CN101479470A - 风轮机机舱的操纵***、运输和竖向移位方法以及操纵***的应用 - Google Patents
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Abstract
一种用于风轮机机舱(3)以及将所述机舱(3)自装载到车辆或将所述机舱(3)从车辆自卸载的操纵***(11)。所述***(11)包括:两个或多个提升装置(15,16),其用于在所述机舱(3)的所述自装载或自卸载期间使所述机舱(3)基本上竖向地移位。所述提升装置(15,16)进一步包括移位装置(28),用于使所述提升装置(15,16)或所述提升装置(15,16)的一部分移位。此外还公开了一种用于运输风轮机机舱(3)的方法、一种竖向移位风轮机机舱(3)的方法及操纵***(11)的应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种将风轮机机舱自装载到车辆或将所述机舱从车辆自卸载的用于风轮机机舱的操纵***、一种用于运输风轮机机舱的方法、一种用于竖向移位风轮机机舱的方法以及操纵***的应用。
背景技术
公知的风轮机包括锥形的风轮机塔体及位于塔体顶部的风轮机机舱。具有多个风轮机叶片的风轮机转子通过低速轴连接到机舱,如图1中所示,低速轴伸出机舱前部。
由于大型现代风轮机变得越来越大,所以不同风轮机部件的运输和普通操纵越来越成问题。尤其是机舱——其在大多数情况下像房屋那样大并且可重达100公吨——难以操纵和运输。当然可以分开地运输机舱部件然后在架设现场进行组装,但是大多数机舱设备高度复杂,并且部件之间的相互作用复杂,使得在架设现场对其进行组装的效率非常差。因此有利地,尤其是机舱在受控的环境中进行装配并且由专业人员进行此组装,以减小极其昂贵的损坏危险。
因此,关于如何运输和操纵风轮机机舱——特别是从制造厂到架设现场的运输和操纵,长期以来提出了多种不同的装置和方法。在国际专利申请WO 03/071130 A1中公开了一个示例,其中在运输过程中,安装有转子毂的机舱悬置于卡车和拖车之间。通过升高和降低拖车的车轮并借助于卡车上的专门的提升设备,卡车拖车能够直接从地面装载机舱和直接将机舱卸载到地面。
卡车拖车能够不通过其它提升设备地装载和卸载机舱当然是有利的,但是此方法实际上具有局限性,机舱在其整个长度上都必需是自支承的,毂必需安装在机舱上、因此给已经很长的机舱增加了额外的长度,毂必需能够承载机舱的几乎整个重量,卡车必需专门地装配有提升装置,并且车辆和负载变得很长,使得基本上不可能在大多数道路上行驶。
因此,本发明的目的是提供一种没有上述缺点的、用于操纵风轮机机舱的技术。
具体地说,本发明的目的是提供一种简单并且有利的操纵技术。
发明内容
本发明提供了一种涉及将风轮机机舱自装载到车辆或将所述机舱从车辆自卸载的用于风轮机机舱的操纵***。所述***包括两个或多个提升装置,其用于在所述机舱的所述自装载或自卸载期间使所述机舱基本上竖向地移位。所述提升装置进一步包括移位装置,用于使所述提升装置或所述提升装置(15、16)的一部分移位。
例如,当必需将机舱从位于欧洲的制造厂运输到位于澳洲的架设现场时,必需将机舱运输到港口,在港口再将机舱装载到船上,然后再航行到澳洲。在澳洲的大部分区域中,行驶在道路上时没有对车辆高度的限制,使得可以在由大型常规卡车拖拉的常规重载拖车的平台体顶上将机舱从港口运输到架设现场。但是由于机舱重量高达100,00公斤,所以在港口操纵机舱、向拖车装载机舱以及从拖车卸载机舱都需要非常大的起重机。不得不将这种起重机运输到架设现场以卸载机舱将是非常昂贵并且不利的。当然可以使用包括专门提升设备的卡车拖车,但是由于这种车辆是为这一特殊工作专门制作的,将不得不在整个行程中都跟随机舱,这即不实用又非常昂贵。
因此,使得机舱能够自行装载到车辆及从车辆自行卸载的操纵***是有利的,因为当将机舱装载到运输车辆及从运输车辆卸载机舱时将不再需要其它的提升设备。
使得所述提升装置——或至少所述提升装置上执行竖向提升的部分——能够移位是有利的,因为这样例如在提升装置的安装过程中或在安装有提升装置的情形下运输机舱的过程中可以将提升装置设置在更有利的位置。
此外,用于提升大型现代风轮机的机舱的提升装置必需非常大以承受载荷并且能够产生足够的提升力。因此,有利的,提升装置能够在例如优选用于装载的位置及在运输机舱和操纵***过程中有利的位置之间移位,使得不必在运输过程中拆卸大而重的提升装置然后在目的地重新安装。
在本发明的一个方面中,所述两个或多个提升装置中的至少一个第一提升装置包括用于在所述机舱的外周边处或附近与所述机舱接合的装置。
在外周边处或附近提升机舱是有利的,因为这使提升过程更加稳定。
应当强调的是,术语“机舱的外周边”应理解为当机舱竖直地位于其正常的操作位置时机舱在水平平面中的外边缘,即当从机舱的顶部或底部观察时看到的机舱的外界限。
在本发明的一个方面中,所述两个或多个提升装置中的至少一个第二提升装置包括用于在所述机舱的纵向中心轴线处或附近作用在所述机舱上的装置。
在机舱的纵向中心轴线处或附近提升机舱是有利的,因为然后靠近机舱重心地提升机舱——至少沿机舱横向是如此的,这使得提升过程更加简单或者至少提升装置的设计更加简单,因为载荷分布更确定。
在本发明的一个方面中,所述至少一个第二提升装置与连接到所述机舱的基座设备接合。
基座设备设计用以在运输、存储及其它过程中支撑机舱,因此设计成维持机舱始终竖直。使得第二提升装置能够通过基座设备作用在机舱上在载荷和应力分布方面是更有利的,因为提升位置或区域在机舱的下侧处靠近纵向中心轴线,就机舱承载结构中的应力分布来说,这是更优化的位置——与在端处提升机舱的情况相比时尤其如此。此操纵***设计将使得即使机舱不在其整个长度上自支撑的情况下也可以提升所述机舱。
在本发明的一个方面中,所述基座设备连接到位于所述机舱的底部处的环形构件。
因此确保了机舱上均匀且对称的载荷分布。
在本发明的一个方面中,所述基座设备螺栓连接到位于所述机舱的底部处的环形构件。
螺栓是坚固且有效的用于连接设备的装置,因此将基座设备螺栓连接到环形构件是有利的。
在本发明的一个方面中,所述至少一个第二提升装置在所述基座设备的前端处与所述基座设备接合。
在基座设备的前端处结合第二提升装置和基座设备是有利的,因为因此会易于附连和拆卸提升装置。
在本发明的一个方面中,所述基座设备包括用于在连接到所述机舱时将所述机舱维持在基本上固定的竖直位置中的装置。
为机舱提供例如能够存储或运输机舱并且使机舱不会翻倒的基座设备是有利的,因为这是一种增加机舱的可控性的简单、经济且有效的方式。
在本发明的一个方面中,所述环形构件是用于所述机舱的偏转装置的一部分。
实践中所有的现代风轮机都在塔体和机舱之间设置有某种偏转装置以确保转子相对于风向始终处于理想位置。机舱上的偏转装置设计成将机舱、转子、风等的总载荷传递到塔体,因此在此装置中提升机舱或通过此装置提升机舱是有利的,因为此装置相应地设计以传递大的载荷。
在本发明的一个方面中,所述至少一个第二提升装置包括用于作用在所述机舱的下侧上的装置。
大多数机械设备设计成在面向竖向载荷的底部处是坚固的,从而能够应付作用在设备上的重力。此外,机舱设计成将大载荷传递到下方的塔体,并且因此使第二提升装置作用在机舱的下侧是有利的。
进而,当作用在机舱的下侧时,载荷靠近机舱重心地传递,这意味着机舱上的提升装置和提升位置受到的力矩不大,因此可以设计得更简单。
在本发明的一个方面中,所述移位装置至少能够沿大致水平的平面移位。
如果水平移位装置被制成为具有足够小的摩擦,则单个操作人员就可以在不同位置之间来回移动甚至是非常大的载荷而不需要另外的设备,只要该操作人员不必克服重力的影响——除移位装置中的摩擦力之外。因此,使得移位装置能够沿水平平面移位是有利的。
在本发明的一个方面中,所述移位装置包括用于使所述提升装置的一部分相对于所述提升装置的一个或多个接合构件移位的装置,其中,所述接合构件包括用于直接或间接地与所述机舱接合的装置。
这是有利的,因为其使得提升装置能够移位,即使在提升装置直接或间接连接到机舱时也是如此。
在本发明的一个方面中,所述移位装置包括一个或多个能够实现所述移位的铰链。
铰链是可以移位的简单且经济的装置。
在本发明的一个方面中,所述至少一个提升装置包括用于通过将线性力施加到所述机舱的承载结构来提升的装置。
承载结构设计成处理大的载荷,因此通过将力施加到机舱的承载结构来提升机舱是有利的。
在本发明的一个方面中,所述至少一个第一提升装置与所述机舱的承载结构的提升区域接合,所述提升区域是所述承载结构的一部分或者刚性地连接到所述承载结构。
将提升区域一体地形成在承载结构中或将提升区域刚性地连接到承载区域是有利的,因为这样易于确保载荷有效地分布。
在本发明的一个方面中,所述两个或多个提升装置包括用于竖向移位所述提升区域的装置。
因此实现了本发明的有利实施方式。
在本发明的一个方面中,所述提升区域一体地形成在所述承载结构的底部结构中,例如一体地形成在机舱基架中或机舱桁架的底部中。
大多数机舱已经设计有承载结构的非常坚固的底部结构,因此在提升或降低机舱时将此底部结构上的提升区域用作着手位置是有利的。要使机舱适配所述的操纵***基本上不需要或仅需很少的承载结构重新设计。
在本发明的一个方面中,所述提升区域相对于所述机舱的所述纵向中心轴线基本上对称地定位。
来自机舱内部部件的载荷基本上对称地分布在机舱内,并且承载结构的强度和承受此载荷的能力因此也基本上对称地分布,并且因此在承载结构上基本上对称地定位提升区域也是有利的。
在本发明的一个方面中,所述提升区域设置在所述机舱的纵向侧上。
通过将提升区域设置在机舱的纵向侧上,可以使提升装置位于侧部之外,使得可以在提升装置提升机舱时将拖车置于机舱下方。
此外,机舱的长比宽大得多,因此在侧部处提升机舱与在端部处提升机舱相比,所提升的机舱更加稳定。
进而,此位置使得可以自由地接触机舱的端部,例如用于将提升的机舱连接到卡车拖车。
应当强调的是,术语“纵向侧”应当被理解为当安装在架设的风轮机上时在机舱正常操作期间侧向朝向的基本上竖向的侧边。
在本发明的一个方面中,所述提升区域设置在所述机舱的后侧上。
大型现代风轮机的机舱非常大,尤其是机舱的宽度在机舱的道路运输过程中可能带来问题。因此,将提升区域设置在机舱的后侧上是有利的,因为其使得机舱可设置有提升装置、同时提升装置不增加具有操纵***的机舱的宽度。
此外,提升区域非常可能会在机舱的表面中形成凹部、凸部等,通过将它们设置在机舱的后侧,大大地降低了在风中产生噪声的凹部、凸部等的危险。
应当强调的是,术语“后侧”应当理解为当安装在架设的风轮机上时在机舱正常操作期间背向吹来的风的基本上竖向的侧部。
在本发明的一个方面中,所述提升区域相对于所述机舱的重量分配设置成:当自装载或自卸载时在每个所述至少一个第一提升装置上提供基本上一致的载荷。
如果在提升机舱时每个提升装置上的载荷基本上相同,则可以将提升装置制成相同的。特别地,就制造成本、备件等而言,提升装置基本上一致是有利的。
在本发明的一个方面中,所述操纵***包括至少两个能够独立地调节的提升装置。
用于提升重达100公吨的机舱的提升装置制造非常昂贵,通过仅使用两个可以降低构建成本。
在本发明的一个方面中,所述操纵***包括至少三个能够独立地调节的提升装置。
维持立于两个“支腿”上的重物的平衡是很困难的。因此,使操纵***包括至少三个与机舱接合的能够独立调节的提升装置是有利的,因为其提供了坚固和稳定的***,并且当由三个“支腿”支撑时降低了机舱摆动的危险。
在本发明的一个方面中,所述两个或多个提升装置中的所述至少一个第二提升装置作用在所述机舱的环形构件上。
机舱底部处的环形构件在两处位置与机舱纵向中心轴线交叉,并且通过作用在环形构件上,可以在机舱纵向中心轴线处作用在机舱上。
在本发明的一个方面中,所述两个或多个提升装置中的至少一个包括用于基本上刚性地连接到所述两个或多个提升装置中的至少另一个上的装置。
通常,分离的提升装置非常容易被沿竖向之外的其它方向的扭矩和力损坏,但是通过刚性地连接这些提升装置中的至少两个,则以简单且经济的方式使操纵***变得稳定得多。
在本发明的一个方面中,所述两个或多个提升装置中的至少一个包括用于将所述至少一个提升装置的接合构件基本上刚性地连接到至少另一个提升装置的接合构件的装置。
通过刚性地连接提升装置的接合构件,确保了来自各提升装置的载荷分布在机舱的较大区域上,并且,因为很有可能机舱上的提升位置相对于彼此始终固定,所以刚性地连接两个或多个提升装置的接合构件是有利的。
在本发明的一个方面中,所述至少两个提升装置和/或所述两个或多个提升装置的所述至少两个接合构件借助于横杆刚性地连接。
因此实现了本发明实施方式的优点。
在本发明的一个方面中,所述横杆是和/或包括用于将所述提升装置直接或间接地连接到所述机舱的所述接合构件。
为了能够承受提升装置之间的力,必须将横杆制得较坚固,因此使用此强度来将力从提升装置传递到机舱是有利的。
在本发明的一个方面中,所述两个或多个提升装置各包括一个或多个液压缸。
与其尺寸相比,液压缸能够提升相对较大的载荷,这是有利的,因为这些液压缸通常需与机舱一起移动,因此减少了运输载荷所需的空间及其重量。
在本发明的一个方面中,所述承载结构设置成用于承载所述机舱及安装在所述机舱中的例如发电机、齿轮、轴承、控制柜和/或逆变器的机舱部件的总重量。
因此实现了本发明的有利实施方式。
在本发明的一个方面中,所述两个或多个提升装置是能够拆开的。
将提升装置制成能够拆开的是有利的,因为其使得能够使用同一提升装置提升不同的机舱,并且当安装在风轮机塔体上时机舱的重量减小。
本发明进一步包括一种用于运输风轮机机舱的方法。所述方法包括如下步骤:
·给所述机舱提供如权利要求1至31中任一项所述的操纵***,
·借助于所述操纵***的提升装置提升所述机舱,
·将用于运输所述机舱的车辆置于所述机舱的下方,
·缩进所述提升装置以将所述机舱置于所述车辆上,以及
·使一个或多个所述提升装置至少沿水平平面移位。
这种方法是有利的,因为这样可以使用操纵***来自装载或自卸载机舱,而无需在两个操作之间拆除操纵***。
这是进一步有利的,因为能够提升用于大型现代风轮机的机舱的操纵***非常重,因此难以操纵,并且因为操纵***很可能会无论如何都必须和机舱一起运输。
在本发明的一个方面中,所述使提升装置至少沿水平平面移位的步骤减小了所述操纵***的总宽度。
在大多国家都存在对行驶于道路上的载荷宽度的限制,因为机舱已经非常宽,因此在运输的过程中能减小操纵***的总宽度是有利的。这还使得在船上或仓库中的相同空间中能够装载更多的机舱(安装有操纵***),从而降低了运输和存储成本。
在本发明的一个方面中,所述车辆是平板卡车。
平板卡车有利于运输机舱。
本发明还进一步提供了一种用于竖向移位风轮机机舱的方法。所述方法包括如下步骤:
·使一个或多个第一提升装置在所述机舱的外周边处或附近与所述机舱接合,
·使一个或多个第二提升装置能够作用在所述机舱的纵向中心轴线处或附近,以及
·通过借助于所述第一和第二提升装置给所述机舱施加线性力而使所述机舱竖向移位。
这种方法是有利的,因为这样能够提升机舱,而不需要昂贵的起重机或专门制造的、昂贵的卡车提升设备,并且不会因为沿承载结构的不期望方向施加载荷而使承载结构过多地承受应力。
在本发明的一个方面中,所述提升装置是液压缸,其使所述机舱基本上与所述液压缸的活塞的伸出或缩回成比例地竖向地移位。
使机舱行程的长度与活塞从缸伸出的长度相同是有利的,因为这提供了提升机舱的更有效和直接的方式,并且这种方法确保了机舱不因为沿不期望方向的扭矩或力而过多地承受应力。
在本发明的一个方面中,所述一个或多个提升装置作用在所述机舱的下侧上。
在本发明的一个方面中,所述一个或多个第二提升装置作用在所述机舱的偏转装置的至少一部分上。
在本发明的一个方面中,所述一个或多个第一提升装置与提升区域接合,所述提升区域与所述机舱的承载结构一体地形成或直接连接到所述机舱的承载结构。
本发明还进一步提供了如权利要求1至31中任一项所述的操纵***以及如权利要求35至39所述的方法的使用,其中,所述机舱是用于兆瓦风轮机的机舱。
小机舱可以借助于常规的起重机来操纵,但是用于兆瓦风轮机的机舱如此地重,使得非常难以足够好地控制起重机,因此在这些情况下使用根据本发明的操纵***是非常有利的。
附图说明
下面将参照附图描述本发明,图中:
图1示出现有技术的大型现代风轮机的前视图,
图2示出机舱的简化的侧视截面图,
图3示出包括有操纵***的实施方式的机舱的前视图,
图4示出包括有操纵***的实施方式的机舱的侧视图,
图5示出包括有处于运输位置的提升装置的机舱的俯视图,
图6示出包括有处于装载位置的提升装置的机舱的俯视图,
图7示出机舱的承载结构和操纵***的立体图,
图8示出处于运输位置的第一提升装置的实施方式的俯视图,
图9示出处于装载位置的第一提升装置的实施方式的俯视图,
图10示出处于运输位置的第一提升装置的实施方式的立体图,
图11示出处于装载位置的第二提升装置的实施方式的立体图,
图12示出处于运输位置的第二提升装置的实施方式的立体图,
图13示出基座设备的实施方式的立体图,以及
图14示出包括有连接到共用油泵的提升装置的操纵***的俯视图。
具体实施方式
图1示出了现代风轮机1,其包括设置在基础上的塔体2和位于塔体2顶部的风轮机机舱3。包括三个风轮机叶片5的风轮机转子4通过伸出机舱3前部的低速轴连接到机舱3。
图2示出机舱3的简化的侧视截面图。
机舱3具有多种变型和构造,但在大多数情况下机舱3中的传动系几乎总是包括如下部件中的一个或多个:齿轮6、耦联设备(未图示)、某些类型的制动***7及发电机8。现代风轮机1的机舱3还可以包括变流器9、逆变器(未图示)及另外的***设备——例如另外的动力操纵设备、控制柜、液压***、冷却***等。
包括机舱部件6、7、8、9的整个机舱3的重量由承载结构10承载。部件6、7、8、9通常设置在此共用承载结构10上和/或连接到此共用承载结构10。在此简化实施方式中,承载结构10仅沿机舱3的底部延伸——例如呈连接有一些或所有部件6、7、8、9的基架的形式。在另一实施方式中,承载结构10可以包括将转子4的载荷传递到塔体2的钟形齿轮(gearbell),和/或承载结构10可以包括几个互相连接的部件,例如桁架13。
在本发明的此实施方式中,传动系形成为相对于与塔体2垂直的平面、穿过塔体2的中心轴线及水平面呈8度的正常操作角NA。传动系倾斜的原因是使得转子4能够相应地倾斜以例如确保叶片5不会碰到塔体2,平衡转子4顶部和底部处的风速差,等等。
图3示出包括操纵***11的实施方式的机舱3的前视图。
在本发明的此实施方式中,操纵***11包括位于机舱3宽度W外侧的提升装置15、16。提升装置15、16的支撑构件12设置在下方地面17上,并且机舱3通过伸出的提升装置15、16从地面17提升到提升高度LH,这使得能够将运输车辆放置在机舱3下方。
图4示出了包括操纵***11的实施方式的机舱3的侧视图。
在本发明的此实施方式中,提升装置15、16形成为液压缸。缸活塞23例如通过旋转接头在抵靠地面17的端部处设置有呈盘形、球形、靴形等的支撑构件12以将载荷分布在较大的面积上。
在本发明的此实施方式中,机舱3在机舱3的后侧19处设置有两个第一提升装置15、在机舱3的前侧18处设置有两个第二提升装置16,但是在操纵***11的另一实施方式中可以包括其它数量的第一提升装置15和第二提升装置16,例如一个、三个、六个等,或者例如呈如下形式:在机舱3的后侧19处具有两个或三个第一提升装置15、然后在机舱3的前侧18处仅具有一个第二提升装置16,或者反过来,或者以其它方式设置。
图5示出包括处于运输位置的提升装置15、16的机舱3的俯视图。
在此实施方式中,提升装置15、16处于运输位置,其中提升装置15、16移动到位于机舱3宽度W内侧的位置,因此所运输载荷(机舱3及操纵***11)的宽度限制为机舱3的宽度W。在另一实施方式中,在运输期间提升装置15、16也能够延伸超出机舱3的宽度W,只要在运输期间操纵***11的宽度保持处于载荷的允许宽度之内即可。
在此实施方式中,提升装置15、16增加了载荷的总长度,因为提升装置15、16在机舱3的纵向长度前后稍稍伸出,但是在另一实施方式中,提升装置15、16可以全部位于机舱3的外周边之内。
在此实施方式中,提升装置15、16绕机舱3的纵向中心轴线25对称地设置,以在提升装置15、16之间大致均匀地分配机舱3的重量。在另一实施方式中,提升装置15、16也可以不同地设置,例如设置在机舱3的下侧21处、靠近机舱3沿其纵向方向的中部,提升装置15、16可例如根据机舱3的重量分配不同地设置在机舱3的任意纵向侧上或者以其它方式设置,或者设置在接合或作用于机舱3的可行位置处。
图6示出包括处于装载位置的提升装置15、16的机舱3的俯视图。
在本发明的此实施方式中,提升装置15、16设置在装载位置中以自装载或自卸载机舱3。通过将提升装置15、16移动到机舱3宽度W的外侧,提升装置15、16也移动到其上放置机舱3的运输车辆的宽度的外侧。因此,在此位置中提升装置15、16能够自由地通往地面17,不论是竖向向下地延伸、与下方地面17成一角度或者通过旋转水平定位的支腿以实现竖向定位,并因此能够提升或降低机舱3。
在此实施方式中,提升装置15、16手动地在不同位置之间来回移动,但是在另一实施方式中,提升装置可以借助于较小的液压缸来移位,其中油压可以分配自一油泵——该油泵也分配压力以用于整个机舱3的竖向移位,该油泵可以例如是独立的油泵24或者机舱3的油泵,提升装置15、16可借助于气动缸来移位,其中可通过运输车辆的气动***来分配气压,或者,提升装置15、16可借助于马达驱动或手动操作的致动器或传动装置来移位。
图7示出了机舱3的承载结构10和操纵***11的局部立体分解图。
为了更清楚地理解提升装置15、16如何能够与机舱3相互作用,在此图中仅将机舱3示为承载结构10,即未示出机舱3的机舱盖,并且未示出例如变速箱6、制动***7、发电机8、逆变器9等通常设置在机舱3内的机舱部件。
在本发明的此实施方式中,承载结构10包括处于机舱3的下侧21处或者非常靠近机舱3的下侧21的底部结构,其在机舱3的正常操纵、运输及操作中将面对地面17。底部结构基本上沿着机舱3的整个长度和宽度W延伸,并且其可以例如是基架或包括基架。在此实施方式中,底部结构由较简单的桁架13形成,但是在另一实施方式中,底部结构可由焊接在一起的多个板及梁制成以形成机舱3的坚固的刚性表面,不同的机舱部件6、7、8、9或机舱部件6、7、8、9的至少大部分(例如大部分重量)通常能够通过螺栓附连到该表面上。
在本发明的此实施方式中,承载结构10进一步包括在机舱3的两侧18、19上基本沿整个长度和高度延伸的桁架13。桁架13包括多个螺栓连接或焊接在一起的通常是钢制的梁。在机舱3的下侧21处,桁架13刚性地连接到底部结构,在顶部处,桁架13可以通过横向支撑梁连接。
桁架13的上梁可以例如用作用于桥式起重机的(未图示)导轨或导轨支撑,以在安装、维修或更换传动系部件6、7、8等时使用。
在本发明的另一实施方式中,底部结构可构成整个承载结构10。
在此实施方式中,承载结构10包括所谓的钟形齿轮30,该钟形齿轮设计成通过设置在机舱3下侧21的环形构件27处的偏转装置将转子4的载荷以及来自转子4的载荷传递到塔体2。在此实施方式中,桁架13刚性地连接到钟形齿轮30。
在本发明的此实施方式中,承载结构10进一步包括两个提升区域14,所述两个提升区域呈一体地形成在底部结构中的两个钩状拐角增强件(corner reinforcement)的形式。在另一实施方式中,提升区域14可以形成为连接到机舱的独立设备,或者其可以简单地为承载结构10。
在此实施方式中,位于机舱3后侧19处的两个第一提升装置15和位于机舱3前侧处的两个第二提升装置16通过横杆29连接,并且在这些杆29的每端处,提升装置15、16设置有呈铰链形式的移位装置28,使得提升装置15、16能够至少在当前的装载位置和运输位置之间来回移动。
在此实施方式中,第一提升装置15设置有接合构件22,接合构件22呈刚性连接到横杆29的横销的形式。接合构件22适于通过位于机舱3周边26处的提升区域14与机舱接合,使得第一提升装置15与机舱3的承载结构10接合。
在另一实施方式中,连接两个位于机舱3后侧19处的第一提升装置15的横杆29本身能够形成第一提升装置15的接合构件22,或者提升装置15本身能够形成接合构件22。
在机舱3的下侧21处,基座设备20能够连接到机舱3的环形构件27。基座设备20使得机舱3能够设置在地面17上而不会翻转并且不需进一步的支撑。
位于机舱3下侧21处的两个第二提升装置16通过与基座设备20接合——其借助于接合构件22实现——而作用在机舱3上,所述接合构件22从连接两个第二提升装置16的横杆29延伸到基座设备20的前端31,因此使得第二提升装置16能够在机舱3的纵向中心轴线25处作用在机舱3上,即作用在位于机舱3下侧的偏转装置的环形构件27上。
在另一实施方式中,一个或多个第二提升装置16、或者一个或多个连接多于一个的第二提升装置16的横杆29可以直接作用在环形构件27上、机舱3的承载结构10上、专用的提升区域14等上,只要使得第二提升装置16能够在机舱3的纵向中心轴线25处或附近作用在机舱3上以确保提升过程中的良好的稳定性和载荷分布即可。
根据本发明的操纵***11能够例如用于将机舱3自装载到车辆和从车辆自卸载机舱3。通过设置多个提升装置15、16的接合构件22、使得它们与机舱3的提升区域14接合或者以其它方式使提升装置15、16作用在机舱3上,可以给置于地面17上或者某种临时储架上的机舱3提供提升装置15、16。然后,通过例如将液压油泵送到提升装置15、16的液压缸中而将提升装置15的活塞23推出并且增加提升装置15、16的竖向延伸,提升装置15、16被致动,因此机舱3基本竖向地提升。
当提升装置15将机舱3维持在静止的抬高位置时,可以将运输车辆置于机舱3下方,或者机舱3然后可以一端附连到卡车、另一端附连到拖车,其后提升装置15再次缩进,使得它们能够容易地移动到运输位置。
图8示出处于运输位置的第一提升装置15的实施方式的俯视图。
在此实施方式中,提升装置15的移位装置28基本上只允许沿水平平面的移动,因为铰链28允许绕大致竖向的轴线旋转,但是在另一实施方式中,移位装置28的旋转轴线可以不同地朝向,或者每个移位装置28可以包括数个铰链以形成多接头而在提升装置15、16的不同位置之间执行更复杂的动作,或者移位装置28可以包括导引件,以通过例如借助于液压缸使得提升装置15、16可以在运输位置和目前的装载位置之间线性地移动而大致进行线性运动。
图9示出处于装载位置的第一提升装置15的实施方式的俯视图。
在此实施方式中,移位装置28使得提升装置15能够自由地转动约180度,而在另一实施方式中,提升装置15或移位装置28可以设置有机械止动件,限制移位装置28的运动。这些机械止动件可以例如是可调的且可减震的。
图10示出处于运输位置的第一提升装置15的实施方式的立体图。
在此实施方式中,移位装置28允许提升装置15在所有的时刻都可以基本上自由地运动,但在本发明的优选实施方式中,移位装置28可设置有用于将提升装置15锁定或固定于特定位置的装置,例如以确保在整个运输过程中提升装置停留在运输位置中。
图11示出处于装载位置的第二提升装置16的实施方式的立体图。
在本发明的此实施方式中,接合构件22形成为从提升装置16延伸的矩形销以与基座设备20前端31的相应的孔接合。通过将接合构件22形成为矩形销、同时与基座设备20中的相应孔较紧密地配合,确保了接合的提升装置16不能旋转,因而确保在由提升装置15提升时机舱不翻转。在此实施方式中,接合构件22进一步通过横杆29连接,这也将有助于增加操纵***11的稳定性。
在本发明的此实施方式中,提升装置15、16形成为液压缸,而在另一实施方式中,提升装置可以形成为螺旋千斤顶、某种类型的夹钳机构、其它类型的线性致动器——例如马达驱动或手动的芯轴和芯轴螺母***、气动致动器等。
图12示出处于运输位置的第二提升装置16的实施方式的立体图。
接合构件22的当前设计给提升装置16提供了用于沿所述机舱的纵向(其中沿机舱3横向的程度小得多)将扭矩传递到机舱3的环形构件27的装置。但是,第一提升装置15的接合构件22的当前设计给提升装置15提供了用于沿所述机舱的横向(其中沿纵向的程度小得多)将扭矩传递到机舱3的提升区域14的装置。这种组合提供了非常牢靠、稳固并且经济的操纵***11。但是,对于本领域普通技术人员而言,显然的,多种不同的装置和方法——例如螺栓连接等——可使提升装置15、16与机舱接合或者至少作用在机舱上。
图13示出了基座设备20的实施方式的立体图。
在此实施方式中,基座设备20包括用于螺栓连接到机舱3的环形构件27的装置,因为此构件27设计成承受大的载荷,但是,同样可行的是,基座设备20可以直接通过机舱承载结构10连接到机舱上。
图14示出一操纵***11,其包括连接到如上所述的共用油泵24的提升装置15、16。
在本发明的此实施方式中,油泵24包括三个独立的可调节阀,但是在另一实施方式中,油泵24可仅包括一个阀、两个阀、四个阀或其它个数的阀。
在本发明的此实施方式中,呈液压缸形式的四个对称设置的提升装置15、16位于机舱3宽度W外侧的装载位置中。在机舱3后侧19处设置在机舱3的任意侧上的每个第一提升装置15独立地连接到油泵,使得可以独立于彼此及所有其它缸地调节两个缸的竖向延伸。
位于机舱3前端18处的第二提升装置16连接到油泵24的同一出口,使得这两个缸16在加压时等量地延伸。因此,操纵***11包括三个能独立地调节的提升***,这能够提供一个稳定的操纵***,减小了摆动的危险。
在本发明的另一实施方式中,提升装置15、16可通过另外的构造连接到油泵24,例如,独立地连接所有的缸15、16,将所有的缸连接到油泵的相同出口使得所有的缸15在被致动时一致地延伸,给每个提升装置15、16设置其专门的油泵24,给第一提升装置15设置其专门的油泵24并给第二提升装置16设置其专门的油泵24,等等。
在本发明的此实施方式中,油泵24是位于机舱3外部的独立单元,但是机舱3通常设置有其专门的油泵24,因此,在另一实施方式中,提升装置15、16可以连接到机舱油泵,或者可以连接到运输机舱3的卡车或其它车辆的油泵。
上面参照操作***11、机舱3、提升装置15、16等的具体示例对本发明进行了举例说明。但是,应当了解,本发明并不局限于上述的具体示例,而是在权利要求书所载明的本发明的范围内可通过多种变型进行设计和改型。
附图标记列表:
1.风轮机
2.塔体
3.机舱
4.转子
5.叶片
6.变速箱
7.制动***
8.发电机
9.逆变器
10.承载结构
11.操纵***
12.支撑构件
13.桁架
14.提升区域
15.第一提升装置
16.第二提升装置
17.下方地面
18.机舱前侧
19.机舱后侧
20.基座设备
21.机舱下侧
22.接合构件
23.活塞
24.油泵
25.机舱的纵向中心轴线
26.机舱外周边
27.环形构件
28.移位装置
29.横杆
30.钟形齿轮
31.基座设备的前端
W.机舱的宽度
LH.提升高度
NA.正常操作角
Claims (40)
1.一种涉及将风轮机机舱(3)自装载到车辆或将所述机舱(3)从车辆自卸载的用于风轮机机舱(3)的操纵***(11),所述***(11)包括
两个或多个提升装置(15,16),其用于在所述机舱(3)的所述自装载或自卸载期间使所述机舱(3)基本上竖向地移位,
其中,所述提升装置(15,16)进一步包括移位装置(28),用于使所述提升装置(15,16)或所述提升装置(15,16)的一部分移位。
2.如权利要求1所述的操纵***(11),其中,所述两个或多个提升装置(15,16)中的至少一个第一提升装置(15)包括用于在所述机舱(3)的外周边(26)处或附近与所述机舱(3)接合的装置。
3.如权利要求1或2所述的操纵***(11),其中,所述两个或多个提升装置(15,16)中的至少一个第二提升装置(16)包括用于在所述机舱(3)的纵向中心轴线(25)处或附近作用在所述机舱(3)上的装置。
4.如权利要求3所述的操纵***(11),其中,所述至少一个第二提升装置(16)与连接到所述机舱(3)的基座设备(20)接合。
5.如权利要求4所述的操纵***(11),其中,所述基座设备(20)连接到位于所述机舱(3)的底部处的环形构件(27)。
6.如权利要求4所述的操纵***(11),其中,所述基座设备(20)螺栓连接到位于所述机舱(3)的底部(21)处的环形构件(27)。
7.如权利要求4至6中任一项所述的操纵***(11),其中,所述至少一个第二提升装置(16)在所述基座设备(20)的前端(31)处与所述基座设备(20)接合。
8.如权利要求4至7中任一项所述的操纵***(11),其中,所述基座设备(20)包括用于在连接到所述机舱(3)时将所述机舱(3)维持在基本上固定的竖直位置中的装置。
9.如权利要求5或6所述的操纵***(11),其中,所述环形构件(27)是用于所述机舱(3)的偏转装置的一部分。
10.如权利要求3至9中任一项所述的操纵***(11),其中,所述至少一个第二提升装置(16)包括用于作用在所述机舱(3)的下侧上的装置。
11.如前述权利要求中任一项所述的操纵***(11),其中,所述移位装置(28)能够至少沿水平平面移位。
12.如前述权利要求中任一项所述的操纵***(11),其中,所述移位装置(28)包括用于使所述提升装置(15,16)的一部分相对于所述提升装置(15,16)的一个或多个接合构件(22)移位的装置。
13.如前述权利要求中任一项所述的操纵***(11),其中,所述移位装置(28)包括一个或多个能够实现所述移位的铰链。
14.如权利要求2所述的操纵***(11),其中,所述至少一个第一提升装置(15)包括用于通过将线性力施加到所述机舱(3)的承载结构(10)来提升的装置。
15.如权利要求2或14所述的操纵***(11),其中,所述至少一个第一提升装置(15)与所述机舱(3)的承载结构(10)的提升区域(14)接合,所述提升区域(14)是所述承载结构(10)的一部分或者刚性地连接到所述承载结构(10)。
16.如权利要求15所述的操纵***(11),其中,所述两个或多个提升装置(15,16)包括用于竖向移位所述提升区域(14)的装置。
17.如权利要求15或16所述的操纵***(11),其中,所述提升区域(14)一体地形成在所述承载结构(10)的底部结构中,例如一体地形成在机舱基架中或机舱桁架的底部中。
18.如权利要求15至17中任一项所述的操纵***(11),其中,所述提升区域(14)相对于所述机舱(3)的所述纵向中心轴线(25)基本上对称地定位。
19.如权利要求15至18中任一项所述的操纵***(11),其中,所述提升区域(14)设置在所述机舱(3)的纵向侧上。
20.如权利要求15至18中任一项所述的操纵***(11),其中,所述提升区域(14)设置在所述机舱(3)的后侧(19)上。
21.如权利要求15至20中任一项所述的操纵***(11),其中,所述提升区域(14)相对于所述机舱(3)的重量分配设置成:当自装载或自卸载时在每个所述至少一个第一提升装置(15)上提供基本上一致的载荷。
22.如前述权利要求中任一项所述的操纵***(11),其中,所述操纵***(11)包括至少两个能够独立地调节的提升装置(15,16)。
23.如前述权利要求中任一项所述的操纵***(11),其中,所述操纵***(11)包括至少三个能够独立地调节的提升装置(15,16)。
24.如权利要求3至10中任一项所述的操纵***(11),其中,所述两个或多个提升装置(15,16)中的所述至少一个第二提升装置(16)作用在所述机舱(3)的环形构件(27)上。
25.如前述权利要求中任一项所述的操纵***(11),其中,所述两个或多个提升装置(15,16)中的至少一个包括用于基本上刚性地连接到所述两个或多个提升装置(15,16)中的至少另一个上的装置。
26.如前述权利要求中任一项所述的操纵***(11),其中,所述两个或多个提升装置(15,16)中的至少一个包括用于将所述至少一个提升装置(15,16)的接合构件(22)基本上刚性地连接到至少另一个提升装置(15,16)的接合构件(22)的装置。
27.如权利要求25或27所述的操纵***(11),其中,所述至少两个提升装置(15,16)和/或所述两个或多个提升装置(15,16)的所述至少两个接合构件(22)借助于横杆(29)刚性地连接。
28.如权利要求27所述的操纵***(11),其中,所述横杆(29)是和/或包括用于将所述提升装置(15)直接或间接地连接到所述机舱(3)的所述接合构件(22)。
29.如前述权利要求中任一项所述的操纵***(11),其中,所述两个或多个提升装置(15,16)各包括一个或多个液压缸。
30.如权利要求14、15或17中任一项所述的操纵***(11),其中,所述承载结构(10)设置成用于承载所述机舱(3)及安装在所述机舱(3)中的例如发电机(8)、齿轮(6)、轴承、控制柜和/或逆变器(9)的机舱部件的总重量。
31.如前述权利要求中任一项所述的操纵***(11),其中,所述两个或多个提升装置(15,16)是能够拆卸的。
32.一种用于运输风轮机机舱(3)的方法,所述方法包括如下步骤:
·给所述机舱(3)提供如权利要求1至31中任一项所述的操纵***(11),
·借助于所述操纵***(11)的提升装置(15,16)提升所述机舱(3),
·将用于运输所述机舱(3)的车辆置于所述机舱(3)的下方,
·缩进所述提升装置(15,16)以将所述机舱(3)置于所述车辆上,以及
·使一个或多个所述提升装置(15,16)至少沿水平平面移位。
33.如权利要求32所述的方法,其中,所述使提升装置(15,16)至少沿水平平面移位的步骤减小所述操纵***(11)的总宽度。
34.如权利要求32或33所述的方法,其中,所述车辆是平板卡车。
35.一种用于竖向移位风轮机机舱(3)的方法,所述方法包括如下步骤:
·使一个或多个第一提升装置(15)在所述机舱(3)的外周边(26)处或附近与所述机舱(3)接合,
·使一个或多个第二提升装置(16)能够作用在所述机舱(3)的纵向中心轴线(25)处或附近,以及
·通过借助于所述第一提升装置(15)和第二提升装置(16)给所述机舱(3)施加线性力而使所述机舱(3)竖向移位。
36.如权利要求35所述的方法,其中,所述提升装置(15)是液压缸,其使所述机舱(3)基本上与所述液压缸的活塞(23)的伸出或缩回成比例地竖向移位。
37.如权利要求35或36所述的方法,其中,所述一个或多个第二提升装置(16)作用在所述机舱(3)的下侧(21)上。
38.如权利要求35至37中任一项所述的方法,其中,所述一个或多个第二提升装置(16)作用在所述机舱(3)的偏转装置的至少一部分上。
39.如权利要求35至38中任一项所述的方法,其中,所述一个或多个第一提升装置(15)与提升区域(14)接合,所述提升区域(14)与所述机舱(3)的承载结构(10)一体地形成或直接连接到所述机舱(3)的承载结构(10)。
40.如权利要求1至31中任一项所述的操纵***(11)结合如权利要求35至39中任一项所述的方法的应用,其中,所述机舱(3)是用于兆瓦风轮机(1)的机舱(3)。
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