CN108350701A - 用于设备塔架的爬梯的安装 - Google Patents

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Abstract

一种设备塔架(100)，该设备塔架具有由多个爬梯节段(132)形成的爬梯(130)，每个爬梯节段在于架设塔架期间堆叠塔架节段之前通过枢转连接件(152)连结至相应的塔架节段(105)。枢转连接件提供了有利于爬梯节段的在堆叠塔架节段之后邻接的端部的互连的一定程度的自由运动。通过连接节段(158)可以提供对爬梯节段的相邻端部的完工间距的额外适应。枢转连接件可以是插入穿过爬梯的横档(138)并且由附接至塔架节段的支承组件(134)支承的杆(154)。

Description

用于设备塔架的爬梯的安装
相关申请的交叉引用
本申请要求申请号为62/212,010的美国临时专利申请的2015年8月31日的提交日的权益，该美国临时专利申请通过参引并入本文中。
技术领域
本发明总体上涉及设备塔架的领域，更具体地涉及爬梯以及将爬梯安装在设备塔架中的方法，并且在具体实施方式中涉及爬梯以及将爬梯安装在预浇制混凝土设备塔架中的方法。
背景技术
已知的是，通过将预浇制混凝土塔架节段堆叠至所需高度来形成设备塔架。这些节段可以是相同的，或者可以在塔架的高度上具有减小的直径。2015年11月3日授予Lockwood等的美国专利No.9,175,670B2描述了通过在基部上堆叠预浇制混凝土环形节段而形成的后张混凝土塔架，其中，各个节段的直径在塔架的高度上分阶段地变化，其中，具有一个直径的一组节段与具有不同的直径的一组节段通过过渡节段而分开。与由于塔架的直径在塔架的高度上逐渐变化而导致各个节段均不同的塔架设计相比，这种塔架几何结构简化了用于预浇制这些节段的模架。
还已知的是，在设备塔架的内部中设置爬梯以便于从地平面到达安装在塔架的顶部处的设备——例如安装在塔架的吊舱上的风力涡轮机。这样的爬梯通常在塔架已经被架设之后被安装在塔架中，或者可以在架设塔架时分阶段地被安装。
2004年8月31日授予Henderson的美国专利No.6,782,667B2描述了利用伸缩塔架部段的塔架设计，所述伸缩塔架部段在处于水平位置时彼此嵌套并且随后在旋转至竖向取向之后伸长至完全高度。Henderson还描述了一种嵌套式伸缩爬梯设计，该嵌套式伸缩爬梯设计具有与嵌套的塔架部段相对应的部段，这些部段随着塔架部段的伸长而伸长至全长。爬梯被独特地设计成用于与伸缩塔架部段一起使用，并且需要复杂的枢转构件布置、开槽且坚固的支架、折叠支架、可移除的板以及止挡块来实现爬梯的伸长和支承功能。
因此，需要进一步改进设备塔架爬梯设计和安装。
附图说明
在以下描述中参照附图对本发明进行描述，附图示出了：
图1是根据本发明的实施方式的设备塔架。
图2是在架设塔架之前安装在塔架节段中的爬梯节段的俯视图。
图3是爬梯节段和支承组件的立体图。
图4是图3的爬梯节段与支承组件之间的连接件的放大视图。
图5是在架设塔架节段期间连结在一起的两个爬梯节段的局部正视图。
图6是连结相邻的爬梯节段的连接节段的平面图。
图7示出了将爬梯安装到设备塔架中的方法。
具体实施方式
本发明人已经认识到，将爬梯安装到设备塔架的内部中会是耗时且危险的操作。常规的安装技术通常需要使用工程起重机将爬梯从上方输送到塔架的环形内部中并支承爬梯直到爬梯紧固至塔架壁表面。这使爬梯安装位于整体塔架施工进度的关键路径上。因此，本发明人开发了不需要使用工程起重机并且使爬梯安装离开塔架施工关键路径的新颖的爬梯设计和安装方法。
图1示出了根据本发明的实施方式的示例性设备塔架100。塔架100是支承各种类型的设备的风力涡轮机塔架。这些设备可以固定在设备塔架100的顶部处或顶部附近，或者根据具体应用而沿着设备塔架100的长度固定在期望位置处。塔架100可以包括基部102、底部塔架部分104、中部塔架部分106、顶部塔架部分108和钢制梢端转接器110。钢制梢端转接器110可以用于支承风力涡轮机的吊舱(未示出)。各个塔架部分104、106、108可以分别形成有多个可以由预浇制混凝土形成的塔架节段105、107、109。各个塔架节段105可以具有第一恒定直径和第一高度，各个塔架节段107可以具有第二恒定直径和第二高度，并且各个塔架节段109可以具有第三恒定直径和第三高度。如图1中所示，塔架节段105的第一恒定直径可以大于塔架节段107的第二恒定直径，塔架节段107的第二恒定直径又大于塔架节段109的第三恒定直径，从而形成直径从底部塔架部分104向顶部塔架部分108减小的设备塔架100。过渡节段114和116定位在适当的塔架部分104、106、108之间以适应塔架节段105、107、109的直径从设备塔架100的底部向顶部的渐次改变。
图1进一步示出了基部102，该基部102可以包括平台118以及在地平面128下方延伸的子部段126。从平台118延伸有基座或底座120。塔架100还具有限定内部室124的内表面。爬梯130安装在内部室124内以提供从平台118到塔架100的上部部段的路径。在其他实施方式中，爬梯可以从搁置在平台118上的结构或从塔架内的中间高度向上延伸，并且爬梯可以向上延伸至塔架中的任何期望高度。下面将更全面地描述爬梯130的设计和安装。
图2是图1的塔架节段105的俯视图。在该视图中，在制造塔架节段105之后但在架设塔架100之前，爬梯节段132已经附接至塔架节段105。塔架节段105部分地限定所实现的塔架100的内部室124。如下面更充分地描述的，爬梯节段132在其已经接合至塔架的其他爬梯节段之后形成爬梯130的一部分。爬梯节段132通过支承组件134附接至塔架节段105，并由支承组件134相对于塔架节段105而支承爬梯节段132，支承组件134也在下面被更详细地描述。爬梯节段132包括连接至多个平行横档138的相反侧部的两个扶手136。如本领域中已知的，人员通过在握持横档138和/或扶手136的同时顺序地站在横档138中的上行横档上来攀登爬梯。爬梯节段132附接有可选的线缆桥架节段或线缆爬梯节段140以用于支承沿着塔架100的高度布线的电线缆和信号线缆(未示出)。
图3是图2的爬梯节段132和支承组件134的更清楚地示出了这些结构的设计细节的局部立体图。爬梯节段132包括两个扶手136以及互连的横档138。扶手136之间延伸有安全扶手133以用于连接攀登者的安全吊带支承系统。支承组件134包括两个水平支承梁142和两个倾斜支承梁144，相应的左侧水平支承梁142和左侧倾斜支承梁144以及右侧水平支承梁142和右侧倾斜支承梁144连接至相应的左侧扶手136和右侧扶手136。支承梁142、144通过锚定件146附接至塔架节段105的壁。锚定件146可以是任何已知的设计，比如由DaytonSuperior Corporation提供的壁锚定件。水平支承梁142被示出为L形梁，而倾斜支承梁144被示出为平的板，但是在其他实施方式中也可以使用其他设计。在这种设计中，水平刚度主要通过水平支承梁142的水平部分来提供，并且还设置有两个交叉支撑梁148以增大所述刚度，进而使人员上下爬梯132时的摇摆最轻微。水平支承梁142借助于L形支架150附接至塔架节段105，而倾斜支承梁144借助于通过弯曲梁144的远端部而形成的带凸缘的端部153而直接连接至塔架节段105。在其他实施方式中可以使用将支承组件134连接至塔架节段105的其他方法。
支承组件134不仅用于相对于塔架节段105而支承爬梯节段132，而且用于在距塔架节段105的壁预定距离处支承爬梯节段132。可以理解的是，在直径于其高度上变化的塔架100中，如果期望使爬梯130保持竖直、比如保持在塔架的竖向中心线上，则对于塔架的不同直径的部段而言需要使用不同尺寸的支承组件。替代性地，可以在塔架的一个或更多个中间高度处使用着陆平台或工作平台来适应不同爬梯部段的水平位置的移位。
图4是图3的爬梯节段132与支承组件134之间的枢转连接件152的放大图示。如本文中所使用的术语“枢转连接件”指的是在被固定之后允许爬梯节段与支承组件之间的一些相对运动的互连件。相对运动通常可以包括爬梯节段绕穿过枢转连接件的轴线的旋转，但是在其他实施方式中可以设想其他方向的自由运动。为了便于两个邻接的爬梯节段的互连，这两个爬梯节段中的至少一个爬梯节段、优选地这两个爬梯节段应当由枢转连接件支承。
对于图4中所示的枢转连接件152，杆154在爬梯节段132的两侧穿过形成在水平支承梁142和倾斜支承梁144中的孔。杆154还穿过形成在爬梯节段132的两个扶手136中的孔并且穿过横档138’中的一个横档的中空中央部。杆154可以是带螺纹的以与螺母156接合，螺母156将爬梯节段132和支承组件134以间隔开地接合的方式保持在杆154上，同时提供绕杆154的纵向轴线的一定程度的相对旋转运动。根据本发明的一方面，在制造塔架节段105之后但在塔架节段105于架设塔架100期间被提升就位之前，使用枢转连接件152来将爬梯节段132(经由支承组件134)附接至塔架节段105。以此方式，爬梯节段132在塔架节段105的提升和放置期间被动地被承载就位，而在施工进度中没有任何单独的关键路径步骤。附接至与塔架100中的塔架节段105邻接的塔架节段的相邻爬梯节段随后连接至爬梯节段132，最终形成连续的爬梯130。通过枢转连接件152允许的爬梯节段132与塔架节段105之间的相对运动提供了有效地便于相邻的爬梯节段的相应端部的连接的一定程度的空间调整。相邻的线缆桥架节段140也可以被机械连结或者不被连结。
枢转连接件152提供了绕杆154的轴线的一定程度的自由旋转，并且还通过调整螺母156的位置来提供一定程度的水平运动。连接件152还可以根据杆154的直径与扶手138’的内径之间的间隙而提供少量的竖向运动，然而，所述间隙通常可能会保持较小(例如，1mm至2mm)。竖向调整更容易通过相邻爬梯节段端部之间的互连来进行，如下面更全面地描述的。可以使用枢转连接件的其他实施方式，比如钩、线缆、凹槽布置中的榫舌和/或开槽连接件，只要连接件将爬梯节段以足够的精度支承在塔架节段上以便于相邻的爬梯节段的互连并同时提供爬梯节段与塔架节段之间的一定程度的相对运动以便于实现所述互连即可。如果使用不具有所实现的连续的爬梯130所需的承载能力的枢转连接件设计，则可以添加一个或更多个辅助连接件139以将连续的爬梯130连接至适当的支承组件134。
图5是在架设塔架100之后连结在一起的两个爬梯节段132’、132”的局部正视图。爬梯节段132’通过支承组件134’附接至下部塔架节段107’，并且爬梯节段132”通过支承组件134”附接至上部塔架节段107”。当两个塔架节段107’、107”在架设塔架100期间连结在一起时，爬梯节段132’、132”的相应端部布置成接近对准。如本文中使用的术语“接近对准”意味着相邻的爬梯节段132’、132”的相向的端部彼此足够靠近，以在施工进度的稍后步骤中直接地连接在一起或者通过某种类型的连接节段而连接在一起。一种类型的连接节段158在图6中被示出为简单的矩形板，该矩形板中形成有多个孔160和/或槽162以在若干不同位置中的任何位置处接纳诸如螺栓之类的紧固件。连接节段158被定尺寸成与爬梯节段的扶手136相接(每个扶手一个连接节段158)，并且连接节段158具有多个孔160和/或槽162以适应爬梯节段132’、132”的相应的相邻端部的完工间距的范围，从而将爬梯节段132’、132”机械地连接在一起。在其他实施方式中，靠近相邻爬梯节段端部的接合部处可以定位有工作平台(未示出)，并且工作平台结构可以用作连接节段的至少一部分。
图7是示出了将爬梯130安装在设备塔架100中的方法164中的步骤的框图。在步骤166中，诸如通过预浇制混凝土节段或形成金属节段而形成多个塔架节段。接下来，在步骤168中，将相应的爬梯节段附接至每个塔架节段。爬梯节段对于混凝土节段可以附接在被包括在混凝土浇注模具中的锚定件处，或者对于金属节段可以通过焊接来附接，或者通过任何其他期望的方法来附接。接下来，在步骤170中，通过将塔架节段堆叠在一起来架设塔架，从而使相邻的爬梯节段端部接近对准。接下来，在步骤172中，将相邻的爬梯端部连接在一起以形成连续的爬梯130。
尽管在本文中已经示出并描述了本发明的各种实施方式，但是将明显的是，这些实施方式仅作为示例被提供。在不背离本文中的发明的情况下可以做出许多变型、改变和替换。因此，本发明意在仅由所附权利要求的精神和范围限定。

Claims (18)

1.一种方法，包括：
预浇制多个混凝土塔架节段(107)；
将相应的爬梯节段(132)附接至每个所述塔架节段(107)；
将所述塔架节段(107)堆叠在一起以形成设备塔架(100)；以及
将所述设备塔架(100)的邻接的所述爬梯节段(132)的相应端部连结在一起以形成连续的爬梯(130)。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：利用相应的连接件(152)将所述爬梯节段(132)附接至所述塔架节段(107)，所述相应的连接件(152)提供所述爬梯节段(132)与所述塔架节段(107)之间的一定程度的相对运动，所述一定程度的相对运动有利于将邻接的所述爬梯节段(132)的相应端部连结在一起的步骤。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，将相应的所述爬梯节段(132)附接至每个所述塔架节段(107)的步骤还包括：
将支承组件(134)附接至每个所述塔架节段(107)；以及
使每个所述支承组件(134)的杆(154)穿过相应的所述爬梯节段(132)的横档(138)。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述支承组件(134)包括：
水平支承梁(142)，所述水平支承梁(142)附接至所述爬梯节段(132)的每个扶手(136)；
倾斜支承梁(144)，所述倾斜支承梁(144)附接至所述爬梯节段(132)的每个扶手(136)；以及
所述杆(154)，所述杆(154)穿过形成在所述水平支承梁(142)和所述倾斜支承梁(144)中的孔。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，将邻接的所述爬梯节段(132)的相应端部连结在一起的步骤包括：利用包括多个间隔开的孔(160)或槽(162)的连接节段(158)附接所述相应端部以适应所述相应端部的完工间距的范围。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括：将相应的线缆桥架节段(140)与相应的所述爬梯节段(132)一起附接至每个所述塔架节段(107)。
7.一种通过根据权利要求2所述的方法形成的设备塔架(100)。
8.一种方法，包括：
将相应的爬梯节段(132)附接至多个塔架节段(107)中的每个塔架节段；
在架设设备塔架(100)时将所述塔架节段(107)接合在一起，其中，相邻的所述爬梯节段(132’、132”)的相应端部接近对准；以及
将相邻的所述爬梯节段(132’、132”)的相应端部连结在一起以形成连续的爬梯(130)。
9.根据权利要求8所述的方法，还包括：利用枢转连接件(152)将所述爬梯节段(132)中的至少一个爬梯节段附接至其相应的所述塔架节段(107)，所述枢转连接件(152)提供所述至少一个爬梯节段(132)与其相应的所述塔架节段(107)之间的一定程度的相对运动，所述枢转连接件(152)有效地便于相邻的所述爬梯节段(132)的相应端部连结在一起。
10.根据权利要求9所述的方法，还包括：在将相邻的所述爬梯节段(132)的相应端部连结在一起的步骤之后，利用辅助连接件(139)将所述至少一个爬梯节段(132)附接至其相应的所述塔架节段(107)。
11.根据权利要求8所述的方法，还包括：通过将由相应的所述塔架节段(132)支承的杆(154)插入穿过所述爬梯节段(132)中的至少一个爬梯节段的横档(138)而将所述至少一个爬梯节段(132)附接至其相应的所述塔架节段(107)。
12.根据权利要求8所述的方法，还包括：利用连接件(158)将相邻的所述爬梯节段(132)的相应端部连接在一起，所述连接件(158)构造成在架设所述设备塔架(100)时适应相邻的所述爬梯节段(132)的相应端部的完工间距的范围。
13.根据权利要求8所述的方法，还包括：利用连接件(158)将相邻的所述爬梯节段(132)的相应端部连结在一起，所述连接件(158)包括多个可选的间隔开的孔(160)或槽(162)。
14.根据权利要求8所述的方法，还包括：在将所述塔架节段(107)连结在一起的步骤之前，将相应的线缆桥架节段(140)附接至每个相应的所述爬梯节段(132)。
15.一种设备塔架(100)，包括通过根据权利要求9所述的方法安装在所述设备塔架(100)中的爬梯(130)。
16.一种设备塔架(100)，包括：
上部塔架节段(107’)和下部塔架节段(107”)；
上部爬梯节段(132’)和下部爬梯节段(132”)，所述上部爬梯节段(132’)枢转地附接至所述上部塔架节段(107’)，所述下部爬梯节段(132”)枢转地附接至所述下部塔架节段(107”)；以及
连接节段(158)，所述连接节段(158)将所述下部爬梯节段(132”)的顶端部附接至所述上部爬梯节段(132’)的底端部。
17.根据权利要求16所述的设备塔架(100)，还包括：
相应的支承组件(134)，所述相应的支承组件(134)附接至每个相应的塔架节段(132)；以及
每个相应的支承组件(134)的杆(154)穿过所述相应的塔架节段(107)的相应的爬梯节段(132)的横档(138)。
18.根据权利要求17所述的设备塔架(100)，其中，每个相应的支承组件(134)包括：
第一水平支承梁(142)和第一倾斜支承梁(144)，所述第一水平支承梁(142)和所述第一倾斜支承梁(144)附接至所述相应的爬梯节段(132)的第一扶手(136)；
第二水平支承梁(142)和第二倾斜支承梁(144)，所述第二水平支承梁(142)和所述第二倾斜支承梁(144)附接至所述相应的爬梯节段(132)的第二扶手(136)；以及
交叉支撑梁(148)，所述交叉支撑梁(148)连接在所述第一水平支承梁(142)与所述第二水平支承梁(142)之间。
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