Подъемный механизм для подъема компонента ветроэнергетической установки и способ монтажа компонентов ветроэнергетической установки
Изобретение относится к подъемному механизму (1000) для подъема компонентов ветроэнергетической установки (100). Подъемный механизм имеет по меньшей мере один первый и один второй крепежные узлы (1110, 1120) для крепления соответствующего компонента (1500, 1502) ветроэнергетической установки (100) и один второй участок (1200) с множеством отверстий (1001-1008). Отверстия (1001-1008) проходят под различными углами относительно первого и второго крепежных узлов (1110, 1120). Изобретение направлено на ускорение монтажа компонентов ветроэнергетической установки. 3 н. и 4 з.п. ф-лы, 53 ил.
Данное изобретение касается подъемного механизма для подъема компонента ветроэнергетической установки, а также способа монтажа компонентов ветроэнергетической установки.
Все части ветроэнергетической установки, которые могут быть предусмотрены в роторе ветроэнергетической установки или на нем, после того, как была установлена башня, должны с помощью крана транспортироваться или, соответственно, подниматься вверх. Однако, такая транспортировка требует больших затрат и зависит от превалирующих погодных условий.
При экспертизе приоритетной немецкой патентной заявке ДПМА проанализировало следующие документы: DE 10 2009 011 478 A1 и DE 10 2011 003 164 A1.
Задачей данного изобретения является создание подъемного механизма для подъема компонентов ветроэнергетической установки, а также способа монтажа компонентов ветроэнергетической установки, которые обеспечивали бы ускоренный монтаж компонентов ветроэнергетической установки.
Эта задача решается посредством подъемного механизма для подъема компонента ветроэнергетической установки с признаками независимого пункта 1, а также посредством способа монтажа компонентов ветроэнергетической установки с признаками независимых пунктов 6 или 7 формулы изобретение.
Таким образом, предлагается подъемный механизм для подъема компонентов ветроэнергетической установки. Этот подъемный механизм имеет по меньшей мере один первый и один второй крепежные узлы для крепления компонента ветроэнергетической установки, а также первый участок и второй участок с множеством отверстий. Эти отверстия проходят под различными углами к первому и второму крепежным узлам.
Согласно одному аспекту данного изобретения второй участок по меньшей мере частично расположен под углом к первому и второму крепежным узлам.
Согласно еще одному аспекту данного изобретения предусмотрены салазки, которые, в частности, могут переставляться вдоль второго участка в одно из множества отверстий. Салазки имеют серьгу или проушину для приема крюка крана.
Согласно еще одному аспекту данного изобретения первый участок подъемного механизма имеет первый и второй кронштейны, на которых можно предусмотреть по одной первой части первого и второго крепежных узлов. Этот подъемный механизм содержит также базовый участок (наземный модуль), который имеет две вторые части первого и второго крепежных узлов. Эти две вторые части крепежных узлов установлены поворотно на наземном модуле и могут иметь рабочую позицию и транспортировочную позицию.
Согласно другому аспекту данного изобретения первый участок имеет часть, выполненную с возможностью прифланцовки ко второй части первого участка.
Согласно еще одному аспекту данного изобретения первый и второй крепежные узлы расположены, по существу, параллельно друг другу.
Изобретение касается также еще одного подъемного механизма для подъема компонентов ветроэнергетической установки. Этот подъемный механизм содержит по меньшей мере один первый крепежный узел для крепления компонента ветроэнергетической установки и один второй крепежный узел для крепления дополнительного компонента ветроэнергетической установки. Первый крепежный узел имеет первую проушину для крюка кран, а второй крепежный узел имеет вторую проушину для крюка крана. Этот подъемный механизм содержит также первый кронштейн под углом к первому и второму крепежным узлам с третьей проушиной для крюка крана. Первый и второй крепежные узлы расположены под углом < 90°, в частности, по существу, под 60° друг к другу.
Данное изобретение касается также подъемного механизма для подъема компонентов ветроэнергетической установки, которое содержит по меньшей мере один первый и один второй крепежные узлы для крепления компонента ветроэнергетической установки. Первый и второй крепежные узлы расположены, по существу, параллельно друг другу. Подъемный механизм имеет также один кронштейн с проушиной для крюка крана, причем этот кронштейн установлен поворотно относительно первого и второго крепежных узлов.
Данное изобретение касается также способа монтажа компонентов ветроэнергетической установки на этой ветроэнергетической установке с помощью вышеописанного подъемного механизма. По меньшей мере один первый и один второй компоненты ветроэнергетической установки закрепляются на указанных по меньшей мере одном первом и одном втором крепежных узлах этого подъемного механизма. Салазки фиксируются в отверстии, так что закрепленный на салазках крюк крана ориентирован, по существу, перпендикулярно первому и второму крепежным узлам. Один из компонентов ветроэнергетической установки, который закреплен на первом или на втором крепежном узле, крепится к первому присоединительному элементу ступицы ротора, который находится в положении на 3 часа. Этот компонент ветроэнергетической установки отсоединяется от первого и второго крепежных узлов, салазки перемещаются и фиксируются в другом отверстии, расположенном между первым и вторым крепежными узлами. Подъемный механизм поворачивается под углом наружу, поднимается, вращается и перемещается, так что второй компонент ветроэнергетической установки, который еще закреплен на первом или на втором крепежном узле, может быть закреплен на втором присоединительном элементе роторной лопасти. Закрепленный на подъемном механизме компонент ветроэнергетической установки крепится к второму присоединительному элементу ступицы ротора. Этот компонент ветроэнергетической установки отсоединяется от первого и второго крепежных узлов.
Другие варианты выполнения данного изобретения являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения. Преимущества и примеры выполнения данного изобретение ниже рассматриваются более подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи. На них показано следующее.
Фиг. 1 вид в перспективе ветроэнергетической установки,
Фиг. 2 вид в перспективе одного варианта выполнения предлагаемого изобретением подъемного механизма,
Фиг. 3 аксонометрический вид в разрезе одного варианта выполнения салазок предлагаемого изобретением подъемного механизма по Фиг. 2,
Фиг. 4 вид в перспективе стопора болта для салазок по Фиг. 3,
Фиг. 5 вид снизу предлагаемого изобретением подъемного механизма по Фиг. 2 в положении транспортировки,
Фиг. 6a и Фиг. 6b в увеличенном масштабе виды в перспективе предлагаемого изобретением подъемного механизма по Фиг. 2 в положении транспортировки,
Фиг. 7a и Фиг. 7b в увеличенном масштабе виды предлагаемого изобретением подъемного механизма по Фиг. 2 в положении транспортировки,
Фиг. 8a - Фиг. 8u виды этапов способа монтажа согласно первому примеру выполнения,
Фиг. 9a - Фиг. 9c различные виды при монтаже компонентов ветроэнергетической установки согласно второму примеру выполнения,
Фиг. 10 схематичное изображение подъемного механизма с отдельным присоединительным узлом роторной лопасти согласно третьему примеру выполнения,
Фиг. 11a - Фиг. 11g различные виды подъемного механизма согласно изобретению при монтаже компонентов ветроэнергетической установки согласно третьему примеру выполнения,
Фиг. 12a - Фиг. 12f различные виды подъемного механизма при монтаже компонентов ветроэнергетической установки согласно четвертому примеру выполнения, и
Фиг. 13a - Фиг. 13f различные этапы при монтаже компонента ветроэнергетической установки согласно пятому примеру выполнения.
На Фиг. 1 показана ветроэнергетическая установка 100 с башней 102 и гондолой 104. На гондоле 104 расположен ротор 106 с тремя роторными лопастями 108 и обтекателем 110. Ротор 106 при работе приводится ветром во вращательно движение и за счет этого приводит в действие генератор в гондоле 104. Роторные лопасти 108 могут, например, с помощью присоединительного элемента лопасти или переходного элемента лопасти прикрепляться к ступице ротора ветроэнергетической установки. Ступица ротора может иметь три присоединительных элемента. Роторные лопасти ветроэнергетической установки, например, с помощью подшипника осевого шарнира могут наклоняться, т.е. они могут поворачиваться вокруг своей продольной оси.
На Фиг. 2 показан предлагаемый изобретением подъемный механизм 1000, который может использоваться для сооружения ветроэнергетической установки 100 или для монтажа компонентов ветроэнергетической установки, которые должны монтироваться предпочтительно в роторе или в гондоле. Предлагаемый изобретением подъемный механизм 1000, по существу, имеет один первый участок 1100 и один второй участок 1200. Если устройство 100 стоит на основании, то первый участок 1100 ориентирован, по существу, вертикально относительно поверхности земли, тогда как второй участок 1200 расположен под углом 1050 к первому участку 1100.
Первый участок 1100 выполнен, по существу, из так называемой двутавровой балки (или, соответственно, двутавровой стали). На первом участке 1100 расположены первый крепежный узел 1110 и второй крепежный узел 1120. Крепежные узлы 1110 и 1120 служат для крепления различных компонентов ветроэнергетической установки 100 во время подъема на заданную высоту и во время монтажа или демонтажа на ветроэнергетической установке. Предпочтительно первый и второй крепежные узлы 1110, 1120 расположены на противоположных сторонах первого участка 1100. Крепежные узлы 1110, 1120 расположены каждый на одном конце соответствующего кронштейна 1111, 1112, выступающего от первого участка 1100. Кронштейны 1111, 1112 тоже выполнены, по существу, из двутавровой балки и расположены на одной высоте. Крепежные узлы 1110, 1120 имеют верхние крепежные пластины 1113, на которых можно закреплять соответствующий компонент, подлежащий закреплению. Крепежные узлы 1110 и 1120 могут быть выполнены различным образом. В показанном варианте выполнения крепежный узел 1120 дополнительно имеет выемку 1122, например, для кольцевого стропа, который будет рассмотрен ниже.
К первому участку 1100 на верхнем конце примыкает второй участок 1200. Второй участок 1200 под углом 1050 отходит от первого участка 1100. Этот угол может быть выбран любым. Для рассматриваемой ниже области применения устройства 1000 предпочтительным оказался угол 1050 около 120° (или, соответственно, 60°) между направлениями первого участка 1100 и второго участка 1200. Второй участок 1200 тоже образован, по существу, двутавровой балкой. Между первым участком 1100 и вторым участком 1200 вставлен уголок жесткости, который повышает жесткость устройства 1000. На внешнем конце второго участка 1200 расположена ножка 1210.
На другом конце первого участка 1100 расположен базовый участок 1300. Базовый участок 1300 образует, например, крестовидную раму, которая состоит по меньшей мере из четырех опорных кронштейнов 1312. Во время крепления компонентов к крепежным узлам 1110, 1120 устройство 1000 покоится, соответственно, стоит на ножках 1310, которые располагаются на базовом участке 1300.
На противоположных опорных кронштейнах 1312 расположены нижние крепежные пластины 1314 крепежных узлов 1110, 1120.
Нижние крепежные пластины 1314 расположены при этом на тех же сторонах, что и крепежные узлы 1110 и 1120. Нижние крепежные пластины 1314 выполнены откидывающимися. За счет этого крепежные устройства 1314 во время транспортировки устройства 1000 могут складываться, вследствие чего транспортировочное пространство уменьшается. Кроме того, устройство 1000 тоже может откидываться относительно закрепленного на нем компонента, если этот компонент закреплен только на нижней крепежной пластине. Для этого опорные кронштейны 1312, на которых размещены нижние крепежные пластины 1314, выполнены состоящими из двух частей каждый, так что между каждыми двумя частями соответствующего опорного кронштейна 1312 расположен механизм 1316 для откидывания. Этот механизм откидывания реализуется, по существу, с помощью одного болта, на котором нижние крепежные пластины 1314 установлены с возможностью поворота.
На первом участке 1100 в области базового участка 1300 размещена рабочая площадка 1320. На этой рабочей площадке 1320 могут стоять рабочие в процессе монтажа подлежащих закреплению частей на ветроэнергетической установке 100. Рабочая площадка 1320 создает рабочую платформу, по которой можно ходить вокруг первого участка 1100. Для более простого попадания на эту рабочую площадку 1320 с боков размещены ступени 1318.
Первый участок 1100 изготовлен из нескольких частей. Первая часть 1130, выполненная из двутавровой балки, соединяет базовый участок 1300 со второй частью 1132. Вторая часть 1132, например, сваркой соединена с первой частью 1130 и расположена, по существу, перпендикулярно ей. Вторая часть 1132 имеет также кронштейны 1111, 1112, на которых расположены верхние крепежные пластины 1113 крепежных узлов 1110 и 1120. Уголки 1114 жесткости между первой и второй частями 1130, 1132 первого участка 1100 повышают жесткость второй части 1132. Над второй частью 1132, в продолжение первой части 1130, расположена третья часть 1134 первого участка, которая соединяет вторую часть 1132 со вторым участком 1200. Третья часть 1134 при этом может быть прифланцована ко второй части 1132 с помощью множества винтов. Таким образом устройство 1000 во время транспортировки может быть разобрано на более мелкие части, чтобы сэкономить место для транспортировки. Первая, вторая и третья части 1130, 1132, 1134 могут, однако, соединяться между собой любым другим подходящим методом.
Первый и второй участки 1100, 1200 устройства 1000 имеют множество фиксирующих отверстий 1001-1008. Первое фиксирующее отверстие 1001 располагается в кронштейне 1112 второй части 1132 первого участка 1100. Второе фиксирующее отверстие 1002 расположено в области соединения первой, второй и третьей частей 1130, 1132, 1134, в первой части 1130 первого участка 1100. Третье фиксирующее отверстие 1003 расположено в верхней области первого участка 1100, в третьей части 1134. Четвертое фиксирующее отверстие 1004 расположено на верхнем конце первого участка 1100 на переходе к второму участку 1200. Точнее, это четвертое фиксирующее отверстие 1004 находится в точке пересечения продольной оси первого участка 1100 с продольной осью второго участка 1200. Пятое, шестое и седьмое фиксирующие отверстия расположены вдоль второго участка 1200 на расстоянии друг от друга. Восьмое фиксирующее отверстие 1008 расположено на внешнем конце второго участка 1200. Каждое из фиксирующих отверстий 1001-1008 имеет выступающее над стенкой двутавровой балки кольцо, которое увеличивает ширину или, соответственно, длину фиксирующих отверстий 1001-1008. Это кольцо упрочнено ребрами жесткости между кольцом и пояском или, соответственно, фланцем двутавровой балки.
На Фиг. 3 показан аксонометрический вид в разрезе салазок предлагаемого изобретением подъемного механизма по Фиг. 2. Вдоль первого и второго участков 1100, 1200 могут быть установлены перемещаемые салазки 1400, которые могут фиксироваться в указанных фиксирующих отверстиях 1001-1008, т.е. могут фиксироваться в указанных фиксирующих отверстиях 1001-1008 с защитой от скольжения. В указанных фиксирующих отверстиях 1001-1008 салазки 1400 установлены с возможностью поворота. Для защиты против отсоединения салазок 1400 в одном из фиксирующих отверстий 1001-1008, салазки 1400 имеют гидравлический цилиндр 1420, который фиксирует грузовой болт 1422 в соответствующем фиксирующем отверстии 1001-1008. На салазках 1400 расположена серьга 1410, в которую может вдеваться, например, крюк крана, чтобы поднять устройство 1000.
Серьга 1410 с помощью болта 1412 закреплена на салазках 1400. Для этого салазки 1400 имеют две поперечные перемычки, которые размещены между основными телами 1414 салазок 1400. Между поперечными перемычками установлена пластина 1416, на которой размещена серьга 1410. Основные тела 1414 салазок 1400 проходят по обе стороны первого и второго участков 1100, 1200 и имеют приемное отверстие 1418, в которое входит грузовой болт 1422. Грузовой болт 1422 вводится в приемные отверстия 1418 и фиксирующее отверстие 1001-1008 первого или, соответственно, второго участка 1100, 1200, чтобы зафиксировать салазки 1400. Для защиты грузового болта 1422 предусмотрен гидравлический цилиндр 1420, размещенный на болте 1424 с цилиндрической головкой, который служит в качестве так называемого позиционного флажка.
Кроме того, на одном из основных тел 1414 размещена резьбовая грузовая петля 1426, чтобы вручную затягивать салазки 1400 в позиции.
На Фиг. 4 в качестве примера представлена альтернатива гидравлическому стопору болта по Фиг. 3. Если гидравлический цилиндр не применяется, то может использоваться стопор болта со стопорным штифтом 1430 и стопорной шайбой 1432, чтобы зафиксировать грузовой болт 1422, например, в фиксирующем отверстии 1005 второго участка 1200. Стопорный штифт 1430 при этом введен в грузовой болт 1422 сбоку. Стопорная шайба 1432 выполнена, по существу, Z-образной и закреплена на основном теле 1414, например, резьбовым соединением.
На Фиг. 5 показан вид снизу устройства 1000 в положении транспортировки. Кроме того, на Фиг. 5 представлен вид сбоку устройства 1000, и поэтому, по существу, представлены уже описанные в связи с Фиг. 2 признаки устройства 1000. Во время транспортировки устройство 1000 лежит на одном боку. При этом устройство 1000 опирается на боковую поверхность рабочей площадки 1320 и на ножку 1212, расположенную на головной части 1210. Как можно видеть на Фиг. 5, во время транспортировки устройства 1000 нижние крепежные пластины 1314 крепежных узлов 1110 1120, размещенных на базовом участке 1300, могут быть сложены. Для этого нижние крепежные пластины 1314, по существу, откидываются вверх и заходят в предусмотренный для этого зазор в этой рабочей площадке 1320, как это можно видеть на Фиг. 6a. На одном из опорных кронштейнов 1312 находится так называемая точка 1322 соединения с накладками, в которой может закрепляться крепежное средство 1324, например, стяжной ремень для защиты устройства 1000 в транспортировочной позиции. В одном варианте выполнения по меньшей мере один опорный кронштейн 1312, например, опорный кронштейн 1312, направленный к стороне прилегания, тоже поворачивается вверх. Другие точки 1322 соединения с накладками находятся среди прочего на головной части 1210 на внешнем конце второго участка 1200 (см. Фиг. 6b), на котором расположена ножка 1212.
Со ссылкой на Фиг. 7a и Фиг. 7b описывается подъем устройства 1000 из показанного на Фиг. 5 положения транспортировки. Для подъема устройства 1000 из бокового положения транспортировки это устройство 1000 имеет по меньшей мере две точки 1326 подъема. В этих точках 1326 подъема могут закрепляться, например, кольцевые стропы 1328 или канат, ремни или т.п., которые, например, ведут к крюку крана, с помощью которого это устройство 1000 затем будет подниматься.
На Фиг. 7b показана конструкция устройства 1000 и крепежное средство для откидывания устройства. Для этого салазки 1400 затягиваются в фиксирующем отверстии 10004 болтами и фиксируются. Дополнительно по меньшей мере один опорный кронштейн 1312, а именно тот, в сторону которого будет поворачиваться устройство 1000, и нижние крепежные пластины 1314 повернуты вверх и зафиксированы в соответствующей позиции. В серьге 1410 устройство 1000 через походящие средства соединено с краном, который затем поднимает устройство 1000 из бокового положения или перемещает в боковое положение (см. направление по стрелке). Устройство 1000 при этом поворачивается над кромкой 1321 рабочей площадки 1320 и ножкой 1310. Устройство 1000 поворачивается таким образом, что в боковом лежачем положении или, соответственно, в положении транспортировки гидравлический цилиндр 1420 выступает вверх.
На Фиг. 8a - Фиг. 8u схематично показан предлагаемый изобретением способ монтажа согласно первому примеру выполнения. В качестве примера описывается способ монтажа двух блоков подключения лопасти, на которых уже закреплены крепежные стаканы для лопастей. На Фиг. 8a показан первый этап S1. Сначала, как описывалось выше, устанавливают устройство 1000 так, чтобы это устройство 1000 надежно стояло на ножках 1310. Нижние крепежные пластины 1314 крепежных узлов 1110 и 1120 откидывают вниз и привинчивают болтами. Вследствие такой установки устройства 1000 салазки привинчены болтами и зафиксированы еще в положении 4, т.е. в фиксирующем отверстии 1004. Первый блок подключения лопасти с крепежным стаканом 1500 для лопасти (в дальнейшем это первый компонент 1500) находится в положении транспортировки, в котором под него могут быть подложены подстилки под экскаватор. Например, подвешенное на кране устройство 1000 согласно стрелке подводится к первому компоненту 1500.
Как показано на Фиг. 8b, первый компонент 1500 закрепляется на устройстве 1000. Для этого множество болтов закрепляют на верхней крепежной пластине 1113 и на нижней крепежной пластине 1314 крепежного узла 1110. Первый компонент 1500 при этом может возвышаться, по существу, вплоть до первого участка 1100. Другими словами, указанное устройство подготовлено и сконструировано с возможностью приема компонентов ветроэнергетической установки, различных по размерам и форме. Салазки 1400 из предшествующего положения (позиция 4) перемещают в позицию 8 (по стрелке 1) и в соответствии с этим закрепляют в фиксирующем отверстии 1008 грузовым болтом 1422 и фиксируют. Для фиксации служит упомянутый гидравлический цилиндр или стопор болта. Затем устройство 1000 с первым компонентом 1500 должно подниматься, так что на компоненте 1500 и/или устройстве 1000 могут быть заблаговременно размещены направляющие тросы. Перед подъемом при необходимости следует ослабить болты, фиксирующие компонент 1500 в положении транспортировки. Если эти подготовительные этапы осуществлены, то можно по стрелке 2 поднимать устройство 1000 с первым компонентом 1500.
В то время, когда устройство 1000 с компонентом 1500 висит в воздухе, переходной узел ступицы блока подключения лопасти может быть повернут на 90° по стрелке на Фиг. 8c.
Как показано на Фиг. 8d (стрелка), устройство 1000 с первым компонентом 1500 поворачивается в направлении второго компонента 1502. Второй компонент 1502 в показанном примере тоже представляет собой блок подключения лопасти с размещенным на нем крепежным стаканом. Как и первый компонент 1500, второй компонент 1502 крепится к устройству 1000 на верхней крепежной пластине 1113 и на нижней крепежной пластине 1314 второго крепежного узла 1120.
На Фиг. 8e устройство 1000 с закрепленными на нем компонентами 1500, 1502 показано с другой стороны, чем оно было видно на Фиг. 8a - Фиг. 8d. Для опускания устройства 1000 согласно позиции 1 на Фиг. 8e подготавливают и подкладывают опору для компонента 1500. Для следующего способа необходимо переместить салазки 1400 по стрелке 2 в позицию 4 и закрепить болтами, и зафиксировать в фиксирующем отверстии 1004. В выемке 1122 для кольцевого стропа согласно позиции 3 закрепляют кольцевой строп 1124, как это показано на Фиг. 8f. Соответственно, кольцевой строп 1124 пропускается позади верхней крепежной пластины 1113 крепежного узла 1120 через выемку 1122 и там закрепляется. Верхняя крепежная пластина 1113 крепежного узла 1120 определенным образом размещается в выемке 1122 для кольцевого стропа 1124. Другими словами, эта выемка 1122 может использоваться по усмотрению. Если эта выемка 1122 не требуется для такого способа, то верхняя крепежная пластина 1113 тоже может крепиться непосредственно на кронштейне 1112. Для описанного в качестве примера способа указанная выемка 1122 является необходимой, как это будет описано ниже. После размещения кольцевого стропа 1124 устройство 1000 с компонентами 1500, 1502 можно поднимать (стрелка 4). Теперь можно и переходной узел ступицы блока 1502 подключения лопасти повернуть, например, на 90° (стрелка 5).
Подготовленное таким образом устройство 1000 с обоими компонентами 1500, 1502 может быть поднято на заданную высоту. Как показано на Фиг. 8g, блок 1502 подключения лопасти компонента сначала подводится к ступице 112 ветроэнергетической установки 100. Ротор 106 при этом ориентирован таким образом, что компонент 1502 монтируется на 3 часа относительно положения ротора 106. Предусмотрено, что устройство 1000 или, соответственно, компонент 1502 перемещается несколько ниже воображаемой продольной оси лопасти параллельно в направлении отверстия ступицы 112 близко к фланцу ступицы, чтобы избежать контакта с возможным расширением лопасти, как это обозначено обрамлением на Фиг. 8h.
На Фиг. 8i показано, как сборщик закрепляет блок подключения лопасти, еще удерживаемый подъемным механизмом, на ступице 112 ветроэнергетической установки. Салазки 1400 при этом зафиксированы болтом в отверстии 1004.
На Фиг. 8j салазки перемещаются вдоль второго участка 1200, так что эти салазки могут быть зафиксированы болтом в отверстии 1008.
На Фиг. 8k салазки 1400 закреплены в отверстии 1008, и подъемный механизм может быть опущен на 60°. В частности, этот подъемный механизм с переходником снаружи может быть повернут вниз на 61°. Это может происходить, в частности, до тех пор, пока не натянутся кольцевые стропы 1124.
На Фиг. 8l показан подъемный механизм в повернутом положении, например, повернут на угол α=61°. Кольцевые стропы 1124 натянуты, так что на крюк крана не действует никакая нагрузка. Салазки 1400 могут перемещаться, так что они могут закрепляться болтами в отверстии 1002 и, соответственно, фиксироваться. Затем крюк крана может быть снова слегка приподнят для того, чтобы кольцевые стропы 1124 больше не находились в натянутом состоянии.
На Фиг. 8l показано оптимальное положение центра тяжести подъемного механизма с первым установленным компонентом.
На Фиг. 8m показано, как может быть демонтировано указанное устройство с блоком подключения лопасти в положении на 9 часов под углом 90°. Стяжной ремень, закрепленный между фланцем снизу и основной рамой, несколько приподнимает этот фланец. Оба фланца поворачивают вниз примерно на 180°. Оба фланца лежат наверху и с помощью подходящих грузозахватных приспособлений на крюках крана крепятся к фланцам внизу.
На Фиг. 8n показан монтаж второго блока подключения лопасти в положении на 11 часов. При этом подъемный механизм 1000 с блоком 1500 подключения лопасти удерживается краном. Для этого, в частности, подъемный механизм из положения на 3 часа поворачивают в положение на 11 часов. Подъемный механизм с блоком подключения лопасти вдевается подобно тому, как это происходит при положении на 3 часа, и это блок подключения лопасти закрепляют на ступице ветроэнергетической установки. Затем салазки 1400 снова перемещают вдоль второго участка и фиксируют болтами в отверстии 1008. Ступицу ротора в этом случае поворачивают по часовой стрелке (Фиг. 8q).
Салазки 1400 могут быть перемещены через мертвую точку на 12 часов и зафиксированы болтами в отверстии 1008.
Ступицу ротора поворачивают по часовой стрелке, так что она второй блок подключения лопасти через мертвую точку на 12 часов поворачивается в монтажное положение на 9 часов. На Фиг. 8r крепежный стакан для роторной лопасти может быть смонтирована на 1 час, чтобы устройство можно было поворачивать посредством опорного подшипника лопасти.
На Фиг. 8s устройство поворачивают на 1 час по боковой стороне обтекателя примерно на 175°, чтобы второй участок 1200 подъемного механизма 1000 можно было повернуть вверх. Затем (Фиг. 8t) салазки 1400 можно снова переместить и зафиксировать болтами в отверстии 1002. После этого (Фиг. 8u) подъемный механизм 1000 можно поднять краном и удалить.
При таком способе монтажа компонентов ветроэнергетической установки согласно второму примеру выполнения подъемный механизм 1000 устанавливают на плоское основание и закрепляют первый и второй компоненты 1500, 1502 ветроэнергетической установки на первом и втором крепежных узлах 1110, 1120. Салазки 1400 фиксируются болтами в сквозном отверстии 1004, так что проушина салазок располагается, по существу, перпендикулярно первому и второму крепежным узлам. Первый компонент 1500 ветроэнергетической установки закрепляется в первом присоединительном элементе ступицы ротора или на нем. Подъемный механизм 1000 поднимают посредством крюка крана, так что можно один из компонентов 1500, 1502 закрепить на первом присоединительном элементе ступицы роторной лопасти, который находится в положении на 3 часа (Фиг. 8g). Подъемный механизм 1000 можно переместить несколько глубже продольной оси лопасти, чтобы крепежный стакан для лопасти дополнительно не коллидировал с расширением лопасти (Фиг. 8h). Этот компонент ветроэнергетической установки привинчивают к первому присоединительному элементу ступицы (Фиг. 8i). Салазки 1400 перемещают и закрепляют в отверстии 1008 (Фиг. 8j). Затем крюк крана, закрепленный в проушине салазок 1400, принимает на себя вес подъемного механизма 1000. После этого болты между крепежным узлом и компонентом можно ослабить (Фиг. 8k). Затем салазки 1400 перемещают и закрепляют в отверстии 1004. Тогда подъемный механизм 1000 можно повернуть вниз примерно 60° или 61°, пока кольцевые стропы 1124 не натянутся, и крюк крана перестанет испытывать нагрузку (Фиг. 8k, Фиг. 8l). Затем подъемный механизм 1000 можно приподнять, пока кольцевые стропы 1124 не перестанут быть натянутыми. Подъемный механизм можно повернуть со ступицей ротора из положения на 3 часа в положение на 11 часов. Второй компонент можно ввести в отверстие, так что этот компонент затем можно было закрепить на втором присоединительном элементе ступицы ротора. Затем салазки 1400 можно переместить и закрепить в отверстии 1008. Устройство блокировки ротора можно разблокировать и ротор поворачивать; крюк крана может быть опущен, пока в положении на 9 часов не достигнет свободного присоединительного элемента лопасти (Фиг. 8q).
На Фиг. 9a - Фиг. 9c показаны различные этапы монтажа компонентов ветроэнергетической установки согласно второму примеру выполнения. Подъемный механизм 1000 согласно второму примеру выполнения может соответствовать подъемному механизму согласно первому примеру выполнения (Фиг. 2).
На Фиг. 9a показан подъемный механизм 1000 с двумя блоками 1500, 1502 подключения лопастей. Салазки 1400 зафиксированы болтами в отверстии 1008, и оба блока 1500, 1502 подключения лопастей наклонены, например, под 30°. Один из блоков 1502 подключения лопастей при этом может быть установлен на деревянную деталь 200. Затем подъемный механизм 1000 с обоими блоками подключения лопастей может быть поднят с помощью крана. Согласно второму примеру выполнения монтаж блоков подключения лопастей производится в положении на 2 часа, в положении на 11 часов и в положении на 9 часов.
Как показано на Фиг. 9b, один из блоков 1502 подключения лопастей под углом 30° продевается в ступицу ротора в положении на 11 часов. Это может осуществляться, как и в первом примере выполнения, в положении на 3 часа. Затем, как показано на Фиг. 9c, ступицу ротора можно повернуть на 30° против часовой стрелки. После этого блок подключения лопасти может быть установлен, как и в первом примере выполнения.
На Фиг. 10 схематично показано изображение подъемного механизма с одним отдельным блоком подключения роторной лопасти согласно третьему примеру выполнения.
Блок 1500 подключения роторной лопасти может быть размещен на деревянной детали 200 и поднят под углом α, равным, например, 30°, посредством подъемного механизма 1000. Для этого салазки 1400 могут быть закреплены болтом, например, в отверстии 1005. Согласно третьему примеру выполнения устанавливают только один блок подключения роторной лопасти. Затем подъемный механизм 1000 с этим одиночным блоком 1500 подключения лопасти можно поднять и, как описывалось выше, установить на ступице ротора.
На Фиг. 11a - Фиг. 11g показаны различные виды подъемного механизма согласно изобретению при монтаже компонентов ветроэнергетической установки согласно третьему примеру выполнения. Подъемный механизм 2000 согласно третьему примеру выполнения имеет первый крепежный узел 2110 и второй крепежный узел 2120. Далее, этот подъемный механизм имеет кронштейн 2200. Подъемный механизм имеет три различных крюка или проушины 2001-2003, предназначенные для приема крюка крана. Первый и второй крепежные узлы 2110, 2120 расположены под углом α друг к другу. Этот угол α может составлять, например, 30°. На первом крепежном узле 2110 может быть закреплен, например, первый компонент 2500 ветроэнергетической установки, а на втором крепежном узле 2120 - второй компонент 2502 ветроэнергетической установки. Как показано на Фиг. 11a, крюк крана цепляется в первый крюк 2100 вблизи второго крепежного узла 2120, и подъемный механизм 2000 с обоими компонентами 2500, 2502 ветроэнергетической установки поднимается, в то время как ротор ветроэнергетической установки поворачивается в положение на 3 часа, так что можно вводить компонент 2500. Это показано, например, на Фиг. 11b. Затем, как показано на Фиг. 11c, ротор может быть повернут на 60° против часовой стрелки, а крюк крана может быть передвинут и закреплен на третьем крюке 2300 (см. Фиг. 11d). Затем можно поднимать подъемный механизм 2000 вместе с компонентом 2500, который может представлять собой, например, блок подключения лопасти. Затем, как показано на Фиг. 11f, подъемный механизм 2000 может быть перемещен на другую сторону ротора, причем блок 2500 подключения лопасти находится в положении на 3 часа, так что он вводится в ступицу ротора, находящуюся в положении на 9 часов, и может быть закреплен там. Затем подъемное устройство можно удалить, как показано на Фиг. 11g, причем крюк крана может быть после этого вдет во второй крюк 2200.
На Фиг. 12a - Фиг. 12f показаны различные виды подъемного механизма для монтажа компонентов ветроэнергетической установки согласно четвертому примеру выполнения. Подъемный механизм 3000 имеет первый участок 3100 с первым и вторым крепежными узлами 3110, 3120. Кроме того, подъемный механизм 3000 имеет второй участок 3200, который может быть выполнен как кронштейн и опционально может поворачиваться относительно первого участка. Первый и второй крепежные узлы 3110, 3120 могут быть выполнены, например, по существу, параллельными друг другу. Компонент ветроэнергетической установки, например, блоки 3500, 3502 подключения лопасти могут закрепляться на первом и втором крепежных узлах 3110, 3120. Подъемный механизм 3000 согласно четвертому примеру выполнения может быть поднят, в то время как присоединительный элемент роторной лопасти ротора находится в положении на 3 часа (Фиг. 12a), как видно на Фиг. 12b, подлежащий установке компонент 3502 может быть введен в присоединительный элемент роторной лопасти и закреплен на ступице роторной лопасти. Затем кронштейн 3200, как показано на Фиг. 12b, может быть повернут, и подъемный механизм 3000 может быть освобожден от блока 3502 подключения лопасти (Фиг. 12c). После этого подъемное устройство 3000 может быть поднято над ротором, и блок 3500 подключения лопасти может быть введен в присоединительный элемент лопасти в положении на 11 часов. Для этого кронштейн 3200 может быть повернут относительно первого участка 3100, так что компонент 3500 может быть закреплен (Фиг. 12e). Затем компонент 3500 можно удалить с подъемного механизма, а подъемный механизм посредством крана можно опустить вниз.
На Фиг. 13a - Фиг. 13f показаны различные этапы при монтаже компонента ветроэнергетической установки согласно пятому примеру выполнения. Согласно пятому примеру выполнения предусмотрен подъемный механизм 4000, который имеет лишь первый крепежный узел, а также кронштейн. На кронштейне могут быть предусмотрены несколько точек крепления для крана. Как показано на Фиг. 13a, ступицу ротора поворачивают так, что присоединительный элемент ступицы находится в положении на 3 часа. Компонент 4500, который подсоединен к крепежному узлу подъемного механизма 4000, подводится к ступице ротора и закрепляется. Затем подъемный механизм 4000 удаляют (Фиг. 13c), и второй компонент 4502 закрепляют на подъемном механизме. Подъемный механизм 4000 затем поднимают, и второй компонент 4502 закрепляют на присоединительном элементе ступицы роторной лопасти в положении на 11 часов (см. Фиг. 13d, Фиг. 13e). Затем ротор поворачивают по часовой стрелке до тех пор, пока присоединительный элемент ступицы роторной лопасти не окажется в положении на 9 часов. После этого можно осуществить дальнейший монтаж компонента.
Подъемный механизм согласно изобретению служит, в частности, для того, чтобы поднимать от одного до двух однотипных конструктивных элементов в различные угловые положения. Такого рода конструктивными элементами могут быть блоки подключения лопастей, крепежные стаканы для лопастей, переходной элемент лопасти, переходной элемент лопасти, включающий опорный подшипник лопасти, или тому подобное.
Подъемный механизм согласно одному аспекту данного изобретения имеет основную раму, двутавровую балку, салазки, фланец наверху со стороны двутавровой балки, фланец наверху, фланец внизу, платформу, выемку под кольцевые стропы и ножку двутавровой балки.
С помощью предлагаемого изобретением подъемного механизма, а также предлагаемым изобретением способом монтажа компонентов ветроэнергетической установки можно одновременно поднимать несколько частей, предпочтительно две части за один единственный крановый путь. Это является преимуществом в отношении числа крановых путей и кранового времени и дает эффективную конструкцию ветроэнергетической установки. При этом, в частности, следует учитывать, что при скорости ветра от 9 до 10 м/сек нельзя поднимать компоненты с помощью крана. Поэтому предпочтительным является сокращение кранового времени или, соответственно, уменьшение крановых путей.
1. Подъемный механизм (1000) для подъема компонентов ветроэнергетической установки (100), содержащий
по меньшей мере один первый и один второй крепежные узлы (1110, 1120) для крепления соответствующего компонента (1500, 1502) ветроэнергетической установки (100) и
первый участок (1100) и второй участок (1200) с множеством отверстий (1001-1008), причем отверстия вдоль второго участка (1200) выполнены под различными углами относительно первого и второго крепежных узлов (1110, 1120),
причем первый участок (1100) содержит первый и второй кронштейны (1111, 1112), на которых предусмотрено по одной первой части (1113) первого и второго крепежных узлов (1110, 1120), и
базовый участок (1300), имеющий две вторые части (1314) первого и второго крепежных узлов (1110, 1120),
причем эти две вторые части (1314) выполнены поворотными на базовом участке (1300) и имеют рабочую позицию и транспортировочную позицию.
2. Подъемный механизм по п. 1, причем
второй участок (1200) расположен под углом к первому и второму крепежным узлам (1110, 1120).
3. Подъемный механизм по любому из пп. 1 или 2, дополнительно содержащий
салазки (1400), фиксируемые в одном из множества отверстий (1001-1008),
причем салазки (1400) имеют серьгу или проушину (1410) для приема крюка крана.
4. Подъемный механизм по любому из пп. 1-3, причем
первый участок (1100) имеет часть (1134), выполненную с возможностью прифланцовки ко второй части (1132) первого участка (1100).
5. Подъемный механизм по любому из пп. 1-4, причем
первый и второй крепежные узлы (1110, 1120) расположены, по существу, параллельно друг другу.
6. Способ монтажа компонентов ветроэнергетической установки на ветроэнергетической установке посредством подъемного механизма, содержащего по меньшей мере один первый и один второй крепежные узлы (1110, 1120) для крепления соответствующего компонента (1500, 1502) ветроэнергетической установки (100), и участок (1200) с множеством отверстий (1004-1008), причем отверстия (1004-1008) выполнены вдоль указанного участка (1200) под различными углами относительно первого и второго крепежных узлов (1110, 1120), и салазки (1400), фиксируемые в одном из множества отверстий (1004-1008), включающий следующие этапы:
- закрепление по меньшей мере одного первого и одного второго компонентов (1500, 1502) ветроэнергетической установки (100) на указанном по меньшей мере одном первом и одном втором крепежном узле (1110, 1120) подъемного механизма (1000),
- фиксация салазок (1400) в одном отверстии (1004) таким образом, что закрепленный на салазках (1400) крюк крана ориентирован, по существу, перпендикулярно первому и второму крепежным узлам (1110, 1120),
- закрепление одного из компонентов (1500, 1502) ветроэнергетической установки (100), зафиксированного на первом или на втором крепежном узле (1110, 1120), на первом присоединительном элементе ступицы ротора, находящемся в положении на 3 часа,
- отсоединение компонентов (1500, 1502) ветроэнергетической установки (100) от первого или второго крепежных узлов (1110, 1120),
- перемещение салазок (1400) и фиксация салазок (1400) в другом отверстии (1008), находящемся между первым и вторым крепежными узлами (1110, 1120),
- поворачивание подъемного механизма (1000) на угол (α) наружу,
- подъем, поворот и перемещение подъемного механизма (1000) таким образом, что второй компонент (1500) ветроэнергетической установки (100), еще закрепленный на первом или на втором крепежном узле (1110, 1120), может быть закреплен на втором присоединительном элементе ступицы ротора,
- закрепление еще зафиксированного на подъемном механизме (1000) компонента ветроэнергетической установки (100) на втором присоединительном элементе ступицы ротора и
- отсоединение компонентов (1500, 1502) ветроэнергетической установки от первого или второго крепежных узлов (1110, 1120).
7. Способ монтажа компонентов ветроэнергетической установки на ветроэнергетической установке посредством подъемного механизма, содержащего по меньшей мере один первый и один второй крепежные узлы (1110, 1120) для крепления соответствующего компонента (1500, 1502) ветроэнергетической установки (100), и участок (1200) с множеством отверстий (1004-1008), причем отверстия (1004-1008) вдоль указанного участка (1200) выполнены под различными углами относительно первого и второго крепежных узлов (1110, 1120), и салазки (1400), фиксируемые в одном из множества отверстий (1004-1008), включающий следующие этапы:
- закрепление по меньшей мере одного первого и одного второго компонентов (1500, 1502) ветроэнергетической установки (100) на указанном по меньшей мере одном первом и одном втором крепежном узле (1110, 1120) подъемного механизма (1000),
- фиксация салазок (1400) в одном отверстии (1004), причем указанные два компонента (1500, 1502) ветроэнергетической установки (100) ориентированы, по существу, под углом 30°,
- подъем подъемного механизма (1000),
- закрепление одного из компонентов (1500, 1502) ветроэнергетической установки, зафиксированного на первом или на втором крепежном узле (1110, 112), на первом присоединительном элементе ступицы ротора, находящемся в положении на 11 часов,
- перемещение ступицы ротора так, что подъемный механизм (1000) оказывается в положении на 9 часов,
- отсоединение компонентов (1500, 1502) ветроэнергетической установки от первого или второго крепежных узлов (1110, 1120),
- перемещение салазок (1400) и фиксация салазок (1400) в другом отверстии (1008), находящемся между первым и вторым крепежными узлами (1110, 1120),
- поворачивание подъемного механизма (1000) на угол (α) наружу.
