CN216523983U - 一种风机塔筒垂直度测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种风机塔筒垂直度测量装置，属于风力发电技术领域。该装置包括环形轨道、平衡夹持机构和两静力水准仪，所述平衡夹持机构位于环形轨道的内侧，并与环形轨道活动连接，两所述静力水准仪设在平衡夹持机构上，两所述静力水准仪之间通过连通管进行连接。垂直度测量装置中只使用了两个静力水准仪，装置造价较低，根据两个静力水准仪的测量数据即可计算相应节段风机塔筒的垂直度，取值和垂直度计算过程简单。

Description

一种风机塔筒垂直度测量装置

技术领域

本实用新型涉及一种风机塔筒垂直度测量装置，属于风力发电技术领域。

背景技术

风电塔筒在长期往复循环荷载及外力的影响下，会出现塔筒底部地基变松，塔身发生自上而下的倾斜和弯曲等情况，最终可能导致风机运行异常或倾倒，造成安全事故的发生。传统测量风力发电机塔筒倾斜的方法主要有经纬仪投影法、全站仪免棱镜法，其主要原理都是测得上下平面中心点在水平方向的偏离量来计算风机倾斜，但是对于塔筒本身而言，由于不同高度处长期所受载荷及抗压强度不同，导致不同高度区域的垂直度变化并不相同。

公开号为CN207703207U的中国专利文献，公开了一种风力发电机塔筒垂直度检测装置，在风力发电机塔筒内侧壁上设置的静力水准仪为偶数个，且多个静力水准仪布设成轴线对称状，使得多个静力水准仪可以对风力发电机塔筒的多个角度进行监测，可以更精确的检测风力发电机塔筒的垂直度。

但是，该装置中静力水准仪较多，导致装置造价过高，且需要从众多静力水准仪液位检测数据中选择最大值和最小值计算相对斜差，使塔筒垂直度计算过程变得复杂。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种风机塔筒垂直度测量装置。

本实用新型通过以下技术方案得以实现：

一种风机塔筒垂直度测量装置，包括环形轨道、平衡夹持机构和两静力水准仪，所述平衡夹持机构位于环形轨道的内侧，并与环形轨道活动连接，两所述静力水准仪设在平衡夹持机构上，两所述静力水准仪之间通过连通管进行连接。

所述环形轨道包括两条弧形底板，两条弧形底板的两弧形端分别通过连接片连接在一起，弧形底板的内圆面上并排设有两块弧形挡板。

所述弧形底板的外圆面上设有磁性条。

所述平衡夹持机构包括平衡组件和两夹持组件，两夹持组件对称布置在平衡组件上，夹持组件的一侧通过紧固件与平衡组件可拆卸连接，另一侧设有转轴，转轴上远离夹持组件的一端活动设有滚珠，且滚珠与环形轨道活动连接。

所述平衡组件包括平衡环和设在平衡环上的两平衡块，平衡环与环形轨道同轴，两平衡块和两夹持组件均布在平衡环上，且平衡块与夹持组件交替布置。

所述夹持组件包括夹持环和撑板，撑板与夹持环并排设置，并通过立板与夹持环连接。

所述夹持环包括中环体，中环体的两弧形端均铰接有活动环，撑板通过立板与中环体连接，转轴的一端与中环体固定连接。

所述中环体、活动环的内圆面上均设有缓冲垫。

所述紧固件包括螺栓和螺母。

还包括数据采集模块、计算机和声光报警器，计算机通过数据采集模块与两个静力水准仪连接，声光报警器与计算机连接。

本实用新型的有益效果在于：

1、垂直度测量装置中只使用了两个静力水准仪，装置造价较低，根据两个静力水准仪的测量数据即可计算相应节段风机塔筒的垂直度，取值和垂直度计算过程简单。

2、通过在风机塔筒的多个高度位置安装静力水准仪来测量垂直度，因此可测量不同高度处塔筒发生倾斜时的垂直度。

附图说明

图1为本实用新型与风机塔筒的装配结构示意图；

图2为图1在A处的结构示意图；

图3为本实用新型的环形轨道、夹持组件和静力水准仪的装配结构示意图；

图4为本实用新型的原理框图；

图5为风机塔筒上分节段布置多个垂直度测量装置的结构示意图；

图6为风机塔筒上靠近地面的节段的垂直度测量原理图。

图中：1-风机塔筒，2-环形轨道，21-弧形底板，22-磁性条，3- 平衡夹持机构，31-滚珠，32-撑板，33-夹持环，331-中环体，332-活动环，34-平衡环，35-平衡块，4-静力水准仪，5-连接片。

具体实施方式

下面进一步描述本实用新型的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。

如图1至图6所示，本实用新型所述的一种风机塔筒垂直度测量装置，包括环形轨道2、平衡夹持机构3和两静力水准仪4，所述平衡夹持机构3位于环形轨道2的内侧，并与环形轨道2活动连接，两所述静力水准仪4安装在平衡夹持机构3上，两所述静力水准仪4之间通过连通管进行连接。

所述环形轨道2包括两条弧形底板21，两条弧形底板21的两弧形端分别通过连接片5连接在一起，弧形底板21的内圆面上并排设有两块弧形挡板。如图3所示，两弧形挡板与弧形底板21形成一个U形滑道，滚珠31与该U形滑道活动连接。如图1所示，在使用时，连接片5 通过螺钉与风机塔筒1连接。

所述弧形底板21的外圆面上安装有磁性条22。在使用时，环形轨道2通过磁性条22吸附固定在风机塔筒1的内壁上，方便调节测量装置的安装高度，及方便安装固定测量装置。

所述平衡夹持机构3包括平衡组件和两夹持组件，两夹持组件对称布置在平衡组件上，夹持组件的一侧通过紧固件与平衡组件可拆卸连接，另一侧固定有转轴，转轴上远离夹持组件的一端活动安装有滚珠31，且滚珠31与环形轨道2活动连接。

所述平衡组件包括平衡环34和安装在平衡环34上的两平衡块35，平衡环34与环形轨道2同轴，两平衡块35和两夹持组件均布在平衡环 34上，且平衡块35与夹持组件交替布置。通过平衡块35减弱或消除夹持组件和静力水准仪4重力对整个平衡夹持机构3发生转动的影响。

所述夹持组件包括夹持环33和撑板32，撑板32与夹持环33并排设置，并通过立板与夹持环33连接。夹持环33、撑板32分别用于夹持和支撑静力水准仪4。

所述夹持环33包括中环体331，中环体331的两弧形端均铰接有活动环332，撑板32通过立板与中环体331连接，转轴的一端与中环体331 固定连接。在使用时，两活动环332上远离中环体331的一端延伸设有凸缘，两凸缘上对应加工有通孔。

所述中环体331、活动环332的内圆面上均粘接有缓冲垫。缓冲垫能够很好地防护静力水准仪4表面不被夹伤，同时有助于提高夹持环 33对静力水准仪4的夹持可靠性。

所述紧固件包括螺栓和螺母。

还包括数据采集模块、计算机和声光报警器，计算机通过数据采集模块与两个静力水准仪4连接，声光报警器与计算机连接。在使用时，数据采集模块的型号为DAM-8041。

本实用新型所述的风机塔筒垂直度测量装置，其工作原理如下：

在风机塔筒1的多个高度位置安装垂直度测量装置来分析垂直度。由于塔筒呈长圆台状其纵截面为等腰梯形，因此可在等间距高度处的塔筒内壁上安装环形轨道2，其通过磁性条22与风机塔筒1的内壁磁吸后，再通过螺钉将连接片5固定在风机塔筒1上。而每一高度处的环形轨道2内侧安装的平衡夹持机构3上均固定有两个静力水准仪4，两个静力水准仪4中心的连接线与风机塔筒1的中轴线垂直且相交，当该高度处塔筒的垂直度发生变化时，由于重力作用滚珠31在环形轨道 2内滑动，导致平衡夹持机构3和两个静力水准仪4的方位转动。因此，可对不同高度处塔筒发生倾斜时的垂直度进行测量，其中平衡环34 及套设的平衡块35起辅助平衡作用，不影响塔筒中部线缆穿过。

如图6所示，已知某一垂直度测量装置安装位置处风机塔筒1的内径为D，且在此高度位置处静力水准仪4中心与风机塔筒1内壁之间的间距为x,当垂直度发生变化时，同一高度处的两个静力水准仪4内的液面高度发生变化，其两者中心的高度差由静力水准仪4测量得知为h, 计算可得出垂直度θ＝arcsin[h/(D-2*x)]，倾斜距为H*tanθ，H为垂直度测量装置与下方相邻垂直度测量装置之间的距离(对高程最低的那个垂直度测量装置计算倾斜距时，H为其到地面的距离)。通过数据采集模块采集静力水准仪4的数据输送至计算机内计算分析，可绘制出整个塔筒不同高度处的垂直度曲线，对照标准曲线以此来决定是否驱动声光报警器。

本实用新型所述的风机塔筒垂直度测量装置，其有益效果如下：

1、垂直度测量装置中只使用了两个静力水准仪4，装置造价较低，根据两个静力水准仪4的测量数据即可计算相应节段风机塔筒1的垂直度，取值和垂直度计算过程简单。

2、通过在风机塔筒1的多个高度位置安装静力水准仪4来测量垂直度，因此可测量不同高度处塔筒发生倾斜时的垂直度。

Claims (10)

1.一种风机塔筒垂直度测量装置，其特征在于：包括环形轨道(2)、平衡夹持机构(3)和两静力水准仪(4)，所述平衡夹持机构(3)位于环形轨道(2)的内侧，并与环形轨道(2)活动连接，两所述静力水准仪(4)设在平衡夹持机构(3)上，两所述静力水准仪(4)之间通过连通管进行连接。

2.如权利要求1所述的风机塔筒垂直度测量装置，其特征在于：所述环形轨道(2)包括两条弧形底板(21)，两条弧形底板(21)的两弧形端分别通过连接片(5)连接在一起，弧形底板(21)的内圆面上并排设有两块弧形挡板。

3.如权利要求2所述的风机塔筒垂直度测量装置，其特征在于：所述弧形底板(21)的外圆面上设有磁性条(22)。

4.如权利要求1所述的风机塔筒垂直度测量装置，其特征在于：所述平衡夹持机构(3)包括平衡组件和两夹持组件，两夹持组件对称布置在平衡组件上，夹持组件的一侧通过紧固件与平衡组件可拆卸连接，另一侧设有转轴，转轴上远离夹持组件的一端活动设有滚珠(31)，且滚珠(31)与环形轨道(2)活动连接。

5.如权利要求4所述的风机塔筒垂直度测量装置，其特征在于：所述平衡组件包括平衡环(34)和设在平衡环(34)上的两平衡块(35)，平衡环(34)与环形轨道(2)同轴，两平衡块(35)和两夹持组件均布在平衡环(34)上，且平衡块(35)与夹持组件交替布置。

6.如权利要求4所述的风机塔筒垂直度测量装置，其特征在于：所述夹持组件包括夹持环(33)和撑板(32)，撑板(32)与夹持环(33)并排设置，并通过立板与夹持环(33)连接。

7.如权利要求6所述的风机塔筒垂直度测量装置，其特征在于：所述夹持环(33)包括中环体(331)，中环体(331)的两弧形端均铰接有活动环(332)；撑板(32)通过立板与中环体(331)连接；转轴的一端与中环体(331)固定连接。

8.如权利要求7所述的风机塔筒垂直度测量装置，其特征在于：所述中环体(331)、活动环(332)的内圆面上均设有缓冲垫。

9.如权利要求4所述的风机塔筒垂直度测量装置，其特征在于：所述紧固件包括螺栓和螺母。

10.如权利要求1所述的风机塔筒垂直度测量装置，其特征在于：还包括数据采集模块、计算机和声光报警器，计算机通过数据采集模块与两个静力水准仪(4)连接，声光报警器与计算机连接。

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