CN106460798B - 用于提升和旋转钢制风轮机塔架部件的旋转提升工具 - Google Patents

Abstract

本申请涉及塔架分段搬运方法和设备，特别涉及用于搬运钢制风轮机塔架分段的方法和设备。所述风轮机塔架包括多个柱形垂直塔架节段，在完成的塔架中，这些垂直塔架节段上下叠置地安装。所述塔架的垂直节段具有纵向轴线并且包括多个风轮机塔架分段，所述塔架分段具有垂直边缘和水平边缘并且通过沿着它们的垂直边缘结合而组合形成完整的垂直塔架节段。相邻的垂直塔架节段沿着所述风轮机塔架分段的所述水平边缘彼此结合。所述塔架分段具有便于储存和运输所述分段的支撑构件。还公开了在辊床上组装和拆解塔架节段的方法。

Description

用于提升和旋转钢制风轮机塔架部件的旋转提升工具

技术领域

本发明涉及用于提升和旋转钢制风轮机塔架部件的旋转提升工具。

背景技术

对风能的需求增加既可通过建造更多的风场又可通过建造每个风轮机能够生成更多能量的风场来满足。每个风轮机生成更多的能量需要具有更大发电机的风轮机，这又需要更大的叶片捕获来自入射的风的更多能量。这样的风轮机还需要更宽更高的塔架来支撑叶片、机舱及其它部件。增加现代风轮机塔架的物理尺寸会致使难以将塔架从制造现场运输到构建风轮机的装设地点。如果风轮机塔架或风轮机塔架的各分段通过道路运输尤其如此，例如在卡车的拖车上运输，对其他道路使用者会造成潜在的干扰。

因此，风轮机塔架可作为在装设地点处组装成塔架的一系列预制部件进行运输。虽然使用预制的塔架部件使运输更容易，但是由于大量部件部分需要移动和搬运，额外的开销被投在预运输和组装过程中。这样的塔架在2003年3月19日提交的WO2004/083633中做了描述，其通过引用并入本文中。进一步，由于各个制造过程的变化，预制分段可能并不总是如期望地那么容易装配在一起，导致施工现场的劳动力更加集中。另外，预制部件可能需要组装成从较宽基部朝向顶部渐缩为较小直径的塔架。这意味着，预制部件可具有彼此不同的物理尺寸，由此需要更复杂的搬运和运输。

即使使用了预制的塔架分段，它们对于常规道路运输来说可能仍然过大。虽然减小预制部件的大小会克服该问题，但会带来显著的缺点，特别因为需要更多的时间组装塔架而使构建成本增加。因此认识到，期望提供一种改进的风轮机塔架分段搬运方法。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种改进的用于提升和旋转钢制风轮机塔架部件的旋转提升工具。

本发明提供的旋转提升工具包括：工具主体，该工具主体具有连接于共同枢轴处的第一节段和第二节段，该枢轴限定了使所述工具主体的所述第二节段相对于所述第一节段旋转所围绕的旋转轴线；第一连接器，该第一连接器设置在所述工具主体的所述第一节段上，以与起重机或提升车辆的提升线缆或提升臂联接，并且所述工具主体由所述第一连接器悬挂；第二连接器，该第二连接器用于与所述钢制风轮机部件接合；致动器，该致动器用于围绕所述旋转轴线驱动所述工具主体的所述第二节段；以及锁，该锁用于将所述工具主体的所述第二分段相对于所述第一节段锁定到位。

根据本发明所提供的旋转提升工具，能够方便地搬运和组装塔架节段和风轮机塔架，减少组装时间和构建成本。

附图说明

现在将仅通过实例的方式并且参考附图来描述本发明的实施方式，其中：

图1是风轮机塔架的一部分的视图，示出了从中构建风轮机塔架的外壳、沿之将塔架切割成各节段和分段的线以及水平凸缘；

图2是搁置在辊床上并添加有支撑的塔架节段的正视图；

图3图示了从节段拆除并准备用于运输的第一分段；

图4A和图4B图示了为了从节段提升第二分段而准备的起重机；

图4C图示了供一分段使用的旋转提升工具；

图5图示了正在进行运输准备的第二分段；

图6A和图6B图示了在运输准备之前旋转的第三分段；

图7A图示了各分段的完整堆叠；

图7B和图7C图示了如何将不同支撑件堆叠在一起；

图8图示了装载到卡车的拖车上的分段堆叠；

图9图示了装载到船只的货舱中的分段堆叠；

图10A和图10B图示了将各分段卸载到卡车的拖车上；

图11图示了锁定到拖车的分段的旋转；

图12A和图12B图示了将第一分段从拖车卸载到辊床上；

图13A至图13C图示了使用辊床的塔架节段的部分成形；

图14A至图14E图示了在另选实施方式中使用平床的塔架节段的部分成形；

图15图示了完整塔架节段和结合在一起的分段上的凸缘；

图16A和图16B图示了在风轮机塔架的构建中使用平台节段；以及

图17图示了在风轮机塔架的构建中使用平台节段的另选实例。

具体实施方式

风轮机塔架可由借助螺栓连接或焊接的接头结合至一起的多个钢外壳构成。多个钢外壳的横截面为圆形并且可具有对塔架的基部节段处使用的外壳来说较大且对于在顶部使用的节段来说较小的直径。这使塔架具有基部较宽的渐缩形状，提供的结构强到足以支撑机舱及容纳在其内部的部件，并且足以抵抗来自风和转子叶片的横向力。钢外壳通常在塔架生产现场制造，并且诸如通过焊接而结合至一起成为塔架的垂直节段以运输到构建或装设地点。外壳的形状还可以为截头锥形。

因此，塔架的垂直节段可由多个钢外壳构成。塔架的垂直节段可切割成分段以易于运输，如2003年3月19日提交的WO 2004/083633A1所述，其通过引用并入本文中。运输可潜在地在陆地和海洋两者上。

在垂直边缘处借助沿着各分段内部定位的垂直凸缘将各分段固定到彼此以形成塔架节段。相邻分段的凸缘可以使用插入穿过凸缘中的螺栓孔的螺栓而结合。凸缘还附接至垂直节段的敞口端的周界，所以塔架节段一旦上下叠置地安装，就可以结合至一起。同样，相邻分段的凸缘和节段使用插入穿过凸缘中的螺栓孔的螺栓而结合。

一旦垂直塔架节段被组装成塔架，附接至垂直节段的敞口端的凸缘就将水平取向，并且将结合至邻接节段上的对应凸缘。在使用中，内部纵向凸缘将垂直取向。因此，术语水平和垂直凸缘将在本文中用于将两种类型的凸缘彼此区分。

首先形成完整塔架节段随后将垂直节段切割成各分段的过程会在装设地点处重新组装时辅助将各分段正确地装配到一起。因此，该技术与将各个分段分开制造然后在装设地点首次组装成垂直节段的方法相反。当各分段重新组装成垂直节段时，各分段的纵向边缘沿着设置在塔架节段内部的垂直凸缘结合。另选地，各分段可以制造成单个零件而无需将之从完整的塔架节段切割出来。

相对于节段和凸缘使用词语“垂直”是用于在装设于塔架中的情况下指示其取向，并且并非因此旨在相对于生产或组装方法以限制的方式使用。如下面将解释的，搬运、拆卸和重新组装过程更方便在塔架节段水平放置的同时进行。

图1示出了组装好的风轮机塔架的部分延伸体10，塔架由焊接或螺栓连接到一起的多个外壳11构成。为清楚起见，仅下五个外壳11在图1中标出，但将认识到，外壳结构沿着塔架延伸体10的长度继续。

延伸体10示出为包括在水平接头12处彼此结合至一起的两个垂直节段14a和14b。水平凸缘17位于水平接头12处，并且位于延伸体10的顶部和底部，以便允许将相邻节段连接到一起。通常，取决于其高度，塔架将由许多垂直节段构成。实际上，位于相应垂直节段的敞口端上的对置的水平凸缘17使用提升机械(诸如塔架起重机)聚到一起，然后使用穿过水平凸缘17中的螺栓孔的螺栓将垂直节段固定到彼此。

如上所述，期望以各个分段运输垂直节段，然后将相应分段在装设地点处重新组装。在图1所示的实例中，节段14a和14b均由在平行于塔架的旋转对称轴线延伸的垂直接头16处结合至一起的三个分段形成。在另选实施方式中，每个垂直节段均可由更多或更少的分段形成。进一步，取决于塔架中节段所处的位置，形成每个节段的分段的数目可不同。因为塔架的直径在底部最大，这一截塔架的垂直节段可被分成比直径较小的塔架顶部的节段更多的分段。在该实例中，塔架的一个或多个基部节段可例如包括四个分段，而顶部的一个或多个节段可包括仅两个分段。各分段通过沿着布置在其内表面上的互补垂直凸缘栓接而彼此结合。垂直凸缘在图1中无法看到。如将在下面描述的，将分段结合至一起而成为垂直节段优选地在将垂直节段组装成塔架的步骤之前进行。各分段可在彼此结合的同时水平地布置。此外，虽然相应垂直节段的各分段示出为在图1中是对准的，但是相邻节段中的各分段无需布置成彼此对准，而是可在方位角方向上偏移。

如上文提到的，使用垂直凸缘将各分段固定到一起成为节段以及使用水平凸缘将各节段固定到一起以便构建塔架从2003年3月19日公布的专利申请号WO 2004/083633 A1中知晓，其通过引用并入本文中。

各分段可具有基本相同的弧长，因此相对于塔架节段的中心包夹基本相同的角度。另选地，可优选将塔架节段切割成弧长不等的分段。

本文中描述并说明的风轮机塔架的形状为柱形。风轮机塔架还可渐缩，使得塔架基部的直径大于机舱附近的塔架直径。虽然已经描述了圆形横截面的柱体，但是横截面还可是椭圆形、多边形或大致多边形(其是多边形，但具有弯曲或圆形边缘)。对于多边形横截面，风轮机垂直节段的各分段可以形成为使得一旦组装，各分段的垂直边缘就沿着表面的侧面定位在中途或部分中途，而非位于柱体的顶点处。这将意味着，各分段将在两个垂直边缘之间具有弯曲的、成角度的或弯折的表面轮廓。

图2示出了风轮机塔架节段的端部的正视图。图中还可以看到：连接至塔架节段中的最末钢外壳的水平凸缘，以及该水平凸缘中的多个螺栓孔。如图2所示，三个搬运支撑构件26附接至塔架节段的水平凸缘，一个搬运支撑构件附接至每个分段的每端。搬运支撑构件26还设置在图2所示的垂直节段的远端处，但是这在视图中无法看到。搬运支撑构件26可用螺栓以可释放的方式固定到水平节段。搬运支撑构件26被布置成基本上在横截面中沿着塔架形成的圆的一个或多个弦以三角形配置，在它们结合至凸缘的位置之间存在间隙。

优选地，搬运支撑构件26由抗拉强度较高的材料(诸如钢)制成，并且包括中央直段和成角度的肩部，其中搬运支撑构件26结合水平凸缘以提供中间间隙。因此，每个搬运支撑构件的端部可以固定到塔架节段，而不会使相邻支撑构件26的端部重叠。进一步，相邻支撑构件26的端部之间的间隙发生在分段的纵向边缘落下的地方，使得各分段可以从彼此容易地拆除(在制造过程之后切割)和重新组装，搬运支撑构件不会彼此干涉。

当未组装成塔架时，支撑件26起作用以通过为它们提供结构支撑而维持各分段的形状。进一步，搬运支撑构件26允许相应塔架分段上下堆叠，各分段的接触点和重量主要由每个分段的堆叠的搬运支撑构件26承担。一些重量也可由抵靠彼此的弯曲的分段外壳承担。搬运支撑构件的成角度的肩部和中央直部的形状与其它分段的搬运支撑构件嵌合，使得各分段和搬运支撑构件可以堆叠。

当借助水平凸缘将搬运支撑构件结合至分段的端部时，搬运支撑构件可延伸超出该分段的延伸体，在该分段的外部形成抵接结构。每个分段需要至少两个搬运支撑构件，其设置在每个塔架分段的两端处。另选地，搬运支撑构件可定位在该分段的延伸体的内侧，但是在该实施方式中，支撑构件未上下堆叠，而是堆叠在外壳上。于是，支撑构件可具有与外壳互补的轮廓，以便增加其间的接触表面积。进一步，可使用三个支撑构件，其中两个位于分段的任一端处，第三支撑构件位于沿着该分段的中途。

在一些实施方式中，一个或多个中间支撑件还可装配在沿着塔架分段的中途并且固定到垂直凸缘。

在图2中，塔架节段搁置在支撑件或辊床20上，该支撑件或辊床20包括借助支架24安装有辊对22的平坦基部。支架24提供与辊对22的铰链连接，从而允许辊对22旋转并因此容纳不同大小的塔架分段或节段。在另选实施方式中，更多或更少的辊可安装到每个支架。辊可沿着辊床的长度连续延伸，或者各组较短辊可设置在沿着辊床的长度的各种距离处。在后一种情况下，在塔架节段的每端处或接近塔架节段的每端最少需要具有一组辊，以便确保该节段被适当支撑。由此，在一些实施方式中，塔架节段的每端将需要至少一个辊床。

使用辊床允许方便地旋转塔架节段。在另选实施方式中，简单的平床可与楔子一起使用，楔子支撑塔架分段并且防止它在平床上滚动。在这些实施方式的一些实施方式中，平床采取两个或更多个平行导轨的形式，塔架节段可以沿着导轨滚动。楔子可以插入塔架节段与导轨之间。优选地，一个导轨或梁设置在塔架节段的每端处，并且导轨或梁具有涂层，以确保它们不会损坏风轮机塔架的表面。用于涂层的合适材料包括橡胶、木材或其它弹性塑料材料，例如，其将支撑而不损坏塔架分段或节段的外表面。

图2所示的辊床既可用于生产现场也可用于装设地点，为塔架的在生产现场与装设地点之间运送的垂直节段提供支撑。

现在将描述搬运和准备塔架分段进行运输的方法。图3示出了初始位于辊床20的最远处(在图2中的垂直节段的顶部)的第一分段30a如何提升远离其它两个分段30b和30c。为了执行提升，将认识到，沿着垂直凸缘将分段30a固定到其相邻分段30b和30c的螺栓将被释放。

提升通过将提升工具32固定到分段而实现。在该实例中，提升工具是螺栓连接到或抓住分段30a的水平凸缘的支架32。然后，起重机34借助一个或多个钩和环与支架32接合，以便提升分段30a。优选地，支架32安装在分段30a的重心正上方，以防止分段在由起重机34提升时旋转。两个起重机34(分段的每端有一个)一起操作以执行该提升，以便为该分段提供足够的支撑。

起重机34将分段30a降低到运输框架36上，使得搬运支撑构件26与框架接触并且将分段30a支撑在该框架上方。如图3所示，搬运支撑构件26的形状被设计成当起重机34将搬运支撑构件26降低到运输框架36上时允许搬运支撑构件26稳定在运输框架36上。由于中央直节段，支撑和稳定性是可行的。

运输框架具有至少一对支撑腿和可选的上部承载表面，用以支撑附接至分段30a的搬运支撑构件。这示出在图3的右侧。示出的运输支撑框架可包括能供搁置分段的一对腿。可提供超过一个运输框架36，例如在分段30a的每端有一个运输框架36，以便适当地支撑分段30a。运输框架36的腿能以液压的方式伸缩，以允许调整分段高于地面的高度。其它伸缩手段可供运输框架36的腿使用，例如腿可包括气动活塞或机械千斤顶。

图4A和图4B图示了拆卸其余分段30b和30c以进行运输的过程。具有连接至水平凸缘的安装支架的旋转提升工具40例如借助钩和环附接至起重机34。安装支架随后螺栓连接到或抓住分段30b的水平凸缘。旋转提升工具40配有围绕其纵向轴线旋转的旋转装置42，允许相对于起重机34调整连接有安装支架的分段30b的角度。例如，旋转装置42包括电动马达和传动系统，以便在由起重机34提升的同时使分段30b以受控方式旋转。由此，描述为在横截面中观察时呈圆弧的分段30b最初在提升和旋转时保留在同一圆的圆周上，如图4B所示。这允许分段30c在重力作用下并依据施加到分段30b的补充提升力以受控的方式旋转，从图4A所示的位置旋转到图4B所示的位置。沿着垂直凸缘连接两个分段30b和30c的螺栓然后可以被断开连接，并且分段30b然后由起重机34提升，仅留下分段30c在辊床上。

图4C更详细地示出了旋转提升工具40。旋转提升工具一般包括工具主体，该工具主体具有连接于共同枢轴41处的第一节段43和第二节段47，枢轴限定了使工具主体的第二节段相对于第一节段旋转所围绕的旋转轴线。第一连接器设置在工具主体的第一节段上，以与起重机34联接。第一连接器可联接到起重机或提升车辆的提升线缆或钩或提升臂。在使用中，提升工具可由第一连接器垂直悬挂。第二节段47具有第二连接器，以与风轮机分段的水平凸缘接合。工具的旋转装置42具有：致动器，用于围绕旋转轴线驱动工具主体的第二节段47；以及锁，用于将工具主体的第二分段相对于第一节段锁定到位。

如图4C可以看到的，第一节段包括安装构件43，并且第一连接器包括环或链48。然后，安装构件43可以借助环或链48连接到起重机34的钩。安装构件43还借助旋转装置或可旋转安装件42保持第二节段或支架47，该第二节段或支架47借助螺栓附接至风轮机塔架的分段30。在该实例中，致动器是安装到支架或安装构件43并驱动蜗轮46的电动马达45。蜗轮46与齿轮齿49接合，以便使齿轮齿49在操作期间旋转。随着从轮44的中心偏移的齿轮齿49的转动，由于齿轮齿49与轮44的齿(图中未示出)之间的接合，齿轮齿49的位置围绕轮44的中央轴线旋转。因为轮44刚性地连接到安装构件43，这样的动作导致安装支架47连同马达45和蜗轮46相对于安装构件43旋转。因此，这允许分段30围绕其纵向轴线旋转任意角度。

图4C示出了连接到分段30的第一端的第一旋转提升工具的视图。第二旋转提升工具也可连接到分段30的第二端，第二旋转提升工具还由起重机保持。为了确保分段30的两端以相同的速率旋转相同的量，第一旋转提升工具和第二旋转提升工具的马达45在提供给蜗轮46的转动运动中同步。

如技术人员将认识的，取决于支架47所需的扭矩和旋转速度以及马达45的精确特性，在旋转提升工具的以上实例实施方式中描述的齿轮布置的细节可变化。此外，虽然图4C中的布置示出了在分段30的端部处螺栓连接到水平凸缘上的支架47，但是在另选实施方式中，支架47可连接到支撑构件、垂直凸缘或外壳的组成分段30的局部。第一旋转提升工具和第二旋转提升工具能以不同的方式安装在分段30的每端处。

图5示出了降低分段30b及其搬运支撑构件26使之堆叠在分段30a及其搬运支撑构件26的顶部上的起重机34。安装支架40使分段30b旋转，使得分段30b具有与分段30a相同的取向，从而允许两个分段整齐地上下堆叠。支撑件26被布置为能容易地堆叠。

在图6A中，安装支架40附接至塔架节段的最后分段30c，并且起重机34提升该分段离开辊床20。图6B示出了如箭头60所示旋转180度的分段30c。如图7A所示，这然后使分段30c能够通过降低起重机34而堆叠在其它两个分段30b和30a的顶部。可选地，然后，分段可使用围绕搬运支撑构件26卷绕的线缆固定到彼此。

图7B是示出位于分段30a、30b、30c的端部处的支撑构件26如何允许各分段上下堆叠的立体图。在分段30a、30b、30c的端部处结合至凸缘的支撑构件26的成角度的分段起作用，以固定堆叠在其顶部的支撑构件。最下支撑构件26可固定到运输框架36。可以看到搬运支撑构件包括由搬运支撑构件的直段和成角度的分段形成的对置或互补的承载表面。一个搬运支撑构件的承载表面与堆叠中的其它搬运支撑构件的互补的承载表面接合。以这种方式，当塔架节段未组装时，多个风轮机塔架分段能上下堆叠。

支撑构件具有可固定工具(诸如提升工具、接合工具或稳定工具)的螺栓孔，用以辅助分段的运输或储存。在图7B中，呈现一个或多个脚的形状的稳定工具37附接至最下分段的支撑构件26。当各分段装载到运输车辆上时，稳定工具可辅助各分段的堆叠。此外，接合工具38固定到支撑构件，以与设置在支架或运输框架36中的对应凹部接合。仅最下支撑构件的接合工具38将接合运输框架36中的凹部。在该实例中，接合工具和对应凹部被表示为三角形形状，但是任何互补的各对形状是可行的。如前所述，腿可以液压或电动致动以升降各分段的堆叠。

图7C是另选实施方式的立体图，其中支撑构件26具有不同的形状。在图7B中将认识到，支撑构件定位在分段的曲面内侧，这在组装之后是塔架节段的内部。在图7C中，支撑构件26被定位成突出超过弯曲片材的外部，支撑构件的一小部分保留在内部。结果，各分段在支撑构件上的位置低于图7B所示的情况。在该实例中，支撑构件是横跨其整个长度的直段，不需要成角度的肩部将它们结合至水平凸缘。此外，支撑构件在对置表面中包括突出部71和互补切口分段70，从而允许相邻支撑构件26居中地上下堆叠且彼此锁定。突出部和凹部防止各分段在堆叠中横跨彼此而滑动。根据期望，图7C所示的突出部和凹部还可用在图7B的实例中。然而，在图7B中，成角度的肩部和直段装配到一起，使得一分段横跨其它分段的侧向移动被防止。如技术人员将认识的同样可以允许它们方便地堆叠的支撑构件26的其它形状。

如图8所示，分段的堆叠80被定位在卡车84的拖车82上。该过程可通过确保运输框架的支撑腿之间的间距比拖车平床的宽度间隔开更远而完成。然后，拖车可在运输框架26下倒腿，降低液压腿，使得分段30的堆叠与拖车平床接触。然后，可拆除液压腿。另选地，整个堆叠可由起重机从运输框架直接提升到拖车上，或者堆叠和运输框架可由起重机提升到平床上随后拆除框架。

在另选实施方式中，运输框架的支撑腿可由上承载表面连接到彼此，各分段的搬运支撑构件搁置在该上承载表面上。然后，各分段的运输可在运输框架仍到位的同时而在平床拖车上发生。

可能的是，风轮机塔架的各分段现在装载到拖车上，在到达风轮机塔架的装设地点之前还将需要海上运输。图9示出了分段的一个或多个堆叠80a、80b如何可装载到船只90的货舱中，进行水上运输。一个或多个起重机34借助钩和环附接至提升齿轮92，该提升齿轮92用于将分段的堆叠80a、80b降低到货舱中。线缆从提升的起重机延伸到固定到分段的附接点上。这可例如设置在一个或多个螺栓孔中，或者经由支架固定到水平凸缘的螺栓孔。

在该视图中，堆叠被示出为从运输框架拆除，然而，在另选实施方式中，运输框架可保持各分段的堆叠以帮助进一步运输。然而将认识到，运输框架是可选的，并且按相同的方式，堆叠可由借助其搬运支撑构件上下搁置的分离分段形成，分离的堆叠能以相同的方式上下搁置。

补充提升过程可用于从货舱卸载分段堆叠。取决于货舱的大小，分段的超过两个堆叠可上下叠置以进行运输。对于较小的船只，这将是不可能的，货舱可能只有一个堆叠深。

如技术人员将认识的，上述技术可用于将分段的一个或多个堆叠80a、80b装载到飞行器的货舱、货运火车的拖车或能够运输分段的任何其它车辆上。

一旦分段30到达它们的目的地，经由适当地使用陆上、海上或空中运输，有必要拆卸堆叠并且由各分段重新组装塔架节段。举例来说，图10A示出了各分段的堆叠如何可使用可移动的运输起重机来卸载。在图10A中，各分段的整个堆叠从拖车放置到运输框架36上。运输框架36可包括液压分段86，用以提升各分段的堆叠并且允许拆除输送各分段的拖车(该图中未示出)。另选地，例如如果堆叠已从船只卸下，则堆叠可由可移动的起重机降低到运输框架36上。然后，在起重机34提升分段30c之前，将提升工具(诸如支架32)螺栓连接到分段30c或抓住分段30c。可期望将一个起重机34定位在分段30c的任一端处，或者如果使用较大的单个起重机，则将起重机定位在该分段的中间。图10B示出了已提升分段30c之后起重机34如何将分段降低到拖车100上。

如图11所示，拖车100配有可旋转平台110，将分段30c安装到该可旋转平台110上并且锁定就位。平台110使分段30c在起重机34降低的同时旋转。此后，支架32从分段30c拆除，并且卡车将该分段输送到风轮机施工现场。期望分段30c从将它安装在拖车床的中间上方的对称配置旋转到将它安装成更加沿着拖车的一侧的边缘配置。该配置减小了组合式拖车和货舱的宽度，并且可能有必要例如允许沿着限宽道路出入风轮机施工现场。

一旦承载分段的拖车到达装设地点，该分段就被移除并装载到诸如上述的辊床上。图12A和图12B示出了一旦旋转提升工具及安装支架40已附接至分段30c，该分段如何由起重机34从拖车提升并且旋转为图12B描绘的水平取向，随后降低到辊床上。

图13A示出了利用下一分段30b继续重构塔架节段，这示出为由起重机提升。分段30b以与分段30c类似的方式到达施工现场。图13B示出了降低分段30b使之与分段30c接触。然后，沿着相应分段的边缘的垂直凸缘被结合。然后，旋转装置42导致分段30b在箭头130示出的方向(在这种情况下是逆时针)上旋转，使得分段30b和30c两者均旋转。当在横截面中观察时，分段30b限定圆弧，并且旋转诸如是为了确保分段30b在降低时保持在同一圆的圆周上。作用在分段30b上的地心引力还导致它围绕箭头132示出的方向推动分段30c，直到分段30b和30c之间的间隙面向上。然后，最后分段30a可以从运输的堆叠提升并降低到合适的位置，填充两个分段之间的间隙，如图13C所示。一旦分段30a到位，分段之间的垂直凸缘被结合以完成塔架节段。

将认识到，与上述类似的过程可在无辊的平床上进行，例如以立体图示出在图14A中的床134。床134包括可供搁置风轮机塔架节段或分段的一个或多个梁141或导轨。梁或导轨141可与以规则或不规则间隔设置的支撑横杆142平行布置。在图14A中，示出了四个支撑横杆，但是任何数目是可能的。床134还包括设置在梁或导轨141下方的可调整的脚143，用以将梁或导轨141支撑在地板上方并且确保它们在使用中大致水平。梁或导轨还可在每端处具有终止分段或止档144，以防止塔架节段或分段在使用中可能滚出梁或导轨的端部。在图14A中，终止分段或止档144被示出为金属板，该金属板固定到梁或导轨的端部并且与之垂直地突出。平床134还优选地具有安装在其顶表面上的较软材料(诸如橡胶或木材)的层或涂层。以这种方式，风轮机塔架的放置在梁上的分段由橡胶或木材层缓冲，并且钢外壳的组成塔架节段的表面将突出而免受损坏。其它弹性塑料材料(例如，将支撑而不损坏塔架节段或分段的外表面)可供该层使用。

虽然在图14A中未示出，但是梁或导轨141可沿着分段或节段的长度分开(具有或不具有支撑横杆142)，以允许一个梁或导轨定位在塔架节段或分段的每端处。在其它实施方式中，超过两个梁或导轨可设置在沿着风轮机塔架节段的长度的间隔处。另选地，比如图14A中示出的一个或多个平床134可用于支撑单个塔架节段或分段。相比辊床，图14A中示出的平床可更容易在风轮机施工现场获得。根据需要，缺少辊还使平床更容易运输，并且更容易组装和拆卸。

梁或导轨可由钢制成，例如，钢制I型梁。平床134可以是模块化设计，以使长度或梁或导轨以及支撑脚和横杆能够仅通过将其它部分栓接到现有平床的端部上而调整。以这种方式，平床可容易根据需要进行调整，例如当搬运不同直径的塔架节段时进行调整。

梁或导轨可以并不精确地放置在风轮机塔架的分段的每端处，但可从端部略微后退，以允许塔架的局部悬垂。这种布置允许可具有在分段的端部处与之附接的支撑构件的塔架的分段旋转。这些支撑构件如果直接放置在平床134上方将另外防止分段或分段滚动。

如图14B所示，一旦分段30c由楔子136a、136b牢固保持，下一分段30b就由起重机34降低到图中示出的位置。像之前一样，配有旋转装置42的安装支架40允许分段30b旋转为该取向。然后，两个分段之间的垂直凸缘使用螺栓结合至一起，使得各分段形成完整的单元。

图14C示出了插入分段30c和30b的自由端之间的伸缩式支撑臂138。支撑臂138基本上位于最后的第三支撑构件26(属于分段30a)在该分段完成塔架节段时将在的地方。使用支撑臂138连同分别附接至分段30b和30c的两个支撑件26完成三角形支撑结构，当塔架节段在平床134上滚动时为塔架节段提供强度。一旦楔子136b已从分段30c的下方移出可开始这种滚动，如图14C所示。

伸缩式支撑臂可放置在分段的内表面上，可牢固地暂时连接到水平或垂直凸缘。例如，支撑臂138可由两个管组成，当横跨分段30c和30b的自由端之间的距离时，这两个管能在彼此上滑动并且能锁定到固定位置。

在楔子136b从分段30下移出的情况下，图14C中描绘的布置尚未到达稳定平衡，因此作用在分段30c和30b上的地心引力将往往使结构沿着平床134滚动。这种滚动能以受控的方式在旋转安装支架40的同时通过逐渐降低起重机34来进行，如图14D所示。一旦该布置到达稳定平衡，就将楔子136b插入分段30b与平床134之间，并且楔子136a沿着平床134移动而插入分段30c与平床134之间。结构再次被稳定以防止滚动运动。

在另选实施方式中，如图14C中描绘的，楔子136b可沿着平床134移动预定距离。该距离被提前计算以对应于沿着平床134的距离，借此分段30b和30c将滚动以便达到稳定平衡。以这种方式，各分段直接滚动到楔子136b上，而无需在滚动运动完成时将该楔子分开放置在结构下。

如技术人员将认识的，上述实例不需要限于两个楔子，同样也可以供沿着各分段长度定位的多个组楔子使用。

图14E示出了其余分段30a由起重机34降低到分段30b和30c之间的位置。分段30a以与分段30c和分段30b类似的方式到达施工现场。当分段30a与其它分段30b和30c接触时，支撑臂138可拆除。

如图15所示，一旦所有分段到位，相邻分段的结合过程就完成了。这意味着确保凸缘中的所有螺栓都被插入、固定并检查。在前述步骤中，将垂直凸缘彼此结合可通过仅插入有限数目的螺栓而非所有螺栓来实现。

当各分段完全固定到彼此时，搬运支撑构件26从各个分段拆除(例如拧开保持它们的螺母)，留下位于风轮机风场的施工现场的完整塔架节段。

在使用伸缩式支撑臂138(参见图13和图14)的另选实施方式中，支撑臂138可保持与塔架节段接合，直到各分段的结合完成。

期望提供一个或多个人可站立以进行构建工作或在一个或多个塔架节段上进行保养的平台，特别是为了允许在相邻分段的水平凸缘连接到一起时出入。平台还可在某处用于搁置工具、构建下的风轮机的部件、构建机械、梯子及其它工作相关装备。前述实施方式描述的塔架节段搬运方法可以修改，以提供如将在以下讨论中描述的这样的平台。

图16A示出了平台节段160a如何定位在塔架节段30a上。平台节段可由钢板制成，类似于塔架外壳的构建，但是可使用适当较强并具有合适厚度的其它材料，以使需要的重量能够支撑在平台上。平台节段160a的形状是扇形，其半径匹配或接近待装配平台节段的塔架节段的半径。扇形覆盖的角度匹配或接近塔架节段30a的弧相对于塔架中心包夹的角度。在另选实施方式中，平台节段160a的形状可基于这些尺寸而变化，只要其能装配在塔架节段内。

平台节段160a由位于施工车辆的可伸展提升臂164的端部的叉车工具162提升到合适的位置。提升齿轮166用于将平台节段160a附接至叉车162。当平台节段160a被定位成邻近塔架节段30a的端部时，平台节段160a例如借助螺母和螺栓固定到分段30a，但是同样也可使用其它结合技术(诸如焊接)。平台节段可例如有用地连接到邻近一个或多个水平凸缘的分段的内部。间距可以介于1m到2m之间，以允许维修工程师站立在平台上以及接近凸缘。另选地，工作平台可连接到水平凸缘、分段和/或分段的垂直凸缘。然后，塔架节段30a及附接的平台节段160a由上述的起重机34和安装支架40提升到合适的位置。优选地，两个起重机34将一起用于为塔架节段30a提供足够的支撑，分段的每一端处有一个起重机。

图16B示出了三个塔架节段(30a、30b和30c)，每个塔架节段均具有以图16A中描绘的方式附接的平台节段(分别为160a、160b、160c)。支撑件26可具有除了支撑上述分段30a、30b、30c的端部的次要功能：还可用于支撑平台节段160a、160b、160c。如果期望的话，平台节段160a、160b、160c此时还可沿着半径结合，以便为平台提供额外的强度。

在一些实施方式中，在平台节段160a、160b、160c的组装中会留下至少一个间隙168。图16B示出了两个这样的间隙168，但是一个被搬运支撑构件26部分地阻挡。间隙168允许例如借助梯子出入平台，并且允许工具、部件及其它物品上下穿过塔架。

平台节段160a、160b、160c和搬运支撑构件26能从塔架分段拆除，并且可仅为塔架的初始构建装设。

期望平台节段160a、160b、160c在运输塔架分段之后结合至塔架分段30a、30b、30c，因为平台节段的形状将改变各分段在中转期间的堆叠方式。然而，在另选实施方式中，平台节段可在构建塔架节段期间在工厂增设，并且塔架节段可在平台节段已经与之附接的情况下运输到风轮机施工现场。本方法可以用在各分段的堆叠高度对运输而言不重要的时候，因为平台节段的存在将增加堆叠中的相邻分段之间的距离。另选地，各分段可在纵向方向上彼此偏移，以便在每个分段的端部处容纳平台节段。

图17示出了图16的工作平台节段的另选布置。在图17中，工作平台的分段像之前一样使用施工车辆的可伸展提升臂164联接到塔架分段。然而，在该实例中，工作平台的形状被设计成覆盖扇形。因此，工作平台节段具有抵接分段的弯曲片材的第一弯曲外部边缘，并且具有沿着圆的弦从一个第一对置边缘延伸到另一个第一对置边缘的第二直内部边缘。这会在组装垂直塔架节段时在相应局部工作平台节段之间留下中央开口。三个分段示出在图17中，中央开口为三角形形状。一旦塔架节段被组装好，就可以使用施工车辆的可伸展提升臂164将中央工作平台节段161插入中央开口中以填充所述间隙。然后，三角形中央工作平台节段可通过焊接或栓接或本领域已知的其它紧固手段而结合至工作平台节段。间隙可设置在中央工作平台节段161中以出入开口。中央工作平台可具有装配在三角形开口内的另选形状(诸如方形形状)，或具有旋转对称形状，于是可使用中央工作平台节段与工作平台节段之间的任何间隙作为出入开口。在具有四个分段的塔架中，由各分段形成的中央开口将是方形。然后，中央工作平台节段可以是方形，其它形状在上述三角形情况下是可能的。

当塔架的节段通过将其组成分段结合至一起而重新构建时，起重机可用于将塔架节段提升到运输器上而运至装设区，在该处其它起重机将塔架节段组装成完整的风轮机塔架。

应该指出的是，提升装备(例如起重机及其关联的附接件)和本文中描述的运输车辆不需要一定都具有相同的类型。此外，可根据提升的各种分段的大小使用相比图中示出的更多或更少的起重机来为提升的各种分段提供支撑。针对上述塔架节段搬运方法的每个阶段，本领域技术人员将能够为提升装备和运输车辆做出合适的选择。

进一步，上述示例性实施方式可以做出各种修改，并且本领域技术人员将会想到各种修改，而不会脱离由以下权利要求书限定的本发明的范围。将认识到，并非运输和搬运方法的所有步骤将在每种情况下都需要。

Claims (9)

1.一种用于提升和旋转钢制风轮机塔架部件的旋转提升工具，该提升工具包括：

工具主体，该工具主体具有连接于共同枢轴处的第一节段和第二节段，该枢轴限定了使所述工具主体的所述第二节段相对于所述第一节段旋转所围绕的旋转轴线；

第一连接器，该第一连接器设置在所述工具主体的所述第一节段上，以与起重机或提升车辆的提升线缆或提升臂联接，并且所述工具主体由所述第一连接器悬挂；

第二连接器，该第二连接器用于与所述钢制风轮机塔架部件接合；

致动器，该致动器用于围绕所述旋转轴线驱动所述工具主体的所述第二节段；以及

锁，该锁用于将所述工具主体的所述第二节段相对于所述第一节段锁定到位。

2.根据权利要求1所述的工具，其中，所述钢制风轮机塔架部件是风轮机塔架的分段，其中在完成的塔架中，多个分段组合成完成的节段，或者所述钢制风轮机塔架部件是包括多个分段的风轮机塔架节段。

3.根据权利要求2所述的工具，其中，风轮机塔架的所述节段或分段具有一个或多个水平凸缘和/或垂直凸缘；并且其中，所述第二连接器与所述节段或分段的所述水平凸缘和/或垂直凸缘接合。

4.根据权利要求3所述的工具，其中，所述一个或多个水平凸缘和/或垂直凸缘具有一个或多个螺栓孔，并且所述第二连接器具有使该第二连接器借以附接至所述水平凸缘和/或垂直凸缘的一个或多个螺栓孔或螺栓。

5.根据权利要求2所述的工具，其中，所述分段具有一个或多个支撑构件，所述支撑构件布置成横跨在所述分段的纵向边缘之间；并且其中，所述第二连接器与所述一个或多个支撑构件接合。

6.根据权利要求1所述的工具，其中，所述致动器是电动马达。

7.根据权利要求2所述的工具，其中，所述锁是电动马达。

8.根据权利要求1至7中的任一项所述的工具，其中，所述第一连接器与起重机吊杆的承载线缆接合。

9.根据权利要求8所述的工具，其中，所述第一连接器包括用于与起重机吊杆的所述线缆上的钩接合的环或链。