WO2017051048A1 - Dispositivo de guiado para montaje de torres eólicas - Google Patents

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WO2017051048A1
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guiding device
sliding
wind
tower
geometric adaptation
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PCT/ES2016/070653
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Jose Serna Garcia-Conde
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Esteyco S.A.P.
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Definitions

  • the present invention relates to a guidance device for the assembly of towers and / or foundations for wind turbines, essentially for the lifting and / or anchoring of wind towers, for example of telescopic concrete towers, both onshore and offshore.
  • the main application sector of the present invention is the construction industry, especially in tower assembly, in combination with the renewable or green energy industry, specifically wind energy.
  • document FR 2587399 describes a self-elevating tower comprising guiding means comprising two plates arranged inside the bar network and forming a V inside the different tower sections, which incorporate in one of its faces a plastic anti-friction skate.
  • document RU 2189935 C2 describes a telescopic mast for a crane that incorporates guide skates to facilitate lifting of said mast.
  • documents EP 0201645 A2 or FR 2476727 A2 describe telescopic antennas and self-elevating towers, respectively, which with guiding means consisting of wheels incorporated in one of the sections to be moved.
  • none of the lifting systems describe a guiding device like the one described in the present invention, which solves important problems existing in the field of current art, being able to withstand very high loads at the time which has a high capacity to adapt to geometric deviations or imperfections in the elements to be guided, and that implies great advantages with respect to those described above.
  • the present invention aims to provide a guidance device for tower assembly and / or foundation for wind turbines, which can be onshore and / or offshore, and especially for telescopic wind towers, so that the assembly process is facilitated and optimized of these structures.
  • a guidance device for tower assembly and / or foundation for wind turbines which can be onshore and / or offshore, and especially for telescopic wind towers, so that the assembly process is facilitated and optimized of these structures.
  • the shaft of a wind tower can be considered as part of its foundation.
  • the guiding device according to the present invention is more efficient than those described above, as it has particular characteristics that allow new advantages to be raised and / or anchored in a wind tower, such as the ability to withstand large loads at the same time. that is provided a great capacity for geometric adaptation.
  • the present invention proposes a guidance device for towers and / or foundations for wind turbines intended to allow a sliding and / or relative movement between a mobile element and a support element, and comprising:
  • Fixing means that connect the guiding device with the support element.
  • Geometric adaptation means interspersed between the sliding means and the fixing means, which allow the transmission of load between the two while also allowing a relative displacement between them.
  • Reaction or stop means preferably by way of recesses and / or contact plates, arranged so as to allow the direct transmission of load between the sliding means and the fixing means.
  • the guiding device according to the present invention may further comprise:
  • the sliding means of the guiding device according to the present invention may comprise a surface and / or a bearing system in contact with a section of the wind tower, preferably the mobile element, intended to reduce friction with the sliding element.
  • the geometric adaptation means described in the guiding device according to the present invention can be formed by one or several geometric adaptation elements preferably of neoprene, zipped or not, or of a similar elastomeric material, rubber type, with characteristics of suitable deformability known in the art.
  • the geometric adaptation means of the guiding device may comprise one or more preferably elastic elements in the form of parts or springs, and / or one or more hydraulic and / or pneumatic elements that may allow active control. of the force and / or deformation of the guiding device and, consequently, capable of regulating the distance between the sliding means and the fixing means.
  • reaction means or stop of the guiding device according to the present invention can be based on elements in the form of recesses and / or independent elements, in another planar position, or in the geometry of the elements themselves, which in any case only come into effect from a certain level of deformation of the guiding device, in such a way that both the elements in the form of recesses and the independent elements, allow load transmission direct between the sliding means and the fixing means.
  • reaction or stop means can transmit the loads in a direction substantially perpendicular to the contact plane of the guiding device with the moving element and / or the forces parallel to the plane of the sliding surface only from a certain level of deformation of the means. of geometric adaptation and / or certain relative displacement between the fixing means and the sliding means, for example with interweaving recesses between the fixing means and the sliding means.
  • the geometric adaptation means are disposed within piston-like recesses.
  • the means of presetting geometry or prestressing can be defined, for example, by one or several clamping screws that allow the geometric adaptation means to be precompressed initially, or by any other means known in the art that allows generating a certain deformation. in the means of geometric adaptation in the absence of other charges acting on them, as well as generating a force on the mobile element in direction essentially perpendicular to the contact surface.
  • These geometric presetting means can be used, for example, to generate a certain initial contact force between the sliding means and the movable element, or to cancel or reduce said force for the recovery of the guiding device.
  • the fixing and / or anchoring means comprise at least one metallic element, preferably, at least one screw, anchored to the support element.
  • the guiding device described in the present invention can also comprise fixing and / or anchoring means that take advantage of the existing boxes for the bars and / or prestressing cables.
  • the guiding device according to the present invention can be integrated in a kit and / or assembly that also includes lifting means of the tower.
  • the guiding device object of the present invention can comprise means for assisting the sliding of the elements or structures, either by greases or other fluids that reduce friction between elements. Interleaved sheets of low friction materials such as Teflon or other methods known in the art can also be used.
  • the guiding device described in the present invention can be totally or partially recoverable and reusable for more than one phase of the wind tower assembly procedure and / or for the assembly of more than one wind tower, which can be modular, so that some or other means can be disassembled and / or replaced.
  • the guiding device allows a relative movement between a support element and a mobile element, regardless of the absolute movements of said elements, being one mobile and one fixed, or both mobile.
  • Fig. 1 a illustrates an elevation view of the situation of the guiding devices in the lifting of a telescopic tower.
  • Fig. 1 b shows a plan view of the situation of the guiding devices in the lifting of a telescopic tower.
  • Fig. 2 represents several phases of anchoring an offshore tower together with the situation of the guidance devices at each moment.
  • FIG. 3 illustrates a basic guiding device according to the invention.
  • Fig. 4 a shows a guiding device according to the invention comprising independent reaction or stop elements.
  • Fig. 4 b represents a guiding device according to the invention in the situation in which the reaction or stop means are activated.
  • reaction or stop means comprise external elements, based on two opposite and opposite wedges.
  • Fig. 5 shows a guiding device according to the invention comprising reaction or stop means in the form of holes.
  • Fig. 6 a represents a guiding device according to the present invention comprising several geometric adaptation elements.
  • Fig. 6 b represents a guiding device according to the present invention comprising several geometric adaptation elements and in the situation in which the reaction or stop means come into action.
  • Fig. 7 illustrates a guiding device according to the present invention with a variant with respect to geometric adaptation means.
  • Fig. 8 shows a guiding device according to the present invention with a variant with respect to the sliding means.
  • Fig. 9 a illustrates a guiding device according to an alternative embodiment of the present invention, comprising first geometric adjustment means.
  • FIG. 9 b illustrates a guiding device according to an alternative embodiment of the present invention, which comprises a second means of geometric adjustment.
  • Fig. 10 a represents a guiding device according to the present invention comprising means of presetting geometric or prestressing in initial situation.
  • Fig. 10 b illustrates a guiding device according to the present invention prestressed by means of geometric or prestressed presetting means.
  • Fig. 10 c shows a guiding device according to the present invention comprising means of presetting geometric or prestressing during the movement of the elements.
  • Fig. 1 1 represents a guiding device according to the present invention comprising geometric or prestressing means capable of exerting a force on the movable element.
  • FIG. 12 illustrates a guiding device according to the present invention comprising alternative means of fixing and / or anchoring to the support element.
  • Fig. 13 represents a guiding device according to the present invention where the support element has a recess for housing said device.
  • Fig. 14 illustrates a guiding device according to the present invention that is integrated into a kit and / or assembly that includes tower lifting means.
  • Fig. 15 represents a guiding device according to the present invention with a Teflon sheet in endless chain configuration.
  • Fig. 16 shows a graph of the behavior of the guiding device as a function of the force applied.
  • Fig. 1 a illustrates an elevation view of the situation of the guidance devices (1, 1 ') during the assembly of a wind tower (100), in this case offshore.
  • the lifting of a wind tower (100) is shown, and specifically, the lifting of a telescopic tower (101), composed of different sections (1 10).
  • the guiding devices (1) are arranged in the two elements or structures (1 10 ', 1 10 ") that are involved in the movement, but can also be located only in one of said elements or structures (1 10' , 1 10 ").
  • the telescopic tower section (1 10 ') acts as a mobile element (200) and the section (1 10 ") acts as a support element (300)
  • the section (1 10') acts as a support element (200) and the section (1 10 ") acts as a mobile element (300).
  • the guiding devices (1, 1 ') are arranged at the top and / or bottom of the elements or structures (1 10', 1 10 "), but can also be arranged on the side faces of the elements or structures (1 10 ', 1 10 "), being in the middle of them.
  • Fig. 1 b shows a plan view of the situation of the guidance devices (1) during the assembly of a wind tower (100).
  • the lifting of a wind tower (100) is shown, and specifically, the lifting of a telescopic tower (101).
  • three or more devices (1, 1 ') are provided for lifting and / or anchoring a wind tower (100).
  • six devices (1) are arranged on the ground floor for lifting different sections (1 10) of the tower.
  • Fig. 2 represents several phases of anchoring an offshore tower (102).
  • the guiding devices (1) are placed in a structure of buoyancy and / or auxiliary stability (400) so that the tower (102) can slide inside during anchoring.
  • the tower (102) acts as a mobile element (200), while the structure (400) acts as a support element (300).
  • Fig. 3 illustrates a guiding device (1) according to the present invention comprising sliding means (2), geometric adaptation means (3) and fixing means (4).
  • the guiding device (1) is anchored to the upper part of the support (300), while in contact with the mobile element (200) by means of sliding means (2).
  • the sliding means (2) comprise a surface or "pad” with a reduced friction coefficient (5) and the geometric adaptation means (3) are formed for a piece of neoprene (6).
  • the guiding device (1) is anchored to the support element (300) by means of the fixing means (4) which in this case, and without supposing a limitation of the invention, comprise screws (7) fixed to bushings (8) embedded in own support element (300).
  • the guiding device (1) may comprise sliding assistance means (50) that may consist of greases or other fluids that facilitate sliding between the movable element (200) and the sliding means (2) , by reducing friction between the two.
  • sliding assistance means (50) may consist of greases or other fluids that facilitate sliding between the movable element (200) and the sliding means (2) , by reducing friction between the two.
  • Interleaved sheets of low friction materials such as Teflon or other methods known in the art can also be used, placed, for example, in an endless chain configuration.
  • Fig. 4 a) and b) show another preferred embodiment of the guiding device (1) according to the invention further comprising reaction or stop means (9).
  • the reaction means or stop (9) are formed by external elements (10), preferably contact plates, which transmit the load perpendicular to the contact plane between the sliding means and the moving element.
  • said external elements (10) that are exempt from the main body of the guide can be formed by more than one piece and / or have, for example, a wedge shape.
  • said external elements (10) may comprise two facing and opposing wedges (10 '), so that their inclined planes are in contact with each other and their vertical planes are in contact with the mobile element (200) and with the support element (300), respectively.
  • the external elements (10) and / or any of its parts may incorporate elements and / or protuberances intended to facilitate their fixation to the support element (300) and / or the mobile element (200), and / or intended to prevent them from being able to falling through the free space between the mobile element (200) or the support element (300).
  • Figure 5 shows another preferred embodiment of the guiding device (1) according to the present invention.
  • the reaction means or stop (9) comprise a first recess (12) connected to the fixing means and within which the geometric adaptation means (3) are arranged.
  • the reaction or stop means (9) also comprise a second recess (13) connected to the sliding means. Said second recess (13) fits the first recess (12) so that the relative movement between the sliding means and the fixing means in the direction perpendicular to the sliding surface is allowed, but instead prevents it if it is parallel to the sliding surface.
  • Fig. 6 a represents another preferred embodiment of the guiding device (1) according to the present invention, where the geometric adaptation means (3) are formed by several geometric adaptation elements (3 ').
  • the geometric adaptation means (3) consist of four neoprene dice (6), installed inside different drawers (13) that act as reaction or stop means. (9).
  • a certain deformation of the geometric adaptation means (3) is observed, until there is direct contact between the drawer (12) and the sliding means (2), forming a direct contact (1 1) between rigid and high capacity elements.
  • Fig. 7 illustrates a guiding device (1) according to the present invention comprising geometric adaptation means (3) formed by a spring-like thrust element (6 ').
  • these geometric adaptation means (3) may comprise active hydraulic or pneumatic thrust elements.
  • Fig. 8 shows another embodiment of a guiding device (1) according to the present invention.
  • the sliding means (2) are formed by a bearing system (5 '), preferably formed by a large number of axles to distribute the load to a large extent.
  • Fig. 9 a illustrates another alternative embodiment of a guiding device (1) according to the present invention.
  • the geometric adaptation means (3) comprise a hydraulic element (3 ") that allows to regulate the distance between the sliding means (2) and the fixing means (4).
  • Fig. 9 b illustrates another alternative embodiment of a guiding device according to the present invention.
  • the geometric adaptation means (3) comprise a ball joint (3 "') which allows a pivoting movement between the sliding means (2) and the fixing means (4).
  • Figures 10 a), b) and c) represent a guiding device (1) according to the present invention further comprising geometric or prestressing means (14). These means comprise elements capable of generating a certain level of deformation on the means of geometric adaptation in the absence of external load.
  • Figure 10 a shows the initial situation of the assembly procedure, with the guidance device unadjusted and before coming into contact with the moving element.
  • the geometric presetting means (14) are formed by a clamping screw (15), welded to the sliding means (2). These geometric or prestressed presetting means (14) allow to apply a deformation or initial load on the device (1), as shown in figure 10 b), so that the thrust in the contact between the device can then be adjusted ( 1) and the movable element (200), as seen in figure 10 c), by adjusting or removing the nut of said tightening screw (15).
  • These geometric presetting means can also be used to separate the sliding means (2) and the movable element (200) in order to remove the device (1).
  • Fig. 1 1 represents another preferred embodiment of guiding device (1) according to the present invention where the presetting means (14) comprise clamping screws (15) welded to the sliding means (2) which, in addition to comprising a nut (15 ') that allows to apply a deformation or initial load on the device (1), comprises a nut (15 "), so that the presetting means can also generate a force on the moving element in a direction essentially perpendicular to The contact surface.
  • the presetting means (14) comprise clamping screws (15) welded to the sliding means (2) which, in addition to comprising a nut (15 ') that allows to apply a deformation or initial load on the device (1), comprises a nut (15 "), so that the presetting means can also generate a force on the moving element in a direction essentially perpendicular to The contact surface.
  • the guiding device (1) comprises a space (20) intended to house a hydraulic element, preferably a hydraulic jack, capable of generating a force on the mobile element in a direction essentially perpendicular to the contact surface.
  • a hydraulic element preferably a hydraulic jack
  • Fig. 12 illustrates another preferred embodiment of the guiding device (1) according to the present invention in which the fixing means (4) comprise screws (7) fixed to bushings (8) embedded in the support element (300) ) and / or a fixing system (7 ') adapted to the boxes (16) existing in the support element (300).
  • the fixing means (4) comprise screws (7) fixed to bushings (8) embedded in the support element (300) ) and / or a fixing system (7 ') adapted to the boxes (16) existing in the support element (300).
  • these fixing means (4) can also comprise collisions (17) to adapt the position of the guiding device (1).
  • Fig. 13 a represents another preferred embodiment of the guiding device (1) according to the present invention where the support element (300) has a gap to house the device, to improve the load transmission between the device and the support element.
  • FIG. 13 b shows a guiding device (1) according to the present invention where the fixing means (4) comprise a double wedge plate (18) to facilitate the removal of the guiding device (1) .
  • Fig. 14 illustrates another preferred embodiment of the guiding device (1) according to the present invention in which said guiding device can be integrated in a kit and / or assembly that also includes tower lifting means, for example jacks and cables (19).
  • the inner section (1 10 ') acts as a movable element (200) in the upper guiding device (1) and as a support element (300) in the lower guiding device (1')
  • the outer section (1 10 ") acts as a support element (300) in the upper guide device (1) and as a support element (300) in the lower guide device (1 ').
  • Fig. 15 represents another preferred embodiment of the guiding device (1) according to the present invention, in which, by way of example and without meaning a limitation of the invention, sliding assistance means (50) are provided which, in this case they comprise a Teflon sheet (51) in endless chain configuration.
  • Fig. 16 shows a graph of the behavior of the guiding device according to the present invention. In it you can see a high capacity of geometric adjustment at low load, until you reach the contact of the reaction means or stop (9). From this point the element has a very high load capacity at low deformation.
  • the guiding device according to the present invention can also be used for the assembly of the foundation or other elements of the substructure of a wind turbine, preferably those comprising shafts or walls vertical

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Abstract

Dispositivo de guiado para montaje de torres y/o cimentaciones para aerogeneradores destinado a permitir y/o facilitar el movimiento relativo entre un elemento móvil y un elemento de soporte, siendo al menos uno de dichos elementos un tramo y/o pieza del fuste de una torre o cimentación eólica, que comprende medios de deslizamiento que están en contacto con el elemento móvil y permiten el movimiento relativo de éste con respecto al dispositivo de guiado, medios de fijación que conectan el dispositivo de guiado al elemento de soporte y medios de adaptación geométrica, intercalados entre los medios de deslizamiento y los medios de fijación, que permiten la transmisión de carga entre ambos al tiempo que permiten también un desplazamiento relativo entre ambos.

Description

DESCRIPCIÓN
DISPOSITIVO DE GUIADO PARA MONTAJE DE TORRES EÓLICAS SECTOR DE LA TÉCNICA
La presente invención se refiere a un dispositivo de guiado para el montaje de torres y/o cimentaciones para aerogeneradores, esencialmente para el izado y/o fondeo de torres eólicas, por ejemplo de torres telescópicas de hormigón, tanto onshore como offshore.
Por lo tanto, el principal sector de aplicación de la presente invención es la industria de la construcción, especialmente en montaje de torres, en combinación con la industria de las energías renovables o verdes, concretamente la energía eólica.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Con el fin de realizar el movimiento relativo entre dos estructuras, o elementos de una estructura, adyacentes y/o concéntricas, es ampliamente conocido el uso de dispositivos de guiado.
Igualmente, son conocidos distintos medios y/o sistemas de montaje de estructuras, más concretamente medios de izado de estructuras adyacentes y/o concéntricas, ya sea en el campo de las estructuras generales, por ejemplo en estructuras generales de gran altura, como en el campo más concreto de la energía eólica, especialmente en el campo de las torres eólicas.
Por ejemplo, el documento FR 2587399 describe una torre auto-elevable que comprende medios de guiado que comprenden dos placas dispuestas en el interior del entramado de barras y formando una V en el interior de los distintos tramos de torre, que incorporan en una de sus caras un patín anti-fricción de plástico.
Del mismo modo, el documento RU 2189935 C2 describe un mástil telescópico para una grúa que incorpora patines de guiado para facilitar el izado de dicho mástil.
Por otro lado, los documentos EP 0201645 A2 o FR 2476727 A2 describen antenas telescópicas y torres auto-elevables, respectivamente, que con medios de guiado que consisten en ruedas incorporadas en uno de los tramos a desplazar.
Sin embargo, como se puede comprobar, ninguno de los sistemas de izado describe un dispositivo de guiado como el descrito en la presente invención, que soluciona importantes problemas existentes en el campo de la técnica actual, al ser capaz de soportar muy elevadas cargas al tiempo que tiene un alta capacidad de adaptación a desviaciones o imperfecciones geométricas en los elementos a guiar, y que implica grandes ventajas con respecto a los descritos anteriormente.
EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN
La presente invención tiene como finalidad proporcionar un dispositivo de guiado para montaje de torres y/o cimentaciones para aerogeneradores, que pueden ser onshore y/o offshore, y especialmente para torres eólicas telescópicas, de modo que se facilite y se optimice el proceso de montaje de dichas estructuras. A efectos de la presente invención, se entiende que el fuste de una torre eólica puede considerarse como parte de la cimentación de la misma.
También es objetivo de la presente invención proporcionar un dispositivo de guiado que permita el deslizamiento relativo entre un elemento móvil de la torre eólica y un elemento de soporte, que pueden comprender, por ejemplo y sin que suponga una limitación de la presente invención, dos tramos del fuste de la torre eólica y/o un tramo de ésta y una estructura auxiliar y que permita dicho deslizamiento a la vez que pueda adaptar su geometría en función de las imperfecciones geométricas o de otro tipo que puedan existir en dicho tramo, sobre todo si se trata de un tramo de hormigón, donde las tolerancias y desviaciones son mayores que en tramos metálicos.
El dispositivo de guiado según la presente invención es más eficiente que los descritos anteriormente, pues tiene unas características particulares que permiten aportar nuevas ventajas al proceso de izado y/o fondeo de una torre eólica, como son la capacidad de soportar grandes cargas al mismo tiempo que se proporciona una gran capacidad de adaptación geométrica.
Para ello, la presente invención propone un dispositivo de guiado para torres y/o cimentaciones para aerogeneradores destinado a permitir un deslizamiento y/o movimiento relativo entre un elemento móvil y un elemento de soporte, y que comprende:
a) Medios de deslizamiento que están en contacto con el elemento móvil y permiten el movimiento relativo de éste con respecto al dispositivo de guiado.
b) Medios de fijación que conectan el dispositivo de guiado con el elemento de soporte.
c) Medios de adaptación geométrica, intercalados entre los medios de deslizamiento y los medios de fijación, que permiten la transmisión de carga entre ambos al tiempo que permiten también un desplazamiento relativo entre ambos.
d) Medios de reacción o tope, preferentemente a modo de cajeados y/o placas de contacto, dispuestos de forma que permiten la transmisión directa de carga entre los medios de deslizamiento y los medios de fijación.
El dispositivo de guiado de acuerdo con la presente invención puede comprender, además:
e) Medios de preajuste geométrico o pretensado; y/o
f) Medios de asistido al deslizamiento del elemento o estructura.
Los medios de deslizamiento del dispositivo de guiado de acuerdo con la presente invención pueden comprender una superficie y/o un sistema de rodamiento en contacto con un tramo de la torre eólica, preferiblemente el elemento móvil, destinados a reducir la fricción con el elemento deslizado.
Asimismo, los medios de adaptación geométrica descritos en el dispositivo de guiado de acuerdo con la presente invención pueden estar formados por uno o varios elementos de adaptación geométrica preferentemente de neopreno, zunchado o no, o de un material elastómero similar, tipo caucho, con características de deformabilidad adecuadas conocido en la técnica.
Igualmente, los medios de adaptación geométrica del dispositivo de guiado de acuerdo con la presente invención pueden comprender uno o varios elementos preferentemente elásticos en forma de piezas o muelles, y/o uno o varios elementos hidráulicos y/o neumáticos que puedan permitir un control activo de la fuerza y/o deformación del dispositivo de guiado y, en consecuencia, capaces de regular la distancia entre los medios de deslizamiento y los medios de fijación.
Sin que signifique una limitación en el alcance de la presente invención, los medios de reacción o tope del dispositivo de guiado de acuerdo con la presente invención pueden basarse en elementos en forma de cajeados y/o en elementos independientes, en otra posición en planta, o en la propia geometría de los elementos, que en todo caso sólo entran en acción a partir de cierto nivel de deformación del dispositivo de guiado, de tal forma que tanto los elementos en forma de cajeados como los elementos independientes, permiten la transmisión de carga directa entre los medios de deslizamiento y los medios de fijación.
Estos medios de reacción o tope pueden transmitir las cargas en dirección sensiblemente perpendicular al plano de contacto del dispositivo de guiado con el elemento móvil y/o las fuerzas paralelas al plano de la superficie de deslizamiento sólo a partir de cierto nivel de deformación de los medios de adaptación geométrica y/o cierto desplazamiento relativo entre los medios de fijación y los medios de deslizamiento, por ejemplo con cajeados de imbricación entre los medios de fijación y los medios de deslizamiento.
Preferiblemente, los medios de adaptación geométrica están dispuestos dentro de cajeados a modo de pistón.
Por su parte, los medios de preajuste geométrico o pretensado pueden estar definidos, por ejemplo, por uno o varios tornillos de apriete que permitan precomprimir inicialmente los medios de adaptación geométrica, o por cualquier otro medio conocido en la técnica que permita generar una cierta deformación en los medios de adaptación geométrica en ausencia de otras cargas actuantes sobre ellos, así como generar una fuerza sobre el elemento móvil en dirección esencialmente perpendicular a la superficie de contacto. Estos medios de preajuste geométrico pueden emplearse, por ejemplo, para generar una cierta fuerza inicial de contacto entre los medios de deslizamiento y el elemento móvil, o para anular o reducir dicha fuerza de cara a la recuperación del dispositivo de guiado.
Del mismo modo, los medios de fijación y/o anclaje comprenden por lo menos un elemento metálico, preferiblemente, por lo menos un tornillo, anclado al elemento de soporte. En un caso particular, y sin que suponga una limitación de la invención, el dispositivo de guiado descrito en la presente invención también puede comprender medios de fijación y/o anclaje que aprovechen los cajetines existentes para las barras y/o cables de pretensado.
Igualmente, sin suponer una limitación de la invención, el dispositivo de guiado según la presente invención puede quedar integrado en un kit y/o conjunto que también incluye medios de izado de la torre.
El dispositivo de guiado objeto de la presente invención, puede comprender medios de asistido al deslizamiento de los elementos o estructuras, ya sea mediante grasas u otros fluidos que disminuyan la fricción entre elementos. También pueden emplearse láminas intercaladas de materiales de bajo rozamiento como el teflón u otros métodos conocidos en la técnica.
Finalmente, el dispositivo de guiado descrito en la presente invención puede ser total o parcialmente recuperable y reutilizable para más de una fase del procedimiento de montaje de la torre eólica y/o para el montaje de más de una torre eólica, pudiendo ser éste modular, de modo que unos u otros medios puedan desmontarse y/o sustituirse.
El dispositivo de guiado de acuerdo con la presente invención permite un movimiento relativo entre un elemento de soporte y un elemento móvil, con independencia de cuales sean los movimientos absolutos de dichos elementos, pudiendo ser uno móvil y otro fijo, o bien ambos móviles.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Las anteriores y otras características y ventajas se comprenderán más plenamente a partir de la siguiente descripción detallada de unos ejemplos de realización con referencia a los dibujos adjuntos, que deben considerarse a título ilustrativo y no limitativo en los que:
La Fig. 1 a) ilustra una vista en alzado de la situación de los dispositivos de guiado en el izado de una torre telescópica.
La Fig. 1 b) muestra una vista en planta de la situación de los dispositivos de guiado en el izado de una torre telescópica.
La Fig. 2 representa varias fases del fondeo de una torre offshore junto con la situación de los dispositivos de guiado en cada momento.
- La Fig. 3 ilustra un dispositivo de guiado básico según la invención.
La Fig. 4 a) muestra un dispositivo de guiado según la invención que comprende unos elementos independientes de reacción o tope.
La Fig. 4 b) representa un dispositivo de guiado según la invención en la situación en que entran en acción los medios de reacción o tope.
- La Fig. 4 c) representa una realización de la invención en la que los medios de reacción o tope comprenden elementos externos, basados en dos cuñas enfrentadas y contrapuestas.
La Fig. 5 muestra un dispositivo de guiado según la invención que comprende medios de reacción o tope en forma de cajeados.
La Fig. 6 a) representa un dispositivo de guiado según la presente invención que comprende varios elementos de adaptación geométrica.
La Fig. 6 b) representa un dispositivo de guiado según la presente invención que comprende varios elementos de adaptación geométrica y en la situación en la que entran en acción los medios de reacción o tope.
La Fig. 7 ilustra un dispositivo de guiado según la presente invención con una variante respecto a los medios de adaptación geométrica.
La Fig. 8 muestra un dispositivo de guiado según la presente invención con una variante respecto a los medios de deslizamiento.
La Fig. 9 a) ilustra un dispositivo de guiado según una realización alternativa de la presente invención, que comprende unos primeros medios de ajuste geométrico.
- La Fig. 9 b) ilustra un dispositivo de guiado según una realización alternativa de la presente invención, que comprende unos segundos medios de ajuste geométrico.
La Fig. 10 a) representa un dispositivo de guiado según la presente invención que comprende medios de preajuste geométrico o pretensado en situación inicial.
La Fig. 10 b) ilustra un dispositivo de guiado según la presente invención pretensado mediante los medios de preajuste geométrico o pretensado.
La Fig. 10 c) muestra un dispositivo de guiado según la presente invención que comprende medios de preajuste geométrico o pretensado durante el movimiento de los elementos.
La Fig. 1 1 representa un dispositivo de guiado según la presente invención que comprende medios de preajuste geométrico o pretensado capaces de ejercer una fuerza sobre el elemento móvil.
- La Fig. 12 ilustra un dispositivo de guiado según la presente invención que comprende medios alternativos de fijación y/o anclaje al elemento de soporte.
La Fig. 13 representa un dispositivo de guiado según la presente invención donde el elemento de soporte tiene un hueco para alojar dicho dispositivo.
La Fig. 14 ilustra un dispositivo de guiado según la presente invención que queda integrado en un kit y/o conjunto que incluye medios de izado de la torre.
La Fig. 15 representa un dispositivo de guiado según la presente invención con una lámina de teflón en configuración de cadena sin-fin.
La Fig. 16 muestra una gráfica del comportamiento del dispositivo de guiado en función de la fuerza aplicada.
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN
La Fig. 1 a) ilustra una vista en alzado de la situación de los dispositivos de guiado (1 ,1 ') durante el montaje de una torre eólica (100), en este caso offshore.
En este caso, a modo de ejemplo, se muestra el izado de una torre eólica (100), y concretamente, el izado de una torre telescópica (101), compuesta de distintos tramos (1 10).
Preferiblemente, los dispositivos de guiado (1) se disponen en los dos elementos o estructuras (1 10', 1 10") que están involucrados en el movimiento, pero también pueden estar situados únicamente en uno de dichos elementos o estructuras (1 10', 1 10").
Además, en esta realización, en el caso de los dispositivos de guiado (1) el tramo de torre telescópica (1 10') actúa como elemento móvil (200) y el tramo (1 10") actúa como elemento de soporte (300), mientras que en los dispositivos de guiado (1 ') el tramo (1 10') actúa como elemento de soporte (200) y el tramo (1 10") actúa como elemento móvil (300).
Preferentemente, los dispositivos de guiado (1 ,1 ') se disponen en la parte superior y/o inferior de los elementos o estructuras (1 10', 1 10"), pero también se pueden disponer en las caras laterales de los elementos o estructuras (1 10', 1 10"), quedando en medio de ellos.
La Fig. 1 b) muestra una vista en planta de la situación de los dispositivos de guiado (1) durante el montaje de una torre eólica (100).
En este caso, a modo de ejemplo, se muestra el izado de una torre eólica (100), y concretamente, el izado de una torre telescópica (101).
Preferiblemente se disponen tres o más dispositivos (1 ,1 ') para el izado y/o fondeo de una torre eólica (100). En esta realización se disponen seis dispositivos (1) en planta para el izado de distintos tramos (1 10) de la torre.
La Fig. 2 representa varias fases del fondeo de una torre offshore (102). En esta realización los dispositivos de guiado (1) se sitúan en una estructura de flotabilidad y/o estabilidad auxiliar (400) de modo que la torre (102) puede deslizarse en su interior durante su fondeo. En este caso particular, la torre (102) actúa como elemento móvil (200), mientras que la estructura (400) actúa como elemento de soporte (300).
La Fig. 3 ilustra un dispositivo de guiado (1) según la presente invención que comprende medios de deslizamiento (2), medios de adaptación geométrica (3) y medios de fijación (4).
En esta realización, el dispositivo de guiado (1) se encuentra anclado a la parte superior del elemento de soporte (300), mientras que está en contacto con el elemento móvil (200) mediante los medios de deslizamiento (2).
A modo de ejemplo, y sin que ello suponga una limitación de la invención, los medios de deslizamiento (2) comprenden una superficie o "pad" con un coeficiente de rozamiento reducido (5) y los medios de adaptación geométrica (3) están formados por una pieza de neopreno (6).
El dispositivo de guiado (1) se ancla al elemento de soporte (300) mediante los medios de fijación (4) que en este caso, y sin suponer una limitación de la invención, comprenden tornillos (7) fijados a unos casquillos (8) embebidos en propio elemento de soporte (300).
Igualmente, el dispositivo de guiado (1) según la presente invención puede comprender medios de asistido al deslizamiento (50) que pueden consistir en grasas u otros fluidos que faciliten el deslizamiento entre el elemento móvil (200) y los medios de deslizamiento (2), mediante la reducción de la fricción entre ambos. También pueden emplearse láminas intercaladas de materiales de bajo rozamiento como el teflón u otros métodos conocidos en la técnica, colocadas, por ejemplo, en configuración de cadena sin-fin.
Las Fig. 4 a) y b) muestran otra realización preferente del dispositivo de guiado (1) según la invención que comprende además unos medios de reacción o tope (9). En esta realización, los medios de reacción o tope (9) están formados por unos elementos externos (10), preferiblemente placas de contacto, que transmiten la carga perpendicular al plano de contacto entre los medios de deslizamiento y el elemento móvil. En una realización de la invención, dichos elementos externos (10) que quedan exentos del cuerpo principal del guiador pueden estar formados por más de una pieza y/o presentar, por ejemplo, una forma de cuña. En particular, según lo mostrado en la Fig. 4 c), dichos elementos externos (10) pueden comprender dos cuñas enfrentadas y contrapuestas (10'), de modo que sus planos inclinados están en contacto entre sí y sus planos verticales están en contacto con el elemento móvil (200) y con el elemento de soporte (300), respectivamente. Orientando adecuadamente la inclinación del plano inclinado en relación con el sentido del movimiento relativo entre el elemento móvil (200) y el elemento de soporte (300), se logra que el elemento de soporte (300) no impida dicho movimiento, y sin embargo sí permita la transmisión de carga en el sentido perpendicular a las caras de contacto de los medios de reacción (9) con el elemento móvil (200) y/o con el elemento de soporte (300). Igualmente, se logra que se puedan disponer y apretar dichos medios de reacción (9) entre el elemento móvil (200) y el elemento de soporte (300) adaptándose a desviaciones o tolerancias de las distancia libre que los separa. Los elementos externos (10) y/o cualquiera de sus piezas pueden incorporar elementos y/o protuberancias destinados a facilitar su fijación al elemento de soporte (300) y/o al elemento móvil (200), y/o destinadas a evitar que pudieran caer a través del espacio libre entre el elemento móvil (200) o el elemento de soporte (300).
En la Figura 4 b) se puede apreciar que mediante este sistema se permite una cierta deformación de los medios de adaptación geométrica (3), partiendo de un espesor S1 y reduciéndose hasta S2, de modo que se produce un contacto directo entre los elementos externos (10) y el elemento móvil (200), formando un contacto directo (1 1) entre elementos rígidos y de alta capacidad.
La Figura 5 muestra otra realización preferente del dispositivo de guiado (1) según la presente invención. En esta realización, los medios de reacción o tope (9) comprenden un primer cajeado (12) conectado a los medios de fijación y dentro del cual se disponen los medios de adaptación geométrica (3).
Los medios de reacción o tope (9) también comprenden un segundo cajeado (13) conectado a los medios de deslizamiento. Dicho segundo cajeado (13) encaja con el primer cajeado (12) de modo que se permite el movimiento relativo entre los medios de deslizamiento y los medios de fijación en el sentido perpendicular a la superficie de deslizamiento, pero en cambio lo impide si es paralelo a la superficie de deslizamiento.
De este modo se permite el movimiento de los medios de adaptación geométrica (3) en la dirección (A), mientras que se impide el movimiento en la dirección (B).
La Fig. 6 a) representa otra realización preferente del dispositivo de guiado (1) según la presente invención, donde los medios de adaptación geométrica (3) están formados por varios elementos de adaptación geométrica (3'). En este caso, y sin que signifique una limitación de la invención, los medios de adaptación geométrica (3) consisten en cuatro dados de neopreno (6), instalados dentro de distintos cajones (13) que actúan a modo de medios de reacción o tope (9). Del mismo modo que en la figura 4 b), en la figura 6 b) se aprecia una cierta deformación de los medios de adaptación geométrica (3), hasta que se produce el contacto directo entre el cajón (12) y los medios de deslizamiento (2), formando un contacto directo (1 1) entre elementos rígidos y de alta capacidad.
La Fig. 7 ilustra un dispositivo de guiado (1) según la presente invención que comprende unos medios de adaptación geométrica (3) formados por un elemento de empuje tipo muelle (6'). Del mismo modo, estos medios de adaptación geométrica (3) pueden comprender elementos activos de empuje hidráulicos o neumáticos.
Por su parte, la Fig. 8 muestra otra realización de un dispositivo de guiado (1) según la presente invención. En este caso, los medios de deslizamiento (2) están formados por un sistema de rodamiento (5'), preferiblemente formados por una gran cantidad de ejes para repartir la carga en gran medida.
La Fig. 9 a) ilustra otra realización alternativa de un dispositivo de guiado (1) según la presente invención. En este caso, los medios de adaptación geométrica (3) comprenden un elemento hidráulico (3") que permite regular la distancia entre los medios de deslizamiento (2) y los medios de fijación (4).
La Fig. 9 b) ilustra otra realización alternativa de un dispositivo de guiado según la presente invención. En este caso, los medios de adaptación geométrica (3) comprenden una rótula (3"') que permite un movimiento pivotante entre los medios de deslizamiento (2) y los medios de fijación (4).
Las Figuras 10 a), b) y c) representan un dispositivo de guiado (1) según la presente invención que comprende además medios de preajuste geométrico o pretensado (14). Estos medios comprenden elementos capaces de generar un cierto nivel de deformación sobre los medios de adaptación geométrica en ausencia de carga exterior.
En la figura 10 a) se muestra la situación inicial del procedimiento de montaje, con el dispositivo de guiado sin ajusfar y antes de entrar en contacto con el elemento móvil.
En esta realización, a modo de ejemplo y sin que implique una limitación de la invención, los medios de preajuste geométrico (14) están formados por un tornillo de apriete (15), soldado a los medios de deslizamiento (2). Estos medios de preajuste geométrico o pretensado (14) permiten aplicar una deformación o carga inicial sobre el dispositivo (1), como se muestra en la figura 10 b), de modo que después se pueda ajusfar el empuje en el contacto entre el dispositivo (1) y el elemento móvil (200), como se aprecia en la figura 10 c), mediante el ajuste o eliminación de la tuerca de dicho tornillo de apriete (15).
Estos medios de preajuste geométrico también pueden emplearse para separar los medios de deslizamiento (2) y el elemento móvil (200) de cara a la retirada del dispositivo (1).
La Fig. 1 1 representa otra realización preferente de dispositivo de guiado (1) según la presente invención dónde los medios de preajuste (14) comprenden unos tornillos de apriete (15) soldados a los medios de deslizamiento (2) que, además de comprender una tuerca (15') que permite aplicar una deformación o carga inicial sobre el dispositivo (1), comprenden una tuerca (15"), de modo que los medios de preajuste también pueden generar una fuerza sobre el elemento móvil en dirección esencialmente perpendicular a la superficie de contacto.
Además, en esta realización el dispositivo de guiado (1) comprende un espacio (20) destinado a alojar un elemento hidráulico, preferiblemente un gato hidráulico, capaz de generar una fuerza sobre el elemento móvil en dirección esencialmente perpendicular a la superficie de contacto.
La Fig. 12 ilustra otra realización preferente del dispositivo de guiado (1) según la presente invención en la que los medios de fijación (4) comprenden unos tornillos (7) fijados a unos casquillos (8) embebidos en el elemento de soporte (300) y/o un sistema de fijación (7') adaptado a los cajetines (16) existentes en el elemento de soporte (300).
Asimismo, estos medios de fijación (4) también pueden comprender unos colisos (17) para adaptar la posición del dispositivo de guiado (1).
La Fig. 13 a) representa otra realización preferente del dispositivo de guiado (1) según la presente invención dónde el elemento de soporte (300) tiene un hueco para alojar el dispositivo, para mejorar la transmisión de carga entre el dispositivo y el elemento de soporte.
En este caso, la Fig. 13 b) muestra un dispositivo de guiado (1) según la presente invención dónde los medios de fijación (4) comprenden una doble chapa (18) en cuña para facilitar la retirada del dispositivo de guiado (1).
La Fig. 14 ilustra otra realización preferente del dispositivo de guiado (1) según la presente invención en la que dicho dispositivo de guiado puede quedar integrado en un kit y/o conjunto que también incluye medios de izado de la torre, por ejemplo gatos y cables (19). Se puede apreciar en esta realización que el tramo interior (1 10') actúa como elemento móvil (200) en el dispositivo de guiado superior (1) y como elemento de soporte (300) en el dispositivo de guiado inferior (1 '), mientras que el tramo exterior (1 10") actúa como elemento de soporte (300) en el dispositivo de guiado superior (1) y como elemento de soporte (300) en el dispositivo de guiado inferior (1 ').
La Fig. 15 representa otra realización preferente del dispositivo de guiado (1) según la presente invención, en la que se disponen, a modo de ejemplo y sin significar una limitación de la invención, unos medios de asistido al deslizamiento (50) que, en este caso comprenden una lámina de teflón (51) en configuración de cadena sin-fin.
La Fig. 16 muestra una gráfica del comportamiento del dispositivo de guiado según la presente invención. En ella se puede ver una alta capacidad de ajuste geométrico a baja carga, hasta llegar al contacto de los medios de reacción o tope (9). A partir de este punto el elemento cuenta con una muy alta capacidad de carga a baja deformación.
Si bien las figuras y explicaciones anteriores se refieren especialmente al montaje de torres eólicas, el dispositivo de guiado según la presente invención puede igualmente emplearse para el montaje de la cimentación u otros elementos de la subestructura de un aerogenerador, preferentemente aquellos que comprenden fustes o paredes verticales.

Claims

REIVINDICACIONES
1 . Dispositivo de guiado (1) para montaje de torres y/o cimentaciones para aerogeneradores destinado a permitir y/o facilitar el movimiento relativo entre un elemento móvil (200) y un elemento de soporte (300), siendo al menos uno de dichos elementos (200, 300) un tramo y/o pieza del fuste de una torre o cimentación eólica (100), caracterizado porque comprende:
- medios de deslizamiento (2) que están en contacto con el elemento móvil (200) y permiten el movimiento relativo de éste con respecto al dispositivo de guiado (1);
- medios de fijación (4) que conectan el dispositivo de guiado (1) al elemento de soporte (300); - medios de adaptación geométrica (3), intercalados entre los medios de deslizamiento (2) y los medios de fijación (4), que permiten la transmisión de carga entre ambos al tiempo que permiten también un desplazamiento relativo entre ambos;
- medios de reacción o tope (9) a modo de cajeados y/o placas de contacto que permiten la transmisión directa de carga entre los medios de deslizamiento (2) y los medios de fijación (4).
2. Dispositivo de guiado (1) según la reivindicación anterior, caracterizado porque los medios de adaptación geométrica (3) están dispuestos dentro de cajeados a modo de pistón (3") que sólo permiten un movimiento relativo entre los medios de deslizamiento (2) y los medios de fijación (4) en dirección esencialmente perpendicular al plano de contacto entre el dispositivo de guiado (1) y el elemento móvil (200).
3. Dispositivo de guiado (1) según cualquiera de las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque los medios de deslizamiento (2) comprenden una superficie (50) de baja fricción en contacto con el elemento móvil (200) y/o un sistema de rodamiento (5') en contacto con el elemento móvil (200).
4. Dispositivo de guiado (1) según cualquiera de las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque los medios de adaptación geométrica (3) comprenden un elemento deformable (6') y esencialmente elástico en forma de pieza o muelle.
5. Dispositivo de guiado (1) según cualquiera de las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque los medios de adaptación geométrica (3) comprenden un elemento (3") hidráulico o neumático que permite regular la distancia entre los medios de deslizamiento (2) y los medios de fijación (4).
6. Dispositivo de guiado (1) según cualquiera de las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque los medios de fijación (4) comprenden un elemento metálico anclado al elemento de soporte (300).
7. Dispositivo de guiado (1) según la reivindicación cualquiera de las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque los medios de reacción o tope (9) están dispuestos de forma que permiten la transmisión de carga en dirección sensiblemente perpendicular al plano de contacto del dispositivo de guiado (1) con el elemento móvil (200), sólo a partir de cierto nivel de deformación de los medios de adaptación geométrica (3) y/o cierto desplazamiento relativo entre los medios de fijación (4) y los medios de deslizamiento (2).
8. Dispositivo de guiado (1) según cualquiera de las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque comprende medios de preajuste (14) de la geometría de los medios de adaptación geométrica (3), dispuestos de forma que generan un cierto nivel de deformación sobre los medios de adaptación geométrica (3) en ausencia de carga exterior.
9. - Dispositivo de guiado (1) según la reivindicación anterior, caracterizado porque los medios de preajuste (14) también pueden generar una fuerza sobre el elemento móvil (200) en dirección esencialmente perpendicular a la superficie de contacto.
10. - Dispositivo de guiado (1) según cualquiera de las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque comprende un espacio (20) destinado a alojar un elemento hidráulico (3") capaz de generar una fuerza sobre el elemento móvil (200) en dirección esencialmente perpendicular a la superficie de contacto.
1 1 . Dispositivo de guiado (1) según cualquiera de las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque es total o parcialmente recuperable y/o reutilizable para más de una fase del procedimiento de montaje de la torre eólica (100) y/o para el montaje de más de una torre eólica (100).
12. - Dispositivo de guiado (1) según cualquiera de las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque comprende medios de reacción o tope (9) formados por elementos externos (10) interpuestos entre el elemento móvil (200) y el elemento de soporte (300), y porque dichos elementos externos (10) comprenden dos piezas enfrentadas y con forma de cuña
13. - Dispositivo de guiado (1) según cualquiera de las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque los medios de adaptación geométrica (3) comprenden una rótula (3"') que permite un movimiento pivotante entre los medios de deslizamiento (2) y los medios de fijación (4).
14. Kit para torres eólicas (100) que comprende un dispositivo de guiado (1) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores y por lo menos un medio de izado (19) de torres eólicas (100).
15. Procedimiento de montaje de una torre eólica (100) y/o de una cimentación para torre eólica (100) caracterizado porque comprende los pasos:
a) izado de un tramo de torre (1 10) asistido por un dispositivo de guiado (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 -13; y/o
b) fondeo o hundimiento de una cimentación y/o torre (100) asistido por un dispositivo de guiado (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 -13.
16.- Torre o cimentación eólica (100) montada con un procedimiento de montaje según la reivindicación anterior.
17.- Aerogenerador soportado sobre una torre o cimentación eólica (100) según la reivindicación anterior.
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