CN104919121B - 塔架区段和用于塔架区段的方法 - Google Patents

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Abstract

指示器装置(90)用于指示风轮机塔架结构(1)的两个塔架区段(2、5)的两个外周凸缘(70、70')的螺栓‑螺母孔的准确对准，所述指示器装置(90)包括：连接器(122)，其用于将所述指示器装置(90)连接到一个所述凸缘的内表面(71)；以及主体(100)，其具有第一主体端(101)和相反的更接近所述连接器(122)的第二主体端(112)，所述指示器装置(90)包括可弹性变形部分(150)、气动系统或液压系统，以允许所述指示器装置(90)采取其中所述第一主体端(101)远离所述连接器(122)的正常配置以及采取其中所述第一主体端(101)更接近所述连接器(122)的第二配置，所述可弹性变形部分或气动系统或液压系统将所述第一主体端(101)从所述第二配置推向所述第一配置。

Description

塔架区段和用于塔架区段的方法
技术领域
本发明涉及一种用于在组装风轮机站的塔架区段部分期间指示正确的螺栓孔对准并且可能还用于使螺栓孔对准的装置。还涉及一种配置成形成风轮机的一部分并且具有这样的指示器装置的塔架区段，指示器装置用于在与其它结构部分组装期间指示结构部分的正确对准并且还可能用于结构部分的定向/旋转引导。
背景技术
螺栓孔对准装置以及具有这样的对准装置的风轮机的结构部分是已知的，其中所述对准装置被固定到结构部分之一的凸缘上。
为了提高人员安全，两个风轮机塔架区段的对准和组装应该理想地进行，在靠近塔架区段的上端的任何地方均没有任何人员滞留于已经直立的中空塔架区段的内侧。虽然这可以利用现有技术解决方案，但仍有以下问题，即：对准装置还应该易于安置，并且优选地出于执行与下一塔架区段组装的目的，还应易于拆除且重新使用。还有一个问题是，用于使螺栓孔对准的现有技术装置容易被损坏，对起重机操作员方面来说需要格外小心，因而增加了施工时间。
本发明的目的
通过提供一种在优选的实施方式中还可协助实际对准的新颖的螺栓孔对准指示器装置以及一种用于使用所述新颖的指示器装置来组装风轮机站的塔架区段的方法，本发明着手解决前述问题，其中根据需要，使用采用磁体形式的专用连接器，所述指示器装置可从所述塔架区段的内侧安装到所述塔架区段之一的凸缘的内侧面。所述指示器装置可以是为使所述两个塔架区段的中心轴线对准而使用的主对准装置的一体部分，并且其中在组装过程期间由所述主对准装置上的外部载荷引起的杠杆作用提供了将所述对准装置维持在正确位置所需的临时力。
发明内容
本发明的第一方面提供一种中空的塔架区段，该塔架区段配置成形成风轮机塔架结构的一部分，所述塔架区段具有第一端和相反的第二端，所述塔架区段具有：在所述第一端处指向内的外周凸缘，所述外周凸缘具有从所述外周凸缘的内表面向相反的外表面延伸的多个贯通孔；指示器装置，所述指示器装置用于指示所述贯通孔中的一个贯通孔与另一塔架区段的外周凸缘的孔的对准，所述指示器装置包括安装在所述贯通孔中的所述一个贯通孔中的主体，所述主体具有第一主体端和相反的第二主体端，所述主体的包括所述第一主体端的部分在所述指示器装置的第一配置中从所述外表面突出，所述指示器装置包括允许所述指示器装置采取第二配置的部件，在该第二配置中所述第一主体端更接近所述外表面，所述部件推动所述指示器装置采取所述第一配置。
优选的是，所述部分具有朝向所述第一主体端渐缩的渐缩部分，所述渐缩部分限定一对准面，用于使所述一个贯通孔与另一塔架区段的外周凸缘的所述孔对准。所述渐缩部分具有锥形或拱形构造。所述主体为能在所述一个贯通孔中移位的细长杆，优选地为金属杆。
更具体地，本发明提议使用专门的指示器装置，用来指示风轮机塔架结构的两个塔架区段的两个外周凸缘的螺栓-螺母孔的准确对准，所述指示器装置包括：连接器，所述连接器用于将所述指示器装置连接到其中一个所述凸缘的内表面；以及主体，所述主体具有第一主体端和相反的更接近所述连接器的第二主体端，所述指示器装置包括可弹性变形部分、气动系统或液压系统以允许所述指示器装置采取其中所述第一主体端远离所述连接器的正常配置以及采取其中所述第一主体端更接近所述连接器的第二配置，所述可弹性变形部分或气动系统或液压系统将所述第一主体端从所述第二配置推向所述第一配置。
可以预见，可使用三个或更多个指示器装置，所述指示器装置优选地沿着所述凸缘的外周或边沿等距隔开。
附图说明
现在将参考示意性附图来详细解释本发明的实施方式，其中：
图1是示出被组装的风轮机的两个塔架区段的图；
图2和图3分别是示出本发明指示器装置的第一实施方式和第二实施方式的示意性局部剖视侧视图，其与主对准装置一体并被安装到塔架凸缘；以及
图4示出了指示器装置的第三实施方式，其还操作用于对准并且处于第一配置。
具体实施方式
图1示出了中空金属下塔架区段或者说第一塔架区段2，其直立于基座上并被配置成形成风电站1的支撑塔架结构的一部分。中空的第二塔架区段5从起重机7悬起，并将与第一塔架区段2连接。出于安全原因，两个塔架区段2、5的组装应该理想地进行，在靠近上端2'的任何地方均没有任何人员滞留于中空的塔架区段2的内侧。
为了协助两个塔架区段的对准，由附图标记10示意性图示的多个主对准装置可在第一塔架区段2的上端或第一端2'处安装到向内取向的外周凸缘70。主对准装置10优选地具有引导部，该引导部具有伸展的引导表面部分，该引导表面部分向上延伸，即在背离第一塔架区段2的相反的第二端(未示出)并大致朝向第一塔架区段2的中心线CL2向内的总体方向上延伸，并且优选地还沿着塔架区段2的边沿的一部分延伸。以这种方式，在朝向第一塔架区段2使第二塔架区段5降低时，第二塔架区段5的相应外周凸缘70'的内侧面将抵靠引导表面部分，并且第二塔架区段5将朝向期望的位置横移而与第一塔架区段2的中心线CL2对准。在图2中示意性地示出该过程。
当中心线CL2和CL5对准或者基本对准时，接下来使上塔架区段5降低，使其外周凸缘70'安置于第一塔架区段2的前述外周凸缘70上，使两个相邻凸缘70、70'上的多个螺栓孔对准。然后使用延伸穿过两个相邻凸缘70、70'的对准的螺栓孔72、72'的螺栓将两个塔架区段2、5连接。
为了在降低过程期间使螺栓孔72、72'准确地对准，通过使上塔架区段5围绕其纵向中心线CL5稍微旋转地进行辅助通常必须在两个凸缘70、70'刚要彼此碰触之前由起重机7的操作员来完成。根据本发明，提议了一种指示器装置90，借此正确地对准螺栓孔72、72'向操作员指示的是，上塔架区段5在这种情况下被锁定，防止任何进一步的旋转。该辅助对准可优选地由指示器装置90的合适设计进行协助，这在下文进一步讨论，其中指示器装置可将附加功能用作辅助对准装置。
在图2和图3中示出的分别是本发明的第一实施方式和第二实施方式，其中前述指示器装置90被设计为前述主对准装置10的一体部分，并且其中使用由附图标记122指示且可以是磁体的公共连接器从凸缘70下方安装指示器装置90和主对准装置10。在使用中，在主要对准过程期间因上塔架区段5撞击引导表面部分38引起的力F将会使引导表面部分38向内弯曲或偏转而导致一些变形，由连接到凸缘70的主对准装置10的主体30将所述力传递至凸缘70，这在下文进一步讨论。
在图2中示出的是细长的刚性管状护套100'，其从凸缘70下方延伸到一个贯通孔72中，贯通孔72用于两个结构部分2、5的最终螺栓-螺母连接。护套100'的长度选择为使其上自由端并不在凸缘70的上表面75的上方延伸，并且孔72与护套100'的外形尺寸相比优选稍大。护套100'起初通常不与凸缘70直接接合。这种与凸缘70的接合主要是在引导表面部分38经受相对大的外力F时产生，外力F趋于使引导表面部分38弹性地或非弹性地变形，借此使刚性连接到主体30的护套100'在孔72内倾斜，以通过将护套100'的相对两表面压靠在孔72的内侧上而将主对准装置10固定到凸缘70，从而有效地提供某种楔效应，防止护套100'从孔72中不期望的释放。优选地，在图2和图3的实施方式中，引导表面部分38的根部位于与凸缘70的外表面相距距离z处。该间距适应上凸缘70'可略呈椭圆从而需要轻微地偏移上塔架区段5以允许螺栓孔72、72'对准的情形。
还在图4的第三实施方式中示出的指示器装置90总体包括主体100，主体100在图3和图4中最佳可见，在孔72中延伸并且具有第一主体端101和相反的第二主体端112，主体100的包括第一主体端101的部分105在指示器装置90的第一配置中从凸缘70的外表面75突出。指示器装置90包括部件150，诸如图示的弹簧150或气动系统或液压系统，部件150允许指示器装置90采取第二配置，在第二配置中第一主体端101更接近外表面75。部件150被配置成推动指示器装置90使之采取图3中的虚线所示的第一配置。
图4示出了一个基本设计中的指示器装置90，其中指示器装置90与前述主对准装置10分离，指示器装置90具有：磁体122，该磁体122用于将装置90安装到金属凸缘70的下表面71上；柱形护套或管筒100'，柱形护套或管筒100'包括弹簧150并且接收为可移位杆的主体100的配置成延伸到螺栓孔72中的部分；突出部105。主体100被示出处于对应于装置的第一配置的位置，在第一配置中止动件防止主体100进一步移动而离开护套100'。优选地，护套100'的长度使得主体100可移向缩回位置，在缩回位置，主体100的第一主体端101与凸缘的上表面75平齐，即整个部分105缩回。护套100'具有端壁1050。虽然在图3中第一主体端101是平坦的，但优选的是主体100具有朝向第一主体端101渐缩的渐缩部分110，如图4所示。以这种方式，渐缩部分110的表面可用作辅助对准装置，其将搭在第二塔架区段5的邻接孔72'的入口部上，从而通过在使第二塔架区段5降低时旋转第二塔架区段5而提供趋于使孔72'与凸缘70的孔72对准的力。
主体100本身可另选地由限定部件150的弹性材料制成，并且护套100'可压配合到孔72中。可提供锁定件(未示出)，用于在一旦采取过第二配置之后将指示器装置保持在第一配置。
应当理解的是，为了连接两个塔架区段2、5，起重机操作员通过以下方式进行：首先使上塔架区段5朝向下塔架区段2降低，直到使上塔架区段5的环形的外周凸缘70'与第一主体端101接触，以将指示器装置90带向第二配置，此时起重机操作员旋转上塔架区段5，直到指示器装置90诸如在视觉上或者经由发送给起重机操作员的电子信号而指示第一配置，在第一配置中具有指示器装置90的孔72与上塔架区段5的孔72'对准，使得由于杆或主体100的末端或第一主体端101由部件150驱动进入对准的孔72'而能够重新采取第一配置。优选地，指示器装置90被安装到下塔架区段2，但指示器装置90可安装到上塔架区段5。可通过为主体100配置渐缩部分110而引起旋转，渐缩部分110具有限定引导面的锥形(见图4)或球形形状。
下塔架区段2具有上文讨论的且在图1至图3中示出的主对准装置，在所述旋转之前，首先使上塔架区段5与伸展的引导表面部分38接触，以使上塔架区段5横移。在旋转之后，拆除指示器装置90，然后使连接螺栓穿过所有的邻接孔72、72'，以连接两个塔架区段2、5。
虽然已经结合指定的实施方式描述了本发明，但不应该解释为以任何方式限制为提出的实施例。特别地，虽然如本文中使用的术语“杆”可优选地指具有圆形横截面的构件，但可使用具有其它横截面配置的构件；这也适用于孔的横截面，然而，孔优选地具有圆形或卵形/椭圆形的横截面。本发明的范围由所附权利要求书阐明。在权利要求书的上下文中，术语“包括”并不排除其它可能的要素或步骤。另外，提到的参考诸如“一”或“一个”等等不应该解释为排除多个。权利要求书关于附图指示的元件的附图标记的使用也不应该解释为限制本发明的范围。此外，可能有利地组合不同权利要求中提到的各个特征，并且不同权利要求中提到的这些特征并不排除不可能的和有利的特征组合。

Claims (26)

1.一种中空的塔架区段(2)，该塔架区段配置成形成风轮机(1)塔架结构的一部分，所述塔架区段(2)具有第一端(2')和相反的第二端，所述塔架区段具有：在所述第一端(2')处指向内的外周凸缘(70)，所述外周凸缘(70)具有从所述外周凸缘(70)的内表面(71)向相反的外表面(75)延伸的多个贯通孔(72)；指示器装置(90)，所述指示器装置(90)用于指示所述贯通孔(72)中的一个贯通孔与另一塔架区段(5)的外周凸缘的孔的对准，所述指示器装置(90)包括安装在所述贯通孔(72)中的所述一个贯通孔中的主体(100)，所述主体(100)具有第一主体端(101)和相反的第二主体端(112)，所述主体(100)的包括所述第一主体端(101)的部分(105)在所述指示器装置(90)的第一配置中从所述外表面(75)突出，所述指示器装置(90)包括允许所述指示器装置(90)采取第二配置的部件(150)，在该第二配置中所述第一主体端(101)更接近所述外表面(75)，所述部件(150)推动所述指示器装置(90)采取所述第一配置。
2.根据权利要求1所述的塔架区段，其中，在所述第二配置中，所述部分(105)被完全接收在所述一个贯通孔(72)中。
3.根据权利要求1或2所述的塔架区段，所述部分(105)具有朝向所述第一主体端(101)渐缩的渐缩部分(110)，所述渐缩部分(110)限定一对准面，用于使所述一个贯通孔(72)与另一塔架区段(5)的外周凸缘(70')的所述孔对准。
4.根据权利要求3所述的塔架区段，所述渐缩部分(110)具有锥形或拱形构造。
5.根据权利要求1所述的塔架区段，所述部件(150)为可弹性变形部分、液压系统或气动系统。
6.根据权利要求5所述的塔架区段，所述主体(100)由弹性材料制成并且限定所述可弹性变形部分。
7.根据权利要求5所述的塔架区段，所述主体(100)为能在所述一个贯通孔(72)中移位的细长杆。
8.根据权利要求7所述的塔架区段，所述可弹性变形部分为弹簧，所述弹簧被布置成将所述主体(100)从所述第二配置推向所述第一配置。
9.根据权利要求1所述的塔架区段，所述指示器装置(90)包括管状的护套(100')，所述护套至少部分地接收所述主体(100)并且具有端壁(1050)。
10.根据权利要求9所述的塔架区段，在所述第二配置中，所述护套(100')被接收在所述贯通孔(72)中，其中所述主体(100)在所述护套(100')内。
11.根据前述权利要求9或10所述的塔架区段，所述护套(100')被压配合到所述贯通孔(72)中。
12.根据权利要求1所述的塔架区段，所述指示器装置(90)包括连接器(122)，所述连接器将所述指示器装置(90)连接到所述内表面(71)。
13.根据权利要求12所述的塔架区段，所述连接器(122)为磁体。
14.根据权利要求1所述的塔架区段，一对准装置(10)被安装到具有所述一个贯通孔(72)的所述外周凸缘(70)，所述对准装置(10)包括伸展的引导表面部分(38)以定向引导所述另一塔架区段(5)，所述伸展的引导表面部分(38)在背离所述相反的第二端并朝向所述塔架区段(2)的中心线(CL2)的总体方向上延伸。
15.根据权利要求1所述的塔架区段，所述塔架区段包括锁定件以将所述指示器装置(90)保持在所述第一配置。
16.根据权利要求7所述的塔架区段，所述主体(100)为金属杆。
17.一种组装两个塔架区段(2、5)的方法，所述两个塔架区段(2、5)中的一个塔架区段是根据前述权利要求中的任一项所述的塔架区段，所述两个塔架区段具有各自的外周凸缘(70、70')，所述外周凸缘具有用于所述两个塔架区段(2、5)的螺栓-螺母连接的贯通孔(72、72’)，所述方法包括以下步骤：
-使一个塔架区段(5)朝向另一塔架区段(2)降低；
-使所述一个塔架区段(5)的所述外周凸缘(70')与所述指示器装置(90)的所述第一主体端(101)接触，以将所述指示器装置(90)带向所述第二配置；以及-旋转所述一个塔架区段(5)，直到所述指示器装置(90)指示所述第一配置，在所述第一配置中所述一个塔架区段(5)的所述贯通孔(72')与所述另一塔架区段(2)的所述贯通孔(72)对准。
18.根据权利要求17所述的方法，所述另一塔架区段(2)具有根据权利要求14所述的对准装置(10)，其中在所述旋转之前，使所述一个塔架区段(5)与所述伸展的引导表面部分(38)接触，以使所述一个塔架区段(5)横移。
19.根据权利要求17或18所述的方法，其中，在所述旋转之后，拆除所述指示器装置(90)；并且其中，然后使连接螺栓穿过所述一个贯通孔(72)，以连接所述两个塔架区段(2、5)。
20.根据权利要求17或18所述的方法，所述方法包括以下步骤：在所述孔的所述对准之后，将所述指示器装置锁定在所述第一配置中。
21.根据权利要求17所述的方法，所述指示器装置(90)被安装到所述另一塔架区段(2)。
22.一种指示器装置(90)，该指示器装置用于指示风轮机(1)塔架结构的两个塔架区段(2、5)的两个外周凸缘(70、70')的贯通孔的准确对准，所述指示器装置(90)包括：连接器(122)，所述连接器用于将所述指示器装置(90)连接到其中一个所述外周凸缘(70)的内表面(71)；以及主体(100)，所述主体具有第一主体端(101)和相反的更接近所述连接器(122)的第二主体端(112)，所述指示器装置(90)包括可弹性变形部分、气动系统或液压系统，以允许所述指示器装置(90)采取其中所述第一主体端(101)远离所述连接器(122)的正常配置以及采取其中所述第一主体端(101)更接近所述连接器(122)的第二配置，所述可弹性变形部分、气动系统或液压系统将所述第一主体端(101)从所述第二配置推向第一配置。
23.根据权利要求22所述的指示器装置，所述连接器(122)为磁体。
24.根据权利要求22或23所述的指示器装置，所述指示器装置包括锁定件以在已经采取过所述第二配置之后保持所述第一配置。
25.根据权利要求22或23所述的指示器装置，所述主体(100)具有朝向所述第一主体端(101)渐缩的渐缩部分(110)，所述渐缩部分(110)具有锥形或拱形构造。
26.根据权利要求22或23所述的指示器装置，所述指示器装置包括电子信号装置，所述电子信号装置提供指示所述指示器装置的配置的远程信号。
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