CN211116428U - 风电塔架风叶维护一体机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种风电塔架风叶维护一体机，包括塔筒上抱圈和塔筒下抱圈，所述塔筒上抱圈和塔筒下抱圈分别包括有数量相等的上抱筒板和下抱筒板，在上抱筒板或下抱筒板上安装有托承横杆，所述位置相对应的上抱筒板和下抱筒板之间支承有电动推杆；所述托承横杆上固定安装有悬桥支架，该悬桥支架上滑动支承有维护悬桥，悬桥驱动电机通过悬桥驱动机构驱动维护悬桥。所述悬桥支架上滑动支承有两相互平行的维护悬桥。所述托承横杆上固定安装有爬升台架，所述悬桥支架固定安装于爬升台架上。所述维护悬桥通过移动滑轨滑动支承于悬桥支架上；所述悬桥驱动机构为丝杠螺母副。该维护一体机，爬升顺畅，既可以对塔身进行维护，也可以对风叶进行维护保养。

Description

风电塔架风叶维护一体机

技术领域

本实用新型涉及一种风力发电机的维护施工设备，尤其涉及一种用于对风电塔架塔壁及风叶叶面进行清洁、检修、维护和涂装等作业的施工机械。

背景技术

风力发电电源系统由风力发电机组、风电塔架、风电叶片及电控制转换等部件组成。其中风力发电机组是能量转换装置，它通过叶片的转动带动发电机发电；叶片是风能转换为电能最为直接和不可缺少的重要构件；塔架是风力发电机组的支撑构件，它除起支撑作用外，还起着吸收机组震动的作用。故而风电塔架和叶片是整个风力发电系统中最为关键的风电机件。

风电塔架和叶片往往处于较为恶劣的使用环境下，尤其是海上风电塔架和叶片又处于严重腐蚀环境氛围中，不仅受到风吹、日晒、雨淋，更受到潮湿盐雾的侵蚀，很容易导致钢质塔筒外壁防腐涂层破坏，油漆脱落，筒体锈蚀，加之风电塔架和叶片涂层使用寿命超限会产生涂层粉化、脱落、起泡和松动等现象而加速其老化；同时叶片面层的积垢也会引起叶片气流的拢动，影响发电效率，需定期维护清理。塔架连接部位的紧固件也有一定的作用时效，使用一定时间后必须予以维修更换。因此，必须对风电塔架和叶片出现的蚀斑部位进行喷射处理，以完全去除腐蚀剥落部位的氧化锈蚀层或旧涂层以露出母材，再以动力砂轮对处理部位边缘打磨后，进行底漆、中涂漆及面漆施工作业，而达到原始的设计厚度要求。这一施工过程不仅劳动强度大，作业难度高，而且时有人身安全事故的发生，尤其是随着大型风电建设速度的加快，风电塔筒的高度均超过100米，甚至达到150米，更增加了作业难度和操作安全风险。

目前对风电塔架和叶片维护保养较为普遍的做法是作业人员通过机舱上的绳索被逐渐下放，作业人员悬吊在塔架和叶片附近的空中对塔架和叶片分别进行作业，由于风电叶片悬置于空中其作业难度更大，加之塔架高度均达到百米，空中风速较高，不仅增加施工作业难度，劳动强度，施工效率低，而且对作业人员的心理素质和技术水平均有较高的要求。

申请人于2019年03月27日向国家知识产权局提交的“风电塔维护爬升机”实用新型专利申请，申请号：201920394831.X，该爬升机包括塔筒上抱圈和塔筒下抱圈，塔筒上、下抱圈分别由数量相等的上下抱筒板组成，多片的塔筒上下抱筒板通过对应的卷扬机钢索箍成塔筒上抱圈和塔筒下抱圈，通过上下抱圈筒板之间的液压缸或气动缸的交替伸缩和抱圈钢索的交替收放而实现整机的爬升，并完成对塔架筒身的维护和保养。虽然该结构设计合理精巧，能安全高效地完成对塔身的维护和保养，但在使用中仍存在两方面问题，一是由于上、下抱筒板的交替爬升驱动件采用的是液压缸或气动缸，由于液压缸或气动缸的伸缩动作受到控制阀、管路及执行器等多个控制元件的影响，其响应速度慢及动作精度低，很难保证同一抱圈的各液压缸或气缸的同步动作，而各液压缸或气动缸动作的细小差异都会引起抱圈的上抱筒板或下抱筒板间爬高不协调，形成偏爬而卡死，不能顺畅地实现爬升动作，甚至无法正常工作。二是该实用新型虽然可以实现对塔身的进行维护，但对于远离于塔身并悬置空中的风叶仍然是无计于是，风叶维护仍依靠传统方法进行。

实用新型内容

针对现有技术所存在的上述不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种风电塔架风叶维护一体机，不仅爬升顺畅，无偏爬卡死，而且既可以对塔身进行维护，也可以对风叶进行维护保养。

为了解决上述技术问题，本实用新型的风电塔架风叶维护一体机，包括塔筒上抱圈和塔筒下抱圈，所述塔筒上抱圈和塔筒下抱圈分别包括有数量相等的上抱筒板和下抱筒板，在上抱筒板或下抱筒板上安装有托承横杆，所述位置相对应的上抱筒板和下抱筒板之间支承有电动推杆；所述托承横杆上固定安装有悬桥支架，该悬桥支架上滑动支承有维护悬桥，悬桥驱动电机通过悬桥驱动机构驱动维护悬桥。

采用上述结构后，首先由于塔筒上抱圈和塔筒下抱圈分别由若干数量相等的上抱筒板和下抱筒板而组成，相互分隔的上抱筒板和下抱筒板可以围成不同抱围直径的塔筒上抱圈和塔筒下抱圈，借助上抱筒板和下抱筒板在塔筒上的交替作用而实现沿塔筒壁的步履式爬升或下降动作；通过上抱筒板或下抱筒板上的托承撑架安装维护台架，该维护台架既可以供作业人员在其上进行操作施工和行走，也可以在维护台架上放置相应的喷砂、油漆等相应的维护保养设备，具有操作方便、作业舒适安全的优点。又由于位置相应的上抱筒板和下抱筒板之间支承有电动推杆，通过电动推杆往复直线伸缩而实现上、下抱筒板在塔筒上的交替爬升，由于电动推杆是一种直线往复运动的电力驱动装置，很容易实现运程控制和集中同步控制，无需繁复的中间控制元器件，动作精准，不会在多根电动推杆之间形成动作差异，能确保各电动推杆间的协调动作和同步动作，从而完全避免了抱筒板的偏爬和爬升卡死，使得爬升更加顺畅。还由于在托承横杆上通过悬桥支架滑动支承有维护悬桥，一方面维护悬桥可以随抱筒圈沿塔身而爬升至风叶高度，另一方面外伸的维护悬桥能伸至风叶的维护保养位置，作业人员既可以在维护悬桥上对风叶叶片进行操作施工和行走，也可以在悬桥上使用维护设备对叶片进行维护保养，操作安全和作业高效。由于维护悬桥是滑动支承于悬桥支架上的，且维护悬桥在悬桥驱动机构的驱动下可以在悬桥支架上滑移，通过悬桥支架随抱筒圈板沿高度的爬升，以及维护悬桥沿悬桥支架的水平移动，从而很方便地接近风叶正反叶面上的各个维护位置，准确地对风叶叶片进行多种维护操作。本实用新型既实现了对塔架塔身的维护操作，又能对风叶片进行维护作业，不仅大大减轻了作业人员的劳动强度，作业效率高，而且使用安全、操作方便舒适。

本实用新型的进一步实施方式，所述悬桥支架上滑动支承有两相互平行的维护悬桥。所述托承横杆上固定安装有爬升台架，所述悬桥支架固定安装于爬升台架上。所述爬升台架包括有台架下框架和台架上框架，该台架下框架和台架上框架固定连接；所述悬桥支架固定连接于台架下框架上。平行设置的两根维护悬桥可以使作业人员能对风叶叶片的正反两个叶面进行维护操作；悬桥支架是固定安装于爬升台架下框架上，其固定连接可靠，有利于增强使用安全性。

本实用新型的优选实施方式，所述维护悬桥通过移动滑轨滑动支承于悬桥支架上；所述悬桥驱动机构为丝杠螺母副。所述移动滑轨包括有上移动滑轨和下移动滑轨，上移动滑轨和下移动滑轨相距地安装于悬桥支架上，所述维护悬桥通过上移动滑轨和下移动滑轨滑动支承于悬桥支架上；该上移动滑轨和下移动滑轨均为直线导轨。采用两根移动滑轨可以确保维护悬桥能保持足够的外伸长度，并且能承受更多悬桥荷载。

本实用新型的优选实施方式，所述悬桥驱动机构的丝杠螺母副包括驱动丝杆和驱动螺母，该驱动丝杆通过丝杆支座转动支承于悬桥支架，所述驱动螺母固定连接于维护悬桥上，与驱动丝杆传动连接的悬桥驱动电机安装于悬桥支架上。采用丝杠螺母驱动副具有运行可靠，结构合理的优势。

本实用新型的进一步实施方式，在所述塔筒上抱圈的一上抱筒板上安装有上卷扬机，该上卷扬机的上抱筒钢索缠绕于各下抱筒板的外侧；在塔筒下抱圈的一下抱筒板上安装有下卷扬机，该下卷扬机的下抱筒钢索缠绕于各下抱筒板的外侧。通过上、下抱筒板及钢索卷扬机的交替收紧和放松，使上、下抱筒圈在塔身上交替抱紧和分离而实现爬升。

本实用新型的优选实施方式，所述托承横杆铰支于上抱筒板上，在托承横杆上铰连有斜撑杆，该斜撑杆铰支于与所述上抱筒板相对应的下抱筒板上。该支撑结构稳定牢固，能够可靠地托承爬升台架。

本实用新型的优选实施方式，所述上抱筒板由若干上抱筒板单元相互铰连而成，所述下抱筒板也由若干下抱筒板单元相互铰连而成。采用铰连的多抱筒板结构，可以很好地与塔架不同部位的筒径相吻合，以产生足够的抱合接触面积，形成稳定牢固的接触摩擦力。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型风电塔架风叶维护一体机作进一步说明。

图1是本实用新型风电塔架风叶维护一体机处于使用状态的工作示意图；

图2是图1中使用位置的局部放大视图；

图3是本实用新型风电塔架风叶维护一体机（折除台架上框架及维护移动车）的立体结构示意图；

图4是图3所示结构中的上、下抱筒板单元的结构示意图；

图5是图3所示结构中外悬桥的结构示意图；

图6是图5所示悬桥支架和维护悬桥安装结构放大视图。

图中，1—风电塔架，2—爬升台架、21—台架下框架、22—台架踏板、23—台架上框架、24—维护移动车，3—爬升结构、31—托承横杆、32—斜撑杆、33—上抱筒板、34—上抱筒钢索、35—下抱筒钢索、36—下抱筒板、37—上卷扬机、38—下卷扬机、39—电动推杆，4—风电风叶，5—外悬桥、51—悬桥支架、52—丝杠支座、53—驱动螺母、54—维护悬桥、55—驱动丝杠、56—悬桥驱动电机、57—下移动滑轨、58—滑轨架、59—上移动滑轨。

具体实施方式

如图1、图2所示，风电机组包括有风电塔架1，在风电塔架1的顶端安装有发电机组，以及驱动发电机组的风电风叶4。在风电塔架1的塔身上套装有爬升结构3，爬升结构3上支承有外伸的外悬桥5，伸出的外悬桥5可与风电风叶4的位置相对应。

如图3所示，爬升结构3包括有可围抱于风电塔架1上的塔筒上抱圈和塔筒下抱圈。塔筒上抱圈和塔筒下抱圈分别包括有六块上抱筒板33和下抱筒板36，位于同一高度的六块上抱筒板33沿风电塔架1塔身同一周向围成塔筒上抱圈，位于另一高度的六块下抱筒板36沿风电塔架1塔身另一高度的周向围成塔筒下抱圈。

在塔筒上抱圈的一上抱筒板33上安装有两台上卷扬机37，上卷扬机37对应的上抱筒钢索34通过上抱筒板33的上钢索导引器缠绕于各块上抱筒板33的外侧，每台上卷扬机37的上抱筒钢索34在六块上抱筒板33上缠绕4道，同样另一台上卷扬机33的上抱筒钢索34在六块上抱筒板33上也缠绕4道。在塔筒下抱圈的一下抱筒板36上安装有两台下卷扬机38，下卷扬机38对应的钢索9通过下抱筒板36的下钢索导引器缠绕于各下抱筒板的外侧，每台下卷扬机38的下抱筒钢索35在六块下抱筒板36上缠绕4道。

如图4所示，在位置相对应的上抱筒板33和下抱筒板36之间支承有两根电动推杆39。电动推杆39的一端通过对应的铰支座连接于上抱筒板33上，电动推杆39的另一端通过对应的铰支座安装于下抱筒板36上。在每一相互对应的上抱筒板33和下抱筒板36上分别铰支有托承横杆31和斜撑杆32，托承横杆31铰支于上抱筒板33上，斜撑杆32与托承横杆31相铰连，该斜撑杆32的另一端铰支于与上抱筒板33相对应的下抱筒板3上。

在托承横杆31上通过托承连接座固定安装有爬升台架2，爬升台架2包括有台架下框架21和台架上框架23，该台架下框架21和台架上框架23固定连接而构成了护栏结构，在台架上框架23上安装有维护移动车24；在台架下框架21上安装有台架踏板22，以便作业人员行走作业。在台架下框架21上还固定连接有悬桥支架51。

如图5、图6所示，在悬桥支架51上安装有上移动滑轨59和下移动滑轨57，该上移动滑轨59和下移动滑轨57均为通用的直线导轨。上移动滑轨59和下移动滑轨57处于两个不同的高度平面内，在空间上相互平行并且滑移面相对布置，下移动滑轨57直接安装于悬桥支架51上，而上移动滑轨59则通过滑轨架58安装于悬桥支架51上。在悬桥支架51上滑动支承有两相互平行的维护悬桥54，该两维护悬桥54的安装端部均插装于上移动滑轨59和下移动滑轨57之间，上移动滑轨59位于维护悬桥54插装端面的上面，下移动滑轨57则位于维护悬桥54的插装端面的下面。

悬桥驱动电机56通过悬桥驱动机构驱动维护悬桥54，悬桥驱动机构为包括有驱动丝杠55和驱动螺母53构成的丝杠螺母副。悬桥驱动电机56位于两维护悬桥54之间，其两端输出轴均对应的驱动丝杠55相连接，驱动丝杠55的另一端则通过对应的丝杠支座52转动支承于悬桥支架51上。每一维护悬桥54上均固定安装有驱动螺母53，该驱动螺母53与对应的驱动丝杠55构丝杆螺母副。悬桥驱动电机56通过丝杠螺母副驱动维护悬桥54在悬桥支架51上沿移动滑轨而滑移，这样维护悬桥54既可在悬桥支架51上滑动，又可随塔筒抱圈上下升降，从而方便接近风叶并对叶面进行维护。

Claims (10)

1.一种风电塔架风叶维护一体机，包括塔筒上抱圈和塔筒下抱圈，所述塔筒上抱圈和塔筒下抱圈分别包括有数量相等的上抱筒板（33）和下抱筒板(36)，在上抱筒板（33）或下抱筒板（36）上安装有托承横杆（31），其特征在于：所述上抱筒板（33）和下抱筒板（36）之间支承有电动推杆（39）；所述托承横杆（31）上固定安装有悬桥支架（51），该悬桥支架（51）上滑动支承有维护悬桥（54），悬桥驱动电机（56）通过悬桥驱动机构驱动维护悬桥（54）。

2.根据权利要求1所述的风电塔架风叶维护一体机，其特征在于：所述悬桥支架（51）上滑动支承有两相互平行的维护悬桥（54）。

3.根据权利要求1或2所述的风电塔架风叶维护一体机，其特征在于：所述托承横杆(31)上固定安装有爬升台架（2），所述悬桥支架（51）固定安装于爬升台架（2）上。

4.根据权利要求3所述的风电塔架风叶维护一体机，其特征在于：所述爬升台架（2）包括有台架下框架（21）和台架上框架（23），该台架下框架（21）和台架上框架（23）固定连接；所述悬桥支架（51）固定连接于台架下框架（21）上。

5.根据权利要求1所述的风电塔架风叶维护一体机，其特征在于：所述维护悬桥（54）通过移动滑轨滑动支承于悬桥支架（51）上；所述悬桥驱动机构为丝杠螺母副。

6.根据权利要求5所述的风电塔架风叶维护一体机，其特征在于：所述移动滑轨包括有上移动滑轨（59）和下移动滑轨（57），上移动滑轨（59）和下移动滑轨（57）相距地安装于悬桥支架（51）上，所述维护悬桥（54）通过上移动滑轨（59）和下移动滑轨（57）滑动支承于悬桥支架（51）上；该上移动滑轨（59）和下移动滑轨（57）均为直线导轨。

7.根据权利要求4或5所述的风电塔架风叶维护一体机，其特征在于：所述悬桥驱动机构的丝杠螺母副包括驱动丝杠（55）和驱动螺母（53），该驱动丝杠（55）通过丝杠支座（52）转动支承于悬桥支架（51），所述驱动螺母（53）固定连接于维护悬桥（54）上，与驱动丝杠（55）传动连接的悬桥驱动电机（56）安装于悬桥支架（51）上。

8.根据权利要求1所述的风电塔架风叶维护一体机，其特征在于：在所述塔筒上抱圈的一上抱筒板（33）上安装有上卷扬机（37），该上卷扬机（37）的上抱筒钢索（34）缠绕于各下抱筒板（36）的外侧；在塔筒下抱圈的一下抱筒板（36）上安装有下卷扬机（38），该下卷扬机（38）的下抱筒钢索（35）缠绕于各下抱筒板（36）的外侧。

9.根据权利要求1所述的风电塔架风叶维护一体机，其特征在于：所述托承横杆（31）铰支于上抱筒板（33）上，在托承横杆（31）上铰连有斜撑杆（32），该斜撑杆（32）铰支于与所述上抱筒板（33）相对应的下抱筒板（36）上。

10.根据权利要求1所述的风电塔架风叶维护一体机，其特征在于：所述上抱筒板（33）由若干上抱筒板单元相互铰连而成，所述下抱筒板（36）也由若干下抱筒板单元相互铰连而成。

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