专利名称：阀轴承替换方法
技术领域：
本发明涉及一种替换阀轴承的方法，特别地涉及替换旋转阀的耳轴承。
在一座典型的轴向辐流式水轮机现代水电站中，各水轮机可具有一旋转进口阀(MIV)，在正常运行过程中它可使水轮机隔离高压闸门并便于维修。正常情况下，MIV在平衡状态下运行，即意味着在零流量状态下工作。不管其有关的水轮机是停止运行或是在空气中旋转时，MIV都是关闭的。MIV与一种传统的球阀类似，只是在转子与阀本体之间存在一间隙。这种间隙在各端部是通过水液控制下在本体中轴向滑动的钢环填封的。
这种环在下游端称为辅助密封件，并且作为水轮机正常运行程序的一部分自动地运行。这种环在上游端称为维护密封件，并且通常是保持打开的，而仅在隔离时关闭。各个MIV都是刚性地连接到上游一有关的高压上闸门上的。在下游，MIV藉由一可拆卸连接组件而连接到水轮机上的。可拆卸连接组件起到一滑动连接的作用以在运行过程中吸收MIV的轴向运动，并且当拆除时，可接近辅助密封组件以及水轮机壳，而且也可使阀本体端盖拆除。
一种更换MIV耳轴承的正常程序是必需排除水库和闸门中的水。这通常需要水电站全部停止运行，而造成可观的经济损失，以及当内压卸除时可能会对高压混凝土衬砌的闸门造成局部损坏。
在现代水电站中，特别是那些房屋式水泵-涡轮机中，各MIV的耳轴承所经受的负荷循环数远远超过老式的传统水电站。这就更增加了对避免更换耳轴承而使水电站全部停运的要求。
然而，迄今为至还没有发现一种方法可以保持高压闸门内压力的情况下更换MIV的耳轴承，因为当阀下游的平衡压力卸除时，由高压闸门内的水压所施加在枢耳上的负荷使得不可能拆除耳轴承。一般地，关闭的阀转子上的负荷可大到3,500吨，并且为了拆除耳轴承，必须要将阀转子的位置误差支撑和保持在±0.1mm，以使枢耳位于其直径支承间隙中心。
根据本发明，提供了一种卸除或更换旋转阀耳轴承的方法，它可包括将负荷从耳轴承传递到一由压力关闭装置控制及由机械锁定装置保持的轴向可调节支承装置上。
根据本发明的一个方面，提供了一种卸除或更换连接到一高压闸门上的旋转阀的耳轴承的方法，包括(i)关闭阀；
(ii)将阀从其下游连接处分离；(iii)向阀本体提供一支撑装置以将阀转子支撑在其下游；(iv)将一保压关闭装置连接到阀本体上；(v)在支撑装置和保压关闭装置之间的空间中加压力以使阀转子上的负荷平衡；(vi)调节支撑装置的位置以克服上游负荷支撑阀转子；(vii)通过机械锁定装置将阀转子固定在轴承卸除位置；(viii)减少支撑装置和保压关闭装置之间的空间中的压力；(ix)最好重复步骤(v)、(vi)、(vii)和(viii)，直至枢耳基本位于其轴承中心；以及(x)根据需要拆除或更换耳轴承。
较佳地，支撑装置包括一支撑环，其较佳地用于轴向运动，例如，响应于支撑环和保压关闭装置之间的液压。机械锁定装置例如可包括圆周向设置的预加载螺柱，螺柱最好具有垫片，从而支撑装置可轴向地保持在所需位置上。
保压关闭装置最好地包括一圆顶盖，例如它可通过前述的周边螺柱连接到阀体上。通过水泵可将液压引入圆顶盖并用一合适的压力计监控。
较佳地，支撑装置和保压关闭装置之间的空间是施以液压的，这样支撑装置可与转子一起克服高压负荷而作轴向运动，直至转子枢耳在其轴承空隙中完全向上游移动。这种移动通常在1mm或更小范围内。
以下结合仅用于举例作用附图对本发明进行更全面的描述，其中
图1是一典型主进口阀的局部剖分解图；图2是图1所示阀的辅助密封和可拆卸连接组件的侧视剖面图；图3是阀和下游闸门之间圆顶盖的定位示意图；图4是装有圆顶盖的阀的剖视侧面图；图5是安装后圆顶盖和支撑环组件的更详细剖视侧面图；以及图6是图1所示阀的枢耳组件的截面图。
现参见图1，由标号1示出的旋转主进口阀具有一本体2和一安装在枢耳4(图中仅示出一个枢耳)上的转子3。该阀藉由双油压驱动的伺服马达4打开，由配重块5关闭，并由伺服马达起到缓冲器的作用。阀本体的上游端6连接到高压闸门上。阀转子3和本体2之间的间隙由包括密封件的环组件7、8在两端密封，该组件可在液压控制下在本体2中轴向滑动。下游环组件8包括一辅助密封件9并且作为水轮机正常操作程序一部分自动运行。上游环组件7包括一维护环10，并且通常是保持打开的，仅在隔离时关闭。
在下游，阀藉由一可拆卸的连接组件11连接到一中间闸门上。可拆卸的连接组件起到一滑动连接的作用以吸收运行过程中阀的轴向运动，并且当被拆除时可接近辅助密封组件。
藉由锁定销组件12可将阀转子锁定在位。
辅助密封可藉由液压辅助密封操作组件13驱动。
辅助密封和可拆卸连接组件较详细地示出在图2中。组件8包括辅助密封9，一侧由转子座环14限位，另一侧由一可移动的法兰15限位，密封件9是连接到本体端盖16上的。可拆卸上游带法兰的管17位于可移动的法兰15和下游带法兰管18之间，并且由环19保持在位。带法兰管18连接到中间闸门21上。可拆卸连接的两半通过藉由法兰20保持的密封环22合闭。
在执行本发明方法时，辅助密封件9、可移动法兰15、可拆卸连接管17、18和密封环22都可拆除，并且可如图3所示的由支撑环23所替代。中间闸门21和支撑环23之间的间隙刚好足以容纳一圆顶盖24，采用一起重机或升降架可使圆顶盖在其间略与垂直方向成小角度下降，如图3中运动线25所示。
安装有圆顶盖的阀示出在图4和5中。支撑环23和圆顶盖24藉由一系列M90的螺柱25、例如48个螺柱而固定到本体端盖16上。支撑环23支承在界面30处的阀转子3上，并且可藉由圆顶盖中的液压而轴向移动，以增加或减少枢耳4和耳轴承32(见图1和6)之间的下游空隙31。一个或多个垫片26、27可分别插在间隙28、29中以将支撑环23和阀转子3保持在正确的轴向位置。
枢耳组件更详细地示在图6中。枢耳4包括一可更换的衬层34，它可处于枢耳和耳轴承32之间。一密封件35密封衬层34和轴承32之间的间隙。轴承32和阀本体之间的间隙依次再由一O形环36密封。
在本发明的一个较佳实施例中，阀1开始是关闭的，并且在上游设置维护密封件7和转子密封闸12。然后排空阀本体2和中间闸，并检查转子3的轴线是否与闸门轴线成直角。检查维护密封件是否泄漏。
接着卸除辅助密封件和可拆卸连接组件8，包括辅助密封件9、可移动法兰15、松套法兰17以及带法兰管18，装上支撑环23、圆顶盖24和M90的螺柱25。圆顶盖24在支撑环23和下游中间闸门螺柱管21之间与垂直方向略成角度地下降，如图3所示。
然后，卸除伺服马达4和带有杠杆的关闭配重块5。
在此阶段，可安装适当的机械以测量枢耳衬层34中的磨损，并且如果必要的话加工枢耳。
为了使枢耳4位于其轴承中心，对圆顶盖与支撑环23之是的空腔37内部施加水压力一直至来自高压闸门的压力与之平衡。然后维护密封件打开，阀转子的位置与闸门轴线成直角。
下一步，再设置维护密封件7，并且对阀本体2和圆顶盖24卸压。
然后再对圆顶盖24施加压力，并加大压力，同时仔细地监控间隙28、29和轴承间隙31。增加压力直至转子枢耳4在其轴承间隙中完全移到上游。然后在间隙28、29中放置垫片，对M90螺柱25预加张力。
然再一次减少圆顶盖24中的压力，同时监控轴承间隙31。如果枢耳4在圆顶盖24中的压力卸除时不在轴承32中心，那么重复加压和卸压步骤，并且对垫片26、27以及M90螺柱25的预张力作适当调节，直至枢耳在压力卸除时中心定位。
在此时，可将一定位板安装到一个阀枢耳上，并且拆除相对枢耳的轴承，因为它现在不受枢耳负荷的作用。拆除枢耳轴承可便于检测枢耳衬层，且可根据需要执行适当的补救工作。当补救工作完成时，可在另一个枢耳上重复上述过程，并且以相反的程序更换或恢复各种部件。
如上所述的，本发明的方法可拆除或更换一主入口阀耳轴承，而不需排空发电中水库中的水，同时可维持高压闸门的负荷。
请注意与本申请说明书有关的同时或先前提交的所有资料和文件，它们都是公开的以证实本说明书，所有这些资料和文件的内容都附在此以作参考。
本说明书所揭示的所有特征(包括所附的权利要求书、摘要和附图)、和/或所揭示的方法或工艺的所有步骤都可以任一种组合方式组合，只是至少某些特征和/或步骤相互排拆的组合除外。
除了特别说明的以外，本说明书中所揭示的各个特征(包括所附的权利要求书、摘要和附图)可以由起到相同、等同或类似目的的其它特征所替换。因此，除了特别说明的以外，所揭示的各个特征仅是一系列等同或类似特征中的一个例子。
本发明并不仅限于前述实施例。本发明还可扩展到本说明书(包括所附的权利要求书、摘要和附图)中所揭示特征的任何一个新颖的特征或其任何新颖的组合，或者扩展到所揭示方法或工艺的任一种新颖步骤或其任何新颖组合。
权利要求
1.一种拆除或更换连接到一高压闸门上的旋转阀的耳轴承的方法，包括(i)关闭阀；(ii)将阀从其下游连接处分离；(iii)为阀本体提供一支撑装置以将阀转子支撑在其下游；(iv)将一保压关闭装置连接到阀本体上；(v)对支撑装置和保压关闭装置之间的空间加压以平衡阀转子上的负荷；(vi)调节支撑装置的位置以克服上游负荷支撑阀转子；(vii)通过机械锁定装置将阀转子固定在其轴承拆除位置上；(viii)减少支撑装置和保压关闭装置之间空间中的压力；(ix)最好，重复步骤(v)、(vi)、(vii)和(viii)，直至枢耳基本上位于其轴承中心；以及(x)根据需要拆除或更换耳轴承。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，支撑装置包括一用于响应于支撑环和保压关闭装置之间液压而轴向移动的支撑环。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，机械锁定位置包括相对支撑装置和保压关闭装置沿周边设置的预加张力螺柱。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，螺柱带垫片，从而可轴向保持支撑装置的位置。
5.如前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于，保压关闭装置包括一圆顶盖。
6.如前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于，支撑装置和保压关闭装置之间的空间是液体加压的，这样支撑装置与转子一起克服高压负荷轴向运动，直至转子枢耳在其轴承间隙中完全移动到上游。
7.一种基本上如权利要求1至6中任一项所述的方法。
8.一种用拆除或更换旋转耳轴承的方法，包括将负荷从耳轴承传递到受保压关闭装置控制并且由机械锁定装置保持的轴向可调节支撑装置上。
9.一种基本上如权利要求8所述的方法。
全文摘要
一种拆除或更换连接到一高压闸门上的旋转阀的枢耳(4)的轴承的方法,包括:关闭阀;使阀从其下游连接上分离;(iii)为阀本体提供一支撑装置(23)以将阀转子支撑在其下游;将一保压关闭装置(24)连接到阀本体上;(v)对支撑装置和保压装置之间的空间(37)加压以平衡阀转子上的负荷,调节支撑装置的位置以克服上游负荷支撑阀转子;藉由机械锁定装置将阀转子固定在其轴承拆除位置上;(viii)降低支撑装置和保压关闭装置之间空间(37)的压力;最好重复步骤(v)、(vi) 、(vii)和(viii),直至枢耳基本上位于其轴承中心;以及(x)根据需要拆除或更换耳轴承。
文档编号F16K43/00GK1188531SQ9619486
公开日1998年7月22日 申请日期1996年6月20日 优先权日1995年6月20日
发明者威廉·O·莫斯, 雷·斯托克顿 申请人:克凡尔纳·博芬有限公司, 第一水利公司