CN114233174A - 用于海上风电机组运维的登塔设备 - Google Patents

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Abstract

本发明为一种用于海上风电机组运维的登塔设备，包括电动拉链葫芦、抱箍、爬梯、软梯和旋转杆；所述爬梯的一端通过抱箍与风塔直梯的下部转动连接，爬梯中部的两侧分别转动连接有旋转杆，两个旋转杆的上端与各自的电动拉链葫芦的钢丝绳连接，两个旋转杆的下端分别通过连接绳与软梯的上端连接；在电动拉链葫芦的作用下旋转杆转动，爬梯能够展开或收起，同时旋转杆带动软梯展开或收起；当软梯完全展开后，软梯的末端与运维船甲板连接。该设备在爬梯末端设置软梯，爬梯完全展开后爬梯末端与运维船甲板在高度方向上存在间距，通过软梯与运维船甲板衔接，避免爬梯与运维船甲板直接接触，减少爬梯对运维船的刚性冲击，同时方便运维人员登上爬梯。

Description

用于海上风电机组运维的登塔设备
技术领域
本发明涉及爬梯登塔设备技术领域，具体涉及一种用于海上风电机组运维的登塔设备。
背景技术
随着海上风机装机量的提升，为海上风电场的运维也带来更多风险和挑战。由于海上环境复杂多变，运维船自身运动受海浪影响较大，当运维船接近海上平台时，运维船晃动剧烈，运维人员登塔不仅困难，而且危险性较大。现有的海上平台在风塔上设置直梯，运维人员通过直梯从运维船登陆平台和从平台返回运维船，在海上风浪大时存在很大的安全隐患，不利于运维人员攀爬。采用前述的直梯登塔方式，要求运维船必须在海浪、海涌较小的情况下才可以登靠，减低了运维效率。
现有技术中的登塔装置与运维船直接接触，由于运维船在不停晃动，容易对运维船产生刚性冲击，导致运维船损坏，同时存在运维人员落水等安全隐患。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种用于海上风电机组运维的登塔设备。
本发明解决所述技术问题采用的技术方案为：
一种用于海上风电机组运维的登塔设备，其特征在于，该设备包括电动拉链葫芦、抱箍、爬梯、软梯和旋转杆；
所述爬梯的一端通过抱箍与风塔直梯的下部转动连接，爬梯中部的两侧分别转动连接有旋转杆，两个旋转杆的上端与各自的电动拉链葫芦的钢丝绳连接，两个旋转杆的下端分别通过连接绳与软梯的上端连接；在电动拉链葫芦的作用下旋转杆转动，爬梯能够展开或收起，同时旋转杆带动软梯展开或收起；当软梯完全展开后，软梯的末端与运维船甲板连接。
所述爬梯的末端设有连接轴，连接轴的两侧均转动安装有滚轮；连接轴与爬梯末端横杆之间存在间隙，当软梯完全展开时，软梯的上端搭接在爬梯末端的横杆上，软梯在收起和展开过程中软梯沿着滚轮滑动并从连接轴与爬梯末端横杆之间的间隙中通过。
所述旋转杆为异形杆，包括连接部、长连接柱和短连接柱；长连接柱和短连接柱分别位于连接部的两端，两个连接柱之间的夹角为150°；长连接柱的末端设有连接绳，短连接柱与电动拉链葫芦的钢丝绳连接。
所述软梯末端的两侧分别安装有能够吸附在运维船甲板上的磁铁块，实现软梯与运维船甲板之间的连接。
所述爬梯远离抱箍的一端的两侧扶手上分别设有抱卡，风塔直梯的中部通过抱箍设有U型件，当爬梯完全收起时，抱卡插装在U型件中。
所述爬梯远离抱箍的一端安装有雷达传感器和缓冲垫。
该设备还包括照明灯，照明灯位于风塔直梯的上部。
与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：
1.本发明在爬梯末端设置软梯，爬梯完全展开后爬梯末端与运维船甲板在高度方向上存在间距，通过软梯与运维船甲板衔接，避免爬梯与运维船甲板直接接触，减少运维船晃动时爬梯对运维船的刚性冲击，同时方便运维人员登上爬梯，避免了运维人员落水等安全隐患。风浪条件下运维船自身运动受波浪和海涌影响而剧烈起伏摇摆，且在运维船接近海上平台时，运维船与海上平台的相对运动剧烈，因此该设备可以解决登台装置与运维船难以对接的问题。
2.通过旋转杆实现爬梯与软梯的同时展开和收起，解决了软梯的收纳问题，结构简单，使用方便。
3.本设备通过抱箍与风塔直梯连接，安装简便，成本低，不会破坏风塔整体结构，而且该设备不影响风塔直梯的使用，在特殊情况下运维人员还可以通过风塔直梯登塔。爬梯末端加装有雷达传感器，能够避免在爬梯展开过程中与运维船发生碰撞。
附图说明
图1为本设备的爬梯完全展开时的状态图；
图2为本设备的爬梯完全收起时的状态图；
图3为本设备的软梯完全展开时的局部放大图；
图4为本设备的软梯完全收起时的局部放大图；
图5为本设备的电动拉链葫芦安装示意图；
图6为软梯完全展开时，旋转杆与连接轴之间的长度关系图；
图7为软梯完全收起时，旋转杆与连接轴之间的长度关系图；
图中标号说明：1、电动拉链葫芦；2、风塔直梯；3、抱卡；4、抱箍；5、连杆；6、爬梯；7、连接轴；8、软梯；9、照明灯；10、吊环；11、旋转杆；12、连接绳；13、缓冲垫；14、雷达传感器；15、磁铁块；16、U型件；17、滚轮；
11-1、连接部；11-2、长连接柱；11-3、短连接柱。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案进行详细描述，但并不以此限定本申请的保护范围。
如图1-5所示，本发明为一种用于海上风电机组运维的登塔设备(简称设备)，包括电动拉链葫芦1、抱箍4、爬梯6、软梯8和旋转杆11；
外围风塔直梯2上部和下部的两侧分别固定有抱箍4，上部的两个抱箍4之间设有吊环10，下部的两个抱箍4之间设有连杆5；爬梯6的一端与连杆5转动连接，爬梯6中部的两侧分别转动连接有旋转杆11，爬梯6的末端设有连接轴7，连接轴7的两侧均转动安装有滚轮17；连接轴7与爬梯6末端横杆之间存在间隙，软梯8在收起和展开过程中从间隙中通过；两个电动拉链葫芦1分别与风塔直梯2上部的吊环10连接，两个电动拉链葫芦1的钢丝绳分别与各自的旋转杆11的上端连接，两个旋转杆11的下端分别通过连接绳12与软梯8上端的两侧连接，当软梯8完全展开时，软梯8的上端搭接在爬梯6末端的横杆上，软梯8的两侧分别嵌在两个滚轮17的凹槽内，软梯8在力的作用下能够沿着滚轮17滑动，实现展开或收起；
电动拉链葫芦1的钢丝绳收缩，使爬梯6以连杆5为转动中心顺时针转动(从设备的右视方向看)并收起，同时旋转杆11逆时针转动，在此过程中旋转杆11的另一端通过连接绳12拉动软梯8沿着滚轮17向上滑动，并从爬梯6与连接轴7之间的间隙中穿出；当电动拉链葫芦1的钢丝绳收缩至最短时，爬梯6完全收起，旋转杆11有最大旋转角度，软梯8完全收起，此时软梯8末端卡在连接轴7与爬梯6之间的间隙中，对软梯8进行固定，避免软梯8掉落。
所述爬梯6远离抱箍4的一端安装有雷达传感器14，用于检测爬梯6与运维船之间的距离，避免爬梯6在展开过程中与运维船发生碰撞；爬梯6远离抱箍4的一端的下方还设有缓冲垫13，减小因操作不当或运维船晃动爬梯6与运维船发生磕碰时的损伤；爬梯6远离抱箍4的一端的两侧扶手上分别设有抱卡3，风塔直梯2的中部通过抱箍4设有U型件16，当爬梯6完全收起时，爬梯6上的抱卡3插入U型件16中，避免爬梯6在海风作用下左、右晃动。
所述软梯8末端的两侧分别安装有磁铁块15，当登塔设备到达预定位置时，软梯8末端落在运维船甲板上，磁铁块15吸附运维船甲板，对软梯8进行固定避免软梯8随运维船浮动而晃动，从而解决了运维船在靠近海上平台时，受波浪和海涌影响，运维船晃动较大情况下登塔设备与运维船难以对接的问题；此外，磁铁块15具有一定重量，相当于对软梯8施加拉力，有利于软梯8顺利展开。
该设备还包括照明灯9，照明灯9安装在风塔直梯上部的抱箍4上，为运维人员登塔过程提供照明。
所述旋转杆11为异形杆，包括连接部11-1、长连接柱11-2和短连接柱11-3；长连接柱11-2和短连接柱11-3分别位于连接部11-3的两端，两个连接柱之间的夹角为150°；长连接柱11-2的末端设有连接绳12，短连接柱11-3与电动拉链葫芦1的钢丝绳连接。
由于爬梯6展开和收起过程中，旋转杆11会随着爬梯6的转动而转动，从而通过连接绳12实现软梯8的展开与收起。如图6～7所示，x表示旋转杆11与爬梯6的连接点到连接轴7之间的距离，z1表示软梯8完全展开时旋转杆11的长连接柱11-2的末端到连接轴7之间的距离，z2表示软梯8完全收起时旋转杆11的长连接柱11-2的末端到连接轴7之间的距离，y表示旋转杆11的长连接柱11-2的长度，x、y和zi(i＝1,2)构成三角形，α、β、γ分别为x与zi、x与y以及y与zi之间的夹角；假定当软梯完全收起时α＝15°,β＝120°,γ＝45°，则有
Figure BDA0003445040640000031
令z为软梯8的最大收缩长度，最大收缩长度至少为1m，则z＝z2-z1≥1；当软梯完全收起时，z1≈x-y，则长连接柱11-2的长度y满足下式，得到长连接柱的长度与旋转杆与爬梯的连接点到连接轴的距离之间的关系：
Figure BDA0003445040640000032
本发明的工作原理和流程是：
以爬梯6完全收起为初始位置，此时电动拉链葫芦1的钢丝绳收缩至最短，爬梯6上的抱卡3与风塔直梯2上的U型卡钩16配合，软梯8完全收起；
启动电动拉链葫芦1，使钢丝绳伸长，爬梯6上的抱卡3与风塔直梯2上的U型件16脱离配合，爬梯6在重力作用下以连杆5为转动中心逆时针转动，同时旋转杆11顺时针转动，使软梯8在自身重力作用下沿着滚轮17向下滑动，直到爬梯6转动至设定位置(爬梯6末端与运维船甲板在高度方向上存在间距)，爬梯6和软梯8完全展开，电动拉链葫芦1停止工作，此时爬梯6与风塔直梯2之间呈钝角，软梯8末端的磁铁块15吸附在运维船甲板上；然后运维人员通过软梯8登上爬梯6后，并沿着爬梯6登上风塔；
待运维人员登上风塔后，电动拉链葫芦1的钢丝绳收缩，爬梯6在钢丝绳的拉力作用下顺时针转动，同时旋转杆11逆时针转动，使软梯8末端的磁铁块15与运维船甲板脱离吸附并沿着滚轮17向上滑动，直到电动拉链葫芦1的钢丝绳收缩至最短，将爬梯6和软梯8完全收起，且爬梯6上的抱卡3插装在风塔直梯2上的U型件16中。
本发明未述及之处适用于现有技术。

Claims (7)

1.一种用于海上风电机组运维的登塔设备，其特征在于，该设备包括电动拉链葫芦、抱箍、爬梯、软梯和旋转杆；
所述爬梯的一端通过抱箍与风塔直梯的下部转动连接，爬梯中部的两侧分别转动连接有旋转杆，两个旋转杆的上端与各自的电动拉链葫芦的钢丝绳连接，两个旋转杆的下端分别通过连接绳与软梯的上端连接；在电动拉链葫芦的作用下旋转杆转动，爬梯能够展开或收起，同时旋转杆带动软梯展开或收起；当软梯完全展开后，软梯的末端与运维船甲板连接。
2.根据权利要求1所述的用于海上风电机组运维的登塔设备，其特征在于，所述爬梯的末端设有连接轴，连接轴的两侧均转动安装有滚轮；连接轴与爬梯末端横杆之间存在间隙，当软梯完全展开时，软梯的上端搭接在爬梯末端的横杆上，软梯在收起和展开过程中软梯沿着滚轮滑动并从连接轴与爬梯末端横杆之间的间隙中通过。
3.根据权利要求1所述的用于海上风电机组运维的登塔设备，其特征在于，所述旋转杆为异形杆，包括连接部、长连接柱和短连接柱；长连接柱和短连接柱分别位于连接部的两端，两个连接柱之间的夹角为150°；长连接柱的末端设有连接绳，短连接柱与电动拉链葫芦的钢丝绳连接。
4.根据权利要求1所述的用于海上风电机组运维的登塔设备，其特征在于，所述软梯末端的两侧分别安装有能够吸附在运维船甲板上的磁铁块，实现软梯与运维船甲板之间的连接。
5.根据权利要求1所述的用于海上风电机组运维的登塔设备，其特征在于，所述爬梯远离抱箍的一端的两侧扶手上分别设有抱卡，风塔直梯的中部通过抱箍设有U型件，当爬梯完全收起时，抱卡插装在U型件中。
6.根据权利要求1所述的用于海上风电机组运维的登塔设备，其特征在于，所述爬梯远离抱箍的一端安装有雷达传感器和缓冲垫。
7.根据权利要求1所述的用于海上风电机组运维的登塔设备，其特征在于，该设备还包括照明灯，照明灯位于风塔直梯的上部。
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