CN101631954B - 将风轮机部件如风轮机轮毂从运输位置移动到在机舱、主轴或轮毂之中或之上的装配位置的方法，处理装置，风轮机轮毂及其使用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于将风轮机部件如风轮机轮毂从运输位置移动到风轮机装配位置的方法。该方法包括以下步骤：在风轮机部件的结构部分上附装处理装置，将处理装置操作性地连接到起重机系统的钢丝绳上，用起重机系统将风轮机部件提升到风轮机的装配位置，用起重机系统的钢丝绳悬挂处理装置和风轮机部件，以及在提升风轮机部件期间，用处理装置旋转风轮机部件，以便定位风轮机部件以用于装配。本发明还涉及处理装置、风轮机轮毂及其使用。

Description

将风轮机部件如风轮机轮毂从运输位置移动到在机舱、主轴或轮毂之中或之上的装配位置的方法,处理装置,风轮机轮毂及其使用
技术领域
本发明涉及一种用于将风轮机部件如风轮机轮毂从运输位置移动到装配位置的方法、一种处理装置、一种风轮机轮毂及其使用。
背景技术
现代风轮机的现场架设通常包括利用多个很高的起重机进行复杂的吊运操作。
尤其是，将风轮机部件运输到现场并用起重机将部件提升到很高处的合适位置中例如将风轮机轮毂装配到机舱上是很复杂的。
非常大且重的钢轮毂需要在装配面面向下的情况下以竖直位置被运输，或者，对于水平运输位置必需加固或支承。
轮毂在架设现场处通过两个很高的起重机升起离开运输车，以便从竖直位置移到水平位置，并升起到机舱处的装配位置。
尤其是在经常是乡村和远方的现代风轮机架设现场处，同时获得多个高的起重机可能很困难。另外，起重机的使用费也很高。
本发明的目的是提供一种有利的方法和设备，以用于在对起重机的使用需求较少的情况下将风轮机部件提升到机舱装配位置。
发明内容
本发明提供一种用于将风轮机部件如风轮机轮毂从运输位置移动到风轮机装配位置的方法，所述方法包括以下步骤：
在风轮机部件的结构部分上附装处理装置(操纵装置)，
将处理装置操作性地连接到起重机系统的钢丝绳上，
用起重机系统将风轮机部件提升到风轮机的装配位置，该处理装置和风轮机部件悬挂在所述钢丝绳上，以及
在提升风轮机部件期间利用处理装置使风轮机部件旋转，以确定风轮机部件的方位从而用于装配。
通过结合旋转步骤，能仅用一台起重机有利地将风轮机部件提升到装配位置。该旋转有利地通过处理装置的致动机构控制。
在本发明的一方面，所述风轮机装配位置是在机舱、主轴或轮毂之中或之上的风轮机装配位置。
大多数需要被提升且可能旋转的风轮机部件都是安放在机舱内或与机舱相关联地安放。
在本发明的一方面，所述处理装置附装到风轮机部件的所述结构部分的至少两个连接点上。
与只使用一个连接点的情况相比，使用至少两个分开的连接点降低了对结构的强度的要求。
在本发明的一方面，所述处理装置通过风轮机部件中的开口连接到风轮机部件的内部结构部分上。因此，能使用现有的风轮机结构部分来实施风轮机部件例如风轮机轮毂中叶片轴承的部分的旋转，而不必建立仅专用于部件的旋转的结构部分。这种额外的外部结构如风轮机部件上的凸缘可能很容易与风轮机的正常功能相矛盾。
应该注意，术语“叶片轴承”还包括用于桨距控制式风轮机的变桨轴承的轮毂部分。
在本发明的另一方面，所述处理装置围绕装置旋转中心致动/起动旋转运动，起重机系统建立线性运动。
在本发明的另一方面，将所述风轮机部件提升并旋转到装配位置，随后直接装配到风轮机塔架上的机舱上。因此，得到本发明的有利实施例。
在本发明的又一方面，旋转运动是风轮机部件的受控的单向旋转。因此保证在通过实施向前和反向旋转运动而提升期间不会在该部件中引起摆动。
在本发明的一方面，所述致动机构在提升期间使风轮机部件旋转70°-100°且优选80°-90°的限定角度。因此保证部件成直角到达装配位置并立即准备装配。
在本发明的另一方面，至少处理装置的旋转运动由一个或多个例如从机舱操纵的遥控装置控制。因此保证旋转运动可以由一个或多个操作人员从安全距离实施。
在本发明的一方面，该方法包括下述步骤：在将处理装置附装到风轮机部件的结构部分上之前将该风轮机部件放在运输车上运输到风轮机现场，并将风轮机部件直接从运输车上提升。
在本发明的另一方面，该方法包括以下步骤：在将处理装置附装到风轮机部件的结构部分上之后，但在将处理装置操作性地连接到起重机系统的钢丝绳上之前，将风轮机部件放在运输车上运输到风轮机现场，以及将风轮机部件直接从运输车上提升。
与其它方法相比，从运输车直接提升风轮机部件简化了操作，在所述其它方法中，在风轮机部件可被附装到起重机机系统上并被提升之前，必须将该风轮机部件从运输车中移走。
在本发明的另一方面，所述部件是风轮机轮毂，该部件用起重机系统和处理装置从运输位置提升并旋转到装配位置，在所述运输位置中装配表面面向下，在所述装配位置中装配表面面向机舱的前面。
风轮机轮毂的结构和重量只允许该轮毂以与装配位置不同的位置被有利地运输。
在本发明的一方面，所述部件是风轮机轮毂，所述结构部分是叶片轴承的轮毂部分，所述开口是轮毂中的叶片开口。
将处理装置安装到现有叶片轴承上是有利的，因为它省去了风轮机部件上的任何专门安装安排，例如托架。
本发明还涉及一种处理装置，该处理装置用于将风轮机部件如风轮机轮毂从运输位置移动到风轮机装配位置，所述处理装置包括：
至少一个连接点，用于操作性地连接到起重机系统的钢丝绳上，
附装机构，该附装机构优选包括至少两个附装点，以用于将处理装置附装到风轮机部件的结构部分上，以及
致动机构，该致动机构围绕装置旋转中心致动风轮机部件，以便实施如上所述的方法中的风轮机部件的旋转，从而确定风轮机部件的方位以用于装配。
在本发明的一方面，所述致动机构包括至少一个致动器如液压和/或电气致动器、至少一个杠杆臂和一控制系统。该处理装置附装到风轮机部件上，以便在提升风轮机部件时得到均匀的重量分布，即，可以通过仅例如向杠杆臂施加很小的力就可以使该部件旋转。
在本发明的另一方面，所述至少一个致动器包括一个或多个液压致动器及一个或多个电气致动器。在使用不同类型致动器的情况下，能将一种类型如液压致动器用于主要旋转的部分，而将电气致动器用于在附装之前风轮机部件的位置的最后精确调节。
在本发明的一方面，所述至少一个致动器由手或马达操纵式液力泵机构和/或由发电机或蓄电器机构提供动力。因此，得到本发明的有利实施例。
在本发明的另一方面，所述控制系统包括一个或多个例如从机舱操纵的遥控装置。
在本发明的另一方面，处理装置的操作自由度局限于限定的旋转角度，该角度为70°-100°，优选在80°和90°之间。
在本发明的另一方面，所述杠杆臂中的至少一个由致动机构致动，以便实施围绕装置旋转中心的剪刀式运动。
另外，本发明涉及一种风轮机轮毂，该风轮机轮毂包括至少一个用于附装如上所述的处理装置的结构部分。
在本发明的一方面，所述轮毂包括至少一个开口和至少一个内部结构部分，该内部结构部分可由所述处理装置通过该开口接近。
本发明还公开了如上所述的处理装置的使用，其用于提升、旋转和附装风轮机部件如风轮机轮毂、齿轮箱或环式发电机到位于风轮机塔架上的风轮机机舱上。某些风轮机部件如轮毂具有这样的结构和重量，该结构和重量仅允许该部件被有利地以与装配位置不同的构型运输。
附图说明
下面将参照附图说明本发明，在附图中：
图1示出大型现代风轮机的前视图，
图2示意性示出具有不同风轮机部件的风轮机的侧视图，
图3示出按照本发明的处理装置的优选实施例，
图4a和4b示出根据本发明的将处理装置附装到风轮机部件上的方法步骤，
图5a和5b示意性示出附装到风轮机部件上之后的本发明的处理装置的优选实施例，以及
图6a-6d示出将处理装置附装到风轮机部件上的不同方法步骤，尤其提升并转动该部件到装配位置。
具体实施方式
图1示出现代风轮机1的前视图，该风轮机具有设置在基座8上的塔架2。风轮机机舱3和轮毂4位于塔架的顶部上。
风轮机转子6通过变桨机构7连接到风轮机轮毂4上，该风轮机转子6包括至少一个风轮机叶片，例如如图所示地包括三个风轮机叶片5。每个变桨机构都包括叶片轴承和变桨致动机构，该变桨致动机构可使叶片变桨(俯仰，pitch)。
图2示意性示出具有不同风轮机部件的风轮机的侧视图。直接连接到机舱3的风轮机部件包括风轮机轮毂4、齿轮箱9和发电机10，该发电机10示出为具有与公用电网的电气连接。
图3示出本发明的处理装置11的优选实施例。
处理装置11包括第一和第二附装点12a、12b，以用于附装到风轮机部件的结构部分22上。附装点12a、12b可以是具有多个孔的凸缘，以便允许以固定而刚性的连接将该处理装置螺栓连接到风轮机部件上。
第一和第二附装点12a、12b建立在处理装置11的固定臂13上。该固定臂13还包括与杠杆臂14的连接部分，该杠杆臂14在处理装置11的旋转中心19处连接到固定臂13上。
致动器15在连接点17和18处连接到固定臂13和杠杆臂14上，即，连接点17用于将致动器15连接到杠杆臂14，连接点18用于将致动器15连接到固定臂13。致动器15优选地是液压缸。
致动器15和臂13、14使得杠杆臂14能围绕该处理装置的旋转中心19进行受控的旋转运动。杠杆臂14的端部是用于起重机系统的连接点16，例如小孔。起重机系统使得处理装置11和风轮机部件能沿线性方向，例如沿垂直方向和水平方向移动。
处理装置11优选地由钢或类似的高强度金属材料制成。
图4a和4b示出根据本发明的将处理装置11附装到风轮机部件上的方法步骤。风轮机部件示出为风轮机轮毂4。该轮毂4位于车辆托架表面20例如货车平台的一部分上。运输配置包括该轮毂4以直立、垂直位置站立，并且装配面面向托架表面20。
图4a示出以第一附装点12a附装到轮毂4的内部结构部分22上的处理装置11。处理装置到内部结构部分22的附装是通过轮毂4中的开口21b建立的。结构部分22可以是叶片轴承的轮毂部分，该开口可以是轮毂4中的叶片开口之一。
处理装置11可在附装操作期间用起重机钢丝绳24悬挂(图4a和4b中未示出)。
图4b示出处理装置11通过松开致动器15而在第二附装点12b处与结构部分22连接。
图5a和5b示意性示出附装到风轮机部件上以后的本发明的处理装置11的优选实施例。该图还示出控制系统23，所述控制系统23控制风轮机部件的旋转运动。
图5a示出风轮机部件的提升和旋转的初始位置。控制系统可以在部件被垂直地提升并与托架表面20建立必要的距离之后起动旋转运动。
在本发明的优选实施例中，致动器15是液压缸，该液压缸连接到控制系统的单向阀和膨胀容器上。阀的开口允许致动器15的液压油通过风轮机的重量以受控制的方式强制进入膨胀容器。这使得活塞杆缓慢移动入液压缸15中并使风轮机部件旋转，直至到达终端止挡。终端止挡能将旋转运动控制在保证液压缸15不完全排空液压油的范围内。终端止挡还保证使风轮机部件在到达装配位置之前转动限定的角度，例如70-100°，优选80-90°。
图5b示出风轮机部件在装配之前处于最后的水平位置，其中液压缸15的活塞杆几乎完全缩回。
在另一实施例中，控制系统可以包括二通阀，该二通阀也能例如用外部动力如手动泵强行使液压油进入液压缸15。
图6a-6d示出将处理装置11附装到风轮机部件上的不同方法步骤，该风轮机部件示出为风轮机轮毂4。另外，图中还示出在机舱处将轮毂提升和旋转到装配位置的步骤。
图6a和6b示出处理装置11到轮毂4上的安装，如结合图4a和4b所详细说明的。图6b还示出施加在风轮机部件上的初始提升力(用直线箭头表示)。
图6c示出风轮机部件的旋转，该旋转通过操作控制系统实施(用弯曲的箭头代表)。
图6d示出准备将轮毂装配到机舱前面的最后位置。
上面已经参照处理装置的具体实施例举例说明了本发明。然而，应该理解，本发明不限于具体的实施例，而是可在如权利要求所限定的本发明范围内进行多个不同方面的设计和改变，例如利用电动致动器代替液压致动器。另外，本发明还可以用于其它的例如在部件更换方面需要从运输位置旋转到在机舱处的风轮机装配位置的风轮机部件，例如，诸如环式发电机的风轮机发电机或者齿轮箱。
标号明细表
在附图中，下列标号指示：
1、风轮机；
2、风轮机塔架；
3、风轮机机舱；
4、风轮机轮毂；
5、风轮机叶片；
6、具有至少一个叶片的风轮机转子；
7、叶片变桨机构；
8、风轮机基座；
9、风轮机齿轮箱；
10、风轮机发电机；
11、处理装置；
12、用于处理装置的第一和第二附装点；
13、连接到附装点上的固定臂；
14、连接到固定臂上的杠杆臂；
15、致动器，例如液压致动器；
16、用于起重机系统的连接点；
17、用于致动器与杠杆臂连接的连接点；
18、用于致动器与固定臂连接的连接点；
19、处理装置的旋转中心；
20、运输车辆的托架表面；
21a，21b、用于风轮机叶片的轮毂开口；
22、结构部分，例如内部轮毂结构，例如叶片轴承的一部分；
23、用于致动机构的控制系统，例如，包括单向阀或二通阀和膨胀容器；
24、起重机系统的钢丝绳。

Claims (26)

1.用于将风轮机部件从运输位置移动到风轮机装配位置的方法，该方法包括以下步骤：
将一处理装置附装在该风轮机部件的结构部分上，该处理装置独立于起重机系统并且与该起重机系统分开，
将该处理装置操作性地连接到该起重机系统的钢丝绳上，
随后用起重机系统将该处理装置以及由此将该风轮机部件提升到风轮机的装配位置，所述处理装置和风轮机部件悬吊在该钢丝绳上，以及
在风轮机部件被提升期间并且在被悬吊的同时利用处理装置的致动机构使该风轮机部件旋转，以将该风轮机部件定向以用于装配。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述风轮机装配位置是在机舱、主轴或轮毂之中或者机舱、主轴或轮毂之上的风轮机装配位置。
3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述处理装置附装到所述风轮机部件的结构部分的至少两个连接点上。
4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述处理装置通过风轮机部件中的开口连接到风轮机部件的内部结构部分上。
5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述处理装置致动围绕装置旋转中心的旋转运动，所述起重机系统建立线性运动。
6.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述风轮机部件提升并旋转到装配位置，随后直接装配到位于风轮机塔架上的机舱上。
7.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，旋转运动是风轮机部件的单向受控制的旋转。
8.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，使风轮机部件在提升期间旋转70°-100°的限定角度。
9.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，至少处理装置的旋转运动由一个或多个遥控装置控制。
10.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括下述步骤：在将处理装置附装到风轮机部件的结构部分上之前，将风轮机部件放在运输车上运输到风轮机现场，其中将风轮机部件直接从运输车上提升。
11.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：在将处理装置附装到风轮机部件的结构部分上之后，但在将该处理装置操作性地连接到起重机系统的钢丝绳上之前，将风轮机部件放在运输车上运输到风轮机现场，其中将风轮机部件直接从运输车上提升。
12.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述风轮机部件是风轮机轮毂，利用起重机系统和处理装置将该风轮机轮毂从运输位置提升并旋转到风轮机装配位置，在所述运输位置中装配表面向下，在所述风轮机装配位置中装配表面面向机舱的前面。
13.按照权利要求4所述的方法，其特征在于，所述风轮机部件是风轮机轮毂，所述内部结构部分是叶片轴承的轮毂部分，所述开口是轮毂中的叶片开口。
14.处理装置(11)，用于将风轮机部件从运输位置移动到风轮机装配位置，所述处理装置包括：
至少一个连接点(16)，用于连接到起重机系统的钢丝绳上，
附装机构(12a、12b)，用于将处理装置附装到风轮机部件(4)的结构部分(22)上，以及
致动机构(13-15、23)，用于围绕装置旋转中心(19)致动风轮机部件，以便实施按照权利要求1-13之一所述的方法中的风轮机部件的旋转。
15.按照权利要求14所述的处理装置(11)，其特征在于，所述附装机构包括至少两个附装点(12a、12b)。
16.按照权利要求14或15所述的处理装置(11)，其特征在于，所述致动机构包括至少一个致动器(15)、至少一个杠杆臂(13、14)和一控制系统(23)。
17.按照权利要求16所述的处理装置(11)，其特征在于，所述至少一个致动器(15)包括一个或多个液压致动器和一个或多个电气致动器。
18.按照权利要求16所述的处理装置(11)，其特征在于，所述至少一个致动器(15)由手或马达操纵的液力泵机构和/或发电机或蓄电机构提供动力。
19.按照权利要求16所述的处理装置(11)，其特征在于，所述控制系统(23)包括单向阀或二通阀。
20.按照权利要求16所述的处理装置(11)，其特征在于，所述控制系统(23)包括一个或多个远程控制装置。
21.按照权利要求14或15所述的处理装置(11)，其特征在于，处理装置操作自由度限制于70°-100°的旋转角。
22.按照权利要求16所述的处理装置(11)，其特征在于，所述杠杆臂(13、14)中的至少一个由所述致动器(15)驱动，以便实施围绕装置旋转中心(19)的剪刀式运动。
23.风轮机轮毂(4)，包括至少一个结构部分(22)，该结构部分(22)用于附装按照权利要求14-22之一所述的处理装置(11)。
24.按照权利要求23所述的风轮机轮毂(4)，其特征在于，所述轮毂(4)包括至少一个开口(21a、21b)，所述至少一个结构部分是至少一个内部结构部分(22)，该内部结构部分可供所述处理装置(11)通过开口(21b)接近。
25.按照权利要求24所述的风轮机轮毂(4)，其特征在于，所述内部结构部分(22)是叶片轴承的一部分。
26.按照权利要求14所述的处理装置(11)的使用，其用于将风轮机部件、齿轮箱或环式发电机提升、旋转和附装到位于风轮机塔架上的风轮机机舱上。
CN2008800031229A 2007-01-24 2008-01-24 将风轮机部件如风轮机轮毂从运输位置移动到在机舱、主轴或轮毂之中或之上的装配位置的方法，处理装置，风轮机轮毂及其使用 Expired - Fee Related CN101631954B (zh)

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