专利名称：定子杆搬运器及方法
技术领域：
本发明涉及一种搬运装置，用于将定子杆从其定子铁心狭槽运送到维修区域，并在维修后将杆定位在狭槽中，以及运送和定位杆的方法。
背景技术：
某些电气装置如发电机，具有流体冷却的定子杆。定子杆具有绝缘铜股，这些铜股装配在狭槽中，并在端部铜焊到铜接线柱上而形成杆组件。每个定子杆包括实心和空心铜导体的组合，称作股。空心股提供了使冷却剂穿过股包装件循环的手段，以防止涡轮发电机过热，并通过从绝缘杆排出热量而提高发电机的输出。
定子杆必须定期维护或维修，例如补漏。泄漏定子杆的维修可能需要完全取出、修理或更换。如果取出杆用于维修，则人工从其定子铁心中的狭槽将其运载到维修区域，当完成维修时运回到铁心中。如果更换，则必须将笨重的杆从一个用于插入的中间整备区域运送到定子铁心中的狭槽中。当杆位于铁心中时，人工将其升高和降低到正确的狭槽中，然后插入和楔入。人工移动笨重的杆需要人力和时间，且有安全上的危险。需要对运送和操纵定子杆以将其定位到正确狭槽中的方法进行改进，从而将杆插入和楔入到位。
发明内容
本发明涉及一种装置，用于改进特别在液体冷却定子重绕过程中对定子杆的运送和操纵。本发明提供一种挠性杆搬运器，包括一个运动支架；一个提升构架组件，该提升构架组件旋转连接成环绕支架的一个垂直轴线旋转，从而前后摆动构架组件的远端，枢转连接成环绕支架的一个水平轴线枢转，从而升高和降低构架组件的远端；及一个由一个细长导轨构成的提升托架，该细长导轨具有用于在长度方向接收一个杆的接收器形状截面保持件，该提升托架在其长度上的一点连接到纵向构架组件的远端，与连接到构架组件一个相对的近端的配重相对，其中提升托架在该点枢转连接到一个水平销上以允许提升托架朝一侧或另一侧倾斜，从而升高或降低提升托架的端部。
在另一个实施例中，挠性杆搬运器包括一个运动支架；一个由纵向构架组件构成的提升构架组件，该纵向构架组件从支架伸出，由多个在收缩位置嵌套在彼此之中而在伸长位置相对于彼此叠缩伸长的具有伸缩功能的部分构成；及一个由一个细长导轨构成的提升托架，该细长导轨具有用于在长度方向接收一个杆的接收器形状截面保持件，该提升托架在其长度上的一点连接到纵向构架组件的远端，与连接到构架组件一个相对的近端的配重相对，其中提升托架在该点枢转连接到一个水平销上以允许提升托架朝一侧或另一侧倾斜，从而升高或降低提升托架的端部。
另一个实施例涉及一种用于搬运定子杆的方法，包括将杆装入一个提升托架中，该提升托架由一个具有接收器形状截面保持件的细长导轨构成，其中提升托架是包括一个运动支架的一个挠性杆搬运器的一部分；通过下列步骤操纵提升托架(i)前后摆动构架组件的一端，(ii)升高或降低构架组件的一端，(iii)倾斜提升托架而向一侧或另一侧倾斜托架，从而升高和降低提升托架的端部，或者(iv)通过运动支架前后移动该杆，从而定位该杆用于卸载到定子狭槽中；及将杆卸载到狭槽中。
在另一个实施例中，一种用于搬运定子杆的方法，包括通过下列步骤操纵提升托架(i)前后摆动构架组件的一端，(ii)升高或降低构架组件的一端，(iii)倾斜提升托架而向一侧或另一侧倾斜托架，从而升高和降低提升托架的端部，将杆从定子狭槽装入一个提升托架中，该提升托架由一个具有接收器形状截面保持件的细长导轨构成，其中提升托架是包括一个运动支架的挠性杆搬运器的一部分；(iv)通过运动支架前后移动该杆，从而定位该杆用于卸载到维修区域中；及在维修区域将杆卸载。
图1是一个铰接定子杆搬运器的透视图。
图2是该铰接定子杆搬运器的局部剖视侧视图。
图3是图2中穿过线A-A的搬运器支架的前视剖视图。
图4是搬运器构架组件的侧部局部视图。
图5是将搬运器提升托架与构架组件联接在一起的接合结构的侧视局部视图。
图6是提升托架的透视图。
图7是图6中穿过线B-B的剖视前视图。
具体实施例方式
本发明是一个铰接机械装置，可用于将定子杆从维修平台运送到铁心中，并将其定位在正确的定子狭槽中。杆搬运器设计成具有升高/降低、伸长/收缩、摆动或运输功能，以利于从一个中间整备区域操纵该杆，特别是定子杆，插入定子铁心杆狭槽中。该杆插入狭槽中并楔入到位。该装置提供了支承，用来在插入之前相对于狭槽和端部位置精确地对杆进行定位。在这种应用中，杆是长度大于宽度的一个直件。定子杆是一个挠性杆。
该装置和方法消除了在对杆进行人工提升、运载和定位过程中的物理性应力，同时将操纵该杆的总工时减少百分之50。对于4磁极定子，本发明将液体冷却定子重绕的平均周期时间从42天大致减少到22天。该装置和方法通过在插入之前将杆横向定位在一个铁心狭槽位置而减小了对杆的绝缘损坏，从而消除了杆从杆狭槽端到端部的滑动。该装置和方法在核工业中有特别的优点，能够缩短液体冷却定子重绕周期时间，保持质量，并缩短停机周期。在一项测试中，用了10个技术人员将一个325磅的定子杆运输和安放到一个仿制的4磁极定子孔中，而本发明可以用四个技术人员来安装该杆。
本发明提供了一种定子杆搬运器，其功能是在长度方向用架支承一个纵向杆，例如一个定子杆，通过运动功能运送该杆，升降该杆，倾斜该杆，从而升降杆的每一端，大致前后移动该杆，将该杆带入一个插入位置如发电机附近，并前后叠缩该杆而在很紧的区域内将该杆例如操纵到定子杆狭槽附近。本发明的这些特征和其它特征将从附图和下面的详细描述中变得清楚，这些附图和详细描述作为例子对本发明的优选实施例进行说明，而不构成限定。
图1是一个铰接定子杆搬运器10的透视图，图2是该铰接定子杆搬运器10的侧视图，图3是图2中通过线A-A的搬运器支架14的前部剖视图。图1至3示出一个铰接定子杆搬运器10，包括构架组件12、支架14和提升托架16。构架组件12包括一个带有配重20的细长构架轴18。提升托架16位于构架组件12与配重20相对的远端，配重20位于构架组件的近端。该近端是最靠近构架组件与支架14的连接点的一端。构架轴18在操作上安装在支架14上，如下面所述被液压驱动。
支架14包括前轮24和后轮26，上旋转单元28和下旋转单元30。配重组件20紧固到轴18的相对端。支座和控制板组件40在支架14处与构架组件12在操作上联接。如下面说明的，电机32和液压柱塞34位于上部支架旋转单元28中。
图2和图3中，所示的支架单元底座36包围电机38，通过电机链轮44、链条46及后轴链轮48的组合而与后轴42操作联接。电机38通过与控制板组件40的联接(未图示)而致动，使操作者能够通过驱动后轴42而驱动后轮26来前后驱动支架14，后轮26通过凸缘衬套50穿过支架单元底座36联接。电机38、轴42和轮26将运动功能赋予定子杆搬运器10，从而例如可以从维修区域将装载的定子杆运送到发电机铁心中的定子杆狭槽中，以及从发电机铁心中的定子杆狭槽中运送到维修区域。
底部旋转单元30由辊52和旋转底座组件54支承在支架单元底座36上。辊52与旋转底座组件54的组合赋予支架14一个水平旋转功能，能够用手对构架轴18进行水平定向，并相应地能够在轴18的相对端对提升托架16进行水平定向。
支架14的上部旋转单元28包围构架轴18的一端，通过一个组合衬套56和保持环58枢转紧固到上/下液压柱塞34上。柱塞34通过液压泵60致动。当操作者在控制板组件40致动后，泵60向上驱动柱塞34，或者向下释放柱塞，从而相应地升降紧固到轴18端部的提升托架16。
电机32可由操作者在控制板组件40处致动，以环绕一个纵向轴线旋转构架轴，从而相应地对紧固到轴18端部的提升托架16的端部进行倾斜。当致动时，电机32驱动链轮62以致动链条64，链条64又驱动链轮66，链轮66与构架轴18成一体并位于其半径圆周上。电机驱动构架轴18而环绕一个中心纵向轴线旋转。当轴18旋转时，提升托架16朝一个方向或另一个方向倾斜，使其端部分别升高和降低。
图2中所示的液压泵68驱动流体到达液压缸70，液压缸70通过衬套72和保持环74与位于构架轴18中的一个流体通道(未图示)联接。如图2和4中所示，构架组件12还包括第一部分76、第二部分78和第三部分80。第三部分80嵌套配合在第二部分78中，第二部分78又嵌套配合在第一部分76中。穿过构架轴18的流体通道与横贯第一部分76的一个液压柱塞组件82联接。液压柱塞组件82驱动活塞84，所示的活塞84延伸穿过第二部分78和第三部分80。活塞84通过U形夹86和螺栓88连接到第三部分距柱塞组件82较远的一端。组件82对伸长和收缩部分78和80进行控制。
操作者可在支座控制和板组件40处操作一个控制开关，以致动泵68，将流体压力施加到液压缸70上。当流体缸70致动时，流体通道将流体压力从液压缸70传递到液压柱塞组件82。液压柱塞组件82驱动活塞84，活塞84又移动第三部分80。当达到所需伸长程度时，操作者可以脱离控制开关。通过使流体压力反向，操作者可在轴环和耐磨板90上将第三部分80叠缩地从第二部分78伸出或者收缩回去，并在轴环和耐磨板92上将这两个部分从第一部分76伸出或者收缩回去。
由嵌套部分76、78和80提供的叠缩伸缩功能赋予提升托架16一个伸缩功能，提升托架16通过接合结构98与第三部分80的远端联接，如图1、图2和图5中所示，接合结构98穿过构架端部块94的小孔96联接。特别参照图5，接合结构98包括构架端转接器100、构架端转接器销102、提升托架转接器104和提升托架转接器销106。构架端部件94通过垂直构架端转接器销102穿过端部件94的小孔96的枢转联接而接纳构架端部转接器100。提升托架转接器104接纳提升托架16，提升托架16通过提升托架转接器销106穿过提升托架转接器104枢转紧固。由构架端部转接器100和提升托架转接器104提供的枢转联接允许用手在水平面和垂直面中旋转提升托架16。
提升托架16参照图5、图6和图7作了详细描述。图6是提升托架16的透视图，图7是图6中穿过B-B线的提升托架的剖视前视图。提升托架通过作为接合结构98一部分的提升托架转接器104紧固到构架组件12上。提升托架16包括细长的底座平杆108、细长的后部平杆110和细长顶部平杆112，它们形成定子杆的接收器形状截面保持件114。这些平杆可由铝或任何其它适当的结构材料制成。提升托架16还包括多个推/拉动作肘接夹116，这些肘接夹116将定子杆(图1中由118以虚线表示)紧固在由杆108、110和112形成的方C形状保持件114中。操作中，沿接收器形状截面保持件114的纵轴线纵向装载定子杆。下面的操作有助于装载根据需要升高降低提升托架16端部并旋转托架16，以将定子杆滚动到托架16上和内，或者从托架16定子杆狭槽中将定子杆滚动出来。在将杆装载到托架16中之后，将推/拉动作肘接夹116夹持到杆上，从而在运送杆的同时将杆紧固在接收器形状的截面保持件114中。
在本发明的该实施例中，铰接杆搬运器10具有(1)运动操作功能，可将支架14、构架组件12和提升托架16运送到一个用于装载定子杆的位置，将装载的定子杆运送到一个卸载位置，将杆安装到一个定子铁心狭槽中；(2)旋转功能，能够相对于支架14水平旋转构架组件12，将提升托架16的端部朝向或远离装载或未装载点定位；(3)动力升/降功能，能够升降提升托架16而适应定子杆的装载和卸载；(4)动力叠缩功能，朝向或远离定子杆的位置伸长或收缩提升托架；(5)手动水平旋转功能，能够用手在水平面内转动提升托架；及(6)手动垂直旋转功能，能够用手在提升托架端部的垂直平面内旋转提升托架。
操作中，定子杆可纵向装载到包括细长杆的搬运器提升托架16中，这些细长杆具有接收器截面形状，并由杆夹持件、皮带、束带或者提升托架16的配件固定在接收器形状。一般来讲，操作者通过其运动功能(1)将搬运器转移到涡轮机芯部中的一个位置，托架16的纵轴线基本上平行于定子杆的纵轴线。然后，操作者可利用动力升降功能(3)将提升托架16升降到定子杆狭槽的高度，利用叠缩功能(4)将提升托架16带到定子杆狭槽附近。然后工人可以利用手动功能(5)和(6)，用手倾斜托架16的一端，并水平旋转托架16而将该端部带到位于或靠近定子杆端部的一个位置。然后可以手动将定子杆端部装载到托架16的近端。然后一部分一部分地将托架移动靠近定子狭槽，以便一部分一部分地装载到托架16的接收器114中。当定子杆装载后，由推拉肘接杆116将其夹持在接收器114中。当夹持在托架16中之后，操作者可放平托架16，通过动力旋转功能(2)将杆固定到一个基本上水平的位置，通过运动功能(1)运送到一个目的区域，如维修区域。到达目的区域后，可根据功能(3)、(4)、(5)和(6)手动或动力操作托架16内的定子杆，以利于卸载。可通过颠倒所述取出杆的过程而将维修过的或新的定子杆安装回发电机芯部的定子杆狭槽中。
尽管已经描述了本发明的优选实施例，但可以对本发明作变化和修改，因此不应当限定于对例子的精确描述。本发明包括落入下面权利要求范围内的改变和替换。
权利要求
1.一种挠性杆搬运器(10)，包括运动支架(14)；提升构架组件(12)，该提升构架组件(12)旋转连接成环绕支架(14)的一垂直轴线旋转，从而前后摆动构架组件(12)的远端，枢转连接成环绕支架(14)的一水平轴线枢转，从而升高和降低构架组件(12)的远端；包括一细长导轨的提升托架(16)，该细长导轨具有用于在长度方向接收一个杆的接收器形状截面(114)，该提升托架(16)在其长度上的一点连接到纵向构架组件(12)的远端，与连接到构架组件(12)一个相对的近端的配重(20)相对，其中提升托架(16)在该点枢转连接到一水平销(106)上，以允许提升托架(16)朝一侧或另一侧倾斜，从而升高或降低提升托架(16)的端部。
2.如权利要求1所述的搬运器(10)，其中提升托架(16)在该点枢转连接到一个垂直销(102)，以允许提升托架(16)水平旋转。
3.如权利要求1所述的搬运器(10)，其中提升托架(16)由一个轴(18)的延伸部连接到构架组件(12)的终端，该轴(18)装配成从构架组件(12)中伸出，从而叠缩地收缩到构架组件(12)中或者从中伸出。
4.一种挠性杆搬运器(10)，包括运动支架(14)；包括纵向构架组件(12)的提升构架组件(12)，该纵向构架组件(12)从支架(14)伸出并包括多个在收缩位置嵌套在彼此之中而在伸长位置相对于彼此叠缩伸长的具有伸缩功能的部分(76，78，80)；包括一个细长导轨的提升托架(16)，该细长导轨具有用于在长度方向接收一个杆的接收器形状截面(114)，该提升托架(16)在其长度上的一点连接到纵向构架组件(12)的远端，与连接到构架组件(12)的一个相对近端的配重(20)相对，其中提升托架(16)在该点枢转连接到一个水平销(106)，以允许提升托架(16)朝一侧或另一侧倾斜，从而升高和降低提升托架(16)的端部。
全文摘要
一种挠性杆搬运器(10)，包括一个运动支架(14)；一个提升构架组件(12)，该提升构架组件(12)旋转连接成环绕支架(14)的一个垂直轴线旋转，从而前后摆动构架组件(12)的远端，枢转连接成环绕支架(14)的一个水平轴线枢转，从而升高和降低构架组件(12)的远端；及一个由一个细长导轨构成的提升托架(16)，该细长导轨具有用于在长度方向接收一个杆的接收器形状截面保持件(114)，该提升托架(16)在其长度上的一点连接到纵向构架组件(12)的远端，与连接到构架组件(12)一个相对的近端的配重(20)相对，其中提升托架(16)在该点枢转连接到一个水平销(106)上，允许提升托架(16)朝一侧或另一侧倾斜，从而升高或降低提升托架(16)的端部。
文档编号G01J5/60GK1473745SQ03136869
公开日2004年2月11日 申请日期2003年5月22日 优先权日2002年5月22日
发明者S·A·奥利弗, G·L·斯图尔特, J·D·金, T·博格伦, H·小杜普雷, G·B·费尔古森, F·吉拉斯皮, H·P·勒博伊夫, E·小麦克米利斯, C·J·小博尼, J·L·罗伯茨, S A 奥利弗, 勒博伊夫, 小博尼, 斯图尔特, 牌绽, 罂嗣桌 , 罗伯茨, 蛊, 衤, 费尔古森, 金 申请人:通用电气公司