CN101479471B - 用于风轮机机舱的处理系统、用于垂直移置风轮机机舱的方法及风轮机机舱 - Google Patents

用于风轮机机舱的处理系统、用于垂直移置风轮机机舱的方法及风轮机机舱 Download PDF

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Abstract

一种用于风轮机机舱(3)的处理系统(11)，它与机舱到车辆的自装载或机舱从车辆的自卸载有关。该系统包括两个或更多提升装置(15)，其中该提升装置(15)与机舱(3)的负荷承载结构(10)的提升区域(14)接合。该提升区域(14)是负荷承载结构(10)的一部分或集成在该负荷承载结构(10)中，该提升装置(15)通过向机舱(3)的负荷承载结构(10)施加线性力来进行提升。此外，本发明还公开了一种用于垂直移置风轮机机舱(3)的方法以及一种用于向车辆上自装载或从车辆上自卸载的风轮机机舱(3)。

Description

用于风轮机机舱的处理系统、用于垂直移置风轮机机舱的方法及风轮机机舱
技术领域
本发明涉及一种用于风轮机机舱的处理系统，该处理系统与所述机舱向车辆的自装载以及从车辆的自卸载有关，本发明还涉及用于垂直移置风轮机机舱的方法，以及根据权利要求18的前序部分的、用于自装载到车辆或者从车辆上自卸载的风轮机机舱。
背景技术
现有技术已知的风轮机包括锥形风轮机塔架以及安放在塔架顶部的风轮机机舱。该机舱通过低速轴连接带有多个风轮机叶片的风轮机转子，该低速轴从风轮机机舱的前部伸出，如图1所示。
随着大型现代风轮机变得越来越大，不同风轮机部件的运输和整体处理日益成为问题。特别是机舱可能难以处理和运输，该机舱经常如房子一般大并且可能重达100公吨。机舱的部件当然可以分别运输，然后在架设场地组装，但大多数机舱设备非常复杂，并且部件之间的相互作用很复杂，从而在架设场地组装效率很低。因此有利的是，特别是在受控的环境下装配机舱，并且由专业人员进行组装以减少出现易导致高成本的故障的风险。
因此长期以来，已经提出多种不同的装置和方法以便运输和处理风轮机机舱，特别是从制造厂到架设场地。国际专利申请WO03/071130A1公开了一种示例，其中带有转子轴毂的机舱在运输期间悬挂在货车和拖车之间。该货车和拖车可从地面上直接装载机舱或者将机舱直接卸载到地面，这通过升起和降下拖车的车轮并且通过货车上的特殊提升设备进行。
当然，有利的是货车和拖车能装载和卸载机舱而不使用额处的提升设备，但该方法的局限在于，机舱必须在其整个长度上自我支撑，轴毂必须安装在机舱上，由此使已经很长的机舱额外增加长度，轴毂必须能基本承载机舱的整个重量，并且货车必须专门配有提升装置。
因此本发明的目的是提供一种用于处理风轮机机舱但没有上述缺陷的技术。
特别的，本发明的目的是提供一种简单且有利的处理技术以及适用于此的机舱。
发明内容
本发明提供了一种与向车辆上自装载机舱或从车辆上自卸载机舱有关的、用于风轮机机舱的处理系统。该系统包括两个或更多提升装置，其中，所述提升装置与所述机舱的负荷承载结构的提升区域相接合。该提升区域是负荷承载结构的一部分或者集成在该负荷承载结构中，以及其中，所述提升装置通过向机舱的所述负荷承载结构施加线性力而提升。
例如，当必须将机舱从位于欧洲的制造厂运输到位于澳洲的架设场地时，将机舱运输到港口以便装船，通过船将机舱航运到澳洲。在澳洲的大多数地区，对于公路上行驶的车辆没有高度限制，从而可在由大型标准货车拖动的标准重载拖车的平台上将机舱从港口运输到架设场地。但由于机舱重达100,000千克，因此需要非常大的起重设备在港口处理机舱并将机舱装载到拖车上或从拖车上卸载。将这种起重设备运输到架设场地以卸载机舱成本很高并且很不利。当然可以使用包括专用提升设备的货车和拖车，但由于这种车辆专用于专门任务，因此它必须在整个运输过程中跟随机舱，这很不实际并且成本很高。
因此，使得机舱能自己装载到车辆上或从车辆上卸载的处理系统是有利的，因为当将机舱装载到运输车辆上或从运输车辆上卸载时不需要附加提升设备。
此外，有利的是使提升装置通过向机舱的负荷承载结构施加线性力来提升或降低机舱，因为这种垂直移置机舱的方式压力较小，从而可使负荷承载结构的设计更简单，并降低它承受压力或其它例如沿机舱的纵向方向施加的应力的能力(要求)，从而减少机舱的总体成本。
在本发明的一个方面中，所述两个或多个提升装置包括至少三个单独的(单个的，分开的)可调式提升装置。
维持以两个“腿”站立的重物很困难。使处理系统包括三个与机舱接合的独立可调式提升装置因此是有利的，因为它提供了稳固且稳定的系统，并且当通过三个“腿”支承时，无论地面如何不平，机舱都将不再摇晃。
在本发明的一个方面中，所述两个或更多提升装置包括用于垂直移置所述提升区域的装置。
由此实现了本发明的一种有利实施方式。
在本发明的一个方面中，所述两个或更多提升装置包括一个或更多液压缸。
液压缸能提升与其尺寸相比较大的负载，这是有利的，因为这些液压缸经常必须随同机舱运输，由此减少了所需的空间以及所运输负载的重量。
在本发明的一个方面中，所述提升区域集成在所述负荷承载结构的底部结构中，例如集成在机舱基架(bed frame)中。
大多数机舱已经设计成适合负荷承载结构的非常坚固的底部结构，因此有利的是在提升或降低机舱时，将该底部结构上的提升区域用作冲击点。将基本不需要或很少需要重新设计负荷承载结构来时机舱适应所述处理系统。
在本发明的一个方面中，所述提升区域基本对称地定位在所述负荷承载结构上。
机舱内部件的负荷基本上在机舱内对称分布，并且负荷承载结构强度以及承载该负荷的能力也基本上对称分布，将提升区域在负荷承载结构上定位成基本对称因此也是有利的。
在本发明的一个方面中，所述所述提升区域建立在所述机舱的纵向侧部中。
通过将提升区域建立在机舱的纵向侧部中，可使提升装置位于这样的侧部，即，能在提升装置提升机舱的同时在机舱下安放拖车。
此外，机舱的长度大于其宽度，因此，如果在侧部而非端部提升机舱，所提升的机舱将更稳定。
此外，该定位使得能自由接近机舱的端部，以例如用于将所提升的机舱连接到货车或拖车。
在本发明的一个方面中，所述提升区域相对于所述机舱的重量分布建立，从而在自装载或卸载时使所述两个或更多提升装置中每个上的负荷基本均匀。
如果在提升机舱时各提升装置上的负荷基本相同，则可将提升装置制成一样的。特别是在制造成本、备件等方面，使提升装置基本统一是有利的。
在本发明的一个方面中，所述负荷承载结构设计用于承载所述机舱以及安装在所述机舱内的机舱部件的全部重量，所述机舱部件例如为发电机、传动装置、支承件(轴承)、控制柜和/或变换器(变流器，inverter)。
由此实现了本发明的一种有利实施例。
在本发明的一个方面中，所述两个或更多提升装置是可分开的(可拆卸的，可分离的)。
使提升装置可分开是有利的，因为这样使得可将同样的提升装置用于提升不同机舱，并且在将机舱安装到风轮机塔架上时减少机舱的重量。
在本发明的一个方面中，所述两个或更多提升装置包括与所述提升区域接合的接合件，所述接合件包括用于沿所述机舱的纵向方向向所述提升区域传递转矩的装置。
通过使提升装置的接合件能沿机舱的纵向方向向机舱传递转矩，可确保机舱—或更确切地说是提升装置—不会在提升过程中翻转。在实际中，这可通过将接合件形成例如矩形管来实现，该矩形管基本上牢固地安装在负荷承载结构的对应空腔中，从而使接合件不能在限定提升区域的空腔中转动。实际上，这基本上可通过使接合件与对应提升区域形成为圆形以外的形状来实现。
本发明还提供了一种用于垂直移置风轮机机舱的方法，所述方法包括下列步骤：
·将两个或更多提升装置与所述机舱的负荷承载结构中的提升区域接合，以及
·通过利用所述提升装置向机舱的所述负荷承载结构施加线性力来垂直移置所述机舱。
该方法是有利的，因为由此可提升机舱，而不需要昂贵的起重装置或专门制造并且昂贵的货车提升设备，并且不会因沿通过负荷承载机构的不希望的方向施加负荷而使该负荷承载结构受到应力。
在本发明的一个方面中，所述两个或更多提升装置包括至少三个单独的可调式提升装置，所述提升装置与至少三个独立的(分离的)提升区域接合。
在本发明的一个方面中，所述提升装置是液压缸，所述液压缸基本与液压缸活塞的伸出或缩回成比例地垂直移置所述机舱。
使机舱行进与活塞伸出液压缸相同的长度是有利的，因为这提供了提升机舱的更有效且直接的方式，并且该方法确保机舱不会因不希望的方向上的力而受到应力。
在本发明的一个方面中，所述方法还包括这样的步骤，即，当所述两个或更多提升装置已经将所述机舱提升离开安放面时，在所述机舱的下方安放运输车辆。
机舱的负荷承载结构通常安放在机舱的外周或其附近，提升装置因此在该外周处与机舱接合。这可在机舱被提升后在机舱下方留出空间以用于安放运输车辆，例如平板货车。
在本发明的一个方面中，所述方法还包括这样的步骤，即，当所述运输车辆已放在所述机舱下方以便在所述运输车辆上安放所述机舱时，收回(缩回)所述两个或更多提升装置。
在本发明的一个方面中，所述方法还包括这样的步骤，即，当将所述机舱安放在所述运输车辆上时，从所述机舱上拆下所述两个或更多提升装置中的至少一个。
在开始运输之前从运输车辆上拆下提升装置是有利的，因为这将减少所运输负载的宽度，由此是运输更平稳并且能在更多道路上进行。
此外，本发明还提供了一种风轮机机舱，该风轮机机舱用于自装载在车辆上或从车辆上自卸载。该机舱包括负荷承载结构以及机舱盖中的处理开口，该处理开口用于建立从外部到所述负荷承载结构的通路，以用于该机舱的处理系统。该机舱的特征在于，处理开口建立在机舱的纵向侧部中。
该机舱的长度大于宽度，在机舱的纵向侧部中建立处理开口以便建立到负荷承载结构的外部通路是有利的，因为由此可以以更稳定的方式提升机舱，当然也不排除在机舱端部设置开口。
此外，使机舱能在侧部被提升在负荷和应力分布上更有利，因为提升点或区域可移动到与负荷承载结构中的应力分布有关的更佳位置—特别是与在端部提升机舱相比。该机舱设计使得，即使机舱不是在整个长度上自支承，该机舱也能被提升。
应当强调，术语“侧部”应理解为当机舱安装在以架设的风轮机上时，在该机舱的正常运行期间朝向侧向的基本垂直的侧部。
在本发明的一个方面中，第一纵向侧部包括至少一个处理开口，第二纵向侧部包括至少一个附加处理开口。
在机舱的一个侧部上安放至少一个处理开口以及在机舱的另一侧上安放至少一个附加处理开口是有利的，特别是在负荷分布和稳定性方面。
在本发明的一个方面中，所述第一纵向侧部中的所述处理开口以及所述第二纵向侧部中的所述附加处理开口基本直接相对地定位。
该设计提供了又一种有利的实施例，特别是在负荷分布和稳定性方面。
附图说明
下面将参照附图说明本发明，在附图中：
图1示出现有技术已知的大型现代风轮机的主视图，
图2示出机舱的简化横截面的侧视图，
图3示出机舱的负荷承载结构的实施例的侧视图，
图4示出机舱的简化横截面的侧视图，
图5示出包括提升装置的机舱的横截面后视图，以及
图6示出包括连接到公共油泵的提升装置的处理系统的俯视图。
具体实施方式
图1示出现代风轮机1，它包括安放在基座上的塔架(塔筒)2以及安放在塔架2的顶部的风轮机机舱3。机舱3上通过低速轴连接风轮机转子4，该转子包括3个风轮机叶片5，该低速轴从机舱3前面伸出。
图2示出机舱3的简化横截面的侧视图。机舱以各种变型和构型存在，但机舱3中总是包括3个部件，即，传动装置6、某种中断系统7以及发电机8。现代风轮机1的机舱3经常还包括变换器9以及额外的周边设备，例如另一能量处理设备、控制柜、液力系统、冷却系统等。
包括机舱部件6、7、8、9的整个机舱3的重量由负荷承载结构10支承。部件6、7、8、9通常安放并且/或者连接在该公共负荷承载结构10上。在本发明的该实施例中，负荷承载结构10包括安放在机舱3的底部处的底部结构16，部件6、7、8、9中的一些或全部连接在该底部结构上。该底部结构16可例如为基本构成机舱3的底板的基架。
图3示出机舱3的负荷承载结构10的实施例的侧视图。
在本发明的该实施例中，负荷承载结构10包括底部结构16，该底部结构16处于机舱3的在正常处理、运输和操作过程中面对地面的表面上或非常接近该表面。底部结构16基本在机舱3的整个长度和宽度上延伸，并且该底部结构可例如为基架的形式或者包括基架。底部结构16在本实施例中由多个板和梁制成，所述板和梁焊接在一起以形成机舱3的牢固的刚性表面，不同风轮机部件6、7、8、9或者风轮机部件6、7、8、9的至少主要部分(例如重量的主要部分)通常可通过螺栓连接到该表面。
在本发明的该实施例中，负荷承载结构10还包括栅格(latticework)13，该栅格在机舱3的两侧18、19基本沿整个结构和高度延伸。栅格13包括多个通常栓接或焊接在一起的钢梁。在底部，栅格13刚性连接到底部结构16，在顶部，栅格13可通过横向支撑梁相连。
栅格13的上部梁可例如用作高架自走式起重装置(末示出)的轨道或轨道支撑件，以便在安装、修理或更换动力传动部件6、7、8等时使用。
在本发明的其它实施例中，底部结构16可构成整个负荷承载结构10。
在本发明的该实施例中，负荷承载结构10包括4个提升区域14，其形式为4个开放的矩形管端，所述管端嵌入并一体形成在底部结构16中，整个机舱3(不包括轴毂和塔架2所穿过的开口)基本上由机舱盖20覆盖。该盖20在本发明的一种实施例中可以是负荷承载结构10的一部分，但是盖20通常由基本无支承能力或负荷承载能力的薄板制成。盖20的主要目的通常是为机舱3内安放的设备提供防护，以使该设备免受雨、雪等损害。
图4示出风轮机舱3的简化横截面的侧视图。
在本发明的该实施例中，机舱盖20包括4个处理开口17，其中两个开口17安放在机舱3的第一纵向侧18上，另两个开口17在第二纵向侧19上。在本实施例中，第一纵向侧18上的处理开口17基本上与第二纵向侧19上的开口17直接相对，从而处理开口17基本围绕一垂直平面对称，该垂直平面沿纵向方向穿过机舱3的中心。
机舱盖20中的处理开口17使得能从外侧接近机舱3内的负荷承载结构10，由此使4个提升装置15能接近机舱3内的负荷承载结构10的提升区域14。
在本发明的该实施例中，提升装置的形式为设有接合件22的液压缸，该接合件基本上从液压缸壳体垂直延伸。液压缸活塞23在压靠地面的端部处设有板12或类似件，以使负荷分布在较大的面积上。
在本发明的其它实施例中，机舱3可包括其它数量的处理开口17和提升区域14，例如2个、3个、6个等，处理开口17和提升区域14可不同地安放，例如在机舱3的两侧靠近机舱3的前部各放一个，然后在后侧的中部放第三个，或者，处理开口17和提升区域14可放在机舱的底面上，以使提升装置15从底部向上接合负荷承载结构10。
图5示出包括提升装置15的机舱3的横截面的后视图。
在本发明的该实施例中，提升装置15通过该提升装置15的接合件22接合负荷承载结构10的底部结构16，该接合件22穿过处理开口17并且进入形成在提升区域14中的对应空腔内。
在本发明的该实施例中，接合件22的形式为矩形管，提升区域14的形式为对应孔。通过将接合件22形成为比较紧密地配合提升区域14的矩形管，可确保提升装置15不会在接合时转动，由此确保机舱不会在被提升装置15提升时翻转。
在本发明的其它实施例中，接合件22和对应提升区域14可具有其它形式，接合件22或提升装置15的其它部分可例如通过螺栓连接到提升区域14，或者提升装置15可直接在底部结构16的下侧推靠提升区域14。
在本发明的该实施例中，提升装置15的形式为液压缸，但在其它实施例中，提升装置可形成为螺旋千斤顶、某些夹钳机构、其它类型的线性致动器例如马达或者手动驱动的心轴和心轴螺母系统、气动致动器等。
根据本发明的处理系统11可例如用于向车辆上自装载或从车辆上自卸载机舱3。可通过安放多个提升装置15的接合件22而在位于地面或某些临时存放框架上的机舱3上设置提升装置15，以使它们与机舱3的提升区域14接合，或者以其它方式使提升装置15接合提升区域14。可例如通过向提升装置15的液压缸泵送液压油而起动提升装置15，由此将提升装置15的活塞23推出，并增加提升装置15的垂直尺寸，从而基本垂直地提升机舱3。
当提升装置15将机舱3维持在固定的升起位置时，该机舱3可在一端连接到货车而在另一端连接到拖车，此后，提升装置15再次缩回以使它们能例如在运输期间被容易地移除。
提升装置15也可将机舱3升到可将拖车放在机舱3下方的高度，从而当机舱3被降低时，该机舱能到达用于运输的拖车的平台体上。
图6示出包括连接到公共油泵24的提升装置的处理系统11的俯视图。
在本发明的该实施例中，在机舱3的纵向侧18、19对称地设有4个形式为液压缸的提升装置15。放在每侧18、19的、最接近机舱3后部的2个液压缸15均单独地连接到一油泵，从而可以独立于彼此以及所有其它液压缸15来调节这两个液压缸的垂直尺寸。机舱3前部的两个液压缸15连接到油泵24的相同输出端，从而这两个液压缸15在被加压时等同地延伸。
在本发明的其它实施例中，液压缸15可以以其它构型连接到油泵24，例如所有液压缸15均单独地连接，所有液压缸连接到油泵的同一输出端，从而所有液压缸在被致动时一致地伸出。
在本发明的该实施例中，油泵24是放在机舱3外的独立单元，但机舱3经常设有自已的油泵24，所以在其它实施例中提升装置可连接到机舱油泵，或者可连接到货车或其它输送机舱3的车辆的油泵。
上面已经参照处理系统11、机舱3、提升装置15等的具体示例举例说明了本发明。然而，应当理解，本发明不限于上面所述的具体示例，而是可在权利要求所述的范围内进行各种改变和变型。
列表
1、 风轮机
2、 塔架
3、 机舱
4、 转子
5、 叶片
6、 传动装置
7、 制动系统
8、 发电机
9、 变换器
10、负荷承载结构
11、处理系统
12、板
13、栅格
14、提升区域
15、提升装置
16、底部结构
17、处理开口
18、第一纵向侧
19、第二纵向侧
20、机舱盖
21、底表面
22、接合件
23、活塞
24、油泵

Claims (13)

1.一种风轮机机舱处理系统(11)，它与所述机舱(3)到车辆上的自装载或从车辆上的自卸载有关，该风轮机机舱具有负荷承载结构(10)，该负荷承载结构用于承载机舱(3)以及安装在所述机舱(3)内的机舱部件的全部重量，所述系统(11)包括：
两个或更多提升装置(15)，
其中，所述提升装置(15)与所述机舱(3)的所述负荷承载结构(10)的提升区域(14)可拆分地相接合，所述提升区域(14)一体形成在所述负荷承载结构(10)的底部结构(16)中，以及
其中，所述提升装置(15)设置成通过向机舱(3)的所述负荷承载结构(10)的所述提升区域施加线性力而提升该机舱。
2.根据权利要求1的处理系统(11)，其特征在于，所述处理系统(11)包括至少三个单独的可调式提升装置(15)。
3.根据权利要求1或2的处理系统(11)，其特征在于，所述两个或更多提升装置(11)包括用于垂直移置所述提升区域(14)的装置。
4.根据权利要求1或2的处理系统(11)，其特征在于，所述两个或更多提升装置(11)每个均包括一个或更多液压缸。
5.根据权利要求1或2的处理系统(11)，其特征在于，所述提升区域(14)基本对称地定位在所述负荷承载结构(10)上或所述负荷承载结构(10)中。
6.根据权利要求1或2的处理系统(11)，其特征在于，所述提升区域(14)建立在所述机舱(3)的纵向侧部(18，19)中。
7.根据权利要求1或2的处理系统(11)，其特征在于，所述提升区域(14)相对于所述机舱(3)的重量分布建立，以便在自装载或自卸载时在所述两个或更多提升装置(15)的每个上提供基本一致的负荷。
8.根据权利要求1或2的处理系统(11)，其特征在于，所述两个或更多提升装置(15)包括与所述提升区域(14)接合的接合件(22)，所述接合件(22)包括用于沿所述机舱(3)的纵向方向向所述提升区域(14)传递转矩的装置。
9.根据权利要求1或2的处理系统(11)，其特征在于，该机舱部件为发电机(8)、传动装置(6)和/或支承件。
10.一种风轮机机舱(3)，该机舱用于自装载到车辆上或从车辆上自卸载，所述机舱(3)包括：
负荷承载结构(10)，该负荷承载结构用于承载机舱(3)以及安装在所述机舱(3)内的机舱部件的全部重量，以及
机舱盖(20)中的处理开口(17)，它用于建立到负荷承载结构(10)的外部通路，以用于使提升装置(15)能接近该负荷承载结构的提升区域(14)，该提升区域一体形成在所述负荷承载结构(10)的底部结构(16)中，
所述处理开口(17)建立在机舱(3)的纵向侧部(18，19)中。
11.根据权利要求10的风轮机机舱(3)，其特征在于，第一纵向侧部(18)包括至少一个处理开口(17)，第二纵向侧部(19)包括至少一个附加处理开口(17)。
12.根据权利要求11的风轮机机舱(3)，其特征在于，所述第一纵向侧部(18)中的所述处理开口(17)以及所述第二纵向侧部(19)中的所述附加处理开口(17)基本直接相对地定位。
13.根据权利要求10或11的风轮机机舱(3)，其特征在于，所述机舱部件为发电机(8)、传动装置(6)和/或支承件。
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