接一传动齿轮35，所述传动齿轮35与从动齿轮36啮合，两个提升装置30的两个从动齿轮36通过同步机构40连接，以使两个提升装置30中的两个涡轮蜗杆副31同步转动。

在一些实施例中，所述同步机构40包括通过轴承转动连接在所述旋转横盘20上的传动轴41，所述传动轴41位于两个提升装置20之间，所述传动轴41的两端通过万向节42分别与两个从动齿轮36的齿轮轴连接。

在一些优选实施例中，所述连接部件50包括连接在所述梯形螺母杆33下端的起吊螺杆51，还包括螺纹连接在所述起吊螺杆51上的起吊调节耳52，起吊调节耳52为“L”型设计，两边各开有通孔，所述起吊螺杆51上的通孔内还连接一调节螺母53，所述调节螺母为高强度螺母，与调节起吊螺杆51互相配合使用，起固定锁紧的作用。

在一些优选实施例中，所述滑轨组件10包括双顶梁11和与所述双顶梁11连接的双滑轨12，所述旋转横板20连接在所述双滑轨12上，所述双顶梁11一端焊接滑板13，所述双滑轨12一端焊接与所述滑板13适配的滑块14，所述双滑轨12的另一端焊接横板15，还包括套设在所述横板15两端的夹板固定装置16，所述夹板固定装置16包括两块相对设置的夹板17，两块夹板17的两端分别通过夹板螺栓18连接。

在另一些优选实施例中，还包括激光定位器60，所述的激光定位器60安装于旋转横板20中部的四轮滑车22的中心孔内，激光定位器60采用纽扣电池提供电力供应，激光定位器60可发射激光，并可调节激光点大小，用于定位整套系统中心是否与电机上端盖中心一致，尽可能的使各中心同心，提高本发明的安装精度及油泵电机6回装时的回装准确度。

在另一些优选实施例中，考虑到空间狭小，作业时可能出现特殊情况，为避免作业存在坠落的安全隐患，本实施例中还包括防坠落装置70，所述的防坠落装置70包括一根钢丝绳71、两套防坠落器72及两个卡环73，所述钢丝绳71从滑轨组件10顶部穿过，所述钢丝绳71两端各挂装一套防坠落器72，所述防坠落器72的另一端连接卡环73。

在一些实施例中，还包括电动操作机构，所述电动操作机构包括电动扳手和与所述电动扳手连接的内六角扳手，所述蜗轮蜗杆副31的涡轮轴34上设置与所述内六角扳手适配的内六角孔，所述电动操作机构用于向所述蜗轮蜗杆副31提供动力，使两组蜗轮蜗杆副31同步转动，本实施例中，电动扳手和与所述电动扳手连接的内六角扳手均是设备检修常用的工器具，本领域人员知晓其具体结构和功能，本实施例描述时未对本部分结构进行赘述，本领域人员结合本申请的发明构思和目的，应道知晓电动操作机构的具体部件组成，及使用方法。

在一些优选实施例中，所述双顶梁11包括两根横梁，两根横梁互相分离，每根横梁两端下部均构造有阶梯口19，所述阶梯口19用于穿插于下机架中盖板下部的支撑上。

作为本发明的另一优选实施例，本实施例提供在线更换大型水轮发电机组推导外循环油泵轴封的方法，使用上述的在线更换大型水轮发电机组推导外循环油泵轴封的系统，具体包括以下步骤：

S1将双顶梁放置于下机架中盖板横梁上；

S2将双滑轨悬挂于双顶梁下部，使双滑轨一端通过横板套接在夹板固定装置中，另一端通过滑块滑动连接在滑板上，使双滑轨固定牢固；

S3将四轮滑车的滚轮插入双滑轨内，并在双滑轨两端安装防脱杆；

S4打激光定位装置器，使其激光点与油泵电机中心点基本重合，达到基本垂直起吊状态；

S5将起吊调节耳与油泵电机连接，将提升装置的起吊螺杆插入起吊调节耳内，并用调节螺母固定；

S6将防坠落装置穿过双顶梁的顶部，并将两组防坠落器固定在油泵电机的另两个吊耳上，保障油泵电机不出现突然坠落发生；

S7将电动操作机构与其中一组蜗轮蜗杆副的内六角孔配合，完成准备工作；

S8点动启动电动操作机构，使其带动同步机构，并带动提升装置将油泵电机缓缓升起；

S9直到油泵电机底部的联轴器上段超出油泵电机座顶部时，停止电动操作机构，此过程中防坠落装置全程处于收缩状态，直至提升到位；

S10将电动操作机构与蜗轮蜗杆副分离，防止设备误动；

S11将油泵电机连同旋转横板一起，沿双滑轨向外侧滑动，直至挪出油泵轴封更换工位空间停止并锁止好，防止电机滑动；

S12更换油泵轴封，轴封更换完成后，解除油泵电机及旋转横板的锁止，将电机缓缓滑动回油泵上方；

S13将电动操作机构再次与蜗轮蜗杆副连接，缓缓点动电动操作机构，使其带动同步机构，并带动提升装置使油泵电机缓缓降落，直至油泵电机底部的联轴器上部与油泵驱动轴联轴器部分插入到位；

S14固定好油泵电机底座螺栓，按照S7-S1的顺序反向依次拆除在线更换大型水轮发电机组推导外循环油泵轴封的系统的各组件，工作全部完成。

经过以上过程，通过改变电动操作机构的正转、反转，从而实现油泵电机的提升、降落两种状态，使其具备不停机在线更换推导外循环油泵轴封更换工作，并在狭小空间内实现设备的起落、挪移等状态，实现了设备抢修工作的顺利开展，保障设备及人员安全。

通过本专利的实施，针对该工作投入的人员将由原来的7-8人，缩减至2-3人即可，工时也将由原来的8小时，缩短至3小时以内，加上无需机组再停机、抢修、到开机并网，避免了机组时间上的浪费及水流的浪费。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.在线更换大型水轮发电机组推导外循环油泵轴封的系统，其特征在于：包括滑轨组件和滑动连接在滑轨组件上的旋转横板，所述旋转横板中部连接一推力轴承，所述推力轴承的内圈上连接四轮滑车，所述四轮滑车的滚轮位于所述滑轨组件的滑槽内，所述旋转横板的底部连接两个提升装置，每个所述提升装置包括与所述旋转横板固定连接的蜗轮蜗杆副，其中所述蜗轮蜗杆副的蜗杆为竖直向下布置的梯形螺杆，所述梯形螺杆下部螺纹连接梯形螺母杆，所述梯形螺母杆上设置连接部件，所述涡轮蜗杆副的涡轮轴上还连接一传动齿轮，所述传动齿轮与从动齿轮啮合，两个提升装置的两个从动齿轮通过同步机构连接，以使两个提升装置中的两个涡轮蜗杆副同步转动。

2.根据权利要求1所述的在线更换大型水轮发电机组推导外循环油泵轴封的系统，其特征在于；所述同步机构包括通过轴承转动连接在所述旋转横盘上的传动轴，所述传动轴位于两个提升装置之间，所述传动轴的两端通过万向节分别与两个从动齿轮的齿轮轴连接。

3.根据权利要求1所述的在线更换大型水轮发电机组推导外循环油泵轴封的系统，其特征在于：所述连接部件包括连接在所述梯形螺母杆下端的起吊螺杆，还包括螺纹连接在所述起吊螺杆上的起吊调节耳，所述起吊螺杆上还连接一调节螺母。

4.根据权利要求1所述的在线更换大型水轮发电机组推导外循环油泵轴封的系统，其特征在于：所述滑轨组件包括双顶梁和与所述双顶梁连接的双滑轨，所述旋转横板连接在所述双滑轨上，所述双顶梁一端焊接滑板，所述双滑轨一端焊接与所述滑板适配的滑块，所述双滑轨的另一端焊接横板，还包括套设在所述横板两端的夹板固定装置，所述夹板固定装置包括两块相对设置的夹板，两块夹板的两端分别通过螺栓连接。

5.根据权利要求1所述的在线更换大型水轮发电机组推导外循环油泵轴封的系统，其特征在于：还包括激光定位器，所述的激光定位器安装于旋转横板中部的四轮滑车的中心孔内，激光定位器采用纽扣电池提供电力供应。

6.根据权利要求1所述的在线更换大型水轮发电机组推导外循环油泵轴封的系统，其特征在于：还包括防坠落装置。

7.根据权利要求6所述的在线更换大型水轮发电机组推导外循环油泵轴封的系统，其特征在于：所述防坠落装置包括一根钢丝绳、两套防坠落器及两个卡环，所述钢丝绳从滑轨组件顶部穿过，所述钢丝绳两端各挂装一套防坠落器，所述防坠落器的另一端连接卡环。

8.根据权利要求1所述的在线更换大型水轮发电机组推导外循环油泵轴封的系统，其特征在于：还包括电动操作机构，所述电动操作机构包括电动扳手和与所述电动扳手连接的内六角扳手，所述蜗轮蜗杆副的涡轮轴上设置与所述内六角扳手适配的内六角孔，所述电动操作机构向所述蜗轮蜗杆副提供动力，使两组蜗轮蜗杆副同步转动。

9.根据权利要求4所述的在线更换大型水轮发电机组推导外循环油泵轴封的系统，其特征在于：所述双顶梁包括两根横梁，两根横梁互相分离，每根横梁两端下部均构造有阶梯口，所述阶梯口用于穿插于下机架中盖板下部的支撑上。

10.在线更换大型水轮发电机组推导外循环油泵轴封的方法，其特征在于，使用权利要求1-9任意一项所述的在线更换大型水轮发电机组推导外循环油泵轴封的系统，具体包括以下步骤：

S1将双顶梁放置于下机架中盖板横梁上；

S2将双滑轨悬挂于双顶梁下部，使双滑轨一端通过横板套接在夹板固定装置中，另一端通过滑块滑动连接在滑板上，使双滑轨固定牢固；

S3将四轮滑车的滚轮插入双滑轨内，并在双滑轨两端安装防脱杆；

S4打激光定位装置器，使其激光点与油泵电机中心点基本重合，达到基本垂直起吊状态；

S5将起吊调节耳与油泵电机连接，将提升装置的起吊螺杆插入起吊调节耳内，并用调节螺母固定；

S6将防坠落装置穿过双顶梁的顶部，并将两组防坠落器固定在油泵电机的另两个吊耳上，保障油泵电机不出现突然坠落发生；

S7将电动操作机构与其中一组蜗轮蜗杆副的内六角孔配合，完成准备工作；

S8点动启动电动操作机构，使其带动同步机构，并带动提升装置将油泵电机缓缓升起；

S9直到油泵电机底部的联轴器上段超出油泵电机座顶部时，停止电动操作机构，此过程中防坠落装置全程处于收缩状态，直至提升到位；

S10将电动操作机构与蜗轮蜗杆副分离，防止设备误动；

S11将油泵电机连同旋转横板一起，沿双滑轨向外侧滑动，直至挪出油泵轴封更换工位空间停止并锁止好，防止电机滑动；

S12更换油泵轴封，轴封更换完成后，解除油泵电机及旋转横板的锁止，将电机缓缓滑动回油泵上方；

S13将电动操作机构再次与蜗轮蜗杆副连接，缓缓点动电动操作机构，使其带动同步机构，并带动提升装置使油泵电机缓缓降落，直至油泵电机底部的联轴器上部与油泵驱动轴联轴器部分插入到位；

S14固定好油泵电机底座螺栓，按照S7-S1的顺序反向依次拆除在线更换大型水轮发电机组推导外循环油泵轴封的系统的各组件，工作全部完成。