CN110924738A - 一种变径拼搭平台及工件搭接方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种变径拼搭平台及工件搭接方法，变径拼搭平台包括：定位装置和至少一个指向所述定位装置中心的臂架，所述臂架与所述定位装置中心的相对位置可调节，所述臂架上设置有定位块，所述定位块距离所述定位装置中心距离可调节。该变径拼搭平台具有可调臂架，它可以根据不同塔架段的下端直径进行调整固定，且可组装拆卸；可以在接近地面的位置对环片进行拼装，方便拼装过程的施工并保证了拼装的精度。

Description

一种变径拼搭平台及工件搭接方法

技术领域

本发明涉及一种建筑设备领域，特别是涉及一种变径拼搭平台及工件搭接方法。

背景技术

因混凝土预制构件在国内生产、运输和起吊过程中的技术规范和法律条例限制,风力涡轮机塔筒需要按照要求进行分段。用于风车的混凝土塔筒包括多个圆柱形或锥形塔部分，其部分地细分为两个或更多个弧形长壳段。壳体段通过拼接组合成完整的塔架区段，所述壳体段通过螺栓连接。分段主要是为了实现可管理的塔架单元，包括生产、运输和起吊。

每个塔筒都是按照小节进行分段拼接，这些区段将在拼接后起吊安装，垂直段通过螺栓连接组装。这种分段方法的好处是可以在储存和运输过程中，将塔筒按照壳段进行处理，因此不需要与塔筒节管状截面一样多的空间。这样减小了运输成本，但需要在安装过程中控制好每段的拼接精度。近年来风力发电机塔架的高度已经达到150米以上，相应的塔架直径也是在不断增加。为了安装过程中的精度控制，减少使用过程中的不利影响，这需要一种拼装装置，可以使风电塔筒的塔架的壳体段可以安全、快速并精确的进行拼装，保证塔体的安装施工。

发明内容

本发明的一个目的在于，提供一种变径拼搭平台及工件搭接方法，针对塔身水平分段后的不同壳段的拼接的施工拼装设备，提高拼接精度和效率。

根据本发明的第一方面，本发明提供一种变径拼搭平台，包括：

定位装置和至少一个指向所述定位装置中心的臂架，所述臂架与所述定位装置中心的相对位置可调节，所述臂架上设置有定位块，所述定位块距离所述定位装置中心距离可调节。

可选的，对于所述的变径拼搭平台，多个所述臂架以所述定位装置中心为圆心呈圆形分布。

可选的，对于所述的变径拼搭平台，所述臂架包括底座、支撑块及轨道，所述支撑块可调节设置在所述底座上，所述轨道设置在所述支撑块上，所述定位块可移动设置在所述轨道上。

可选的，对于所述的变径拼搭平台，所述底座与所述定位装置通过径向段支撑组件相连接。

可选的，对于所述的变径拼搭平台，所述径向段支撑组件包括垂向组件和伸缩组件，所述垂向组件设置在所述定位装置上，所述伸缩组件连接所述垂向组件和所述底座。

可选的，对于所述的变径拼搭平台，至少一个所述支撑块与所述定位装置之间设置有变径控制件，所述变径控制件包括支撑架和可拆分的悬臂、动臂，所述悬臂远端可与工件固定，所述悬臂近端与所述动臂远端可嵌套拧合设置，且拧合距离可调节，所述动臂近端设置在所述支撑架上，所述支撑架设置在所述支撑块与所述定位装置之间。

根据本发明的第二方面，提供一种工件搭接方法，采用如上所述的变径拼搭平台进行搭接，包括：

将第一个工件放置在臂架上；

调整臂架位置，使得第一个工件位置达到设定位置；

将第二个工件设置在所述第一个工件附近，并调整第二个工件的位置；以及

将第二个工件与第一个工件拼接紧固。

可选的，对于所述的工件搭接方法，所述工件包括塔段环片。

本发明提供的一种变径拼搭平台，包括：定位装置和至少一个指向所述定位装置中心的臂架，所述臂架与所述定位装置中心的相对位置可调节，所述臂架上设置有定位块，所述定位块距离所述定位装置中心距离可调节。其优点至少包括：

1.该变径拼搭平台具有可调臂架，它可以根据不同塔架段的下端直径进行调整固定，且可组装拆卸。

2.可以在接近地面的位置对环片进行拼装，方便拼装过程的施工并保证了拼装的精度。

3.该变径拼搭平台可自由伸缩，不工作的情况运输方便并节约空间。

4.该变径拼搭平台的支撑块可调节设置在所述底座，因此可以根据不同的地形环境进行调整，适应性强。

5.该拼装平台制作完成后可重复使用，节约拼装施工过程成本。

附图说明

图1为本发明一实施例中变径拼搭平台的结构示意图；

图2为本发明一实施例中变径拼搭平台的侧视示意图；

图3本发明一实施例中变径拼搭平台的俯视示意图；

图4本发明一实施例中变径拼搭平台的仰视示意图；

图5本发明一实施例中变径拼搭平台部分结构的示意图一；

图6本发明一实施例中变径拼搭平台部分结构的示意图二；

图7本发明一实施例中变径拼搭平台拼装时的示意图。

具体实施方式

下面将结合示意图对本发明的一种变径拼搭平台及工件搭接方法进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明，而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。

在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

发明人在长期生产实践中认为，在风电领域，风力发电机是靠风力推动风轮进行发电的。风力发电机主机和风轮的下面需要风电塔筒作为支撑，支撑着重达几十吨风力发电机主机和风轮。风电塔筒会根据风场的区域分布和主风区的不同，风电塔筒的直径和高度略有差别，但其直径均较大。

由于风力发电塔架设环境比较恶劣，随着技术的发展，由于转子直径的增加，风力涡轮机的额定功率逐渐增加，这反过来又使得使用更高的塔不可或缺，风电塔筒高度能够达到60m、90m、150m。高度的增加使得塔架必须在其整个高度上包括不同的部分，这些部分彼此堆叠在一起以形成塔架，为了方便运输，可能将120米的塔均匀分成10个12米的部分，然后按照顺序分层堆叠组装，这样就可以通过传统的运输方式进行运输。另一方面，通常为了保证塔体的稳定和刚性的方法是逐渐地从塔的顶部到底部增加塔环的直径，这样就造成了运输过程中的空间浪费，因此需要将每节塔环均匀规则的进行纵向模块切分，保证运力在荷载空间内。

为了保证塔环的拼装完整性，并且考虑到吊装精度、混凝土塔筒自重及施工组织措施等因素，高空分段拼接安装极为不便。常规的做法是对施工塔低的区域进行场地平整和机械压实，必要的时候会浇筑混凝土保证所在区域的承重，防止因外力造成的不规则沉降。然后在处理完的区域进行塔环的预拼装。这需要在塔筒吊装之前，消耗一定的时间和资源进行一个小规模的土建工程，这仅仅针对的是一个试验塔架的吊装。一般情况下，在建造风场需要竖立大量塔架的情况下，需要对场地进行综合考虑，围绕塔的底部或者在其一侧形成一排进行上述小规模土建工程。也可以优化这种小规模土建工程的位置，使这些位置彼此足够远，便于它们中的每一个的预组装阶段期间的吊装机械可以在不同施工点行进。

因为要考虑塔环基部截面的尺寸，且这种小规模土建工程必须设置在风塔与风塔之间的空间。这样上述预组装区域的设置就需要较大的占地面积，也存在空间和资源上的浪费。不只如此，由于地面的不规则性，存在可用空间受限的情况，例如在风塔处于山脉沿线或崖口的位置。使得该方法不具有普适性。

由此，本发明提供一种变径拼搭平台，具体是一种分段式变径风电混凝土塔筒的施工拼装平台。更具体地，针对塔身水平分段后的不同壳段的拼接形式而在拼装过程中使用的的塔身区段的施工拼装设备。此外，本发明还涉及一种用于在分段式变径混凝土塔身区段拼装过程的方法。该方法包括混凝土塔架部分的预拼装阶段，分段式变径塔环不同节预拼装所需不同空间的情况。

由此，如图1-图4所示，图1为本发明一实施例中变径拼搭平台的结构示意图；图2为本发明一实施例中变径拼搭平台的侧视示意图；图3本发明一实施例中变径拼搭平台的俯视示意图；图3本发明一实施例中变径拼搭平台的仰视示意图。

本发明实施例提出了一种变径拼搭平台，包括：

定位装置100和至少一个指向所述定位装置100中心的臂架200，所述臂架200与所述定位装置100中心的相对位置可调节，所述臂架200上设置有定位块204，所述定位块204距离所述定位装置100中心距离可调节。

在一个实施例中，多个所述臂架200以所述定位装置100中心为圆心呈圆形分布。

在一个实施例中，所述定位装置100为柱状，此外，还可以有其他形状，例如框架结构、平面结构等等，本发明图中示意为框架结构。用于保持和正确定位，例如，在风力涡轮机塔架的圆周内的工作人员使得人员能够在塔架内进行组装工作，例如在相邻的塔架区段之间安装通杆连接。

优选的，所述臂架200的数量可以介于2～10个，例如，4个，6个，8个等。

所述臂架200与所述定位装置100之间可拆卸连接。

具体的，如图5所示，所述臂架200包括底座201、支撑块202及轨道203，所述支撑块202可调节设置在所述底座201上，所述轨道203设置在所述支撑块202上，所述定位块204可移动设置在所述轨道203上。

例如，所述底座201可以是金属结构，可以与地面直接接触，提供较好的支撑。

所述支撑块202可以是混凝土结构，便于制作，并具备较高的性价比。

所述支撑块202与所述底座201之间可以是上下间距可调节，例如内部安装有千斤顶，或者气垫等类似结构，可以依据需要调整支撑块202与底座201之间的间距。

例如，针对复杂地形，多个臂架200的底座201之间的水平位置不同，则可以调节相应支撑块202，使得所有支撑块202的顶表面齐平，从而限定出一个平面，便于工件的拼装。

在一个实施例中，所述定位块204可以通过螺栓实现与轨道203之间的固定。

在一个实施例中，所述轨道上还可以设置有拼接器件205，可以将相邻工件在位置调整正确后，将工件搭接在一起。

在一个实施例中，所述底座201与所述定位装置100通过径向段支撑组件相连接。

具体的，所述径向段支撑组件包括垂向组件307和伸缩组件306，所述垂向组件307设置在所述定位装置100上，所述伸缩组件306连接所述垂向组件和所述底座。例如所述伸缩组件306可以是多个伸缩节段可以彼此滑入的结构。

在至少一个所述支撑块202与所述定位装置100之间设置有变径控制件，具体的，请参考图6，所述变径控制件包括支撑架301、302和可拆分的悬臂304、动臂303，所述悬臂304远端可与工件固定进一步的，在所述悬臂304远端设置有轴305，轴可以是埋入工件中，也可以是与工件搭接，所述悬臂304近端与所述动臂303远端可嵌套拧合设置，且拧合距离可调节，所述动臂304近端设置在所述支撑架302上，所述支撑架301与所述支撑架302垂直固定连接，所述支撑架301设置在所述定位装置100上，所述支撑架302设置在所述支撑块202上。由图6可见，所述动臂303在所述支撑架302上的位置可调节。

变径控制件可沿其任何部件的纵向轴线移动并固定到各种或任何位置。该调节允许在风力涡轮机塔架或风力涡轮机塔架区段的任何期望位置处执行工作。

在本发明中，可以设想自动化控制机械臂设置在平台上。这种机械臂可用于自动执行组装步骤。自动组装步骤的示例是风力涡轮机塔架区段或其他子组件的焊接，螺纹连接或铆接。

在本发明中，至少一个悬臂的位置可以手动或电动地调节，特别是通过使用一个或多个电动机。电动机的使用使手动工作最小化，从而可以将动臂带入任何所需位置。动臂可以连续定位，也可以作为离散预定点的替代方案。

为了便于调节至少一个悬臂，可以设想可以从地面支撑悬臂或地面控制调节。另一种可能性是使用遥控器来调节吊杆。

在一个实施例中，本发明中的悬臂可以是可伸缩的，使得多个伸缩节段可以彼此滑入。

对于大型或重型风力涡轮机塔架区段或其他部件，臂架200上可包括用于提升塔架区段的起重机装置。利用起重机装置，塔架段可以从地面升高到风力涡轮机塔架的顶部。

根据本发明的进一步发展，所述臂架200的底座201可包括多个径向延伸的腿。

本发明还提供一种工件搭接方法，采用如上所述的变径拼搭平台进行搭接，包括：

将第一个工件放置在臂架上；

调整臂架位置，使得第一个工件位置达到设定位置；

将第二个工件设置在所述第一个工件附近，并调整第二个工件的位置；以及

将第二个工件与第一个工件拼接紧固。

例如，所述工件包括塔段环片。

在整个过程中，可以灵活调整臂架，实现在XYZ三个方向上的调整，其中XYZ两两方向垂直。

可参考图7，即示意了采用本发明的方案进行拼装后的塔筒400。

综上所述，本发明提供的一种变径拼搭平台，包括：定位装置和至少一个指向所述定位装置中心的臂架，所述臂架与所述定位装置中心的相对位置可调节，所述臂架上设置有定位块，所述定位块距离所述定位装置中心距离可调节。

其优点至少包括：

1.该变径拼搭平台具有可调臂架，它可以根据不同塔架段的下端直径进行调整固定，且可组装拆卸。

2.可以在接近地面的位置对环片进行拼装，方便拼装过程的施工并保证了拼装的精度。

3.该变径拼搭平台可自由伸缩，不工作的情况运输方便并节约空间。

4.该变径拼搭平台的支撑块可调节设置在所述底座，因此可以根据不同的地形环境进行调整，适应性强。

5.该拼装平台制作完成后可重复使用，节约拼装施工过程成本。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种变径拼搭平台，其特征在于，包括：

定位装置和至少一个指向所述定位装置中心的臂架，所述臂架与所述定位装置中心的相对位置可调节，所述臂架上设置有定位块，所述定位块距离所述定位装置中心距离可调节。

2.如权利要求1所述的变径拼搭平台，其特征在于，多个所述臂架以所述定位装置中心为圆心呈圆形分布。

3.如权利要求1所述的变径拼搭平台，其特征在于，所述臂架包括底座、支撑块及轨道，所述支撑块可调节设置在所述底座上，所述轨道设置在所述支撑块上，所述定位块可移动设置在所述轨道上。

4.如权利要求3所述的变径拼搭平台，其特征在于，所述底座与所述定位装置通过径向段支撑组件相连接。

5.如权利要求4所述的变径拼搭平台，其特征在于，所述径向段支撑组件包括垂向组件和伸缩组件，所述垂向组件设置在所述定位装置上，所述伸缩组件连接所述垂向组件和所述底座。

6.如权利要求1所述的变径拼搭平台，其特征在于，至少一个所述支撑块与所述定位装置之间设置有变径控制件，所述变径控制件包括支撑架和可拆分的悬臂、动臂，所述悬臂远端可与工件固定，所述悬臂近端与所述动臂远端可嵌套拧合设置，且拧合距离可调节，所述动臂近端设置在所述支撑架上，所述支撑架设置在所述支撑块与所述定位装置之间。

7.一种工件搭接方法，其特征在于，采用如1-6中任意一项所述的变径拼搭平台进行搭接，包括：

将第一个工件放置在臂架上；

调整臂架位置，使得第一个工件位置达到设定位置；

将第二个工件设置在所述第一个工件附近，并调整第二个工件的位置；以及

将第二个工件与第一个工件拼接紧固。

8.如权利要求1所述的工件搭接方法，其特征在于，所述工件包括塔段环片。

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