CN215292755U - 一种风机叶片水平安装辅助对接装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种风机叶片水平安装辅助对接装置，包括抱箍组件、自锁腿组件、叶片对心组件和控制组件；叶片对心组件包括对心承载基座和叶片对心托爪，叶片对心托爪滑动并旋转设置在对心承载基座上；抱箍组件包括抱箍固定臂和抱箍活动臂，抱箍固定臂的两端分别为第一开口端和第二开口端，抱箍活动臂的两端分别为第三开口端和第四开口端；第一开口端可拆卸设置在第三开口端，第四开口端活动设置在第二开口端；抱箍固定臂设置在对心承载基座上；自锁腿组件包括自锁腿，自锁腿固定设置在对心承载基座上；控制组件设置在抱箍固定臂上。本实用新型提高了叶片的安装效率，解决了其他叶片对接辅助装置安装、拆卸困难的问题。

Description

一种风机叶片水平安装辅助对接装置

技术领域

本实用新型涉及海洋工程技术领域，具体地，涉及一种风机叶片水平安装辅助对接装置。

背景技术

据统计，海上风机安装成本约占总成本的20％，随着近年以来海上风电的迅速发展和风电平价时代的到来，海上风电机组安装技术的提高成为了降低总成本的重要一环。

海上风机的吊装通常采用分体吊装的方式，即预先将风机的零部件(如塔筒、机舱、轮毂和叶片等)组装成预装件，而后运输到安装地点依次吊装。通常采用的组装方法中，由于叶片特殊的修长外形，将三个叶片和轮毂预先完全组装将不利于运输和吊装，因此采用轮毂和机舱组装的方法或两个叶片和轮毂“兔耳式”组装方法较为常见，而剩余的叶片则采用单叶片吊装的方式与轮毂对接合拢。

在单叶片吊装过程中，通常采用刚臂结构吊具固定叶片，而后起重机将吊具连同叶片起吊至安装高度，通过移动吊车、人工拉动缆绳等方式不断调整叶片的位置和姿态，最终使得叶片根部螺栓插入轮毂对接口螺栓孔并锁紧。

叶片安装方式主要有水平吊装、垂直吊装等，其中水平吊装方式应用最为广泛。实际应用中，受到安装海域风浪的影响，悬吊的叶片和已合拢的塔筒、机舱、轮毂结构均会发生晃动，进而导致叶片和轮毂对接困难甚至失败损坏叶根螺栓。因此，吊装过程通常选在风浪较小的时段，而这样的海况窗口期通常较短，且吊车在吊装叶片的过程中，由于其自身移动、旋转与叶片所需要的移动方向不一定一致，因此将叶片移动对接轮毂的过程需要多次微调吊车的位置和角度，严重影响了吊装效率。一条性能优异的安装船，一年最多也只能吊40台海上风机左右，效率低下且成本较高。

公开号为CN107387329A的专利公开了一种适用于海上风机单叶片安装的轮毂对接装置，包括圆形卡环、弹簧阻尼器、力作用器、缓冲板、控制器和电动马达；圆形卡环为刚性结构，围绕轮毂一周，其通过弹簧阻尼器、力作用器与缓冲板相连；缓冲板材质为柔性复合材料，多个缓冲板的根部通过连接铰铰链于轮毂的一外缘，并可绕其根部旋转；力作用器受到位于机舱内的控制器和电动马达驱动。叶片和轮毂上开有多个法兰孔，二者完成对接后，通过螺栓实现固定。本发明的轮毂对接装置的安装、调试均可在陆上机舱组件安装时完成。轮毂对接装置的组成部件：圆形卡环、缓冲板、力作用器、弹簧阻尼器、控制器及电动马达，均为成熟的商用产品，施工便利。上述发明使用弹簧和缓冲板结构，在叶片和轮毂对接时逐渐合拢，从而起到引导叶根与轮毂对齐的效果,但该设计安装和拆卸较为困难，拆卸方式也未作说明，且对接过程仍需要人力辅助稳定叶片的运动。

申请号为CN109837901A的专利公开了一种海上风机单体桩基抱桩器，包括抱桩支架、抱环组件和滑移机构；所述抱环组件安装于所述抱桩支架上；抱桩支架设置于所述滑移机构上；滑移机构包括滑移轨、前后移动装置和左右移动装置；滑移轨安装于船体；所述滑移轨上设置有多个前后定位孔；前后移动装置包括前后滑动油缸、第一前后滑轮组、第一定位组、第二前后滑轮组和移动框架；所述第一前后滑轮组安装于所述移动框架底部的一端，所述前后滑动油缸的缸筒连接于所述第一前后滑轮组，所述前后滑动油缸的活塞杆连接于第一定位组，所述第二前后滑轮组安装于所述移动框架的底部的另一端；所述左右移动装置设置于所述移动框架上，且其连接于所述抱桩支架。本专利的抱桩器在移动过程，移动平稳。上述发明采用了双层抱箍式结构和液压夹紧机构，并设置互相垂直的两道滑轨实现抱桩器的双向平移，进而有效控制待安装单体桩基的运动以及保证抱桩器的平稳回收，但装置体积和重量均较大，抱桩器内部两个活动抱臂功效有限，活动功能显得多余。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种风机叶片水平安装辅助对接装置。

根据本实用新型提供的一种风机叶片水平安装辅助对接装置，包括抱箍组件、自锁腿组件、叶片对心组件和控制组件；

所述叶片对心组件包括对心承载基座和叶片对心托爪，所述叶片对心托爪滑动并旋转设置在所述对心承载基座上；

所述抱箍组件包括闭环抵接安装体的抱箍固定臂和抱箍活动臂，所述抱箍固定臂的两端分别为第一开口端和第二开口端，所述抱箍活动臂的两端分别为第三开口端和第四开口端；所述第一开口端可拆卸设置在所述第三开口端，所述第四开口端活动设置在所述第二开口端；所述抱箍固定臂远离所述抱箍活动臂的一侧壁固定设置在所述对心承载基座上；

所述自锁腿组件包括用于抵接安装体的自锁腿，所述自锁腿的远离其抵接端的一端固定设置在所述对心承载基座；

所述控制组件设置在所述抱箍固定臂的一侧壁上，所述控制组件用于控制所述抱箍组件、自锁腿组件及叶片对心组件的运作。

优选的，所述对心承载基座上滑动设置有滑轨基座，所述滑轨基座上转动设置有旋转基座，所述叶片对心托爪沿与所述滑轨基座滑动方向相垂直的方向滑动设置在所述旋转基座上。

优选的，所述对心承载基座上设置有径向滑轨，所述滑轨基座通过所述径向滑轨滑动设置在所述对心承载基座上。

优选的，所述叶片对心托爪上固定设置有横移基座,所述旋转基座上设置有横移滑轨，所述横移基座通过所述横移滑轨滑动设置在所述旋转基座上。

优选的，所述抱箍固定臂上设置有固定臂塔筒防滑件，所述固定臂塔筒防滑件位于所述第一开口端与所述第二开口端之间；

所述抱箍活动臂上设置有活动臂塔筒防滑件，所述活动臂塔筒防滑件设置在所述第三开口端与第四开口端之间。

优选的，所述自锁腿的抵接端设置有用于抵接安装体的自锁腿防滑件。

优选的，所述抱箍活动臂的第三开口端与所述抱箍固定臂的第一开口端采用液压销轴铰接。

优选的，所述抱箍活动臂的第四开口端与所述抱箍固定臂的第二开口端之间采用普通销轴铰接，并设置有伸缩油缸组件；

所述伸缩油缸组件用于实现所述抱箍活动臂在所述抱箍固定臂上的转动。

优选的，所述伸缩油缸组件包括抱箍油缸基座、抱箍油缸、抱箍液压杆基座和抱箍液压杆；

所述抱箍油缸基座固定设置在所述抱箍固定臂的第二开口端处，所述抱箍油缸设置在所述抱箍油缸基座上；

所述抱箍液压杆基座固定设置在所述抱箍活动臂的第四开口端处；所述抱箍液压杆的一端设置在所述抱箍油缸上，所述抱箍液压杆远离所述抱箍油缸的一端设置在所述抱箍液压杆基座上。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

1、本实用新型通过采用抱箍装置和自锁腿的结构，装置可以利用自锁原理固定在塔筒上，可以承受部分叶片重量，且安装和拆卸无需复杂操作，起重机放松吊索即固定、起吊即离开塔筒，提高了安装效率，解决了其他叶片对接辅助装置安装、拆卸困难的问题；

2、本实用新型通过采用滑轨机构、旋转机构和叶片对心托爪机构，保持待对接叶片和轮毂相对静止，避免了二者受环境影响相对运动剧烈的问题，并可调整叶片根部和轮毂对接口中心对齐，驱动叶片插入对接口锁紧，解决了叶片吊装过程中由于叶片和轮毂相对运动、吊车移动困难导致的对接困难问题。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的侧视图；

图3为本实用新型装置的正视图；

图4为本实用新型装置的俯视图；

图5为本实用新型的受力分析图。

图中示出：

抱箍组件1

抱箍固定臂101

抱箍活动臂102

自锁腿组件2

自锁腿201

叶片对心组件3

对心承载基座301

叶片对心托爪302

控制组件4

设备箱401

控制箱402

第一开口端5

第二开口端6

第三开口端7

第四开口端8

滑轨基座9

旋转基座10

径向滑轨11

横移基座12

横移滑轨13

固定臂塔筒防滑件14

活动臂塔筒防滑件15

自锁腿防滑件16

液压销轴17

普通销轴18

伸缩油缸组件19

抱箍油缸基座1901

抱箍油缸1902

抱箍液压杆1903

抱箍液压杆基座1904

塔筒20

机舱21

轮毂22

叶片23

液压销24

驱动轮25

对心托爪油缸26

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

本实用新型提供的一种风机叶片水平安装辅助对接装置，包括抱箍组件1、自锁腿组件2、叶片对心组件3和控制组件4。

如图1和图2所示，抱箍组件1包括闭环抵接安装体的抱箍固定臂101和抱箍活动臂102，抱箍固定臂101的两端分别为第一开口端5和第二开口端6，抱箍活动臂102的两端分别为第三开口端7和第四开口端8；第一开口端5可拆卸设置在第三开口端7，第四开口端8活动设置在第二开口端6；抱箍固定臂101远离抱箍活动臂102的一侧壁固定设置在对心承载基座301上。

抱箍活动臂102的第三开口端7与抱箍固定臂101的第一开口端5采用可伸缩的液压销轴17铰接，在抱箍打开时液压销轴17可收回液压销24内。抱箍活动臂102的第四开口端8与抱箍固定臂101的第二开口端6之间采用普通销轴18铰接，并设置有伸缩油缸组件19，伸缩油缸组件19用于实现抱箍活动臂102在抱箍固定臂101上的转动。

伸缩油缸组件19包括抱箍油缸基座1901、抱箍油缸1902、抱箍液压杆基座1904和抱箍液压杆1903，抱箍油缸基座1901固定设置在抱箍固定臂101的第二开口端6处，抱箍油缸1902设置在抱箍油缸基座1901上，抱箍液压杆基座1904固定设置在抱箍活动臂102的第四开口端8处，抱箍液压杆1903的一端设置在抱箍油缸1902上，抱箍液压杆1903远离抱箍油缸1902的一端设置在抱箍液压杆基座1904上。抱箍油缸1902可将抱箍液压杆1903推出或收回，进而使得抱箍活动臂102打开或关闭。

抱箍固定臂101上设置有固定臂塔筒防滑件14，固定臂塔筒20防滑件14位于第一开口端5与第二开口端6之间。抱箍活动臂102上设置有活动臂塔筒防滑件15，活动臂塔筒防滑件15设置在第三开口端7与第四开口端8之间。在优选例中，固定臂塔筒防滑件14采用防滑垫，活动臂塔筒防滑件15采用防滑垫，两个防滑垫分别位于抱箍内侧相对布置在中轴线上。防滑垫的外形和材料可选择多种型式。本实施例中采用的是适应塔筒20外形的圆弧状防滑垫，防滑材料优选为橡胶材料，可提供足够的摩擦力并保证其与塔筒20表面接触面积足够大，使得其带来的压强不至于损坏塔筒20结构。

叶片对心组件3包括对心承载基座301和叶片对心托爪302，叶片对心托爪302滑动并旋转设置在对心承载基座301上。对心承载基座301上滑动设置有滑轨基座9，滑轨基座9上转动设置有旋转基座10，叶片对心托爪302沿与滑轨基座9滑动方向相垂直的方向滑动设置在旋转基座10上。对心承载基座301上设置有径向滑轨11，滑轨基座9通过径向滑轨11滑动设置在对心承载基座301上。叶片对心托爪302上固定设置有横移基座12,旋转基座10上设置有横移滑轨13，横移基座12通过横移滑轨13滑动设置在旋转基座10上。对心承载基座301与抱箍固定臂101连为一体，构成装置的主体。

在优选例中，滑轨基座9可沿着径向滑轨11径向移动(径向，指的是相对抱箍中心点为圆心的圆，也就是目标塔筒20来说是沿着直径方向布置和移动的)。旋转基座10布置于滑轨基座9中心，其作用是带动其承载的结构绕着旋转基座10的中轴转动，可选用一般的回转吊车基座。横移滑轨13布置于旋转基座10上，该滑轨方向应与叶片对心托爪302的托爪平面平行，从而在后续叶片23对心操作过程中起到横向调整叶片23根部位置的作用。横移基座12可在横移滑轨13上移动，从而带动布置于其上的叶片对心托爪302横向平移。

如图3和图4所示，叶片对心托爪302呈钳形，其内侧轮廓接近圆弧，以适应叶片23根部圆柱外形。托爪钳形开口可以适当设计的更大一些，并在尖利处设置缓冲垫，以提高叶片23起吊放置在托爪上时的容错范围，并防止撞击损坏。叶片对心托爪302与横移基座12之间由对心托爪油缸26连接，通过对心托爪油缸26将叶片对心托爪302推出和收回，可实现叶片对心托爪302在垂直方向上的平移。叶片对心托爪302上布置有多个驱动轮25，可利用其与叶片23之间的摩擦力，将托爪上的叶片23沿着托爪平面法向推动。本实施例中驱动轮25布置三个，分别位于叶片对心托爪302的左，中，右三个位置，如图3和图4所示，驱动轮25材料可选为橡胶材料。

上述机构中涉及的滑轨结构，还可选择采用滑轮式、液压步进式或齿轮齿条式等驱动型式，不限制其采用的型式，其目的在于保证在其上方的结构能稳定、准确地沿着滑轨移动和停留。另外，在本装置结构上可能触碰到塔筒20的部位可布置缓冲垫，如自锁腿201侧面、抱箍固定臂101和抱箍活动臂102的外侧，以防止装置起吊和回收过程中碰撞塔筒20导致二者损坏。

自锁腿组件2包括用于抵接安装体的自锁腿201，自锁腿201的远离其抵接端的一端固定设置在对心承载基座301。自锁腿201的抵接端设置有用于抵接安装体的自锁腿防滑件16。在优选例中，自锁腿201为长条形刚性结构，自锁腿防滑件16可采用与抱箍防滑垫相同的设计，防滑材料优选采用橡胶材料。

为保证装置能由于自锁效应固定在塔筒20上，对于装置的重心位置和自锁腿201与对心承载基座301之间的夹角θ有一定要求：如图5所示，根据装置受力分析可得，当装置重心与塔筒20的X方向距离l满足时(其中μ为防滑垫与塔筒20之间的摩擦力系数，λ为安全系数，λ≥1)，可保证装置自锁；特别的，若装置重心位置与对应高度的塔筒20表面距离l保持在对心机构承载基座总长L的一半以上，即，则只要保证自锁腿201与对心机构承载基座之间的夹角θ小于防滑垫与塔筒20之间的摩擦角即可，即，此判别方式更适合工程实际应用。

控制组件4设置在抱箍固定臂101的一侧壁上，控制组件4用于控制抱箍组件1、自锁腿组件2及叶片对心组件3的运作。控制组件4包括设备箱401和控制箱402，其中设备箱401中包括电源、液压泵等机构运作必要设备，控制箱402中包含主控电脑、信号收发器、手动控制器、紧急停机装置等设备，用于操作人员现场或远程通过遥控器控制叶片对心机构各类滑轨、旋转机构的运作。

本实用新型通过采用抱箍组件1和自锁腿201的结构，装置可以利用自锁原理固定在塔筒20上，可以承受部分叶片23重量，且安装和拆卸无需复杂操作，起重机放松吊索即固定、起吊即离开塔筒20，提高了安装效率，解决了其他叶片对接辅助装置安装、拆卸困难的问题。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (9)

1.一种风机叶片水平安装辅助对接装置，其特征在于，包括抱箍组件(1)、自锁腿组件(2)、叶片对心组件(3)和控制组件(4)；

所述叶片对心组件(3)包括对心承载基座(301)和叶片对心托爪(302)，所述叶片对心托爪(302)滑动并旋转设置在所述对心承载基座(301)上；

所述抱箍组件(1)包括闭环抵接安装体的抱箍固定臂(101)和抱箍活动臂(102)，所述抱箍固定臂(101)的两端分别为第一开口端(5)和第二开口端(6)，所述抱箍活动臂(102)的两端分别为第三开口端(7)和第四开口端(8)；所述第一开口端(5)可拆卸设置在所述第三开口端(7)，所述第四开口端(8)活动设置在所述第二开口端(6)；所述抱箍固定臂(101)远离所述抱箍活动臂(102)的一侧壁固定设置在所述对心承载基座(301)上；

所述自锁腿组件(2)包括用于抵接安装体的自锁腿(201)，所述自锁腿(201)的远离其抵接端的一端固定设置在所述对心承载基座(301)；

所述控制组件(4)设置在所述抱箍固定臂(101)的一侧壁上，所述控制组件(4)用于控制所述抱箍组件(1)、自锁腿组件(2)及叶片对心组件(3)的运作。

2.根据权利要求1所述的风机叶片水平安装辅助对接装置，其特征在于，所述对心承载基座(301)上滑动设置有滑轨基座(9)，所述滑轨基座(9)上转动设置有旋转基座(10)，所述叶片对心托爪(302)沿与所述滑轨基座(9)滑动方向相垂直的方向滑动设置在所述旋转基座(10)上。

3.根据权利要求2所述的风机叶片水平安装辅助对接装置，其特征在于，所述对心承载基座(301)上设置有径向滑轨(11)，所述滑轨基座(9)通过所述径向滑轨(11)滑动设置在所述对心承载基座(301)上。

4.根据权利要求2所述的风机叶片水平安装辅助对接装置，其特征在于，所述叶片对心托爪(302)上固定设置有横移基座(12),所述旋转基座(10)上设置有横移滑轨(13)，所述横移基座(12)通过所述横移滑轨(13)滑动设置在所述旋转基座(10)上。

5.根据权利要求1所述的风机叶片水平安装辅助对接装置，其特征在于，所述抱箍固定臂(101)上设置有固定臂塔筒防滑件(14)，所述固定臂塔筒防滑件(14)位于所述第一开口端(5)与所述第二开口端(6)之间；

所述抱箍活动臂(102)上设置有活动臂塔筒防滑件(15)，所述活动臂塔筒防滑件(15)设置在所述第三开口端(7)与第四开口端(8)之间。

6.根据权利要求1所述的风机叶片水平安装辅助对接装置，其特征在于，所述自锁腿(201)的抵接端设置有用于抵接安装体的自锁腿防滑件(16)。

7.根据权利要求1所述的风机叶片水平安装辅助对接装置，其特征在于，所述抱箍活动臂(102)的第三开口端(7)与所述抱箍固定臂(101)的第一开口端(5)采用液压销轴(17)铰接。

8.根据权利要求7所述的风机叶片水平安装辅助对接装置，其特征在于，所述抱箍活动臂(102)的第四开口端(8)与所述抱箍固定臂(101)的第二开口端(6)之间采用普通销轴(18)铰接，并设置有伸缩油缸组件(19)；

所述伸缩油缸组件(19)用于实现所述抱箍活动臂(102)在所述抱箍固定臂(101)上的转动。

9.根据权利要求8所述的风机叶片水平安装辅助对接装置，其特征在于，所述伸缩油缸组件(19)包括抱箍油缸基座(1901)、抱箍油缸(1902)、抱箍液压杆基座(1904)和抱箍液压杆(1903)；

所述抱箍油缸基座(1901)固定设置在所述抱箍固定臂(101)的第二开口端(6)处，所述抱箍油缸(1902)设置在所述抱箍油缸基座(1901)上；

所述抱箍液压杆基座(1904)固定设置在所述抱箍活动臂(102)的第四开口端(8)处；所述抱箍液压杆(1903)的一端设置在所述抱箍油缸(1902)上，所述抱箍液压杆(1903)远离所述抱箍油缸(1902)的一端设置在所述抱箍液压杆基座(1904)上。

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