一种对风力发电叶片进行吊装的专用吊具的制作方法

文档序号:32673421发布日期:2022-12-24 03:12阅读:73来源:国知局

1.本发明属于风电施工设备技术领域,尤其涉及一种对风力发电叶片进行吊装的专用吊具。


背景技术:

2.随着技术的进步以及人们对清洁能源需求的逐渐提升,风力发电技术得到了长足的发展。风力发电是指采用风力发电设施将风能转化成电能,风力发电设施通常包括风机塔筒、风力叶片和发电机组。路上风电设施和海上风电设施的施工方式基本相同:先构建支撑基座,之后在支撑基座上施工安装塔筒,之后在塔筒的顶部安装发电机组,之后在发电机组上安装叶片。风力发电叶片的长度尺寸较大并且形状并不规则,因此在叶片的转移运输和吊装施工方面都存在难点,如何对叶片进行稳定可靠的运输以及稳定可靠的施工安装是业内的研究开发重点。
3.现有的叶片吊具通常只能对叶片施加简单的吊装操作,在叶片吊装移动的过程中由于缺少有效的辅助稳定手段而导致叶片在吊装安装施工的过程中稳定性不足,影响施工效果,同时吊具与叶片之间的结合与脱离控制也是重要的环节之一,显著影响施工的便利性。此外,叶片吊具本身也属于较大型的设施,也涉及到在不同施工场合之间的转移移动问题。现有的叶片吊具在施工稳定性和便利性以及转移便利性等方面都存在不足,需要根据业内需要进行开发设计。


技术实现要素:

4.本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种施工稳定性和便利性强、转移便利性强的对风力发电叶片进行吊装的专用吊具。
5.本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是:一种对风力发电叶片进行吊装的专用吊具包括采用吊缆吊挂的主体框架,在主体框架上安装有电控箱和液压站,在主体框架的两端安装有折叠式的吊挂装置,吊挂装置包括中部横梁以及分别铰接安装在其两端的第一端部横梁、第二端部横梁,中部横梁与主体框架固定连接,在第一端部横梁的底部安装有具有多个连接位置的第一调节基座且在其中一个连接位置安装有吊挂脱钩装置,在第二端部横梁的底部安装有具有多个连接位置的第二调节基座且在其中一个连接位置安装有吊挂脱钩装置,在同侧的两个吊挂脱钩装置之间设有吊带;在主体框架的两端下方安装有压持装置,在两个吊挂装置上均安装有垫板脱离装置。
6.优选地:第一端部横梁与中部横梁采用第一转轴铰接连接,在第一端部横梁与中部横梁之间还设有第一定位销轴;第二端部横梁与中部横梁采用第二转轴铰接连接,在第二端部横梁与中部横梁之间还设有第二定位销轴。
7.优选地:吊挂脱钩装置包括上基座以及采用电动葫芦驱动升降的下基座,上基座与所在的调节基座可拆卸地连接,在下基座的侧部安装有脱钩器。
8.优选地:第一调节基座包括相对设置的、带有多组调节销孔的第一基座板,本侧吊
挂脱钩装置的上基座位于第一基座板之间并采用第一调节销轴销接连接;第二调节基座包括相对设置的、带有多组调节销孔的第二基座板,本侧吊挂脱钩装置的上基座位于第二基座板之间并采用第二调节销轴销接连接。
9.优选地:压持装置包括铰接安装在主体框架的底部的压持支臂和铰接安装在主体框架端部的压持油缸,压持油缸的活塞杆端部与压持支臂的端部上方铰接连接,在压持支臂的端部下方铰接安装有压持基座,在压持基座的下方设有压板,压板与压持基座采用万向节连接。
10.优选地:在主体框架的端部上方设有两个安装基座,在中部横梁的下方设有两个连接基座且两个连接基座与两个安装基座分别采用螺栓连接;在主体框架的端部下方设有支座,压持支臂的端部与支座铰接连接,压持装置完全收缩时其主体部分落入主体框架的端部下方的空间内。
11.优选地:垫板脱离装置包括安装在中部横梁上的脱离绞车以及由脱离绞车收放卷的主拉缆,还包括与主拉缆采用缆连接器连接的两条分体拉缆,在第二端部横梁的端部上方安装有两端带有缆轮的梁上导缆器,在第二端部横梁的端部外侧安装有外支架,在外支架的底部外侧安装有斜撑支架,在外支架上安装有两端带有缆轮的上部导缆器,在斜撑支架的外端安装有两端带有缆轮的下部导缆器,两条分体拉缆各自绕过梁上导缆器、上部导缆器和下部导缆器上的缆轮且端部与保护垫板采用卸扣连接。
12.优选地:垫板脱离装置还包括两条手动脱离缆绳,下部导缆器的两端各设有两个缆轮,分体拉缆占用其中一个缆轮,手动脱离缆绳占用另一个缆轮,手动脱离缆绳的内端与垫板采用卸扣连接、外端悬垂。
13.优选地:在主体框架的底部四角处安装有带有绑扎点的支撑立柱。
14.优选地:在主体框架上还安装有变频箱和发电机,变频箱和发电机与电控箱连接,在其中一个吊挂装置的中部横梁上还安装有应急电缆盘,应急电缆盘上的应急电缆与电控箱连接,应急电缆的外端设有接电插头。
15.本发明的优点和积极效果是:本发明提供了一种结构设计合理的对风力发电叶片进行吊装的专用吊具,与现有的风电施工用叶片吊具设施相比,本发明中的专用吊具其主体部分由主体框架以及位于两端的折叠式吊挂装置构成,在向不同的施工地点转移输送的过程中,可以将两个吊挂装置充分折叠以减小整体体积,这有利于本专用吊具的转移输送作业,输送到目的地后可以通过便捷的操作进行展开使用。
16.通过在每侧的吊挂装置下方安装前后两个吊挂脱钩装置并且在吊挂脱钩装置之间设置吊带,实现了采用左右两个吊带对叶片进行提升的技术效果,吊挂脱钩装置具备对吊带的收紧和脱钩功能,因而能够通过对吊带进行主动操作来控制对叶片的提升效果并可控地脱钩令吊具与叶片之间相分离。通过在吊挂装置的两个端部横梁的下方各自设置多个连接位置,令各吊挂脱钩装置的安装位置能够根据叶片的尺寸型号进行适配调节,提升了本专用吊具吊装施工不同叶片时的通用性。设置在主体框架底部两端的压持装置在叶片的吊装施工过程中对叶片进行压持固定,因而有效减少了叶片在吊装施工过程中的晃动问题。通过在吊挂装置上安装垫板脱离装置,令吊装施工过程中设置在叶片边缘位置的保护性垫板能够可控地与叶片脱离。本发明的专用吊具施工稳定性和便利性强,应用于风电施
工现场时辅助叶片向风电主机设备上进行顺利安装。
附图说明
17.图1是本发明的工作状态结构示意图;图2是本发明的结构示意图,去掉压持装置;图3是本发明的结构示意图,下部视角,去掉吊挂脱钩装置;图4是本发明的主体部分的结构示意图,上部视角;图5是本发明的吊挂装置、垫板脱离装置的结构示意图,上部视角;图6是本发明的吊挂装置、垫板脱离装置的结构示意图,下部视角;图7是本发明的吊挂脱钩装置的结构示意图;图8是本发明的垫板脱离装置的结构示意图。
18.图中:1、主体框架;1-1、安装基座;1-2、支座;1-3、端梁箱;2、支撑立柱;3、状态指示灯;4、电控箱;5、变频箱;6、吊缆;7、发电机;8、液压站;9、吊挂装置;9-1、中部横梁;9-2、连接基座;9-3、第一端部横梁;9-4、第一调节销轴;9-5、第一定位销轴;9-6、第一转轴;9-7、第一调节基座;9-8、配重块;9-9、第二调节基座;9-10、第二转轴;9-11、第二定位销轴;9-12、第二调节销轴;9-13、第二端部横梁;10、吊挂脱钩装置;10-1、上基座;10-2、电动葫芦;10-3、下基座;10-4、脱钩器;11、压持装置;11-1、压持油缸;11-2、压持支臂;11-3、压持基座;11-4、压板;12、吊带;13、垫板脱离装置;13-1、脱离绞车;13-2、限位器;13-3、主拉缆;13-4、缆连接器;13-5、梁上导缆器;13-6、上部导缆器;13-7、外支架;13-8、滚轮;13-9、斜撑支架;13-10、下部导缆器;13-11、分体拉缆;13-12、卸扣;14、手动脱离缆绳;15、应急电缆盘;16、叶片。
具体实施方式
19.为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效,兹举以下实施例详细说明。
20.请参见图1、图2和图3,本发明的对风力发电叶片进行吊装的专用吊具包括采用吊缆6吊挂的主体框架1,在主体框架1上安装有电控箱4和液压站8,在主体框架1的两端安装有折叠式的吊挂装置9。主体框架1和左右两个吊挂装置9构成了本专用吊具的主体部分,通过令吊挂装置9能够进行折叠,令本专用吊具在转移输送时进行折叠以减小体积,在现场进行吊装施工时进行展开。
21.吊缆6选取为圆环式吊缆,在吊缆6的顶部设有与吊机连接的圆环,在吊缆6的缆绳下端设有与主体框架1连接的圆环。如图中所示,在主体框架1的顶部四角位置安装有吊点,吊缆6的各缆绳下端的圆环分别与各吊点连接。
22.请参见图4中所示,可以看出:主体框架1采用前部横梁、后部横梁以及位于两者之间的多个连接横梁构建而成,前部横梁、后部横梁以及连接横梁选取为工字钢。在主体框架1的端部上方(前部横梁和后部横梁的端部上方)焊接安装有安装基座1-1,在主体框架1的端部下方(前部横梁或后部横梁的端部下方)焊接安装有支座1-2。
23.在主体框架1上除了安装有电控箱4和液压站8之外,还安装有变频箱5和发电机7,变频箱5、发电机7和液压站8与电控箱4连接,其中电控箱4用于本专用吊具的电气控制,发
电机7用于提供电源,变频箱5用于对本专用吊具的电动组件进行变频控制,液压站8用于对本专用吊具的液压组件进行液压控制。本实施例中,在主体框架1的端部还安装有端梁箱1-3,吊挂装置9上的电气组件与端梁箱1-3连接,两个端梁箱1-3与电控箱4连接。
24.本实施例中,在主体框架1的侧部还安装有状态指示灯3,状态指示灯3与电控箱4连接,在本专用吊具处于不同的运行状态时,状态指示灯3产生适配的灯光对运行状态进行指示,供现场施工人员查看。
25.本实施例中,在主体框架1的底部四角处安装有带有绑扎点的支撑立柱2,支撑立柱2为工字钢,其上端与主体框架1的前部横梁和后部焊接固定,下端焊接安装有底板,构成平整的支撑面,绑扎点通过在支撑立柱2的工字钢型材上打设连接孔形成。支撑立柱2的作用是:在对本专用吊具进行转移输送的过程中,对吊具的主体部分进行稳定地支撑,通常采用车辆进行运输,将运输车辆采用绑带与支撑立柱2的绑扎点进行绑扎固定,提升运输过程的稳定性。
26.请参见图5和图6,可以看出:吊挂装置9包括中部横梁9-1以及分别铰接安装在其两端的第一端部横梁9-3、第二端部横梁9-13,中部横梁9-1与主体框架1固定连接。如前所述,在主体框架1的端部上方设有两个安装基座1-1,在中部横梁9-1的下方设有两个连接基座9-2且两个连接基座9-2与两个安装基座1-1分别采用螺栓连接,这样吊挂装置9及其附属部件能够向主体框架1上进行拆装。
27.如图中所示,第一端部横梁9-3与中部横梁9-1采用第一转轴9-6铰接连接,在第一端部横梁9-3与中部横梁9-1之间还设有第一定位销轴9-5;第二端部横梁9-13与中部横梁9-1采用第二转轴9-10铰接连接,在第二端部横梁9-13与中部横梁9-1之间还设有第二定位销轴9-11。两个定位销轴在吊挂装置9充分展开时插入,将吊挂装置9限定在展开状态,具体地如图中所示,在第一端部横梁9-3和中部横梁9-1两者的对应位置设有定位销孔,第一端部横梁9-3展开后第一定位销轴9-5插入前述定位销孔,在第二端部横梁9-13和中部横梁9-1两者的对应位置设有定位销孔内,第二端部横梁9-13展开后第二定位销轴9-11插入前述定位销孔内。为了避免定位销轴插入定位销孔内之后自行脱出,对定位销轴设置别针卡簧进行固定。
28.如图中所示,在两个吊挂装置9各自的第一端部横梁9-3的外端通过配重支架安装有配重块9-8,配重块9-8起到配重作用,令吊挂装置9的前后两端的重量更均衡,提升吊装施工过程的稳定性。
29.在第一端部横梁9-3的底部安装有具有多个连接位置的第一调节基座9-7且在其中一个连接位置安装有吊挂脱钩装置10,在第二端部横梁9-13的底部安装有具有多个连接位置的第二调节基座9-9且在其中一个连接位置安装有吊挂脱钩装置10,在同侧的两个吊挂脱钩装置10之间设有吊带12。在第一调节基座9-7和第二调节基座9-9上各自设置多个连接位置的作用是令吊挂脱钩装置10能够进行位置调节,当吊装施工的叶片16的型号改变时,通常吊挂脱钩装置10的位置需要进行适配调整。
30.本实施例中,第一调节基座9-7包括相对设置的、带有多组调节销孔的第一基座板,第二调节基座9-9包括相对设置的、带有多组调节销孔的第二基座板,第一基座板与第一端部横梁9-3的底部焊接固定,第二调节基座9-9与第二端部横梁9-13的底部焊接固定。
31.请参见图7,可以看出:吊挂脱钩装置10包括上基座10-1以及采用电动葫芦10-2驱
动升降的下基座10-3,上基座10-1与所在的调节基座可拆卸地连接,在下基座10-3的侧部安装有脱钩器10-4。如图中所示,电动葫芦10-2设置有两个,两个电动葫芦10-2共同驱动上基座10-1与下基座10-3之间的锁链移动,锁链带动下基座10-3上升移动或者下降移动,相应地脱钩器10-4上升移动或者下降移动。
32.在吊挂脱钩装置10的上基座10-1上设有销孔,吊挂装置9的一侧的吊挂脱钩装置10的上基座10-1位于第一调节基座9-7的第一基座板之间并采用第一调节销轴9-4销接连接,吊挂装置9的另一侧的侧吊挂脱钩装置10的上基座10-1位于第二调节基座9-9的第二基座板之间并采用第二调节销轴9-12销接连接,通过拔插相应的调节销轴实现对各吊挂脱钩装置10的位置调节设定。为了避免调节销轴插入调节销孔内之后自行脱出,对调节销轴设置别针卡簧进行固定。
33.吊挂脱钩装置10起到两个作用:一个作用是对吊带12的两端进行吊挂并且可控地对吊带12的端部进行提升或者下放,另一个作用是对吊带12的端部进行可控勾挂和脱钩。吊带12在结构上包括扁平的吊带本体,在吊带本体的两端安装有吊环,吊挂脱钩装置10的脱钩器10-4与吊带12的吊环配合连接。当脱钩器10-4的活塞杆伸出时,吊带12端部的吊环被固定,当脱钩器10-4的活塞杆回缩时,吊带12端部的吊环被释放,实现脱钩操作。结构上,脱钩器10-4可以为液压缸或者电动推杆,以液压或者电控的方式令活塞杆作伸缩移动,实现勾挂和脱钩控制。
34.每个吊挂装置9底部的吊挂脱钩装置10设置有前后两个,其作用是:将一个吊挂脱钩装置10的脱钩器10-4作为优先脱钩器使用,另一个吊挂脱钩装置10的脱钩器10-4作为备用脱钩器使用,在进行吊装施工时,操作优先脱钩器对吊带12进行脱钩,当优先脱钩器失效时,操作备用脱钩器对吊带12进行脱钩,保证吊具运行的可靠性。
35.在主体框架1的两端下方安装有压持装置11,压持装置11用于在吊挂施工的过程中对叶片16进行压持固定,减少晃动问题。
36.请参见图4,可以看出:压持装置11包括铰接安装在主体框架1的底部的压持支臂11-2和铰接安装在主体框架1端部的压持油缸11-1,压持油缸11-1的活塞杆端部与压持支臂11-2的端部上方铰接连接,在压持支臂11-2的端部下方铰接安装有压持基座11-3,在压持基座11-3的下方设有压板11-4,压板11-4与压持基座11-3采用万向节连接。当压持油缸11-1的活塞杆伸出时,压持支臂11-2向下倾转,相应地压持基座11-3与压板11-4向下移动,直至压板11-4与叶片16接触时为止,通过控制压持油缸11-1的活塞杆伸缩来控制压板11-4对叶片16的压力。如图中所示,压板11-4设置有前后两个,采用万向节与压持基座11-3进行连接的好处是:令压板11-4能够适配叶片16的表面轮廓,提升压板11-4与叶片16之间结合的紧密性,提升压持固定的稳定性和有效性。
37.如前所述,在主体框架1的端部下方安装有支座1-2,压持支臂11-2的端部与该支座1-2铰接连接,压持装置11完全收缩时其主体部分落入主体框架1的端部下方的空间内。具体地如图4中所示,主体框架1的端部位置的连接横梁在厚度尺寸上小于中部连接横梁的厚度尺寸,因此在主体框架1的端部连接横梁下方形成了一个容纳的空间,当压持油缸11-1的活塞杆回缩时,压持支臂11-2及压持基座11-3、压板11-4向上摆动,充分收缩后,压持油缸11-1和压持支臂11-2的主体部分落入前述容纳空间内,因此在转移输送的过程中,通过令压持装置11完全收缩在主体框架1的端部下方,进一步减小本专用吊具占用的体积,提升
转移运输的便利性,同时避免压持装置11在运输过程中受到磕碰损坏。
38.在两个吊挂装置9上均安装有垫板脱离装置13,垫板脱离装置13用于分离吊挂施工过程中设置在叶片16边缘位置的保护垫板。如图1中所示,叶片16的一侧为圆弧形、另一侧为扁平状,在吊挂施工过程中吊带12从叶片16的下方通过再与前后两个吊挂脱钩装置10的脱钩器10-4连接,在吊装施工过程中吊带12对叶片16的扁平边缘施加力的作用,因而容易在吊装施工过程中损坏叶片16,通过在吊带12与叶片16的扁平边缘之间设置保护垫板来解决前述问题。
39.前述保护垫板在吊装施工之后需要从叶片16的扁平边缘上取下来,垫板脱离装置13即用于实现前述功能。垫板脱离装置13采用电控的方式对保护垫板朝向外侧施力拉拔,对保护垫板与叶片16的边缘强制分离,考虑到电控模式的脱离装置在一些情况下可能产生故障而导致无法顺利分离保护垫板,因此垫板脱离装置13还应该具备手动脱离保护垫板的功能。
40.请参见图8,可以看出:垫板脱离装置13包括安装在中部横梁9-1上的脱离绞车13-1以及由脱离绞车13-1收放卷的主拉缆13-3,还包括与主拉缆13-3采用缆连接器13-4连接的两条分体拉缆13-11,如图中所示,缆连接器13-4为三角形形状,主拉缆13-3的外端与缆连接器13-4的尖端连接,两条分体拉缆13-11的内端与缆连接器13-4的两个底角连接。
41.为了提升主拉缆13-3的稳定性,在中部横梁9-1上还安装有限位器13-2,限位器13-2包括支架以及安装在支架上的、相对的两个限位转辊,主拉缆13-3由两个限位转辊之间的空隙穿过。
42.在第二端部横梁9-13的端部上方安装有两端带有缆轮的梁上导缆器13-5,在第二端部横梁9-13的端部外侧安装有外支架13-7,在外支架13-7的底部外侧安装有斜撑支架13-9,在外支架13-7上安装有两端带有缆轮的上部导缆器13-6,在斜撑支架13-9的外端安装有两端带有缆轮的下部导缆器13-10。两条分体拉缆13-11各自绕过梁上导缆器13-5、上部导缆器13-7和下部导缆器13-10上的缆轮且端部与保护垫板采用卸扣13-12连接。
43.需要对保护垫板进行脱离时,脱离绞车13-1启动,对主拉缆13-3进行收卷,两条分体拉缆13-11被拉动,保护垫板受到向外的拉力作用而与叶片16的边缘分离。
44.如图中所示,外支架13-7包括一个固定支架、一个外侧敞口的管套式基座以及一个纵向支杆,固定支架的内端与第二端部横梁9-13的端部固定连接,管套式基座的上端与固定支架的外端固定连接,纵向支杆的上端铰接安装在管套式基座的中部,斜撑支架13-9焊接安装在纵向支杆的下部外侧,在纵向支杆的下端还安装有滚轮13-8。该滚轮13-8的作用是:本专用吊具放置在地面时,在各支撑立柱2与地面接触之前,垫板脱离装置13的底部先与地面接触,在支撑立柱2向地面移动的过程中,纵向支杆及其附属部件由于与地面接触而向外摆动,直至支撑立柱2与地面接触时,纵向支杆及其附属部件达到最大摆动角度位置,此过程中下部导缆器13-10的缆轮、滚轮13-8沿地面滚动。
45.垫板脱离装置13还包括两条手动脱离缆绳14,下部导缆器13-10的两端各设有两个缆轮,分体拉缆13-11占用其中一个缆轮,手动脱离缆绳14占用另一个缆轮,手动脱离缆绳14的内端与保护垫板采用卸扣13-12连接、外端悬垂。在电控部分失效时,人工向外拉动手动脱离缆绳14,将保护垫板从叶片16的边缘强制拉拽下来。
46.本实施例中,在其中一个吊挂装置9的中部横梁9-1上还安装有应急电缆盘15,应
急电缆盘15上的应急电缆与电控箱4连接,应急电缆的外端设有接电插头。应急电缆盘15用于在本专用吊具出现断电情况时,通过与现场电源设施之间进行接电连接取电,来保证本专用吊具的电力供应。
47.当专用吊具出现电力故障时,采用应急取电的模式进行供电,此时将应急电缆盘15上的应急电缆拖拽释放一定长度,并且将其接电插头与现场的电源设施插接连接,实现电控箱4的应急接电,保证本专用吊具在系统电力故障时仍然能够进行应急操作。
48.本专用吊具采用遥控的方式进行远程控制,因此电控箱4包括通信模块用于与操作人员手持的遥控器进行通信,接收遥控器下达的操作指令并上传状态信息在遥控器的显示屏上进行显示。
49.使用方式:采用车辆将本专用吊具转移运输至施工现场,在转移运输的过程中将支撑立柱2上的绑扎点与车辆固定连接,将两端的吊挂装置9各自折叠至与主体框架1并拢的状态,将两个压持装置11充分收缩进入主体框架1的端部下方容纳空间。到达现场后,解除吊具与车辆的连接,将吊挂装置9充分展开并固定,根据施工场景的要求调节各吊挂脱钩装置10的位置,将吊具的吊缆6与吊机连接。
50.将两个吊带12各自与吊挂脱钩装置10进行连接,具体地,将吊带12一端的吊环与本侧其中一个吊挂脱钩装置10的脱钩器10-4进行连接,另一端的吊环暂不连接。吊机将本专用吊具起吊并缓慢向叶片16的上方进行下放,吊机的吊钩应该与叶片16的重心位置对正,将两个吊带12另一端的吊环与另一侧吊挂脱钩装置10的脱钩器10-4连接。操作各吊挂脱钩装置10的电动葫芦10-2,对两个吊带12进行适量提升以完成对吊带12位置的调节。将保护垫板置入吊带12与叶片16的扁平边缘的接触位置处。吊机将本专用吊具起吊一定高度,直至吊带12受力,此时调节两个压持装置11对叶片16进行压持固定。
51.将叶片16的支架从叶片16上拆卸,之后吊机起吊,将叶片16与风电设施的发电机组件对接连接,完成叶片16的安装。
52.之后先操作两个压持装置11解除对叶片16的压持作用,之后吊机将本吊具缓慢下移一定高度,吊带12松弛,操作垫板脱离装置13令保护垫板与叶片16的边缘脱离,之后操作两个吊带12各自的一端与吊挂脱钩装置10脱钩,另一端不脱钩。之后吊机将本吊具远离当前施工安装的叶片16,之后吊机将吊具下放至地面,重复前述安装施工作业步骤。
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