本發(fā)明涉及風輪機葉片的拆卸和重新安裝領域。

背景技術：

風輪機通過葉片旋轉運動將風能轉化為電能。拆卸和重新安裝葉片是風輪機結構和工作的主要難點之一。正常使用條件下，風輪機會受到故障以及自然原因(如閃電、鳥類和大顆粒物撞擊葉片)導致的其他形式危害影響。風輪機葉片傳統(tǒng)拆卸和重新安裝方法大量使用起重機。此傳統(tǒng)方法具有一些缺點，包括需要高起重能力的起重機，需要能夠移動起重機，需要大量燃油以操作起重機，需要大型卡車以運輸起重機部件，風輪機位于非平坦地面時起重機無法進入。已經嘗試一些現有方法以解決上述問題。

例如，PCT出版號WO2011/095167披露一種起吊或降低風輪機葉片的方法和系統(tǒng)。借助通常位于機艙內的風輪機檢修起重機將起吊設備布置在風輪機輪轂中。起吊設備由一個承載件以及安裝在承重板上的一個根部絞盤和一個頂部絞盤組成。根部絞盤和頂部絞盤分別方便安裝根部引線和頂部引線。吊索借助頂部引線連接到葉片頂部。通過相對移動頂部引線和根部引線，將葉片降低到地面。上述專利文件提供的解決方案不使用起重機起吊或減低葉片，但系統(tǒng)仍然缺乏保持葉片的有效機制。

PCT出版號WO2012/065613披露一種不使用起重機，而通過風輪機輪轂操縱風輪機葉片的方法。待拆卸葉片放置在垂直位置，指向地面。升降軛用于降低葉片以便進行維護或維修。引線、鏈條或任何其他已知方法施加降低葉片需要的力。引線連接到升降軛，升降軛通過至少一個滑輪引入輪轂。引線通過輪轂凹陷部分的接收部分引入輪轂。機艙絞盤或地面絞盤操作引線。通過氣動、液壓或電動執(zhí)行器將葉片移向或遠離中間位置。上述專利文件披露使用升降皮帶遮蓋葉片，但未能提供設計的任何詳細信息。皮帶的故障設計導致葉片滑動和掉落至地面，從而造成損壞。

因此需要一種系統(tǒng)與方法，減少風輪機葉片傳統(tǒng)拆卸和重新安裝方法與系統(tǒng)的相關缺陷。

發(fā)明目的

本發(fā)明系統(tǒng)與方法的一些目的如下，并通過以下至少一種具體實施方式滿足：

本發(fā)明的一個目的是提供一種拆卸和重新安裝風輪機葉片的系統(tǒng)與方法，有效減少起重機使用。

本發(fā)明的另一個目的是提供一種拆卸和重新安裝風輪機葉片的系統(tǒng)與方法，適用于KW到MW等級風輪機。

本發(fā)明的另一個目的是提供一種拆卸和重新安裝風輪機葉片的系統(tǒng)與方法，可在更高高度進行操作。

本發(fā)明的另一個目的是提供一種拆卸和重新安裝風輪機葉片的移動式系統(tǒng)與方法。

本發(fā)明的另一個目的是提供一種拆卸和重新安裝風輪機葉片的經濟系統(tǒng)與方法。

本發(fā)明的另一個目的是提供一種拆卸和重新安裝風輪機葉片的系統(tǒng)與方法，可在不同地形使用。

本發(fā)明的另一個目的是提供一種拆卸和重新安裝風輪機葉片的節(jié)約時間的系統(tǒng)與方法。

配合附圖閱讀以下說明，本發(fā)明的其他目的和優(yōu)勢將得以進一步明確，但這些描述并不意圖限制本發(fā)明的范圍。

技術實現要素：

按照本發(fā)明，提供一種用于拆卸和重新安裝風輪機葉片的系統(tǒng)。系統(tǒng)包括：

·至少一個第一滑輪，安裝在風輪機底部；

·至少一個第二滑輪，安裝在與葉片相鄰的至少一個葉片，至少一個第二滑輪與至少一個第一滑輪排成一條直線；

·至少一個第三滑輪，至少一個第三滑輪與至少一個第二滑輪組成起重滑車；

·位于葉片實際長度上的一個容器；

·一條升降線路，穿過至少一個第一滑輪，至少一個第二滑輪，至少一個第三滑輪，連接回到至少一個第二滑輪；

·至少一個承重機制，可拉動和釋放升降線路以實現葉片上容器的垂直移動；

·一個重物支撐機制，連接到葉片的工作底部，用于在拆卸和重新安裝時支撐葉片；

·連接到至少一個第三滑輪的至少一個保持機制，至少一個保持機制用于保持容器。

通常系統(tǒng)還包括一個安裝在風輪機塔底部的夾具，夾具用于安裝至少一個第一滑輪。此外，系統(tǒng)還包括一個升降機，用于將至少一個人運送到風輪機實際高度。此外，至少一個第一滑輪為單向滑輪。此外，至少一個第二滑輪為雙向滑輪。此外，至少一個第三滑輪為單向滑輪。通常，從起重機、人力和至少一個絞盤組成的組中選擇至少一個重物支撐機制和至少一個承重機制。此外，從繩索、鏈條和皮帶組成的組中選擇至少一種升降線路。容器為聚酯籃。通常保持機制為掛鉤。

按照本發(fā)明提供一種拆卸風輪機葉片的方法，包括以下步驟：

·將待拆卸葉片置于6點鐘位置；

·將葉片鎖定在6點鐘位置；

·在風輪機底部組裝夾具；

·在夾具上安裝至少一個第一滑輪；

·在葉片相鄰的葉片上安裝至少一個第二滑輪；

·安裝至少一個第三滑輪，與所述至少一個第二滑輪組成起重滑車；

·在葉片實際長度上連接容器；

·連接至少一個升降線路，從承重機制經過至少一個第一滑輪、至少一個第二滑輪、至少一個第三滑輪，回到至少一個第二滑輪；

·利用保持機制將第三滑輪連接到容器；

·將重物支撐機制連接到葉片的底部工作部分；

·通過操作升降線路降低葉片。

通常，在風輪機葉片上連接容器的步驟包括：

·將升降機升高到待拆卸葉片的實際高度；

·借助重物支撐機制拉動升降線路；

·引導容器經過待拆卸葉片上方；

·繃緊容器皮帶。

按照本發(fā)明提供一種重新安裝風輪機葉片的方法，包括以下步驟：

·將待安裝葉片的輪轂安裝面置于6點鐘位置；

·調整葉片位置，與輪轂位置保持一條直線；

·將容器連接到葉片的至少一部分；

·利用保持機制將第三滑輪連接到容器；

·將重物支撐機制連接到葉片的底部工作部分；

·將升降線路連接到承重機制；

·操作承重機制，升降承載葉片的容器；

·將葉片安裝在輪轂內。

通常，在輪轂內安裝葉片后進行以下步驟：

·升高升降機，允許至少一個人位于其中，在輪轂內重新安裝葉片后松開容器皮帶；

·釋放承重機制的升降線路，降低容器。

附圖說明

下面將借助附圖介紹本發(fā)明中一種用于拆卸和重新安裝風輪機葉片的系統(tǒng)與方法，其中：

圖1是按照本發(fā)明一種具體實施方式的風輪機葉片拆卸和重新安裝系統(tǒng)的正視圖；

圖2a是圖1系統(tǒng)輪轂的正視圖；

圖2b是圖1系統(tǒng)的地面絞盤、塔底部夾具和第一滑輪的正視圖；

圖2c是圖1系統(tǒng)容器的側視圖。

圖3是圖1系統(tǒng)的軸測圖。

具體實施方式

下面將借助附圖詳細說明本發(fā)明中用于拆卸和重新安裝風輪機葉片的系統(tǒng)與方法的一種首選具體實施方式。首選具體實施方式不限制發(fā)明的范圍和界限。完全通過實施例和示意圖形式進行說明。

通過參照下列描述中的非限定性具體實施方式，對此處具體實施方式及其各種特征和有利細節(jié)進行說明。其中省去了對已知組分及處理技術的描述，以避免不必要地使本發(fā)明的具體實施方式模糊不清。本發(fā)明所采用的實施例僅旨在便于理解本發(fā)明具體實施方式可能的實踐方式，并進而使本領域的技術人員能夠實踐本發(fā)明的實施方式。因此，不應將此類實施例視為限制本發(fā)明具體實施方式的范圍。

風輪機葉片傳統(tǒng)拆卸和重新安裝系統(tǒng)的相關缺點主要歸結于流程中使用起重機。風輪機安裝在不方便進入的地形時，難以使用起重機。起重機還消耗大量燃油，增加傳統(tǒng)系統(tǒng)的運營成本。此外，起重機限制拆卸和重新安裝工作的操作高度。提議系統(tǒng)的一些主要目標包括限制使用起重機，方便移動拆卸和重新安裝風輪機葉片需要的資源。

參考附圖，顯示圖1所示風輪機拆卸和重新安裝正視圖的系統(tǒng)通常用參考數字10表示。圖1中的示意圖分為三個主要子結構，分別是機艙和輪轂設備，地面操作，以及風輪機葉片設備。這些子結構分別用參考數字100、200和300表示。圖2a、2b和2c分別表示這三個子結構。圖3是用于拆卸和重新安裝風輪機葉片20的操作軸測圖。

風流入擊打風輪機葉片20和56，反過來啟動轉子(未顯示)。轉子和風輪機葉片20轉動主軸(未顯示)，主軸通過可選中間齒輪(未顯示)啟動發(fā)電機(未顯示)。風輪機葉片20和56始終受到故障和損壞影響，因此需要定期維護。輪轂16和機艙18的內部元件包括轉盤軸承38，也需要定期維護，維護時應拆卸風輪機葉片20。系統(tǒng)10采用便攜式資源，與風輪機連接時可提供必要機械裝置，利用風輪機結構優(yōu)勢拆卸和重新安裝風輪機葉片20。

拆卸和重新安裝風輪機葉片20需要的資源包括至少一個承重機制22，至少一個第一滑輪26，至少一個第二滑輪34，至少一個第三滑輪58，(可選)至少一個第四滑輪(未顯示)，一個塔底部夾具24，至少一個升降線路28，至少一個容器30，至少一個重物支撐機制48(用于支撐風輪機葉片20)，以及至少一個保持機制(未顯示)，用于連接第三滑輪58和容器30。

保持機制的主要用途是將至少一個第三滑輪58連接到容器30。至少一個第二滑輪34和至少一個第三滑輪58組成起重滑車。至少一個第三滑輪58包含保持機制。保持機制建議為掛鉤(未顯示)。

風輪機的機艙18包含絞盤(未顯示)。從絞盤開始的機艙絞盤升降線路(未顯示)用于升降執(zhí)行風輪機葉片20拆卸和重新安裝操作需要的不同工具。機艙18還包含至少一個圓筒(未顯示)，周圍纏繞支撐線路(未顯示)。圓筒周圍纏繞的支撐線路建議為繩索。在一個具體實施方式中，機艙18包含兩個此類圓筒，繩索通過U形夾(未顯示)連接。繩索用于支撐升降機。升降機用于運載操作員，幫助將容器30引導在風輪機葉片20上方。

從絞盤、人力和起重機組成的組中選擇承重機制22。在首選具體實施方式中，使用絞盤作為承重機制，因為絞盤便于運輸并且功率尺寸比高。影響絞盤選擇的四個主要因素包括絞盤等級、重物拉動與提升、功率和占空系數。在拆卸和重新安裝風輪機葉片20方面影響絞盤選擇的一些其他因素包括線路速度、螺線管類型、電機類型以及在崎嶇室外地形中的使用。

系統(tǒng)10由至少三個滑輪組成。第一滑輪26是單向滑輪，第二滑輪34是雙向滑輪，第三滑輪58是單向滑輪。影響滑輪26、34和58選擇的一些因素包括操縱能力和傳遞功率。

系統(tǒng)10還包括至少一個升降線路28。升降線路28包括但不局限于繩索、皮帶和鏈條。升降線路28的材料包括但不局限于鋼、尼龍、聚丙烯、聚酯和天然纖維，建議選擇鋼。

塔底部夾具24采用環(huán)狀結構，按照一種具體實施方式，為連接到風輪機塔14底部的圓形。塔底部夾具24具有安裝第一滑輪26的機制。在一個具體實施方式中，塔底部夾具24采用標準鋼制造。通常，塔底部夾具24的設計取決于多個因素，如塔14底部周長，與塔底部夾具24連接的滑輪26的待平衡重量，從塔14底部連接和釋放塔底部夾具24的方便程度。在一個具體實施方式中，塔底部夾具24夾持在塔14底部，通過螺栓和銷(未顯示)固定?；?6承載來自地面安裝的承重機制22的升降線路28。第二滑輪34安裝在與風輪機葉片20相鄰的至少一個風輪機葉片56根部。如圖2a所示，按照一個具體實施方式，兩個第二滑輪34安裝在與待拆卸葉片20相鄰的兩個風輪機葉片56。

系統(tǒng)10還包括一個容器30，容器由至少一個皮帶和繩索組成，取決于多個設計因素，如葉片20的重量和葉片20的表面曲率。容器30還具有借助保持機制連接第三滑輪58的裝置。在一個具體實施方式中，容器30為聚酯籃。使用聚酯的優(yōu)勢包括高重物支撐能力、低收縮和保持形狀的能力。按照一個具體實施方式，容器30設計可承受7倍風輪機葉片20重量。

如圖2c所示，容器30包括一個主皮帶46，用于將整個容器30引導在風輪機葉片20上。此外，容器30還包括一個主升降皮帶44，與主皮帶46垂直。容器襯底36連接到主升降皮帶44。容器襯底36還包括圓吊索42，在風輪機葉片20表面滑動時可按照容器襯底36施加的張力自我調節(jié)。容器襯底36的一端通過末端鎖定皮帶40固定。另一個不直接構成容器30的皮帶是輔助皮帶50(如圖3所示)。主皮帶46、主升降皮帶44和圓吊索42連接在一起，避免拆卸或重新安裝風輪機葉片20時，風輪機葉片20滑動和掉落。輔助皮帶50具有固定在重物支撐機制48的索具設備(未顯示)的裝置。固定索具的裝置確保升降風輪機葉片20時穩(wěn)定并且不會損壞。

按照一種具體實施方式，系統(tǒng)10還包含一個升降機(未顯示)。升降機的功能是將至少一名操作員升降至所需高度。與支撐線路(未顯示)連接的升降機垂直移動，允許其中的操作員將容器30引導在風輪機葉片20上。操作員還將容器30皮帶張緊在葉片20表面。

按照一種具體實施方式，系統(tǒng)10還包括一個網狀皮帶32。網狀皮帶32包括但不局限于皮帶、鏈條和繩索。按照一種具體實施方式，網狀皮帶32采用聚酯材料。網狀皮帶32的主要功能是支撐至少一個第二滑輪34。

通常，重物支撐機制48為起重機(如圖3所示)，但也可使用人力和基于絞盤的支撐。重物支撐機制48的主要元件包括懸臂/臂52，至少一個臂滑輪54，以及與輔助皮帶50連接的至少一個掛鉤(未顯示)。

拆卸風輪機葉片20時先確保不同安全注意事項。找出合適位置安裝承重機制22。在一個具體實施方式中，承重機制22包括安裝在合適位置，并與風輪機中心軸保持相等距離的兩個電動絞盤。通常，至少將一個栓(未顯示)穿過平臺打入地下12來進行安裝。此外，還為承重機制22提供配重。配重材料至少為混凝土和金屬中的一種。栓和配重的主要用途是避免工作時承重機制22滑動和滑倒。按照一個具體實施方式，設備還包括兩個用于支撐牽引線(未顯示)的繩索導架。

在一個具體實施方式中，風輪機偏轉，將待拆卸的風輪機葉片20置于6點鐘位置。在一個具體實施方式中，手動將風輪機葉片20置于6點鐘位置，但可以借助外部工具或風力。

待拆卸風輪機葉片20位于6點鐘位置后，在輪轂16上加裝至少一個鎖(未顯示)以避免繼續(xù)旋轉。在一個具體實施方式中，鎖為剎車盤類型。鎖定至少為機械/液壓類型。機艙18的工作人員在風輪機主軸(未顯示)周圍連接支撐線路。升降機連接到支撐線路。然后釋放扭矩。在一個具體實施方式中，交替釋放葉片螺栓(未顯示)約50％的扭矩。然后釋放夾(未顯示)，釋放類型從液壓、電動和機械組成的組中選擇。

地面團隊組裝塔底部夾具24。通過手動、液壓或氣動方式固定螺栓和銷(未顯示)。

然后地面團隊卸載容器30。機艙18的工作人員安裝至少一個第二滑輪34。在一個具體實施方式中，升降兩個第二滑輪34。第二滑輪34到達輪轂16后，機艙18的工作人員沿相鄰風輪機葉片56外圍連接網狀皮帶32。按照一個具體實施方式，重物支撐機制48用于從塔底部夾具24安裝的第一滑輪26拉動升降線路28。升降線路28的另一端穿過第一滑輪26、第二滑輪34和第三滑輪58上方，回到第二滑輪58。第三滑輪58借助保持機制連接到容器30。重物支撐機制48拉動升降線路28時，容器30升降。風輪機葉片20進入容器30。在一個具體實施方式中，升降機中的操作員引導風輪機葉片20進入容器30。

按照本發(fā)明的一個具體實施方式，容器30牢固固定至風輪機葉片20后，工作人員繼續(xù)使用承載至少一個第二滑輪34的同一網狀皮帶32。在另一個具體實施方式中，機艙中的工作人員從相鄰葉片56取下網狀皮帶32，更換為另一個承重能力更高的承載至少一個第四滑輪的網狀皮帶(未顯示)。

按照一個具體實施方式，保持機制和第三滑輪58的連接為螺栓鉤環(huán)。反復檢查所有連接和接頭后，釋放將風輪機葉片20固定到輪轂16的其余螺栓。承重機制22操作通過下降釋放葉片20，從而拆卸風輪機葉片20。按照一個具體實施方式，升降線路28為繩索，重物支撐機制48為起重機。

釋放的風輪機葉片20到達重物支撐機制48可以工作的高度后，穿過重物支撐機制48的塔52底部的臂滑輪54連接風輪機葉片20上引導的輔助皮帶50，如圖3所示。風輪機葉片20下降得越低，塔52越遠離風輪機。這樣將風輪機葉片20的方向從垂直改為水平。風輪機葉片20與地面平行后，所有掛鉤和索具釋放。

要重新安裝風輪機葉片20，反過來進行上述過程。重物支撐機制48重新連接到輔助皮帶50。地面安裝的至少一個承重機制22拉動升降線路28。這使得風輪機葉片20方向從水平位置改為垂直位置，連接進入輪轂16。機艙18的團隊重新連接拆卸風輪機葉片20時拆除的所有螺栓和管件。

技術優(yōu)勢

本發(fā)明提供的技術優(yōu)勢如下：

·一種拆卸和重新安裝風輪機葉片的系統(tǒng)與方法，適用于KW到MW等級風輪機；

·一種拆卸和重新安裝風輪機葉片的系統(tǒng)與方法，有效減少起重機使用；

·一種拆卸和重新安裝風輪機葉片的系統(tǒng)與方法，可在更高高度執(zhí)行操作；

·一種拆卸和重新安裝風輪機葉片的系統(tǒng)與方法，具有便攜性；

·一種拆卸和重新安裝風輪機葉片的系統(tǒng)與方法，成本低廉；

·一種拆卸和重新安裝風輪機葉片的系統(tǒng)與方法，可用于不同地形；

·一種拆卸和重新安裝風輪機葉片的系統(tǒng)與方法，節(jié)約時間。

貫穿本說明書中的單詞“包括”，或其變形都被理解為意指包含一種所述要素、整數或步驟、或一組要素、整數或步驟，但不排除任何其他要素、整數或步驟，或要素、整數或步驟組。

詞語“至少”或“至少一個”的用法表明使用一個或多個元素或成分或數量，本發(fā)明實施例中的使用是為實現一個或多個期望的對象或結果。

上述具體實施方式的描述將充分披露本發(fā)明中具體實施方式的一般性，在沒有脫離一般概念的前提下，其他人可以很容易地運用現有知識修改和/或調整此類具體實施方式的各種應用。因此，這些調整和修改應被確定為包含在與所披露的具體實施方式相當的含義和范圍內。需要了解的是，文中所使用的措辭或用辭是為了描述而非限制。因此，雖然文中的具體實施方式描述的是首選具體實施方式，熟知本領域的技術人員認識到在所描述的具體實施方式的精神與范圍內，可以對文中的具體實施方式進行修改。