CN218724219U - 塔架垂直度检测装置 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种塔架垂直度检测装置。该塔架垂直度检测装置包括：基座；水准器，设置在基座上；多个伸缩测量杆，每个伸缩测量杆的一端连接到基座，每个伸缩测量杆的另一端连接到安装在塔架上的法兰；调平装置，设置在伸缩测量杆上以基于水准器使基座水平。垂直检测部，设置在基座上并且随伸缩测量杆的伸缩而运动。本公开的塔架垂直度检测装置能够检测吊装及运行过程中塔架的垂直度。

Description

塔架垂直度检测装置

技术领域

本实用新型涉及风电领域，更具体地讲，涉及塔架垂直度检测装置。

背景技术

随着能源和环境问题的日益突出，世界各地聚焦风能等可再生能源，因此风力发电得到了大力发展。随着风力发电机组的单机容量越来越大，叶轮直径也越来越大，相应的塔架高度越来越高，直径越来越大，传统钢塔、混凝土塔、桁架塔以及新型塔架结构也在研究并大力推广使用。

风力发电机组的塔架作为高耸建筑物，其整体倾斜是风力发电机组运行中重点监测的状态指标。风力发电机组的塔架的垂直度偏差太大会导致上部机头及塔架重心偏移，从而引起附加弯矩，可能引发安全事故。因此塔架垂直度的检测越来越受到重视，相关标准也要求吊装及运行期间必须进行塔筒垂直度的检测。

目前测量风电机组塔架倾斜的方法主要有线锤法、经纬仪投影法、全站仪免棱镜法、三维激光扫描法等。

线锤法是指在将垂线一端吸附或手持的方式贴在塔架筒壁，另一端加一个铅锤，在重力作用下铅锤离筒壁一定距离，通过与原来筒壁锥度偏差来计算塔架垂直度，该方法的检测范围受塔架内平台布局的影响，检测精度受人为、视线、天气等因素的影响较为严重。

经纬仪投影法、全站仪免棱镜法、三维激光扫描法等方法均要求在距离塔架一定距离设置至少2个观测点，架设仪器对塔架进行观测。

检测仪器造价贵，操作要求高，检测精度易受外界因素干扰，整个检测过程费时费力，实际测量效率不高，并且不适用于平台较小的山地风场和海上风场。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能够检测塔架垂直度的检测装置。

根据本公开的一方面，一种塔架垂直度检测装置包括：基座；水准器，设置在基座上；多个伸缩测量杆，每个伸缩测量杆的一端连接到基座，每个伸缩测量杆的另一端连接到塔架或连接到安装在塔架上的法兰；调平装置，设置在伸缩测量杆上以基于水准器使基座水平；垂直检测部，设置在基座上并且随伸缩测量杆的伸缩而运动。

可选地，塔架垂直度检测装置还可包括第一限位装置和第二限位装置，第一限位装置和第二限位装置安装在每个伸缩测量杆上，并且分别位于塔架的内外两侧。

可选地，调平装置在塔架的径向方向可位于第一限位装置和第二限位装置之间。

可选地，伸缩测量杆的另一端可拆卸地连接到法兰的向着塔架的内部突出的突出部。

可选地，垂直检测部可为激光发射装置。

可选地，垂直检测部可为线锤。

可选地，塔架垂直度检测装置还可包括定位板，定位板设置在塔架底部，定位板上标识有直径不同的同心圆以及刻度。

可选地，水准器可布置在基座的顶部中心，垂直检测部可布置在基座的底部中心。

可选地，多个伸缩测量杆可包括第一伸缩测量杆、第二伸缩测量杆和第三伸缩测量杆，第一伸缩测量杆、第二伸缩测量杆和第三伸缩测量杆中的任意两者之间的夹角为120度。

可选地，基座可为圆形基座，第一伸缩测量杆、第二伸缩测量杆和第三伸缩测量杆中的每者的一端通过销连接到圆形基座的边缘，第一伸缩测量杆、第二伸缩测量杆和第三伸缩测量杆中的每者的最大长度可相同。

根据本实用新型的实施例的塔架垂直度检测装置可具有以下有益技术效果：

1)本发明提供一种结构简单，体积小，操作方便快捷、造价便宜的风电机组塔架垂直度检测装置。

2)本发明提供一种风力发电机组塔架垂直度检测装置，既能实现检测塔架吊装过程中的塔架垂直度，还能检测风力发电机组运行过程中的塔架垂直度。

附图说明

通过下面结合附图进行的详细描述，本实用新型的上述和其它目的、特点和优点将会变得更加清楚，其中：

图1是示出根据本实用新型的实施例的塔架垂直度检测装置的立体图；

图2是示出根据本实用新型的实施例的塔架垂直度检测装置的局部放大图；

图3是示出根据本实用新型的实施例的限位装置的安装位置的示意图；

图4是示出根据本实用新型的实施例的塔架垂直度检测装置的截面图；以及

图5是示出根据本实用新型的实施例的定位板的立体图。

附图说明：

1：塔架；2：法兰；10：基座；20：水准器；21：垂直检测部；30：伸缩测量杆；

301：第一伸缩测量杆；302：第二伸缩测量杆；303：第三伸缩测量杆；

31：第一限位装置；32：第二限位装置；33：调平装置；

40：定位板；41：同心圆。

具体实施方式

本说明书中描述的实施例和附图中示出的构造仅是本公开的优选实施例，本申请的各个附图中的相同的附图标记或符号表示执行基本相同的功能的部件或组件。

本说明书中使用的术语用于描述本公开的实施例。因此，对于本领域技术人员显而易见的是，提供本发明的示例性实施例的以下描述仅用于说明目的，而不用于限制由所附权利要求及其等同物限定的本发明的目的。将理解的是，除非上下文另有清楚地说明，否则单数形式包括复数形式。将理解的是，当在本说明书中使用时，术语“包括”、“包含”和/或“具有”列举存在所陈述的特征、数量、步骤、组件或其组合，但不排除存在或添加一个或更多个其他特征、数量、步骤、组件或其组合。

将理解的是，尽管在此可使用术语“第一”、“第二”等来描述各种组件，但是这些组件不应受这些术语限制，并且这些术语仅用于将一个组件与另一组件区分开。例如，在不脱离本公开的范围的情况下，第一组件可称为第二组件，类似地，第二组件也可称为第一组件。术语“和/或”包括多个相关项的任意组合或者多个相关项中的任意一项。

在本说明书中，术语“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”是相对于附图定义的，并且各个组件的形状和位置不受这些术语限制。在本公开中，涉及数量的“至少一个”、“至少一者”、“多个”或更多个是并列列举概括而非上位概括。

图1是示出根据本实用新型的实施例的塔架垂直度检测装置的立体图，图2是示出根据本实用新型的实施例的塔架垂直度检测装置的局部放大图，图3是示出根据本实用新型的实施例的限位装置的安装位置的示意图，图4是示出根据本实用新型的实施例的塔架垂直度检测装置的截面图，并且图5是示出根据本实用新型的实施例的定位板的立体图。

根据本公开的实施例的塔架垂直度检测装置包括基座10、水准器20、伸缩测量杆30、调平装置33和垂直检测部21。

参照图1，基座10可位于塔架1的中央位置，基座10可具有规则形状。作为示例，基座10可以是圆形基座、方形基座、三角形基座等，基座10的中心可以为圆形基座的圆心、方形基座10的中心或者三角形基座的中心，基座10的中心的位置可由于伸缩测量杆30的伸缩而改变。基座10可整体位于伸缩测量杆30的上方。

水准器20可设置在基座10上。作为示例，水准器20可设置在基座10的上表面上，水准器20的底表面可以与基座10的上表面接触，水准器20的底表面和基座10的上表面均可以是平坦的，水准器20可用于检测基座10和/或垂直检测部21的水平度。

水准器20可布置在基座10的顶部中心，垂直检测部21可布置在基座10的底部中心，水准器20和垂直检测部21可布置在基座10的上表面和下表面的对应位置，即，水准器20和垂直检测部21在塔架1的高度方向上彼此叠置，由此可以便于调整基座10和/或垂直检测部21的水平度。水准器20可以与多个伸缩测量杆30的至少一部分重叠。

根据本公开的实施例的塔架垂直度检测装置的伸缩测量杆30可以为多个(例如，3个、4个或更多个)，每个伸缩测量杆30的一端可连接到基座10，每个伸缩测量杆30的另一端可连接到塔架1或连接到安装在塔架1上的法兰2。

作为示例，每个伸缩测量杆30的内端可固定连接到基座10，每个伸缩测量杆30的内端可通过螺栓等固定连接到基座10(例如，基座10的外边缘)，每个伸缩测量杆30的内端也可通过销钉连接到基座10的外边缘，每个伸缩测量杆30可沿着销钉旋转。作为示例，在不需要测量塔架垂直度时，每个伸缩测量杆30的内端可活动连接到基座10，并且可以相对于基座10旋转，使每个伸缩测量杆30的外端向上或向下翻转，从而便于收纳塔架垂直度检测装置。此外，在这种情况下，每个伸缩测量杆可缩至最小长度。

每个伸缩测量杆30的外端可活动连接到法兰2，例如，每个伸缩测量杆30的外端可通过磁铁吸附在法兰2上(例如，上表面上)，每个伸缩测量杆30的外端也可直接搭接在法兰2的上表面上。作为示例，每个伸缩测量杆30的外端也可连接至法兰2的内侧表面。

每个伸缩测量杆30可沿塔架内径方向上向内或向外伸缩。由此，可以改变基座10、垂直检测部21和水准器20的水平位置。

虽然没有示出，但是每个伸缩测量杆30的另一端可以可拆卸地连接到法兰的向着塔架的内部突出的突出部。

参照图2，调平装置33可设置在多个伸缩测量杆30中的至少一者上以基于水准器20使基座10水平，也就是说，可以通过水准器20(例如，水平仪)和调平装置33相互配合，使基座10和/或伸缩测量杆30保持水平，尤其是使垂直检测部21的线保持竖直，并且使激光发射装置照射的光保持竖直。

作为示例，调平装置33可具有螺栓螺母结构，由此可以调整螺栓以调整伸缩测量杆30和/或基座10的水平度。

调平装置33可设置在伸缩测量杆30的上表面上，调平装置33可位于法兰2和/或塔架1的正上方。作为示例，调平装置33也可位于塔架1的内侧。

多个伸缩测量杆30中的每者可具有多个伸缩节段，多个伸缩节段中的每个可具有矩形截面，多个伸缩节段中的外伸缩节段的截面面积可以小于多个伸缩节段中的内伸缩节段的截面面积，内伸缩节段可套设在外伸缩节段上。在塔架1的高度方向上，多个伸缩测量杆30中的每者相对于基座10的底表面之间的角度可永久或临时保持不变(例如，零度)。

多个伸缩测量杆30可包括第一伸缩测量杆301、第二伸缩测量杆302和第三伸缩测量杆303，第一伸缩测量杆301、第二伸缩测量杆302和第三伸缩测量杆303中的每者的一端可通过销钉连接到圆形基座的边缘。

第一伸缩测量杆301、第二伸缩测量杆302和第三伸缩测量杆303中的每者的一端所连接的销钉可以位于基座10的外边缘的同一圆周上，也就是说，第一伸缩测量杆301、第二伸缩测量杆302和第三伸缩测量杆303中的每者的一端所连接的销钉的中心轴可以位于基座10的外边缘的同一圆周上。

第一伸缩测量杆301、第二伸缩测量杆302和第三伸缩测量杆303中的每者可利用金属材料制成，第一伸缩测量杆301、第二伸缩测量杆302和第三伸缩测量杆303的长度方向的延长线可相交于塔架1(例如，塔架1的塔架段)在高度方向上的中心线。

第一伸缩测量杆301、第二伸缩测量杆302和第三伸缩测量杆303中的每者可在水准器20和调平装置33的调整下保持水平，第一伸缩测量杆301、第二伸缩测量杆302和第三伸缩测量杆303中的相邻的两者或任意两者之间的夹角可以为120度。

多个伸缩测量杆30中的每者的最大长度可相同，多个伸缩测量杆30中的每者的最短长度也可相同。例如，第一伸缩测量杆301、第二伸缩测量杆302和第三伸缩测量杆303中的每者的最大长度可相同。当垂直检测部21位于塔架1的相应塔架段的中心位置时，至少一个伸缩测量杆的长度可以与另外的伸缩测量杆的长度不同。

除了第一伸缩测量杆301、第二伸缩测量杆302和第三伸缩测量杆303之外，多个伸缩测量杆30还可包括第四伸缩测量杆，并且还可包括第五伸缩测量杆。当多个伸缩测量杆30包括四个伸缩测量杆时，第一伸缩测量杆301、第二伸缩测量杆302、第三伸缩测量杆303和第四伸缩测量杆可以形成十字架结构。类似地，多个伸缩测量杆30中的相邻的两个伸缩测量杆在水平面内形成的夹角可相同。

垂直检测部21可设置在基座10上并且随伸缩测量杆30的伸缩而运动。

参照图4，垂直检测部21可设置在基座10的底表面上，但这仅仅是示例，垂直检测部21也可设置在基座10的上表面，并且可通过设置在基座10上的通孔面对塔架1的底表面。作为示例，垂直检测部21的至少一部分可设置在基座10的内部。

垂直检测部21可以为激光发射装置，也可以为线锤。

当垂直检测部21为线锤时，线锤的一端固定于基座10的中心，线锤的另一端连着铅锤，铅锤在重力作用下垂直指向地面或指向下面将要描述的定位板。

当垂直检测部21为激光发射装置时，激光发射装置可固定设置在基座10的底表面，并且可以设置在水准器20的正下方，激光发射装置可面对多个伸缩测量杆30中的每者的端部。

参照图3，根据本公开的实施例的塔架垂直度检测装置还可包括第一限位装置31和第二限位装置32，第一限位装置31和第二限位装置32可安装在每个伸缩测量杆30上，并且可分别位于塔架1的内外两侧。多个伸缩测量杆30上的限位装置可以用于伸缩测量杆的定位或者测量装配式混凝土塔架的筒壁厚度。

第一限位装置31和第二限位装置32中的每者可包括位于多个伸缩测量杆30的下方的延伸部以及位于多个伸缩测量杆30的上方的固定部(例如，螺栓和螺母)，固定部可穿过伸缩测量杆30而连接到延伸部，第一限位装置31可位于塔架1的内部，第二限位装置32可位于塔架1的外部。第一限位装置31和第二限位装置32之间的距离可以等于塔架1的厚度。

调平装置33在塔架1的径向方向可位于第一限位装置31和第二限位装置32之间。当根据本公开的实施例的塔架垂直度检测装置用于对在役运行的塔架垂直度检测时，根据本公开的实施例的塔架垂直度检测装置可不包括第一限位装置31和第二限位装置，并且在这种情况下，调平装置33可以位于塔架1的内侧，且多个伸缩测量杆的末段可位于塔架1的内侧。

当根据本公开的实施例的塔架垂直度检测装置用于在安装过程中对塔架垂直度进行检测时，根据本公开的实施例的塔架垂直度检测装置可包括第一限位装置31和第二限位装置，并且在这种情况下，调平装置33可以位于塔架1的塔筒壁上，且多个伸缩测量杆的末段可位于塔架1的外侧。

当垂直检测部21为激光发射装置时，激光发射装置发射的激光可照射到塔架底表面，激光发射装置发射的激光相对于塔架底表面的中心之间的距离可以为偏移量；当垂直检测部21为线锤时，通过测量锤尖和地面中心的距离，可计算偏移量。

图5是示出根据本实用新型的实施例的定位板的立体图。

参照图5，根据本公开的实施例的塔架垂直度检测装置还可包括定位板40，定位板40可设置在塔架底部。当垂直检测部21为激光发射装置时，激光发射装置发射的激光可照射到定位板40，可通过激光发射装置发射的激光相对于定位板40的中心之间的距离计算偏移量，当垂直检测部21为线锤时，可通过测量锤尖和定位板40的中心的距离计算偏移量。

定位板40上可标识有直径不同的同心圆41。定位板40上还可标示有刻度。虽然没有示出，但是相邻的两个同心圆之间的距离可以相同，相邻的两个同心圆之间的距离可从内向外逐渐增大。

下面将对利用根据本公开的实施例的塔架垂直度检测装置进行检测的具体过程进行描述。

参照图1，在测量面塔筒或者法兰上以等分点的形式标示出多个测量控制点(例如，27个点)。也就是说，可以重复测量9次，以确定偏移量的最大值。

可以将塔架垂直度检测装置的第一伸缩测量杆301、第二伸缩测量杆302和第三伸缩测量杆303放置在法兰2上，并且调整第一限位装置31和第二限位装置32的位置，以使第一限位装置31的延伸部和第二限位装置32的延伸部分别贴至法兰2的内侧壁和外侧壁，从而使第一限位装置31位于塔架1的内侧，使第二限位装置32位于塔架1的外侧。

通过沿塔架1的直径方向设置的两个钢尺确定塔架1的中心。

调整多个伸缩测量杆30中的至少一个，以使基座10的中心、垂直检测部21的中心位于塔架1(例如，塔架1的相应塔架段)的中心。

通过测量铅锤与定位板40的中心之间的距离或者激光发射装置发射的激光与定位板40的中心之间的距离计算偏移量。通过测量铅锤与定位板40的中心之间的距离或者激光发射装置发射的激光与定位板40的中心之间的距离可通过定位板40上的刻度确定。

调整第一伸缩测量杆301、第二伸缩测量杆302、第三伸缩测量杆303的位置，使其位于不同的测量控制点，重复上述过程，从而完成其余测量控制点的偏移量测量。

根据垂直度的定义，可以取上述偏移量的最大值除以塔架高度得到垂直度。在安装过程中，可以调整多个伸缩测量杆30中的至少一个，使塔架垂直度在预定范围(例如，千分之三)内。

根据本公开的实施例的塔架垂直度检测装置能够检测塔架的垂直度。

根据本公开的实施例的塔架垂直度检测装置的结构简单，体积小，操作方便快捷、造价便宜。

根据本公开的实施例的塔架垂直度检测装置的检测过程省时省力，无需其它测量设备，检测精度易保证。

利用根据本公开的实施例的塔架垂直度检测装置进行的塔架垂直度检测方法既能实现检测塔架吊装过程中的塔架垂直度，还能检测风力发电机组的运行过程中的塔架垂直度。

上面对本实用新型的具体实施方式进行了详细描述，虽然已表示和描述了一些实施例，但本领域技术人员应该理解，在不脱离由权利要求限定其范围的本实用新型的原理和精神的情况下，可以对这些实施例进行组合、修改和完善(例如，可以对本实用新型的不同技术特征进行组合以得到新的技术方案)。这些组合、修改和完善也应在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种塔架垂直度检测装置，其特征在于，包括：

基座(10)；

水准器(20)，设置在所述基座(10)上；

多个伸缩测量杆(30)，每个伸缩测量杆(30)的一端连接到所述基座(10)，每个伸缩测量杆(30)的另一端连接到塔架(1)或连接到安装在塔架(1)上的法兰(2)；

调平装置(33)，设置在所述伸缩测量杆(30)上以基于所述水准器(20)使所述基座(10)水平；

垂直检测部(21)，设置在所述基座(10)上并且随所述伸缩测量杆(30)的伸缩而运动。

2.根据权利要求1所述的塔架垂直度检测装置，其特征在于，所述塔架垂直度检测装置还包括第一限位装置(31)和第二限位装置(32)，所述第一限位装置(31)和所述第二限位装置(32)安装在每个伸缩测量杆(30)上，并且分别位于所述塔架(1)的内外两侧。

3.根据权利要求2所述的塔架垂直度检测装置，其特征在于，所述调平装置(33)在所述塔架(1)的径向方向位于所述第一限位装置(31)和第二限位装置(32)之间。

4.根据权利要求1所述的塔架垂直度检测装置，其特征在于，所述伸缩测量杆(30)的所述另一端可拆卸地连接到所述法兰(2)的向着所述塔架的内部突出的突出部。

5.根据权利要求1所述的塔架垂直度检测装置，其特征在于，所述垂直检测部(21)为激光发射装置。

6.根据权利要求1所述的塔架垂直度检测装置，其特征在于，所述垂直检测部(21)为线锤。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的塔架垂直度检测装置，其特征在于，所述塔架垂直度检测装置还包括定位板(40)，所述定位板(40)设置在塔架底部，所述定位板(40)上标识有直径不同的同心圆以及刻度。

8.根据权利要求7所述的塔架垂直度检测装置，其特征在于，所述水准器(20)布置在所述基座(10)的顶部中心，所述垂直检测部(21)布置在所述基座(10)的底部中心。

9.根据权利要求8所述的塔架垂直度检测装置，其特征在于，所述多个伸缩测量杆(30)包括第一伸缩测量杆(301)、第二伸缩测量杆(302)和第三伸缩测量杆(303)，所述第一伸缩测量杆(301)、所述第二伸缩测量杆(302)和所述第三伸缩测量杆(303)中的任意两者之间的夹角为120度。

10.根据权利要求9所述的塔架垂直度检测装置，其特征在于，所述基座(10)为圆形基座，所述第一伸缩测量杆(301)、所述第二伸缩测量杆(302)和所述第三伸缩测量杆(303)中的每者的一端通过销连接到圆形基座的边缘，所述第一伸缩测量杆(301)、所述第二伸缩测量杆(302)和所述第三伸缩测量杆(303)中的每者的最大长度相同。

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