專(zhuān)利名稱(chēng)：葉片提升元件及其相關(guān)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種沿風(fēng)力渦輪機(jī)葉片根部裝備的元件，其允許葉片提升而葉片根部的圓形不變形且無(wú)需使用兩臺(tái)起重機(jī)。同樣描述了提升并將葉片固定到轂上的方法。
背景技術(shù)：
風(fēng)力轉(zhuǎn)子可以理解為吊艙外旋轉(zhuǎn)的風(fēng)力渦輪機(jī)部件的集合。這些部件是葉片、轂和葉片間距控制機(jī)構(gòu)。站在設(shè)計(jì)和制造的立場(chǎng)，每個(gè)部件被認(rèn)為是一個(gè)獨(dú)立的元件，必需后來(lái)裝配。在大型風(fēng)力渦輪機(jī)中，最復(fù)雜的連接建立在葉片根部和轂之間，連接與組成葉片間距控制機(jī)構(gòu)的固定/移動(dòng)軌裝置和軸承匹配。使用提升方法通常需要兩個(gè)起重機(jī)將大尺寸風(fēng)力渦輪機(jī)葉片提升并裝配在風(fēng)力渦輪機(jī)上。一個(gè)起重機(jī)高度超過(guò)轂的高度和另一個(gè)較小尺寸的起重機(jī)正確引導(dǎo)從葉片尖部區(qū)域提升。這種提升方法的主要困難在于提升套索或提升鋼絲繩和葉片根部上的提升點(diǎn)之間的連接。這些提升點(diǎn)必須經(jīng)受相當(dāng)于葉片重量的大部分的巨大載荷。此外，葉片根部的插入物不能用于緊固提升套索，因?yàn)?，最后階段葉片裝配到轂，轂緊固長(zhǎng)螺栓必須提前裝進(jìn)插入物內(nèi)。另一方面，給定的葉片是由多片薄壁復(fù)合材料構(gòu)成，在薄片制品和提升點(diǎn)之間設(shè)計(jì)機(jī)械結(jié)合而不會(huì)因?yàn)槭乖嫉膱A形變形而損壞葉片的結(jié)構(gòu)是很復(fù)雜的。最接近現(xiàn)有技術(shù)對(duì)應(yīng)于將提升套索和直接作用于如專(zhuān)利DE 1995516和EP1101936的附圖中清晰可見(jiàn)的葉片根部連接點(diǎn)固定的不同方法。解決方案顯示這些專(zhuān)利適用于小尺寸葉片，后來(lái)隨著葉片尺寸的增加，過(guò)程中多數(shù)點(diǎn)變得更復(fù)雜提升期間，在自 身重量下葉片結(jié)構(gòu)經(jīng)受的變形導(dǎo)致葉片根部呈橢圓形，且失去了無(wú)困難地將葉片根部插入段容易地對(duì)準(zhǔn)葉片軸承孔(這些對(duì)應(yīng)于轂)的公差。本發(fā)明旨在避免使用兩個(gè)起重機(jī)，從而最小化租賃成本，獲得僅需要轂上提升點(diǎn)和地面上錨固點(diǎn)的提升方法。類(lèi)似于相同申請(qǐng)人的專(zhuān)利P200603165。因此，該發(fā)明保留了轂固定長(zhǎng)螺栓和阻止葉片根部的圓形段變形的結(jié)合元件。

發(fā)明內(nèi)容
最終的葉片根部邊緣是由幾個(gè)嵌入或附在復(fù)合材料的薄片制品上的金屬插入物組成。這些插入物代表與風(fēng)力渦輪機(jī)轂的連接點(diǎn)。由固定軌和移動(dòng)軌組成的軸承受到風(fēng)力渦輪機(jī)轂的束縛。在執(zhí)行葉片和轂之間的連接之前，將長(zhǎng)螺栓插入每個(gè)插入物中，使這個(gè)螺栓能隨后通過(guò)轂軸承上的移動(dòng)軌，并在一個(gè)螺母和其相應(yīng)墊片的幫助下，完成預(yù)加載連接。隨著最終轂緊固螺栓插入插入物孔口，在葉片根部的這些插入物不能用于將他們固定到直接或間接緊固到提升葉片的套索上的一些元件。本發(fā)明的一個(gè)目的是改進(jìn)葉片根部?jī)?nèi)的某些插入物，用盡管更短但具有相同特性的插入物和放置在這些插入物和葉片軸承移動(dòng)軌之間的中間件來(lái)替代他們。在第二個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)機(jī)加工他們的壁來(lái)改進(jìn)葉片根部的某些插入物，使他們可以擰入在插入物和葉片軸承移動(dòng)軌之間調(diào)節(jié)的中間件中。這樣，最后裝配中使用的螺栓可以是一個(gè)普通螺栓，無(wú)需包括一個(gè)帶有固定中間件的中間螺紋的雙頭螺栓。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一個(gè)中間件和支架，中間件帶有緊固通過(guò)拉動(dòng)來(lái)提升葉片的套索的元件，支架防止細(xì)長(zhǎng)形狀的葉片根部提升期間葉片全部結(jié)構(gòu)重量引起的變形。本發(fā)明的又一目的是通過(guò)從位于根部插入物外邊的點(diǎn)提起來(lái)提升葉片，且這些交叉工具具有足夠的剛性來(lái)保護(hù)根部區(qū)域中葉片端部形成的圓周不損壞，而且替代上一段中提到的支架。 通過(guò)基于附圖的隨后的詳細(xì)描述將更好地理解這些和進(jìn)一步的優(yōu)勢(shì)。


圖I顯示了葉片根部上的中間件。圖Ia和Ib是兩個(gè)截面，一個(gè)是在插入物上，另一個(gè)是在插入物和中間件上。圖2構(gòu)成了插入物和中間件的截面，特別關(guān)注臨時(shí)的緊固。圖3構(gòu)成了插入物和中間件的截面，特別關(guān)注兩者之間建立的螺紋緊固。圖4構(gòu)成了安裝在轂上的插入物-中間件單元的截面。圖5是具有固定在中間件之間的剛性工具的葉片根部的截面圖。圖6顯示了具有安裝了不同中間件的葉片根部的總體圖。圖7構(gòu)成了安裝在轂上的插入物-中間件單元的截面。圖8包括從“a”到“e”葉片從地面提升到轂的順序的5個(gè)圖。
具體實(shí)施例方式如圖I所示，發(fā)明的部件用于覆蓋用于每個(gè)插入件2的孔中的至少一個(gè)的葉片的根部I。在所示實(shí)施例中，中間件3用的插入物2上有三個(gè)孔。中間件3有兩種形式的孔口 一種孔4用于連接轂，另一種孔5用于連接到提升點(diǎn)。圖Ia顯示了葉片根部的插入物9上建立的截面AA'，顯示了其內(nèi)部插入物的壁6、復(fù)合材料7和用于緊固件優(yōu)選長(zhǎng)螺栓的間隙8，在外部，顯示了中間件3的壁。圖Ib顯示了連接到比原始插入物9短的插入物9'、9"時(shí)沿線(xiàn)BB'截面的中間件3。圖2顯示了截面BB'的更多細(xì)節(jié)。當(dāng)原始插入物9由長(zhǎng)度更短的插入物9' 9"替代時(shí)，減少葉片根部表面，然后，安裝中間件3。運(yùn)輸和儲(chǔ)存過(guò)程中，為了將中間件3固定到具有較短長(zhǎng)度的插入物9'上，使用短螺栓10。此外，中間件3具有一包括提升點(diǎn)緊固元件的間隙12和一阻止葉片根部橢圓化并給予組件剛性的支柱13。如圖3所示，在第二個(gè)實(shí)施例中，使用一些機(jī)加工的插入物9"，其通過(guò)螺紋連接固定到中間件3且沒(méi)有殼體螺母用的凹槽或間隙。一旦確定安裝到葉片根部I上的中間件3的合適數(shù)量，該單元作為整體顯示在圖4中。在這種情況下，有四個(gè)中間件，一個(gè)和下一個(gè)成90°設(shè)置，支柱13沿正交直徑橫跨葉片根部I。在這個(gè)圖中所示的實(shí)施例中，每個(gè)中間件3設(shè)置在一個(gè)單獨(dú)的插入物9'上，提升點(diǎn)連接孔5在葉片根部形成的內(nèi)圓上。在提升點(diǎn)連接孔5內(nèi)，有圖2和3所示的吊環(huán)螺栓20或圖5中顯示的剛性桿21，緊固在前面所述的孔5中。圖5中所代表的另一個(gè)實(shí)施例中，在至少一個(gè)提升套索緊固的地方使用剛性桿21能給葉片根部提供足夠的剛度，來(lái)省略前面實(shí)施例的支柱13。當(dāng)葉片提升并固定在轂上時(shí)，該單元如圖6所示。轂由葉片軸承14自身、固定支撐軌15和移動(dòng)的支撐軌16組成。中間件3和移動(dòng)支撐軌16之間的連接由一個(gè)特殊的三段螺紋長(zhǎng)螺栓17實(shí)現(xiàn)。提到的螺栓具有自己的端部和中間段，中間段有螺紋與螺母18耦合來(lái)固定移動(dòng)軌，與更短的中間螺母19耦合來(lái)緊固中間件3，在另一端旋進(jìn)插入物9'的內(nèi)部。中間螺母19擰入特殊長(zhǎng)螺栓17的中間部分，將來(lái)自中間件3的提升負(fù)載傳遞到插入物9'。如果用螺紋插入物9"替代更短的插入物9'，形成上述的第二實(shí)施例，圖7顯示葉片被提升并固定在轂上。該轂包括葉片軸承14自身、固定支撐軌15和移動(dòng)支撐軌16。 中間件3和移動(dòng)軌16之間的結(jié)合由長(zhǎng)螺栓17'實(shí)現(xiàn)。提到的螺栓17'的兩端具有螺紋，一端與螺母18耦合來(lái)固定移動(dòng)軌，同時(shí)另一端擰入機(jī)加工的插入物9"的內(nèi)部。同時(shí)負(fù)載 通過(guò)中間件3和插入物9"之間的螺紋連接傳遞。使用本發(fā)明的工具，葉片根部I上的插入物9' 9"適合安裝緊固到轂上的螺栓17、17'，因此，葉片能水平和垂直提升，水平地提升發(fā)生在第一提升階段，水平提升同時(shí)垂直提升，姿勢(shì)適合第二提升階段期間。在形成圖8的一組圖中描述了提升方法。兩個(gè)提升點(diǎn)建立在葉片上在葉片根部的點(diǎn)和葉片尖部的一個(gè)，葉片尖部的點(diǎn)通過(guò)沿葉片邊緣設(shè)定的工具在葉片的最后三分之一處建立。這兩個(gè)提升點(diǎn)從3個(gè)外部點(diǎn)來(lái)操作。-在來(lái)自轂的單一提升點(diǎn)操縱葉片根部提升點(diǎn)。-葉片尖部提升點(diǎn)在兩個(gè)提升點(diǎn)處操縱一個(gè)來(lái)自轂，另一個(gè)來(lái)自地面。從地面上裝配的順序如下葉片在塔架基部水平延伸，其根部靠近塔架(圖8a)。提升緊固到葉片根部的套索，葉片開(kāi)始水平提升。葉片根部提升時(shí)，套索通過(guò)固定在葉片尖部的工具移動(dòng)同時(shí)從尖部提升。這樣持續(xù)到來(lái)自轂的套索，經(jīng)過(guò)葉片尖部與緊固地面成一條直線(xiàn)(圖Sb)。從這點(diǎn)開(kāi)始，葉片根部持續(xù)提升，同時(shí)葉片開(kāi)始旋轉(zhuǎn)直到達(dá)到其垂直位置(圖8c和8d)。提升來(lái)自根部的套索持續(xù)到葉片根部與轂處于相同高度。操縱葉片尖部的套索，轂緊固螺栓面對(duì)移動(dòng)支撐軌且安裝完成(圖Se)。葉片的拆卸順序是顛倒這些相同步驟。
權(quán)利要求
1.用于風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的葉片提升元件，具有至少一個(gè)鋼絲繩或套索，其特征在于 -包括至少兩個(gè)相互面對(duì)的中間件(3)，緊固在葉片根部(I)的下邊緣； -每個(gè)中間件(3)與插入物(2)的至少一個(gè)單獨(dú)的孔重疊，每個(gè)重疊部分構(gòu)成轂連接孔(4)。
-每個(gè)中間件(3)具有和其上的孔(4) 一樣多的帶有內(nèi)部有機(jī)加工螺紋(9")或沒(méi)有螺紋(9')的插入物， 每個(gè)中間件(3)具有一提升點(diǎn)連接孔(5)和在中間件(3)相對(duì)直徑之間延伸的連接元件(13)。
2.如權(quán)利要求I所述的葉片提升元件，其特征在于，所述連接元件是至少一個(gè)在提升點(diǎn)連接孔(5)之間延伸的剛性桿(21)，或是至少一個(gè)來(lái)自中間件(3)的壁、垂直于兩個(gè)貫通孔(4和5)的支柱(13)。
3.如權(quán)利要求I所述的葉片提升元件，其特征在于， -中間件(3)緊固到葉片根部首先是通過(guò)旋轉(zhuǎn)至少一個(gè)機(jī)加工插入物(9〃 )的螺紋到中間件(3)內(nèi)，然后嵌入或粘附該單元到葉片根部的復(fù)合材料上； 中間件/葉片根部與轂軸承的移動(dòng)軌(16)緊固是通過(guò)一個(gè)長(zhǎng)螺栓(17')與其一端的螺母(18)配合，同時(shí)另一端擰入機(jī)加工插入物(9〃 )的內(nèi)部。
4.如權(quán)利要求3所述的葉片提升元件，其特征在于，將中間件(3)分別與葉片根部(I)和轂軸承的移動(dòng)軌(16)緊固的螺栓是一個(gè)長(zhǎng)螺栓，其兩端有螺紋且中部有螺紋，螺母(18)緊固在其一端來(lái)固定移動(dòng)軌，較短的中間螺母(19)用于緊固中間件(3)，同時(shí)另一端擰入適于罩住一端螺紋的插入物(9')的內(nèi)部。
5.如權(quán)利要求4所述的葉片提升元件，其特征在于，用于葉片儲(chǔ)存和運(yùn)輸期間的緊固元件是一個(gè)將中間件(3)固定到插入物(9')上的短螺栓(10)。
6.如權(quán)利要求I所述的葉片提升元件，其特征在于，中間件(3)的提升點(diǎn)孔(5)內(nèi)安裝緊固提升套索的吊環(huán)螺栓。
7.如權(quán)利要求I所述的葉片提升元件，其特征在于，該元件與提升套索的連接由剛性桿的任何點(diǎn)孔形成，剛性桿的兩端緊固到對(duì)應(yīng)中間桿的提升點(diǎn)連接孔(5)。
8.風(fēng)力渦輪機(jī)的葉片提升方法，葉片有權(quán)利要求I的元件，轂內(nèi)有兩個(gè)提升點(diǎn)和地面上有一個(gè)提升點(diǎn)，其特征在于，從地面裝配的順序如下 -葉片水平地躺在塔架腳下，其根部靠近塔架，一套索緊固在根部，而另一套索固定在尖部的工具上； -拉動(dòng)葉片根部的套索，葉片開(kāi)始水平提升直到到葉片尖部的套索從轂到固定地面成一條直線(xiàn)； -從這點(diǎn)開(kāi)始，葉片根部開(kāi)始旋轉(zhuǎn)，采用垂直姿勢(shì)拉動(dòng)根部的套索； -持續(xù)拉動(dòng)根部套索直到葉片根部與轂處于相同高度； -操縱葉片尖部的套索，轂緊固螺栓面對(duì)移動(dòng)支撐軌，安裝完成。
9.如權(quán)利要求7所述的葉片提升方法，其特征在于，有兩個(gè)葉片提升點(diǎn)，一個(gè)在根部，另一個(gè)在葉片尖部，通過(guò)固定葉片的工具在最后三分之一處建立，這兩個(gè)提升點(diǎn)通過(guò)三個(gè)外部點(diǎn)操作 -在來(lái)自轂的單一提升點(diǎn)操縱葉片根部提升點(diǎn)。-葉片尖部提升點(diǎn)在兩個(gè)提升點(diǎn)處操縱一個(gè)來(lái)自轂，另一個(gè)來(lái)自地面?！?br> 全文摘要
葉片提升元件是放置在葉片根部(1)和葉片軸承的移動(dòng)軌(16)之間的中間件(3)。該中間件包括至少一個(gè)插入物(9′)或(9″)，并借助一個(gè)剛性桿(21)或支柱(13)與另一個(gè)直徑上相對(duì)的中間件(3)連接。該中間件具有一用于連接到提升點(diǎn)的孔(5)和另一用于連接到轂的孔(4)，后者通過(guò)一長(zhǎng)螺栓(17)或(17′)固定到插入物的孔(2)。葉片上建立的兩個(gè)提升點(diǎn)在其根部和端部在根部的提升點(diǎn)由轂上的單獨(dú)提升點(diǎn)來(lái)操縱，而在葉片尖部的提升點(diǎn)由兩個(gè)提升點(diǎn)來(lái)操作一個(gè)來(lái)自轂，另一個(gè)來(lái)自地面。提升方法開(kāi)始于水平放置的葉片，后來(lái)移動(dòng)到垂直位置。
文檔編號(hào)B66C1/66GK102713279SQ201080061330
公開(kāi)日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2010年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月14日
發(fā)明者埃內(nèi)科·桑斯·帕斯奎爾, 愛(ài)瑞·艾柔塞納·德拉魯阿 申請(qǐng)人:歌美颯創(chuàng)新技術(shù)公司