CN111271228B - 一种海上风力发电机机舱叶轮组合体运输装置及实施方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种海上风力发电机机舱叶轮组合体运输装置及实施方法，属于风力发电运输设备的技术领域。设有钢桁架、安装座、固定座、支撑杆以及销轴，利用钢框架和安装座作为机舱和叶轮的运输基台，并利用安装座上的连接组件将机舱进行固定，固定座与支撑杆通过销轴转动连接，支撑杆远离固定座的一端延伸至机舱内部并利用拉紧组件与内部的叶轮法兰连接进行辅助加固，且提高运输过程中的安全性，结构简单，实用性强且节约运输成本。

Description

一种海上风力发电机机舱叶轮组合体运输装置及实施方法

技术领域

本发明属于风力发电运输设备的技术领域，具体的涉及一种海上风力发电机机舱叶轮组合体运输装置及实施方法。

背景技术

随着世界能源的日趋匮乏和科学技术的飞速发展，加之人们对环境保护的要求，人们在努力寻找一种能替代石油、天然气等能源的可再生、环保、洁净的绿色能源。风能是当前最有发展前景的一种新型能源，它是取之不尽用之不竭的能源，还是一种洁净、无污染、可再生的绿色能源。

我国沿海地区风资源丰富，海岸线长约18000多公里，岛屿6000多个。近海风能资源主要集中在东南沿海及其附近岛屿，风能密度基本都在300瓦/平方米以上，台山、平潭、大陈、嵊泗等沿海岛屿可达500瓦/平方米以上，其中台山岛风能密度为534瓦/平方米，是我国平地上有记录的风能资源最大的地方。根据风能资源普查成果，我国5～25米水深、50米高度海上风电开发潜力约2亿千瓦；5～50米水深、70米高度海上风电开发潜力约5亿千瓦。

近年来，随着科学技术进步，世界各国大力开发海上风力发电清洁能源，给海上风力发电机组安装施工带来了机遇和挑战。海上风力发电的开发，首先涉及海上风力发电机组运输以及安装难题。

经调研、查新，目前国内外海上大型风力发电机海上运输，一般采用万吨大型运输船散件运输的方法，即：机舱、轮毂、叶片分别散件运输。这种施工方法存在以下缺点：1、大型风力发电机组的机舱、轮毂、叶片散件运输，整体占地面积大，需万吨级大型运输船，施工成本高，不利节约成本；2、散件机组运输到安装地点后，需要现场进行机舱、轮毂、叶片的组对，需要大的操作平台，海上操作安全系数低，速度慢；3、影响施工安全。

发明内容

本发明所要解决现有技术中的不足，故此提出一种海上风力发电机机舱叶轮组合体运输装置及实施方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下方案：

一种海上风力发电机机舱叶轮组合体运输装置，包括运输船，还包括设置在运输船上的运输支架单元和轮毂支撑单元，所述运输支架单元包括钢框架和安装座，所述钢框架可拆卸连接在运输船上，所述安装座固定连接在钢框架上，所述安装座为中空设置，所述安装座上设有若干个连接组件，所述轮毂支撑单元包括固定座、支撑杆和销轴，所述固定座固定连接在位于安装座内侧的运输船甲板上，所述固定座上设有转动的销轴，所述支撑杆的一端转动连接在销轴上，所述支撑杆的另一端延伸至机舱内，所述支撑杆上设有一拉紧组件用于辅助固定轮毂。

进一步优选地，所述连接组件包括安装槽、压板、复位弹簧和挤压件，所述安装槽开设与安装座上，所述安装槽内设有复位弹簧，所述压板横向活动设置在安装槽内且与复位弹簧连接，所述挤压件竖直活动设置在安装槽内用于推动压板向安装座中心方向移动达到固定机舱。

进一步优选地，所述挤压件设置为上端大下端小的结构形式，所述挤压件的底部固定连接有导轨，所述导轨内设有压缩弹簧，所述压缩弹簧的两端均连接有一楔形的锁止块，所述锁止块在安装槽内的竖向移动距离与压板横向移动距离成正比。

进一步优选地，所述拉紧组件包括连接座、固定架和螺杆，所述连接座固定连接在支撑杆的端部上，所述连接座上开设有通孔，所述固定架固定连接在支撑杆的杆身上，所述螺杆竖向活动设置在固定架上，所述螺杆带有螺纹的一端匹配连接有调节螺母，所述螺杆的另一端设有定位结构，所述定位结构自由贯穿连接座的通孔和机舱内部叶轮法兰的连接孔。

进一步优选地，所述定位结构包括安装板、拉伸弹簧和限位板，所述安装板上转动连接有第一连杆，所述第一连杆远离安装板的一端转动连接有第二连杆，所述第二连杆远离第一连杆的一端转动连接在限位板上，所述第二连杆与限位板的连接点距离限位板的边缘预留有距离，所述限位板连接第二连杆的一侧转动连接在螺杆上，所述拉伸弹簧连接在安装板和限位板之间。

本发明还公开了一种海上风力发电机机舱叶轮组合体运输装置的实施方法，包括以下步骤：

S1、先将运输船停靠在海上运输码头，利用事先制作好的运输支架单元的钢框架焊接在运输船适当位置，利用事先制作好的轮毂支撑单元中固定座焊在运输船甲板上的适当位置；

S2、利用履带吊将轮毂、叶片在码头场地上进行组对成叶轮，再将机舱与叶轮组对成“兔子头”整体形状，用履带吊将组对好的机舱与叶轮的组合体即“兔子头”吊装在运输船的运输支架装置上，并使用连接组件固定在安装座上，利用轮毂支撑单元的支撑杆延伸至机舱内部，并利用拉紧组件与叶轮法兰连接用于辅助加固轮毂；

S3、松开抛锚，缓缓启动运输船，驶向风机安装地点，达到安装地点后，抛锚固定运输船，等待吊装；

S4、同样方法进行第二台、第三台、………的机舱与叶轮组合体运输，直至整个工程运输完毕。

与现有技术相比，本发明可以获得以下技术效果：

本发明中设有钢桁架、安装座、固定座、支撑杆以及销轴，利用钢框架和安装座作为机舱和叶轮的运输基台，并利用安装座上的连接组件将机舱进行固定，固定座与支撑杆通过销轴转动连接，支撑杆远离固定座的一端延伸至机舱内部并利用拉紧组件与内部的叶轮法兰连接进行辅助加固，且提高运输过程中的安全性。

本发明中设有的连接组件包括安装槽、压板、复位弹簧、挤压件，利用上大下小结构设计的挤压件下移进而向压板施压，使得向安装座的中心移动进而使得压板夹紧机舱的外壁，当夹紧后导轨内的两个锁止块在压缩弹簧的作用下实现与安装槽底部的安装座表面贴合，达到锁止块的功能，该操作简单方便，可以大大提高其安装和拆卸效率。

本发明中设有的拉紧组件包括连接座、固定架、螺杆和定位结构，其中定位结构包括安装板、拉伸弹簧和限位板，利用螺杆上的定位结构依次贯穿连接座的通孔和叶轮法兰的连接孔，然后通过调节螺杆上的螺母使得螺杆的端部和限位板同时向通孔外侧拉伸，在拉伸弹簧和安装板的作用下使得第二连杆和第一连杆向外展开，当第二连杆达到与限位板的底面接触时使得叶轮法兰和连接座贴合，实现辅助加固机舱的效果，大大提高其运输过程中的稳定性。

附图说明

图1为本发明的系统结构示意图；

图2为本发明中的连接组件的整体结构示意图；

图3为本发明中的导轨位置关系图；

图4为本发明中的支撑杆和拉紧装置的连接关系图；

图5为图4中A处的局部放大图；

图6为本发明中的定位结构在穿过通孔时的工况图。

图中：1、钢桁架；2、安装座；3、固定座；4、支撑杆；5、销轴；6、安装槽；7、压板；8、复位弹簧；9、挤压件；10、导轨；11、锁止块；12、固定架；13、螺杆；14、安装板；15、拉伸弹簧；16、限位板；17、连接座；18、压缩弹簧；。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1：

如图1至图6所示，一种海上风力发电机机舱叶轮组合整体运输装置，包括运输船，还包括设置在运输船上的运输支架单元和轮毂支撑单元，运输支架单元包括钢框架1和安装座2，钢框架1由横槽钢和纵槽钢焊接制成的矩形框架，钢框架1通过螺栓可拆卸连接在运输船上，安装座2固定连接在钢框架1上，安装座2为中空设置，安装座2上设有若干个连接组件，利用若干个连接组件与机舱连接并固定，轮毂支撑单元设置在安装座2的内侧且包括固定座3、支撑杆4和销轴5，固定座3固定连接在运输船甲板上，固定座3上设有转动的销轴5，支撑杆4为上端大下端小设置，支撑杆4的下端连接在销轴5上，支撑杆4的上端延伸至机舱内，支撑杆4上设有一拉紧组件用于辅助固定机舱。利用钢框架1和安装座2作为机舱和叶轮的运输基台，并利用安装座2上的连接组件将机舱进行固定，固定座3与支撑杆4通过销轴5转动连接，支撑杆4远离固定座3的一端延伸至机舱内部并利用拉紧组件与内部的叶轮法兰连接进行辅助加固，且提高运输过程中的安全性。

在本实施例中进一步优选地方案，连接组件包括安装槽6、压板7、复位弹簧8和挤压件9，安装槽6开设于安装座2上，安装槽6内设有复位弹簧8，压板7横向活动设置在安装槽6内且与复位弹簧8连接，挤压件9竖直活动设置在安装槽6内用于推动压板7向安装座2中心方向移动达到固定机舱。

在本实施例中进一步优选地方案，挤压件9设置为上端大下端小的结构形式，挤压件9的底部固定连接有导轨10，导轨10内设有压缩弹簧18，压缩弹簧18的两端均连接有一楔形的锁止块11，锁止块11在安装槽6内的竖向移动距离与压板7横向移动距离成正比，当压板7抱紧机舱时锁止块11恰好漏出安装槽6，并在压缩弹簧18的作用下实现外伸与安装座2的底面贴合。

利用上大下小结构设计的挤压件9下移进而向压板施压，使得向安装座2的中心移动进而使得压板7夹紧机舱的外壁，当夹紧后导轨10内的两个锁止块11在压缩弹簧18的作用下实现与安装槽6底部的安装座2表面贴合，达到锁止挤压件11的功能，该操作简单方便，可以大大提高其安装和拆卸效率。

在本实施例中进一步优选地方案，拉紧组件包括连接座17、固定架12和螺杆13，连接座17固定连接在支撑杆4的顶端端面上，连接座17上开设有通孔，固定架12固定连接在支撑杆4的杆身上，螺杆13竖向活动设置在固定架12上，螺杆13带有螺纹的一端匹配连接有调节螺母，螺杆13的另一端设有定位结构，定位结构自由贯穿连接座17的通孔和机舱内部叶轮法兰的连接孔。

在本实施例中进一步优选地方案，定位结构包括安装板14、拉伸弹簧15和限位板16，安装板14上转动连接有第一连杆，第一连杆远离安装板14的一端转动连接有第二连杆，第二连杆远离第一连杆的一端转动连接在限位板16上，第二连杆与限位板16的连接点距离限位板16的边缘预留有距离，该距离为10mm，限位板16连接第二连杆的一侧转动连接在螺杆13上，拉伸弹簧15连接在安装板14和限位板16之间。

利用螺杆13上的定位结构依次贯穿连接座17的通孔和叶轮法兰的连接孔，然后通过调节螺杆13上的调节螺母使得螺杆13的端部和限位板16同时向通孔外侧拉伸，在拉伸弹簧15和安装板14的作用下使得第二连杆和第一连杆向外展开，当第二连杆达到与限位板16的底面接触时使得叶轮法兰和连接座17贴合，实现辅助加固机舱的效果，大大提高其运输过程中的稳定性。

实施例2：

一种海上风力发电机机舱叶轮组合整体运输装置的实施方法，包括以下步骤：

S1、先将运输船停靠在海上运输码头，利用事先制作好的运输支架单元的钢框架1焊接在运输船适当位置，利用事先制作好的轮毂支撑单元中固定座3焊在安装座2中部下方的运输船甲板上的适当位置；

S2、利用履带吊将轮毂、叶片在码头场地上进行组对成叶轮，再将机舱与叶轮组对成“兔子头”整体形状，用履带吊将组对好的机舱与叶轮的组合体即“兔子头”吊装在运输船的运输支架单元的安装座上，将下移挤压件推动压板向安装座中心移动，使得压板抱紧机舱，此时挤压件底部的导轨漏出安装槽，且其内的锁止块11在压缩弹簧的作用下向外侧移动并与安装座的底面贴合，达到锁止挤压块同时使得机舱固定在安装座2上，利用轮毂支撑单元的支撑杆4延伸至机舱内部，利用螺杆13上的定位结构依次贯穿连接座17的通孔和叶轮法兰的连接孔，然后通过调节螺杆13上的调节螺母使得螺杆13的端部和限位板16同时向通孔外侧拉伸，在拉伸弹簧15和安装板14的作用下使得第二连杆和第一连杆向外展开，当第二连杆达到与限位板16的底面接触时使得叶轮法兰和连接座17贴合用于辅助加固轮毂；

S3、松开抛锚，缓缓启动运输船，驶向风机安装地点，达到安装地点后，抛锚固定运输船，等待吊装；

S4、同样方法进行第二台、第三台、………的机舱与叶轮组合体运输，直至整个工程运输完毕。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种海上风力发电机机舱叶轮组合整体运输装置，包括运输船，其特征在于，还包括设置在运输船上的运输支架单元和轮毂支撑单元，所述运输支架单元包括钢框架(1)和安装座(2)，所述钢框架(1)可拆卸连接在运输船上，所述安装座(2)固定连接在钢框架(1)上，所述安装座(2)为中空设置，所述安装座(2)上设有若干个连接组件，所述轮毂支撑单元包括固定座(3)、支撑杆(4)和销轴(5)，所述固定座(3)固定连接在位于安装座(2)内侧的运输船甲板上，所述固定座(3)上设有转动的销轴(5)，所述支撑杆(4)的一端转动连接在销轴(5)上，所述支撑杆(4)的另一端延伸至机舱内，所述支撑杆(4)上设有一拉紧组件用于辅助固定轮毂；

所述连接组件包括安装槽(6)、压板(7)、复位弹簧(8)和挤压件(9)，所述安装槽(6)开设与安装座(2)上，所述安装槽(6)内设有复位弹簧(8)，所述压板(7)横向活动设置在安装槽(6)内且与复位弹簧(8)连接，所述挤压件(9)竖直活动设置在安装槽(6)内用于推动压板(7)向安装座(2)中心方向移动达到固定机舱。

2.根据权利要求1所述的一种海上风力发电机机舱叶轮组合整体运输装置，其特征在于，所述挤压件(9)设置为上端大下端小的结构形式，所述挤压件(9)的底部固定连接有导轨(10)，所述导轨(10)内设有压缩弹簧(18)，所述压缩弹簧(18)的两端均连接有一楔形的锁止块(11)，所述锁止块(11)在安装槽(6)内的竖向移动距离与压板(7)横向移动距离成正比。

3.根据权利要求1所述的一种海上风力发电机机舱叶轮组合整体运输装置，其特征在于，所述拉紧组件包括连接座(17)、固定架(12)和螺杆(13)，所述连接座(17)固定连接在支撑杆(4)的端部上，所述连接座(17)上开设有通孔，所述固定架(12)固定连接在支撑杆(4)的杆身上，所述螺杆(13)竖向活动设置在固定架(12)上，所述螺杆(13)带有螺纹的一端匹配连接有调节螺母，所述螺杆(13)的另一端设有定位结构，所述定位结构自由贯穿连接座(17) 的通孔和机舱内部叶轮法兰的连接孔。

4.根据权利要求3所述的一种海上风力发电机机舱叶轮组合整体运输装置，其特征在于，所述定位结构包括安装板(14)、拉伸弹簧(15)和限位板(16)，所述安装板(14)上转动连接有第一连杆，所述第一连杆远离安装板(14)的一端转动连接有第二连杆，所述第二连杆远离第一连杆的一端转动连接在限位板(16)上，所述第二连杆与限位板(16)的连接点距离限位板(16)的边缘预留有距离，所述限位板(16)连接第二连杆的一侧转动连接在螺杆(13)上，所述拉伸弹簧(15)连接在安装板(14)和限位板(16)之间。

5.一种海上风力发电机机舱叶轮组合整体运输装置的实施方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、先将运输船停靠在海上运输码头，利用事先制作好的运输支架单元的钢框架(1)焊接在运输船适当位置，利用事先制作好的轮毂支撑单元中固定座(3)焊在运输船甲板上的适当位置；

S2、利用履带吊将轮毂、叶片在码头场地上进行组对成叶轮，再将机舱与叶轮组对成“兔子头”整体形状，用履带吊将组对好的机舱与叶轮的组合体即“兔子头”吊装在运输船的运输支架装置上，并使用连接组件固定在安装座(2)上，利用轮毂支撑单元的支撑杆(4)延伸至机舱内部，并利用拉紧组件与叶轮法兰连接用于辅助加固轮毂；

S3、松开抛锚，缓缓启动运输船，驶向风机安装地点，达到安装地点后，抛锚固定运输船，等待吊装；

S4、同样方法进行第二台、第三台、………的机舱与叶轮组合体运输，直至整个工程运输完毕。

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