CN111954760A - 更换风力涡轮机偏航垫的方法 - Google Patents

Abstract

提供了一种更换多个偏航垫的方法。偏航垫布置在风力涡轮机的塔架和机舱之间。用新的偏航垫更换偏航垫。该方法包括确定机舱的重心。基于重心，选择每一者将被垫片替代的多个偏航垫的集合。每个替代的垫片包括的厚度大于相应的被更换的偏航垫的厚度。当机舱被垫片支撑时，更换其余的偏航垫。

Description

更换风力涡轮机偏航垫的方法

技术领域

本发明总体上涉及一种风力涡轮机以及用于更换布置在机舱和塔架之间的风力涡轮机垫的方法。

背景技术

参考图1，风力涡轮机包括塔架12和机舱14。机舱14包括毂16，一个或多个叶片18可附接到毂16。在操作中，机舱14围绕塔架的轴线A旋转，以根据风向定位机舱。该旋转R被称为偏航。偏航垫20布置在塔架12和机舱14之间，以在机舱在偏航垫上滑动时为机舱14的平滑偏航提供低摩擦表面。偏航垫20在偏航期间被磨损，并且需要更换。机舱14很重，从而使得更换具有挑战性。

将机舱向上拉离塔架以在塔架和机舱14之间提供空间是困难的。起重机可用于向上拉机舱，以将机舱提升离开塔架。支撑框架可用于支撑被提升的机舱。在机舱被提升时，可更换垫。由于整个机舱被提升，所以必须松开每个偏航夹具。偏航夹具松开的时间越长，可能发生损坏的可能性就越大。起重机使用起来很昂贵。另外，难以在将支撑结构放置到位的同时安全地提升机舱。

参考图2，机舱14可在枢转点P处倾斜，以产生与枢转点P相对的间隙22。这允许在间隙22处触及以更换垫。只有与在间隙22处具有足够通路的枢轴相对的偏转垫可被更换；因此，必须重复这个过程，这是耗时的。该过程需要将机舱偏航到位、松开偏航夹具、倾斜机舱、更换与枢轴相对的偏航垫并拧紧偏航夹具。使机舱倾斜会在部件上施加高点载荷。这使得有可能在重复过程期间损坏已经被更换的垫。对于重心C超过塔架直径的机舱，可使用重力来实现倾斜。

目前，当前的解决方案具有缺点，诸如昂贵、耗时以及安全问题。

发明内容

各种公开的实施例包括可用于有助于用新的偏航垫来更换多个偏航垫的方法的方法和系统。偏航垫布置在风力涡轮机的塔架和机舱之间。

在实施例中，确定机舱的重心。基于重心，选择多个偏航垫的集合。通过垫片来替代每个所选偏航垫。每个替代的垫片具有的厚度大于相应被更换的偏航垫的厚度。更换之后，机舱在垫片上被平衡。在替代之后，用新的偏航垫更换所述多个偏航垫的其余偏航垫。在更换所述多个偏航垫中的其余偏航垫之后，用新的偏航垫更换垫片。

在另一个实施例中，确定机舱的重心。基于重心，选择所述多个偏航垫的集合。由相应的垫片替代每个所选偏航垫。每个垫片包括的厚度都大于相应被更换的偏航垫的厚度。提升机构定位在偏航环上的第一位置处。机舱被提升机构提升远离塔架，以产生空隙。用相应的第一垫片更换所述多个偏航垫的集合中的第一者。将机舱降低到相应的第一垫片上。用新的偏航垫更换所述多个偏航垫的其余偏航垫。在更换所述多个偏航垫的其余偏航垫之后，用新的偏航垫更换每个垫片。

前述内容已经相当宽泛地概述了本公开的技术特征，使得本领域技术人员可更好地理解下面的详细描述。本公开的附加特征和优点将在下文中描述，其形成权利要求的主题。本领域技术人员将理解，他们可容易地使用所公开的概念和具体实施例作为基础来修改或设计用于实施本公开的相同目的的其他结构。本领域的技术人员还将认识到，这种等同的构造不脱离本发明在其最广泛形式内的精神和范围。

此外，在进行下面的详细描述之前，应理解的是，贯穿本专利文件提供了某些单词和短语的各种定义，并且本领域的普通技术人员将理解，这种定义适用于这种定义的单词和短语的先前以及未来使用的许多情况，如果不是大多数的话。虽然一些术语可包括各种各样的实施例，但是所附权利要求可明确地将这些术语限制于特定的实施例。

附图说明

借助于附图更详细地描述本发明的实施例。附图示出了具体的配置且不限制本发明的范围。

图1和2图示了根据现有技术的风力涡轮机的侧视图；

图3图示了风力涡轮机的侧视图，其有助于实施本文所述的一个或多个实施例；

图4-7图示了风力涡轮机的平面图，其有助于实施本文所述的一个或多个实施例；以及

图8-9描述了更换多个偏航垫的方法。

借助于附图更详细地描述本发明的实施例。附图示出了具体的配置，且不限制本发明的范围。

具体实施方式

现在将参照附图描述与有助于更换风力涡轮机垫的方法和系统有关的各种技术，其中相同的附图标记始终代表相同的元件。下面讨论的附图以及在本专利文件中用于描述本公开的原理的各种实施例仅仅是说明性的，并且不应以任何方式解释为限制本公开的范围。本领域技术人员将理解，本公开的原理可在任何适当布置的设备中实施。应理解，被描述为由某些系统元件实施的功能可由多个元件执行。类似地，例如，元件可被配置成执行被描述为由多个元件实施的功能。将参考示例性非限制性实施例来描述本申请的众多创新教导。

为了有助于理解本公开的实施例、原理和特征，在下文中参考说明性实施例中的实施例来解释它们。然而，本公开的实施例不限于在所描述的系统或方法中使用。

下文中描述的构成各种实施例的部件和材料旨在为说明性的而非限制性的。将执行与本文描述的材料相同或相似功能的许多合适的部件和材料旨在被包含在本公开的实施例的范围内。

图3图示了风力涡轮机10的侧视图，该风力涡轮机10有助于实施本文描述的一个或多个实施例。机舱14具有可在相对于塔架12直径的任何位置处的重心C。虽然图示的实施例示出了重心在塔架的直径之外，但是重心C可在塔架12的直径之内或者在塔架12的直径处。

基于重心，所述多个偏航垫20的一部分被替代。每一者由垫片30替代。每个垫片30具有的厚度34大于被更换的偏航垫20的厚度32。要替代的偏航垫20基于机舱的重心，使得机舱可在垫片上被平衡。因此，可选择替代的位置，使得机舱在垫片上被平衡。该平衡可能不具有任何进一步的支撑，因此垫片将用作机舱的平衡点。图3图示了由垫片30支撑的机舱14，垫片30已经替代了相应的偏航垫20。在图3的图示中，只有单个垫片30可见。

利用垫片30，每个垫片30包括的厚度34大于相应偏航垫20的厚度32，机舱14和塔架12之间的空隙36形成，从而提供到偏航垫20的容易的触及。未被替代的其余的偏航垫20可用新的偏航垫更换。在移除偏航垫之后，插入新的偏航垫；由此，更换相应的偏航垫。

每个垫片30可由适合于支撑机舱14的任何材料形成或包括适合于支撑机舱14的任何材料。垫片30的材料在用新的偏航垫更换偏航垫的整个持续时间中足以支撑机舱时是合适的。例如，垫片30可包括与偏航垫30的材料相同的材料或由与偏航垫30的材料相同的材料形成。垫片30可包括比偏航垫30更硬的材料或者由比偏航垫30更硬的材料形成。

图4是风力涡轮机的截面的平面图，并图示了根据实施例的偏航垫20的俯视图，其有助于实施本文所述的一个或多个实施例。偏航垫20分布在偏航齿轮42上。中心线44穿过重心C和旋转轴线A。在本图示中，重心C位于塔的直径处或基本上靠近塔的直径。

图5图示了根据实施例的图4的所选偏航垫的替代的示例。替代第一偏转垫20的第一垫片30与中心线44成角度α布置，替代第二偏转垫20的第二垫片30与中心线44成角度β布置。在实施例中，角度α和角度β使得第一垫片30与第二垫片30在中心线的相对侧上。角度α和角度β可具有相同或基本上相同的测量值，但是布置在中心线44的相对侧上。例如，角度α为45°，并且角度β为-45°。虽然该示例图示了两个偏航垫20的替代，但是这仅仅是为了说明的目的。本领域技术人员将会认识到，可用垫片30替代多于两个的偏航垫20。

根据实施例，图6包括到图5的平面图的提升机构。为了替代偏航垫，在垫片30将替代的位置处产生空隙。在产生空隙之后，在该位置处的相应偏航垫20被移除并由垫片30替代。

提升机构可用于产生空隙。在实施例中，提升机构60被具体实施为千斤顶。提升机构60将机舱14提升远离塔架12，以暴露将被垫片30替代的偏航垫20。提升机构60通过施加推力来提升机舱，该推力推动机舱远离塔架12。提升机构60可采用液压和/或气动来提供提升力。

提升机构60的定位基于重心C和其中垫片30替代偏航垫30的位置。该位置使得当提升机构60提升机舱14时，产生用于移除偏航垫20以及用于将替代的较厚垫片30的足够的空隙。提升机构60的定位例如包括布置提升机构60，使得要被替代的偏航垫位于提升机构和重心C之间。根据所示实施例，提升机构60与重心C成90度角。提升机构的角度和被替代的偏航垫30的角度仅仅是为了说明的目的，并且不是限制性的。

图7包括处于第二位置的提升机构。提升机构60可移动到第二位置，以在要被替代的第二垫片30的位置处产生空隙。根据实施例，第二位置相对于第一位置与中心线相对。在图示的实施例中，第二位置与第一位置成180°。

在实施例中，提升机构60到第二位置的定位可通过手动重新定位提升机构60来实现。手动重新定位是将提升机构60从偏航环上移除，并在第二位置处重新附接提升机构60。在另一个实施例中，将提升机构60定位到第二位置充分利用了偏航环的偏航运动。提升机构60通过使偏航环偏航而被重新定位。

图8描述了用新的偏航垫来更换布置在风力涡轮机的塔架和机舱之间的多个偏航垫的方法的实施例。确定机舱的重心(810)。重心可用于选择要被替代的偏航垫的位置。基于重心，选择将由垫片替代的多个偏航垫的集合(820)。每个替代的垫片包括的厚度大于被更换的偏航垫的厚度。用垫片替代每个确定的偏航垫(830)。其中，在更换之后，机舱在垫片上被平衡。在替代之后，用新的偏航垫更换所述多个偏航垫的其余偏航垫(840)，并且随后用新的偏航垫更换垫片(850)。

图9描述了有助于实施本文描述的一个或多个实施例的方法的实施例。确定重心(910)，并且基于重心，可选择要替代的偏航垫的位置。选择每一者将被垫片替代的多个偏航垫的集合(920)。每个垫片包括的厚度大于相应被更换的偏航垫的厚度。将提升机构定位在偏航环上的第一位置处(930)。通过提升机构将机舱提升远离塔架，以产生用于替代的空隙(940)。在空隙处替代所述所选偏航垫中的至少一者(950)。

所述多个偏航垫的集合可包括第一偏航垫和第二偏航垫。在实施例中，第一和第二偏航垫两者都被替代，而无需重新定位提升机构。在另一个实施例中，在将提升机构重新定位到第二位置并且在处于第二位置中时通过提升机构将机舱提升远离塔架之后，替代第二偏航垫。在重新定位之前，可降低提升机构。

在所选偏航垫已经被垫片替代之后，用新的偏航垫更换所述多个偏航垫中的其余偏航垫。垫片的更换可通过逆向进行该方法来完成。例如，使用提升机构将机舱提升远离塔架，以产生间隙来移除一个或多个垫片。通过新的偏航垫更换每个被移除的垫片。更换之后，可降低提升机构。提升机构可被重新定位以更换一个或多个另外的垫片。一旦更换了每个垫片，就移除提升机构。

虽然已经以示例性形式公开了本公开的实施例，但是对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明及其等同方式的精神和范围的情况下，可以在其中进行许多修改、添加和删除，如以下权利要求所阐述的。

Claims (16)

1.一种用新的偏航垫来更换布置在风力涡轮机的塔架和机舱之间的多个偏航垫的方法，所述方法包括：

确定机舱的重心；

基于所述重心，选择所述多个偏航垫的集合；

用垫片替代每个所选偏航垫，每个替代的垫片包括的厚度大于被替代的偏航垫，其中，在更换之后，所述机舱在所述垫片上被平衡；

在替代之后，用新的偏航垫更换所述多个偏航垫中的其余偏航垫；以及

在更换所述多个偏航垫中的其余偏航垫之后，用新的偏航垫更换所述垫片。

2.根据权利要求1所述的方法，在替代之前，所述方法包括：

将提升机构定位在偏航环上的第一位置处；

通过定位在所述第一位置中的提升机构，提升所述机舱远离所述塔架以产生用于替代所述所选偏航垫中的至少一者的空隙，并将所述机舱降低到每个替代的垫片上，

其中，在所述提升机构定位在第一位置处时，更换所述多个偏航垫的集合中的第一者。

3.根据权利要求2所述的方法，在更换所述多个偏航垫的其余偏航垫之前：

将提升机构定位在所述偏航环上的第二位置处；

通过位于所述第二位置处的所述提升机构将所述机舱提升远离所述塔架以产生间隙；

替代所述多个偏航垫的集合中的第二者；

将所述机舱降低到替代的垫片上，

其中，在所述提升机构定位在第二位置处时，更换所述多个偏航垫的集合中的第二者。

4.根据权利要求2或3中任一项所述的方法，

其中，所述多个偏航垫的集合中的第一者是单个偏航垫，在利用处于所述第一位置中的提升机构提升所述机舱时，替代所述第一者。

5.根据权利要求3或4中任一项所述的方法，

其中，所述偏航垫的集合中的第二者是单个偏航垫，在利用处于所述第二位置中的提升机构提升所述机舱时，替代所述第二者。

6.根据权利要求4或5中任一项所述的方法，

其中，所述多个偏航垫的集合中的第一者相对于所述多个偏航垫的集合中的第二者与中心线相对。

7.根据权利要求6所述的方法，其中

所述多个偏航垫的集合中的第一者与所述中心线之间的角度的测量值基本上与所述多个偏航垫的集合中的第二者与所述中心线之间的角度相同。

8.根据权利要求2、3或5中任一项所述的方法，

其中，所述多个偏航垫的集合中的第一者是多个偏航垫，当利用处于所述第一位置中的所述提升机构提升所述机舱时，替代所述第一者。

9.根据权利要求3、4或8中任一项所述的方法，

其中，所述偏航垫的集合中的第二者是多个偏航垫，当利用处于所述第二位置中的所述提升机构提升所述机舱时，替代所述第二者。

10.根据权利要求8或9中任一项所述的方法，

其中，所述多个偏航垫的集合中的第一者相对于所述多个偏航垫的集合中的第二者与中心线相对。

11.根据权利要求10所述的方法，

其中，所述多个偏航垫的集合中的第一者与所述中心线之间的角度的测量值基本上与所述多个偏航垫的集合中的第二者与所述中心线之间的角度相同。

12.根据权利要求2-11中任一项所述的方法，

其中，所述提升机构的位置被布置成使得所述偏航垫的集合中的要替代的所述第一者位于所述提升机构和所述重心之间。

13.根据权利要求3-11中任一项所述的方法，其中，

其中，所述提升机构的位置被布置成使得所述偏航垫的集合中的要替代的所述第二者位于所述提升机构和所述重心之间。

14.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，替代的偏航垫的数量为两个。

15.根据权利要求3-14中任一项所述的方法，其中，将所述提升机构定位在所述偏航环上的第二位置处是通过使所述偏航环从所述第一位置偏航到所述第二位置。

16.根据权利要求3-14中任一项所述的方法，其中，所述提升机构被手动定位在所述第二位置处。

Images