CN109952263A - 提升组件 - Google Patents

Abstract

一种用于提升负载（2）的提升组件（1），包括上部部分（10）和数个独立的下部部分（11A、11B、11C），其中，上部部分（10）包括提升横梁（100）、用于使提升横梁（100）从起重机钩（4）悬挂的悬挂装置（104、105）以及锁定组件（101），所述锁定组件（101）包括实现成将所述上部部分（10）接合到下部部分（11A、11B、11C）的致动器装置（102）；并且其中，下部部分（11A、11B、11C）包括实现成用于连接到负载（2）的提升工具（113、114、115、116）以及实现成与所述上部部分（10）的所述锁定组件（101）接合的锁定接合部分（111）。本发明还描述了使用上述提升组件（1）来提升负载（2）的方法。

Description

提升组件

技术领域

本发明描述了一种用于提升负载的提升组件，以及使用这种提升组件来提升负载的方法。

背景技术

在制造、运输和组装诸如风力涡轮机的大型结构期间，可能需要提升和处理各种部件。例如，在制造阶段期间，大型部件会被起重机从一个位置提升到另一个位置、从制造设施提升到运输设施、从运输设施提升到安装地点等等。在组装和安装期间，可能需要将诸如风力涡轮机机舱单元的部件提升到更高的水平，例如以便将机舱单元安装在塔架上。

在已知处理方法中，风力涡轮机部件在重量和形状上的多样性已需要不同的成套的提升设备以用于不同类型的负载。在安装风力涡轮机时，每种种类的提升过程需要不同的提升配件。这些特制或定制的提升配件（包括所有的控制模块和引导线材）被单独地设计以用于待提升的特定负载。还需要专用索具装备以用于将每个提升配件附接到起重机钩并且用于附接引导线和其他控制器件。必须制造定制工具和解决方案显著增加了制造和组装的总成本。此外，每次必须从起重机钩拆下一个种类的提升配件使得能够附接另一种类的提升配件将会增加事故或损坏的风险。遵守安全程序的必要性增加了这些处理程序所需的总时长，从而也增加了总成本。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种处理不同种类的负载的更有效方法。

这个目的通过权利要求1的提升组件以及通过权利要求12的使用这种提升组件来提升负载的方法实现。

根据本发明，提升组件包括上部部分和数个独立的下部部分。上部部分包括提升横梁、用于使提升横梁从起重机悬挂的悬挂装置以及锁定组件，该锁定组件包括被实现成将上部部分接合到下部部分中的一个的致动器装置。下部部分包括被实现成用于连接到负载的提升工具以及实现成与上部部分的锁定组件接合的锁定接合部分。

根据本发明的提升组件的优点在于，其允许在制造、运输和安装涉及需要被移动和提升的各种不同种类的部件的结构或机器方面实现大量成本节省。始终使用提升组件的上部部分，同时仅根据需要使用各种种类的下部部分。每个下部部分可以成形成承载特定种类的负载，使得每个下部部分可以考虑该负载的任何特定要求，例如避免对负载的外表面的任何损坏的要求；与负载的特定部分接合的要求等等。

本发明的提升组件有效地将技术上改进的上部部分（其可以配备有控制器和引导系统）与相对简单的下部部分分开，并且允许实现上部部分和下部部分之间的快速且简单的接合部分。

根据本发明，使用上述提升组件来提升负载的方法至少包括如下步骤：根据待提升的负载选择下部部分；使该下部部分的锁定接合部分接合到上部部分的锁定组件；使该下部部分的提升工具连接到负载；使上部部分的悬挂装置附接到起重机钩。这些步骤不需要以给定顺序实施，而是可以以任何合适的顺序执行。

本发明的方法允许在涉及多种不同类型的负载的处理过程期间快速且安全地更换提升组件的下部部分。例如当单个起重机正被用于风力涡轮机的组装和安装时，能够以快速且安全的方式执行从一种类型的负载向另一种类型的负载的“移交”可以显著降低总成本。

如下文描述所揭示的，由从属权利要求给出本发明的特别有利的实施例和特征。不同权利要求类别的特征可以酌情组合以给出此处未描述的另外的实施例。

在下文中，在没有以任何方式限制本发明的情况下，可以假定待提升的负载是诸如风力涡轮机部件的大且重的部件。在制造设施处的制造阶段期间、在以公路、轨道和船舶的运输过程期间以及在风力涡轮机地点的最终安装过程期间，风力涡轮机的重型部件（例如机舱单元、转子叶片等等）必须经常被提升和移动。

如上文解释的，本发明的提升组件的优点在于仅需要一个上部部分，并且其可以根据待提升的负载类型而与任何合适的下部部分组合。上部部分可以保持附接到起重机或其他提升/被用于吊装和移动各种不同类型的负载的吊装设备的钩，并且还可以附接到被用于控制负载在提升/吊装过程期间的移动的标记线系统。

每当要提升不同的负载时，仅需要更换下部部分。本发明的提升组件允许快速且安全地执行这种更换。

上部部分的锁定组件被实现成与下部部分的锁定接合部分牢固地接合。在本发明的特别优选的实施例中，多个下部部分的锁定接合部分全都以相同方式构造。使锁定组件接合到锁定接合部分的致动器装置可以以任何合适的方式实现。其可以手动操作或者可以是至少部分自动的。

在本发明的优选实施例中，致动器装置包括数个线性致动器，并且锁定接合部分实现成与线性致动器接合。例如，在本发明的优选实施例中，致动器装置包括被设置成沿一个方向水平延伸的数个线性致动器以及被设置成沿相反方向水平延伸的数个线性致动器。线性致动器优选地形状是柱形并且由足够坚固的材料（诸如钢）构成，因为线性致动器的布置结构必须承受所承载的负载的至少一部分。在本发明的特别优选的实施例中，致动器装置包括具有至少两个液压缸的液压缸单元。在这种情况下，线性致动器是可以通过适当地致动其液压缸而延伸或缩回的活塞杆。替代地，致动器装置可以包括蜗杆驱动装置，在这种情况下线性致动器是可以通过适当地致动蜗轮而延伸或缩回的蜗杆。术语“线性致动器"和"杆"在下文中可以互换使用。无论致动器装置的类型如何，提升组件优选地包括驱动器模块，驱动器模块被设置成响应于从远程控制单元接收的控制信号来驱动致动器装置。

每个杆可以延伸到锁定接合部分的合适形状的区域中，以便实现锁定接合部分与锁定组件的牢固接合。这可以以任何数量的方式实现。在一个优选实施例中，锁定组件安装到提升横梁并且包括被设置成容纳致动器装置的侧板。侧板包括通孔，通孔设置成容纳杆，使得每个杆可以延伸穿过对应的通孔。锁定接合部分包括被设置成容纳锁定组件的互补侧板。这些侧板还包括被设置成匹配锁定组件并容纳杆的通孔。在该实施例中，每个杆延伸穿过一对对齐的通孔。

优选地，致动器装置包括至少两个、更优选地至少四个线性致动器，线性致动器被设置在水平平面中，使得一组线性致动器沿一个方向水平向外延伸，并且另一组线性致动器沿相反方向水平向外延伸。在本发明的特别优选的实施例中，致动器装置是具有六个液压缸的液压缸单元，其中每一侧上设置有三个液压汽缸，使得三个活塞杆延伸穿过锁定组件的侧壁中的和提升横梁的一个长侧部上的锁定接合部分中的匹配的通孔，并且三个活塞杆延伸穿过锁定组件的侧壁中的和提升横梁的相反长侧部上的锁定接合部分中的匹配通孔。

如上文所指示的，可以提供各种种类的下部部分以用于提升各种种类的负载。在本发明的优选实施例中，下部部分包括实现成用于连接到风力涡轮机机舱单元的提升工具。这种提升工具可以包括长横梁，其具有与毂与机舱背部之间的距离相当的长度。不同的工具附接件优选地被提供在下部部分的该实施例上以便在机舱单元中或机舱单元上被附接在合适的位置处。

在本发明的另外的优选实施例中，下部部分包括实现成连接到风力涡轮转子叶片的提升工具。这种提升工具还可以包括长横梁（优选地大约是叶片的一半长），并且具有合适的工具附接件，工具附接件被设置成在不损坏转子叶片的外表面的情况下与处于各种位置处的转子叶片接合。

在本发明的另外的优选实施例中，下部部分包括实现成用于连接到风力涡轮机发电机前端的提升工具。这种提升工具可以包括弯曲臂，弯曲臂被成形成在发电机前端的中心区域中与发电机前端接合，使得发电机前端可以被提升到适当位置中以用于安装在机舱的前端处。可以提供类似的下部部分以用于将毂模块提升到适当位置中以用于安装到先前安装的发电机前端。

由于负载通常从单点（起重机的钩）悬挂，所以本发明的提升组件优选地还包括两个标记线悬臂，即在提升横梁的每个端部一个。操作者可以调整连接到悬臂的外端的标记线材的长度，以便在提升过程期间调整提升横梁和负载的取向。

重载的形状也可能是不规则的，使得难以在提升过程之前识别其重心位置。因此，在本发明的优选实施例中，提升组件包括侧向调整器件，其被设置成允许锁定组件沿着提升横梁横向移位。通过沿着提升横梁调整锁定组件的位置，也相对于悬挂点（起重机钩）调整了负载的位置，使得负载可以相对于悬挂点最佳地定位。负载的取向也可以由悬挂装置在一定程度上进行调整，该悬挂装置可以包括在提升横梁的任一端处的耳轴之间延伸且绕过起重机钩的数个线缆圈。在本发明的优选实施例中，悬挂组件包括这样的至少两个线缆圈，所述线缆圈被设置成绕过双钩，如从图中将清楚地看到的。

附图说明

从以下结合附图考虑的详细描述将会明白本发明的其他目的和特征。然而，应该理解的是，附图仅仅是为了说明的目的而设计的，并且不作为对本发明限制的定义。

图1-3示出了在提升操纵的准备阶段期间的本发明的提升组件的实施例；

图4示出了图1-3的提升组件的细节，其中致动器装置的致动器处于缩回位置中；

图5示出了图1-3的提升组件的细节，其中致动器装置的致动器处于延伸位置中；

图6示出了在本发明的提升组件的另一实施例中的锁定组件和锁定接合部分的简化图；

图7示出了在本发明的提升组件的另一实施例中的锁定组件和锁定接合部分的简化图；

图8示出了在本发明的提升组件的另一实施例中的锁定组件和锁定接合部分的简化图；

图9示出了在提升操纵期间的图1-3的本发明的提升组件；

图10和图11各自示出了在提升操纵期间的本发明的提升组件另外的实施例。

在附图中，贯穿始终相同的附图标记指的是相同的物体。附图中的物体不一定按比例绘制。

具体实施方式

图1示出了在提升操纵的第一准备阶段期间中的本发明的提升组件1的实施例。图2和图3示出了进一步的准备阶段。这些图示出了借助于悬挂装置从起重机（未示出）的钩4悬挂的提升组件1的上部部分10，在该实例中所述悬挂装置包括线缆104和耳轴105的重载装置。在该实施例中，提升横梁装置包括钢横梁100，四个耳轴105安装到钢横梁100以用于连接到悬挂装置的线缆104。

提升组件1的多个下部部分中的一个在上部部分10下方的位置中示出。在该示例性实施例中，下部部分11A意图于在提升机舱单元中使用，并且包括各种负载附接器件113、114，其将借助于下面的图8说明。

在提升操纵之前，下部部分11A将被锁定到上部部分10。为此目的，上部部分10配备有锁定组件101，并且下部部分11A配备有锁定接合部分111。在该实施例中，锁定组件101包括液压缸单元102，其具有水平设置的多个液压缸，所述液压缸由安装到上部部分10的提升横梁100的马达103驱动，并且锁定接合部分111包括成对的竖直侧板118，每个竖直侧板118具有对应的通孔布置结构。在图1中，上部部分10被置于适当位置（如箭头所示）中，使得锁定组件101可以被降低到锁定接合部分111中。这可以通过远程控制来执行，并且图指示了正在观察该过程并从手持远程控制单元发出控制命令的技术人员。

最初，液压单元102的活塞完全缩回，因此它们的外端不从锁定组件101的侧板突出。在图2中，锁定组件101被降低到锁定接合部分111中（如箭头所示），使得液压缸装置102被容纳在锁定接合部分111的侧板118之间。

图3示出了锁定过程中的最终阶段。在此，液压缸已经被致动，使得活塞1020穿过锁定接合部分111的侧板118中的通孔1181延伸并突出。这在图的右手侧处的放大细节中示出。致动液压缸单元102的步骤也可以通过远程控制来实现，如本领域技术人员将知道的。提升组件1现在可供使用：下部部分11A的工具附接件可以连接到负载，并且提升组件1与其负载一起可以被起重机吊到空中。图1-3还指示了从提升横梁100的任一端向外延伸的两个标记线悬臂109。标记线材（未示出）可以被固定到标记线悬臂109的外端并且被用于在提升操纵期间控制负载的任何侧向移动。图还示出了使用成对的液压缸107实现的线性移位器件，液压缸107被水平安装到提升横梁100的竖直外表面。这些液压缸107可以在提升操纵之前或提升操纵期间的任何阶段处被致动以缩回或延伸它们的活塞，以便沿着提升横梁100调整锁定组件101的位置。

图4示出了上部部分10的细节，其示出了锁定组件101。在此，液压缸单元102的活塞1020处于完全缩回的位置中。在这个位置中，活塞1020的外表面与锁定组件101的侧壁108的外面处于齐平。侧壁108中的精密加工的衬套1080始终为活塞1020提供支撑。在该实施例中，衬套1080被设置到锁定组件101的侧壁108中的较大通孔中。衬套1080的内表面可以衬有诸如PTFE的低摩擦材料，以便能够实现活塞1020的平滑运动。

图5示出了上部部分10的另外细节，其示出了液压缸单元102的活塞1020处于完全延伸的位置中的锁定组件101。在该位置中，活塞1020突出超过锁定组件101的侧壁108的外表面一段距离D，该距离D足以容纳如例如在上文图1-3中所描述的下部部分的锁定接合部分111的侧板118的厚度。

图6示出了例如从上方看向锁定接合部分“中”的锁定组件101和锁定接合部分111的简化图。该图示出了在向液压单元102的驱动器103或马达103发出适当的控制命令序列之后处于其锁定状态中的这些部分。六缸液压单元102的活塞1020已经延伸穿过锁定组件101和锁定接合部分111的侧壁108、118中的匹配的通孔1080、1180。在该实施例中，左手侧上的三个液压缸设置成与右手侧上的三个液压缸对齐。为了从锁定组件101拆下锁定接合部分111，适当的控制命令序列例如经由远程控制发送给驱动器103，以使其缩回液压缸单元的活塞1020。

图7示出了使用六缸液压单元102的类似布置结构，不过该实例中缸以交错的方式设置。这允许锁定组件101具有更紧凑的构造并且因此还允许锁定接合部分111具有更紧凑的构造。

图8示出了锁定组件101的替代性实施例，在该实例中锁定组件101使用蜗轮装置以使杆1020侧向延伸穿过通过锁定组件101和锁定接合部分111的侧壁108、118中的匹配通孔1080、1180，以便将提升横梁锁定到提升工具，并且使杆1020侧向缩回以便从提升横梁释放提升工具。

图9示出了在提升操纵期间的处于使用中的图1-3的提升组件。在此，负载2是包括机舱20、毂21和旋转器22的风力涡轮机机舱单元。下部部分11A具有用于与毂21接合的工具附接件。如图中所示，毂工具附接件113被实现成延伸穿过旋转器22中的叶片开口，使得其能够牢固地紧固到毂21。另外的工具附接件114以某种合适的方式固定到机舱20。

图10示出了本发明的提升组件1的另外的实施例，在该实例中，其下部部分11B具有被设计成附接到诸如风力涡轮机转子叶片23（在图中部分示出）的负载2的提升工具附接件115。同样地，在此，下部部分11B具有如上文图1-8中所描述的用以与上部部分10的锁定组件101接合的锁定接合部分111。

图11示出了本发明的提升组件1的另外的实施例，在该实例中其下部部分11C具有被设计成附接到诸如风力涡轮机的发电机组件24（组件24被示为静置在支撑结构上）的负载2的提升工具附接件116。在此，同样地，下部部分11C具有如上文图1-8中所描述的与上部部分10的锁定组件101接合的锁定接合部分111。本发明的提升组件1的该实施例可以用于例如在组装图10的机舱单元时将发电机组件24提升到合适位置中。在该实施例中，两个相对的液压缸模块107在上部部分上的布置结构允许锁定组件1001沿着提升横梁100线性移位。

尽管已经以优选实施例及其变型的形式公开了本发明，但是将理解的是，在不脱离本发明范围的情况下可以对其作出大量附加的修改和变型。例如，尽管已经在安装或组装风力涡轮机期间提升不同类型负载的背景下描述了提升组件，但是显而易见的是提升组件可以被用于在任何种类的构造项目（例如风力涡轮机塔架、风力涡轮机毂、近岸风力涡轮地基、过渡件、工具等等）中提升任何种类的重型负载。

为了清楚起见，应该理解的是，贯穿本申请使用“一”或“一个”并不排除多个，并且“包括”不排除其他步骤或者元件。提到"单元"或者"模块"不排除使用一个以上的单元或模块。

Claims (13)

1.一种用于提升负载（2）的提升组件（1），包括上部部分（10）和数个独立的下部部分（11A、11B、11C），其中，

-所述上部部分（10）包括提升横梁（100）、用于使所述提升横梁（100）从起重机钩（4）悬挂的悬挂装置（104、105）以及锁定组件（101），所述锁定组件（101）包括被实现成使所述上部部分（10）接合到下部部分（11A、11B、11C）的致动器装置（102）；并且其中，

-下部部分（11A、11B、11C）包括被实现成用于连接到负载（2）的提升工具（113、114、115、116）以及被实现成与所述上部部分（10）的所述锁定组件（101）接合的锁定接合部分（111）。

2.根据权利要求1所述的提升组件，其中，所述致动器装置（102）包括数个线性致动器（1020），并且其中，所述锁定接合部分（111）被实现成与所述线性致动器（1020）接合。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的提升组件，其中所述致动器装置（102）包括被设置成沿一个方向水平延伸的数个线性致动器（102）以及被设置成沿相反方向水平延伸的数个线性致动器（1020）。

4.根据前述权利要求中任一项所述的提升组件，其中，所述锁定组件（101）安装到所述提升横梁（100）并且包括被设置成容纳所述致动器装置（102）的侧板（108），所述侧板（108）包括被设置成容纳所述致动器装置（102）的线性致动器（1020）的通孔（1080）。

5.根据权利要求4所述的提升组件，其中所述锁定接合部分（111）包括被设置成容纳所述锁定组件（101）的侧板（118），所述侧板（118）包括被设置成匹配所述锁定组件（101）的所述通孔（1080）并容纳所述线性致动器（1020）的通孔（1180）。

6.根据前述权利要求中任一项所述的提升组件，其中，所述致动器装置（102）包括液压缸单元，并且其中，线性致动器（1020）是所述液压缸单元的活塞杆。

7.根据前述权利要求中任一项所述的提升组件，其中，下部部分（11A）被实现成用于连接到风力涡轮机机舱单元（20）。

8.根据前述权利要求中任一项所述的提升组件，其中，下部部分（11B）被实现成用于连接到风力涡轮机转子叶片（23）。

9.根据前述权利要求中任一项所述的提升组件，其中，下部部分（11C）被实现成用于连接到风力涡轮机发电机前端（24）。

10.根据前述权利要求中任一项所述的提升组件，包括驱动器模块（103），所述驱动器模块被设置成响应于从远程控制单元接收的控制信号驱动所述致动器装置（102）。

11.根据前述权利要求中任一项所述的提升组件，包括被设置成允许所述锁定组件（101）沿着所述提升横梁（100）侧向移位的侧向调整器件（107）。

12.一种使用根据权利要求1-11中任一项所述的提升组件（1）来提升负载（2）的方法，所述方法至少包括如下步骤：

-根据待提升的负载（2）选择下部部分（11A、11B、11C）；

-使所述下部部分（11A、11B、11C）的所述锁定接合部分（111）接合到所述上部部分（10）的所述锁定组件（101）；

-使所述下部部分（11A、11B、11C）的提升工具（113、114、115、116）连接到所述负载（2）；

-使所述上部部分（10）的所述悬挂装置（104、105）附接到起重机钩（4）；以及

-抬升所述起重机钩（4）以提升所述负载（2） 。

13.根据权利要求12所述的方法，包括基于待提升的负载（2）的重量和/或尺寸来确定所述锁定组件（101）在所述提升横梁（100）上的位置的步骤。