CN105540409A - 双叶片吊装设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种双叶片吊装设备及方法。该设备用于吊装轮毂和双叶片的组合体，所述轮毂有三个与叶片连接的法兰面，其包括升降可调机构、钢缆收放机构以及吊具；升降可调机构与钢缆收放机构连接，用于控制所述钢缆收放机构的升降；吊具具有长臂以及与长臂垂直设置的短臂，短臂与轮毂和双叶片的组合体连接；缆绳收放机构具有第一卷筒、第二卷筒和驱动部，驱动部驱动第一卷筒和第二卷筒独立转动，第一卷筒上绕设有与长臂连接的钢缆，第二卷筒上绕设有与短臂连接的钢缆。该吊装设备可以有效解决当单叶片损坏需要更换时，将双叶片从风机组的机舱上拆卸并吊装至地面困难的问题。

Description

双叶片吊装设备及方法

技术领域

本发明涉及风力发电技术，尤其涉及一种双叶片吊装设备及方法。

背景技术

对于海上大型风电机组，当单个叶片发生损坏时，在拆除损坏的叶片拆除后，需从机舱拆卸轮毂上固定有两个叶片的兔耳式叶轮，将兔儿式叶轮平方在地面上，然后更换上新的叶片。

在目前国内风电叶片的维修更换方式中，在拆卸兔耳式叶轮时，先在叶片损坏的那一面的变桨轴承孔上安装四个吊环，然后使用主吊使叶轮与发电机分离，再通过两个独立的辅吊分别与兔耳式叶轮的两根叶片尾部连接在一起，并使兔耳式叶轮翻转90°处于水平状态，便于放置在甲板工装上。如此，即可实现损坏处的单叶片的更换。

由于上述的更换方法需要三个独立的吊钩，因此应用该方法时，除了主吊外，需要额外增加两台起重机，而目前海上风电安装船一般只有一个主吊钩，因此大大增加了安装维护成本。

此外，对于海上风力发电机组，离岸距离较远的安装项目采用的是自升式船，该船的船体带有自升式桩腿，因此甲板面积有限，没有足够的空间来容纳额外增加的两台大型起重机。

此外，在实际应用中发现，在兔耳式双叶片拆卸过程中两个叶片承受比较大的重力载荷，拆卸过程中叶片变形明显，严重影响叶片的使用性能和寿命。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种双叶片吊装设备及方法，用以解决现有的叶轮的叶片更换时叶轮吊装不便的问题。

根据本发明的一方面，提供一种双叶片吊装设备，用于吊装轮毂和双叶片的组合体，轮毂有三个与叶片连接的法兰面，包括升降可调机构、钢缆收放机构以及吊具；升降可调机构与钢缆收放机构连接，用于控制钢缆收放机构的升降；吊具具有长臂以及与长臂垂直设置的短臂，短臂上还设有与双叶片连接的连接部与轮毂和双叶片的组合体连接；缆绳收放机构具有第一卷筒、第二卷筒和驱动部，驱动部驱动第一卷筒和第二卷筒独立转动，第一卷筒上绕设有与长臂连接的钢缆，第二卷筒上绕设有与短臂连接的钢缆。

可选地，长臂上设有第一吊耳，短臂上设有第二吊耳，第一卷筒上的钢缆与第一吊耳连接，第二卷筒上的钢缆与第二吊耳连接。

可选地，短臂上设有两个弧形连接法兰，至少两个弧形连接法兰连接在轮毂的未安装叶片的法兰面上。

可选地，短臂上设有两个夹持臂，第二吊耳为两个，且一一对应地设置在夹持臂的远离长臂的端部上，并与短臂上的弧形连接法兰的法兰面垂直且朝向远离弧段连接法兰的装配面。

可选地，钢缆收放机构包括固定框，第一卷筒和第二卷筒设于固定框内。

可选地，驱动部包括与第一卷筒连接的第一驱动件和与第二卷筒连接的第二驱动件。

可选地，第一驱动件和第二驱动件分别设置在固定框的两侧。

固定框上方还设有与升降可调机构连接用的吊环。

根据本发明的另一方面，还提供一种双叶片吊装方法，包括如下步骤：将升降可调机构与钢缆收放机构连接，将钢缆收放机构与吊具连接，启动升降可调机构，并控制升降可调机构抬升，以提升钢缆收放机构以及与钢缆收放机构连接的吊具；使吊具的长臂处于竖直状态，并使吊具的弧形连接法兰的装配面与轮毂的法兰面对接，并用紧固件将吊具的装配面与轮毂的法兰面固定连接；控制钢缆收放机构使吊具的长臂的钢缆缩短，同时使吊具的短臂端的钢缆伸长，直至吊具的长臂由竖直状态变为水平状态。

可选地，控制钢缆收放机构使吊具的长臂的钢缆缩短的步骤之前还包括：将两根揽风绳的一端一一对应地固定在两个叶片上，并在揽风绳的另一端施力，防止叶片晃动。

根据本发明实施例提供的双叶片吊装设备通过使用钢缆收放机构和吊具可以仅通过一个升降可调机构对双叶片的叶轮进行吊装，这样可以减少对吊装需求空间的要求，吊具具有长臂和短臂，利用钢缆收放机构与吊具配合可以实现叶轮的翻转，使叶轮着地稳固，叶轮吊装更加方便。

附图说明

图1是本发明实施例的吊具的结构示意图；

图2是本发明实施例的钢缆收放机构结构示意图；

图3是本发明实施例的双叶片吊装设备起吊时竖直状态示意图；

图4是本发明实施例的双叶片吊装设备起吊时水平状态示意图。

附图说明：

10、钢缆收放机构；20、吊带；30、叶片；40、吊具；50、揽风绳；100、固定框；101、第一卷筒；102、第二卷筒；103、第一驱动件；104、第二驱动件；105、吊环；401、长臂；402、短臂；403、第一吊耳；404、第二吊耳；405、弧形连接法兰。

具体实施方式

下面结合附图详细描述本发明的示例性实施例。

实施例一

如图1至图4所示，本发明的实施例提供一种双叶片吊装设备，该设备用于吊装轮毂和双叶片的组合体，轮毂有三个与叶片连接的法兰面，其包括升降可调机构、钢缆收放机构10以及吊具40。其中，升降可调机构与钢缆收放机构10连接，用于控制钢缆收放机构10的升降。升降可调机构可以是海上风机安装船上自带的主吊钩，实现吊起重物，并可根据实际工况的需要调整重物的升降。

双叶片30吊装设备双叶片吊装设备的吊具40具有长臂401以及与长臂401垂直设置的短臂402，并且短臂402与轮毂的双叶片的组合体连接，主要用于当吊具40与双叶片30对接时，使吊具40与双叶片30的对接部位稳固连接，然后即可完成起吊。

作为双叶片吊装设备的重要执行机构，缆绳收放机构具有第一卷筒101、第二卷筒102和驱动部。其中，由驱动部驱动第一卷筒101和第二卷筒102独立转动，并且第一卷筒101上绕设有与长臂401连接的钢缆，第二卷筒102上绕设有与短臂402连接的钢缆。

如此，缆绳收放机构可通过其驱动部独立地驱动第一卷筒101转动，从而独立地带动第一卷筒101与长臂401连接的钢缆进行伸缩，以使吊具40的长臂401移动；同时独立的驱动第二卷筒102的转动，即可独立地带动第二卷筒102与短臂402连接的钢缆进行伸缩，以使吊具40的短臂402移动。与双叶片30对接之后的吊具40的长臂401和短臂402的独立移动，即可实现对双叶片30的翻转功能，从而将双叶片30从竖直状态调整翻转至水平状态，以方便双叶片30水平着陆并顺利更换。

本发明的实施例提供的双叶片吊装设备，因其吊具40的短臂402与轮毂和双叶片的组合体连接，同时具有升降可调机构以及与升降可调机构连接的钢缆收放机构10，并且钢缆收放机构10可通过钢缆的伸缩控制吊具40的长臂401和短臂402的移动，因此本实施例提供的双叶片吊装设备可实现高空与双叶片的对接、起吊、将双叶片翻转以及调整双叶片升降的功能，从而可以有效解决当单叶片损坏需要更换时，将双叶片从风机组的机舱上拆卸并吊装至地面。

具体地，吊具40的长臂401和短臂402大致呈L型设置，长臂401是一根截面为空心圆的横梁，当然长臂401也可以是具有其他截面形状的横梁，如空心四边形等，本实施例在此不做限定。

长臂401上设有第一吊耳403，短臂402上设有第二吊耳404，并使第一卷筒101上的钢缆与第一吊耳403连接；第二卷筒102上的钢缆与第二吊耳404连接。此结构设计简单，且容易实现，使钢缆穿过第一吊耳403并绕接在第一卷筒101上即可，第二吊耳404和第二卷筒102同理设置。

为使双叶片吊装设备对接兔耳式双叶片后，能稳固连接，吊具40的短臂402上设有至少两个弧形连接法兰405，至少两个弧形连接法兰405连接在轮毂的未安装叶片的法兰面上。本实施例中，短臂402上具有三个弧形连接法兰405，吊装时均连接在轮毂的未安装叶片的那个法兰面上。

采用上述设置的主要目的在于，在吊具40的短臂402与兔耳式双叶片进行对接时，因对接部位是轮毂的法兰面，因此相应的吊具40的短臂402上设置多个弧形连接法兰405，并使多个弧形连接法兰405的法兰面与轮毂未安装叶片的法兰面相配合，这样吊具40的短臂402与轮毂的法兰面在对接之后，可通过多个螺栓固定二者相配合的法兰面，从而实现吊具40与吊装轮毂和双叶片的组合体的法兰端面稳固连接，以方便吊具40对其吊装。

因吊具40的短臂402具有两个夹持臂，为确保吊具40的吊装效果，吊具40短臂402上的第二吊耳404为两个，且一一对应地设置在两个夹持臂的远离长臂401的端部上，并与短臂402上的弧形连接法兰405的法兰面垂直且朝向远离弧段连接法兰的装配面。即在与短臂402的第二端上的多个弧形连接法兰405的装配面相对的侧面上设置凸起的第二吊耳404，且使凸起的第二吊耳404垂直于弧形连接法兰405的装配面设置。吊装时，可通过吊带20穿过两个第二吊耳404，然后使吊带20与第二卷筒102上的钢缆连接，如此可使第二卷筒102上的钢缆在起吊时，对变桨轴承处的起吊力更加均匀，吊装更稳定。

具体地，钢缆收放机构10包括固定框100，第一卷筒101和第二卷筒102设于固定框100内。相应地，驱动部设于固定框100外。

具体地，驱动部包括与第一卷筒101连接的第一驱动件103和与第二卷筒102连接的第二驱动件104。所述第一驱动件103和所述第二驱动件104分别设置在所述固定框100的两侧，如此，第一卷筒101通过与其连接的第一驱动件103的驱动下转动，从而带动与第一卷筒101连接的钢缆收放，实现对吊具40长臂401的移动；第二卷筒102通过与其连接的第二驱动件104的驱动下转动，从而带动与第二卷筒102连接的钢缆收放，实现对吊具40短臂402的移动。

具体地，第一驱动件103和第二驱动件104均包括电机与减速器。

为实现升降可调机构与钢缆收放机构10的连接，吊环105设置在固定框100的上方，其用于与升降可调机构连接。优选地，吊环105的数量为两个，并排设置在第三侧面的两端，如此可确保钢缆收放机构10随升降可调机构平稳起吊。

钢缆收放机构10的电源可以从地面接线供电，也可以在钢缆收放机构10上安装供电装置，如蓄电池等等，本实施例在此不做限定。

本实施中的钢缆收放机构10还可以替换为具有液压油缸或者具有齿轮及齿形带的其他执行机构，只要能实现单独调节吊具40的长臂401和短臂402即可。

本发明的实施例可方便实现单个叶片30损坏需要更换是时，使用此双叶片吊装设备即可利用设备上的吊具40将兔耳式双叶片叶轮顺利拆卸并吊装，且仅使用一个主吊钩即可实现吊装，与现有技术相比，无需额外增加两台起重机，大大减少了安装维护成本。

实施例二

如图3及图4所示，本发明实施例的另一方面，提供一种双叶片吊装方法，包括如下步骤：

S1、将升降可调机构与钢缆收放机构10连接，将钢缆收放机构10与吊具40连接，启动升降可调机构，并控制升降可调机构抬升，以提升钢缆收放机构10以及与钢缆收放机构10连接的吊具40。

当然，在步骤S1之前，需要拆卸已经损坏的单叶片(人工操作)，并在拆卸之前将叶轮的变桨轴承端面清洗干净，尤其是轴承上的螺纹孔，同时还需将导流罩中对应损坏的叶片30部分也一并拆卸掉。

在连接升降可调机构与钢缆收放机构10时，只需将海上风机甲板上用的主吊钩钩住钢缆收放机构10的吊环105即可。

在连接钢缆收放机构10与吊具40时，需将第一卷筒101处的钢缆与吊具40长臂401的第一吊耳403连接；第二卷筒102处的钢缆与吊带20连接，并使吊带20的两端分别与吊具40短臂402上的两个第二吊耳404连接，如此可使短臂402端起吊时更平稳。

S2、到吊具40的起吊高度到达叶轮的变桨轴承端面之后，使吊具40的长臂401处于竖直状态，并使吊具40的弧形连接法兰405的装配面与轮毂的法兰面对接，并用紧固件将吊具40的装配面与轮毂的法兰面固定连接。如此，完成高空中吊具40与双叶片叶轮的变桨轴承的固定。

吊具40与叶轮(双叶片叶轮)固定之后，移动吊具40和叶轮整体，使叶轮与发电机脱离，然后缓缓下降至合适的高度。

S3、控制钢缆收放机构10使吊具40的长臂401的钢缆缩短，同时使吊具40的短臂402端的钢缆伸长，直至吊具40的长臂401由竖直状态变为水平状态。

使吊具40的长臂401由竖直状态变为水平状态(使吊具40翻转90度)的目的在于，当长臂401变为水平状态之后，相应的双叶片30则从竖直状态变为水平状态，这样方便双叶片30着地，然后进行对损坏处单叶片30的更换。

为防止海上风大造成叶片30吊装时的晃动，控制钢缆收放机构10使吊具40的长臂401的钢缆缩短的步骤之前还包括：

将两根揽风绳50的一端一一对应地固定在两个叶片30上，并在揽风绳50的另一端施力拉紧揽风绳50，防止叶片30晃动(使双叶片保持一定的姿态)，有利于保持双叶片吊装时整体的稳定性和可调整性。具体揽风绳50在叶片30上的位置可以是叶片30中段或者中后段，具体可根据实际情况灵活选择。

最后控制升降可调机构缓慢下降，将双叶片水平放置在甲板上，实现人工更换损坏处的单叶片。

本发明提供的双叶片吊装方法，可以仅仅通过使用海上风机安装船上的一个主吊钩即可实现吊装，与现有技术相比，无需额外增加两台起重机，因此也无需安装船具有较大的甲板面积，同时大大减少了安装维护成本，且步骤简单、吊装方便，在吊装过程中也不会对叶片造成损害，极具可实施性。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种双叶片吊装设备，用于吊装轮毂和双叶片的组合体，所述轮毂有三个与叶片连接的法兰面，其特征在于，包括升降可调机构、钢缆收放机构(10)以及吊具(40)；

所述升降可调机构与所述钢缆收放机构(10)连接，用于控制所述钢缆收放机构(10)的升降；

所述吊具(40)具有长臂(401)以及与所述长臂(401)垂直设置的短臂(402)，所述短臂(402)与所述轮毂和双叶片的组合体连接；

所述缆绳收放机构具有第一卷筒(101)、第二卷筒(102)和驱动部，所述驱动部驱动所述第一卷筒(101)和所述第二卷筒(102)独立转动，所述第一卷筒(101)上绕设有与所述长臂(401)连接的钢缆，所述第二卷筒(102)上绕设有与所述短臂(402)连接的钢缆。

2.根据权利要求1所述的双叶片吊装设备，其特征在于，所述长臂(401)上设有第一吊耳(403)，所述短臂(402)上设有第二吊耳(404)，所述第一卷筒(101)上的钢缆与所述第一吊耳(403)连接，所述第二卷筒(102)上的钢缆与所述第二吊耳(404)连接。

3.根据权利要求2所述的双叶片吊装设备，其特征在于，所述短臂(402)上设有至少两个弧形连接法兰(405)，所述弧形连接法兰(405)连接在所述轮毂的未安装叶片的法兰面上。

4.根据权利要求3所述的双叶片吊装设备，其特征在于，所述短臂(402)上设有两个夹持臂，所述第二吊耳(404)为两个，且一一对应地设置在所述夹持臂的远离所述长臂(401)的端部上，并与所述短臂(402)上的弧形连接法兰(405)的法兰面垂直且朝向远离所述弧段连接法兰的装配面。

5.根据权利要求1所述的双叶片吊装设备，其特征在于，所述钢缆收放机构(10)包括固定框(100)，所述第一卷筒(101)和所述第二卷筒(102)设于所述固定框(100)内。

6.根据权利要求5所述的双叶片吊装设备，其特征在于，所述驱动部包括与所述第一卷筒(101)连接的所述第一驱动件(103)和与所述第二卷筒(102)连接的第二驱动件(104)。

7.根据权利要求6所述的双叶片吊装设备，其特征在于，所述第一驱动件(103)和所述第二驱动件(104)分别设置在所述固定框(100)的两侧。

8.根据权利要求6所述的双叶片吊装设备，其特征在于，所述固定框(100)上方还设有与所述升降可调机构连接用的吊环(105)。

9.一种双叶片吊装方法，其特征在于，包括如下步骤：

将所述升降可调机构与所述钢缆收放机构(10)连接，将所述钢缆收放机构(10)与所述吊具(40)连接，启动所述升降可调机构，并控制所述升降可调机构抬升，以提升所述钢缆收放机构(10)以及与所述钢缆收放机构(10)连接的所述吊具(40)；

使所述吊具(40)的长臂(401)处于竖直状态，并使所述吊具(40)的弧形连接法兰(405)的装配面与所述轮毂的法兰面对接，并用紧固件将所述吊具(40)的装配面与所述轮毂的法兰面固定连接；

控制所述钢缆收放机构(10)使所述吊具(40)的长臂(401)的钢缆缩短，同时使所述吊具(40)的短臂(402)端的钢缆伸长，直至所述吊具(40)的长臂(401)由竖直状态变为水平状态。

10.根据权利要求9所述的双叶片吊装方法，其特征在于，所述控制钢缆收放机构(10)使所述吊具(40)的长臂(401)的钢缆缩短的步骤之前还包括：

将两根揽风绳(50)的一端一一对应地固定在两个叶片(30)上，并在所述揽风绳(50)的另一端施力，防止叶片(30)晃动。