CN106460795A - 用于组装塔架元件的方法和工具 - Google Patents

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Abstract

工具和使用工具来对准塔架分段的风轮机塔架节段的凸缘以校正变形的方法以将节段聚拢成塔架分段，不然的话该变形可能阻止紧固件穿过相邻凸缘的孔。

Description

用于组装塔架元件的方法和工具
技术领域
本发明涉及聚拢塔架元件并且具体地涉及聚拢用于风轮机的大直径塔架中的元件。
背景技术
期望每个涡轮机的增大的电力输出需要风轮机具有较大的发电机，这继而需要较大的叶片来捕获来自进入风的更多能量。这样的涡轮机还需要较宽和较高的塔架来支撑叶片、机舱以及其它部件。现代风轮机塔架的增大的物理尺寸导致难以将塔架从制造场所输送到待建造风轮机的架设场所。为此，对于一些塔架，在塔架制造场所处形成的塔架的每个竖直分段被分成许多纵向节段以较容易输送到架设场所。这些节段比整个竖直分段小并且能够更容易输送。
然而，在到达塔架竖立场所时，这些节段必须被再次聚拢以完成塔架。在用于聚拢节段的一种方法中，已沿着用于待由例如螺栓被再次聚拢的节段的分割线在节段上焊接有凸缘。理想地，在到达塔架竖立场所时，这些节段凸缘然后将配合在一起从而将节段转变成完美的圆锥形分段以便于与相邻的塔架分段匹配。然而，实际上，当这些节段被输送到塔架竖立场所时，例如由于在输送和聚拢期间节段上的重力影响而可能发生节段的变形。在节段沿水平和竖直方向发生这样的失配的情况下，可能难以将节段再次聚拢成分段，因为这样的失配可能阻止紧固件穿过相邻凸缘的孔。
因此，存在改进用于聚拢这样的塔架元件的方法的需要。
发明内容
本发明涉及一种在组装用于风轮机塔架的管状风轮机塔架分段时将两个风轮机塔架节段的竖直凸缘对准的方法，该方法包括：将第一风轮机塔架节段的第一凸缘和第二风轮机塔架节段的第二凸缘彼此相邻地定位。
该方法还包括将凸缘对准工具定位成使得其反作用销接合在所述第一凸缘的安装孔中。另外，将所述凸缘对准工具的第一延伸构件在沿着所述反作用销的轴线的方向上朝向所述第二凸缘延伸从而抵接所述第二凸缘，并且将所述凸缘对准工具的第二延伸构件在正交于所述反作用销的轴线的方向上朝向所述第二凸缘延伸从而抵接所述第二凸缘。这之后，将所述第一延伸构件进一步延伸，以朝向所述第一凸缘推动所述第二凸缘，并且将所述第二伸构件进一步延伸，以朝向所述第一凸缘的第一孔的轴线推动所述第二凸缘的第二孔。最后，该方法包括将至少一组紧固件安装并紧固到这一对凸缘的所述第一孔和所述第二孔中。
本发明还涉及一种与上述方法一起使用的凸缘对准工具，该凸缘对准工具用于在组装用于风轮机塔架的管状风轮机塔架分段时将两个风轮机塔架节段的竖直凸缘对准。所述凸缘对准工具包括用于上述用途的反作用销、第一延伸构件以及第二延伸构件。
附图说明
现在将参照附图进一步详细地描述本发明，附图中：
图1是风车塔架分段的三个外壳节段中的一个外壳节段的正视图，该外壳节段包括被首尾相接地焊接在一起的若干长度的外壳；
图2是包括沿侧面方向被栓接在一起的三个节段的塔架分段的立体图；
图3是垂直于图面延伸的位于塔架分段内的竖直凸缘连接的细节图；
图4是图2中分别圈出的水平和竖直凸缘的细节图；
图5是示出了包括三个外壳节段的塔架分段的剖视图；
图6是根据本发明的一个实施方式的凸缘对准工具的立体图；以及
图7是塔架节段和竖直凸缘的细节剖视图，还示出了根据本发明的一个实施方式的凸缘对准工具的使用。
附图不旨在以比例绘制。在图中，在各个图中示出的每个相同或近乎相同的部件可以由相同的数字来表示。为了清楚起见，不是每个部件在每个图中都会被标出。
具体实施方式
图1中示出了根据本发明构建的风车塔架的外壳节段，图2至图5中示出了进一步的细节。塔架1包括由轧制钢板制成的多个外壳节段，这多个外壳节段并排地栓接在一起以组成完整的圆周塔架分段2(参见图2和图5)，所述分段通过螺栓上下叠置地固定(参见图3和图4)。在图2中，节段3显示为沿着抵接的上边缘和下边缘焊接在一起的若干个外壳长度3。外壳节段3的结合长度的每个顶部和底部边缘均设置有平坦的水平凸缘4，该平坦的水平凸缘4向内延伸并且承载有大量通孔5以接收相应的螺栓以将这些分段牢固地紧固在一起。
设置有大量通孔7的平坦的竖直凸缘6可以以距相应外壳的边缘这样的距离焊接：在竖直凸缘6通过螺栓10被紧固在一起时，该距离使得可以将细长的间隔杆9夹设在竖直凸缘6之间。在其它实施方式中，竖直凸缘直接彼此抵接。水平凸缘4和竖直凸缘6二者都会有助于为锥形壁提供刚性。
在塔架的外侧，可见竖直的接头11，直到接头被填充有填料和/或填充元件12。以类似的方式，各分段之间的水平接头可以形成得不可见。
显而易见的是，一个分段所分成的外壳节段的数量能够考虑到受基础设施施加的限制(意指低桥梁、窄隧道等)来确定。
另外，连接手段的选择绝不限于螺栓和螺母，而是它们是常见且合适的手段，尤其是还为了利用预制表面处理，其应被保持完整。
如早前提及的，理想地，在到达塔架竖立场所时，节段凸缘将被完美地配合在一起从而将节段变成完美的锥形分段以便于与相邻的塔架分段匹配。然而，实际上，当这些节段被输送到塔架竖立场所时例如由于在输送和聚拢期间节段上的重力影响而节段可能发生变形。由此可以容易通过已知的方法来聚拢节段直到完成聚拢。例如，在三个节段的情况下，节段A和B能够被聚拢并且节段B和C能够被聚拢而无大问题。然而，待被聚拢的节段A和C的未被聚拢的凸缘可能由于变形而通过这些凸缘之间的一定长度止住。在节段沿水平和竖直方向均这样略微失配的情况下，可能难以将节段再次聚拢成分段，因为这样的失配可能阻止紧固件穿过相邻凸缘的孔。这些问题根据本发明的实施方式被解决。
图6和图7示出了凸缘对准工具20的一个实施方式，该凸缘对准工具可用于将两个外壳节段3的凸缘6a和6b对准。该工具包括主体21，主体21为工具的安装到第一凸缘6a的第一部分22提供结构支撑，第一凸缘6a对于剩余的步骤将经由反作用销30或多或少刚性地连接到工具，反作用销30从凸缘安置表面24延伸并且定尺寸成配合在第一凸缘6a的孔内。
主体21还为工具的支撑第一延伸构件25的第二部分32提供结构支撑，第一延伸构件25能够推靠在第二凸缘6b上以沿水平方向朝向彼此推动两个凸缘。
另外，主体21支撑第二延伸构件26，第二延伸构件26能够推靠在第二凸缘6b上，以沿竖直方向朝向彼此推动两个凸缘。
如可以理解的，主体的至少若干部分在使用期间可以以弯曲的方式放置。为了提供弯曲强度，该主体包括位于工具的外部和内部处的梁状结构27，该梁状结构27可以由一个或多个角板(未示出)连接。在所公开的工具中，梁状结构27在工具的两端围绕较小强度的薄片区域28，薄片区域28具有相应的通孔29以容易操纵。然而，将理解的是，其它主体构造也是可行的。
所述工具可以包括接触该工具并且相对于第一凸缘6a稳定该工具的各种特征。凸缘安置表面24构造成直接安放在第一凸缘6a的水平表面31上。凸缘安置表面24可以包括永磁体(未示出)以帮助将工具在第一凸缘上保持就位。
另外，反作用构件40从工具的主体延伸以接触塔架节段的壁的内表面41。诸如螺纹接合之类的可调整安装可以允许反作用构件移动以接触塔架分段的壁，其可以定位在距不同塔架上的孔或者甚至公共塔架的不同部分上的孔不同距离。注意：图中的反作用构件40以简化的形式被示出，其中可调整安装不可见。
如所提及的，所述工具包括第一延伸构件25以接触第二凸缘6b。如图所示，延伸构件25包括：第一端25a，该第一端用于从沿着反作用销30的纵向轴线直接接触第二凸缘，以将凸缘推到一起；第二端25b，该第二凸缘接收一工具以移动该螺栓状结构；以及杆，该杆包括螺纹，该螺纹与工具配合并且允许延伸构件25相对于工具的主体21移动。
还如所提及的，所述工具包括第二延伸构件26以接触第二凸缘6b。所图所示，延伸构件26包括：第一端26a，该第一端用于正交于反作用销30的纵向轴线从上方接触第二凸缘；第二端26b，该第二凸缘接收一工具以移动该螺栓状结构；以及杆，该杆包括螺纹，该螺纹与工具配合并且允许延伸构件26相对于工具的主体21移动。
根据一些实施方式，所述工具的主体自身可以具有螺纹以接收第一延伸构件和/或第二延伸构件。另选地，在工具内部可以放置螺母，该螺母则接收延伸构件。螺母可以被保持在工具的主体中的槽内以允许螺母上下移动，如可能期望将延伸构件定位在待被向外推动的凸缘上的任选部位中。附加地或者另选地，在磨损和/或损坏的情况下，或者如果期望使用不同尺寸的延伸构件，则可以将螺母从工具移除。
图7示出了一对匹配凸缘6a和6b，这一对匹配凸缘例如由于塔架分段的各个节段的变形而失配。由此，节段的安放位置在水平方向和竖直方向上产生失配。术语“水平”和“竖直”在本文为了示例性原因而被使用，并且在本文中仅应被解释为相对于安装工具的方向，其中，参照图7，“水平”是指沿着外壳节段3的左右方向，而“竖直”是指沿着凸缘6a和6b的上下方向。在大多数情况下，被安装的工具将被使用在其中水平是指与地平线基本对准，但这对于工具的使用来说不是必要的。
在两个方向上的该失配产生的问题在于：凸缘中的至少一些孔不彼此对准从而不可以使紧固件穿过孔。在该方案中，反作用销30可以被插入到第一凸缘6a上的孔中。
在反作用销30位于孔内的情况下，反作用构件40可以被调整为与塔架分段3的内壁接触以由此在开始迫使凸缘运动更前来支撑工具。
如所希望的，第一延伸构件25可以向内或者向外移动，以使第一延伸构件25的第一端25a在第二凸缘6b的竖直表面处接触。第一延伸构件25的第二端25b可以通过扳手或者动力工具旋转以朝向彼此推动第一凸缘6a和第二凸缘6b。如所期望的，第二延伸构件26可以向上或向下移动，以使第二延伸构件26的第一端26a在第二凸缘6b的水平表面处接触。第二延伸构件26的第二端26b可以通过扳手或者动力工具旋转以将第二凸缘6b竖直向下地推动成允许紧固件穿过两个凸缘的孔。一旦孔被对准并且足够的紧固件已被固定以将凸缘保持就位，则工具的延伸构件可以被释放并且工具可以从凸缘移除以允许紧固件被安装在由反作用构件在先占据的孔中。
根据一些实施方式，延伸构件的第二端26a和26b构造成通过用于固定将凸缘彼此保持的紧固件的相同驱动件来致动。在该方面，当将塔架分段彼此匹配时，组装人员可以使用最少量的工具，因此能够将使用起重机来支撑所述分段的宝贵时间最小化。根据一些实施方式，延伸构件的第二端和紧固件包括六角头螺栓，该六角头螺栓可以通过扳手手动地或者通过借助动力工具旋转。
应注意的是：显而易见地，第一和第二延伸构件的延伸可以以任何期望的顺序来进行；然而，在优选实施方式中，这两个延伸构件形成为抵接凸缘，随后在紧固第一延伸构件之前紧固第二延伸构件。
应理解的是：在本文中参照附图描述了本发明的多个方面，这些附图示出了根据本发明的多个方面的示意性实施方式。本文所述的示意性实施方式无需旨在示出本发明的所有方面，而是描述几个示意性实施方式。因此，本发明的多个方面不旨在由于示意性实施方式而被狭隘地解释。另外，应理解的是：本发明的多个方面可以单独使用或者以与本发明的其它方面任何合适的组合来使用。
虽然由此已描述了本发明的至少一个实施方式的若干方面，但应清楚的是：本领域技术人员将容易进行各种替代、变更和改进。这样的替代、变更和改进理应作为本公开内容的一部分并且理应位于本发明的精神和范围内。因而，前述描述和附图仅作为示例。

Claims (12)

1.一种在组装用于风轮机塔架(1)的管状风轮机塔架分段(2)时将两个风轮机塔架节段(3)的竖直凸缘对准的方法，该方法包括：
-将第一风轮机塔架节段的第一凸缘(6a)和第二风轮机塔架节段的第二凸缘(6b)彼此相邻地定位；
-将凸缘对准工具(20)的反作用销(30)定位在所述第一凸缘(6a)的安装孔(7)中；
-将所述凸缘对准工具(20)的第一延伸构件(25)在沿着所述反作用销(30)的轴线的方向上朝向所述第二凸缘(6b)延伸从而抵接该第二凸缘(6b)；
-将所述凸缘对准工具(20)的第二延伸构件(26)在正交于所述反作用销(30)的轴线的方向上朝所述第二凸缘(6b)延伸从而抵接所述第二凸缘(6b)；
-将所述第一延伸构件(25)进一步延伸，以朝向所述第一凸缘(6a)推动所述第二凸缘(6b)；
-将所述第二延伸构件(26)进一步延伸，以朝向所述第一凸缘(6a)的第一孔的轴线推动所述第二凸缘(6b)的第二孔；以及
-将至少一组紧固件安装并紧固到这一对凸缘的所述第一孔和所述第二孔中。
2.根据权利要求1所述的方法，该方法还包括：
-移除所述凸缘对准工具并且将紧固件安装并紧固在由所述凸缘对准工具先前占据的孔中。
3.根据权利要求1或2所述的方法，该方法还包括：
-进一步延伸所述第一延伸构件(25)，以朝向所述第一凸缘(6a)推动所述第二凸缘(6b)，直到这些凸缘之间的间隙在20mm内，诸如在10mm内，或者甚至彼此抵接为止。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，该方法还包括：
-进一步延伸所述第二延伸构件(26)，以朝向所述第一凸缘(6a)的第一孔的轴线推动所述第二凸缘(6b)的第二孔，直到这两个凸缘齐平。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，该方法还包括：
-从所述凸缘对准工具延伸反作用构件(40)以接触所述塔架节段的壁的内表面(41)，所述延伸经由液压致动器或者诸如螺纹接合之类的可调整安装来进行。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，所述紧固件包括螺栓、垫圈和螺母。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，延伸所述第一延伸构件和/或所述第二延伸构件包括使用液压致动器或诸如扳手之类的紧固工具，从而旋转所述凸缘对准工具的螺纹延伸部以使得所述凸缘对准工具的所述延伸构件朝向所述第二凸缘移动。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述紧固工具定尺寸成与所述紧固件匹配并且紧固所述紧固件。
9.一种凸缘对准工具(20)，该凸缘对准工具用于在组装用于风轮机塔架(1)的管状风轮机塔架分段(2)时将两个风轮机塔架节段(3)的竖直凸缘对准，所述凸缘对准工具包括：
-反作用销(30)，该反作用销用于安装在所述第一凸缘(6a)的安装孔(7)中；
-第一延伸构件(25)，该第一延伸构件用于在沿着所述反作用销(30)的轴线的方向上延伸；以及
-第二延伸构件(26)，该第二延伸构件用于在正交于所述反作用销(30)的轴线的方向上延伸。
10.根据权利要求9所述的凸缘对准工具(20)，其中，所述凸缘对准工具还包括可调整的反作用构件(40)，该反作用构件用于沿与所述第二延伸构件(26)相同的方向延伸，所述反作用构件和所述第二延伸构件在所述凸缘对准工具上定位成使得所述反作用构件的延伸和所述第二延伸构件的延伸将导致相对于所述反作用销(30)相反指向的转矩，所述延伸经由诸如螺纹接合之类的可调整安装来进行。
11.根据权利要求9或10所述的凸缘对准工具(20)，其中，所述凸缘对准工具包括从由铬、镍和铝构成的列表中选择的至少一种材料。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的凸缘对准工具(20)，其中，所述凸缘对准工具包括用于将该凸缘对准工具紧固到凸缘的永磁体。
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