CN117166819A - 一种海上风电桩套笼复位设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种海上风电桩套笼复位设备，本发明涉及海上风电维护技术领域，一种海上风电桩套笼复位设备，包括套笼主体和风电桩，套笼主体套装在风电桩的外侧，还包括主动调高组件和扣紧件，主动调高组件包括半圆套框、浮块、过渡支撑轴、环形过渡滚珠和承重滚珠，该海上风电桩套笼复位设备，可以在涨潮的过程，通过海面的上升将套笼主体进行顶升，以满足套笼主体角度或者高度的复位，同时还可以在风平浪静的海面上主动的进行套笼主体的顶升，满足了不同的工况，适应性好，施工人员可以根据不同的海况选择不同的施工方法，在对套笼主体进行复位的过程中，无需工人通过吊绳悬吊在海面作业，也无需启用复杂设备进场，节约了时间和金钱成本。

Description

一种海上风电桩套笼复位设备

技术领域

本发明涉及海上风电维护技术领域，具体为一种海上风电桩套笼复位设备。

背景技术

风力发电是世界上发展最快的绿色能源技术，在陆地风电场建设快速发展的同时，广阔的海洋中也建起了一座座风力发电电场，海上风力发电电场并不会出现噪声污染的问题。

海上风力发电电场的海上风机支撑技术主要有底部固定式支撑和悬浮式支撑两类，这两类海上风机都有着坚固且稳定的支撑桩。支撑桩的顶端安装发电箱和叶片，支撑桩靠近海面出会安装有套笼，套笼供检修人员行走。检修人员登上海上风机的过程中需要风场施工船进行辅助登陆，但是在波浪的影响下，风场施工船靠泊时会不可控的撞击使套笼并使得套笼发生偏移，需要及时对偏移的套笼进行复位，现有的套笼复位需要多名工人和复杂设备进行多日的操作，费时费力，还需要消耗海上风力发电电场维护单位量大财力，同时工人在进行复位时需要吊绳悬吊在海面作业，有着较大的安全风险，不仅如此，为了减少复杂设备驳船对风场的影响，避免驳船和工程机械在此碰到套笼，还需要施工单位只能在风平浪静的海况下工作。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种海上风电桩套笼复位设备，解决了现有技术需要工人在危险工况下工作，需要复杂设备进场和只能在单一的海况下进行施工的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种海上风电桩套笼复位设备，包括套笼主体和风电桩，套笼主体套装在风电桩的外侧，还包括设置在套笼主体底部的主动调高组件和套笼主体顶部的扣紧件；

所述主动调高组件包括半圆套框、浮块、过渡支撑轴、环形过渡滚珠和承重滚珠，两块半圆套框通过螺栓连接在一起，半圆套框通过其顶部安装的承重滚珠连接套笼主体，半圆套框的内侧壁上安装平行分布的两组环形过渡滚珠，半圆套框通过环形过渡滚珠连接风电桩的外壁，半圆套框通过其底部的过渡支撑轴连接浮块，浮块和套笼主体均与风电桩的外壁活动连接。

优选的，所述扣紧件均匀的分布在套笼主体的上表面，扣紧件包括弧形竖板、弧形横板、支撑板和第一弹性片，弧形横板与套笼主体的上表面焊接固定，弧形横板的边缘与弧形竖板固定连接，弧形竖板的内侧壁上预设有内凹孔，在弧形竖板内凹孔的内侧安装支撑板和第一弹性片，其中支撑板通过铰接的方式连接弧形竖板，第一弹性片的两端分别连接支撑板与弧形竖板内侧壁。

优选的，所述风电桩的外壁上开设有呈圆环状分布的卡位槽，支撑板与卡位槽活动连接，卡位槽的竖向截面呈三角状。

优选的，所述过渡支撑轴在半圆套框的底部均匀分布，过渡支撑轴包括圆饼、过渡柱和受力扭套，圆饼与半圆套框的底部预设的空腔活动连接，圆饼与过渡柱的顶部固定，过渡柱的底部设有螺纹，过渡柱通过螺纹配合的方式连接浮块，过渡柱的外侧设置同轴心的受力扭套。

优选的，所述受力扭套的外壁开设有均匀分布的齿槽，受力扭套通过齿槽连接有驱动工件，所述驱动工件安装在半圆套框的侧壁上，驱动工件包括转盘、短轴、长轴、扣块、锥块和主动齿轮，转盘安装在短轴的顶端，短轴贯穿套笼主体并与其活动连接，短轴的底端连接长轴，长轴的外壁与扣块活动连接，扣块均匀的安装在半圆套框的外侧壁上，长轴的外壁安装同轴心的锥块，长轴的底端安装主动齿轮，主动齿轮与受力扭套活动连接。

优选的，所述半圆套框的内侧安装有横支撑，所述横支撑包括横柱、斜头、复位弹簧、限位环和圆头，斜头与锥块活动连接，斜头与圆头分别位于横柱的两端，横柱的竖向剖面呈矩形，横柱贯穿半圆套框并与其活动连接，横柱的外侧套设复位弹簧，复位弹簧的两端分别连接限位环和半圆套框内腔壁。

优选的，所述短轴的底端设有矩形部，短轴底端的矩形部伸入到长轴的内侧并与其活动连接。

优选的，所述浮块的顶部中心处安装有预设有螺纹的套筒，套筒与过渡支撑轴活动连接，浮块的顶部还设有复位预留孔，复位预留孔的内侧安装有第二弹性片，第二弹性片的顶端活动连接有垫柱，垫柱通过其顶部的滚珠连接主动齿轮。

本发明提供了一种海上风电桩套笼复位设备，与现有技术相比具备以下有益效果：

该海上风电桩套笼复位设备，可以在涨潮的过程，通过海面的上升将套笼主体进行顶升，以满足套笼主体角度或者高度的复位，同时还可以在风平浪静的海面上主动的进行套笼主体的顶升，满足了不同的工况，适应性好，施工人员可以根据不同的海况选择不同的施工方法，在对套笼主体进行复位的过程中，无需工人通过吊绳悬吊在海面作业，也无需启用复杂设备进场，节约了时间和金钱成本。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的A处结构放大示意图；

图3为本发明的主动调高组件结构示意图；

图4为本发明的驱动工件结构示意图；

图5为本发明的半圆套框结构示意图；

图6为本发明的扣紧件安装位置示意图；

图7为本发明的扣紧件结构示意图；

图8为本发明的过渡支撑轴结构示意图；

图9为本发明的横支撑结构示意图。

图中：1、套笼主体；2、主动调高组件；21、半圆套框；22、浮块；221、套筒；222、复位预留孔；223、第二弹性片；224、垫柱；23、过渡支撑轴；231、圆饼；232、过渡柱；233、受力扭套；24、环形过渡滚珠；25、横支撑；251、横柱；252、斜头；253、复位弹簧；254、限位环；255、圆头；26、承重滚珠；3、扣紧件；31、弧形竖板；32、弧形横板；33、支撑板；34、第一弹性片；4、风电桩；5、驱动工件；51、转盘；52、短轴；53、长轴；54、扣块；55、锥块；56、主动齿轮。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图9，本发明提供一种技术方案，一种海上风电桩套笼复位设备，包括套笼主体1和风电桩4，套笼主体1套装在风电桩4的外侧，还包括设置在套笼主体1底部的主动调高组件2和套笼主体1顶部的扣紧件3；其中，套笼主体1可以主动调高组件2作用下沿着风电桩4的外壁上下移动一定距离，在套笼主体1达到预定高度后，可以调节扣紧件3使套笼主体1得到定位，即达到海上风电桩套笼的复位。

主动调高组件2包括半圆套框21、浮块22、过渡支撑轴23、环形过渡滚珠24和承重滚珠26，两块半圆套框21通过螺栓连接在一起，半圆套框21通过其顶部安装的承重滚珠26连接套笼主体1，半圆套框21的内侧壁上安装平行分布的两组环形过渡滚珠24，半圆套框21通过环形过渡滚珠24连接风电桩4的外壁，半圆套框21通过其底部的过渡支撑轴23连接浮块22，浮块22和套笼主体1均与风电桩4的外壁活动连接，浮块22提供浮力，使得主动调高组件2不会沉入海面同时主动调高组件2还能托起套笼主体1。

在初始状态下，两个半圆套框21通过驳船运输到待复位的风电桩4附近，复位时，将两个半圆套框21合并在一起组成环状，并短暂附着在风电桩4的外侧，此时环形过渡滚珠24保证主动调高组件2可以沿着风电桩4的外壁上下移动，主动调高组件2还会一直保持竖直状态，半圆套框21顶部的承重滚珠26用于过渡，角度偏移的套笼主体1可以进行角度的复位。

扣紧件3均匀的分布在套笼主体1的上表面，扣紧件3包括弧形竖板31、弧形横板32、支撑板33和第一弹性片34，弧形横板32与套笼主体1的上表面焊接固定，弧形横板32的边缘与弧形竖板31固定连接，弧形竖板31的内侧壁上预设有内凹孔，在弧形竖板31内凹孔的内侧安装支撑板33和第一弹性片34，其中支撑板33通过铰接的方式连接弧形竖板31，第一弹性片34的两端分别连接支撑板33与弧形竖板31内侧壁，在第一弹性片34的作用下，支撑板33可以伸入到风电桩4外壁预留的孔位中，从而达到定位；风电桩4的外壁上开设有呈圆环状分布的卡位槽，支撑板33与卡位槽活动连接，卡位槽的竖向截面呈三角状。

过渡支撑轴23在半圆套框21的底部均匀分布，过渡支撑轴23包括圆饼231、过渡柱232和受力扭套233，圆饼231与半圆套框21的底部预设的空腔活动连接，圆饼231与过渡柱232的顶部固定，过渡柱232的底部设有螺纹，过渡柱232通过螺纹配合的方式连接浮块22，过渡柱232的外侧设置同轴心的受力扭套233，通过外力转动受力扭套233可以使得浮块22与半圆套框21的相对距离值发生变化，从而调节半圆套框21的高度。

受力扭套233的外壁开设有均匀分布的齿槽，受力扭套233通过齿槽连接有驱动工件5，驱动工件5安装在半圆套框21的侧壁上，驱动工件5包括转盘51、短轴52、长轴53、扣块54、锥块55和主动齿轮56，转盘51安装在短轴52的顶端，短轴52贯穿套笼主体1并与其活动连接，短轴52的底端连接长轴53，长轴53的外壁与扣块54活动连接，扣块54均匀的安装在半圆套框21的外侧壁上，长轴53的外壁安装同轴心的锥块55，长轴53的底端安装主动齿轮56，主动齿轮56与受力扭套233活动连接，在转动转盘51时，转盘51带动长轴53转动，长轴53受到扣块54的限位，长轴53只能做上下移动和自转，这样长轴53带动锥块55和主动齿轮56转动，主动齿轮56可以带动受力扭套233，转动的受力扭套233会迫使浮块22与半圆套框21的相对距离值发生变化，从而调节半圆套框21的高度。

半圆套框21的内侧安装有横支撑25，横支撑25包括横柱251、斜头252、复位弹簧253、限位环254和圆头255，斜头252与锥块55活动连接，斜头252与圆头255分别位于横柱251的两端，横柱251的竖向剖面呈矩形，横柱251贯穿半圆套框21并与其活动连接，横柱251的外侧套设复位弹簧253，复位弹簧253的两端分别连接限位环254和半圆套框21内腔壁，横支撑25用于锁定主动调高组件2的高度位置，这样便于对套笼主体1进行角度调节。

短轴52的底端设有矩形部，短轴52底端的矩形部伸入到长轴53的内侧并与其活动连接，这样短轴52既能轻松的伸入长轴53顶端，带动长轴53转动，短轴52还能根据需求进行拆装。

浮块22的顶部中心处安装有预设有螺纹的套筒221，套筒221与过渡支撑轴23活动连接，浮块22的顶部还设有复位预留孔222，复位预留孔222的内侧安装有第二弹性片223，第二弹性片223的顶端活动连接有垫柱224，垫柱224通过其顶部的滚珠连接主动齿轮56，在第二弹性片223弹性力的作用下，长轴53、锥块55和主动齿轮56一直有着向上的力，锥块55可以托住横支撑25的斜头252段，使得横支撑25的圆头255端插入到风电桩4外壁预留的圆孔中。

实施例一

当风场施工船靠泊过程中，套笼只发生角度偏移时。

套笼只需要进行角度复位时，选择在潮水较低的时间段将将两个半圆套框21合并在一起组成环状，并短暂附着在风电桩4的外侧，此时主动调高组件2保持竖直状态，此时横支撑25的圆头255只与风电桩4的光滑外壁接触并没有插入到预定的圆孔中，横支撑25的斜头252迫使驱动工件5处于低位，接着等待潮水的变化，随着潮水的慢慢涨潮，主动调高组件2缓慢的上升，在主动调高组件2上升的过程中，横支撑25的圆头255会插入到风电桩4外壁预定的圆孔中，此时主动调高组件2的高度得到了稳定，同时半圆套框21顶部的承重滚珠26刚好接触套笼主体1，接着快速拆下套笼主体1原先与风电桩4连接的扣紧工件，然后通过人工将套笼主体1转动一定角度，进行角度复位，然后将新的扣紧件3进行安装，安装结束后依次撤离主动调高组件2，这样完成了套笼的角度复位，套笼的角度复位过程中，无需工人通过吊绳悬吊在海面作业，也无需启用复杂设备进场，节约了成本。

实施例二

当风场施工船靠泊过程中，套笼只发生高度偏移时。

套笼只需要进行高度复位时，选择在潮水较低的时间段将将两个半圆套框21合并在一起组成环状，其中半圆套框21发往施工位置前拆下横支撑25，此时主动调高组件2保持竖直状态，此时环形过渡滚珠24保证主动调高组件2可以沿着风电桩4的外壁上下移动，接着等待潮水的变化，随着潮水的慢慢涨潮，主动调高组件2缓慢的上升，在主动调高组件2上升的过程中，半圆套框21顶部的承重滚珠26会接触套笼主体1，并将套笼主体1顶起，此时快速拆下套笼主体1原先与风电桩4连接的扣紧工件，当潮水上升到预定值即套笼正常高度时，将新的扣紧件3进行安装，接着位于套笼主体1上的工人转动转盘51，此时主动齿轮56与受力扭套233接触，并使得受力扭套233转动，并减少浮块22与半圆套框21的相对距离值，避免继续上升的潮水带动套笼主体1继续上升，于此同时依次撤离主动调高组件2，这样完成了套笼的高度复位，套笼的高度复位过程中，通过潮位的变化，可以将套笼主体1进行顶升，无需工人通过吊绳悬吊在海面作业，也无需启用复杂设备进场，安全性高，同时节约了成本。

实施例三

当风场施工船靠泊过程中，套笼只发生高度偏移时。

套笼只需要进行高度复位时，选择在风平浪静的时间段将将两个半圆套框21合并在一起组成环状，其中半圆套框21发往施工位置前拆下横支撑25，此时主动调高组件2保持竖直状态，环形过渡滚珠24保证主动调高组件2可以沿着风电桩4的外壁上下移动，此时位于套笼主体1上的工人转动转盘51，此时主动齿轮56与受力扭套233接触，并使得受力扭套233转动，并增加浮块22与半圆套框21的相对距离值，这样主动调高组件2会缓慢的上升，在主动调高组件2上升的过程中，半圆套框21顶部的承重滚珠26会接触套笼主体1，并将套笼主体1顶起，此时快速拆下套笼主体1原先与风电桩4连接的扣紧工件，当套笼主体1达到正常高度时，将新的扣紧件3进行安装，然后依次撤离主动调高组件2，这样完成了套笼的高度复位，套笼的高度复位过程中，无需工人通过吊绳悬吊在海面作业，也无需启用复杂设备进场，安全性高，同时节约了成本。

实施例四

当风场施工船靠泊过程中，套笼不仅发生角度偏移还发生高度偏移时。

选择在风平浪静的时间段将将两个半圆套框21合并在一起组成环状，此时主动调高组件2保持竖直状态，此时横支撑25的圆头255只与风电桩4的光滑外壁接触并没有插入到预定的圆孔中，横支撑25的斜头252迫使驱动工件5处于低位，接着位于套笼主体1上的工人转动转盘51，此时主动齿轮56与受力扭套233接触，并使得受力扭套233转动，并增加浮块22与半圆套框21的相对距离值，这样主动调高组件2会缓慢的上升，在主动调高组件2上升的过程中，半圆套框21顶部的承重滚珠26会接触套笼主体1，并将套笼主体1顶起，接着快速拆下套笼主体1原先与风电桩4连接的扣紧工件，当套笼主体1达到正常高度时，横支撑25的圆头255会插入到风电桩4外壁预定的圆孔中，此时主动调高组件2的高度得到了稳定，然后通过人工将套笼主体1转动一定角度，进行角度复位，然后将新的扣紧件3进行安装，安装结束后依次撤离主动调高组件2，这样完成了套笼的角度复位，套笼的角度复位过程中，无需工人通过吊绳悬吊在海面作业，也无需启用复杂设备进场，节约了成本。

综上所述：本海上风电桩套笼复位设备，套笼发生偏移时，可以在涨潮的过程，通过海面的上升将套笼主体1进行顶升，以满足套笼主体1角度或者高度的复位，同时还可以在风平浪静的海面上主动的进行套笼主体1的顶升，满足了不同的工况，适应性好，施工人员可以根据不同的海况选择不同的施工方法，在对套笼主体1进行复位的过程中，无需工人通过吊绳悬吊在海面作业，也无需启用复杂设备进场，节约了时间和金钱成本。

同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。

需要说明的是，以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其效物界定。

Claims (8)

1.一种海上风电桩套笼复位设备，包括套笼主体（1）和风电桩（4），套笼主体（1）套装在风电桩（4）的外侧，其特征在于：还包括设置在套笼主体（1）底部的主动调高组件（2）和套笼主体（1）顶部的扣紧件（3）；

所述主动调高组件（2）包括半圆套框（21）、浮块（22）、过渡支撑轴（23）、环形过渡滚珠（24）和承重滚珠（26），两块半圆套框（21）通过螺栓连接在一起，半圆套框（21）通过其顶部安装的承重滚珠（26）连接套笼主体（1），半圆套框（21）的内侧壁上安装平行分布的两组环形过渡滚珠（24），半圆套框（21）通过环形过渡滚珠（24）连接风电桩（4）的外壁，半圆套框（21）通过其底部的过渡支撑轴（23）连接浮块（22），浮块（22）和套笼主体（1）均与风电桩（4）的外壁活动连接。

2.根据权利要求1所述的一种海上风电桩套笼复位设备，其特征在于：所述扣紧件（3）均匀的分布在套笼主体（1）的上表面，扣紧件（3）包括弧形竖板（31）、弧形横板（32）、支撑板（33）和第一弹性片（34），弧形横板（32）与套笼主体（1）的上表面焊接固定，弧形横板（32）的边缘与弧形竖板（31）固定连接，弧形竖板（31）的内侧壁上预设有内凹孔，在弧形竖板（31）内凹孔的内侧安装支撑板（33）和第一弹性片（34），其中支撑板（33）通过铰接的方式连接弧形竖板（31），第一弹性片（34）的两端分别连接支撑板（33）与弧形竖板（31）内侧壁。

3.根据权利要求2所述的一种海上风电桩套笼复位设备，其特征在于：所述风电桩（4）的外壁上开设有呈圆环状分布的卡位槽，支撑板（33）与卡位槽活动连接，卡位槽的竖向截面呈三角状。

4.根据权利要求1所述的一种海上风电桩套笼复位设备，其特征在于：所述过渡支撑轴（23）在半圆套框（21）的底部均匀分布，过渡支撑轴（23）包括圆饼（231）、过渡柱（232）和受力扭套（233），圆饼（231）与半圆套框（21）的底部预设的空腔活动连接，圆饼（231）与过渡柱（232）的顶部固定，过渡柱（232）的底部设有螺纹，过渡柱（232）通过螺纹配合的方式连接浮块（22），过渡柱（232）的外侧设置同轴心的受力扭套（233）。

5.根据权利要求4所述的一种海上风电桩套笼复位设备，其特征在于：所述受力扭套（233）的外壁开设有均匀分布的齿槽，受力扭套（233）通过齿槽连接有驱动工件（5），所述驱动工件（5）安装在半圆套框（21）的侧壁上，驱动工件（5）包括转盘（51）、短轴（52）、长轴（53）、扣块（54）、锥块（55）和主动齿轮（56），转盘（51）安装在短轴（52）的顶端，短轴（52）贯穿套笼主体（1）并与其活动连接，短轴（52）的底端连接长轴（53），长轴（53）的外壁与扣块（54）活动连接，扣块（54）均匀的安装在半圆套框（21）的外侧壁上，长轴（53）的外壁安装同轴心的锥块（55），长轴（53）的底端安装主动齿轮（56），主动齿轮（56）与受力扭套（233）活动连接。

6.根据权利要求5所述的一种海上风电桩套笼复位设备，其特征在于：所述半圆套框（21）的内侧安装有横支撑（25），所述横支撑（25）包括横柱（251）、斜头（252）、复位弹簧（253）、限位环（254）和圆头（255），斜头（252）与锥块（55）活动连接，斜头（252）与圆头（255）分别位于横柱（251）的两端，横柱（251）的竖向剖面呈矩形，横柱（251）贯穿半圆套框（21）并与其活动连接，横柱（251）的外侧套设复位弹簧（253），复位弹簧（253）的两端分别连接限位环（254）和半圆套框（21）内腔壁。

7.根据权利要求5所述的一种海上风电桩套笼复位设备，其特征在于：所述短轴（52）的底端设有矩形部，短轴（52）底端的矩形部伸入到长轴（53）的内侧并与其活动连接。

8.根据权利要求5所述的一种海上风电桩套笼复位设备，其特征在于：所述浮块（22）的顶部中心处安装有预设有螺纹的套筒（221），套筒（221）与过渡支撑轴（23）活动连接，浮块（22）的顶部还设有复位预留孔（222），复位预留孔（222）的内侧安装有第二弹性片（223），第二弹性片（223）的顶端活动连接有垫柱（224），垫柱（224）通过其顶部的滚珠连接主动齿轮（56）。