CN110878738B - 支撑装置和用于塔筒的支撑设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种支撑装置和用于塔筒的支撑设备，支撑装置包括箱体、升降组件以及限位结构，箱体具有腔室；升降组件容纳在腔室中，并能够从腔室中伸出，升降组件包括齿条和驱动齿条上下运动的驱动轮，齿条的顶部设置有用于连接待支撑件的连接构件；限位结构通过旋转轴可转动地设置在腔室中，并能够选择性地卡置于齿条的齿槽内，以防止齿条向下运动，限位结构包括大体呈Z字形的锁定件，并且锁定件的一端能够卡置于齿条的齿槽内，锁定件的另一端弹性地支撑在腔室内，该支撑装置结构简单，且便于调节待支撑件距离地面的高度。

Description

支撑装置和用于塔筒的支撑设备

技术领域

本发明属于风力发电技术领域，尤其涉及一种支撑装置和用于塔筒的支撑设备。

背景技术

海上风力发电机组的塔筒竖直运输方案应用越来越广泛，从3mw机组到8mw机组，以及未来更多的海上大兆瓦机组。

对于大型机组的塔筒段通常需要将电控柜以及附件预先安装在塔筒段内部，但拼装效率低，通常需要借助整体结构的拼装工装来进行组装，但是现有的拼装工装定制化严重，例如针对海上风力发电机组的塔筒，需制造与其匹配的拼装工装，也就是说，现有的拼装工装的通用性较低，需要大量的不同型号的拼装工装来适应不同型号的机组，严重浪费资源。

除此，由于现有的拼装工装为整体结构形成，其结构庞大，制作和存储不便，且在使用过程中还需要配合大吨位的吊机，以对拼装工装进行搬运，或者对拼装好的塔筒进行搬运，因此现有的塔筒的拼装步骤繁琐，且吊装成本较高。对于具有吊高限制的车间，该现有拼装工装将不能适用。

针对上述拼装工装，在使用过程中，若地面不平，拼装工装整体受力不均，对拼装工装结构强度和塔筒水平度有严重影响，给机位塔筒吊装带来安全隐患，例如对于海上风力发电机组塔筒，通常在码头进行电控柜的拼装，然而拼装码头多为不平整地段，这将严重影响了现有拼装工装的使用。

综上，现有塔筒拼装工装，虽能满足塔筒竖直运输和拼装功能，但由于结构庞大，重量较大等原因，对拼装后的塔筒吊机有很高要求，且随着塔筒直径越来越大，现有拼装工装的体积也会越来越大，对制造成本，重复利用不利，且整体结构的塔筒工装，如果不同厂家制作不同的模块后拼装形成，会增加巨额的运输成本。

发明内容

本发明提供一种具有较好通用性的支撑装置，以用于支撑塔筒段。

根据本发明的一个方面，提供一种支撑装置，所述支撑装置包括箱体、升降组件以及限位结构，所述箱体具有腔室；所述升降组件容纳在所述腔室中，并能够从所述腔室中伸出，所述升降组件包括齿条和驱动所述齿条上下运动的驱动轮，所述齿条的顶部设置有用于连接待支撑件的连接构件；所述限位结构可转动地设置在所述腔室中，并能够选择性地卡置于所述齿条的齿槽内，以防止所述齿条向下运动，该支撑装置结构简单，且便于调节待支撑件距离地面的高度，该待支撑件可以为塔筒段，从而方便操作员或者电控柜及附件从塔筒段的底部进入到塔筒段内部，以提高电控柜及附件的拼装效率。具体地，所述限位结构包括大体呈Z字形的锁定件，并且所述锁定件的一端能够卡置于所述齿条的齿槽内，所述锁定件的另一端弹性地支撑在所述腔室内，从而可以防止齿条意外下滑，提高了支撑装置的安全性。

具体地，所述锁定件通过锁定件销轴连接在所述箱体上，且所述锁定件销轴固定于所述箱体的内壁。

更进一步地，所述限位结构还包括弹性件和限位件，所述弹性件连接到所述腔室的底部；所述限位件固定在所述箱体上，与所述弹性件配合，以使所述锁定件的所述另一端夹设于所述限位件和所述弹性件之间。

作为本发明的另一实施例，所述齿条的下端可以设置有滚轮，所述滚轮能够从所述腔室伸出，从而可以与地面或者工作台接触，便于支撑装置移动。

作为本发明的另一实施例，所述连接构件可以包括支撑架和位于所述支撑架的顶部的安装座，待支撑件可以固定于该安装座上。

进一步地，所述安装座的顶部可以设置有缓冲件，防止待支撑件与安装座刚性接触而产生摩擦或者刮伤。

更进一步地，所述连接构件还可以包括安装在所述安装座的下表面上的压力检测装置，该压力检测装置可以检测待支撑件作用于安装座上的压力。

作为本发明的另一实施例，所述箱体内设置分隔壁，所述齿条远离齿槽的侧部支撑在所述分隔壁上，从而可以使所述齿条受力平衡，防止上下移动过程中出现摆动，提高了支撑装置的整体的安全性，同时，也保证了所述滚轮与底壁通孔的准确对位。

优选地，所述箱体包括可转动地设置在所述箱体上的侧板，所述侧板能够封闭所述箱体的远离所述齿条的设置有齿槽的侧部，当所述侧板位于打开位置时，所述侧板与所述箱体的底壁能够支撑在同一平面上，可以增大支撑装置与地面的接触面积，从而可以提高支撑装置的承载，也就一定程度上提高了支撑装置的通用性。

更进一步地，所述箱体还包括设置在所述侧板与所述箱体的侧壁之间的驱动组件，以用于调节所述侧板的打开程度。

根据本发明的另一方面，提供一种用于塔筒的支撑设备，所述支撑设备包括通过伸缩件按照环形彼此连接的至少3个本发明提供的支撑装置，以用于支撑所述塔筒的塔筒段，可以根据需要调整伸缩件的长度和支撑装置的数量，从而提高了支撑设备的通用性。

本发明提供的支撑装置和用于塔筒的支撑设备至少具有如下有益效果：支撑装置可以与伸缩件组装形成为用于支撑塔筒段的支撑设备，也就是说，可以根据需要选择支撑装置的数量，从而可以提高支撑设备的通用性。支撑装置结构简单，便于运输，从而降低了电控柜拼装的拼装成本。

附图说明

通过下面结合附图对实施例进行的描述，本发明的上述和/或其它目的和优点将会变得更加清楚，其中：

图1是本发明一示例性实施例提供的用于塔筒的支撑设备固定于塔筒段的结构图。

图2为图1中的支撑装置的结构图。

图3为图2中的支撑装置的初始状态的纵向剖视图。

图4为图3中支撑装置的滚轮伸出状态的纵向剖视图。

图5为图3中支撑装置的封板处于打开位置的纵向剖视图。

图6和图7是图5中的支撑装置的齿条向下伸出不同长度的纵向剖视图。

附图标记说明：

10、支撑设备； 100、支撑装置；

110、连接构件； 111、缓冲件；

112、安装座； 113、支撑架；

114、压力检测装置； 115、操作孔；

120、箱体； 121、第一伸缩件支座；

122、第二伸缩件支座； 123、销轴支座；

124、齿轮轴； 125、驱动组件；

126、驱动组件支座； 127、侧板；

128、侧板销轴； 129、侧板垫板；

130、齿条； 131、驱动轮；

132、齿轮手柄； 133、滚轮；

134、锁定件； 135、锁定件销轴；

136、弹性件； 137、限位件；

138、支撑板； 139、底壁通孔；

140、分割壁； 200、伸缩件；

20、塔筒段。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

风力发电机组可以由多个上下依次叠置的塔筒段拼装形成，为了加强塔筒段的结构强度，在塔筒段内设置有多根平行于该塔筒段的中心轴线方向延伸的锚栓。并且在塔筒段的端部可以设置有用于法兰，以供连接相邻的塔筒段。

图1示出了本发明一示例性实施例提供的用于塔筒的支撑设备的结构图，其中，该支撑设备10可以包括至少3个支撑装置100和连接于相邻的支撑装置10之间的伸缩件200，支撑装置100和伸缩件200依次首尾连接拼装为环形结构。具体地，至少3个支撑装置100分布于同一圆周上，然后通过伸缩件200将相邻的支撑装置100连接在一起，从而可以形成为支撑设备10。支撑设备10可以实现模块化制造，结构简单，存储、运输成本低。支撑设备10与塔筒段20可以同轴设置，从而可以使塔筒段20底部的连接法兰受力均匀，防止局部应力过大而对法兰造成的损伤。优选地，伸缩件200可以为液压缸，或者可以为丝杠结构，但不限于此。

具体地，支撑装置100可以呈箱体结构，如图1和图2所示，该箱体结构可以呈六面体结构，且该箱体结构的相对的一对侧壁外可以设置有用于连接伸缩件200的伸缩件支座，位于支撑装置100右侧壁上的第一伸缩件支座121和位于支撑装置100左侧壁上的第二伸缩件支座122。

在使用过程中，两个伸缩件200的一端可以分别连接于第一伸缩件支座121和第二伸缩件支座122上，两个伸缩件200的另一端可以连接于与该支撑装置100相邻的其他支撑装置100上。通过调整伸缩件200的长度，可以调整支撑设备10的直径，以与塔筒段20的直径匹配，也就是说，该支撑设备10能够根据需要调节环形结构的直径大小，从而可以适用于多种型号的塔筒段，以提高支撑设备10的通用性。另外，通过调整伸缩件200的长度，还可以调整支撑设备10形成的环形的中心线与塔筒段20的中心线重合。如图2所示，第一伸缩件支座121可以包括相间隔设置的一对耳板，且耳板上设置有供销轴穿过的通孔，伸缩件200可以通过销轴连接于该第一伸缩件支座121上。第二伸缩件支座122与该第一伸缩件支座121的结构相同，不再赘述。

参照图2，支撑装置100可以包括箱体120，该箱体120的底壁可以支撑于地面或者工作台上，以用于支撑该支撑装置100自身的重力和塔筒段20的重力。

参照图3至图7，该支撑装置100还可以包括侧板127，该侧板127可以形成为箱体120的一个侧面。具体地，箱体120可以设置为具有开口，侧板127可铰接地设置于该开口处，初始状态，该侧板127可以封闭该开口，从而可以使箱体120处于封闭状态，避免外界雨水或者颗粒物杂质进入到箱体120内，从而进一步提高了支撑装置100的使用寿命。另一方面，还可以提高支撑装置100的结构强度。

侧板127的下端部的内侧壁可以设置有销轴支座123，侧板销轴128可以固定于箱体120内侧壁上，侧板销轴128可转动地设置于销轴支座123内，以使侧板127铰接于箱体120上。更进一步地，侧板127与箱体120的结合位置通过密封条或者密封板进行密封。

侧板127处于打开位置，可以与箱体120的底壁支撑在同一平面内。侧板127的外侧壁向外突出形成有侧板垫板129，在侧板127处于打开位置，侧板垫板129的下表面可以与箱体120的下端面支撑在同一水平面内，增大了受力面积，减小了对地面的压强，提高了整体稳定性。另一方面，设置侧板127可以选择性地打开箱体120的开口，以从该开口进入到支撑装置100内进行检修，以保证支撑装置100内的各部件的工作稳定性。

支撑装置100还可以包括连接于箱体120和侧板127之间的驱动组件125，以驱动侧板127打开，该驱动组件125的两端分别通过销轴铰接在侧板127和箱体120内侧壁上。例如在侧板127的内侧壁可以设置有驱动组件支座126，该驱动组件支座126上可以设置有供销轴穿过的安装孔，以使侧板127可以铰接于该驱动组件支座126上。优选地，驱动组件125可以为气缸或者液压缸或者丝杠。

作为本发明的另一实施例，侧板127可以设置为可滑动地连接于箱体120上，其中，侧板127可以平行于箱体120的底壁滑动，在该箱体120的底部可以设置有平行于箱体120的底壁的滑槽，侧板127可在回缩状态和伸出状态之间往复移动，在伸出状态，侧板127可以与箱体120的底壁支撑在同一水平面内，从而可以增大支撑装置100与地面或者工作台的接触面积，提高支撑装置100的使用寿命。另一方面，侧板127可以防止外力撞击引起的不平衡，从而提高支撑设备10的稳定性。在回缩状态，侧板127可以缩回到箱体120内，从而可以减小支撑装置100的占地面积，使支撑装置100结构更加灵巧，便于移动。

支撑装置100还可以包括设置于箱体120腔室中的升降组件，升降组件可以包括齿轮、齿条组件，其中齿条130可以设置为能够纵向移动，并能够穿出箱体120的底壁和顶壁，与该齿条130配合的驱动轮131可转动地设置于箱体120腔室中，且该驱动轮131可以通过齿轮手柄132驱动。齿条130的顶端设置有用于连接塔筒段20的连接构件110，塔筒段20可以设置于该齿条130上并随该齿条130一起上下移动，从而可以使塔筒段20离开地面预定距离，以方便操作人员或者电控柜及附件从塔筒段20的底部进入到塔筒段20内，较传统的通过起吊装置将操作员或者电控柜及附件运送至塔筒段20内部的工序，该支撑装置100能够提高电控柜及附件的拼装效率，因此该支撑装置100可以适用于塔筒段的竖直拼装。

齿轮手柄132可与驱动轮131一体成型，也可以是两者分别独立形成后，通过焊接或者紧固件连接的方式将两者连接为一体。更进一步地，齿条130可以设置为多层齿条单元嵌套形成，从而可以根据需要方便调整齿条130的整体长度，例如相邻的齿条单元之间可以通过销轴或者螺栓连接并锁定。

箱体120内设置分隔壁140，齿条130的与设置有齿槽的侧部相对的侧部支撑在分隔壁140上，从而可以使齿条130稳定的上下移动，不会发生偏转，提高了支撑装置100的整体的结构稳定性。

连接构件110可以包括支撑架113和设置于该支撑架113顶部的安装座112，该安装座112具有上下贯通的通孔，螺栓可以穿过该通孔并通过与螺母配合将该安装座112固定于塔筒段20的法兰上。安装座112的下部可以设置有压力检测装置114，可以通过显示承受的压力来提示操作者位于同一个支撑设备10的不同支撑装置100是否位于同一水平面上，从而可以使塔筒段20受力均衡，即通过设置压力检测装置114可以实现塔筒段的调平和测力功能，从而可以精确的控制每个支撑装置100的载荷量。支撑架113可以设置为框架结构，该框架结构的侧壁可以设置有多个操作孔115，通过该操作孔115可以将与螺栓配合的螺母安装到螺栓上。更进一步地，安装座112的顶部设置有缓冲件111，从而可以有效地保护塔筒段20的下端面，防止刮伤或者磨损。优选地，缓冲件111可以材料橡胶或者塑料等材料形成。

为了提高升降组件的稳定性，升降组件还包括限位结构，以实现对齿条130的锁定。具体地，限位结构包括可摆动地设置于箱体120内的锁定件134，例如图中通过锁定件销轴135将锁定件134连接在箱体120内腔。锁定件134可以设置为大致呈Z型，其中，该锁定件134的一端可以抵接并卡设在齿条130的齿槽内，另一端的上方设置有限位件137，该限位件137固定于箱体120的内壁上，该限位件137可以防止锁定件134发生逆时针旋转，从而提高限位结构的安全性。在锁定件134的上述另一端的下方设置有弹性件136，该弹性件136可以支撑于该另一端的底面上。初始状态，锁定件134的一端卡设在齿条130的齿槽内，且另一端紧密夹设在限位件137和弹性件136之间。

初始状态，驱动轮131与齿条130位置可以如图5所示。外力驱动齿轮手柄132发生顺时针旋转，驱动轮131将绕齿轮轴124发生顺时针旋转，从而可以带动齿条130向上移动，锁定件134在齿条130的带动下将发生顺时针转动，并压缩弹性件136。待锁定件134的左端对应齿条130的下一个齿槽时，锁定件134的右端将在弹性件136的弹性力作用下发生逆时针转动，从而牢固地卡设在该齿槽内。

位于锁定件134的右端上方的限位件137可以防止锁定件134逆时针转动过量。具体地，限位件137为由箱体120的内壁突出形成的限位块或者限位杆，弹性件136为弹簧组件或者为由橡胶材料形成的弹性体，在锁定件134的左端卡设于齿槽内的情况下，锁定件134的右端紧密夹设在弹性件136和限位件137之间。

另外，该锁定件134还可以安装有驱动手柄(图未示)，以能够转动锁定件134使其左端脱离齿条130的齿槽，例如在齿条130需要下降的情况下，驱动手柄可以驱动锁定件134发生顺时针摆动以使锁定件134的左端远离齿条130的齿槽的齿顶，此时可以驱动齿轮手柄132逆时针旋转，并带动齿条130向下移动至预定位置，可以松开驱动手柄以使锁定件134在弹性件136的弹性力作用下逆时针旋转，从而再次卡设在齿条130的齿槽内，进行限位。

齿条130的底部还设置有滚轮133，初始状态下，该滚轮133可以缩回到箱体120内。当需要移动支撑装置100或者支撑设备10时，该滚轮133能够向下突出于箱体120的底壁，如图6所示，滚轮133可以通过底壁通孔139而伸出于箱体120外部，从而可以与地面或者工作台接触，以方便推动支撑设备10整体移动，如此可以解决支撑设备10的运输问题，无需像传统的塔筒段一样在运输前需要使用吊车起吊，从而节省了吊装费用。

支撑设备10集拼装，运输，调节，测量吨位多种功能于一体，能给现场带来价值不菲的经济效益，可大批量推广和应用，适用于各种兆瓦级、竖直拼装和短距离运输的塔筒。除此，本发明提供的支撑装置还可以用于对分片式塔筒进行拼装，具体地，塔筒段包括沿轴线方向的至少两片分片式结构的情况下，当组装塔筒段时，支撑设备10可以支撑至少一片分片式结构，通过多个支撑设备10可以将多个分片式结构拼装为整体圆筒形结构。

本发明所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在上面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本发明的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本发明的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组件、材料等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本发明的各方面。

Claims (9)

1.一种支撑设备，其特征在于，用于支撑塔筒的塔筒段，所述支撑设备(10)包括通过伸缩件(200)按照环形彼此连接的至少3个支撑装置(100)，所述支撑装置包括：

箱体(120)，具有腔室；

升降组件，容纳在所述腔室中，并能够从所述腔室中伸出，所述升降组件包括齿条(130)和驱动所述齿条(130)上下运动的驱动轮(131)，所述齿条(130)的顶部设置有用于连接待支撑件的连接构件(110)，所述齿条(130)的下端设置有滚轮(133)，所述滚轮(133)能够从所述腔室伸出；

限位结构，可转动地设置在所述腔室中，并能够选择性地卡置于所述齿条(130)的齿槽内，以防止所述齿条(130)向下运动，所述限位结构包括大体呈Z字形的锁定件(134)，并且所述锁定件(134)的一端能够卡置于所述齿条(130)的齿槽内，所述锁定件(134)的另一端弹性地支撑在所述腔室内。

2.如权利要求1所述的支撑设备，其特征在于，所述锁定件(134)通过锁定件销轴(135)连接在所述箱体(120)上，且所述锁定件销轴(135)固定于所述箱体(120)的内壁。

3.如权利要求1所述的支撑设备，其特征在于，所述限位结构还包括：

弹性件(136)，连接到所述腔室的底部；

限位件(137)，固定在所述箱体(120)上，与所述弹性件(136)配合，以使所述锁定件(134)的所述另一端夹设于所述限位件(137)和所述弹性件(136)之间。

4.如权利要求1所述的支撑设备，其特征在于，所述连接构件(110)包括支撑架(113)和位于所述支撑架(113)的顶部的安装座(112)。

5.如权利要求4所述的支撑设备，其特征在于，所述安装座(112)的顶部设置有缓冲件(111)。

6.如权利要求4所述的支撑设备，其特征在于，所述连接构件(110)还包括安装在所述安装座(112)的下表面上的压力检测装置(114)。

7.如权利要求1所述的支撑设备，其特征在于，所述箱体(120)内设置分隔壁(140)，所述齿条(130)远离齿槽的侧部支撑在所述分隔壁(140)上。

8.如权利要求1所述的支撑设备，其特征在于，所述箱体(120)包括可转动地设置在所述箱体(120)上的侧板(127)，所述侧板(127)能够封闭所述箱体(120)的远离所述齿条(130)的设置有齿槽的侧部，当所述侧板(127)位于打开位置时，所述侧板(127)与所述箱体(120)的底壁能够支撑在同一平面上。

9.如权利要求8所述的支撑设备，其特征在于，所述箱体(120)还包括设置在所述侧板(127)与所述箱体(120)的侧壁之间的驱动组件(125)，以用于调节所述侧板(127)的打开程度。

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