CN101793106B - 潮间带风力发电机立柱不用吊车的安装机构及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于风力发电机的安装设备，涉及一种潮间带风力发电机立柱不用吊车的安装机构及其操作方法；其特征在于：与潮间带位置相对应的岸边海面上置放机动驳船，机动驳船上船艏侧和两弦侧甲板上排列装设数量至少为一套的风力发电机的立柱安装机构，所述的每套立柱安装机构主要由绞缆机拖带装置、固定承台、活动承台、调载用水罐、立柱抱固装置、调载用水罐抱固装置、驳船承重桅、液压缸驱动机构、对位装置和减震结构组成，本发明不仅设计合理，构思新颖独特，结构紧凑，简单实用，既不用起重吊安装，又不需要配备多艘各种类型的船舶，既易于定位安装，又提高装配精度，而且集安装和运输于一体，具有安装速度快，投资少和使用十分方便等优点。

Description

潮间带风力发电机立柱不用吊车的安装机构及其操作方法

技术领域

本发明属于风力发电机的安装设备，特别涉及适用于在海中潮间带安装风力发电机塔柱的一种潮间带风力发电机立柱不用吊车的安装机构及其操作方法。

背景技术

随着现代工业的迅速发展，世界各国越来越多地研究开发新的能源。特别是最近召开的哥本哈根拯救地球气候变化峰会，使全世界更加对清洁能源的空前重视。我国的风能资源十分丰富，风能利用的前景十分广阔。其中，尤其是对海上风力发电日渐受到国内外的广泛重视，海上风力发电在未来30年内将会得到大力发展。预计不久的将来中国富庶的沿海省份就将用上清洁的能源。中国东南沿海及其附近岛屿是风能资源丰富地区，有效风能密度大于或等于200瓦/平方米的等值线平行于海岸线；沿海岛屿有效风能密度在300瓦/平方米以上，全年中风速大于或等于3米/秒的时数约为7000-8000小时，大于或等于6米/秒的时数为4000小时。东部沿海水深5米到20米的海域面积辽阔，按照与陆上风能资源同样的方法估测，10米高度可利用的风能资源约是陆上的3倍，即7亿多千瓦。中国计划在潮间带大规模建造水上风力发电站，因此海上风力发电更具有发展前景。

目前由于缺乏海上安装风力发电机立柱的专用设备，因此，只能采用通用的大吨位海吊进行吊装作业。安装时，首先在海中潮间带风场建造能安装风力发电机立柱的预制的水下墩台基础，在水下墩台基础顶面上装设预制的立柱安装墩台，安装墩台顶面装设安装法兰，该安装法兰分布有若干个安装孔，与安装墩台顶面的安装法兰的位置、形状、大小和安装孔数相对应的的风力发电机立柱底端设有连接法兰；然后通过运输船将风力发电机的部件运至预制的立柱安装墩台地区一件一件地用大吨位海吊进行吊起在海中现场进行组装，其部件之间的定位和安装十分困难，尤其是一旦遇上风浪，更使安装困难重重，且安装精度得不到保证；此外为了减少安装时的震动，采用了氮气减震器；安装氮气减震器就需要配备一系列的气罐和充气设备，大大地增加投入成本。例如，东海大桥海风场的风电塔的安装，首先应该肯定该工程取得了很大的成绩，但是，安装一台3WM的风电塔顺利时需要12小时，而且必须配备多艘各种类型的船舶诸如半潜驳船、拖轮、抛锚艇、四航奋进、小浮吊、交通船和发电机组等配合作业进行安装，工程浩大，费工费力，投资费用多，充分凸现出在海上安装风力发电机立柱的无奈之举。近年来国外新建造的风电塔安装船舶由于受世界上第一艘“五月花——信念”号的影响，依然采用设在船舶甲板上的吊车在进行风电塔安装作业，很难逃脱“五月花”的臼穴。因此，如何改变或颠覆传统的理念，研究开发出“潮间带风力发电机立柱不用吊车的安装机构”，是十分必要的。

本发明旨在为了避免上述技术中存在的缺点和不足之处，而提供一种潮间带风力发电机立柱不用吊车的安装机构及其操作方法；它不仅设计合理，构思新颖独特，结构紧凑，简单实用，既不用起重吊安装，又不需要配备多艘各种类型的船舶，既易于定位安装，又提高装配精度，而且集安装和运输于一体，具有安装速度快，投资少和使用十分方便等优点。

本发明的目的是采用如下的技术方案实现的：所述的潮间带风力发电机立柱不用吊车的安装机构，其特征在于：与潮间带位置相对应的岸边海面上置放机动驳船，在机动驳船上的船艏侧和两弦侧的甲板上对称排列装设数量至少为一套的风力发电机的立柱安装机构，所述的每套立柱安装机构主要由绞缆机拖带装置、固定承台、活动承台、调载用水罐、立柱抱固装置、调载用水罐抱固装置、驳船承重桅、液压缸驱动机构、对位装置和减震结构组成，在机动驳船的甲板边缘顶面上装设固定承台，在固定承台顶面置放活动承台，待由岸边的起重吊将装配后的风力发电机吊起，使其风力发电机的立柱底端活动穿过活动承台的中心轴孔座落在固定承台顶面上；在固定承台外侧的甲板边侧面上连接驳船承重桅，驳船承重桅的外侧的活动承台上装设调载用水罐；在驳船承重桅上依序装设立柱抱固装置和调载用水罐抱固装置；在两抱固装置中分别装设绕驳船承重桅转动的液压马达驱动机构；在驳船承重桅内装设活动承台沿立柱上、下滑行的液压缸驱动机构；在立柱跟部段上分别装设安装用的对位装置和对位用的聚氨脂弹簧座式的减震结构；使两液压驱动的抱固装置闭合将风力发电机的立柱中段抱固在驳船承重桅上，然后经对位装置对位和通过调节调载用水罐内水量使活动承台逐步下沉，就使风力发电机的立柱跟部法兰上的所有安装孔分别对准立柱安装墩台的安装法兰上的安装孔；并在所有安装孔中分别以螺栓紧固后；将两液压驱动的抱固装置开启，并通过调节调载用水罐内水量得以卸载；从而实现风力发电机的立柱安装在潮间带风力发电机立柱安装墩台上。

所述的机动驳船包括适用于海中通常运行用的常设装置，还包括在机动驳船上装有供应立柱安装机构用的发电机电源、液压泵站和调节调载用水罐内水量的压应力传感数字系统显示器。

所述的绞缆机拖带装置由绞缆机、立柱安装墩台、可折卸的系缆桩件、羊角桩、缆绳和绳孔组成，在风力发电机的立柱安装墩台的顶面两端分别设有系缆桩件；与驳船承重桅的位置相对应的驳船甲板上分布装设两台绞缆机，在每台绞缆机上分别连接缆绳的一端，缆绳的另一端分别穿过各自的羊角桩和缆绳孔连接分别系接各自的可折卸的系缆桩件上；驱动绞缆机实现驳船承重桅靠向立柱安装墩台。

所述的立柱抱固装置和调载用水罐抱固装置，均采用液压驱动机构，所述的每个液压驱动机构由抱固体、液压缸、半抱固钳、铰链和液压驱动的锁扣组成，在驳船承重桅连接抱固体，在抱固体上的两侧均以铰链对称连接两半抱固钳，在半抱固钳上对称装设两液压缸，两液压缸的伸出杆端分别与各自相对应的半抱固钳端铰接；通过驱动两液压缸实现两半抱固钳的开启和闭合，并在两半抱固钳的另一端装设由液压驱动的的锁扣或是由机械驱动的锁扣。当两半抱固钳闭合紧固住被绑物后，又用锁扣给锁固，这样一来，既增加了两抱固装置紧固的可靠性又提高了安全性。

所述的每套绕驳船承重桅转动的液压马达驱动机构由液压马达、小齿轮和齿轮组成，在抱固体中间槽的驳船承重桅段上套接齿轮，在两半抱固钳内的内壁上连接液压马达，液压马达轴上连接与齿轮相啮合的小齿轮。

所述的活动承台沿立柱上、下滑行的液压缸驱动机构由支架、滑轮、油缸支架、液压油缸、钢丝绳、绳环和限位板组成，与驳船承重桅内径相对应的抱固体顶面处对称装设由支架支撑的滑轮，与两滑轮位置相对应的活动承台顶面两侧分别连接两绳环；在每个绳环上系接钢丝绳的一端，钢丝绳的另一端经滑轮进入驳船承重桅内与下部的液压油缸的伸出杆端连接，该液压油缸装于油缸支架上的轨道中；与活动承台滑动位置相对应的驳船承重桅段上设有限位板。

所述的安装用的对位装置由V形长方台式对位机构和圆台式对位机构组成，是在立柱跟部段上以角距为180°对称连接两连接板，其中一连接板装设V形长方台式对位机构，另一连接板装设圆台式对位机构；所述的圆台式对位机构由上圆筒、圆形凸台、凹座、下圆筒和弹簧组成，上圆筒顶段连接在连接板上，底端为圆形凸台，与上圆筒位置、形状和大小相对应的立柱安装墩台顶面上装设下圆筒，在下圆筒内装入弹簧，在弹簧上置放与圆形凸台相配合的凹座；所述的V形长方台式对位机构由上筒体、V形长方凸台、V形长方凹座、下筒体和弹簧组成，上筒体顶段连接在连接板上，底端为V形长方凸台，与上筒体位置、形状和大小相对应的立柱安装墩台顶面上装设下圆筒，在下圆筒内装入弹簧，在弹簧上置放与V形长方凸台相配合的V形长方凹座。

所述的调载用水罐是通过水泵将毗邻的装水船舱内的水输入罐内；并以电路与装于机动驳船上的压应力传感显示器连接。

所述的对位用的聚氨脂弹簧座式的减震结构是在立柱跟部段上均布连接若干个支筒板，所述的每个支筒板上均装设由上圆筒、聚氨脂弹簧和下圆筒组成的减震结构，其中支筒板上连接上圆筒的顶部，上圆筒底端内装有聚氨脂弹簧，与上圆筒位置、形状和大小相对应的立柱安装墩台顶面上设有下圆筒，下圆筒顶端内也装有聚氨脂弹簧。

在岸边的起重吊车不具备的情况下，本发明也可以实施装载的操作过程，它是卸载过程的逆操作。

所述的潮间带风力发电机立柱不用吊车的安装机构的操作方法，其特征在于：安装每套风力发电机立柱的操作方法包括下述步骤：

步骤一：是将风力发电机的立柱装载到机动驳船上的装载步骤；首先用岸边的起重吊将装配后的风力发电机吊起，使其风力发电机的立柱底端活动穿过活动承台的中心轴孔座落在固定承台顶面上，并使立柱紧贴在驳船承重桅上，用已装于驳船承重桅的液压驱动的立柱抱固装置将风力发电机的立柱紧固在驳船承重桅上，然后将调载用水罐安装就位，用已装于驳船承重桅的液压驱动的调载用水罐抱固装置将调载用水罐紧固在驳船承重桅上；待两液压驱动的抱固装置紧固后，并分别用液压驱动锁扣对两抱固装置予以锁紧，使风力发电机的立柱和调载用水罐紧固在驳船承重桅上，就可将装载风力发电机的立柱的机动驳船运往预制的立柱安装墩台处；

步骤二：待装载风力发电机的立柱的机动驳船到达预制的立柱安装墩台地点后，做安装尺度测量准备步骤，通过机动驳船上的绞缆机，将绳索与立柱安装墩台上的可折卸的系缆桩件系接在一起；此时采用调载用水罐模拟风力发电机的立柱做相对尺寸的测量，机动驳船的大幅度的升降是采用驳船自身的调压载系统；基本定位后，通过水泵将毗邻船舱内的压载水输入到无水的调载用水罐中；通过压应力传感器的数字系统显示，并通过调节调载用水罐内的压载水重量使压载水重量与风力发电机的立柱的重量相当；

步骤三：微调高度，使活动承台沿驳船承重桅向上滑行；将驳船承重桅上的两液压驱动的装置开启，使其可以在紧持重物的状态下，沿着驳船承重桅做向上的滑行运动至需要的高度位置；这一高度与定位点的接触及其压缩总量一致；

步骤四：使活动承台进行水平旋转，使风力发电机的立柱落到预制的立柱安装墩台的上方；通过低速大转矩的液压马达驱动机构驱动活动承台、调载用水罐、风力发电机的立柱和驳船承重桅上的两液压驱动的抱固装置一起围绕驳船承重桅做水平平稳转动；

步骤五：微调活动承台，由液压驱动活动承台的上、下滑动机构将力通过钢丝绳，传递到绳环上，使活动承台缓慢下降到经过计算的需要位置的高度；

步骤六：采用由V形长方台式对位机构和圆长方台式对位机构的对位装置实现风力发电机的立柱的定位；其中圆长方台式对位机构的圆形凸台是首先被限定活动范围的部件；随着圆形凸台对位于下面定点的凹座，在未受压力高位状态的逐步压下，与此同时V形长方台式对位机构中的V形凸台对位于下面定点的V形凹座，在未受压力时的高位状态也逐步被压下；实现了从“点”到“线”的定位；确保了预制定位尺寸必须保持的一致性与准确性；所述的“点”是圆形凸台的中心点，所述的“线”是圆形凸台与V形凸台的结构中心线连线；机动驳船的大幅度的下沉是采用调载用水罐内的压载水量的调压载系统，通过微调与精确的控制调压载系统予以实现对活动承台的升降；在风力发电机的立柱逐步下沉的过程中，驳船的船体中心线也逐步与圆形凸台与V形凸台的结构中心线连线相垂直，微调机动驳船的水平状态使风力发电机的立柱与预制的立柱安装墩台的墩台接口慢慢吻合对接；此时对位用的聚氨脂弹簧座式的减震结构中的上、下聚氨脂减震弹簧予以对接，就使风力发电机的立柱跟部法兰上的所有安装孔分别对准立柱安装墩台的安装法兰上的安装孔；并在所有安装孔中分别以螺栓予以紧固；

步骤七：逐步为机动驳船卸载；由于此时立柱抱固装置和调载用水罐抱固装置均处于闭合状态；通过压应力传感数字系统显示器的显示，此时风力发电机的立柱的重量仍然由机动驳船承担，开始对距离风力发电机的立柱最近的压载水舱进行泵水，密切观察压应力传感数字系统显示器的下降幅度的数字显示，当风力发电机的立柱完全被卸载时，通过液压驱动依序打开调载用水罐抱固装置和立柱抱固装置；此时风力发电机的立柱完全脱离机动驳船，实现每套风力发电机的立柱从机动驳船装载、离岸、定位安装、卸载步骤而牢固安装在潮间带的预制的立柱安装墩台上。

综合以上所采取的技术方案，实现本发明的目的。

与现有技术相比，本发明具有下述特点：

1、由于在机动驳船上装设有驳船承重桅，在驳船承重桅上装设了立柱抱固装置和调载用水罐抱固装置以及可转动的活动承台，在装载后的运输中，所有重量均落在机动驳船，而具有集运输和安装于一体的功能；此外在本发明中既采用了刚性固定，又采用了柔性拘束的结构，因此，在船舶运行过程中，就避免了由于船舶的颠簸、摇晃而产生的刚性拘束的应力集中或焊接裂纹，从而确保了运输的安全、可靠。

2、由于本发明中采用由V形长方台式对位机构和圆长方台式对位机构的对位装置实现风力发电机的立柱的定位；采用了从“点”到“线”的定位装置；确保了预制定位尺寸必须保持的一致性与准确性；因此，既操作简便，定位精度高，完全满足装配对接环节的要求。

3、投资少，安装周期短：本发明中的零、部件均可以在车间里进行生产，整机装配也在车间进行试验交验。在船体的安装部位如果是现有船舶，只需稍加以改造、加固，就可以将承重桅单元整体安装在船上。如果是船舶也需要一并制造，则在设计的时候就考虑设计承重桅的可拆解结构形式，一旦拆下承重桅，不影响该船舶的其他方面的用途。投资小是相对现在的做法。其中减震装置是采用聚氨脂弹簧座式的减震结构，其减震效果好，造价低廉，安装方便可靠；做到启动快，见效快的效果。在本发明中还采用了调节调载用水罐内水量的压应力传感数字系统显示器。因此在泵入压载水的时候做到了心中有数与准确无误。

因此，本发明不仅设计合理，构思新颖独特，结构紧凑，简单实用，既不用起重吊安装，又不需要配备多艘各种类型的船舶，既易于定位安装，又提高装配精度，而且集安装和运输于一体，具有安装速度快，投资少和使用十分方便等优点。

附图说明

本发明共有十二幅附图。其中：

附图1是本发明的实施例之一装载在机动驳船(1)上的主视结构示意图；

附图2是图1中沿A-A线的放大剖视示意图；

附图3是是本发明的实施例之一已安装载在立柱安装墩台(39)上的主视结构示意图；

附图4是图1中沿D-D线的放大剖视示意图——即立柱抱固装置(8)将风力发电机的立柱(6)紧固在驳船承重桅(4)上的示意图；

附图5立柱抱固装置(8)处于开启状态的示意图；

附图6是图3中沿B-B线的放大剖视示意图；

附图7是图1中沿C-C线的放大剖视示意图；

附图8是图4中沿G-G线的放大剖视示意图；——即两抱固装置(8、7)未离开限位板(14)的状态示意图；

附图9是两抱固装置(8、7)已向上滑行离开限位板(14)的状态示意图；

附图10是图7中沿E-E线的放大剖视示意图；

附图11是图7中沿F-F线的放大剖视示意图。

附图12是本发明的实施例之二俯视结构示意图。

图中：1、机动驳船，2、固定承台，3、活动承台，4、驳船承重桅，5、调载用水罐，6、立柱，7、调载用水罐抱固装置，8、立柱抱固装置，9、抱固体，10、液压缸，11、铰链，12、半抱固钳，13、锁扣，14、限位板，15、齿轮，16、连接法兰，17、液压马达，18、小齿轮，19、滑轮，20、油缸支架，21、液压油缸，22、钢丝绳，23、绳环，24、连接板，25、上圆筒，26、圆形凸台，27、凹座，28、弹簧，29、下圆筒，30、安装法兰，31、上筒体，32、V形长方凸台，33、V形长方凹座，34、弹簧，35、下筒体，36、支筒板，37、上圆管，38、聚氨脂弹簧，39、立柱安装墩台，40、下圆管，41、驾驶室，42、绞缆机，43、羊角桩，44、缆绳，45、绳孔，46、系缆桩件，47、水下墩台基础。

具体实施方式

图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11所示是本发明的实施例之一，它是在机动驳船1上仅装一套潮间带风力发电机立柱不用吊车的安装机构，其特征在于：与潮间带位置相对应的岸边海面上置放机动驳船1，所述的机动驳船1包括适用于海中通常运行用的常设装置，还包括在机动驳船1上装有供应立柱安装机构用的发电机电源、液压泵站和调节调载用水罐5内水量的压应力传感数字系统显示器；在机动驳船1上的船艏侧的甲板上装有一套风力发电机的立柱安装机构，该套立柱安装机构主要包括绞缆机拖带装置、固定承台2、活动承台3、调载用水罐5、立柱抱固装置8、调载用水罐抱固装置7、驳船承重桅4、液压缸驱动机构、对位装置和减震结构；所述的绞缆机拖带装置(如图2所示)由绞缆机42、立柱安装墩台39、可折卸的系缆桩件46、羊角桩43、缆绳44和绳孔45组成；在机动驳船1的甲板居中处边缘顶面上装设固定承台2，在固定承台2顶面置放活动承台3，待由岸边的起重吊将装配后的风力发电机吊起，使其风力发电机的立柱6底端活动穿过活动承台3的中心轴孔座落在固定承台2顶面上；在固定承台2外侧的甲板边侧面上焊接有驳船承重桅4，驳船承重桅4的外侧的活动承台3上装设调载用水罐5；在驳船承重桅4上依序装设(如图4、5所示)立柱抱固装置8和调载用水罐抱固装置7，两抱固装置均采用液压驱动机构，所述的每个液压驱动机构由抱固体9、液压缸10、半抱固钳12、铰链11和液压驱动的锁扣13组成；在两抱固装置中分别装设(如图8、9所示)绕驳船承重桅转动的液压马达驱动机构，所述的每套绕驳船承重桅转动的液压马达驱动机构由低速大转矩的液压马达17、小齿轮18和齿轮15组成；在驳船承重桅4内装设由液压驱动活动承台沿立柱上、下滑动机构，所述的活动承台3沿立柱上、下滑行的液压缸驱动机构(如图6所示)由支架、滑轮19、油缸支架20、液压油缸21、钢丝绳22、绳环23和限位板14组成；在立柱6跟部段上装设安装用的对位装置和对位用的聚氨脂弹簧座式的减震结构；所述的安装用的对位装置(如图10所示)由V形长方台式对位机构和圆台式对位机构组成，在立柱6的跟部段上以角距为180°对称连接两连接板24，其中在右连接板24上装设由上筒体31、V形长方凸台32、V形长方凹座33、下筒体35和弹簧34组成的V形长方台式对位机构；在左连接板24上装设由上圆筒25、圆形凸台26、凹座27、下圆筒29和弹簧28组成的圆台式对位机构；所述的对位用的聚氨脂弹簧座式的减震结构(如图11所示)在立柱6跟部段上均布连接8个支筒板36，每个支筒板36上均装设由上圆管37、聚氨脂弹簧38和下圆管40组成的减震结构；安装中，使两液压驱动的抱固装置闭合将风力发电机的立柱6中段抱固在驳船承重桅4上，然后经对位装置对位和通过调节调载用水罐5内水量使活动承台3逐步下沉，就使风力发电机的立柱6跟部连接法兰16上的所有安装孔分别对准立柱安装墩台39的安装法兰上的安装孔30；并在所有安装孔中分别以螺栓紧固后；将两液压驱动的抱固装置开启，并通过调节调载用水罐5内水量得以卸载；从而实现每套风力发电机的立柱6安装在潮间带风力发电机立柱安装墩台39上。

所述的潮间带风力发电机立柱不用吊车的安装机构的操作方法，其特征在于：安装每套风力发电机立柱的操作方法包括下述步骤：

步骤一：是将风力发电机的立柱6装载到机动驳船1上的装载步骤；首先用岸边的起重吊将装配后的风力发电机吊起，使其风力发电机的立柱6底端活动穿过活动承台3的中心轴孔座落在固定承台2顶面上，并使立柱6紧贴在驳船承重桅4上，用已装于驳船承重桅4的液压驱动的立柱抱固装置8将风力发电机的立柱6紧固在驳船承重桅4上，然后将调载用水罐5安装就位，用已装于驳船承重桅4的液压驱动的调载用水罐抱固装置7将调载用水罐5紧固在驳船承重桅4上；待两液压驱动的抱固装置紧固后，并分别用液压驱动锁扣13对两抱固装置予以锁紧，使风力发电机的立柱6和调载用水罐5紧固在驳船承重桅4上，就可将装载风力发电机的立柱6的机动驳船1运往预制的立柱安装墩台39处；

步骤二：待装载风力发电机的立柱的机动驳船到达预制的立柱安装墩台地点后，做安装尺度测量准备步骤，通过机动驳船上的绞缆机，将绳索与立柱安装墩台上的可折卸的系缆桩件系接在一起；此时采用调载用水罐模拟风力发电机的立柱做相对尺寸的测量，机动驳船的大幅度的升降是采用驳船自身的调压载系统；基本定位后，通过水泵将毗邻船舱内的压载水输入到无水的调载用水罐中；通过压应力传感器的数字系统显示，并通过调节调载用水罐内的压载水重量使压载水重量与风力发电机的立柱的重量相当；

步骤三：微调高度，使活动承台沿驳船承重桅向上滑行；将驳船承重桅上的两液压驱动的装置开启，使其可以在紧持重物的状态下，沿着驳船承重桅做向上的滑行运动至需要的高度位置；这一高度与定位点的接触及其压缩总量一致；

步骤四：使活动承台进行水平旋转，使风力发电机的立柱落到预制的立柱安装墩台的上方；通过低速大转矩的液压马达驱动机构驱动活动承台、调载用水罐、风力发电机的立柱和驳船承重桅上的两液压驱动的抱固装置一起围绕驳船承重桅做水平平稳转动；

步骤五：微调活动承台，由液压驱动活动承台的上、下滑动机构将力通过钢丝绳，传递到绳环上，使活动承台缓慢下降到经过计算的需要位置的高度；

步骤六：采用由V形长方台式对位机构和圆长方台式对位机构的对位装置实现风力发电机的立柱的定位；其中圆长方台式对位机构的圆形凸台26是首先被限定活动范围的部件；随着圆形凸台26对位于下面定点的凹座27，在未受压力高位状态的逐步压下，与此同时V形长方台式对位机构中的V形长方凸台32对位于下面定点的V形长方凹座33，在未受压力时的高位状态也逐步被压下；实现了从“点”到“线”的定位；确保了预制定位尺寸必须保持的一致性与准确性；所述的“点”是圆形凸台26的中心点，所述的“线”是圆形凸台26与V形长方凸台的结构中心线连线；机动驳船1的大幅度的下沉是采用调载用水罐内的压载水量的调压载系统，通过微调与精确的控制调压载系统予以实现对活动承台3的升降；在风力发电机的立柱6逐步下沉的过程中，驳船的船体中心线也逐步与圆形凸台26与V形长方凸台的结构中心线连线相垂直，微调机动驳船1的水平状态使风力发电机的立柱6与预制的立柱安装墩台39的墩台接口慢慢吻合对接；此时对位用的聚氨脂弹簧座式的减震结构中的上、下聚氨脂减震弹簧38予以对接，就使风力发电机的立柱6跟部连接法兰16上的所有安装孔分别对准立柱安装墩台的安装法兰30上的安装孔；并在所有安装孔中分别以螺栓予以紧固；

步骤七：逐步为机动驳船1卸载；由于此时立柱抱固装置8和调载用水罐抱固装置7均处于闭合状态；通过压应力传感数字系统显示器的显示，此时风力发电机的立柱6的重量仍然由机动驳船1承担，开始对距离风力发电机的立柱最近的压载水舱进行泵水，密切观察压应力传感数字系统显示器的下降幅度的数字显示，当风力发电机的立柱6完全被卸载时，通过液压驱动依序打开调载用水罐抱固装置7和立柱抱固装置8；此时风力发电机的立柱6完全脱离机动驳船1，实现每套风力发电机的立柱6从机动驳船装载、离岸、定位安装、卸载步骤而牢固安装在潮间带的预制的立柱安装墩台39上；立柱安装墩台39装设在潮间带的水下基础47的顶面上。

图12所示是本发明的实施例之二，它是在机动驳船1上装有6套潮间带风力发电机立柱不用吊车的安装机构，所述的每套潮间带风力发电机立柱不用吊车的安装机构及其操作方法与实施例之一相同。图中的双点划线表示每套潮间带风力发电机立柱不用吊车的安装机构处于运输状态的位置。

以上所述，仅为本发明的较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所有熟悉本技术领域的技术人员在本发明公开的技术范围内，根据本发明的技术方案及其本发明的构思加以等同替换或改变均应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种潮间带风力发电机立柱不用吊车的安装机构，其特征在于：与潮间带位置相对应的岸边海面上置放机动驳船(1)，在机动驳船(1)上的船艏侧和两弦侧的甲板上对称排列装设数量至少为一套的风力发电机的立柱安装机构，所述的每套立柱安装机构主要由绞缆机拖带装置、固定承台(2)、活动承台(3)、调载用水罐(5)、立柱抱固装置(8)、调载用水罐抱固装置(7)、驳船承重桅(4)、液压缸驱动机构、对位装置和减震结构组成；在机动驳船(1)的甲板边缘顶面上装设固定承台(2)，在固定承台(2)顶面置放活动承台(3)，待由岸边上的起重吊将装配后的风力发电机吊起，使其风力发电机的立柱底端活动穿过活动承台(3)的中心轴孔座落在固定承台(2)顶面上；在固定承台(2)外侧的甲板边侧面上连接驳船承重桅(4)，驳船承重桅(4)的外侧的活动承台(3)上装设调载用水罐(5)；在驳船承重桅(4)上依序装设立柱抱固装置(8)和调载用水罐抱固装置(7)；在两抱固装置中分别装设绕驳船承重桅(4)转动的液压马达驱动机构；在驳船承重桅(4)内装设活动承台(3)沿立柱(6)上、下滑行的液压缸驱动机构；在立柱(6)根部段上装设安装用的对位装置和对位用的聚氨脂弹簧座式的减震结构；使两液压驱动的抱固装置闭合将风力发电机的立柱(6)中段抱固在驳船承重桅(4)上，然后经安装用的对位装置对位和通过调节调载用水罐(5)内水量使活动承台(3)逐步下沉，就使风力发电机的立柱(6)根部的连接法兰(16)上的所有安装孔分别对准立柱安装墩台(39)的安装法兰(47)上的安装孔；并在所有安装孔中分别以螺栓紧固后；将两液压驱动的抱固装置开启，并通过调节调载用水罐(5)内水量施以卸载；从而实现每套风力发电机的立柱(6)安装在潮间带预制的立柱安装墩台(39)上。

2.按权利要求1所述的潮间带风力发电机立柱不用吊车的安装机构，其特征在于：所述的机动驳船(1)包括适用于海中通常运行用的常设装置，还包括在机动驳船(1)上装有供应立柱安装机构用的发电机电源、液压泵站和调节调载用水罐(5)内水量的压应力传感数字系统显示器。

3.按权利要求1所述的潮间带风力发电机立柱不用吊车的安装机构，其特征在于：所述的绞缆机拖带装置由绞缆机(42)、立柱安装墩台(39)、可 折卸的系缆桩件(46)、羊角桩(43)、缆绳(44)和绳孔(45)组成，在潮间带的水下基础(47)顶面装设立柱安装墩台(39)，立柱安装墩台(39)的顶面两端分别设有系缆桩件(46)；与驳船承重桅(4)的位置相对应的机动驳船(1)甲板上分布装设两台绞缆机(42)，在每台绞缆机(42)上分别连接缆绳(44)的一端，缆绳(44)的另一端分别穿过各自的羊角桩(43)和缆绳孔(45)连接分别系接各自的可拆卸的系缆桩件(46)上；驱动绞缆机(42)实现驳船承重桅(4)靠向预制的立柱安装墩台(39)。

4.按权利要求1所述的潮间带风力发电机立柱不用吊车的安装机构，其特征在于：所述的立柱抱固装置(8)和调载用水罐抱固装置(7)，均采用液压驱动机构，所述的每个液压驱动机构由抱固体(9)、液压缸(10)、半抱固钳(12)、铰链(11)和锁扣(13)组成，在驳船承重桅(4)连接抱固体，在抱固体(9)上的两侧均以铰链(11)对称连接两半抱固钳(12)，在半抱固钳(12)上对称装设两液压缸(10)，两液压缸(10)的伸出杆端分别与各自相对应的半抱固钳(12)端铰接，通过驱动两液压缸(10)实现两半抱固钳(12)的开启和闭合，并在两半抱固钳(12)的另一端装设由液压驱动的或是由机械驱动的锁扣(13)。

5.按权利要求1所述的潮间带风力发电机立柱不用吊车的安装机构，其特征在于：所述的每套绕驳船承重桅(4)转动的液压马达驱动机构由液压马达(17)、小齿轮(18)和齿轮(15)组成，在抱固体(12)中间槽的驳船承重桅(4)段上套接齿轮(15)，在两半抱固钳(12)内的内壁上连接液压马达(17)，液压马达(17)轴上连接与齿轮(15)相啮合的小齿轮(18)。

6.按权利要求1所述的潮间带风力发电机立柱不用吊车的安装机构，其特征在于：所述的活动承台(3)沿立柱上、下滑行的液压缸驱动机构由支架、滑轮(19)、油缸支架(20)、液压油缸(21)、钢丝绳(22)、绳环(23)和限位板(14)组成，与驳船承重桅(4)内径相对应的抱固体(9)顶面处对称装设由支架支撑的滑轮(19)，与两滑轮(19)位置相对应的活动承台(3)顶面两侧分别连接两绳环(23)；在每个绳环(23)上系接钢丝绳(22)的一端，钢丝绳(22)的另一端经滑轮(19)进入驳船承重桅(4)内与下部的液压油缸(21)的伸出杆端连接，该液压油缸(21)装于油缸支架(20)上的轨道中；与活动承台(3)滑动位置相对应的驳船承重桅(4)段上设有 限位板(14)。

7.按权利要求1所述的潮间带风力发电机立柱不用吊车的安装机构，其特征在于：所述的安装用的对位装置由V形长方台式对位机构和圆台式对位机构组成，在立柱(6)的根部段上以角距为180°对称连接两连接板(24)，其中一连接板(24)装设V形长方台式对位机构，另一连接板(24)装设圆台式对位机构；所述的圆台式对位机构由上圆筒(25)、圆形凸台(26)、凹座(27)、下圆筒(29)和弹簧(28)组成，上圆筒(25)顶段连接在连接板(24)上，底端为圆形凸台(26)，与上圆筒(25)位置、形状和大小相对应的立柱安装墩台(39)顶面上装设下圆筒(29)，在下圆筒(29)内装入弹簧(28)，在弹簧(28)上置放与圆形凸台(26)相配合的凹座(27)；所述的V形长方台式对位机构由上筒体(31)、V形长方凸台(32)、V形长方凹座(33)、下筒体(35)和弹簧(34)组成，上筒体(31)顶段连接在连接板(24)上，底端为V形长方凸台(32)，与上筒体(31)位置、形状和大小相对应的立柱安装墩台(39)顶面上装设下圆筒(35)，在下圆筒(35)内装入弹簧(34)，在弹簧(34)上置放与V形长方凸台(32)相配合的V形长方凹座(33)。

8.按权利要求1所述的潮间带风力发电机立柱不用吊车的安装机构，其特征在于：所述的调载用水罐(5)是通过水泵将毗邻的装水船舱内的水输入罐内；并以电路与装于机动驳船上的压应力传感显示器连接。

9.按权利要求1所述的潮间带风力发电机立柱不用吊车的安装机构，其特征在于：所述的对位用的聚氨脂弹簧座式的减震结构是在立柱(6)根部段上均布连接若干个支筒板(36)，每个支筒板(36)上均装设由上圆管(37)、聚氨脂弹簧(38)和下圆管(40)组成的减震结构，其中支筒板(36)上连接上圆管(37)的顶部，上圆管(37)底端内装有聚氨脂弹簧(38)，与上圆管(37)位置、形状和大小相对应的立柱安装墩台(39)顶面上设有下圆管(40)，下圆管(40)顶端内也装有聚氨脂弹簧(38)。

10.一种采用权利要求1所述的潮间带风力发电机立柱不用吊车的安装机构的操作方法，其特征在于：安装每套风力发电机立柱的操作方法包括下述步骤：

步骤一：是将风力发电机的立柱(6)装载到机动驳船(1)上的装载步骤；首先用岸边的起重吊将装配后的风力发电机吊起，使其风力发电机的立柱底端活动穿过活动承台(3)的中心轴孔座落在固定承台(2)顶面上，并使立柱(6) 紧贴在驳船承重桅(4)上，用已装于驳船承重桅(4)的液压驱动的立柱抱固装置(8)将风力发电机的立柱(6)紧固在驳船承重桅(4)上，然后将调载用水罐(5)安装就位，用已装于驳船承重桅(4)的液压驱动的调载用水罐抱固装置(7)将调载用水罐(5)紧固在驳船承重桅(4)上；待两液压驱动的抱固装置紧固后，并分别用液压驱动锁扣(13)对两抱固装置予以锁紧，使风力发电机的立柱(6)和调载用水罐(5)紧固在驳船承重桅(4)上，就可将装载风力发电机的立柱(6)的机动驳船(1)运往预制的立柱安装墩台(39)处；

步骤二：待装载风力发电机的立柱的机动驳船到达预制的立柱安装墩台地点后，做安装尺度测量准备步骤，通过机动驳船上的绞缆机，将绳索与立柱安装墩台上的可折卸的系缆桩件系接在一起；此时采用调载用水罐模拟风力发电机的立柱做相对尺寸的测量，机动驳船的大幅度的升降是采用驳船自身的调压载系统；基本定位后，通过水泵将毗邻船舱内的压载水输入到无水的调载用水罐中；通过压应力传感器的数字系统显示，并通过调节调载用水罐内的压载水重量使压载水重量与风力发电机的立柱的重量相当；

步骤三：微调高度，使活动承台沿驳船承重桅向上滑行；将驳船承重桅上的两液压驱动的装置开启，使其可以在紧持重物的状态下，沿着驳船承重桅做向上的滑行运动至需要的高度位置；这一高度与定位点的接触及其压缩总量一致；

步骤四：使活动承台进行水平旋转，使风力发电机的立柱落到预制的立柱安装墩台的上方；通过低速大转矩的液压马达驱动机构驱动活动承台、调载用水罐、风力发电机的立柱和驳船承重桅上的两液压驱动的抱固装置一起围绕驳船承重桅做水平平稳转动；

步骤五：微调活动承台，由液压驱动活动承台的上、下滑动机构将力通过钢丝绳，传递到绳环上，使活动承台(3)缓慢下降到经过计算的需要位置的高度；

步骤六：采用由V形长方台式对位机构和圆台式对位机构的对位装置实现风力发电机的立柱(6)的定位；其中圆台式对位机构的圆形凸台(26)是首先被限定活动范围的部件；随着圆形凸台(26)对位于下面定点的凹座(27)，在未受压力高位状态的逐步压下，与此同时V形长方台式对位机构中的V形长方凸台(32)对位于下面定点的V形长方凹座(33)，在未受压力时的高位状态 也逐步被压下；实现了从“点”到“线”的定位；确保了预制定位尺寸必须保持的一致性与准确性；所述的“点”是圆形凸台(26)的中心点，所述的“线”是圆形凸台(26)与V形长方凸台(32)的结构中心线连线；机动驳船(1)的大幅度的下沉是采用调载用水罐(5)内的压载水量的调压载系统，通过微调与精确的控制调压载系统予以实现对活动承台(3)的升降；在风力发电机的立柱(6)逐步下沉的过程中，机动驳船(1)的船体中心线也逐步与圆形凸台(26)与V形长方凸台(32)的结构中心线连线相垂直，微调机动驳船(1)的水平状态使风力发电机的立柱(6)与预制的立柱安装墩台(39)的墩台接口慢慢吻合对接；此时对位用的聚氨脂弹簧座式的减震结构中的上、下聚氨脂减震弹簧(38)予以对接，就使风力发电机的立柱(6)根部连接法兰(16)上的所有安装孔分别对准立柱安装墩台(39)的安装法兰(47)上的安装孔；并在所有安装孔中分别以螺栓予以紧固；

步骤七：逐步为机动驳船(1)卸载；由于此时立柱抱固装置(8)和调载用水罐抱固装置(7)均处于闭合状态；通过压应力传感数字系统显示器的显示，此时风力发电机的立柱(6)的重量仍然由机动驳船(1)承担，开始对距离风力发电机的立柱(6)最近的压载水舱进行泵水，密切观察压应力传感数字系统显示器的下降幅度的数字显示，当风力发电机的立柱(6)完全被卸载时，通过液压驱动依序打开调载用水罐抱固装置(7)和立柱抱固装置(8)；此时风力发电机的立柱(6)完全脱离机动驳船(1)，实现每套风力发电机的立柱(6)从机动驳船装载、离岸、定位安装、卸载步骤而牢固安装在潮间带的预制的立柱安装墩台(39)上。 

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