CN219509756U - 一种基于多个导向单元的更换风力发电机叶片的装备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种基于多个导向单元的更换风力发电机叶片的装备。装备包括固定于地面的塔筒、安装于塔筒的顶部的机舱、安装于机舱的轮毂、安装于轮毂的叶片。该装备包括安装于叶片的根部的叶根吊具、安装于轮毂的轮毂吊具和轮毂导向机构、安装于机舱内部的机舱导向机构、动力单元和钢丝绳；钢丝绳连接叶片吊具和轮毂吊具后依次绕过轮毂导向机构和机舱导向机构连接至动力单元；轮毂导向机构包括第一导向单元和第二导向单元，第一导向单元适于沿至少一个方向引导钢丝绳，第二导向单元适于沿一个方向引导钢丝绳；动力单元适于拉紧或者释放钢丝绳以将叶片吊起或者放下。采用本实用新型，具有吊装费用低、占地面积小、绿化破坏少和响应速度快等优势。

Description

一种基于多个导向单元的更换风力发电机叶片的装备

技术领域

本实用新型属于风力发电技术领域，尤其涉及一种基于多个导向单元的更换风力发电机叶片的装备。

背景技术

随着风力发电机装机量的日益增加以及风力发电机服务生命的逐年增长，越来越多的机组需要进行叶片更换。目前，一般风机都是采用大型汽车吊进行叶片更换，而大兆瓦高塔风机需要采用履带吊车来完成叶片更换，海上风力发电机则需使用支腿船来进行叶片更换。然而，大型吊装设备的使用，不但会产生高昂的吊装费用，而且要受制于环境条件。

实用新型内容

本实用新型提供一种基于多个导向单元的更换风力发电机叶片的装备，可实现在不使用大型吊装设备的情况下，完成叶片更换，具有吊装费用低、占地面积小、绿化破坏少和响应速度快等优势，特别适用于高塔风机、海上风机、以及大吊车稀缺的偏远地区风机。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案。

一种基于多个导向单元的更换风力发电机叶片的装备，所述装备包括固定于地面的塔筒、安装于塔筒的顶部的机舱、安装于机舱的轮毂、以及安装于轮毂的叶片。该装备包括安装于叶片的根部的叶根吊具、安装于轮毂的轮毂吊具和轮毂导向机构、安装于机舱内部的机舱导向机构、以及动力单元和钢丝绳；钢丝绳连接叶片吊具和轮毂吊具后依次绕过轮毂导向机构和机舱导向机构连接至动力单元；轮毂导向机构包括第一导向单元和第二导向单元，第一导向单元适于沿至少一个方向引导钢丝绳，第二导向单元适于沿一个方向引导钢丝绳；动力单元适于拉紧或者释放钢丝绳以将叶片吊起或者放下。

可选地，叶根吊具包括安装于叶片的根部的叶根吊具支架、以及可转动地安装于叶根吊具支架的叶根吊具导向轮；轮毂吊具包括安装于轮毂的轮毂吊具支架、以及可转动地安装于轮毂吊具支架的轮毂吊具导向轮；钢丝绳通过其一端连接于轮毂或叶片，并且依次绕过叶根吊具导向轮和轮毂吊具导向轮而连接叶根吊具和轮毂吊具。

可选地，轮毂导向机构包括依次间隔设置的至少一个第二导向单元、以及位于至少一个第二导向单元的前方和/或后方的第一导向单元；第一导向单元适于将钢丝绳自轮毂吊具引导至至少一个第二导向单元中的第一个第二导向单元和/或将钢丝绳自至少一个第二导向单元中的最后一个第二导向单元引导至机舱导向机构。

可选地，第一导向单元包括安装于轮毂的第一导向支架、以及可转动地安装于第一导向支架的至少一个第一导向轮；至少一个第一导向轮中的各个第一导向轮在第一导向支架上的安装角度不同以沿不同方向引导钢丝绳。

可选地，第一导向支架安装于轮毂的变桨轴承上。

可选地，第二导向单元包括安装于轮毂的第二导向支架、以及可转动地安装于第二导向支架的第二导向轮；第二导向轮适于沿一个方向引导钢丝绳。

可选地，第二导向支架安装于轮毂的变桨轴承上。

可选地，机舱导向机构包括安装于机舱内部的机舱内部导向轮；机舱内部导向轮适于将自轮毂导向机构出来的钢丝绳导向动力单元。

可选地，动力单元固定于塔筒的底部或者机舱的内部。

可选地，动力单元包括卷扬机或者提升机。

与现有技术相比，本实用新型实施例的技术方案具有有益效果。

例如，本实用新型可实现在不使用大型吊装设备的情况下，完成叶片更换，具有吊装费用低、占地面积小、绿化破坏少和响应速度快等优势，特别适用于高塔风机、海上风机，以及大吊车稀缺的偏远地区风机。

又例如，本实用新型通过设置导向机构，可以将钢丝绳引导至机舱或地面，以保证有足够的空间来安装大型动力单元，从而实现更换大型叶片的目的。

又例如，本实用新型不需要在轮毂罩上开孔，所有设备都是通过风机自带的吊物孔进出机舱，同时可以充分利用风机自带吊车进行设备搬运，从而可以节省作业成本，提高作业效率。

附图说明

图1是本实用新型实施例中风力发电机的示意图；

图2是本实用新型实施例中基于多个导向单元的更换风力发电机叶片的装备的第一种示意图；

图3是本实用新型实施例中基于多个导向单元的更换风力发电机叶片的装备的第二种示意图；

图4是本实用新型实施例中基于多个导向单元的更换风力发电机叶片的装备的第三种示意图；

图5是本实用新型实施例中基于多个导向单元的更换风力发电机叶片的装备的第四种示意图。

附图标记说明：

11、塔筒； 12、机舱； 13、轮毂；

14、叶片； 21、叶根吊具； 211、叶根吊具支架；

212、叶根吊具导向轮； 22、轮毂吊具； 221、轮毂吊具支架；

222、轮毂吊具导向轮； 23、钢丝绳； 24、轮毂导向机构；

241、第一导向单元； 241a、第一导向支架； 241b、第一导向轮；

242、第二导向单元； 242a、第二导向支架； 242b、第二导向轮；

25、机舱导向机构； 26、动力单元。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、特征和有益效果能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。可以理解的是，以下所描述的具体实施方式仅仅用于解释本实用新型，而非是对本实用新型的限定。并且，图中可能使用相同、类似的标号指代不同实施例中相同、类似的元件，也可能省略不同实施例中相同、类似的元件的描述以及现有技术元件、特征、效果等的描述。

参照图1至图5，本实用新型实施例提供一种基于多个导向单元的更换风力发电机叶片的装备。

具体而言，风力发电机可以包括固定于地面的塔筒11、安装于塔筒11的顶部的机舱12、安装于机舱12的轮毂13、以及安装于轮毂13的叶片14。

在具体实施中，该基于多个导向单元的更换风力发电机叶片的装备可以包括安装于叶片14的根部的叶根吊具21、安装于轮毂13的轮毂吊具22和轮毂导向机构24、安装于机舱12内部的机舱导向机构25、以及动力单元26和钢丝绳23。

其中，钢丝绳23连接叶片吊具21和轮毂吊具22后依次绕过轮毂导向机构24和机舱导向机构25连接至动力单元26。轮毂导向机构24包括第一导向单元241和第二导向单元242，第一导向单元241适于沿至少一个方向引导钢丝绳23，第二导向单元242适于沿一个方向引导钢丝绳23。动力单元26适于拉紧或者释放钢丝绳23以将叶片14吊起或者放下。

在一些实施例中，叶根吊具21可以包括安装于叶片14的根部的叶根吊具支架211、以及可转动地安装于叶根吊具支架211的叶根吊具导向轮212。

在一些实施例中，叶根吊具支架211可以具有安装孔，并且通过紧固件固定到叶片14上。

在一些实施例中，轮毂吊具22可以包括安装于轮毂13的轮毂吊具支架221、以及可转动地安装于轮毂吊具支架221的轮毂吊具导向轮222。

在一些实施例中，轮毂吊具支架221可以具有安装孔，并且通过紧固件固定到轮毂13的变桨轴承上。

在具体实施中，轮毂吊具支架221可以安装于连接待拆卸或者待安装的叶片14的变桨轴承上。

在具体实施中，钢丝绳23的一端固定于轮毂13或者叶片14后依次绕过叶根吊具导向轮212和轮毂吊具导向轮222，而连接叶根吊具21和轮毂吊具22。

在一些实施例中，钢丝绳23的一端固定于轮毂13，并且依次绕过叶根吊具导向轮212和轮毂吊具导向轮222后，连接至轮毂导向机构24。

在具体实施中，轮毂导向机构24可以包括依次间隔设置的至少一个第二导向单元242、以及位于至少一个第二导向单元242的前方和/或后方的第一导向单元241。

在具体实施中，第一导向单元241适于将钢丝绳23自轮毂吊具22引导至至少一个第二导向单元242中的第一个第二导向单元242和/或将钢丝绳23自至少一个第二导向单元242中的最后一个第二导向单元242引导至机舱导向机构25。

在一些实施例中，第一导向单元241可以设置于至少一个第二导向单元242的前方，并且通过钢丝绳23与轮毂吊具导向轮222以及至少一个第二导向单元242中的第一个第二导向单元242连接。

在一些实施例中，第一导向单元241还可以设置于至少一个第二导向单元242的后方，并且通过钢丝绳23与至少一个第二导向单元242中的最后一个第二导向单元242以及机舱导向机构25连接。

在一些实施例中，还可以设置有二个第一导向单元241。其中，一个第一导向单元241设置于至少一个第二导向单元242的前方并且通过钢丝绳23与轮毂吊具导向轮222以及至少一个第二导向单元242中的第一个第二导向单元242连接，另一个第一导向单元241设置于至少一个第二导向单元242的后方并且通过钢丝绳23与至少一个第二导向单元242中的最后一个第二导向单元242以及机舱导向机构25连接。

在一些实施例中，第一导向单元241可以包括安装于轮毂13的第一导向支架241a、以及可转动地安装于第一导向支架241a的至少一个第一导向轮241b。其中，至少一个第一导向轮241b中的各个第一导向轮241b在第一导向支架241a上的安装角度不同以沿不同方向引导钢丝绳23。

在一些实施例中，第一导向支架241a可以安装于轮毂13的变桨轴承上。例如，第一导向支架241a上可以具有安装孔，并且通过紧固件安装于变桨轴承上。

在具体实施中，第一导向支架241a可以安装于轮毂13上没有连接待拆卸和待安装叶片14的变桨轴承上。

在一些实施例中，风力发电机可以设置有三个叶片14。相应地，轮毂13上设置有三个变桨轴承。在具体实施中，轮毂吊具支架221安装于连接待拆卸或者待安装的叶片14的变桨轴承上，而第一导向支架241a安装于另二个变桨轴承上。

在一些实施例中，轮毂吊具22、第一导向单元241、第二导向单元242并不在同一平面内。由此，钢丝绳23经过轮毂吊具22、第一导向单元241、第二导向单元242的路径也不在同一平面内。

在一些实施例中，同一个第一导向支架241a上可以安装有二个及二个以上的第一导向轮241b。并且，各个第一导向轮241b在第一导向支架241a上的安装角度不同以沿不同方向引导钢丝绳23。

如此，不但可以将钢丝绳23导向不同的平面，而且还可以使钢丝绳23与第一导向支架241a以及轮毂13保持间距以避免与第一导向支架241a以及轮毂13产生摩擦。

参照图5，在一些实施例中，设置于至少一个第二导向单元242前方的第一导向支架241a上可以安装有二个第一导向轮241b。其中，一个第一导向轮241b在下，另一个第一导向轮241b在上，并且二个第一导向轮241b的安装角度不同。

在具体实施中，下面的第一导向轮241b适于将钢丝绳23自轮毂吊具导向轮222导向上面的第一导向轮241b，上面的第一导向轮241b适于将钢丝绳23自下面的第一导向轮241b导向第二导向单元242。

同样地，设置于至少一个第二导向单元242后方的第一导向支架241a上也可以安装有二个第一导向轮241b。其中，一个第一导向轮241b适于将钢丝绳23自第二导向单元242导向另一个第一导向轮241b，另一个第一导向轮241b适于将钢丝绳23自一个第一导向轮241b导向机舱导向机构25。

在一些实施例中，第二导向单元242可以包括安装于轮毂13的第二导向支架242a、以及可转动地安装于第二导向支架242a的第二导向轮242b。其中，第二导向轮241b适于沿一个方向引导钢丝绳23。

在一些实施例中，第二导向支架242a可以安装于轮毂13的变桨轴承上。例如，第二导向支架242a上可以具有安装孔，并且通过紧固件安装于变桨轴承上。

在具体实施中，第二导向支架242a可以安装于轮毂13上没有连接待拆卸和待安装叶片14的变桨轴承上。

在一些实施例中，风力发电机可以设置有三个叶片14。相应地，轮毂13上设置有三个变桨轴承。在具体实施中，轮毂吊具支架221安装于连接待拆卸或者待安装的叶片14的变桨轴承上，而第二导向支架242a安装于另二个变桨轴承上。

在一些实施例中，该装备可以包括至少一组更换组件。其中，每一组更换组件分别包括一个叶片吊具21、一个轮毂吊具22、一套轮毂导向机构24和一根钢丝绳23。

在一些实施例中，风力发电机可以设置有三个叶片14。相应地，轮毂13上设置有三个变桨轴承。并且，该装备包括二组更换组件。

在具体实施中，二组更换组件中的轮毂吊具支架221均安装于连接待拆卸或者待安装的叶片14的变桨轴承上，一组更换组件中的叶片吊具21、轮毂吊具22和轮毂导向机构24安装于另二个变桨轴承中的一个变桨轴承上，另一组更换组件中的叶片吊具21、轮毂吊具22和轮毂导向机构24安装于另二个变桨轴承中的另一个变桨轴承上。

在具体实施中，同一组轮毂导向机构24中的第一导向支架241a和第二导向支架242a均安装于同一变桨轴承上。

在一些实施例中，第一导向支架241a和第二导向支架242a还可以固定在现有轮毂变桨轴承的固定螺栓上，而无需拆除原有螺栓。

在一些实施例中，机舱导向机构25可以包括安装于机舱12内部的机舱内部导向轮。机舱内部导向轮适于承载和引导钢丝绳23，并且可将自轮毂导向机构24出来的钢丝绳23导向动力单元26。

在一些实施例中，动力单元26可以固定于塔筒11的底部或者机舱12的内部。

在一些实施例中，动力单元26可以包括卷扬机或者提升机。

为了更好地理解本实用新型实施例提供的技术方案，下面进一步对使用该装备更换风力发电机叶片的过程进行说明。

一方面是使用该装备拆除风力发电机叶片的过程，具体如下：

S101，将待拆叶片14调整到垂直向下位置；

S102，将轮毂导向机构24固定在轮毂13上；

S103，将轮毂吊具22固定在轮毂13上；

S104，利用叶片专用设备，例如电葫芦、液压/气压设备等，将待拆叶片14下放一定距离，例如可以是30-80cm；

S105，将叶根吊具21固定在待拆叶片14的叶根上；

S106，将钢丝绳23连接在轮毂吊具22和叶根吊具21上；

S107，将钢丝绳23绕过轮毂导向机构24和机舱导向机构25，最后连在动力单元26上；

S108，启动动力单元26，拉紧钢丝绳23；

S109，拆除叶片专用设备；

S110，启动动力单元26，向下放钢丝,23，进而将待拆叶片14下放到期望位置；

S111，拆下叶根吊具21。

另一方面是使用该装备安装风力发电机叶片的过程，具体如下：

S201，将叶根吊具21固定到待装叶片14上；

S202，启动动力单元26，向上收钢丝绳23，进而将待装叶片14提拉到空中，并且到达指定位置，例如到达距离轮毂13为30-80cm的位置；

S203，安装叶片专用设备；

S204，拆除叶根吊具21；

S205，通过叶片专用设备将待装叶片14提拉至安装位置，安装叶根螺栓并紧固；

S206，拆除叶片更换装备。

尽管上文已经描述了具体实施方案，但这些实施方案并非要限制本实用新型公开的范围，即使仅相对于特定特征描述单个实施方案的情况下也是如此。本实用新型公开中提供的特征示例意在进行例示，而非限制，除非做出不同表述。在具体实施中，可根据实际需求，在技术上可行的情况下，将一项或者多项从属权利要求的技术特征与独立权利要求的技术特征进行组合，并可通过任何适当的方式而不是仅通过权利要求书中所列举的特定组合来组合来自相应独立权利要求的技术特征。

虽然本实用新型披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种基于多个导向单元的更换风力发电机叶片的装备，所述装备包括固定于地面的塔筒(11)、安装于所述塔筒(11)的顶部的机舱(12)、安装于所述机舱(12)的轮毂(13)、以及安装于所述轮毂(13)的叶片(14)，其特征在于，所述装备包括安装于所述叶片(14)的根部的叶根吊具(21)、安装于所述轮毂(13)的轮毂吊具(22)和轮毂导向机构(24)、安装于所述机舱(12)内部的机舱导向机构(25)、以及动力单元(26)和钢丝绳(23)；所述钢丝绳(23)连接所述叶根吊具(21)和所述轮毂吊具(22)后依次绕过所述轮毂导向机构(24)和所述机舱导向机构(25)连接至所述动力单元(26)；所述轮毂导向机构(24)包括第一导向单元(241)和第二导向单元(242)，所述第一导向单元(241)适于沿至少一个方向引导所述钢丝绳(23)，所述第二导向单元(242)适于沿一个方向引导所述钢丝绳(23)；所述动力单元(26)适于拉紧或者释放所述钢丝绳(23)以将所述叶片(14)吊起或者放下。

2.根据权利要求1所述的基于多个导向单元的更换风力发电机叶片的装备，其特征在于，所述叶根吊具(21)包括安装于所述叶片(14)的根部的叶根吊具支架(211)、以及可转动地安装于所述叶根吊具支架(211)的叶根吊具导向轮(212)；所述轮毂吊具(22)包括安装于所述轮毂(13)的轮毂吊具支架(221)、以及可转动地安装于所述轮毂吊具支架(221)的轮毂吊具导向轮(222)；所述钢丝绳(23)通过其一端连接于所述轮毂(13)或者所述叶片(14)，并且依次绕过所述叶根吊具导向轮(212)和所述轮毂吊具导向轮(222)而连接所述叶根吊具(21)和所述轮毂吊具(22)。

3.根据权利要求1所述的基于多个导向单元的更换风力发电机叶片的装备，其特征在于，所述轮毂导向机构(24)包括依次间隔设置的至少一个第二导向单元(242)、以及位于所述至少一个第二导向单元(242)的前方和/或后方的第一导向单元(241)；所述第一导向单元(241)适于将所述钢丝绳(23)自所述轮毂吊具(22)引导至所述至少一个第二导向单元(242)中的第一个第二导向单元(242)和/或将所述钢丝绳(23)自所述至少一个第二导向单元(242)中的最后一个第二导向单元(242)引导至所述机舱导向机构(25)。

4.根据权利要求1或3所述的基于多个导向单元的更换风力发电机叶片的装备，其特征在于，所述第一导向单元(241)包括安装于所述轮毂(13)的第一导向支架(241a)、以及可转动地安装于所述第一导向支架(241a)的至少一个第一导向轮(241b)；所述至少一个第一导向轮(241b)中的各个第一导向轮(241b)在所述第一导向支架(241a)上的安装角度不同以沿不同方向引导所述钢丝绳(23)。

5.根据权利要求4所述的基于多个导向单元的更换风力发电机叶片的装备，其特征在于，所述第一导向支架(241a)安装于所述轮毂(13)的变桨轴承上。

6.根据权利要求1或3所述的基于多个导向单元的更换风力发电机叶片的装备，其特征在于，所述第二导向单元(242)包括安装于所述轮毂(13)的第二导向支架(242a)、以及可转动地安装于所述第二导向支架(242a)的第二导向轮(242b)；所述第二导向轮(242b)适于沿一个方向引导所述钢丝绳(23)。

7.根据权利要求6所述的基于多个导向单元的更换风力发电机叶片的装备，其特征在于，所述第二导向支架(242a)安装于所述轮毂(13)的变桨轴承上。

8.根据权利要求1所述的基于多个导向单元的更换风力发电机叶片的装备，其特征在于，所述机舱导向机构(25)包括安装于所述机舱(12)内部的机舱内部导向轮；所述机舱内部导向轮适于将自所述轮毂导向机构(24)出来的所述钢丝绳(23)导向所述动力单元(26)。

9.根据权利要求1所述的基于多个导向单元的更换风力发电机叶片的装备，其特征在于，所述动力单元(26)固定于所述塔筒(11)的底部或者所述机舱(12)的内部。

10.根据权利要求1所述的基于多个导向单元的更换风力发电机叶片的装备，其特征在于，所述动力单元(26)包括卷扬机或者提升机。