叶片提升元件及其相关方法

申请号 CN201080061330.1 申请日 2010-12-30 公开(公告)号 CN102713279B 公开(公告)日 2015-02-18
申请人 歌美飒创新技术公司; 发明人 爱瑞·艾柔塞纳·德拉鲁阿; 埃内科·桑斯·帕斯奎尔;
摘要 叶片 提升元件是放置在叶片根部(1)和叶片 轴承 的移动轨(16)之间的 中间件 (3)。该中间件包括至少一个插入物(9′)或(9″),并借助一个刚性杆(21)或支柱(13)与另一个直径上相对的中间件(3)连接。该中间件具有一用于连接到提升点的孔(5)和另一用于连接到毂的孔(4),后者通过一长 螺栓 (17)或(17′)固定到插入物的孔(2)。叶片上建立的两个提升点在其根部和端部:在根部的提升点由毂上的单独提升点来操纵,而在叶片尖部的提升点由两个提升点来操作:一个来自毂,另一个来自地面。提升方法开始于 水 平放置的叶片,后来移动到垂直 位置 。
权利要求

1.用于涡轮叶片的叶片提升元件,具有至少一个丝绳或套索,其特征在于:
-包括至少两个相互面对的中间件(3),嵌入并紧固在叶片根部(1)的下边缘,并与叶片根部下边缘齐平;
-每个中间件(3)与插入物(2)的至少一个单独的孔重叠,每个重叠部分构成毂连接孔(4),
-每个中间件(3)具有和其上的毂连接孔(4)一样多的插入物,插入物内部有机加工螺纹或没有螺纹,
每个中间件(3)具有一提升点连接孔(5)和在中间件(3)相对直径之间延伸的连接元件。
2.如权利要求1所述的叶片提升元件,其特征在于,所述连接元件是至少一个在提升点连接孔(5)之间延伸的刚性杆(21),或是至少一个来自中间件(3)的壁、垂直于两个贯通孔(4和5)的支柱(13)。
3.如权利要求1所述的叶片提升元件,其特征在于,
-中间件(3)紧固到叶片根部首先是通过旋转至少一个插入物的机加工螺纹到中间件(3)内,然后嵌入或粘附该单元到叶片根部的复合材料上;
中间件和叶片根部与毂轴承的移动轨(16)紧固是通过一个长螺栓(17′)与其一端的螺母(18)配合,同时另一端拧入插入物的内部机加工螺纹。
4.如权利要求3所述的叶片提升元件,其特征在于,将中间件(3)分别与叶片根部(1)和毂轴承的移动轨(16)紧固的螺栓是一个长螺栓,其两端有螺纹且中部有螺纹,螺母(18)紧固在其一端来固定移动轨,较短的中间螺母(19)用于紧固中间件(3),同时另一端拧入适于罩住一端螺纹的插入物的内部。
5.如权利要求4所述的叶片提升元件,其特征在于,用于叶片储存和运输期间的紧固元件是一个将中间件(3)固定到插入物(9′)上的短螺栓(10)。
6.如权利要求1所述的叶片提升元件,其特征在于,中间件(3)的提升点连接孔(5)内安装紧固提升套索的吊环螺栓。
7.如权利要求1所述的叶片提升元件,其特征在于,该元件与提升套索的连接由刚性杆的任何点孔形成,刚性杆的两端紧固到对应中间杆的提升点连接孔(5)。
8.风力涡轮机的叶片提升方法,叶片有权利要求1的元件,毂内有两个提升点和地面上有一个提升点,其特征在于,从地面装配的顺序如下:
-叶片平地躺在塔架脚下,其根部靠近塔架,一套索紧固在根部,而另一套索固定在尖部的工具上;
-拉动叶片根部的套索,叶片开始水平提升直到到叶片尖部的套索从毂到固定地面成一条直线;
-从这点开始,叶片根部开始旋转,采用垂直姿势拉动根部的套索;
-持续拉动根部套索直到叶片根部与毂处于相同高度;
-操纵叶片尖部的套索,毂紧固螺栓面对移动支撑轨,安装完成。
9.如权利要求7所述的叶片提升方法,其特征在于,有两个叶片提升点,一个在根部,另一个在叶片尖部,通过固定叶片的工具在最后三分之一处建立,这两个提升点通过三个外部点操作:
-在来自毂的单一提升点操纵叶片根部提升点。
-叶片尖部提升点在两个提升点处操纵:一个来自毂,另一个来自地面。

说明书全文

叶片提升元件及其相关方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种沿涡轮机叶片根部装备的元件,其允许叶片提升而叶片根部的圆形不变形且无需使用两台起重机。同样描述了提升并将叶片固定到毂上的方法。

背景技术

[0002] 风力转子可以理解为吊舱外旋转的风力涡轮机部件的集合。这些部件是叶片、毂和叶片间距控制机构。站在设计和制造的立场,每个部件被认为是一个独立的元件,必需后来装配。在大型风力涡轮机中,最复杂的连接建立在叶片根部和毂之间,连接与组成叶片间距控制机构的固定/移动轨装置和轴承匹配。
[0003] 使用提升方法通常需要两个起重机将大尺寸风力涡轮机叶片提升并装配在风力涡轮机上。一个起重机高度超过毂的高度和另一个较小尺寸的起重机正确引导从叶片尖部区域提升。
[0004] 这种提升方法的主要困难在于提升套索或提升丝绳和叶片根部上的提升点之间的连接。这些提升点必须经受相当于叶片重量的大部分的巨大载荷。此外,叶片根部的插入物不能用于紧固提升套索,因为,最后阶段叶片装配到毂,毂紧固长螺栓必须提前装进插入物内。另一方面,给定的叶片是由多片薄壁复合材料构成,在薄片制品和提升点之间设计机械结合而不会因为使原始的圆形变形而损坏叶片的结构是很复杂的。
[0005] 最接近现有技术对应于将提升套索和直接作用于如专利DE 1995516和EP1101936的附图中清晰可见的叶片根部连接点固定的不同方法。解决方案显示这些专利适用于小尺寸叶片,后来随着叶片尺寸的增加,过程中多数点变得更复杂:提升期间,在自身重量下叶片结构经受的变形导致叶片根部呈椭圆形,且失去了无困难地将叶片根部插入段容易地对准叶片轴承孔(这些对应于毂)的公差。本发明旨在避免使用两个起重机,从而最小化租赁成本,获得仅需要毂上提升点和地面上锚固点的提升方法。类似于相同申请人的专利P200603165。因此,该发明保留了毂固定长螺栓和阻止叶片根部的圆形段变形的结合元件。

发明内容

[0006] 最终的叶片根部边缘是由几个嵌入或附在复合材料的薄片制品上的金属插入物组成。这些插入物代表与风力涡轮机毂的连接点。由固定轨和移动轨组成的轴承受到风力涡轮机毂的束缚。在执行叶片和毂之间的连接之前,将长螺栓插入每个插入物中,使这个螺栓能随后通过毂轴承上的移动轨,并在一个螺母和其相应垫片的帮助下,完成预加载连接。随着最终毂紧固螺栓插入插入物孔口,在叶片根部的这些插入物不能用于将他们固定到直接或间接紧固到提升叶片的套索上的一些元件。
[0007] 本发明的一个目的是改进叶片根部内的某些插入物,用尽管更短但具有相同特性的插入物和放置在这些插入物和叶片轴承移动轨之间的中间件来替代他们。
[0008] 在第二个实施例中,通过机加工他们的壁来改进叶片根部的某些插入物,使他们可以拧入在插入物和叶片轴承移动轨之间调节的中间件中。这样,最后装配中使用的螺栓可以是一个普通螺栓,无需包括一个带有固定中间件的中间螺纹的双头螺栓。
[0009] 本发明的另一个目的是提供一个中间件和支架,中间件带有紧固通过拉动来提升叶片的套索的元件,支架防止细长形状的叶片根部提升期间叶片全部结构重量引起的变形。
[0010] 本发明的又一目的是通过从位于根部插入物外边的点提起来提升叶片,且这些交叉工具具有足够的刚性来保护根部区域中叶片端部形成的圆周不损坏,而且替代上一段中提到的支架。
[0011] 通过基于附图的随后的详细描述将更好地理解这些和进一步的优势。

附图说明

[0012] 图1显示了叶片根部上的中间件。图1a和1b是两个截面,一个是在插入物上,另一个是在插入物和中间件上。
[0013] 图2构成了插入物和中间件的截面,特别关注临时的紧固。
[0014] 图3构成了插入物和中间件的截面,特别关注两者之间建立的螺纹紧固。
[0015] 图4构成了安装在毂上的插入物-中间件单元的截面。
[0016] 图5是具有固定在中间件之间的刚性工具的叶片根部的截面图。
[0017] 图6显示了具有安装了不同中间件的叶片根部的总体图。
[0018] 图7构成了安装在毂上的插入物-中间件单元的截面。
[0019] 图8包括从“a”到“e”叶片从地面提升到毂的顺序的5个图。

具体实施方式

[0020] 如图1所示,发明的部件用于覆盖用于每个插入件2的孔中的至少一个的叶片的根部1。在所示实施例中,中间件3用的插入物2上有三个孔。中间件3有两种形式的孔口:一种孔4用于连接毂,另一种孔5用于连接到提升点。图1a显示了叶片根部的插入物9上建立的截面AA′,显示了其内部:插入物的壁6、复合材料7和用于固件优选长螺栓的间隙8,在外部,显示了中间件3的壁。图1b显示了连接到比原始插入物9短的插入物
9′、9″时沿线BB′截面的中间件3。
[0021] 图2显示了截面BB′的更多细节。当原始插入物9由长度更短的插入物9′9″替代时,减少叶片根部表面,然后,安装中间件3。
[0022] 运输和储存过程中,为了将中间件3固定到具有较短长度的插入物9′上,使用短螺栓10。此外,中间件3具有一包括提升点紧固元件的间隙12和一阻止叶片根部椭圆化并给予组件刚性的支柱13。
[0023] 如图3所示,在第二个实施例中,使用一些机加工的插入物9″,其通过螺纹连接固定到中间件3且没有壳体螺母用的凹槽或间隙。
[0024] 一旦确定安装到叶片根部1上的中间件3的合适数量,该单元作为整体显示在图4中。在这种情况下,有四个中间件,一个和下一个成90°设置,支柱13沿正交直径横跨叶片根部1。在这个图中所示的实施例中,每个中间件3设置在一个单独的插入物9′上,提升点连接孔5在叶片根部形成的内圆上。在提升点连接孔5内,有图2和3所示的吊环螺栓20或图5中显示的刚性杆21,紧固在前面所述的孔5中。图5中所代表的另一个实施例中,在至少一个提升套索紧固的地方使用刚性杆21能给叶片根部提供足够的刚度,来省略前面实施例的支柱13。
[0025] 当叶片提升并固定在毂上时,该单元如图6所示。毂由叶片轴承14自身、固定支撑轨15和移动的支撑轨16组成。中间件3和移动支撑轨16之间的连接由一个特殊的三段螺纹长螺栓17实现。提到的螺栓具有自己的端部和中间段,中间段有螺纹与螺母18耦合来固定移动轨,与更短的中间螺母19耦合来紧固中间件3,在另一端旋进插入物9′的内部。中间螺母19拧入特殊长螺栓17的中间部分,将来自中间件3的提升负载传递到插入物9′。
[0026] 如果用螺纹插入物9″替代更短的插入物9′,形成上述的第二实施例,图7显示叶片被提升并固定在毂上。该毂包括叶片轴承14自身、固定支撑轨15和移动支撑轨16。中间件3和移动轨16之间的结合由长螺栓17′实现。提到的螺栓17′的两端具有螺纹,一端与螺母18耦合来固定移动轨,同时另一端拧入机加工的插入物9″的内部。同时负载通过中间件3和插入物9″之间的螺纹连接传递。
[0027] 使用本发明的工具,叶片根部1上的插入物9′9″适合安装紧固到毂上的螺栓17、17′,因此,叶片能平和垂直提升,水平地提升发生在第一提升阶段,水平提升同时垂直提升,姿势适合第二提升阶段期间。
[0028] 在形成图8的一组图中描述了提升方法。两个提升点建立在叶片上:在叶片根部的点和叶片尖部的一个,叶片尖部的点通过沿叶片边缘设定的工具在叶片的最后三分之一处建立。这两个提升点从3个外部点来操作。
[0029] -在来自毂的单一提升点操纵叶片根部提升点。
[0030] -叶片尖部提升点在两个提升点处操纵:一个来自毂,另一个来自地面。
[0031] 从地面上装配的顺序如下:
[0032] 叶片在塔架基部水平延伸,其根部靠近塔架(图8a)。提升紧固到叶片根部的套索,叶片开始水平提升。叶片根部提升时,套索通过固定在叶片尖部的工具移动同时从尖部提升。这样持续到来自毂的套索,经过叶片尖部与紧固地面成一条直线(图8b)。从这点开始,叶片根部持续提升,同时叶片开始旋转直到达到其垂直位置(图8c和8d)。提升来自根部的套索持续到叶片根部与毂处于相同高度。操纵叶片尖部的套索,毂紧固螺栓面对移动支撑轨且安装完成(图8e)。叶片的拆卸顺序是颠倒这些相同步骤。
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