CN112938789A - 用于架设塔架的起重机及方法 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种用于架设包括多个塔架节段(171,72,173,174,175)的塔架的起重机(200)，该起重机(200)包括：伸缩式桅杆(210)和相对于伸缩式桅杆(210)可旋转地安装并且包括提升设备(240)的悬臂(230)。伸缩式桅杆(210)包括下桅杆节段(211)，下桅杆节段具有一个或多个下夹具组件(202,204)，用于选择性地抓紧塔架的部分；和滚轮组件(300)，用于沿塔架滚动，并且包括一个或多个另外的桅杆节段(212,213,214,215,216)，其具有上夹具组件(206)来用于选择性地抓紧塔架的部分，另外的桅杆节段(212,213,214,215,216)相对于下桅杆节段(211)可滑动。本公开还涉及用于利用起重机(200)爬上塔架的方法以及用于安装风力涡轮机塔架的方法。

Description

用于架设塔架的起重机及方法
技术领域
本公开涉及用于架设包括多个塔架节段的塔架的起重机。并且尤其地，本公开涉及用于架设风力涡轮机塔架的起重机。本公开进一步涉及用于使起重机爬上塔架的方法以及用于架设风力涡轮机塔架的方法。
背景技术
现代风力涡轮机通常用于将电力供应到电网中。这种类型的风力涡轮机大体上包括塔架和布置在塔架上的转子。通常包括毂和多个叶片的转子在风对叶片的影响下开始旋转。所述旋转产生转矩，该转矩通常直接地或通过使用变速箱通过转子轴传递给发电机。这样，发电机产生可供应给电网的电力。
安装风力涡轮机的已知方法包括将不同的元件运输到风力涡轮机的场地的步骤。风力涡轮机塔架通常可包括多个塔架节段，其安装或堆叠在彼此之上。塔架节段可在塔架凸缘处彼此连结。
大型起重机可用于吊起随后的塔架节段，并将它们堆叠在彼此之上。在组装塔架节段之后，可用相同的大型起重机将风力涡轮机机舱抬起，并可将其安装在塔架的顶部。然后，可用起重机将风力涡轮机转子毂抬起并安装到转子轴和/或机舱。
另外，一个或多个叶片安装到风力涡轮机转子毂。转子毂大体上包括具有开口的多个环形安装凸缘。叶片可在其叶片根部处包括多个紧固件，如螺栓、销或螺柱。在安装期间，这些紧固件应装配到安装凸缘中的开口中。
也已知的是，将完整的转子组件(即具有多个叶片的毂)吊起，并将其安装到例如机舱。但是为了安装完整的转子组件，需要大的表面积，例如这在海上风力涡轮机的情况下通常是不可达到的。
还已知的是，将不完整的转子组件安装在机舱上，例如具有两个叶片的毂上，并然后安装剩余的叶片。在这些情况下，具有两个叶片的转子通常以两个叶片指向上方的方式(即"兔耳"构造)安装。由于第三叶片可从下方竖直地安装，因此无需旋转风力涡轮机转子。然而，为了能够执行这些操作，主要风速必须在延长的时间段内低于预定值。该时间段取决于安装步骤的预期长度以及要考虑的安全系数。
也已知的是，将多个叶片中的每一个以基本水平的定向或基本竖直的定向安装。这意味着各个安装步骤可能需要较少的时间，并且可在风力较强的情况下执行，因此增加了可用于安装的时间窗口。
通常，为了将叶片安装到风力涡轮机毂上，可操作先前用于安装例如塔架、机舱和转子毂的大型起重机，以便相对于转子毂提升叶片。不幸的是，操作这种大型起重机是昂贵的。实际上，采用这种大型起重机的成本当前占与风力涡轮机安装相关联的总体成本的很大一部分。对于海上应用，需要承载大型起重机的特殊船舶。
本领域中存在增大风力涡轮机尺寸的明显趋势。风力涡轮机塔架建造得越来越高，并且叶片越来越长。例如，当前的塔架设计高度超过80m、100m甚至超过120米。风力涡轮机构件(如叶片、机舱和转子毂)的重量增大，并且尺寸增大。
为了将塔架节段安装在彼此之上并然后吊起机舱等，需要越来越大的起重机。此外，对于这些大型起重机来说需要增大配重。
存在涉及大型起重机的使用的许多缺点。用于起重机的平台或底托(pad)随起重机尺寸的增加而增加。起重机构件的运输变得越来越复杂和昂贵。并且大型起重机对风负载也更加敏感。
考虑到这些缺点，已经提出了自起吊式或自爬升式起重机。这样的自爬式起重机提供若干潜在的优点，例如包括更容易运输起重机，并且不管塔架的高度如何，都不需要增加起重机的长度。附接到塔架的起吊结构也将对风负载不那么敏感。而且，使用这种自起吊式或爬升式起重机，对于安装所需的表面积基本上保持不变，而与塔架的高度无关。
WO 2018/132010公开了一种用于在岸上或海上架设直立建筑物的方法，该直立建筑物包括纵向建筑物部分，尤其风车的部分。在该现有技术文献中，塔架节段中的每个均携带引导装置，该引导装置描绘成轨道。起重机可被引导沿着轨道。
US 2018/0282314公开了一种用于安装风力涡轮机的起吊***，其中所述起吊***包括实现承重连接到风力涡轮机塔架的措施，并且包括使起吊***沿塔架向上下移动的措施，其中起吊***在其以所述承重连接固定到风力涡轮机塔架的已经安装的部分时布置成在一个或多个组合起吊机中或在单次起吊中安装或移除塔架节段、机舱、发电机、毂和叶片中的任何一个。
本公开的示例提供了用于架设塔架(且尤其风力涡轮机塔架)的方法和***，所述方法和***具有降低的复杂度和/或需要对塔架结构进行更少的修改。示例提供了用于架设风力涡轮机的方法和***。
发明内容
技术方案1. 一种用于架设包括多个塔架节段的塔架的起重机，所述起重机包括：
伸缩式桅杆，其构造成至少在缩回状态和伸出状态之间变化，以及
悬臂，其相对于所述伸缩式桅杆可旋转地安装，并且包括提升设备，其中
所述伸缩式桅杆包括
下桅杆节段，其具有一个或多个下夹具组件，用于选择性地抓紧所述塔架的部分；和用于沿所述塔架滚动的滚轮组件；以及
一个或多个另外的桅杆节段，其具有上夹具组件，用于选择性地抓紧所述塔架的部分，所述另外的桅杆节段相对于所述下桅杆节段能够滑动。
技术方案2. 根据技术方案1所述的起重机，其特征在于，所述伸缩式桅杆构造成在缩回状态和一个或多个伸出状态之间变化，并且其中
所述伸缩式桅杆构造成通过选择性地释放所述上夹具组件或所述下夹具组件并在所述缩回状态和所述伸出状态之间变化来爬上所述塔架。
技术方案3. 根据技术方案1或2所述的起重机，其特征在于，所述另外的桅杆节段包括上桅杆节段和一个或多个中间节段。
技术方案4. 根据技术方案3所述的起重机，其特征在于，所述上桅杆节段包括所述上夹具组件，并且可选地其中所述上夹具组件布置在所述上桅杆节段的上端处或附近。
技术方案5. 根据技术方案1至4中任一项所述的起重机，其特征在于，所述下夹具组件和上夹具组件中的一个或多个包括
第一臂，其包括布置在所述第一臂的远端处的第一夹具，以及
第二臂，其包括布置在所述第二臂的远端处的第二夹具，并且可选地其中所述第一臂和所述第二臂是伸缩臂。
技术方案6. 根据技术方案5所述的起重机，其特征在于，所述下夹具组件和所述上夹具组件中的一个或多个构造成改变所述第一臂和所述第二臂之间的距离。
技术方案7. 根据技术方案1至6中任一项所述的起重机，其特征在于，所述一个或多个下夹具组件包括用于选择性地抓紧所述塔架的一部分的中间夹具组件和底部夹具组件。
技术方案8. 根据技术方案1至7中任一项所述的起重机，其特征在于，所述滚轮组件包括第一臂和第二臂，所述第一臂包括布置在所述第一臂的远端处的第一组轮，所述第二臂包括布置在所述第二臂的远端处的第二组轮，并且可选地其中所述第一臂和所述第二臂是可伸缩的。
技术方案9. 根据技术方案8所述的起重机，其特征在于，所述第一组轮包括第一轮支承件，其中所述第一轮支承件能够相对于所述第一臂绕基本竖直的轴线旋转。
技术方案10. 根据技术方案9所述的起重机，其特征在于，所述第一轮支承件能够相对于所述第一臂绕基本水平的横向轴线旋转。
技术方案11. 根据技术方案9或10所述的起重机，其特征在于，所述滚轮组件还包括：承载上组的轮的上支架；以及承载下组的轮的下支架，其中
所述上支架和所述下支架安装在所述第一轮支承件上，并且可选地其中
所述上支架和所述下支架相对于所述第一轮支承件可旋转地安装。
技术方案12. 一种用于利用起重机爬上塔架的方法，包括：
定位第一塔架节段；
通过下夹具组件将具有伸缩式桅杆的起重机附接到所述第一塔架节段，所述下夹具组件抓紧所述第一塔架节段外侧上的底托；
将一个或多个另外的塔架节段堆叠在所述第一塔架节段的顶部上；
所述伸缩式桅杆的上夹具组件抓紧所述另外的塔架节段之一的外侧上的底托；
释放所述下夹具组件；以及
从至少部分伸出的状态缩回所述伸缩式桅杆，由此下桅杆节段的滚轮组件沿所述第一塔架节段的外侧滚动。
技术方案13. 根据技术方案12所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括
所述伸缩式桅杆的下夹具组件抓紧所述另外的塔架节段之一的外侧上的底托。
技术方案14. 根据技术方案12或13所述的方法，其特征在于，所述起重机包括相对于所述伸缩式桅杆可旋转地安装并且包括提升设备的悬臂，其中将一个或多个另外的塔架节段堆叠在所述第一塔架节段的顶部上包括利用所述提升设备来提升所述另外的塔架节段之一。
技术方案15. 根据技术方案12至14中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
释放所述上夹具组件；
伸出所述伸缩式桅杆；以及
所述上夹具组件抓紧所述另外的塔架节段之一的外侧上的另一个底托。
在本公开的第一方面，提供了一种用于架设包括多个塔架节段的塔架的起重机。该起重机包括伸缩式桅杆和相对于伸缩式桅杆可旋转地安装并且包括提升设备的悬臂(jib)。伸缩式桅杆包括下桅杆节段，下桅杆节段具有用于选择性地抓紧塔架的部分的一个或多个下夹具组件和用于沿塔架滚动的滚轮组件。伸缩式桅杆还包括一个或多个另外的桅杆节段，其具有用于选择性地抓紧塔架的部分的上夹具组件，另外的桅杆节段相对于下桅杆节段可滑动。
根据该方面，起重机设有伸缩式桅杆。当伸缩式桅杆缩回或伸出时，滚轮组件会引导伸缩式桅杆。此外，由于伸缩结构，伸缩式桅杆的桅杆节段彼此引导。起重机可相对于塔架向上(和向下)移动，而塔架外侧上没有特定的导轨或引导结构。
另一方面，提供了一种用于利用起重机爬上塔架的方法。该方法包括定位第一塔架节段，并且通过下夹具组件将具有伸缩式桅杆的起重机附接至第一塔架节段，该下夹具组件抓紧在第一塔架节段的外侧上的底托。该方法进一步包括将一个或多个另外的塔架节段堆叠在第一塔架节段的顶部上，并且使伸缩式桅杆的上夹具组件抓紧在另外的塔架节段之一的外侧上的底托。然后，该方法包括释放下夹具组件并使伸缩式桅杆从至少部分伸出的状态缩回，由此下桅杆节段的滚轮组件沿第一塔架节段的外侧滚动。
又另一方面，提供了一种用于架设风力涡轮机塔架的方法。该方法包括定位底部塔架节段，并且通过抓紧底部塔架节段外侧处的底部座架(mount)的下桅杆节段的底部夹具组和抓紧底部塔架节段外侧处的另一个座架的下桅杆节段的中间夹具组件，将包括伸缩式桅杆的起重机附接到底部塔架节段。然后，该方法包括使用起重机吊起一个或多个另外的塔架节段，并将另外的塔架节段安装在底部塔架节段的顶部上，以构建塔架节段堆叠并伸缩式地伸出伸缩式桅杆。然后，该方法包括使另一桅杆节段的上夹具组件抓紧另外的塔架节段之一的外侧处的座架，并释放底部夹具组件。
附图说明
图1示出了风力涡轮机的一个示例的透视图；
图2示出了图1的风力涡轮机的机舱的一个示例的简化内部视图；
图3A-3C示意性地示出了安装在塔架节段上和风力涡轮机上的起重机的示例；
图4A-4N示意性地示出了根据用于安装风力涡轮机的方法的示例的一系列步骤；
图5A-5D示意性地示出了根据本公开的示例的可形成起重机的一部分的滚轮组件的示例；
图6A-6C示意性地示出了可在本公开的示例中使用的把手的示例；以及
图7A和7B示意性地示出了用于架设起重机的示例的方法的示例。
具体实施方式
现在将详细参照本发明的实施例，其一个或多个示例在附图中示出。每个示例通过阐释本发明的方式提供，而非作为对本发明的限制。实际上，本领域的技术人员将清楚的是，可在本发明中制作出各种改型和变型，而不会脱离本发明的范围或精神。例如，示为或描述为一个实施例的一部分的特征可与另一个实施例一起使用以产生又一个实施例。因此，旨在本发明覆盖落入所附权利要求和其等效形式的范围内的此类改型和变型。
图1示出了风力涡轮机160的一个示例的透视图。如所示出的那样，风力涡轮机160包括从支承表面150伸出的塔架170、安装在塔架170上的机舱161以及联接至机舱161的转子115。转子115包括可旋转的毂110和联接至毂110并从毂向外伸出的至少一个转子叶片120。例如，在所示的实施例中，转子115包括三个转子叶片120。然而，在备选实施例中，转子115可包括多于或少于三个的转子叶片120。每个转子叶片120可围绕毂110间隔开以促进使转子115旋转，以使得来自风的动能能够转换成可用的机械能，并且随后转换成电能。例如，毂110可旋转地联接到位于机舱161内的发电机162(图2)，以允许产生电能。
图2示出了图1的风力涡轮机160的机舱161的一个示例的简化内部视图。如所示出的那样，发电机162可设置在机舱161内。大体上，发电机162可联接到风力涡轮机160的转子115，以用于由转子115生成的旋转能来生成电力。例如，转子115可包括联接到毂110用于与其一起旋转的主转子轴163。然后，可将发电机162联接至转子轴163，使得转子轴163的旋转驱动发电机162。例如，在所示实施例中，发电机162包括发电机轴166，其通过变速箱164可旋转地联接到转子轴163。
应当认识到，转子轴163、变速箱164和发电机162大体可通过位于风力涡轮机塔架170顶部的支承框架或台板165支承在机舱161内。
机舱161通过偏航***20以这样的方式可旋转地联接至塔架170，使得机舱161能够绕偏航轴线YA旋转。偏航***20包括具有两个轴承构件的偏航轴承，所述两个轴承构件构造成相对于彼此旋转。塔架170联接到轴承构件中的一个，并且机舱161的底板或支承框架165联接到另一个轴承构件。偏航***20包括环形齿轮21和多个偏航驱动器22，偏航驱动器具有马达23、变速箱24和小齿轮25，该小齿轮用于与环形齿轮21啮合以使轴承构件中的一个相对于另一个旋转。
叶片120利用在叶片120和毂110之间的变桨轴承100联接到毂110。变桨轴承100包括内环和外环。风力涡轮机叶片可附接在内轴承环或外轴承环处，而毂则彼此连接。当变桨***107被致动时，叶片120可相对于毂110执行相对旋转移动。内轴承环因此可相对于外轴承环执行旋转移动。图2的变桨***107包括小齿轮108，其与设在内轴承环上的环形齿轮109啮合，以使风力涡轮机叶片开始绕变桨轴线PA旋转。
图3A-3C示意性地示出了安装在塔架节段171和风力涡轮机上的起重机200的示例。公开了一种用于架设包括多个塔架节段171-175的塔架的起重机200。起重机200包括伸缩式桅杆210和悬臂230，该悬臂相对于伸缩式桅杆210可旋转地安装并且包括提升设备240。
伸缩式桅杆210包括下桅杆节段，该下桅杆节段具有用于选择性地抓紧塔架的部分的一个或多个夹具组件202,204和用于沿塔架滚动的滚轮组件300，并且进一步包括一个或多个另外的桅杆节段，其具有上夹具组件206用于选择性地抓紧塔架的部分，另外的桅杆节段可相对于下桅杆节段滑动。
尤其地，伸缩式桅杆可构造成在缩回状态和一个或多个伸出状态之间变化，并且伸缩式桅杆210可构造成通过选择性地释放上夹具组件206或下夹具组件202,204并在缩回状态和伸出状态之间切换来爬上塔架。这将在本文中进一步示出。
伸缩式桅杆的缩回状态在本文中可理解为是指伸缩式桅杆的完全缩回的状态，即，桅杆节段在尽可能基本上最大的程度上滑入到彼此中，并且伸缩式桅杆处于其最小长度。伸出状态在本文中可理解为部分伸出状态或完全伸出状态。完全伸出状态是其中桅杆节段已经在尽可能基本上最大的程度上从彼此滑出的状态。在完全伸出状态下，伸缩式桅杆处于其最大长度。本文中可将部分伸出状态理解为是指未完全伸出或完全缩回的桅杆的任何构造状态。
在图3A的情况下，示出了塔架节段171。塔架节段可为风力涡轮机塔架的节段。在其它示例中，可根据本文公开的***和方法架设其它塔架。
在图3A中，下夹具组件抓紧塔架节段171的一部分，且尤其是来自塔架节段171的外侧上的一部分。伸缩式桅杆包括相对于彼此可滑动的多个节段(尤其在图4中示出)。伸缩式桅杆可通过伸出伸缩式桅杆来增大其长度，并且桅杆节段从下桅杆节段滑离。伸缩式桅杆然后可通过缩回节段来减小其长度。
当伸缩式桅杆缩回并伸出以爬上塔架(并在安装后从塔架下降)时，释放的夹具组件随移动的桅杆节段一起移动，即，桅杆节段相对于其一个或多个夹具组件没有相对移动。因为没有这种相对移动，所以不需要复杂的制动机构。
伸缩式桅杆可包括一个或多个液压机构，用于伸出和缩回伸缩式桅杆。伸缩式桅杆可进一步包括锁定机构，以将桅杆节段锁定在不同位置，使得伸缩式桅杆的长度可临时固定。
在该示例中，悬臂230包括基板232，其可相对于伸缩式桅杆的上桅杆节段可旋转地安装。悬臂230可进一步包括基座234，该基座包括液压致动器233，该液压致动器可使基座230的上部237倾斜。承载悬臂230的动臂236的上部237相对于基座230铰接地安装(铰链235)。
悬臂230包括提升设备。例如，在悬臂230的远端处或附近，可提供合适的提升设备240(的一部分)。提升设备可包括起吊机构和多个滑轮。起吊机可定位在悬臂230的其它位置。在一个示例中，滑轮和滚轮可设在动臂236内，并且起吊机可设在基座230的顶部上。
图3C示出了安装在完整的风力涡轮机上的同一起重机200，其中伸缩式桅杆处于完全伸出的状态。塔架可包括多个另外的节段172-175，其包括上桅杆节段175和一个或多个中间节段172-174。
在图3的示例中，上桅杆节段包括上夹具组件206，并且确切地说，上夹具组件206可布置在上桅杆节段的上端处或附近。在图3的示例中，上夹具组件206附接到上塔架节段175。
图4A-4N示意性地示出了根据用于安装风力涡轮机塔架和风力涡轮机的方法的示例的一系列步骤。
图4中示出了用于架设风力涡轮机塔架的方法的示例。该方法包括定位底部塔架节段171。包括伸缩式桅杆210的起重机200由下桅杆节段211的底部夹具组件202附接到底部塔架节段171，该底部夹具组件抓紧底部塔架节段171外侧处的底部座架。起重机200还由下桅杆节段211的中间夹具组件204附接，该中间夹具组件抓紧底部塔架节段外侧处的另一个座架。
将起重机200附接到底部塔架节段171的示例在图7中示出，并且将参照图7进一步详细描述。
该方法可进一步包括使用起重机200吊起一个或多个另外的塔架节段172,173，并将另外的塔架节段172,173安装在底部塔架节段171的顶部上以构建塔架节段堆叠。这可在图4B和4C中看到。为了吊起塔架节段，可旋转悬臂，并且可使用悬臂上的提升设备用于将塔架节段从底面上提升，并将其放置在先前安装的节段堆叠的顶部上。各个塔架节段可例如利用安装凸缘处的螺栓附接到彼此。
该方法可进一步包括可伸缩地伸出伸缩式桅杆210。这可在图4D中看到。另一桅杆节段的上夹具组件206可抓紧另一塔架节段之一的外侧处的座架190。然后可释放底部夹具组件202。
即使底部夹具组件202被释放，仍可通过中间夹具组件204和上夹具组件206维持可靠的附接。
在示例中，如图4D和4E中所示，该方法可进一步包括：在释放底部夹具组件202之后使用起重机200吊起另一塔架节段174，并且将该另一塔架节段174安装在塔架节段堆叠的顶部上。
在图4E的情况下，伸缩式桅杆210尚未完全伸出。在该示例的下一步骤中，可伸缩式桅杆210可进一步伸出。在此进一步伸出之前，可释放上夹具组件206。在增加伸缩式桅杆的长度之后，上夹具组件可抓紧塔架节段174处的座架190。
在示例中，底部夹具组件202、中间夹具组件204和上夹具组件206可同时抓紧塔架。对于吊起塔架节段，在大多数情况下，两个夹具组件便会足够。为了增加稳定性，可同时启用所有所示的夹具组件。
在图4F的情况下，伸缩式桅杆可基本上完全伸出。中间夹具组件204附接在下塔架节段171处，并且上夹具组件附接在第四塔架节段中的座架190处。在此情况下，伸缩式桅杆无法进一步伸出。为了安装另外的塔架节段和其它风力涡轮机构件，起重机可爬上塔架。
一方面，提供了一种用于利用起重机200爬上塔架的方法。该方法包括定位至少第一塔架节段171；通过抓紧第一塔架节段171外侧处的底托(或座架)190的下夹具组件将具有伸缩式桅杆210的起重机200附接到第一塔架节段171；以及在第一塔架节段171的顶部上堆叠一个或多个其它塔架节段172-174。
伸缩式桅杆的上夹具组件206然后可抓紧另外的塔架节段之一的外侧上的底托190。然后可释放下夹具组件，并且伸缩式桅杆210可从至少部分伸出的状态缩回(图4G)，由此下桅杆节段211的滚轮组件300沿第一塔架节段171的外侧滚动(并且可选地沿另外的塔架节段172,173)。
当伸缩式桅杆从完全或部分伸出状态缩回至更缩回状态时，由于桅杆210的伸缩式结构，下桅杆节段211-214由较高节段215,216引导。滚轮组件300可在塔架上向上滚动而无需塔架上的任何固定的引导件或导轨。因此，该方法可"无引导"地且在其外侧没有任何引导结构的塔架上实施。也不需要用于滚轮组件300的锁定或制动机构。
下夹具组件在本文中可指底部夹持组件202和/或中间夹持组件204。
在一些示例中，单个液压缸可用于伸出各种桅杆节段。这可导致减轻重量。在其它示例中，可使用多个液压缸，例如对于每个桅杆节段一个液压缸。
桅杆的节段可锁定在不同的位置。在将桅杆伸出或缩回至期望的长度之后，可将各节段锁定在相应的位置，以使得在不提供液压的情况下维持该长度。
在一个示例中，起重机的桅杆的总长度可在60与85米之间，特别是在70与80米之间。在一个示例中，桅杆可具有五个节段。这些段在长度上可在20米与10米之间。在示例中，下桅杆节段可比随后的桅杆节段更长。在示例中，桅杆节段的长度随着每个更高的桅杆节段而减小。
在一些示例中，该方法可进一步包括伸缩式桅杆210的下夹具组件(在此为中间夹具组件204)，其抓紧另外的塔架节段之一的外侧上的底托190，例如布置在塔架节段173的上端附近的底托190。底托或座架190可从塔架节段突出。
在所示出的示例中，另一塔架节段175可由起重机200吊起并且放置在堆叠的顶部上。然后，在一些示例中，该方法可进一步包括释放上夹具组件206、伸出伸缩式桅杆210，以及上夹具206抓紧从另外的塔架节段之一突出的另一个底托190(在图4l中，底托190)。
然后，图4J-4N示意性地示出了如何使用起重机200的同一提升设备来吊起风力涡轮机的其它构件。在图4J中，机舱161已经放置在风力涡轮机塔架的顶部上。偏航轴承可设在塔架和机舱161之间。随后，毂110可被吊起，并附接在机舱161的迎风侧处。这在图4K中示出。
然后，可将叶片120一个接一个地吊起。如可从图4L中看出，第一叶片120以基本水平的方式附接。叶片120可通过变桨轴承附接到毂110。在安装第一叶片之后，毂110可旋转，使得可安装后续的叶片120(图4M)。在安装第二叶片120之后，毂可再次旋转，使得第三叶片也可以基本水平的定向安装。
毂的旋转可能涉及附加工具的使用。这样的附加工具可驱动变速箱的轴。同样地，起重机和用于叶片的合适的抓紧组件可用于旋转毂。
即使在此示例中，叶片是与毂分开安装的，并且所有叶片都是水平安装的，但应该清楚的是，在其它示例中可使用其它安装过程。可能用一个或多个预安装叶片吊起毂。也可能将叶片安装在相对于水平面例如+30°或-30°的位置处。
此外应该清楚的是，可使用合适的起吊设备，其可部分或完全在起重机200内侧或外侧。例如，在一个实施例中，可吊起接近重心地抓紧叶片的抓紧单元。在其它示例中，可使用吊索。可为不同的构件提供用于起吊的合适的附件。这些附件对于机舱而言可能与对于毂和对于叶片而言的不同。
在该特定示例中，五个塔架节段堆叠在彼此之上，但是在其它示例中，可使用不同数量的塔架节段。同样，在其它示例中，不同塔架节段的长度可变化，并且塔架节段的形状可变化。
在安装塔架、风力涡轮机塔架或完整的风力涡轮机之后，伸缩式桅杆可能会从塔架下降。从塔架下降还可包括以与用于爬上的方法基本相反的方式，选择性地释放夹具组件并且适当伸出和缩回伸缩式桅杆。
图5A-5D示意性地示出了根据本公开的示例的可形成起重机200的一部分的滚轮组件300和底部夹具组件202的示例。在该示例中，下桅杆节段的下端可结合用于沿塔架滚动的滚轮或轮和用于抓紧塔架的一部分的底部把手，如例如在图4中已所示。
滚轮组件300可布置在下桅杆节段211的底部处或附近。底部夹具组件202可包括用于选择性地抓紧塔架的一部分的底部夹具308。底部夹具308可包括一个或多个夹具，所述夹具可被主动地控制用于夹紧(且从而将桅杆节段211相对于塔架固定在适当的位置)和用于释放(使得桅杆节段211可相对于塔架移动)。本文公开的夹具可包括用于夹紧的液压或气动或电动机构。可使用任何合适的夹具用于牢固地抓紧或足够紧地抓握以维持塔架部分的保持。
底部夹具组件202可包括第一臂302和第二臂304，第一臂包括布置在第一臂302的远端处的第一夹具308，第二臂包括布置在第二臂304的远端处的第二夹具，且可选地其中第一臂302和第二臂304是伸缩臂。液压致动器306可布置成使得臂的节段可滑出或返回滑入到液压伸缩臂302,304的另一节段。
在该示例中，滚轮组件300包括第一臂340和第二臂340，第一臂包括布置在第一臂340的远端处的第一组轮310，第二臂包括布置在第二臂340的远端处的第二组轮。这可在图5B中看到。
第一臂340和第二臂340可为伸缩的，以改变滚轮315-318与桅杆节段211之间的距离。液压机构(未示出)可被用于改变伸缩臂340的长度。塔架节段可不是完全圆柱形的，并且可例如朝着塔架节段的顶部以减小的直径逐渐变细。例如，塔架节段可为截头圆锥形的或部分圆锥形的。例如，在图4l中，可看到塔架节段175是圆锥形的，但这仅仅是一个示例。
在一些示例中(例如参见图5C和5D)，第一组轮310包括第一轮支承件330，其中第一轮支承件330可相对于第一臂340绕基本竖直的轴线342旋转。围绕竖直轴线342的旋转使得能够改变各组轮310之间的距离。滚轮组件300由此可适应于塔架节段的不同直径。
围绕竖直轴线342的旋转可通过销来建立，该销延伸穿过安装到臂340和轮支承件330的支架的对准孔。
在一些示例中，第一轮支承件330可相对于第一臂340绕基本竖直的轴线342和绕基本水平的横向轴线344旋转。围绕横向轴线344的旋转对于圆锥形塔架节段可能是有用的，使得上轮315,316以及下轮317和318可维持与塔架的接触。
在所示的示例中，滚轮组件可进一步包括承载上组312的轮315,316的上支架322和承载下组314的轮317,318的下支架324。上支架322和下支架324安装在第一轮支承件330上，并且可选地，上支架322和下支架324可相对于第一轮支承件330可旋转地安装。如图5D中所示，上支架322和下支架324可绕轴线346,348旋转，轴线可基本上平行于横向轴线344并且基本上垂直于第一臂340的纵向轴线。
围绕轴线346和348的旋转使轮能够适于例如沿塔架(例如，风力涡轮机塔架)的外表面的凸缘或其它变化或不规则性。
在所示的示例中，示出了轮315-318。在其它示例中，可使用不同的轮、滚轮或滚动体。
图6A-6C示意性地示出了可在本公开的示例中使用的把手的示例。在该特定示例中，示出了下桅杆节段211的中间夹具组件204，但是可为上夹具组件206提供类似的布置和机构。同样地，底部夹具组件202可与此处示出的中间夹具组件相同或类似。
下夹具组件202,204和上夹具组件206中的一个可包括第一臂402和第二臂402，第一臂包括布置在第一臂402的远端处的第一夹具410，第二臂包括布置在第二臂402的远端处的第二夹具410，并且可选地其中第一臂和第二臂402是伸缩臂。液压致动器404可布置成使得节段403可滑出或返回滑入到液压伸缩臂402的另一节段。如前所述，伸缩式桅杆和夹具410之间的距离可改变以适应塔架的不同节段的不同直径，使得即使对于较高的塔架节段也可够到座架190，并且可能塔架节段在尺寸和形状方面改变。
在图6A中稍微更详细地示出的是座架190。座架190可采用任何合适的形式，使得其可被抓紧或夹紧。座架190可具有凸耳、底托或板的形状。可提供多个板或底托。座架190可单独地附接到塔架节段，或可与其一体式地成形。大体上，如图4中所示，座架可设在塔架节段的底端和上端处或附近。
一般而言，如果下把手和上把手之间的距离增大，则在起吊期间负载可能会更低。然而，根据特别的塔架设计和特别的伸缩式桅杆，座架190的情况可改变。
在一些示例中，夹具组件中的一个或多个可构造成改变第一臂402和第二臂402之间的距离。在所示的示例中，示出了液压致动器412，其可适配臂之间的距离。
在一些示例中，臂402的组件可相对于桅杆节段枢转。臂和对应的座架之间的负载可使用这种枢轴来平衡。如果起重机承载了负载，并且悬臂相对于桅杆旋转，则不同座架上的负载可能会变得不平衡。枢转可避免或减少这种不平衡。
图7A和7B示意性地示出了用于架设起重机200的示例的方法的示例。
可看出，桅杆可与悬臂分开运输。这样可方便运输。起重机可现场组装。
卡车500可拖曳平板拖车510。起重机200的伸缩式桅杆可基本水平地布置，即平放在拖车510上。桅杆可能处于最大缩回位置用于运输。在示例中，伸缩式桅杆的长度可为20米或更短。
图7A示出了底部夹具组件202和滚轮组件300、具有夹具410的中间夹具组件204和上夹具组件206。
底部塔架节段可能先前已定位并安装在合适的地基上。可将桅杆带到塔架节段的附近。
通过使用一个或多个液压致动器530，可将桅杆笔直地升起。伸缩式桅杆可相对于拖车510的后端枢转。
然后，底部夹具组件202和中间夹具组件204可夹紧底部塔架节段的部分。在随后的步骤中，可将悬臂吊起并放在桅杆顶部上。在将悬臂与伸缩式桅杆组装之后，可根据本文公开的其它示例继续安装。
本书面描述使用了示例(包括优选实施例)来公开本发明，且还使本领域的任何技术人员能够实施本发明，包括制作和使用任何装置或***，以及执行任何并入的方法。本发明的专利范围由权利要求限定，且可包括本领域的技术人员想到的其它示例。如果此类其它示例具有并非不同于权利要求的书面语言的结构元件，或如果它们包括与权利要求的书面语言无实质差别的等同结构元件，则此类其它示例旨在落入权利要求的范围内。来自所述各种实施例的方面以及用于各个此类方面的其它已知等效形式可由本领域普通技术人员混合和匹配，以构成根据本申请的原理的附加实施例和技术。如果与附图有关的参考标记放在权利要求的括号中，则它们仅用于试图增加权利要求的可理解性，而不应被解释为限制权利要求的范围。

Claims (10)

1. 一种用于架设包括多个塔架节段的塔架的起重机(200)，所述起重机包括：
伸缩式桅杆(210)，其构造成至少在缩回状态和伸出状态之间变化，以及
悬臂(230)，其相对于所述伸缩式桅杆(210)可旋转地安装，并且包括提升设备(240)，其中
所述伸缩式桅杆(210)包括
下桅杆节段(211)，其具有一个或多个下夹具组件(202,204)，用于选择性地抓紧所述塔架的部分；和用于沿所述塔架滚动的滚轮组件(300)；以及
一个或多个另外的桅杆节段(212,213,214,215,216)，其具有上夹具组件(206)，用于选择性地抓紧所述塔架的部分，所述另外的桅杆节段(212,213,214,215,216)相对于所述下桅杆节段能够滑动。
2.根据权利要求1所述的起重机，其特征在于，所述伸缩式桅杆(210)构造成在缩回状态和一个或多个伸出状态之间变化，并且其中
所述伸缩式桅杆(210)构造成通过选择性地释放所述上夹具组件(206)或所述下夹具组件(202,204)并在所述缩回状态和所述伸出状态之间变化来爬上所述塔架。
3.根据权利要求1或2所述的起重机，其特征在于，所述另外的桅杆节段(212,213,214,215,216)包括上桅杆节段(216)和一个或多个中间节段(212,213,214,215)。
4. 根据权利要求3所述的起重机，其特征在于，所述上桅杆节段(216)包括所述上夹具组件(206)，并且可选地其中所述上夹具组件(206)布置在所述上桅杆节段(216)的上端处或附近。
5. 根据权利要求1至4中任一项所述的起重机，其特征在于，所述下夹具组件(202,204)和上夹具组件(206)中的一个或多个包括
第一臂(302,402)，其包括布置在所述第一臂(302,402)的远端处的第一夹具(308,403)，以及
第二臂(304,402)，其包括布置在所述第二臂(304,402)的远端处的第二夹具(308,403)，并且可选地其中所述第一臂和所述第二臂是伸缩臂。
6.根据权利要求5所述的起重机，其特征在于，所述下夹具组件(202,204)和所述上夹具组件(206)中的一个或多个构造成改变所述第一臂(302,402)和所述第二臂(304,402)之间的距离。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的起重机，其特征在于，所述一个或多个下夹具组件(202,204)包括用于选择性地抓紧所述塔架的一部分的中间夹具组件(204)和底部夹具组件(202)。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的起重机，其特征在于，所述滚轮组件(300)包括第一臂(340)和第二臂(340)，所述第一臂包括布置在所述第一臂的远端处的第一组轮(310)，所述第二臂包括布置在所述第二臂的远端处的第二组轮(310)，并且可选地其中所述第一臂和所述第二臂是可伸缩的。
9.根据权利要求8所述的起重机，其特征在于，所述第一组轮(310)包括第一轮支承件(330)，其中所述第一轮支承件(330)能够相对于所述第一臂(340)绕基本竖直的轴线旋转。
10.根据权利要求9所述的起重机，其特征在于，所述第一轮支承件(310)能够相对于所述第一臂绕基本水平的横向轴线(344)旋转。
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