重物提升设备和方法

重物提升设备和方法
【专利摘要】本发明描述了一种将诸如风力涡轮发电机单元46的重负载提升到风力涡轮塔架1上的起重机设备和方法。起重机被设计成顺着附连到塔架顶部上的缆绳3向上攀爬，其载有主要提升操作所需的缆绳45和提升齿轮31。起重机包括一对带吊杆臂26、27的臂架20，吊杆臂26、27可以在提升期间收回并且在起重机安装到塔架顶部1之后，然后部署到可枢转、承载位置。液压拉索千斤顶31和重型拉索45优选地用于重物提升。在准备步骤，承载支架组件13、14被吊起并且装配到塔架顶部1，臂架20将固定到承载支架组件13、14上。在完成了提升操作之后，起重机组件和支架组件13、14从塔架1下降并且从现场移除。
【专利说明】重物提升设备和方法

【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于将重负载提升到高结构并且特别地，但并非排他性地在地面高度与风力涡轮塔架的顶部之间提升风力涡轮发电机单元、转子和/或叶片的领域。

【背景技术】
[0002]风力涡轮塔架的高度持续不断地增加，并且待安装于这种塔架顶部上的发电机单元的大小和重量也相应地增加，考虑150m或200m的塔架高度，其中发电机单元的重量可能为500或600公吨或更大，并且预期未来的风力涡轮将需要更高的塔架和/或更重的发电机单元。这种重量和高度不能使用常规起重机进行处理，因此需要新的方式来提升在这样的塔架顶部上的重负载。
[0003]国际专利申请W097/21621 (Tymon Corporat1n)提出了一种可枢转的起重机设备，这种可枢转的起重机设备可以吊到塔架顶部，其中，其可以用于提升发电机单元。这种现有技术起重机被构造为两个跨所述塔架的臂架(jib-frame)，臂架通过在塔架基底处的绞盘而上升就位、并且在离顶部某些距离附连到塔架的枢转轴线上安装。同样可以利用在塔架基底处的绞盘来实现发电机单元的提升。为了改进发电机提升装备的机械优点，提议使用滑车组(block-and-tackle)，而不是所描述的简单的滑轮布置。再次利用缆绳和地面上的绞盘通过使起重臂构件枢转来实现发电机单元在塔架上的定位。
[0004]这种现有技术重物提升布置相对复杂，并且需要坚实的地基来用于牢固固定绞盘，特别地用于拽引绞盘，绞盘用来提升发电机。这种布置也可能导致在塔架结构中较大的暂时载荷，而这种较大的暂时载荷可能对塔架强加关键的结构设计要求。现有技术方法还需要在地面和塔架上的人员团队和/或用于在塔架与地面之间通信的可靠的遥控系统。现有技术系统也在可提升的负载重量方面受到显著限制。可以结合相对柔性的绳索仅使用滑轮或滑车组布置，相对柔性绳索能够在处于张力下时围绕滑轮弯曲，而不损失强度，且这种局限性继而限制现有技术提升系统的承载能力。这种局限性不仅适用于待提升的主要负载的重量，而且也适用于起重机本身的重量，起重机本身也使用绳索和滑轮通过绞盘吊到塔架上。


【发明内容】

[0005]为了克服现有重物提升设备和方法的上述和其它缺点，本发明设想到一种用于从塔架的基底区域向塔架的升高区域提升负载的起重机设备，该起重机设备包括:
起重机提升装置，其使用支承于塔架的升高区域处的一个或多个起重机提升缆绳来用于将起重机设备提升到塔架上的起重机安装位置，
两个吊杆臂，其适于从塔架的升高区域向外移位，每个吊杆臂的远端区域具备用于支承一个或多个负载提升缆绳的缆绳支承装置，
吊杆支承框架，其用于支承吊杆臂使得吊杆臂可以在起重机设备的所述提升到起重机安装位置期间布置于塔架的任一侧上，和/或使得吊杆臂可以在提升所述负载期间布置于负载的任一侧上，
负载提升装置，其支承于一个或两个吊杆臂的远端区域处，负载提升装置使用一个或多个负载提升缆绳用于提升所负载到升高区域。
[0006]将起重机提升装置合并到起重机设备本身内允许起重机将其本身顺着塔架向上提升到其安装点，而不需要例如从地面高度操作的长缆绳和绞盘。通过在起重机设备的吊杆臂上设置负载提升装置，可以类似地执行主要负载提升操作，而不需要从地面高度操作的长缆绳和绞盘。因此起重机可以在塔架基底处组装并且将其本身自主地提升到顶部，其可以安装和部署于顶部，而不需要来自地面高度的显著干预，并且在顶部，其可以执行负载提升操作而不需要来自地面高度的显著干预。因此，本发明的起重机设备可以更独立于地面高度人员和装备而操作，这意味着其部署可以基本上独立于塔架高度进行。
[0007]根据本发明的起重机设备的一变型，负载提升装置可包括一个或多个第一拉索千斤顶，一个或多个第一拉索千斤顶被布置成用于在负载提升缆绳上施加牵拉作用，和/或负载提升装置可包括一个或多个第二拉索千斤顶，一个或多个第二拉索千斤顶被布置成在起重机提升缆绳上施加牵拉作用。拉索千斤顶相对于它们自身的大小和重量具有很高的负载提升能力，并且因此它们的使用能允许起重机设备的总重量保持最小，或者使起重机设备的总提升能力最大。
[0008]根据本发明的起重机设备的另一变型，吊杆支承框架包括吊杆移位装置，其用于使吊杆臂相对于所述吊杆支承框架在收回状态与部署/展开(deployed)状态之间移位。以此方式，相对较长的吊杆臂可能在提升期间保持安全地存放/仓储，以便减小起重机设备的尺寸。
[0009]根据本发明的起重机设备的另一变型，吊杆臂、吊杆支承框架和一个或多个第二拉索千斤顶彼此布置成使得当起重机设备的所述提升期间，吊杆臂处于其收回状态时，起重机设备的重心在所述一个或多个第二拉索千斤顶对所述起重机提升缆绳的作用点下方。在起重机设备顺着塔架向上或向下行进时，这可以帮助稳定起重机设备。
[0010]根据本发明的起重机设备的另一变型，吊杆支承框架包括吊杆臂枢转装置，吊杆臂枢转装置在用于提升负载期间和/或在将负载安装到升高区域处期间使吊杆臂相对于吊杆支承框架枢转。通过使吊杆相对于吊杆支承框架枢转，而不是如现有技术起重机布置中所需要那样使整个起重机设备枢转，当负载向内朝向塔架、或者从塔架向外而移动时，这允许起重机设备的框架稳定地维持在塔架顶部上基本上静态位置。
[0011]根据本发明的起重机设备的另一变型，吊杆支承框架包括由至少一个横向构件链接的两个臂架，臂架和横向构件或每个横向构件布置成使得起重机设备可以跨塔架组装，在塔架的任一侧上有一个臂架。
[0012]根据本发明的起重机设备的另一变型，吊杆支承框架包括:分隔调整装置，用于当起重机设备顺着塔架上下行进时，改变在两个臂架之间的分隔距离。
[0013]根据本发明的起重机设备的另一变型，吊杆支承框架和/或吊杆臂中的一者或二者包括至少一个负载提升缆绳卷取装置以用于储存来自该负载提升装置或每个负载提升装置的该负载提升缆绳或者每个负载提升缆绳、或者并不处于张力下的该重物提升缆绳或每个重物提升缆绳。
[0014]根据本发明的起重机设备的另一变型，吊杆支承框架包括框架枢转装置以用于与设置于塔架的起重机安装点处的塔架枢转装置接合从而形成第一枢转轴线，吊杆支承框架可绕第一枢转轴线枢转，起重机设备还包括至少一个枢转促动器以用于造成吊杆支承框架绕第一枢转轴线枢转。
[0015]根据本发明的起重机设备的另一变型，该第一拉索千斤顶或者每个第一拉索千斤顶牢固固定到吊杆臂之一的远端区域；并且重物提升缆绳可通过该第一拉索千斤顶或每个第一拉索千斤顶的牵拉作用而相对于吊杆支承框架竖直移位，使得可以通过使用一个或多个第一拉索千斤顶向上牵拉负载提升缆绳而提升负载、或者使负载提升缆绳下降而降低负载。
[0016]根据本发明的起重机设备的另一变型，一个或多个第一拉索千斤顶中的一个或多个被布置为攀爬千斤顶，可固定到负载使得可通过使一个或多个攀爬千斤顶通过顺着重物提升缆绳向上或向下攀爬而升降负载。
[0017]根据本发明的起重机设备的另一变型，该起重机设备包括负载平衡装置，其用于平衡负载重量，负载平衡装置被布置成在起重机设备的后区域和塔架的基底区域或下区域之间施加拉力，后区域为在塔架的与被提升的负载相反的侧部上的起重机设备的区域。
[0018]本发明还设想到一种将负载提升到塔架的升高区域的方法，该方法包括:
起重机提升步骤，其中，起重机设备上升到塔架上的起重机安装位置，起重机设备包括吊杆支承装置和两个吊杆臂，吊杆臂中的一者或二者在吊杆臂的远端末端处具备负载提升装置，起重机设备还包括负载提升缆绳支承装置以用于在起重机提升步骤期间支承负载提升缆绳，使用对支承于塔架上区域处的起重机提升缆绳进行作用的起重机设备的起重机提升装置来实现起重机提升步骤，
安装步骤，其中，起重机设备安装于塔架的起重机安装位置处，
吊杆臂部署步骤，其中吊杆臂相对于吊杆支承框架移位，从相对于吊杆支承框架的收回状态移位到部署状态，
负载提升步骤，其中，使用负载提升装置来提升负载。
[0019]根据本发明的方法的一变型，该方法可包括:在起重机提升步骤之前执行的塔架准备步骤，其中支架组件装配到塔架的升高区域，支架组件包括起重机提升缆绳支承装置以用于在起重机提升步骤期间支承起重机提升缆绳。
[0020]根据本发明的方法的另一变型，负载提升步骤可包括使用一个或多个第一拉索千斤顶来牵拉负载提升缆绳，和/或起重机提升步骤可包括使用一个或多个第二拉索千斤顶以牵拉起重机提升缆绳。

【专利附图】

【附图说明】
[0021]现将参看附图来描述本发明，在附图中:
图1示出了风力涡轮塔架和根据本发明的重物提升方法的准备阶段的透视图。
[0022]图2a和图2b分别示出了图1所示的塔架的顶部和基底的透视更详细特写视图。
[0023]图3a和图3b分别以侧视立视图和正视立视图示出了完成了准备阶段、准备进行起重机提升阶段的风力涡轮塔架。
[0024]图4a至图4c以分别以侧视立视图、正视立视图和平面图示出了在图3a和图3b中示出的塔架顶部的放大图。
[0025]图5以透视图示出了根据本发明的起重机设备可以如何在塔架的基底处递送和组装的示意图。
[0026]图6以透视图示出了处于其组装状态、如何准备进行起重机提升阶段的图5的起重机设备的示意图。
[0027]图7以正视立视图示出了塔架和组装的起重机设备准备进行起重机安装阶段的示意图。
[0028]图8和图9分别示出了图7所示的起重机设备的侧视立视图和平面图。
[0029]图10示出了在起重机安装阶段的开始时的图6的起重机设备的透视图。
[0030]图11示出了完成了起重机安装阶段时的图6和图10的塔架和起重机设备的透视图。
[0031]图12和图13分别示出了图11所示的起重机设备的侧视立视图和平面图。
[0032]图14以放大透视图示出了在图11中描绘的起重机设备。
[0033]图15和图16分别以侧视立视图和透视图示出了在塔架顶部处的起重机设备的第一枢转操作。
[0034]图17以透视图示出了起重机设备的吊杆臂部署操作。
[0035]图18以平面图示出了起重机设备的吊杆臂的第二枢转操作。
[0036]图19和图20以侧视立视图示出了本发明的方法的主要负载提升阶段。
[0037]图21以透视图示出了起重机设备和待安装于塔架顶部处的负载旋转的放大的细节。
[0038]图22以透视图示出了在图21中所描绘的吊杆臂的第三枢转操作。
[0039]图23至图26以侧视立视图示出了根据本发明的方法的另一负载提升阶段。

【具体实施方式】
[0040]现将参考图1至图26来更详细地描述本发明的起重机设备和提升方法。应当指出的是提供附图只是出于解释说明目的，并且仅旨在指示可以如何实现本发明的方式的示例。附图不应认为限制保护范围，保护范围在所附权利要求中陈述。在不同的附图中使用相同的附图标记旨在指示对相同特征的参考/提及。
[0041]如上文所提到的那样，图1和图26描述了根据本发明的方法和设备的示例实施方式。图示的技术包括基本上五个主要阶段:
准备阶段(图1至图4)，其中，相对较轻的支架组件(重量可能是几公吨)安装到塔架顶部处，
起重机组装阶段(图5至图6)，其中起重机设备(重量可能为数十公吨，取决于待提升的负载重量)围绕塔架基底而组装，
起重机提升阶段(图7至图14)，其中，使用附连到支架组件的缆绳沿着塔架向上提升该组装的起重机设备，
起重机部署阶段(图15至图18)，其中，起重机设备的各个零件被部署为准备提升负载，
负载提升阶段(图19至图26)，其中，使用起重机设备来提升发电机单元(重量可能400公吨)以用于安装于塔架顶部处。另外的负载提升阶段可包括例如提升所述涡轮叶片。
[0042]将了解本文所描述的阶段也可以以相反次序执行以从塔架顶部降低负载和起重机。因此术语“提升”应以“向上提升”或者“向下降低”的意义上来理解。
[0043]应当指出的是本文所描述的实施方式仅以举例说明的方式给出，并且方法和设备可以以其它方式实施。例如，技术被描述为将涡轮发电机提升到塔架顶部，但该方法也可以用于将任何较大负载提升到任何高结构上的升高区域。塔架可以通常为加强混凝土结构或者也可以由诸如金属或复合材料这样的其它材料而构造。
[0044]术语“缆绳”在本文中指任何强固的细长元件，诸如绳索、金属丝、拉索或拉索束，其可以用于例如提升重负载，诸如重达数百公吨的风力涡轮发电机单元。
[0045]准备阶段
图1、和图2a中的放大图示出了塔架，塔架已被构造为在顶部处具有一组附连点51。这些附连点51可以用于附连或支承轻提升缆绳9，适合于提升相对较轻的物品，例如重量只不过几公吨。例如安装于塔架顶部处或塔架基底处的绞盘(未图示)可以通过向上拉或者向下降低轻提升缆绳中的每一个而提升或降低装备。
[0046]图1、和图2b中的放大图也示出了使用轻提升缆绳9顺着塔架I向上提升支架组件的元件13、14。将参考图4a至图4c更详细地描述支架组件。
[0047]示出了支架组件承载元件13，其附有起重机提升缆绳3。在承载元件顺着塔架I向上提升时，起重机提升缆绳3可能从卷轴39解绕。
[0048]图2b示出了两个承载支架元件13和连接分布梁14(它们可以组装在一起以形成在塔架I顶部处的支架组件)可以如何从轻提升缆绳9悬挂并且吊起到塔架I顶部附近的位置的方式。图示的承载支架元件13中的每一个包括(除了其主体13之外)上起重机提升支架部分10，起重机提升缆绳3从上起重机提升支架部分10悬挂，上起重机提升支架部分10在图示示例中由缆绳锚固元件11保持就位。
[0049]图3a和图3b分别以侧视立视图和正视立视图示出了示例风力涡轮塔架1，其中完成了第一提升阶段。图4a至图4c示出了在图3a和图3b中示出的塔架顶部的放大侧视立视图和正视立视图和平面图。
[0050]承载支架元件13被示出安装于塔架I顶部的任一侧上，并且可以通过例如高度拉伸螺纹杆或者锚固钢腱/钢筋束12、16而牢固固定到彼此和到塔架。稳定分布梁14可以连接于承载支架元件13之间以便对支架组件给予强度和刚度，支架组件以附图标记2表示。每个承载支架元件13具备一个或多个(示出了两个)起重机附连点7。当起重机设备提升就位时，其将可枢转地牢固固定到起重机附连点7，如将描述那样。
[0051]承载支架元件13被设计成使得它们可以在起重机提升阶段期间支承起重机设备的重量，并且它们可以在负载提升阶段期间支承起重机重量和负载重量。因此，优选地，承载支架元件13在任一侧上充分地牢固固定到塔架I顶部，并且它们的起重机附连点7被定位成使得起重机和负载的重量的竖直负载力转移到塔架1，基本上在塔架I的中部。
[0052]附图标记6表示发电机附连配件，随后风力涡轮发电机将安装到发电机附连配件上。附图标记5指示缆绳锚，缆绳锚可以在随后用于在主要负载提升阶段期间牢固固定平衡缆绳。缆绳锚5被描绘为牢固固定到塔架的基底或地基。在海洋装设的情况下，例如，在海中的风力涡轮塔架，缆绳锚5可以装配于塔架基底上方并且海平面上方的适当点处。
[0053]如在图3b中可以看出，起重机提升缆绳3可以成对布置以用于在提升起重机设备期间的额外强度和稳定性。图3a、图3b和图4a至图4c示出完成了准备阶段，准备用于起重机安装阶段的塔架I。
[0054]起重机组装阶段
图5以透视图示出了根据本发明的起重机设备可以如何递送并且组装于塔架I基底处的示意图。在图示示例中，配备了支承框架61的两个卡车各自递送臂架组件20，臂架组件20将通过横向构件25连接到彼此以形成起重机设备，然后将使用所述起重机提升缆绳3将起重机设备顺着塔架向上提升。示出了常规的起重机49，其在组装所述起重机设备期间支承着横向构件25。塔架I被示出具有锥形形式，在其基底处具有比在顶部处更宽的截面。因此横向构件25被构造为足够长以将两个臂架20连接在一起，在塔架I的任一侧处有一个臂架20。在起重机设备继续顺着塔架向上时，臂架20和横向构件可以被调整成使得臂架20更靠在一起。
[0055]每个臂架20包括主要框架部分42和吊杆臂26、27。在图示示例中，吊杆臂26、27具备部分地沿着其长度的支点/枢转点(pivot point)28。如将在下文中可以看出，这允许吊杆臂26、27通过主要框架部分42上升直到吊杆臂26、27的下部27处于主要框架的相对应的吊杆保持部段，并且其支点28与主要框架部分中相对应的枢转轴线30对准。然后可以使用枢转轴线销(未图示)来联结吊杆臂26、27的支点28与主要框架部分的枢转轴线30，以形成承载枢转轴线，吊杆臂26、27可以围绕承载枢转轴线枢转，甚至当吊杆26、27支承着重负载诸如风力涡轮发电机时。
[0056]图6示出了仍由卡车60和支承框架61支承的臂架20，其中，臂架与横向构件25组装在一起以形成起重机设备，起重机设备将顺着塔架I向上提升。在此示例中，每个臂架20被示出配备两个往复移动履带式千斤顶32，履带式千斤顶32可以被操作为使得臂架本身顺着起重机提升缆绳3向上攀爬。使用以交替提升循环操作的两个合作履带式千斤顶32能允许起重机设备顺着起重机提升缆绳向上基本上连续的提升运动。也可能通过拽引起重机提升缆绳3将千斤顶32安装到塔架顶部处，并且向上拽引起重机。可以替代地使用安装于臂架20上的绞盘。然而，优选的是拉索千斤顶，因为它们相对比较小，并且因为它们提供比绞盘更大的提升力与重量比。或者，绞盘可以安装于塔架顶部处或者塔架基底处，在此情况下，滑轮布置将需要在塔架顶部处。然而，通过将千斤顶32布置于起重机设备上，可以显著地简化提升，并且起重机设备可以顺着塔架I向上自主地提升其本身。
[0057]该示例的起重机设备也是自主的，因为其包括重物提升缆绳45，安装于适当位置以用于随后提升主要负载(例如，涡轮发动机单元)。起重机设备还可包括重物提升千斤顶31，重物提升千斤顶31仍作用于重物提升缆绳45上以便顺着塔架向上拽引负载。为此目的，图示示例的每个臂架20可以具备一种卷取卷轴24用于在重物提升缆绳不用来提升时储存重物提升缆绳，或者用于在提升操作期间卷绕缆绳。在示例布置中，在负载提升期间并不处于张力下的每个重物提升缆绳45的部分围绕引导件或滑轮布置37传递并且然后可以卷绕到卷轴24上或者从卷轴24解绕。
[0058]千斤顶22也被提供用于通过吊杆枢转缆绳44在臂架构件23与相对应吊杆臂26之间施加拉力。如将示出的那样，这些千斤顶22可以用于使吊杆臂26枢转以便使负载向内朝向塔架I或者向外远离塔架I移动。可以使用可枢转的连接部件38来将吊杆枢转缆绳44连接到吊杆臂26。
[0059]每个臂架还具备千斤顶19，千斤顶19可以在负载提升期间利用在平衡千斤顶19与塔架基底或者塔架I上的下点之间运行的缆绳(未图示)来平衡在负载提升期间的负载重量。
[0060]在图6中的附图标记指示促动器,诸如液压撞锤/液压油缸(hydraulic ram),用于在安装于塔架I顶部处期间使起重机设备枢转。附图标记34指示支点，其中起重机设备将可枢转地连接到塔架顶部处的支架组件2。
[0061]起重机提升阶段
图7至图10示出了从起重机提升缆绳3悬挂、准备开始顺着塔架I向上移动的组装的起重机设备的各个视图。起重机提升缆绳3被示出锚固于固定点39处。起重机提升缆绳3优选地在起重机设备提升期间张紧，使得在自行攀爬千斤顶下方的起重机提升缆绳的部分也保持在张力下。因为缆绳提升缆绳3的整个高度在张力下，它们给予显著的引导和稳定性，防止起重机设备在自动攀爬操作期间显著侧向移动。若需要，可以提供额外引导以抵抗不寻常的高风，例如利用设置于塔架I外表面上的轨或者类似引导装置。
[0062]在图7至图10中，臂架20和横向构件25被图示为具有一定相互分隔距离，这给予塔架结构I充分空隙。当起重机设备继顺着塔架I向上时可使臂架20更靠在一起。
[0063]图8还示出了布置于起重机组件的后区域处的人员提升部21。提升笼21可以用于在起重机提升和安装阶段、和在随后提升阶段期间容纳一个或多个起重机设备操作者。绞盘(未图示)或者类似装置可以用于从地面升高(多个)操作者或者降下(多个)操作者。
[0064]图8还示出了当提升起重机设备时从一个或多个平衡缆绳卷轴17解绕的一个或多个平衡缆绳18。一旦起重机设备处于塔架I的顶部处的位置，平衡缆绳118将牢固固定到塔架I基底4处的(多个)锚固点5 ((多个)锚固点5可以设置于安装的起重机设备下方的任何合适锚固点处)。
[0065]一旦起重机设备到达塔架顶部，其优选地已经包括用于安装起重机设备、部署吊杆臂和提升负载所需的所有装备，而不需要从地面提升任何另外的重要的装备、缆绳、千斤顶等。
[0066]图7至图10还示出了每个吊杆臂26的下部27可以如何在提升期间垂悬。吊杆臂26、27表示起重机设备重量的显著比例，并且在起重机设备提升期间，它们布置于收回状态，如图所示。以此方式，每个臂架20和起重机设备总体的重心可以被布置成显著低于起重机设备的攀爬千斤顶32将起重机提升缆绳3夹紧处的点。这种低重量分布表示起重机设备在提升期间显著地更加稳定。当然，不合需要的是较大、很重的结构诸如起重机设备应开始在地面上方约150m摆动。其低重心以及在起重机提升缆绳3中的张力帮助防止这种不当的振荡。平衡缆绳18也可通过防止它摆动而用作控制装置以在提升期间稳定起重机设备。
[0067]图11至图14示出了在起重机设备靠近塔架I顶部处的支架组件2时的起重机设备(臂架20)。起重机提升缆绳3仍在支架组件2与锚固元件39之间仍处于张力下，并且支承起重机设备的重量。
[0068]平衡/控制缆绳18仍从卷轴17解绕，并且也可以在其悬挂于起重机提升缆绳3时由攀爬履带式千斤顶32稳定起重机设备，如先前所描述的那样。
[0069]如从图13可以看出(与图9相比较)，示出了臂架20朝向彼此移位以考虑塔架I的锥形，并且现描绘为与支架组件2的支承支架元件13对准。如在图14中所示，这种移位已使每个臂架20的枢转装置34与相对应的起重机附连点7对准，并且可被枢转地牢固固定使得当起重机设备部署时起重机设备的重量由支承支架13支承。枢转促动器33 (其可能例如是液压撞锤)附连到支架组件2上的枢转促动器点8，并且将用于实现起重机相对应的臂架到其提升位置的枢转，如将参考图15至图18所描述。
[0070]起重机部署阶段
图15和图16示出了现由支架组件2在支点7处支承并且通过牵拉促动器连接器点8由促动器33枢转到其部署位置的起重机设备。当吊杆臂26部署时，起重机可以牢固固定于此位置。然而，促动器33可以维持起重机设备在适当位置。一旦提升负载开始，起重机设备的角位置将由被提升的负载重量和由平衡/控制缆绳18来确定，并且将不需要促动器33在这个阶段期间维持起重机设备的部署位置。
[0071]图15还示出了起重机提升缆绳现如何松弛并且与锚固点39断开连接的方式，但它们可保持较松地附连以便防止摆动和损坏塔架或者给人员造成危险。每个平衡/控制缆绳18从其卷轴17释放并且附连到锚固点5。
[0072]图17示出了吊杆臂26、27通过它们的相应臂架20已从它们的收回状态向上移位使得每个吊杆臂26、27的支点28与臂架20的相对应枢转轴线30对准，并且可例如由枢转轴线销枢转地连接。可以例如利用千斤顶或撞锤或绞盘(其在图中并未示出)实现吊杆臂26,27从它们的收回状态到它们的部署(延伸)状态的向上移位。在这个阶段，枢转促动器33可以部分地或完全地释放，并且平衡/控制缆绳18可以被张紧，例如由平衡/控制千斤顶19，以维持臂架相对于/克服吊杆臂26重量的角方位/取向。
[0073]一旦每个吊杆臂26处于其部署状态并且可能绕支点30枢转，其可以由枢转牵拉千斤顶22，通过释放枢转缆绳44中的某些而可下降到其负载提升位置(在图18中示出)。负载提升千斤顶31被示出准备开始负载提升阶段，负载提升千斤顶31可枢转地牢固固定到吊杆臂26、27的远端末端区域。现负载提升缆绳45可下降并且从负载提升缆绳卷轴24解绕。卷轴24可以实施为绞盘以用于使负载提升缆绳快速下降。负载提升缆绳45在图18中被示出为装配有负载固定装置54，待提升的负载将附连到负载固定装置54。
[0074]负载提升阶段
图9至图22现示出了使用如上文所描述已经安装的起重机设备来执行的负载提升操作。负载提升缆绳45首先下降，例如使用卷轴/绞盘24，并且附连到涡轮发电机单元46。如从图21和图22可以看出，可以使用分布梁56，其例如配备负载旋转器57，以将负载56附连到负载提升缆绳45。
[0075]提升力由作用于重物提升缆绳45上的重物提升千斤顶31提供。千斤顶31可以实施为牵拉千斤顶的互补集合(例如，成对)，以对同一缆绳的交替或交错提升冲程而工作，以便提供负载46的基本上恒定的提升运动。在提升期间，可以由平衡/控制缆绳18来维持臂架20的角方位。以此方式，能确保由于负载46的重量，在塔架I上的负载力基本上完全竖直，并且基本上向下穿过塔架I的中心线作用。
[0076]图21示出了在吊杆臂26往回朝向接近竖直位置枢转时，负载旋转器57可以如何用于使涡轮发电机46旋转以使之将在吊杆臂26之间传递，诸如图22所示，于是负载46就位以用于安装到设于塔架I上的安装配件6上。
[0077]当吊杆臂26朝向负载重量直接在塔架中心线上方的方位枢转时，如图22所示，将在起重机设备上存在净向下枢转力并且倾向于使臂架20向后朝向它们顺着塔架向上提升的位置旋转。对于这个操作阶段，因此，枢转促动器33可以用于抵消这个净枢转力以便维持臂架20的角方位。如果负载移动超过塔架的中心线，那么将会需要更大得多的促动器力。
[0078]对于上文所描述的提升操作类型，将会仅需要促动器33来承载起重机设备本身重量的枢转力。这也意味着在塔架顶部上的旋转力矩也可以最小化，并且不应超过由起重机设备的重量施加的力矩。
[0079]在本发明的某些实施方式中，在吊杆臂26之间的分隔距离可能不足以允许负载在它们之间传递，在此情况下，臂架可以被布置成使得吊杆臂支点进一步远离塔架偏移，以当吊杆臂26向后朝向负载46可安装于塔架I上的点枢转时允许在吊杆臂26与负载46之间的空隙。
[0080]可以利用作用于枢转控制缆绳44上的牵拉装置(例如，千斤顶)22来实现吊杆臂26随着从千斤顶31悬挂的负载的枢转。
[0081]从图21和图22也可以清楚地看出较大承载张力如何通过负载提升缆绳45导向至负载提升千斤顶31，到负载提升千斤顶附连点35，到枢转控制缆绳附连点38，通过枢转控制缆绳44，到枢转控制千斤顶22，直接通过臂架20的连接支柱(未标记)，到平衡/控制千斤顶19，通过平衡/控制缆绳18，到锚固点5 (在图21和图22中并未示出)。可以看出，这种布置允许在负载提升期间产生的所有较大力(数千kN，例如)由缆绳的直部段承载。并不处于显著张力下的承载缆绳(45、44和18，例如)的部分可以围绕滑轮(37)或者卷轴(24)传递。由于仅承载缆绳的直部分经受显著张力，这表示可以使用较厚、较强固/结实的缆绳，结果导致起重机设备的负载提升能力可以大幅增强而不使所需缆绳数量加倍。多个缆绳需要更复杂的千斤顶和更复杂的张力均衡技术。
[0082]还将显然的是，每个臂架20具有力传递路径，力传递路径可以基本上彼此独立。横向构件25可以用于在提升阶段提供起重机设备总体的特定刚性，但在负载提升期间，每个臂架20可以有效地为单独承载结构。横向构件25可以被布置成容许在两个臂架20之间的特定相对(例如旋转枢转)移动量。各种千斤顶19、22和31和缆绳18、44和45可以被适当调整以维持臂架20彼此适当地对准，然而这种调整无需高精度。
[0083]图23至图26示出了第二类似负载提升过程，其中，带有三个涡轮叶片50的预组装的桨毂被提升就位并且装配到已经安装的发电机单元机舱46。移动起重机49可以用于支承桨毂/叶片组件50的下部直到桨毂/叶片组件50被提升离开地面。涡轮叶片也可以使用起重机设备个别地/独立地提升并且个别地/独立地安装到桨毂。
[0084]一旦在安装了涡轮和叶片的情况下，可以相反地执行所描述的程序。吊杆臂26被收回；起重机设备往回向下枢转并且脱离支架组件I ;起重机设备顺着缆绳3下降并且被拆卸和从现场移除；支架组件2的元件脱离并且使用轻提升缆绳9下降。
[0085]所描述的方法和设备也可以用于从塔架顶部提升叶片和/或发电机单元。
[0086]上文所描述的示例方法具有以下优点:无需显著的提升装备或配件留在塔架顶部处，所有所需要的只是将较小、轻型附连点永久地保留在塔架上。这种适度的附连点因此可以用于“引导(bootstrap)”上文所描述类型的重物提升过程。应当指出的是支架组件2也可以暂时地保留在适当位置。如果发电机单元和转子/叶片将要在不同提升操作中安装，在不同的日期执行，例如并且可能使用不同的额定起重机设备(就发电机而言为重型的，就转子而言为中型的，例如)，这可能是适用的。如果任何重型提升装备或配件永久地留在塔架顶部处，它们将会需要定期清洁和维护。本文所描述的起重机设备为整装的/自含成套的、可相对易于运输，并且可以在远离涡轮现场的方便的位置处进行维护。整装并且模块化，在同一现场有多个涡轮的情况下，起重机设备易于在同一现场，从一个塔架移动到下一塔架。每个臂架20可以配备由臂架用于提升负载和/或用于提升本身顺着塔架向上所需的所有液压泵、发电、撞锤、千斤顶和/或绞盘等。
[0087] 该方法具有以下额外优点:大部分程序需要在塔架顶部处的人员与地面人员之间很少的交流。
【权利要求】
1.一种用于从塔架(1)的基底区域(4)向所述塔架(1)的升高区域提升负载(46，50)的起重机设备，所述起重机设备包括: 起重机提升装置(32，3)，其用于使用支承于所述塔架(1)的升高区域处的一个或多个起重机提升缆绳(3 )来提升所述起重机设备到所述塔架(1)上的起重机安装位置(2 )， 两个吊杆臂(26，27)，其适于从所述塔架(1)的所述升高区域向外移位，每个吊杆臂(26)的远端区域具备用于支承一个或多个负载提升缆绳(45)的缆绳支承装置(35，31 )， 吊杆支承框架(42，25)，其用于支承所述吊杆臂(26，27)使得所述吊杆臂(26，27)可以在所述起重机设备向所述起重机安装位置的所述提升期间布置于所述塔架(1)的任一侧上和/或使得所述吊杆臂(26，27)可以在提升所述负载(46，50)期间布置于所述负载(46，50)的任一侧上， 负载提升装置(31，45)支承于一个或两个吊杆臂(26，27)的所述远端区域处，所述负载提升装置(31，45)用于使用所述一个或多个负载提升缆绳(45)来提升所述负载(46，50)到所述升高区域。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述负载提升装置(31)包括一个或多个第一拉索千斤顶(31)，所述一个或多个第一拉索千斤顶(31)布置成用于在所述负载提升缆绳(45)上施加牵拉作用，和/或其中所述起重机提升装置(32，3)包括一个或多个第二拉索千斤顶(32)，所述一个或多个第二拉索千斤顶(32)布置成用于在所述起重机提升缆绳(3)上施加牵拉作用。
3.根据前述权利要求中任一项所述的起重机设备，其特征在于，所述吊杆支承框架(42，25)包括吊杆移位装置，其用于使所述吊杆臂(26，27)相对于所述吊杆支承框架(42，25)在收回状态与部署状态之间移位。
4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述吊杆臂(26，27)、所述吊杆支承框架(42，25)和所述一个或多个第二拉索千斤顶(32)相互布置成使得当所述吊杆臂(26，27)在所述起重机设备的所述提升期间处于其收回状态时，所述起重机设备的重心在所述一个或多个第二拉索千斤顶(32 )对所述起重机提升缆绳(3 )的作用点下方。
5.根据前述权利要求中任一项所述的起重机设备，其特征在于，所述吊杆支承框架(42，25)包括吊杆臂枢转装置(22，44)，所述吊杆臂枢转装置(22，44)用于在提升所述负载(46，50)期间和/或在将所述负载(46，50)安装到所述升高区域处期间使所述吊杆臂(26)相对于所述吊杆支承框架(42，25)枢转。
6.根据前述权利要求中任一项所述的起重机设备，所述吊杆支承框架(42，25)包括由至少一个横向构件(25)链接的两个臂架(42)，所述臂架(42)和所述横向构件(25)或每个横向构件(25 )布置成使得所述起重机设备可以跨所述塔架(1)组装，在所述塔架(1)的任一侧上有一个臂架(20)。
7.根据权利要求6所述的起重机设备，其特征在于包括:分隔调整装置，用于当所述起重机设备顺着所述塔架(1)上下行进时，改变在所述两个臂架(20)之间的分隔距离。
8.根据前述权利要求中任一项所述的起重机设备，所述吊杆支承框架(42，25)和/或所述吊杆臂(26，27)中的一者或二者包括至少一个负载提升缆绳卷取装置(24)以用于储存来自所述或每个负载提升装置(31)的所述负载提升缆绳(45)、或者每个重物提升缆绳(45)或者并不处于张力下的所述或每个起重缆绳(45)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的起重机设备，所述吊杆支承框架(42，25)包括框架枢转装置(34)以用于与设置于所述塔架(1)的所述起重机安装点处的塔架枢转装置(7)接合以形成第一枢转轴线，所述吊杆支承框架(42，25)可绕所述第一枢转轴线枢转，所述起重机设备还包括至少一个枢转促动器(33)以用于造成所述吊杆支承框架(42，25)绕所述第一枢转轴线枢转。
10.根据权利要求2至9中任一项所述的起重机设备，其特征在于， 所述第一拉索千斤顶或者每个第一拉索千斤顶(31)牢固固定到所述吊杆臂(26)之一的所述远端区域；以及 所述重物提升缆绳(45)可通过所述或每个第一拉索千斤顶(31)的所述牵拉作用而相对于所述吊杆支承框架(42，25)竖直移位，使得可以通过使用所述一个或多个第一拉索千斤顶(31)向上牵拉所述负载提升缆绳(45 )而提升所述负载(46 )或者降下所述负载提升缆绳(45)而降低所述负载(46)。
11.根据权利要求2至10中任一项所述的起重机设备，其特征在于，所述一个或多个第一拉索千斤顶(31)中的一个或多个布置为攀爬千斤顶，可固定到所述负载(31)从而使得可以通过使所述一个或多个攀爬千斤顶顺着所述重物提升缆绳(45)向上或向下攀爬而提升所述负载(31)。
12.根据权利要求2至11中任一项所述的起重机设备，其特征在于包括:负载平衡装置(18，19)，其用于平衡所述负载(46)的重量，所述负载平衡装置(18，19)布置成在所述起重机设备的后区域与所述塔架(1)的基底区域(4)或者下区域之间施加拉力，所述后区域为在所述塔架(1)上与受提升的所述负载(46)相反的侧部上的所述起重机设备的区域。
13.一种用于将负载(46)提升到塔架(1)的升高区域的方法，所述方法包括: 起重机提升步骤，其中，起重机设备升高到所述塔架(1)上的起重机安装位置(2)，所述起重机设备包括吊杆支承装置(42，25)和两个吊杆臂(26，27)，所述吊杆臂(26，27)中的一者或二者在所述吊杆臂(26，27)的远端末端处具备负载提升装置(31)，所述起重机设备还包括负载提升缆绳支承装置(31，35，24)以用于在所述起重机提升步骤期间支承负载提升缆绳(45)，使用对支承于所述塔架(1)的上区域(2)处的所述起重机提升缆绳(3)作用的所述起重机设备的起重机提升装置(32)来实现所述起重机提升步骤， 安装步骤，其中，所述起重机设备安装于所述塔架(1)的所述起重机安装位置(2)处， 吊杆臂部署步骤，其中，所述吊杆臂(26，27)相对于所述吊杆支承框架(42，25)移位，从相对于所述吊杆支承框架(42，25)的收回状态移位到部署状态， 负载提升步骤，其中，使用所述负载提升装置(32)来提升所述负载(46)。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述方法包括在所述起重机提升步骤之前执行的塔架(1)准备步骤，其中，将支架组件(2，13，14)装配到所述塔架(1)的升高区域，所述支架组件(2，13，14)包括起重机提升缆绳支承装置以用于在所述起重机提升步骤期间支承所述起重机提升缆绳(45 )。
15.一种从塔架(1)的升高区域降低负载(46)的方法，所述方法包括: 起重机提升步骤，其中，起重机设备上升到所述塔架(1)上的起重机安装位置(2)，所述起重机设备包括吊杆支承装置(42，25)和两个吊杆装置(26，27)，所述吊杆臂(26，27)中的一者或二者在所述吊杆臂(26，27)的远端末端处具备负载提升装置(31)，所述起重机设备还包括负载提升缆绳支承装置(31，35，24)以用于在所述起重机提升步骤期间支承负载提升缆绳(45)，使用对支承于所述塔架(1)的上区域(2)处的所述起重机提升缆绳(3)作用的所述起重机设备的起重机提升装置(32)来实现所述起重机提升步骤， 安装步骤，其中，所述起重机设备安装于所述塔架(1)的所述起重机安装位置(2)处，吊杆臂部署步骤，其中，所述吊杆臂(26，27)相对于所述吊杆支承框架(42，25)移位，从相对于所述吊杆支承框架(42，25)的收回状态移位到部署状态， 负载降低步骤，其中，使用所述负载提升装置(32)来降低所述负载(46)。
【文档编号】B66C23/20GK104284857SQ201280068837
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2012年2月1日 优先权日:2012年2月1日
【发明者】J.M.劳伦斯, G.鲁斯塞尔, W.阿索斯, M.E.梅耶 申请人:Vsl国际股份公司