ES2364732B1 - Útil para manipulación de palas. - Google Patents

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ES2364732B1 ES201000225A ES201000225A ES2364732B1 ES 2364732 B1 ES2364732 B1 ES 2364732B1 ES 201000225 A ES201000225 A ES 201000225A ES 201000225 A ES201000225 A ES 201000225A ES 2364732 B1 ES2364732 B1 ES 2364732B1
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Abstract

Útil para manipulación de palas (11) formado por dos semicarcasas (1) abisagradas (2) en su borde de ataque, con cierres en el borde de salida y con doble pared interior. Una parte (10) de la doble pared se desplaza hacia el interior del hueco existente disminuyendo su volumen y atrapando con su movimiento a la pala (11) sin dañarla. La parte exterior de cada semicarcasa (1) dispone de unos ejes (6) sobre los que se encastra un sistema de retención que permite el giro de la pala (11) de forma segura y a una velocidad controlada. El citado mecanismo de giro controlado (8) está unido a unas extremidades que se complementan con unos cables (4) que izan o bajan la pala (11) según necesidades.

Description

Útil para manipulación de palas.
Objeto de la invención
La invención describe un útil para aplicar sobre la pala de un aerogenerador de forma que permita su manipulación y giro, controlando la velocidad de giro. Antecedentes de la invención
Las palas eólicas se unen al buje del aerogenerador mediante una unión mecánica multipunto realizada con tornillos. El montaje se realiza “in situ”y es necesaria la aportación de una grúa. Uno de los factores más importantes a la hora de hacer los trabajos de montaje y mantenimiento del aerogenerador es el coste económico externo resultante del desplazamiento de las grúas. Los emplazamientos con accesos dificultosos para este tipo de maquinaria pesada son frecuentes. Así mismo, los terrenos adyacentes al aerogenerador, por impracticables, en ocasiones limitan o dificultan el montaje del ensamblaje completo del rotor en el suelo para su posterior elevación, por lo que la elevación de las palas suele hacerse de forma unitaria.
Existen soluciones tendentes a evitar el uso de grúas auxiliares para la manipulación de las palas. Así, el estado de la técnica conocido incluye la Patente EP01507975B1, donde se presenta un método que consiste en montar el rotor con 2 palas y elevar el conjunto para fijarlo al eje de baja velocidad. Posteriormente se eleva mediante grúa la pala restante para unirla al rotor y es en la elevación de esta tercera pala donde se utiliza un útil que abraza la pala permitiendo su manipulación. La patente WO04067954A1 usa el buje como elemento de fijación para la elevación de las palas e incluye un elemento flexible y adaptable a la pala que afianza la sujeción con una cuerda que ciñe el útil alrededor de la pala.
Ahora bien, el uso de un útil estructural para la manipulación obliga a incluir elementos que eviten dañar la pala, cuestión esta que no se logra de forma adecuada en la patente EP. Y por otra parte el uso de materiales flexibles debe incluir elementos que permitan manejar y girar la pala. Cuestión esta que tampoco se logra en la patente PCT.
Buscando la solución a no dañar la pala en su sujeción y adaptar el útil para permitir controlar su giro durante las operaciones de izado y descenso, surge la invención que a continuación se presenta. Descripción de la invención
El útil es un elemento formado por
-
dos semi-carcasas articuladas entre sí en cuyo interior dispone de elementos móviles para sujetar la pala sin dañarla y
-
un mecanismo de giro controlado que básicamente se fundamenta en un sistema de amortiguación-retención regulable. Este mecanismo se une mediante unas extremidades a sus correspondientes cables.
Es un objeto de la invención que el útil tenga en su interior una parte móvil para la compresión de la pala. Es otro objeto de la invención que el movimiento de las paredes pueda realizarse por la acción de una cámara neumática que se acciona desde el exterior hinchándola o deshinchándola hasta una presión adecuada o bien por un sistema de bielas con guía deslizante sinfín por un lado y por un apoyo elástico por el lado opuesto. Los sinfines están accionados por un motor eléctrico que hacen que el extremo deslizante de las bielas se desplace hacia el interior haciendo que empujen a la placa que está en contacto con la pala y el apoyo elástico esté formado por un sistema de acumulación de energía por muelles o gas que mantiene estable la fuerza ejercida por el mecanismo de apriete de la pala.
Es un objeto de la invención la utilización del citado útil para la manipulación de las palas asegurando la integridad de las mismas, desde el lugar de transporte hasta su anclaje en el buje del aerogenerador y viceversa. Pudiendo utilizarse en situación de montaje del aerogenerador y también durante su mantenimiento.
Es otro objeto de la invención que el útil se pueda abrir y cerrar para cubrir la pala a lo largo de su perímetro, incorporando medios para deslizar la pala por el interior del útil buscando el centrado óptimo de la misma y añadiendo los anteriormente citados elementos móviles que fijen la pala al útil sin que las conchas de la pala sufran ningún daño.
Y es también otro objeto de la invención combinar el útil y sus cables de izado solidarios al mecanismo de giro controlado con las drizas que manejan los operarios y que se fijan a la punta y raíz de la pala ayudando a controlar el giro y haciendo más efectiva la manipulación de la pala. Breve descripción de los dibujos
Con el fin de explicar cómo está constituido el útil y su unión con la pala, así como la manipulación que puede efectuarse, se acompañan las siguientes figuras:
La figura 1 muestra un despiece explosionado de los elementos principales que constituyen el útil.
La figura 2 constituye una vista en perspectiva del útil con los elementos de izado y el sistema de amortiguación-retención regulable.
La figura 3 constituye una sección transversal del útil mostrándonos el interior y cómo queda la pala encajada dentro del útil.
La figura 4 presenta la misma sección transversal del útil que en la figura anterior mostrando otra realización práctica de la fijación de la pala.
La figura 5 muestra un detalle de la pala posicionada dentro del útil.
La figura 6 muestra una pala izada desde el contenedor de almacenamiento mediante el útil de la invención. Descripción de una realización preferencial
Tal y como se muestra en la figura 1, por una parte están las semi-carcasas (1) abisagradas (2) y por la otra está el mecanismo de giro controlado (3) unido a los cables (4). El útil de la invención lo compone la unión de ambos elementos. Las semi-carcasas (1) disponen de cierres (5) en los extremos correspondientes al borde de salida y bisagras (2) en el extremo opuesto (el correspondiente al borde de entrada) ya que siempre es más sencillo abrir los bordes afilados y bascular sobre el borde de mayor anchura. Ambas semi-carcasas (1) disponen de un eje (6) que sobresale perpendicularmente a las paredes, siendo este eje (6) el lugar donde se encastra un anillo que incluye un sistema de amortiguación-retención regulable (8) y que se complementa con dos extremidades rígidas a las que se anclan los cables (4).
En la figura 2 se muestra el conjunto ya montado. Los dos mecanismos de giro controlado (3) se dispo
nen a los lados de las semi-carcasas (1) con sus correspondientes pares de cables (4). La unión entre el eje
(6)
que se extiende perpendicular a la semi-carcasa
(1)
y el anillo donde se incluye el sistema amortiguación-retención regulable (8) forman el mecanismo de giro controlado (3) que permite, una vez la pala esté izada a suficiente altura para que no choque con el suelo, que se gire de forma controlada 90º pasando de disposición horizontal a vertical o viceversa.
El útil abraza el perfil de la pala a lo largo de una longitud de entre uno y dos metros. Las paredes que forman la semi-carcasa (1) son rígidas por su lado exterior y móviles en su lado interior. En el interior de esta doble pared (9) se aloja una parte móvil accionada externamente. En una primera realización práctica la parte móvil de la pared interior (10) está formada por una cámara neumática (10a) que se acciona desde el exterior por medio de una manguera hidráulica, neumática o eléctrica (7) acoplada a su correspondiente fuente de energía, y el movimiento de esta pared móvil da lugar a la compresión y fijación de la pala. Tal y como se representa en la figura 3.
En una segunda realización práctica mostrada en la figura 4 la parte móvil de la pared interior (10) consta de dos elementos diferenciados que trabajan conjuntamente para la adecuada sujeción de la pala
(11) en el interior de la estructura de sujeción: un mecanismo de accionamiento de apriete de pala (10b) y un apoyo elástico (10c) para control de presión máxima sobre pala.
El mecanismo de accionamiento (10b) para el apriete de la pala consta de un tornillo sinfín (15) que hace deslizar en su longitud el extremo de un par de bielas (16) opuestas que provocan un desplazamiento de apriete y liberación sobre una superficie que asienta contra el núcleo estructural de la pala (11). El tornillo sinfín (15) tiene dos tramos de rosca, uno a derechas y otro a izquierdas, que hacen que con un giro del eje del tornillo, las guías situadas en ambas roscas tengan un desplazamiento en sentido opuesto. Unidos mediante rótula, que permite un giro en sus extremos, se encuentran dos bielas que conectan las guías deslizantes del tornillo sin fin con la superficie de apriete de la pala. Con un giro del eje sinfín se induce un movimiento al mecanismo de guía-biela que desplaza la superficie de contacto hacia la pala (11) ejerciendo una presión sobre esta o liberándola en caso de que se gire en sentido opuesto.
Para controlar la presión máxima que ve el núcleo estructural de la pala (11), se dispone en el extremo opuesto a la superficie de apriete (10b) una superficie de reacción (10c) que limite la presión máxima trasmitida a la misma. Dicho sistema se compone de uno
o varios resortes (17) con un coeficiente de elasticidad adecuado para la sustentación de la pala (11) y un sistema de comprobación de la presión trasmitida (no mostrado en la figura). El sistema de comprobación de presión indica los límites máximo y mínimo de presión admisibles en la superficie de la pala.
Al accionar cualquiera de estos dispositivos de presión (10) la pared interior de cada semi-carcasa
(1) se desplaza hacia el interior del hueco disminuyendo el espacio interior del útil. Cuando se acciona el mecanismo de presión (10) las paredes interiores se desplazan hasta contactar con la superficie de la pala (11). El contacto se produce entre un elastómero dispuesto longitudinalmente en el interior de las semicarcasas (1), de tal forma que la presión se ejerce únicamente en las conchas de la pala a lo largo de una banda de 40 mm de ancho (ancho este que se corresponde con el ancho de la viga de la pala) evitando así dañar la pala (11), una vez que el útil se ha acoplado sobre la pala (11) se mueve la pala buscando ajustar el centro de gravedad con el eje del útil. Para evitar el roce entre las paredes de la pala y el interior del útil durante los procesos de acoplamiento y desacoplamiento del útil, se añade un sistema de guiado (12). El sistema de guiado (12) puede estar formado por unos patines de material plástico con muy bajo coeficiente de fricción o bien por unas ruedas interiores, preferentemente de material plástico, que contribuyan a que la pala (11) quede totalmente centrada antes de realizar la expansión de las partes móviles (10) correspondiente a la parte interna de la pared doble (9).
En la figura 4 se muestra la pala (11) ya izada sobre un contenedor (13) para el almacenamiento y transporte de palas. La pala (11) se encuentra ya acoplada en el interior del útil y su centro de gravedad coincide con el eje de giro (6) del útil. El peso de la pala (11) descansa completamente en el útil por lo que es muy importante que el centro de gravedad coincida con el punto de giro donde se dispone el sistema de amortiguación-retención regulable (8) de forma que se pueda controlar desde el suelo el movimiento de giro de la pala (11).
El método de manipulación del útil es el siguiente, lo primero es acoplar el útil a la pala, bien con ella acoplada en el aerogenerador o bien con ella reposando en un contenedor (13). La pala (11) se iza una distancia suficiente para que su punta no golpee el suelo al girarla 90º. Durante el giro uno o varios operarios manipulan unas dirzas unidas a la punta y raíz de la pala, mientras que el mecanismo de giro controlado
(3)
impide que el giro se produzca de forma violenta debido, por ejemplo a un desalineamiento entre el eje de giro del útil y el centro de gravedad de la pala. El giro se inicia por parte del personal que está en el suelo, aplicando el momento necesario para que la pala comience a volcar. El resto del vuelco se produce por gravedad, con la acción retenedora del sistema amortiguación-retención regulable (8) y el control adicional de los operarios y sus drizas, pudiendo el mecanismo de control (3) estar constituido por un embrague
o una amortiguación hidráulica.

Claims (13)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Útil para manipulación de palas que comprende dos semi-carcasas (1) articuladas entre sí que cubren el perfil de la pala (11) de un aerogenerador, caracterizado porque la parte exterior de las semi-carcasas
    (1) disponen de -ejes cilíndricos (6) para efectuar el giro del útil, -un mecanismo de giro controlado (3), -bisagras (2) en el borde de ataque y cierres (5) en
    el borde de salida en la unión de las dos semi carcasas y
    -
    cables (4) unidos a las extremidades del mecanismo de giro controlado (3) que permiten la elevacióndescenso del conjunto;
    y la parte interior de las semi-carcasa (1) se dispone de
    -
    elementos móviles (10) que se alojan en la doble pared (9) y que cuando se extienden o retraen se separan de la pared interior
    -
    medios de guiado (12) para la pala.
  2. 2.
    Útil para manipulación de palas según reivindicación 1, caracterizado porque los elementos móviles (10) están formados por elastómeros (10a) y su hinchado se realiza mediante elementos externos conectados por una manguera (7) a medios hidráulicos, neumáticos o eléctricos.
  3. 3.
    Útil para manipulación de palas según reivindicación 1, caracterizado porque los elementos móviles (10) están formados por un mecanismo de accionamiento de apriete de pala (10b) y un apoyo elástico (10c) para control de presión máxima sobre pala.
  4. 4.
    Útil para manipulación de palas según reivindicación 3, caracterizado porque el mecanismo de accionamiento de apriete (10b) se mueven por la acción de un sistema de bielas (16) con guía deslizante sinfín (15).
  5. 5.
    Útil para manipulación de palas según reivindicación 3, caracterizado porque el apoyo elástico (10c) se compone de uno o varios resortes (17) con un coeficiente de elasticidad adecuado para la sustentación de la pala (11) y un sistema de comprobación
    de la presión trasmitida.
  6. 6. Útil para manipulación de palas según reivindicación 1, caracterizado porque los medios de guiado
    (12) están dispuestos en el borde de ataque y junto al borde de salida.
  7. 7. Útil para manipulación de palas según reivindicación 6, caracterizado porque los medios de guiado
    (12) están formados por patines de material deslizante de bajo coeficiente de rozamiento.
  8. 8.
    Útil para manipulación de palas según reivindicación 6, caracterizado porque los medios de guiado (12) están formados por ruedas preferentemente de material elastómero.
  9. 9.
    Útil para manipulación de palas según reivindicación 1, caracterizado porque el mecanismo de giro
    (3) controlado que facilita el giro del útil dispone de medios de control (8) tipo embrague.
  10. 10.
    Útil para manipulación de palas según reivindicación 1, caracterizado porque el mecanismo de giro controlado (3) que facilita el giro del útil dispone de medios de control (8) tipo amortiguación hidráulica.
  11. 11.
    Útil para manipulación de palas según reivindicación 1, caracterizado porque los cables (4) se unen a las extremidades del mecanismo de giro controlado (3).
  12. 12.
    Método de manipulación del útil de la reivindicación 1, caracterizado porque
    -
    se acopla la pala (11) en el interior del útil deslizando la misma hasta hacer coincidir el centro de gravedad de la pala (11) y el eje de giro (6) de las semi-carcasas
    -
    se mueven los elementos móviles (10) de la pared interior accionados por medios eléctricos, hidráulicos o neumáticos hasta que presionen la pala
    -
    se eleva o se baja la pala (11) hasta un punto en el que la punta de la pala no pueda golpear el suelo y se tira de las drizas amarradas a la punta y raíz de la pala, iniciando la rotación y
    -
    una vez se ha completado la rotación de la pala, se traslada a un elemento de almacenamiento o bien se coloca en el buje.
    OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS
    N.º solicitud: 201000225
    ESPAÑA
    Fecha de presentación de la solicitud: 25.02.2010
    Fecha de prioridad:
    INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA
    51 Int. Cl. : F03D1/00 (2006.01) F03D11/04 (2006.01)
    DOCUMENTOS RELEVANTES
    Categoría
    Documentos citados Reivindicaciones afectadas
    A A A
    US 2007266538 A1 (BERVANG ANDERS G) 22.11.2007, todo el documento. US 2007258823 A1 (HAARH ARNE et al.) 08.11.2007, todo el documento. DE 202004016460 U1 (GLEISTEIN & SOHN GMBH GEO) 23.12.2004 & Resumen de la base de datos EPODOC. Recuperado de EPOQUE; AN DE-202004016460-U. 1-12 1-12 1-12
    Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud
    El presente informe ha sido realizado • para todas las reivindicaciones • para las reivindicaciones nº:
    Fecha de realización del informe 16.05.2011
    Examinador M. López Carretero Página 1/4
    INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICA
    Nº de solicitud: 201000225
    Documentación mínima buscada (sistema de clasificación seguido de los símbolos de clasificación) F03D Bases de datos electrónicas consultadas durante la búsqueda (nombre de la base de datos y, si es posible, términos de
    búsqueda utilizados) INVENES, EPODOC
    Informe del Estado de la Técnica Página 2/4
    OPINIÓN ESCRITA
    Nº de solicitud: 201000225
    Fecha de Realización de la Opinión Escrita: 16.05.2011
    Declaración
    Novedad (Art. 6.1 LP 11/1986)
    Reivindicaciones Reivindicaciones 1-12 SI NO
    Actividad inventiva (Art. 8.1 LP11/1986)
    Reivindicaciones Reivindicaciones 1-12 SI NO
    Se considera que la solicitud cumple con el requisito de aplicación industrial. Este requisito fue evaluado durante la fase de examen formal y técnico de la solicitud (Artículo 31.2 Ley 11/1986).
    Base de la Opinión.-
    La presente opinión se ha realizado sobre la base de la solicitud de patente tal y como se publica.
    Informe del Estado de la Técnica Página 3/4
    OPINIÓN ESCRITA
    Nº de solicitud: 201000225
    1. Documentos considerados.-
    A continuación se relacionan los documentos pertenecientes al estado de la técnica tomados en consideración para la realización de esta opinión.
    Documento
    Número Publicación o Identificación Fecha Publicación
    D01
    US 2007266538 A1 (BERVANG ANDERS G) 22.11.2007
    D02
    US 2007258823 A1 (HAARH ARNE et al.) 08.11.2007
    D03
    DE 202004016460 U1 (GLEISTEIN & SOHN GMBH GEO) 23.12.2004
  13. 2. Declaración motivada según los artículos 29.6 y 29.7 del Reglamento de ejecución de la Ley 11/1986, de 20 de marzo, de Patentes sobre la novedad y la actividad inventiva; citas y explicaciones en apoyo de esta declaración
    La presente solicitud de patente en su reivindicación independiente 1 reivindica útil para manipulación de palas q comprende dos semicarcasas articuladas entre sí que cubren el perfil de la pala de un aerogenerador caracterizado porque: -la parte exterior de las semicarcasas disponen de:
    o ejes cilíndricos para efectuar el giro del útil
    o un mecanismo de giro controlado
    o bisagras en el borde de ataque y cierres en el borde de salida en la unión de las dos semicarcasas y
    o cables unidos a las extremidades del mecanismo de giro controlado que permiten la elevación/descenso del conjunto -la parte interior de las semicarcasas se dispone de:
    o elementos móviles q se alojan en la doble pared y que cuando se extienden o retraen se separan de la pared interior
    o medios de guiado para la pala. La solicitud en la reivindicación independiente 12 reivindica un método de manipulación del útil de la reivindicación 1 caracterizado porque: -se acopla la pala en el interior del útil deslizando la misma hasta hacer coincidir el centro de gravedad de la pala y el eje de giro de las semicarcasas -se mueven los elementos móviles de la pared interior accionados por medios eléctricos, hidráulicos o neumáticos hasta que presionen la pala -se eleva o se baja la pala hasta un punto en el que la punta de la pala no pueda golpear el suelo y se tira de las drizas amarradas a la punta y raíz de la pala, iniciando la rotación y -una vez completada la rotación, se traslada a un elemento de almacenamiento o bien se coloca en el buje. Los documentos D01 - D03 muestran útiles y métodos de manipulación de las palas de un aerogenerador para su montaje, siendo el más cercano a la solicitud de patente el documento D01. En él se muestra un útil que también agarra la pala y presenta un mecanismo de giro controlado a través de cables, sin embargo éste mecanismo se realiza mediante un sistema de palanca y peso diferente al reivindicado en la solicitud, en la que con unos ejes cilíndricos, y montando el útil en el centro de gravedad, se consigue la manipulación de la pala de una manera más simple. Por tanto, los documentos D01 - D03 muestran el estado general de la técnica, no se consideran de particular relevancia y se puede considerar que la invención es nueva e implica actividad inventiva tal y como requieren los Arts. 6.1 y 8.1 de la Ley de Patentes 11/86.
    Informe del Estado de la Técnica Página 4/4
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