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CN112110349A - 风电专用自吊装塔架结构及其使用方法 - Google Patents

风电专用自吊装塔架结构及其使用方法 Download PDF

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CN112110349A CN202011038131.0A CN202011038131A CN112110349A CN 112110349 A CN112110349 A CN 112110349A CN 202011038131 A CN202011038131 A CN 202011038131A CN 112110349 A CN112110349 A CN 112110349A
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Abstract

本发明公开了一种风电专用自吊装塔架结构及其使用方法，风电专用自吊装塔架结构，包括塔架主体、吊装设备，吊装设备包括吊装支架，吊装支架上设有爬升支架，吊装支架的上端设有吊臂，吊臂上设有第一驱动装置，第一驱动装置连接用于吊装塔架主体和风力发电机的吊绳，吊装支架上设有用于驱动爬升支架在吊装支架上滑动的第二驱动装置以及第三驱动装置；塔架主体由多节塔架组成，每节塔架上均设有至少2个吊装支承板。使用本发明的风电专用自吊装塔架后，可以在交通不便或者设备稀少的地区，进行风力发电机的安装，无需租赁专用吊车设备，利用塔架主体的结构和自制吊装设备，即可实现塔架主体以及风力发电机机组、叶片的吊装。

Description

风电专用自吊装塔架结构及其使用方法
技术领域
本发明涉及一种风电专用自吊装塔架结构及其使用方法，属于风力发电机的吊装技术领域。
背景技术
目前，传统的风力发电机组的吊装大部分采用的是大型吊车或者海装船舶等外部设备进行吊装。
目前的吊装结构有如下缺点：
专利CN109650267B主要是适用于是底部与顶部直径相同的小型塔架，齿条不能做到很长，而且整个支承结构仅靠一个塔架外部单环，稳定性也是问题。
专利CN109941897B主要讲的是传统建筑行业塔吊的应用，为独立的自提升吊机，需要做专用地基，塔吊本身要求强度高，制作成本高，无法应用于风力发电机行业。
专利CN211496696是对现有吊车辅助吊臂进行了改良，结构更稳定，缺点是利用的现有吊车进行的改装，无法解决不用吊车的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：如何在交通不便或者设备稀少的地区，进行风力发电机的安装。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供了一种风电专用自吊装塔架结构，包括塔架主体，其特征在于，还包括用于吊装塔架主体和风力发电机的吊装设备，吊装设备包括吊装支架，吊装支架上设有可上下滑动的爬升支架，吊装支架的上端设有可以绕吊装支架上端端部翻转的吊臂，吊臂上设有第一驱动装置，第一驱动装置连接用于吊装塔架主体和风力发电机的吊绳，吊装支架上设有用于驱动爬升支架在吊装支架上滑动的第二驱动装置以及用于驱动吊装支架由水平状态至竖立状态的第三驱动装置；塔架主体由多节塔架组成，每节塔架上均设有至少2个吊装支承板。
优选地，所述的第一驱动装置为主吊卷扬机，主吊卷扬机连接吊绳；
第三驱动装置为吊装支架翻转卷扬机；
第二驱动装置包括爬升支架提升卷扬机和吊装支架提升卷扬机，吊装支架提升卷扬机设于爬升支架的下方，爬升支架提升卷扬机设于爬升支架的上方；爬升支架提升卷扬机通过线缆与爬升支架连接；吊装支架提升卷扬机通过线缆与爬升支架连接；
优选地，所述的吊装支架上还设有用于驱动吊臂翻转或保持水平的第四驱动装置；第四驱动装置为吊臂展开卷扬机，吊臂展开卷扬机通过拉绳与吊臂的一端连接；吊臂展开卷扬机设于爬升支架的上方。
优选地，所述的吊装支架翻转卷扬机设于吊装支架的中间位置。
优选地，所述的爬升支架与吊装支架相匹配；爬升支架套在吊装支架上。
优选地，所述的吊装支架、爬升支架、吊臂均采用钢结构焊接而成。
一种风电专用自吊装塔架结构的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：将吊装设备组装完成，吊装支架底部通过铰链与地基连接，翻转钢丝绳的一端与基础预埋吊点连接，另一端与吊装支架翻转卷扬机连接；开启吊装支架翻转卷扬机，通过翻转钢丝绳将吊装支架拉至竖直状态，使得吊装设备竖直固定在地基上；吊臂水平设于吊装支架的上端；
步骤2：利用竖立的吊装设备，启动吊装设备顶部的主吊卷扬机，通过与主吊卷扬机连接的吊绳吊装塔架主体的第一节塔架，第一节塔架在地基上安装好后，将吊装设备放倒在地上，将吊装支架与第一节塔架上最下面的一个吊装支承板连接，翻转钢丝绳的一端与第一节塔架上最上面的一个吊装支承板连接，翻转钢丝绳的另一端与吊装支架翻转卷扬机连接，开启吊装支架翻转卷扬机，通过翻转钢丝绳将吊装设备拉至竖直状态，通过第一节塔架上的多个吊装支承板与吊装设备的吊装支架连接，翻转钢丝绳与吊装支架翻转卷扬机断开连接；
步骤3：使用与主吊卷扬机连接的吊绳吊装塔架主体的第二节塔架，将第二节塔架吊装至第一节塔架上并与第一节塔架固定；
步骤4：利用爬升支架提升卷扬机提升爬升支架，并将爬升支架与第二节塔架的至少两个吊装支承板连接，连接好爬升支架后，利用吊装支架提升卷扬机提升吊装支架，并将吊装支架与第二节塔架的至少两个吊装支承板连接好，完成吊装设备一个提升步骤；
步骤5：利用吊装设备按照步骤3、步骤4的方式依次吊装塔架主体的其他塔架、风力发电机的机体及叶片；
步骤6：按照步骤4相反的操作次序，将吊装设备降低至地面并与塔架主体分离，完成项目。
优选地，所述的步骤1中，吊装设备竖直固定在地基上具体为：将爬升支架与地面预埋件连接，爬升支架四周拉设辅助安全绳。
优选地，所述的吊装设备每次由水平状态至竖直状态，均需要启动与拉绳一端连接的吊臂展开卷扬机，通过拉绳将与吊装支架平行的吊臂拉至与吊装支架垂直。
优选地，所述的步骤4中，爬升支架提升卷扬机提升爬升支架具体如下：由于吊装支架固定在塔架主体上，启动固定在吊装支架上的爬升支架提升卷扬机，通过爬升支架提升卷扬机与爬升支架之间的线缆，拉动爬升支架上升；
吊装支架提升卷扬机提升吊装支架具体如下：由于爬升支架固定在塔架主体上，启动固定在吊装支架上的吊装支架提升卷扬机，通过吊装支架提升卷扬机与爬升支架之间的线缆，使得吊装支架相对爬升支架上升。
使用本发明的风电专用自吊装塔架后，可以在交通不便或者设备稀少的地区，进行风力发电机的安装，无需租赁专用吊车设备，利用塔架主体的结构和自制吊装设备，即可实现塔架主体以及风力发电机机组、叶片的吊装。
本发明的塔架主体与常规风电塔架一致，只是在塔架主体外围按照一定的尺寸分布，增加焊接了一系列吊装支承板，利用这些支承板作为吊装设备的支承和提升、下降支点，可以实现塔吊的上升与下降。吊装设备全部采用钢结构焊接制作，提升、翻转、上下全部由卷扬机、钢丝绳实现；除塔架主体外，其余吊装设备可以重复利用。本发明可以实现自吊装，解决了在交通不便或者设备稀少的地区风力发电机的安装问题。
附图说明
图1为一种风电专用自吊装塔架结构的示意图；
图2为吊装设备的示意图；
图3为将吊装设备由水平状态至竖直状态的牵拉示意图；
图4为第一节塔架在地基上安装后与吊装设备的连接并牵拉示意图；
图5为使用吊装设备吊装第二节塔架的示意图；
图6为爬升支架由第一节塔架滑动至第二节塔架，并与其连接的示意图；
图7为吊装支架提升至第二节塔架位置的示意图。
具体实施方式
为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
本发明提供了一种风电专用自吊装塔架结构，如图1所示，其包括塔架主体1以及用于吊装塔架主体1和风力发电机的吊装设备，塔架主体1上设有多个吊装支承板11，使用吊装设备吊装塔架主体1时，塔架主体1和吊装设备之间通过多个吊装支承板11连接，图中G的位置即为起吊时塔架主体1和风力发电机的位置。
如图2所示，吊装设备主要由吊装支架2、爬升支架3、吊臂4以及多个卷扬机组成，吊装支架2、爬升支架3、吊臂4均采用钢结构焊接而成。风力发电机的基础需要在地基上预先做吊装支架2、钢丝绳起吊点等预埋件(吊装第一节塔架时使用)。
爬升支架3为空心方管状结构，爬升支架3套在吊装支架2上，且可以在吊装支架2上上下滑动，爬升支架3与吊装支架2相匹配，吊装支架2的下部设有吊装支架提升卷扬机9，吊装支架提升卷扬机9设于爬升支架3的下方，吊装支架2上位于爬升支架3的上方设有爬升支架提升卷扬机6、吊臂展开卷扬机7和吊装支架翻转卷扬机8，吊装支架2的上端设有吊臂4，吊臂4可以在吊装支架2的上端进行翻转，吊臂4上设有主吊卷扬机5，主吊卷扬机5与用于吊装塔架主体1和风力发电机的吊绳连接。吊臂4的一端通过拉绳与吊臂展开卷扬机7连接。
爬升支架提升卷扬机6通过线缆或其他可牵拉的装置与爬升支架3连接；吊装支架提升卷扬机9通过线缆或其他可牵拉的装置与爬升支架3连接。
塔架主体1由多节塔架组成，每节塔架上均设有至少2个吊装支承板11。与塔架主体1固定连接时，吊装支架2或爬升支架3与至少两个吊装支承板11连接。
本实施例中，塔架主体1由三节塔架组成。每节塔架上均设有上中下3组吊装支承板11，每组吊装支承板11设有两个吊装支承板11。与塔架主体1固定连接时，吊装支架2或爬升支架3与3个吊装支承板11连接。
本发明的工作过程如下：
(1)如图3所示，风力发电机吊装前，将吊装设备组装完成，吊装支架2底部的铰链与地基连接，翻转钢丝绳的一端与基础预埋吊点连接，另一端与吊装支架翻转卷扬机8连接。开启吊装支架翻转卷扬机8，通过翻转钢丝绳将吊装设备拉至竖直状态，将爬升支架3与地面预埋件连接，爬升支架3四周拉辅助安全绳，翻转钢丝绳与吊装支架翻转卷扬机8断开连接，吊臂展开卷扬机7连接拉绳的一端，拉绳的另一端连接吊臂4，启动吊臂展开卷扬机7，通过拉绳将吊臂4由竖直状态拉至水平状态；
(2)如图4所示，利用竖立的吊装设备，启动吊装设备顶部的主吊卷扬机5，通过与主吊卷扬机5连接的吊绳吊装塔架主体1的第一节塔架，第一节塔架在地基上安装好后，启动吊臂展开卷扬机7，通过拉绳将吊臂4由水平状态拉至竖直状态，爬升支架3与地面预埋件断开连接，爬升支架3与四周的辅助安全绳断开连接，吊装支架2与地基断开连接，开启爬升吊装支架翻转卷扬机8，从而将吊装设备放倒在地上，将吊装支架2与第一节塔架上最下面的一个吊装支承板11连接，翻转钢丝绳的一端与第一节塔架上最上面的一个吊装支承板11连接，翻转钢丝绳的另一端与吊装支架翻转卷扬机8连接，开启吊装支架翻转卷扬机8，通过翻转钢丝绳将吊装设备拉至竖直状态，通过第一节塔架上的多个吊装支承板11与吊装设备的吊装支架2连接，启动吊臂展开卷扬机7，通过拉绳将吊臂4由竖直状态拉至水平状态(即将与吊装支架2平行的吊臂4拉至与吊装支架2垂直)；开启爬升支架提升卷扬机6，将爬升支架3提升并与第一节塔架中间的至少两个吊装支承板11连接；
(3)使用与主吊卷扬机5连接的吊绳吊装塔架主体1的第二节塔架，如图5所示，将第二节塔架吊装至第一节塔架上并与第一节塔架固定；
(4)利用爬升支架提升卷扬机6提升爬升支架3，并将爬升支架3与第二节塔架的至少两个吊装支承板11连接，如图6所示，连接好爬升支架3后，利用吊装支架提升卷扬机9提升吊装支架2，并将吊装支架2与第二节塔架的至少两个吊装支承板11连接好，如图7所示，完成吊装设备一个提升步骤；
(5)利用吊装设备按照步骤(3)、步骤(4)的方式依次吊装塔架主体1的第三节塔架(如图1所示)、风力发电机的机体及叶片；
(6)按照步骤(4)相反的操作次序，将吊装设备降低至地面并与塔架主体1分离，完成项目。

Claims (10)

1.一种风电专用自吊装塔架结构，包括塔架主体(1)，其特征在于，还包括用于吊装塔架主体(1)和风力发电机的吊装设备，吊装设备包括吊装支架(2)，吊装支架(2)上设有可上下滑动的爬升支架(3)，吊装支架(2)的上端设有可以绕吊装支架(2)上端端部翻转的吊臂(4)，吊臂(4)上设有第一驱动装置，第一驱动装置连接用于吊装塔架主体(1)和风力发电机的吊绳，吊装支架(2)上设有用于驱动爬升支架(3)在吊装支架(2)上滑动的第二驱动装置以及用于驱动吊装支架(2)由水平状态至竖立状态的第三驱动装置；塔架主体(1)由多节塔架组成，每节塔架上均设有至少2个吊装支承板(11)。
2.如权利要求1所述的一种风电专用自吊装塔架结构，其特征在于，所述的第一驱动装置为主吊卷扬机(5)，主吊卷扬机(5)连接吊绳；
第三驱动装置为吊装支架翻转卷扬机(8)；
第二驱动装置包括爬升支架提升卷扬机(6)和吊装支架提升卷扬机(9)，吊装支架提升卷扬机(9)设于爬升支架(3)的下方，爬升支架提升卷扬机(6)设于爬升支架(3)的上方；爬升支架提升卷扬机(6)通过线缆与爬升支架(3)连接；吊装支架提升卷扬机(9)通过线缆与爬升支架(3)连接。
3.如权利要求2所述的一种风电专用自吊装塔架结构，其特征在于，所述的吊装支架(2)上还设有用于驱动吊臂(4)翻转或保持水平的第四驱动装置；第四驱动装置为吊臂展开卷扬机(7)，吊臂展开卷扬机(7)通过拉绳与吊臂(4)的一端连接；吊臂展开卷扬机(7)设于爬升支架(3)的上方。
4.如权利要求2所述的一种风电专用自吊装塔架结构，其特征在于，所述的吊装支架翻转卷扬机(8)设于吊装支架(2)的中间位置。
5.如权利要求1所述的一种风电专用自吊装塔架结构，其特征在于，所述的爬升支架(3)与吊装支架(2)相匹配；爬升支架(3)套在吊装支架(2)上。
6.如权利要求1所述的一种风电专用自吊装塔架结构，其特征在于，所述的吊装支架(2)、爬升支架(3)、吊臂(4)均采用钢结构焊接而成。
7.一种如权利要求3所述的风电专用自吊装塔架结构的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：将吊装设备组装完成，吊装支架(2)底部通过铰链与地基连接，翻转钢丝绳的一端与基础预埋吊点连接，另一端与吊装支架翻转卷扬机(8)连接；开启吊装支架翻转卷扬机(8)，通过翻转钢丝绳将吊装支架(2)拉至竖直状态，使得吊装设备竖直固定在地基上；吊臂(4)水平设于吊装支架(2)的上端；
步骤2：利用竖立的吊装设备，启动吊装设备顶部的主吊卷扬机(5)，通过与主吊卷扬机(5)连接的吊绳吊装塔架主体(1)的第一节塔架，第一节塔架在地基上安装好后，将吊装设备放倒在地上，将吊装支架(2)与第一节塔架上最下面的一个吊装支承板(11)连接，翻转钢丝绳的一端与第一节塔架上最上面的一个吊装支承板(11)连接，翻转钢丝绳的另一端与吊装支架翻转卷扬机(8)连接，开启吊装支架翻转卷扬机(8)，通过翻转钢丝绳将吊装设备拉至竖直状态，通过第一节塔架上的多个吊装支承板(11)与吊装设备的吊装支架(2)连接，翻转钢丝绳与吊装支架翻转卷扬机(8)断开连接；
步骤3：使用与主吊卷扬机(5)连接的吊绳吊装塔架主体(1)的第二节塔架，将第二节塔架吊装至第一节塔架上并与第一节塔架固定；
步骤4：利用爬升支架提升卷扬机(6)提升爬升支架(3)，并将爬升支架(3)与第二节塔架的至少两个吊装支承板(11)连接，连接好爬升支架(3)后，利用吊装支架提升卷扬机(9)提升吊装支架(2)，并将吊装支架(2)与第二节塔架的至少两个吊装支承板(11)连接好，完成吊装设备一个提升步骤；
步骤5：利用吊装设备按照步骤3、步骤4的方式依次吊装塔架主体(1)的其他塔架、风力发电机的机体及叶片；
步骤6：按照步骤4相反的操作次序，将吊装设备降低至地面并与塔架主体(1)分离，完成项目。
8.如权利要求7所述的一种风电专用自吊装塔架结构的使用方法，其特征在于，所述的步骤1中，吊装设备竖直固定在地基上具体为：将爬升支架(3)与地面预埋件连接，爬升支架(3)四周拉设辅助安全绳。
9.如权利要求7所述的一种风电专用自吊装塔架结构的使用方法，其特征在于，所述的吊装设备每次由水平状态至竖直状态，均需要启动与拉绳一端连接的吊臂展开卷扬机(7)，通过拉绳将与吊装支架(2)平行的吊臂(4)拉至与吊装支架(2)垂直。
10.如权利要求7所述的一种风电专用自吊装塔架结构的使用方法，其特征在于，所述的步骤4中，爬升支架提升卷扬机(6)提升爬升支架(3)具体如下：由于吊装支架(2)固定在塔架主体(1)上，启动固定在吊装支架(2)上的爬升支架提升卷扬机(6)，通过爬升支架提升卷扬机(6)与爬升支架(3)之间的线缆，拉动爬升支架(3)上升；
吊装支架提升卷扬机(9)提升吊装支架(2)具体如下：由于爬升支架(3)固定在塔架主体(1)上，启动固定在吊装支架(2)上的吊装支架提升卷扬机(9)，通过吊装支架提升卷扬机(9)与爬升支架(3)之间的线缆，使得吊装支架(2)相对爬升支架(3)上升。
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