用于混合塔架的风力涡轮机的自动提升的系统及其方法

技术领域

本发明介绍了一种与混合塔架风力涡轮机一起使用的自动提升系统。这些风力涡轮机在过渡件上开始装配，塔架的管形上部部件添加到该过渡件上，然后添加机舱(nacelle)和叶片。随后，利用布置在过渡件周围的自动提升系统，组件升高，且模块从底部引入。这样构成的塔架专门设计成用于比160m毂形部高度HH更大的高度。

背景技术

本发明的自动提升系统已经在同一申请人的专利EP3130796中介绍。在该申请中保护了三个提升系统，每个提升系统有与自动提升的塔架连接的提升平台。三个提升系统的基座利用形成三角形的连接结构连接。它的工作方式是，从机舱开始，升高多个部分，并在底部引入模块。所有元件都布置在确定为基本模块的支承件上，在该基本模块中，连续的模块可以固定、提升和随后螺纹连接在一起。该发明使用辅助柱和连接件来进行机舱和构成塔架的不同模块的提升。这些最后的元件并不充分有效，并被改进。

来自同一申请人的随后专利EP3467304引入了重要的优点。它的说明书介绍了在进行自动提升以便通过下部部件来引入模块以及完成装配之前，预先装配风力涡轮机的上部部件。详细介绍的过渡件支承塔架的顶部、机舱和叶片。该过渡件是对在前专利中定义为基本模块的支承件的改进。过渡件和要提升的模块的装配在从基底自身凸出的连接元件上进行，且提升系统锚定在基底自身中，从而避免使用在先前专利中连接三个系统的基座的三角形件。提升系统与支承整个组件的连接结构配合，并允许从底部引入模块，从而避免了先前专利的辅助柱和连接件。

作为本发明目的的新颖自动提升系统改进了现有技术中的现有特征，从而改善了装配时间，并提供了更有效的提升方案。

发明内容

本发明的目的是设计一种提升系统，该提升系统由三个细长井架(mast)以及相应的绞车、滑轮系统、位于所述井架之间并与它们接触的提升三角形件、以及支承所有上述部件的相应基座而形成。相关系统的结构和布置的简单化。组件简单地装配和拆卸，以便它随后转移到下一个风力涡轮机。三个井架从顶部被支承在一起，以便加强该组件。

本发明的另一目的是，与井架的壁接触地上升和下降的提升三角形件由装配在一起的不同零件来形成，这些零件包括引导元件和调节元件，该引导元件用于控制它们与井架的连接，该调节元件用于方便网格模块一旦装配好之后就水平运动，以及它在基底上的相应后续刺穿。

本发明的另一目的是，自动提升系统有新的特征，以便既锚固模块的柱，又在提升上部模块的同时提升下部模块的柱，从而构成装配网格结构模块的新方法，该网格模块构成塔架的下部部件。

为了实现上述目的，所述的所有部件必须模块化，可在常规车辆中运输，并容易装配和拆卸。

根据所述内容，产生以下优点：自动化系统完全模块化、可运输和电动。它设计成在强风条件(18m/s阵风和12m/s平均值)下操作，这减少了组件的不活动时间，并因此有利于节省(与不活动相比)。

附图说明

下面将给出一系列附图的简要说明，这些附图用于更好地理解本发明，且明确地涉及所述发明的实施例，该实施例表示为本发明的非限制示例。

图1表示了风力涡轮机的上部部件和自动提升系统，它们已装配，并准备完成网格部件的装配。

图2a表示了支承基座相对于过渡件的布置，图2b表示了所述基座的细节。

图3a表示了添加到前一图中的提升三角形件的布局，图3b表示了它的细节。

图4a是三角形件的角部的细节，图4b是附接有井架的相同细节。

图5表示了基座上的井架和提升三角形件的布置，从而完成了自动提升系统。

图6表示了井架的轮廓、上部部件的透视详图以及下部部件的另一透视详图。

图7a、7b、7c和7d表示了网格模块在塔架底部处的装配方法的不同时刻。

具体实施方式

图1表示了风力涡轮机的上部部件，该风力涡轮机预先装配有管形塔架(1)、机舱(2)、叶片(3)以及在管形塔架和网格塔架之间的过渡件(4)，该过渡件(4)将借助于提升系统(5)而在底部安装。

图2a表示了过渡件(4)怎样搁置和螺纹连接在升高基底(6)上，在升高基底(6)旁边，支承提升系统(5)和直接定位的基座(7)布置在地面上，而没有接受先前处理。图2b详细表示了使用的三个基座(7)中的一个基座(7)。它被支承在木块(8)上，并由多个叠置的焊接和螺纹连接双T梁(9)来组成。两个上梁(10)支承和锚固井架的支脚和绞车(图中未示出)，并通过多个拉杆(11)而与基底(6)连接。

如图3a所示，提升三角形件(12)布置成与过渡件(4)接界，它的功能是通过支承产生的垂直负载来升高风力涡轮机，这些负载通过提升系统(5)来起作用(react)。图3b详细表示了提升三角形件(12)的主要元素：边和顶点。横向元件是具有梁结构的水平件(13)，它利用最小重量提供了最大刚度。水平件(13)可以是单件，或者由多件联合构成。顶点包括可缩回的螺栓(14)，该螺栓首先穿过过渡件(4)的下部部件的柱，然后穿过模块的柱，该模块的柱将引入，以便完成塔架。顶点还包括引导元件(15)，除了在风影响风力涡轮机时将风的水平力传递到所述井架(17)之外，该引导元件还固定三角形件(12)相对于井架(17)的位置。顶点包括升高和降低三角形件(12)的可运动滑轮保持器(16)。它还包括接口梁(19)，该接口梁(19)用作索缆的支承件，其支承可缩回的螺栓(14)，在该图中，该可缩回螺栓(14)穿过过渡件(4)的柱的下端。

图4a详细表示了当井架未示出时提升三角形件(12)的顶点，图4b详细表示了当井架附接在井架(17)上时提升三角形件(12)的顶点。可运动滑轮保持器(16)通过它们的相应缆索而与井架(17)的滑轮保持器(22)连接。引导元件(15)由具有固定部件的两个U形销、液压千斤顶和可运动表面来构成，可运动表面优选是由特氟隆制造。液压千斤顶的操作通过运动的特氟隆表面来保证在三角形件(12)和井架(17)之间的连续接触。在提升三角形件(12)以及过渡件和模块(该模块将从底部引入)的柱(18)之间的连接件有两种类型：接口梁(19)和液压压机(20)，该接口梁(19)有它的可缩回螺栓(14)，液压压机(20)使得塔架相对于三角形件水平固定，并有双重用途。这些连接件(19、14和20)在所有方向上构成可调节系统，从而避免残余应力，并允许在三角形件(12)在平面中位移，以便调节柱(18)，并能够在基底(6)刺穿的时刻使柱水平地运动。

如图5所示，三个井架(17)布置在提升三角形件(12)的顶点附近，该三角形件再与过渡件(4)接界和连接。井架(17)由网格结构制造，以便使它们尽可能轻，它们由几个能够装配的部分来构成，以使得它们能够很容易地拆卸运输。在井架(17)的顶部处有连接元件(21)，以便使组件具有刚性和稳定性。连接元件(21)是容易装配的螺栓连接支柱。绞车(25)布置在支承基座(7)上在井架(17)的底部。

图6表示了用作塔架式起重机的井架(17)，它被支承和锚固在它的基座(7)上，该基座(7)通过拉杆(11)而固定在基底(6)上。它有导轨(26)，引导元件(15)沿导轨(26)滑动，且在它的上部部件中有固定的滑轮保持器(22)。各滑轮保持器(22)是两个面对的辊(22'和22”)，它们利用它们的相应索缆而与三角形件(12)的可运动滑轮保持器(16)连接。索缆到达上部辊。索缆在两个滑轮保持器辊(22'和22”)之间被一次次地确定路线。使提升三角形件(12)运动的这些缆索从绞车(25)延伸，越过井架(17)(滑轮(23)位于该井架(17)上)的顶部，并附接在固定的滑轮保持器(22)上。绞车(25)是现场连接在发电机组上的电气元件。它有相关联的元件，例如制动系统、卷筒、缆索和存储缆索的料斗。如细节图a和b所示。

提升系统(5)由控制系统完成，该控制系统包括用于设备电气供应的电气柜。它包括用于连接传感器的所有控制系统：速度控制和液压制动控制，以及在操纵过程中的三角形件倾斜控制和提升负载控制(图中未示出)。

提升系统(5)的装配方法包括将过渡件(4)在先装配在它的相应升高基底(6)上。通过辅助起重机，管形塔架(1)的多个部分和机舱(2)进行装配。叶片(3)能够利用起重机或

提升三角形件(12)、基座(7)、三个井架(17)、它们的相应绞车(25)以及支承井架的连接元件(21)进行装配。当基座(7)锚固在基底(6)上时，可伸缩螺栓(14)穿过过渡件(4)的柱(18)的下端，压机(20)驱动，并连接所有部件，在索缆和滑轮准备的情况下，开始授权。

塔架的下部模块的装配方法在图7a、7b、7c和7d中表示。提升三角形件(12)由井架(17)引导，并有调节平面，该调节平面调节下部模块的柱(18)的最终高度和位置。当三角形件(12)上升时，由一个短端连接的柱(18)变得竖直，而相对端较长，并导致柱(18)悬挂，从而防止它沿地面拖动。当柱(18)与上部件(在图7的情况下，过渡件(4))和升高基底(6)螺纹连接时，继续装配对角结构(27)，直到完成模块。

因此，对所需数量的模块重复该处理，利用可缩回螺栓(14)来螺栓连接安装在底部的新模块的柱(18)，因为在柱(18)的端部处存在通孔(28)。