專利名稱：夾具、自移式爬升裝置和聯(lián)接夾具與管形件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及夾具、包括兩個(gè)這樣夾具的自移式爬升裝置以及聯(lián)接夾具 和管形件的方法。本發(fā)明尤其涉及，但并非僅涉及，用于像風(fēng)力渦輪機(jī)i荅 這樣的薄壁管形件的夾具以及聯(lián)接夾具和這樣的薄壁管形件的方法。
背景技術(shù)：
眾所周知，管道是在各行各業(yè)中用于輸送流體的管形結(jié)構(gòu)。在石油天 然氣勘探生產(chǎn)行業(yè)中，通常在海底鋪設(shè)管道，用于將含碳?xì)浠衔锏牧黧w 從海上輸送上岸。在管道鋪設(shè)作業(yè)中，必須在從鋪管船舶鋪設(shè)至海底的鋪 設(shè)過程中支撐并固定管道。這是借助具有摩擦墊的夾具做到的，摩擦墊以 無法相對(duì)管道軸向移動(dòng)的方式被限制住，并且通過在摩擦墊覆蓋區(qū)域上施 加直接壓力，使摩擦墊與管道聯(lián)接起來。
這種夾具的目的是在盡可能大的管道周長(zhǎng)部分上施加夾緊力，以避免 由不穩(wěn)定造成的變橢或壓扁。美國專利公告號(hào)2002/0009333 (威利斯和特 恩布爾)公開了一種夾具，它包括多個(gè)徑向取向的活塞，在每個(gè)活塞上裝 有相應(yīng)的剛性靴塊和摩擦瓦，孰塊具有半徑恒定不變的弧形面并且該弧形 面被壓抵在管道上，摩擦瓦安裝在l化塊表面上，用于增強(qiáng)與管道的附著性。 在被投入工作時(shí)，活塞靴塊基本上圍繞管道。
盡管這種夾具有效限制了具有已知的固定外徑的管道，但不同直徑的 管道需要具有不同靴塊尺寸的夾具。因此，這種夾具不適于與不同直徑的 管形件連用。
此外，盡管夾具靴塊有效避免了這樣的管道變橢或壓扁，但它們無法 圍繞管道周長(zhǎng)施加基本均勻 一致的徑向力。這是因?yàn)閺较騄F又向的活塞在平行于活塞軸線的方向上對(duì)管道施加最大徑向力，而在離開活塞軸線的孰塊 點(diǎn)(在管道周向上間隔開)上，活塞施加比較小的力。這最終導(dǎo)致在管道 上圍繞管道周長(zhǎng)出現(xiàn)不同的局部載荷。
利用這樣的夾具鋪設(shè)的管道一般具有0.150米至0.6米的直徑以及介 于10和20之間的直徑壁厚比，因此上述管道相當(dāng)堅(jiān)固?？墒?，在風(fēng)力渦 輪機(jī)塔中，直徑一般顯著大于上述尺寸，而且塔向頂端逐漸縮小。實(shí)際上， 目前大部分的渦輪機(jī)塔具有約4米至5米的塔底直徑和約2.5米至3米的 塔頂直徑，以及介于165和295之間的直徑壁厚比。而且，目前的渦輪機(jī) 塔具有15.7米的塔底周長(zhǎng)和8米的塔頂周長(zhǎng)，這相差了7.7米。未來的塔 可能具有約11米的塔底直徑，并且漸縮至3米的塔頂直徑。因此，這樣 的塔周長(zhǎng)將在約34.5米和9.5米之間變化，差值達(dá)到25米。
因而與管道相比，風(fēng)力渦輪機(jī)塔的壁相當(dāng)薄，所以風(fēng)力渦輪機(jī)塔無法 在圍繞周長(zhǎng)承受不同載荷時(shí)保持其圓度，進(jìn)而不可避免地易于出現(xiàn)局部彎 折和壓扁。實(shí)際上，這在風(fēng)力渦輪機(jī)塔的運(yùn)輸過程中帶來了麻煩，因?yàn)樗?段會(huì)彎曲和變橢，這在美國專利US6，592,331 (沃本)中提到了。由于這 個(gè)原因以及塔從塔底漸縮向塔頂，所以不可能在風(fēng)力渦輪機(jī)塔上使用 2002/0009333所述類型的、具有半徑恒定不變的l化塊的夾具。
德國專利公告號(hào)DE19647515 (奧托)公開了 一種在風(fēng)力渦輪機(jī)的建 造中采用的機(jī)械。該機(jī)械被用于以一個(gè)疊一個(gè)的方式將風(fēng)力渦輪機(jī)塔段組 裝成塔，以及隨后在塔頂上安裝動(dòng)力單元頭。
概括地說，該機(jī)械包括固定的剛性弧形足，該弧形足與塔聯(lián)接并且利 用與之相連的起重機(jī)械沿塔爬升?？墒牵撟闩c塔的聯(lián)接方式將導(dǎo)致圍繞 塔周的塔載荷(點(diǎn)載荷)出現(xiàn)變化，這種聯(lián)接方式如上所述無法承受這樣 的載荷。實(shí)際上，該機(jī)械無法對(duì)渦輪機(jī)塔施加均勻一致的徑向力，而且可 能在使用過程中出現(xiàn)局部彎折。
例如，在DE19647515的一個(gè)實(shí)施例中，該機(jī)械的足通過多條繩索與 塔捆綁在一起，繩索圍繞塔從夾具伸出并通過安裝在足上的液壓活塞被拉 緊。當(dāng)活塞作動(dòng)時(shí)，通過足和繩索施加在塔上的載荷不是均勻一致的徑向 載荷，會(huì)出現(xiàn)載荷變化，結(jié)果，圓度喪失并且出現(xiàn)局部彎折。
此外，在使用DE19647515的機(jī)械時(shí)，起重機(jī)械的自重和甚至由該機(jī) 械承載的外部載荷(如塔段)將產(chǎn)生懸臂載荷，該懸臂載荷被該足傳遞給 塔。懸臂載荷將在塔中造成局部反作用的徑向載荷，也導(dǎo)致圓度喪失和局
9部彎折。
另外，即便塔能夠承受這樣的懸臂載荷，但該機(jī)械的大重量要求對(duì)塔 施加強(qiáng)大的夾緊力，結(jié)果，可能出現(xiàn)塔結(jié)構(gòu)的整體損壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例的目的之一是避免或減輕上述缺陷中的至少一個(gè)缺陷。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種用于管形件的夾具，該夾具包括 至少一個(gè)夾緊件，適于夾住管形件；至少一個(gè)柔韌的細(xì)長(zhǎng)形施力件，適于 對(duì)夾緊件施力以迫使夾緊件夾住管形件；其中，夾緊件和施力件適于對(duì)管 形件施加基本均勻 一致的徑向夾緊力，該徑向夾緊力與施加在夾具上的外 部載荷無關(guān)聯(lián)。
施加基本均勻 一致的徑向夾緊力有助于在管形件中產(chǎn)生基本均勻一 致的周向應(yīng)力。這通過避免或至少減小沿管形件周長(zhǎng)的載荷變化克服了與 現(xiàn)有的夾具和其它^4成相關(guān)的問題，由此避免或減小出現(xiàn)局部彎折的可能 性。人們將認(rèn)識(shí)到，對(duì)管形件施加基本均勻一致的徑向夾緊力是指沿管形
件周長(zhǎng)對(duì)管形件表面施力，該力的指向沿管形件的半徑，并且該力沿著管 形件周長(zhǎng)是基本均勻一致的。徑向夾緊力與施加在夾具上的外部載荷無關(guān) 聯(lián)，這是因?yàn)樵趭A具承受外部載荷時(shí)，沒有或基本沒有造成夾緊力的增減。 此外，夾具的結(jié)構(gòu)是這樣的，即施力件與其它的力隔斷開，尤其是與施加 在夾具上的外部載荷隔斷開。
人們還將認(rèn)識(shí)到，管形件在此是指空心構(gòu)件或空心結(jié)構(gòu)，其一般是薄 壁的細(xì)長(zhǎng)形件，如風(fēng)力渦輪機(jī)塔。
根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，提供一種用于管形件的夾具，該夾具包括 至少一個(gè)夾緊件，適于夾住管形件；多個(gè)柔韌的細(xì)長(zhǎng)形施力件，適于被拉 緊以便對(duì)至少一個(gè)夾緊件施力，以迫使夾緊件夾住管形件，夾緊件和施力 件適于對(duì)管形件施加基本均勻 一致的徑向夾緊力，該徑向夾緊力與施加在 夾具上的外部載荷無關(guān)聯(lián)；其中，所述多個(gè)施力件適于在沿管形件的主軸 線的一個(gè)方向上間隔開，至少其中一個(gè)施力件適于在施加指向該管形件的 一個(gè)周向的拉力被拉緊，該拉力的施加周向與所述多個(gè)施力件中的另一個(gè) 施力件的^i力施加周向相反。
柔韌的細(xì)長(zhǎng)形施力件有助于施加基本均勻 一致的徑向力，進(jìn)而在管形 件中產(chǎn)生均勻一致的周向應(yīng)力。但是，可能沿施力件的長(zhǎng)度在施力件中出現(xiàn)拉力變化，這是由施力件和管形件表面之間的摩纟察造成的。實(shí)際上，本 發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，施力件中的拉力可能在最接近拉力施加點(diǎn)(施力件通常 通過絞盤等機(jī)構(gòu)被拉緊)的位置上最大，沿施力件長(zhǎng)度在離開施力點(diǎn)的方 向上減小。當(dāng)通過在與另一個(gè)施力件的施力周向相反的管形件周向上施加 拉力來拉緊至少其中一個(gè)施力件時(shí)，由施力件中的拉力變化造成的、夾具 施加在管形件上的徑向力(進(jìn)而所引起的周向應(yīng)力)的變化能得以避免或 者至少減小。
施力件可以具有第一端和第二端，其中的一端適于相對(duì)夾具的支撐結(jié) 構(gòu)被聯(lián)接、緊固或者固定，另一端適于與絞盤等用于拉緊施力件的類似機(jī) 構(gòu)聯(lián)接。通過在與另一個(gè)施力件的施力端相反的端上施加拉力，至少其中 一個(gè)施力件可以被拉緊。于是，其中的一個(gè)施力件的第一端可以被拉緊， 以便在管形件的第一周向上產(chǎn)生拉力，而另一個(gè)施力件的相應(yīng)第二端可以 被拉緊，以便在管形件的、與上述第一周向相反的第二周向上產(chǎn)生拉力。 人們將理解到， 一些施力件可以在第一方向上被拉緊，另外一些施力件可 以在第二方向上被拉緊。例如，軸向相鄰的多個(gè)施力件可以在相反的兩個(gè) 方向上被拉緊?；蛘撸?一對(duì)(或多對(duì))軸向相鄰的施力件可以在與另一對(duì) 或許相鄰的施力件相反的方向上被拉緊?；蛘?，多個(gè)施力件的兩端可能都 適于被拉緊。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種用于管形件的夾具，該夾具包括 至少一個(gè)夾緊件，適于夾住管形件；多個(gè)柔韌的細(xì)長(zhǎng)形施力件，適于被拉
緊以便對(duì)所述至少一個(gè)夾緊件施力，以迫使夾緊件夾住管形件，每個(gè)施力 件適于沿管形件周長(zhǎng)延伸并適于在沿管形件主軸線間隔開的一個(gè)方向上 交疊，夾緊件和施力件適于對(duì)管形件施加基本均勻一致的徑向夾緊力，該
徑向夾緊力與施加在夾具上的外部載荷無關(guān)聯(lián)；其中，至少其中一個(gè)施力 件的交疊點(diǎn)適于沿管形件周長(zhǎng)相對(duì)另一個(gè)施力件的交疊點(diǎn)間隔開。
如上所述，可能沿施力件長(zhǎng)度在施力件中出現(xiàn)拉力變化。但是，沿管 形件周長(zhǎng)使交疊點(diǎn)相互間隔開，這有助于減小管形件上的總徑向力的變 化，進(jìn)而減小所引起的周向應(yīng)力變化。人們將認(rèn)識(shí)到，在圍繞夾具適當(dāng)定 位施力件的情況下，施力件的交疊點(diǎn)沿管形件周長(zhǎng)被間隔開。施力件的交 疊點(diǎn)可能適于沿管形件周長(zhǎng)等間距地間隔開。例如，在夾具包括兩個(gè)施力 件的情況下，交疊點(diǎn)可以沿管形件周長(zhǎng)以180度間隔開，而在夾具包括三
個(gè)施力件的情況下，交疊點(diǎn)能以120度間隔開。夾具可以包括具有相同的交疊點(diǎn)的多個(gè)施力件，例如一對(duì)軸向相鄰的施力件可以具有相同的交疊 點(diǎn)，該交疊點(diǎn)可能在周向上相對(duì)另一對(duì)相鄰施力件的交疊點(diǎn)間隔開。在本 發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，夾具包括四對(duì)這樣的施力件，成對(duì)施力件的交疊點(diǎn)
沿管形件周長(zhǎng)以90度間隔開。這可能有助于對(duì)管形件施加基本均勻一致
的徑向力，并同時(shí)保證夾具具有最小的尺寸和重量。在一個(gè)替換例中，軸 向相鄰的施力件可以具有沿周向分隔開的交疊點(diǎn)。
根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，提供一種用于管形件的夾具，夾具包括 多個(gè)夾緊件，適于夾住管形件；至少一個(gè)柔韌的細(xì)長(zhǎng)形施力件，適于對(duì)所 述多個(gè)夾緊件施力以迫使夾緊件夾住管形件；其中，各夾緊件適于定位在 管形件和施力件之間，所述多個(gè)夾緊件和施力件適于對(duì)管形件施加基本均 勻一致的徑向夾緊力，該徑向夾緊力與施加在夾具上的外部載荷無關(guān)聯(lián)。 通過將夾緊件定位在管形件和施力件之間，每個(gè)夾緊件可以按照相同 的程度被施力件施壓。這可能有助于在管形件上產(chǎn)生均勻一致的徑向力， 而又不會(huì)造成夾緊件對(duì)管形件施加會(huì)導(dǎo)致局部彎折的點(diǎn)載荷，無論是在將 夾具定位于管形件上時(shí)，或是夾具在使用中承受外部載荷時(shí)。
施力件可以適于沿管形件周長(zhǎng)延伸，因而圍繞夾緊件的后(相對(duì)管形 件而言)表面延伸，由此包圍該管形件。
根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，提供一種用于管形件的夾具，夾具包括 至少一個(gè)夾緊件，適于夾住管形件；至少一個(gè)柔韌的細(xì)長(zhǎng)形施力件，適于 對(duì)夾緊件施力以迫使夾緊件夾住管形件，夾緊件和施力件適于對(duì)管形件施 加基本均勻一致的徑向夾緊力，該徑向夾緊力與施加在夾具上的外部載荷 無關(guān)聯(lián)；支撐結(jié)構(gòu)，其相對(duì)夾緊件如此聯(lián)接，即在使用中，施加在支撐結(jié) 構(gòu)的、橫向離開管形件主軸線的位置上的外部載荷造成夾緊件在管形件中 產(chǎn)生基本沿軸向的反作用力。
通過按這種方式使支撐結(jié)構(gòu)相對(duì)夾緊件聯(lián)接，施加在支撐結(jié)構(gòu)的、橫 向離開管形件主軸線的位置上的外部載荷(懸臂載荷)無法在夾緊件中或 圍繞夾緊件產(chǎn)生力矩。這避免了或至少減少了因外部載荷而在管形件上產(chǎn) 生反作用的徑向點(diǎn)載荷。
此外，支撐結(jié)構(gòu)沒有反抗施加在管形件上的徑向夾緊力。這例如與 DE19647515所述的積4成截然不同，在DE19647515中，足必須能以活塞 承受傳給風(fēng)力渦輪機(jī)塔的高載荷，這要求足必須大并因而相當(dāng)重，這帶來 相關(guān)的缺陷。
12在現(xiàn)有技術(shù)的夾具和像DE19647515所述機(jī)械的結(jié)構(gòu)中，懸臂載荷被 施加在管形件上，懸臂載荷沿徑向受到塔的反作用，這導(dǎo)致沿管形件周長(zhǎng) 出現(xiàn)載荷變化，最終導(dǎo)致局部彎折。夾具可以包括許多個(gè)夾緊件。提供一 個(gè)按照這種方式與多個(gè)夾緊件聯(lián)接的支撐結(jié)構(gòu)能有效地使夾緊件相互關(guān) 聯(lián)起來，由此避免或至少減小在管形件中產(chǎn)生的徑向反作用力，該徑向反 作用力是在外部載荷被施加在夾具的、橫向離開管形件主軸線的位置上時(shí) 產(chǎn)生的。尤其是，當(dāng)懸臂載荷被施加在支撐結(jié)構(gòu)上時(shí)(只在一端受力)， 這樣的徑向反作用力得以避免或減小。這是因?yàn)楫?dāng)夾緊件施加的力的指向 完全或基本上平行于管形件的主軸線時(shí)，外部載荷通過在管形件中引起的 軸向反作用力來承載。這有助于保持基本均勻一致的徑向夾緊力，進(jìn)而在 管形件保持基本均勻一致的周向應(yīng)力。
支撐結(jié)構(gòu)可以通過銷接頭、球接頭等機(jī)構(gòu)相對(duì)夾緊件以轉(zhuǎn)動(dòng)或樞轉(zhuǎn)的
方式聯(lián)接，這可能有助于在一個(gè)平行于管形件主軸線的方向上傳遞夾緊件 上的載荷，但這會(huì)基本上阻止因外部載荷而向夾緊件傳遞徑向力。
支撐結(jié)構(gòu)可以包括與夾緊件有關(guān)聯(lián)的、用于對(duì)夾緊件施加定位力以便 相對(duì)管形件定位夾緊件的支撐件，其中在使用中，由支撐件施加在夾緊件 上的定位力在施力件迫使夾緊件夾住管形件之前被解除。支撐件可以與支 撐結(jié)構(gòu)的框架以轉(zhuǎn)動(dòng)或樞轉(zhuǎn)的方式聯(lián)接，以幫助夾緊件的定位。支撐件可 以按照無法相對(duì)框架轉(zhuǎn)動(dòng)的方式被固定，以允許框架承載外部載荷，因而 支撐件可以在夾具被用于承載外部載荷之前被鎖定或限制住。
根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)方面，提供一種用于管形件的夾具，夾具包括 至少一個(gè)夾緊件，適于夾住管形件；至少一個(gè)柔韌的細(xì)長(zhǎng)形施力件，適于 對(duì)夾緊件施力以迫使夾緊件夾住管形件，夾緊件和施力件適于對(duì)管形件施 加基本均勻 一致的徑向夾緊力，該徑向夾緊力與施加在夾具上的外部載荷 無關(guān)聯(lián)；其中，該施力件適于圍繞管形件周長(zhǎng)延伸并在沿該管形件的主軸 線間隔開的一個(gè)方向上交疊，該施力件適于在一個(gè)基本平行于在交疊點(diǎn)上 的、管形件切線的方向上延伸離開該交疊點(diǎn)。
施力件適于被拉緊以便對(duì)夾緊件施力。施力件的部分從交疊點(diǎn)起延伸 離開管形件，這特別有助于將夾具用于直徑各不相同的管形件，甚至用于 變直徑管形件，這是因?yàn)槭┝車@不同直徑范圍內(nèi)的管形件。施力件 被布置成在一個(gè)基本平行于在該交疊點(diǎn)上的管形件切線的方向上離開交 疊點(diǎn)，這有助于對(duì)該施力件部分施加其指向基本平行于該切線的拉力。這表面或至少減小了在管形件中產(chǎn)生任何力矩，其原因是l)在延伸離開 管形件的施力件部分中的力基本平行于管形件切線，但指向相反的方向，
因而在這些部分中的拉力相互反作用；2)施力件基本圍繞管形件并且施
力件部分如此定位，即在施力件被拉緊時(shí)，沒有或幾乎沒有在管形件周圍 產(chǎn)生力矩。
施力件可以在相反的第一方向和第二方向上延伸離開交疊點(diǎn)，每個(gè)上 述方向基本平行于管形件切線。第一方向和第二方向可以處于切線的o度
至IO度且優(yōu)選為0度至5度中，而且應(yīng)該相應(yīng)解釋術(shù)語"基本平行"。 夾緊件可以定位在管形件和施力件之間，施力件的交疊點(diǎn)可以沿徑向
與管形件外表面間隔例如5毫米至50亳米的距離，可選為10亳米至20
毫米的距離，該距離由包括夾緊件厚度在內(nèi)的諸多因素決定。
施力件可以從交疊點(diǎn)起延伸向繩輪、滑輪等構(gòu)件，并從那里延伸向絞
盤等用于拉緊施力件的機(jī)構(gòu)。
根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)方面，提供一種用于管形件的夾具，夾具包括 至少一個(gè)夾緊件，適于夾住管形件；與夾緊件有關(guān)聯(lián)的支撐件，用于對(duì)夾 緊件施加定位力以便相對(duì)管形件定位夾緊件；至少一個(gè)柔韌的細(xì)長(zhǎng)形施力 件，適于對(duì)夾緊件施力以迫使夾緊件夾住管形件，夾緊件和施力件由此適 于對(duì)管形件施加基本均勻 一致的徑向夾緊力，該徑向夾緊力與施加在夾具 上的外部載荷無關(guān)聯(lián)；其中，在使用中，由支撐件施加在夾緊件上的定位 力在施力件迫使夾緊件夾住管形件之前被解除。
因此，夾緊件可以在對(duì)夾緊件施加定位力的情況下相對(duì)管形件來定 位，定位力在對(duì)管形件施加夾緊力之前被解除。這使得夾緊件貼合管形件 表面，防止或減小由夾緊件未對(duì)準(zhǔn)管形件所帶來的管形件上的載荷的變 化。由此一來，這避免或減小了夾緊件會(huì)在管形件上造成易引起局部彎折 的載荷變化的可能性。
夾具可以包括至少一對(duì)夾緊件，它們適于按照跨越管形件直徑的方式 定位并且在工作中相互聯(lián)系起來，從而在使用中，施加在夾具的、橫向離 開管形件主軸線的位置上的外部載荷造成夾緊件在管形件中產(chǎn)生基本沿 軸向的反作用力。通過支撐結(jié)構(gòu)，可以使夾緊件在工作中相互聯(lián)系起來， 支撐結(jié)構(gòu)與夾緊件聯(lián)接并且支撐結(jié)構(gòu)包括與每個(gè)夾緊件有關(guān)聯(lián)的支撐件。
支撐件可以樞轉(zhuǎn)聯(lián)接在夾緊件上，優(yōu)選通過球接頭，這防止在支撐結(jié) 構(gòu)和夾緊件之間傳遞轉(zhuǎn)矩?；蛘撸渭梢酝ㄟ^銷接頭來聯(lián)接。夾具還包括呈臂狀的第一支撐件和第二支撐件，每個(gè)臂與夾緊件樞轉(zhuǎn)聯(lián)接，第一 臂和第二臂用于相對(duì)管形件表面將夾緊件定位在預(yù)定的徑向位置，以及用
于基本平行于管形件表面或與管形件表面共平面地定位夾緊件的夾持面。
應(yīng)該注意的是，支撐件與夾具的聯(lián)接方式能保證在夾具被投入工作時(shí) 在支撐件中沒有夾緊力。
根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，提供一種用于管形件的夾具，夾具包括 多個(gè)可彎曲的夾緊件，適于夾住管形件；至少一個(gè)柔韋刃的細(xì)長(zhǎng)形施力件， 適于對(duì)多個(gè)夾緊件施力以迫使夾緊件夾住管形件；其中，所述多個(gè)夾緊件 和施力件適于對(duì)管形件施加基本均勻一致的徑向夾緊力，該徑向夾緊力與 施加在夾具上的外部載荷無關(guān)聯(lián)，所述多個(gè)夾緊件的尺寸能基本圍繞管形 件的周長(zhǎng)。
通過將夾緊件的尺寸選擇成基本圍繞管形件，施加在管形件上的夾緊 力可以通過夾緊件來調(diào)整。按照這個(gè)方式，可以沿管形件的周長(zhǎng)形成一個(gè) 由夾緊件構(gòu)成的基本完整的環(huán)，有助于對(duì)管形件施加均勻的夾緊力以及降 低產(chǎn)生會(huì)引起局部彎折的管形件載荷變化的可能性。
管形件可以沿其長(zhǎng)度呈錐形，因而具有變直徑。夾緊件的尺寸可以被 選定為在沿管形件長(zhǎng)度的預(yù)定位置基本圍繞管形件，因此可以被構(gòu)造成圍 繞某個(gè)或預(yù)定的管形件周長(zhǎng)。管形件可以是風(fēng)力渦輪機(jī)塔，預(yù)定的周長(zhǎng)可 以處于夾具的預(yù)定工作位置，這可以是這樣一個(gè)工作高度，即在該工作高 度上，夾具被定位以便隨后進(jìn)行所希望的作業(yè)。作業(yè)可以是維修作業(yè)或安 裝作業(yè)，可能牽涉到塔借助夾具承載外部載荷，例如當(dāng)渦輪機(jī)部件被取下 以便維修或者隨后重新安裝時(shí)。
夾緊件的尺寸可能是可調(diào)的和/或夾緊件可以相對(duì)夾具的其余部分以 可脫開的方式聯(lián)接，以幫助拆卸和用備用夾緊件更換。
根據(jù)本發(fā)明的另 一個(gè)方面，提供一種包括通過聯(lián)接器相互聯(lián)接的兩個(gè) 夾具的組件，聯(lián)接器有助于調(diào)節(jié)夾具之間距離，以幫助組件沿管形件長(zhǎng)度 前進(jìn)，每個(gè)夾具包"fe如本發(fā)明的以上方面中任何一個(gè)所限定的夾具。
根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，提供一種用于安裝在管形柱上的自移式爬 升裝置，該爬升裝置包括通過聯(lián)接器相互聯(lián)接的兩個(gè)夾具，聯(lián)接器有助于 調(diào)整夾具之間距離，以幫助爬升裝置沿管形柱的長(zhǎng)度前進(jìn)，每個(gè)夾具包括 如本發(fā)明的以上方面中^f壬何一個(gè)所述的夾具。
管形柱優(yōu)選是風(fēng)力渦輪機(jī)塔。根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，提供一種聯(lián)接夾具和管形件的方法，該方
法包括以下步驟圍繞管形件定位夾具，夾具具有至少一個(gè)夾緊件和至少 一個(gè)柔韌的細(xì)長(zhǎng)形施力件；拉緊施力件以便對(duì)夾緊件施力，以迫使夾緊件 夾住管形件，由此對(duì)管形件施加基本均勻一致的徑向夾緊力，該徑向夾緊 力與施加在夾具上的外部載荷無關(guān)聯(lián)。
根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)方面，提供一種爬升管形柱的方法，包括以下步 驟提供一個(gè)爬升裝置，爬升裝置包括通過可調(diào)的聯(lián)接器相互聯(lián)接的上夾 具和下夾具，每個(gè)夾具具有至少一個(gè)夾緊件和至少一個(gè)柔韌的細(xì)長(zhǎng)形施力 件；按照下述方式將上夾具固定在管形件上，拉緊相應(yīng)的上施力件以對(duì)各 上夾緊件施力，迫使夾緊件夾住管形件并由此對(duì)管形件施加基本均勻 一致 的徑向夾緊力，該徑向夾緊力與施加在夾具上的外部載荷無關(guān)聯(lián)；按照以 下方式將下夾具固定在管形件上，拉緊相應(yīng)的下施力件以對(duì)各下夾緊件施 力，迫使該夾緊件夾住管形件并由此對(duì)該管形件施加基本均勻 一致的徑向 夾緊力；使上夾具脫離管形件；利用可調(diào)的聯(lián)接器增大上夾具和下夾具之 間距離，以使上夾具沿管形件的長(zhǎng)度前進(jìn)；將上夾具重新固定在該管形件 上；使下夾具脫離管形件；利用可調(diào)的聯(lián)接器縮短上夾具和下夾具之間距 離，以使下夾具沿管形件的長(zhǎng)度前進(jìn)；將下夾具重新固定在管形件上。
在從屬權(quán)利要求中限定了本發(fā)明的進(jìn)一步特征。但是，人們通常會(huì)認(rèn) 識(shí)到，本發(fā)明以上方面中的至少一個(gè)方面的特征可以以單獨(dú)的方式或以組 合的方式存在。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種將一個(gè)或多個(gè)摩擦面夾緊到管形 結(jié)構(gòu)的外表面上但又沒有損壞管形結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)或表面的方法，其做法是， 利用按照本發(fā)明第 一方面的裝置，對(duì)管形結(jié)構(gòu)的整個(gè)周長(zhǎng)施加基本均勻— 致的徑向力。
根據(jù)本發(fā)明的又 一 個(gè)方面，提供 一 種將摩擦面夾緊到薄壁管形結(jié)構(gòu)的 外表面上但又沒有損壞結(jié)構(gòu)或涂層的方法，其做法是，如此施加可控的徑 向力，即對(duì)管形結(jié)構(gòu)的彎折特性的影響等同于對(duì)整個(gè)周長(zhǎng)施加基本均勻一 致的徑向力，由此能對(duì)固定的夾具施加盡量最大的軸向載荷，而又不會(huì)因 軸向載荷和徑向載荷的綜合作用而造成管形結(jié)構(gòu)彎折。
根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)方面，提供一種將一個(gè)或多個(gè)摩擦面夾緊到管形 結(jié)構(gòu)上的裝置，該裝置包括圍繞塔結(jié)構(gòu)組裝的框架以及用于相對(duì)框架移動(dòng) 所述一個(gè)或多個(gè)摩擦面的機(jī)構(gòu)和對(duì)所述一個(gè)或多個(gè)摩擦面施力的機(jī)構(gòu)。該裝置優(yōu)選對(duì)管形結(jié)構(gòu)的整個(gè)周長(zhǎng)施加基本均勻一致的徑向力。 該裝置優(yōu)選能適應(yīng)沿管形結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度的周長(zhǎng)變化和錐度變化。 所述一個(gè)或多個(gè)摩擦面優(yōu)選為摩擦墊。
所述一個(gè)或多個(gè)摩擦面優(yōu)選由金屬材料或合成材料構(gòu)成。 所述一個(gè)或多個(gè)摩擦墊優(yōu)選具有至少一個(gè)由天然摩擦材料或彈性體
摩擦材料構(gòu)成的表面，該表面暴露于管形結(jié)構(gòu)。
所述一個(gè)或多個(gè)摩擦墊優(yōu)選是可彎曲的并且與管形結(jié)構(gòu)的形狀吻合。
用于相對(duì)框架移動(dòng)所述一個(gè)或多個(gè)摩擦面的機(jī)構(gòu)一般包括一個(gè)或多 個(gè)負(fù)載臂。
負(fù)載臂在第一方向上的移動(dòng)造成摩擦面接觸到管形結(jié)構(gòu)表面。負(fù)載臂 在相反的第二方向上的移動(dòng)造成摩擦面離開管形結(jié)構(gòu)表面。 每個(gè)或多個(gè)負(fù)載臂優(yōu)選因液壓缸作用而移動(dòng)。 每個(gè)摩擦面優(yōu)選與一個(gè)負(fù)載臂聯(lián)接。 每個(gè)摩擦墊具有中心脊，負(fù)載臂與中心脊聯(lián)接。
在一個(gè)實(shí)施例中，用于對(duì)所述一個(gè)或多個(gè)摩4察面施加徑向力的機(jī)構(gòu)包 括一根或多根筋條。每根筋條一般呈柔韌的細(xì)長(zhǎng)形件形狀，載荷可被施加 在筋條上。
筋條可以由適當(dāng)?shù)牟牧先缋w維繩索、鋼絲繩、織物帶、鏈或鋼帶構(gòu)成。 所述一根或多根筋條優(yōu)選圍繞管形結(jié)構(gòu)的整個(gè)周長(zhǎng)。
通常，所述一根或多根筋條圍繞管形結(jié)構(gòu)的整個(gè)周長(zhǎng)，從而摩擦表面 定位在管形結(jié)構(gòu)表面與 一根或多根筋條之間。
每個(gè)摩擦面的中心脊優(yōu)選具有孔，所述一根或多根筋條能穿過該孔。
每個(gè)負(fù)載臂優(yōu)選具有至少一個(gè)絞盤，絞盤可被用來拉緊所述一根或多 根筋條。在用絞盤繃緊筋條的情況下，徑向力被施加到摩擦面上，從而摩 擦面被壓在管形結(jié)構(gòu)上。
無論管形結(jié)構(gòu)的直徑和錐角如何變化，優(yōu)選能夠在所述一個(gè)或多個(gè)摩 擦面與管形結(jié)構(gòu)之間保持緊密接觸，其做法是借助 一 個(gè)由機(jī)械致動(dòng)器定位 的杠桿系統(tǒng)，摩擦墊隨之在由所述一根或多根筋條施加的徑向力的影響下 偏斜。
在另 一個(gè)實(shí)施例中，用于對(duì)所述一個(gè)或多個(gè)摩4察面施加徑向力的^L構(gòu) 包括沿周向的 一排線性致動(dòng)器。
優(yōu)選一排十二個(gè)或更多個(gè)線性致動(dòng)器。
17可選的是，線性致動(dòng)器聯(lián)合作用，借助固定在圍繞管形結(jié)構(gòu)組裝的框 架上的連桿對(duì)圍繞管形結(jié)構(gòu)周長(zhǎng)分布的 一個(gè)或多個(gè)摩擦面施加均勻載荷。
或者，線性致動(dòng)器聯(lián)合作用，通過直接的徑向位移對(duì)圍繞管形結(jié)構(gòu)周 長(zhǎng)均勻分布的摩擦墊施加相同的載荷，該載荷受到圍繞管形結(jié)構(gòu)組裝的框 架的反作用。
在另 一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)一個(gè)或多個(gè)摩擦面施加徑向力的機(jī)構(gòu)包括嚢。
嚢優(yōu)選環(huán)繞管形結(jié)構(gòu)。
嚢可以呈兩端封閉的管狀。
還可以設(shè)置用于改變管形嚢的長(zhǎng)度的機(jī)構(gòu)。改變管形嚢的長(zhǎng)度的機(jī)構(gòu) 優(yōu)選是巻軸。
嚢的內(nèi)部通過流體被加壓。
一個(gè)可選的措施是，嚢由這樣的材料構(gòu)成，該材料的泊松比高到足以 使徑向膨脹能產(chǎn)生足夠的環(huán)形縮短(例如手段1 ),從而可以通過改變嚢的 幾何形狀來適應(yīng)管形結(jié)構(gòu)周長(zhǎng)的改變，而不用改變用于圍繞管形結(jié)構(gòu)的嚢 的材料用量。
嚢的外徑優(yōu)選通過框架來限定，該框架圍繞管形結(jié)構(gòu)組裝。 在又一個(gè)實(shí)施例中，用于對(duì)所述一個(gè)或多個(gè)摩^察面施加徑向力的機(jī)構(gòu) 包括一個(gè)或多個(gè)楔，楔作用于臂、連桿或活塞，而臂、連桿或活塞被布置 用來使所述 一 個(gè)或多個(gè)摩擦面沿徑向移向管形結(jié)構(gòu)表面。
每個(gè)摩擦面也可以與一個(gè)定位件聯(lián)接。該定位件一般呈臂狀，它聯(lián)接 在中心脊的、與施力件相反的那端上。定位件優(yōu)選在液壓缸的作用下移動(dòng)。 在鉛垂面和摩擦面之間的角度優(yōu)選可以通過定位臂的移動(dòng)來改變。 一個(gè)可選的措施是，可以在該裝置上安裝升降工具和操縱工具。 可選的是，可以在該裝置上安裝坐人裝置。
可選的是，本發(fā)明的第一裝置可以借助平行于管形結(jié)構(gòu)軸線的線性致 動(dòng)器與本發(fā)明的第二裝置聯(lián)接，從而第一裝置和第二裝置可以在軸向上相
互分離開或^皮拉近。
第一裝置和第二裝置的運(yùn)動(dòng)和夾緊可以如此相互諧調(diào)，從而沿該管形
結(jié)構(gòu)的軸線產(chǎn)生該組件的線性運(yùn)動(dòng)。
第一裝置和第二裝置可以被用于平行于管形結(jié)構(gòu)軸線地輸送物品。 根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，提供一種將一個(gè)或多個(gè)摩擦面夾緊到管形
結(jié)構(gòu)的外表面上但又不損壞管形結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)或表面的方法，其做法是，利用第二方面的裝置對(duì)管形結(jié)構(gòu)的整個(gè)周長(zhǎng)施加基本均勻 一致的徑向力。 通常，管形結(jié)構(gòu)是薄壁的。 管形結(jié)構(gòu)可以是風(fēng)力渴輪機(jī)塔。
通過對(duì)管形結(jié)構(gòu)的整個(gè)周長(zhǎng)施加基本均勻一致的徑向力，可以有利地 將比較大的軸向載荷施加到摩擦墊上，而又不會(huì)使管形結(jié)構(gòu)因軸向載荷和 徑向載荷的綜合作用而彎折。
根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)方面，提供一種提高用于風(fēng)力渦輪機(jī)塔的摩擦夾 具的軸向承載能力的方法，其做法是，提高塔的抗彎折能力而又沒有明顯 改變塔的固有頻率。
風(fēng)力渦輪機(jī)塔的抗彎折能力優(yōu)選通過使用內(nèi)加強(qiáng)環(huán)來提高。
內(nèi)加強(qiáng)環(huán)優(yōu)選由鋼或者塑料合成材料構(gòu)成。
作為可選特征，加強(qiáng)環(huán)可以通過摩擦來保持定位。或者，加強(qiáng)環(huán)通過 粘合劑或通過焊接來保持定位。


現(xiàn)在，將參照以下附圖僅舉例性描述本發(fā)明的實(shí)施例，其中
圖l是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的夾具的透視圖，如圖所示，夾具已經(jīng)被聯(lián)
接至呈風(fēng)力渦輪機(jī)塔形式的管形件上；
圖2是夾緊件和一段支撐結(jié)構(gòu)的放大圖，其構(gòu)成圖1的夾具的一部分； 圖3是夾緊件和施力件的放大圖，施力件構(gòu)成圖l的夾具的一部分； 圖4是圖3所示夾緊件和施力件的進(jìn)一步的放大圖，出于圖示考慮而
概括示出了某些部件；
圖5示意表示圖1的夾具，如圖所示，該夾具在使用時(shí)承受外部載荷； 圖6表示包括兩個(gè)相互聯(lián)接的圖l所示夾具的組件，該組件如圖所示
處于沿呈風(fēng)力渦輪機(jī)塔形式的管形件的長(zhǎng)度爬升的狀態(tài)。
具體實(shí)施例方式
如下所述，與用于管形件的現(xiàn)有夾具相比以及與同薄壁管形件尤其是 風(fēng)力渦輪機(jī)塔聯(lián)接的現(xiàn)有機(jī)械相比，本發(fā)明的裝置和方法帶來顯著優(yōu)點(diǎn)。
參見圖1,示出一種用于管形件的夾具/夾緊裝置1,在所示實(shí)施例中， 管形件呈薄壁錐形的風(fēng)力渦輪機(jī)塔3的形式。夾具l包括至少一個(gè)適于夾 住塔3的夾緊件或摩擦墊9，在圖2的放大圖中更具體示出了夾緊件或摩
19擦墊。夾具1還包括至少一個(gè)呈筋條16形狀的、柔韌的細(xì)長(zhǎng)形施力件，
在圖3的視圖中更具體示出了該筋條。筋條16適于對(duì)摩擦墊9施力，以 迫使摩擦墊9夾住塔3,從而摩擦墊9和筋條16對(duì)管形件施加基本均勻一 致的夾緊力。摩擦墊9由此限制夾具1，使夾具無法在沿塔長(zhǎng)度的方向上 相對(duì)塔3運(yùn)動(dòng)，結(jié)果，能使塔3借助夾具l承受外部載荷。
用夾具1對(duì)塔3施加基本均勻一致的徑向夾緊力有助于在塔中產(chǎn)生基 本均勻一致的周向應(yīng)力。由于避免或者至少盡量減小了沿管形件周長(zhǎng)的載 荷變化，所以這克服了與現(xiàn)有的夾具和其它機(jī)械有關(guān)的問題，由此消除或 減小了導(dǎo)致局部彎折的、變化的點(diǎn)載荷。
人們也將認(rèn)識(shí)到，在此所述的方法極大改善了夾具性能，這是因?yàn)橥?過施加均勻一致的徑向力對(duì)摩擦墊施加盡可能大的徑向壓力，從而薄壁管 形結(jié)構(gòu)的圓度得以維持。這些載荷遠(yuǎn)高于目前所用的單獨(dú)承載墊的能力。
具體地說，夾具/夾緊裝置1包括支撐結(jié)構(gòu)22,該支撐結(jié)構(gòu)具有基本 呈矩形的、圍繞塔3底組裝而成的下環(huán)梁2、多個(gè)立柱、支桿或角柱4、 以及基本呈矩形的上環(huán)梁5。上環(huán)梁5 —般在每個(gè)角處被固定在立柱4上， 由此產(chǎn)生圍繞塔3的、剛性的立體框架6。每個(gè)立柱4的上端與第一支撐 件或剛性的負(fù)載臂7聯(lián)接，如圖2所示，該負(fù)載臂被聯(lián)接在立柱4和負(fù)載 臂7之間的液壓缸8驅(qū)動(dòng)。
在如圖所示的優(yōu)選實(shí)施例中，夾具1包括四個(gè)摩擦墊9，它們沿塔3 周等間距地布置。摩擦墊9都由柔順性天然材料或者彈性體摩擦材料構(gòu)成， 例如氯丁橡膠或者聚氨酯，摩擦墊被粘結(jié)在剛性的但可彎曲的、可承受載 荷的金屬板或合成材料板如鋼板上，并且摩擦墊在其中心具有豎立的剛性 中心脊10。各中心脊10的上端借助銷接頭或球接頭24樞轉(zhuǎn)聯(lián)接至各負(fù)載 臂7的下端。與銷接頭相比優(yōu)選球接頭，這是因?yàn)榍蚪宇^有助于在平行于 管形件主軸線的方向上傳遞夾緊件上的載荷，但基本上阻止因外部載荷而 將徑向力傳遞給夾緊件。
負(fù)載臂7又樞轉(zhuǎn)聯(lián)接在立柱4上，該聯(lián)接方式允許臂相對(duì)塔3樞轉(zhuǎn)。 通過這種布置結(jié)構(gòu)，負(fù)載臂7與摩擦墊9相聯(lián)接，以幫助將定位力施加在 摩擦墊9上，由此一來，負(fù)載臂7的運(yùn)動(dòng)使各摩擦墊9接近和/或接觸到塔 3的表面。這允許摩擦墊9接觸塔3的表面并調(diào)整適應(yīng)錐角，或者豎直定 位，如果適當(dāng)?shù)脑挕?br> 支撐結(jié)構(gòu)22還包括與每個(gè)摩擦墊9相關(guān)聯(lián)的第二支撐件或定位臂11,每個(gè)定位臂11通過連桿13和樞銷26被樞轉(zhuǎn)聯(lián):接在各立柱4上。在中心 脊10的下端(即在中心脊10的、與同負(fù)載臂7相連的連接端相反的那端)， 定位臂11也可樞轉(zhuǎn)地聯(lián)接在摩擦墊9上。第二液壓缸12被聯(lián)接在立柱4 和樞銷26之間，因而起到驅(qū)動(dòng)連桿13的作用。因此，通過使連桿缸12 伸縮，立柱4和摩擦墊9之間的角度可被改變，以適應(yīng)不同的塔錐角。可 以綜合利用負(fù)載臂7和定位臂11來調(diào)整摩擦墊9相對(duì)塔3的位置，由此 可以調(diào)整夾具1來適應(yīng)塔3的周長(zhǎng)/直徑和錐角的變化。因此，這有助于將 夾具1用于具有不同直徑的塔，甚至是沿其長(zhǎng)度漸縮的塔。
如圖3所示，夾具包括許多筋條，在所示實(shí)施例中包括八根筋條16, 每?jī)筛顥l16對(duì)應(yīng)于夾具1的一個(gè)負(fù)載臂7。每根筋條16通過各自的絞 盤15被拉緊，在每個(gè)負(fù)載臂7上安裝有兩個(gè)這樣的絞盤15。這種配置結(jié) 構(gòu)允許筋條16補(bǔ)償塔3的周長(zhǎng)變化。每根筋條16從在負(fù)載臂7或絞盤15 上的錨定點(diǎn)開始延伸，穿過在每個(gè)摩擦墊9的中心脊10中的通道14，并 返回同一負(fù)載臂7上的絞盤15。于是，兩根筋條16的起點(diǎn)和終點(diǎn)都位于 每個(gè)負(fù)載臂7上。
每根筋條16圍繞塔3周并沿塔3的長(zhǎng)度在交疊點(diǎn)38處交叉重疊。如 圖4的進(jìn)一步放大的視圖具體所示，每個(gè)摩擦墊9位于塔3的表面和筋條 16之間，并且筋條在與各負(fù)載臂7聯(lián)接的摩擦墊9的中心脊IO上重疊或 交叉，結(jié)果，在筋條繞過塔3的整個(gè)周長(zhǎng)的情況下，筋條16接觸塔3或 摩擦墊9。筋條一般由低摩擦性的高性能纖維繩索、鋼絲繩、織物帶、鏈 或鋼帶制成。設(shè)有滑輪17,用于使筋條16從其周向走向轉(zhuǎn)至錨定點(diǎn)和絞 盤15。
當(dāng)絞盤15拉緊筋條16時(shí)，筋條16對(duì)摩擦墊9施力，迫使摩擦墊夾 住塔3。 一旦夾具1已經(jīng)與塔3牢固聯(lián)接，摩擦墊9就起到限制夾具相對(duì) 塔3做軸向運(yùn)動(dòng)的作用，并且如上所述產(chǎn)生一個(gè)接觸力，該接觸力為待承 載的有效軸向載荷提供足夠的摩擦。
實(shí)際上，筋條16圍繞摩擦墊9的外表面布置，因而當(dāng)筋條被拉緊時(shí)， 筋條將摩擦墊拉向塔3，并且摩擦墊9和筋條16共同對(duì)塔3施加基本均勻 一致的徑向夾緊力。這在塔3中導(dǎo)致實(shí)際能做到的、近似真正的周向分布 的載荷/應(yīng)力。
作用于塔3的夾緊力在絞盤15放出筋條時(shí)被解除，由此解除或減小 筋條16施加在摩擦墊9上的力。接著，使缸8、 12動(dòng)作，以使負(fù)載臂7和定位臂11和進(jìn)而摩擦墊9離開塔3。這個(gè)運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)根據(jù)需要被繼續(xù)放出
的筋條16,結(jié)果，筋條16可以被拉動(dòng)離開塔表面。
摩擦墊9的尺寸被選定為能在塔頂或塔頂附近接觸塔3的幾乎整個(gè)周 長(zhǎng)，而在靠近塔底的位置，摩擦墊因塔直徑增大而相互分開，如圖l所示。
帶來的好處。'"''' 、、'' A '、'-
如上所述，摩擦墊9被定位在塔3和筋條16之間，這使得每個(gè)摩擦 墊9以相同的程度被筋條16施壓。這有助于在塔3上產(chǎn)生均勻一致的徑 向力，而不會(huì)造成摩擦墊9對(duì)塔3施加會(huì)導(dǎo)致局部彎折的點(diǎn)載荷，無論是 當(dāng)夾具1安裝在管形件上時(shí)，還是當(dāng)夾具l在使用中承受外部載荷時(shí)。
如從圖1至圖4中注意到的那樣，夾具1包括兩對(duì)摩擦墊9，每對(duì)摩 擦墊跨越管形件的直徑，從而每個(gè)摩擦墊9以90度角間隔開。當(dāng)各摩擦 墊9樞轉(zhuǎn)聯(lián)接在負(fù)載臂7上并且負(fù)載臂7樞轉(zhuǎn)聯(lián)接在角柱4上時(shí)，摩擦墊 9通過支撐結(jié)構(gòu)22以軸向配對(duì)方式相互作用聯(lián)系。這避免或至少減小了當(dāng) 外部載荷A被施加在夾具1的、橫向離開管形件主軸線32的點(diǎn)上(懸臂 載荷)時(shí)在塔3中產(chǎn)生的徑向反作用力，如表示使用中的夾具的圖5的示 意圖所示。當(dāng)用與夾具1相連的起重機(jī)械等設(shè)備提升載重如一段塔3時(shí)， 這樣的載荷A可以被施加在夾具1上，例如在塔3的建造或維修的過程中。
這是因?yàn)橥獠枯d荷A在摩擦墊9中產(chǎn)生軸向力Fl和F2，由此在塔3 中招致反作用力，該反作用力的指向平行于塔3的主軸線32。于是，摩擦 墊9所施加的力完全或基本指向平行于塔主軸線32的方向。這種軸向配 對(duì)有助于保持基本均勻 一致的徑向夾緊力，由此在塔中保持基本均勻 一致 的周向應(yīng)力。
而且如上所述，夾緊筋條16被拉緊以對(duì)摩擦墊9施力，由此產(chǎn)生均 勻一致的徑向夾緊力。如圖4所示，每根筋條的部分34、 36從塔3的交 疊點(diǎn)38開始在基本平行于塔3的、在該交疊點(diǎn)上的切線T的方向上延伸。 通過這種布置結(jié)構(gòu)，當(dāng)操作絞盤15來拉緊筋條16時(shí)，對(duì)筋條16施加一 個(gè)其指向基本平行于該切線的拉力。
這避免或至少減小了在塔中產(chǎn)生任何力矩，原因是a)在伸離塔3 的筋條16部分34、 36中的力平行于切線T,但兩者指向相反，因而在部 分34、 36中的拉力相互反作用；b)筋條16基本圍繞塔3并且部分34、 36的定位方式能做到當(dāng)筋條16被拉緊時(shí)圍繞塔3沒有或幾乎沒有力矩產(chǎn)生。為了便于做到這一點(diǎn)，盡量薄地制成摩擦墊9，以使交疊點(diǎn)38盡量靠
近塔3的表面。為此，摩擦墊9的厚度可以介于5毫米至50毫米， 一般 為10毫米至20毫米。而且，多個(gè)下滑輪40的定位都盡量靠近摩^^墊9 的背面，以便能使筋條部分34、 36以基本平行于塔切線T的方式定位。
不過，盡管使筋條部分34、 36在基本平行于塔切線T的方向上離開 交疊點(diǎn)38是符合希望的，但應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，這些筋條部分可以定位在例如 切線的0至IO度范圍中，而且仍然起到了在塔3上產(chǎn)生基本均勻一致的 徑向力的作用。
此外，人們將認(rèn)識(shí)到，可能沿筋條長(zhǎng)度在筋條16中出現(xiàn)拉力變化， 這是由筋條16與塔3的表面之間的摩擦造成的。實(shí)際上，發(fā)明人已經(jīng)發(fā) 現(xiàn)，筋條16中的拉力可能在最靠近拉力施加點(diǎn)(絞盤15)的位置是最高 的，并且沿筋條16的長(zhǎng)度在離開施力點(diǎn)的方向上減小。
因而， 一些筋條16在對(duì)其它筋條施加指向塔3的相反兩個(gè)周向的拉 力時(shí)被拉緊。這樣一來，由夾具1施加在塔3上的徑向力的變化(由此引 起周向應(yīng)力變化)因筋條16中的拉力變化能得以避免或至少減小。
為了做到這一點(diǎn)，筋條16通過在相反兩端施加拉力被拉緊。于是， 其中一根筋條16的第一端被拉緊，由此在塔3的第一周向上產(chǎn)生拉力， 另一根筋條16的相應(yīng)第二端被拉緊，由此在塔3的、與第一周向相反的 第二周向上產(chǎn)生拉力。例如，與一個(gè)相應(yīng)臂7關(guān)聯(lián)的每對(duì)筋條16可以在 塔的第一周向上被拉緊，軸向相鄰(相對(duì)塔軸線32)的成對(duì)筋條16在相 反周向上被拉緊。結(jié)果，補(bǔ)償了各筋條16的載荷變化。在另一個(gè)實(shí)施例 中，軸向相鄰的筋條16可以在相反兩個(gè)周向上被拉緊。因而，與每個(gè)臂7 關(guān)聯(lián)的那對(duì)筋條16可以在相反兩個(gè)方向上被拉緊。
此外，多根筋條16的交疊點(diǎn)38沿塔周間隔開，以便減小作用于塔3 的總徑向力的變化，由此減小所引起的周向應(yīng)力變化。在所示的實(shí)施例中， 與每個(gè)負(fù)載臂7關(guān)聯(lián)的成對(duì)筋條16的交疊點(diǎn)38相對(duì)相鄰那對(duì)筋條16的 交疊點(diǎn)被間隔開。具體地說，成對(duì)筋條16的交疊點(diǎn)38沿塔周以90度角 的間距等距間隔開。這有助于對(duì)塔施加基本均勻一致的徑向力(由于平衡 了在多個(gè)相鄰筋條16范圍內(nèi)的任何變化)，同時(shí)保證夾具1具有最小尺寸 和重量。在一個(gè)變型方案中，軸向相鄰的筋條16的交疊點(diǎn)可以按照相似 的方式沿塔3周間隔開。
此外，如上所述，在對(duì)摩擦墊9施加定位力的情況下，摩擦墊9相對(duì)塔3定位。該定位力在對(duì)塔施加夾緊力之前被解除，該夾緊力使摩擦墊9 貼合塔3的表面并防止或減小沿塔周的塔載荷變化，其做法是防止摩擦墊 9沒有對(duì)準(zhǔn)塔3的表面。這避免或減小了摩擦墊9產(chǎn)生可能導(dǎo)致塔3局部 彎折的、不均勻一致的點(diǎn)載荷。
而且，摩擦墊9的尺寸被選擇為能大致圍繞塔的預(yù)定周長(zhǎng)。這個(gè)周長(zhǎng) 可能是在所希望的夾具1工作位置上的周長(zhǎng)，該工作位置可以處于這樣的 工作高度，即按照要求將夾具1定位在該工作高度上，以便隨后執(zhí)行所希 望的作業(yè)。作業(yè)可以是維修作業(yè)或安裝作業(yè)，并且可能涉及使塔3借助夾 具1承受外部載荷，例如當(dāng)渦輪機(jī)的組成部件被取下以進(jìn)行維修或者隨后 被重新裝上時(shí)。
因此，人們將認(rèn)識(shí)到，施加在塔3的這個(gè)部位上的夾緊力通過摩擦墊 9來調(diào)整。于是，圍繞塔3周形成一個(gè)由摩擦墊9構(gòu)成的基本完整的環(huán)， 這有助于對(duì)塔施加一個(gè)均勻一致的夾緊力并且減小產(chǎn)生會(huì)造成局部彎折 的塔3載荷變化的可能性。
此外， 一旦處于工作位置且夾具還未承受任何外部載荷，夾具l的支 撐結(jié)構(gòu)22就被有效鎖定，其做法是， 一旦筋條16已迫使摩擦墊9夾住塔 3，就用缸8鎖定臂7。結(jié)果，使夾具l能承受懸臂載荷，而不會(huì)造成框架 6的任何組成部分如上環(huán)梁5接觸到塔3。不過，在負(fù)載臂7和摩擦墊9 之間的樞轉(zhuǎn)聯(lián)接保證了只是或者主要是軸向載荷被傳遞給摩擦墊9。
這還具有使框架6相對(duì)塔3構(gòu)成三角形的作用，如圖5最清楚所示的 那樣，幫助在摩擦墊9中產(chǎn)生軸向力Fl、 F2并由此在塔3中產(chǎn)生軸向反 作用力。
現(xiàn)在參見圖6,呈自移式爬升裝置28形式的組件如圖所示與塔3配合， 圖6示出了爬升裝置沿塔3的長(zhǎng)度前進(jìn)。爬升裝置28包括兩個(gè)夾具18、 19,這兩個(gè)夾具的結(jié)構(gòu)和工作方式與圖1至圖5所示的夾具l相似。夾具 18和19通過可調(diào)的聯(lián)接器20相互聯(lián)合，該聯(lián)接器包括幫助調(diào)整這兩個(gè)夾 具18和19之間距離的多個(gè)線性致動(dòng)器，用于使爬升裝置沿塔3前進(jìn)。致 動(dòng)器20可以是液壓作動(dòng)筒、由齒條齒輪驅(qū)動(dòng)裝置操作的伸縮箱形件、絲 杠螺母、絞盤和鋼絲繩、或者其它適當(dāng)裝置。
更具體地說，爬升裝置28圍繞塔3定位， 一般靠近塔底30。爬升裝 置28被操作，按照下述方式沿塔3的長(zhǎng)度前進(jìn)和爬升。首先，上夾具18 被操作并由此按照上述方式與塔3聯(lián)接。致動(dòng)器20首先處于回撤形態(tài)或
24回撤狀態(tài)，結(jié)果，夾具18和19之間距離相對(duì)短。接著，使下夾具19按 照相同方式與塔3聯(lián)接，而使上夾具18脫離塔3，使致動(dòng)器20伸出而增 大夾具18和19之間距離，由此使上夾具18沿塔3長(zhǎng)度前進(jìn)一段距離。
接著，使上夾具18重新與塔3聯(lián)接，使下夾具19脫離，使致動(dòng)器20 回撤而縮小夾具18和19之間距離。這造成下夾具19沿塔3長(zhǎng)度前進(jìn)一 段相應(yīng)的距離。接著，使下夾具19重新與塔3聯(lián)接，于是，爬升裝置28 已經(jīng)沿塔向上爬升了 一定距離。
反復(fù)進(jìn)行這個(gè)過程，直到爬升裝置28到達(dá)預(yù)定的工作高度，即在沿 塔3長(zhǎng)度的既定位置上。于是，使夾具18和19都夾緊在塔上并被鎖定， 通過每個(gè)夾具18和19對(duì)塔施加增大的工作夾緊力。該工作夾緊力大于在 爬升裝置28爬升塔3時(shí)所施加的力。增大的夾緊力是通過用絞盤15對(duì)筋 條16施加更大的拉力而產(chǎn)生的。這樣做的原因是，在爬升裝置28沿塔3 爬升時(shí)，該爬升裝置只需要施加一個(gè)足以使爬升裝置28與塔緊固聯(lián)接的 夾緊力，以承載爬升裝置重量。但是，當(dāng)希望承受一個(gè)來自爬升裝置28 的外部載荷時(shí)，需要更高的夾緊力來保證在摩擦墊9和塔3的表面之間有 足夠大的摩擦力，以保持爬升裝置28的定位。夾緊力的大小取決于夾具 1/爬升裝置28的重量和要承載的載荷，并且其通常被設(shè)定為可能的總載重 的5倍，假定在摩擦墊9和塔3的表面之間的摩^察系數(shù)大約為0.2。爬升 裝置28于是可以被應(yīng)用在塔的建造過程以及維修作業(yè)中，用于承載附加 的塔段或者其它的渦輪機(jī)部件。為了便于做到這一點(diǎn)，在其中 一個(gè)夾具18、 19或這兩個(gè)夾具的支撐結(jié)構(gòu)上安裝適當(dāng)?shù)钠脚_(tái)、起重機(jī)械等裝置。
概括地講，在此描述的裝置允許摩擦面或摩擦墊被夾緊到薄壁管形結(jié) 構(gòu)如風(fēng)力渦輪機(jī)塔上，而沒有造成該結(jié)構(gòu)變形或損壞。這是通過施加可控 的徑向力來做到的，從而對(duì)管形結(jié)構(gòu)的彎折特性的影響相當(dāng)于對(duì)管形結(jié)構(gòu) 的整個(gè)周長(zhǎng)施加基本均勻 一致的徑向力的情況。
在圖1至圖5中，描述了如何對(duì)摩擦面9施加軸向載荷并且可以對(duì)管 形結(jié)構(gòu)的整個(gè)周長(zhǎng)施加基本均勻 一致的徑向夾緊力的一個(gè)方式。
在一個(gè)替換實(shí)施例中，沿塔周安裝有環(huán)形嚢，摩擦墊置于嚢和塔的外 表面之間。通過對(duì)嚢中的流體如空氣加壓來施加徑向力，以便在整個(gè)塔周 上并在摩擦墊上產(chǎn)生均勻一致的徑向力，于是摩擦墊可以在軸向上受力。
嚢可以按照兩端封閉的管狀來配置，該管從一個(gè)固定點(diǎn)開始圍繞塔并 返回該固定點(diǎn)，在該固定點(diǎn)上，管被巻繞到巻軸上以允許隨著塔向頂端漸縮來縮短塔周長(zhǎng)。嚢的加壓從固定端開始，而巻軸被固定在相反端上。
在第二替換實(shí)施例中，囊由具有高泊松比(在所加載荷方向上的應(yīng)變
與垂直于該載荷方向上的應(yīng)變之比，或者說橫向收縮應(yīng)變與在拉伸力方向
上的縱向拉伸應(yīng)變之比)的材料，從而其受壓膨脹造成環(huán)周長(zhǎng)明顯縮小，
避免了需要設(shè)置收巻巻軸，并且上述受壓膨脹對(duì)摩擦墊施加徑向力，所述
摩擦墊隨后可能在軸向上受力。
在第三替換實(shí)施例中，在環(huán)梁或框架上布置一排由線性致動(dòng)器或者旋
轉(zhuǎn)致動(dòng)器提供動(dòng)力的杠桿系統(tǒng)，從而杠桿對(duì)隨后可能軸向受力的摩擦墊施
力W圣向力。
在爬升裝置28要^^受相當(dāng)大的外部載荷的情況下，筋條16的用于產(chǎn) 生足夠夾緊力所需的拉力可能在塔3中引起比所能安全承載的更大的偏 斜。換句話說，可施加的載荷可能受到塔3的抵抗全彎折的能力的限制， 此時(shí)塔處于源自夾緊件9/筋條16的徑向力和潛在的源自爬升裝置自重或 者懸吊于其上的載重的壓縮載荷或剪切載荷的綜合作用下。塔3的這種能 力可以通過在塔內(nèi)的、夾具將施加徑向壓力的位置上安裝加強(qiáng)環(huán)來提高。 所述加強(qiáng)環(huán)可以由相當(dāng)輕的T形桿構(gòu)成，T形桿被如此巻繞成環(huán)形，即與 相鄰的塔殼體組合形成一個(gè)等效的梁。T形桿可以通過焊接且優(yōu)選是通過 借助粘合劑的粘結(jié)被固定到位。這將構(gòu)成塔3的建造過程的一部分。在較 粗部分上，豎直板條將按照圍繞塔3的、未被摩擦墊9覆蓋的部分被等間 距分隔開的方式安裝。這將保證由筋條16施加的徑向力^皮傳遞給內(nèi)環(huán)加 強(qiáng)件并從內(nèi)環(huán)加強(qiáng)件傳遞給塔殼體。
于是，這些工具可以在陸地上或在海洋上被用于風(fēng)力渦輪機(jī)的維修。
本發(fā)明的夾具1和自移式爬升裝置28的固有優(yōu)點(diǎn)在于，其能夠夾住 具有不同直徑的、其錐角能從平行變化到5度或更高的塔。尤其是，該自 移式爬升裝置能適于容忍沿管形結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度有周長(zhǎng)和錐度變化的情況。在 如圖所示的實(shí)施例中，絞盤15可被用來拉緊圍繞管形結(jié)構(gòu)的筋條16,從 而筋條長(zhǎng)度可以改變，由此使筋條保持適當(dāng)?shù)膹较蛄ψ饔糜诠苄谓Y(jié)構(gòu)，即 便管形結(jié)構(gòu)的直徑或周長(zhǎng)有變化。在采用嚢的實(shí)施例中，可以設(shè)置巻軸， 它允許嚢的周長(zhǎng)增減以適應(yīng)其周長(zhǎng)。或者，嚢可以由具有高泊松比的材料 制成，由此就不需要巻軸了。
該裝置也能在筋條對(duì)管形結(jié)構(gòu)的整個(gè)周長(zhǎng)施加基本均勻一致的載荷 時(shí)夾住超薄的塔，而又不會(huì)引起彎折。在此描述的方法和裝置能使盡可能大的載荷被施加到固定的夾具上，而又不會(huì)因軸向載荷和徑向載荷的綜合 作用而造成管形結(jié)構(gòu)彎折。因此，本發(fā)明特別適用于風(fēng)力渦輪機(jī)塔。
在不超出在此提出的本發(fā)明精神和范圍的情況下，可以加入其它的修 改和改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種將一個(gè)或多個(gè)摩擦面夾緊到管形結(jié)構(gòu)上的裝置，該裝置包括圍繞塔結(jié)構(gòu)組裝的框架、用于相對(duì)框架移動(dòng)所述一個(gè)或多個(gè)摩擦面的機(jī)構(gòu)、和對(duì)所述一個(gè)或多個(gè)摩擦面施力的機(jī)構(gòu)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是，所述一個(gè)或多個(gè)摩擦面為摩擦墊。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征是，所述一個(gè)或多個(gè)摩擦墊由 金屬材料或合成材料構(gòu)成。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征是，所述一個(gè)或多個(gè)摩擦墊具 有至少一個(gè)由天然摩擦材料或彈性體摩擦材料構(gòu)成的表面，該表面暴露于 管形結(jié)構(gòu)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2至4中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征是，所述一個(gè)或 多個(gè)摩擦墊是可彎曲的并且與管形結(jié)構(gòu)的形狀吻合。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征是，用于相對(duì)框 架移動(dòng)所述一個(gè)或多個(gè)摩擦面的所述機(jī)構(gòu)包括一個(gè)或多個(gè)負(fù)載臂。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征是，該負(fù)載臂在第一方向上的 移動(dòng)造成使摩擦面接觸到管形結(jié)構(gòu)的表面，該負(fù)載臂在相反的第二方向上 的移動(dòng)造成上述摩擦面離開管形結(jié)構(gòu)的表面。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的裝置，其特征是，所述一個(gè)或多個(gè)負(fù)載 臂中的每一個(gè)通過液壓缸的作用移動(dòng)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征是，用于對(duì)所述 一個(gè)或多個(gè)摩擦面施加徑向力的所述機(jī)構(gòu)包括一根或多根筋條。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征是，每根筋條一般呈柔韌的 細(xì)長(zhǎng)形件形狀，載荷可被施加在筋條上。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9或IO所述的裝置，其特征是，筋條可以由鋼絲繩 制成。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9至11中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征是，所述一根 或多根筋條圍繞所述管形結(jié)構(gòu)的整個(gè)周長(zhǎng)，從而該摩擦面定位在管形結(jié)構(gòu) 的表面與所述一根或多根筋條之間。
13. 根據(jù)權(quán)利要求9至12中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征是，所述一個(gè)或多個(gè)摩擦面被支撐在具有孔的中心脊上，所述一根或多根筋條能穿過該 孔。
14. 根據(jù)權(quán)利要求9至13中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征是，用于對(duì)所 述一個(gè)或多個(gè)摩擦面施加徑向力的所述機(jī)構(gòu)包括至少一個(gè)絞盤，該絞盤可 被用來拉緊所述一根或多根筋條。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征是，用于對(duì)所 述一個(gè)或多個(gè)摩擦面施加徑向力的所述機(jī)構(gòu)包括一個(gè)或多個(gè)線性致動(dòng)器。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其特征是，設(shè)有多個(gè)線性致動(dòng)器， 它們聯(lián)合作用，以借助固定在框架上的連桿對(duì)圍繞管形結(jié)構(gòu)周長(zhǎng)分布的所 述一個(gè)或多個(gè)摩擦面施加均勻載荷。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其特征是，設(shè)有多個(gè)線性致動(dòng)器， 它們聯(lián)合作用，以便通過直接的徑向位移對(duì)所述一個(gè)或多個(gè)摩擦面施加均 勻載荷，該載荷受到框架的反作用。
18. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其特征是，所述線性致動(dòng)器包括囊。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的裝置，其特征是，所述嚢環(huán)繞所述管形結(jié)構(gòu)。
20. 根據(jù)權(quán)利要求18或19所述的裝置，其特征是，所述囊包括端頭 封閉的管。
21. 根據(jù)權(quán)利要求18至20中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征是，設(shè)有用 于改變所述嚢管的長(zhǎng)度的機(jī)構(gòu)。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的裝置，其特征是，用于改變所述嚢管的長(zhǎng) 度的所述機(jī)構(gòu)是巻軸。
23. 根據(jù)權(quán)利要求18至22中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征是，所述嚢 的外徑通過框架來定，該框架圍繞管形結(jié)構(gòu)組裝。
24. 根據(jù)權(quán)利要求1至23中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征是，用于對(duì)所 述一個(gè)或多個(gè)摩擦面施加徑向力的所述機(jī)構(gòu)包括一個(gè)或多個(gè)楔，該楔作用 于臂、連桿或活塞，而該臂、連桿或活塞^f皮布置用來使所述一個(gè)或多個(gè)摩 擦面沿徑向移向管形結(jié)構(gòu)表面。
25. 根據(jù)權(quán)利要求1至24中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征是，所述一個(gè) 或多個(gè)摩擦面中的至少 一個(gè)與定位臂聯(lián)接，在鉛垂面和摩擦面之間的角度 通過定位臂的移動(dòng)來改變。
26. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的裝置，其特征是，該定位臂在附接到所述裝置的液壓缸的作用下移動(dòng)。
27. —種根據(jù)權(quán)利要求1至26中任一項(xiàng)所述的第一裝置和一種根據(jù)權(quán) 利要求1至26中任一項(xiàng)所述的第二裝置，所述第一裝置借助平行于管形 結(jié)構(gòu)的縱向軸線的線性致動(dòng)器與所述第二裝置聯(lián)接，從而該第一裝置和第 二裝置可以在軸向上相互分離開或被4i近。
28. —種將一個(gè)或多個(gè)摩擦面夾緊到管形結(jié)構(gòu)的外表面上的方法，該 方法包括圍繞塔結(jié)構(gòu)組裝框架、相對(duì)該框架移動(dòng)所述一個(gè)或多個(gè)摩擦面、 和對(duì)所述一個(gè)或多個(gè)摩擦面施力以將該摩擦面夾緊到該管形結(jié)構(gòu)上。
29. —種用于在管形結(jié)構(gòu)上支撐支撐結(jié)構(gòu)的裝置，該裝置包括-多個(gè)夾緊件，適于夾住該管形結(jié)構(gòu)并圍繞該管形結(jié)構(gòu)的周長(zhǎng)定位； -至少一個(gè)柔韌的細(xì)長(zhǎng)形件，它圍繞該管形結(jié)構(gòu)的周長(zhǎng)延伸并且適于對(duì)所述多個(gè)夾緊件施力，迫使所述多個(gè)夾緊件夾住該管形結(jié)構(gòu)；-所述多個(gè)夾緊件和所述至少一個(gè)柔韌的細(xì)長(zhǎng)形件適于對(duì)該管形結(jié)構(gòu)施加基本均勻 一致的徑向夾緊力；其中，該支撐結(jié)構(gòu)以球形樞轉(zhuǎn)方式與所述多個(gè)夾緊件聯(lián)接，并且當(dāng)在一個(gè)離開該管形結(jié)構(gòu)的軸線的位置上受力時(shí)，該支撐結(jié)構(gòu)通過上述樞轉(zhuǎn)聯(lián)接以基本平行于該軸線的方式在該管形結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生反作用力。
30. 根據(jù)權(quán)利要求29所述的裝置，其特征是，在該管形結(jié)構(gòu)上的徑 向夾緊力與作用于該支撐結(jié)構(gòu)的外部載荷無關(guān)聯(lián)。
31. 根據(jù)權(quán)利要求29或30所述的裝置，其特征是，還包括至少一個(gè) 第一支撐件，該第一支撐件與每個(gè)夾緊件樞轉(zhuǎn)聯(lián)接，用于對(duì)該夾緊件施加 定位力，該定位力防止在該支撐結(jié)構(gòu)和該夾緊件之間傳遞轉(zhuǎn)矩。
32. 根據(jù)權(quán)利要求31所述的裝置，其特征是，還包括用于在所述至 少 一 個(gè)細(xì)長(zhǎng)形件迫使該夾緊件夾住該管形結(jié)構(gòu)之前解除由該夾緊件施加 的所述定位力的才幾構(gòu)。
33. 根據(jù)權(quán)利要求31或32所述的裝置，其特征是，所述至少一個(gè)第 一支撐件樞轉(zhuǎn)聯(lián)接在該支撐結(jié)構(gòu)的框架(6)上，以便定位該夾緊件。
34. 根據(jù)權(quán)利要求31至33中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征是，所述至 少 一個(gè)第 一 支撐件能被操作用來相對(duì)該管形結(jié)構(gòu)表面將該夾緊件定位在 預(yù)定的徑向位置上。
35. 根據(jù)權(quán)利要求31至34中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征是，所述至 少一個(gè)第 一支撐件適于以無法相對(duì)該框架轉(zhuǎn)動(dòng)的方式#皮固定，以允許該框架承受外部載荷。
36. 根據(jù)權(quán)利要求29至35中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征是，還包括 與每個(gè)夾緊件相關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)第二支撐件，所述第二支撐件能被操作用 來調(diào)整該夾緊件相對(duì)該管形結(jié)構(gòu)的角度并使該夾緊件對(duì)準(zhǔn)該管形結(jié)構(gòu)表 面。
37. 根據(jù)權(quán)利要求36所述的裝置，其特征是，所述至少一個(gè)第二支 撐件樞轉(zhuǎn)聯(lián)接在每個(gè)夾緊件上。
38. 根據(jù)權(quán)利要求30至37中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征是，該框架 還包括基本呈矩形且圍繞該管形結(jié)構(gòu)的下環(huán)梁、以及多個(gè)立柱和基本呈矩 形且也圍繞該管形結(jié)構(gòu)的上環(huán)梁。
39. 根據(jù)權(quán)利要求38所述的裝置，其特征是，每個(gè)所述立柱在頂端 樞轉(zhuǎn)聯(lián)接在所述第一支撐件上。
40. 根據(jù)權(quán)利要求39所述的裝置，其特征是，還包括液壓缸，用于 使所述至少一個(gè)第一支撐件移動(dòng)并提供定位力，該液壓缸聯(lián)接在所述立柱 和所述第一支撐件之間。
41. 根據(jù)權(quán)利要求40所述的裝置，其特征是，所述至少一個(gè)第二支 撐件通過連桿和樞銷樞轉(zhuǎn)聯(lián)接在各立柱上。
42. 根據(jù)權(quán)利要求38至41中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征是，還包括 第二液壓缸，用于改變?cè)摿⒅驮搳A緊件之間的角度，該第二液壓缸聯(lián)4妄 在該立柱和該樞銷之間并用于驅(qū)動(dòng)連斥干。
43. 根據(jù)權(quán)利要求38至42中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征是，該夾緊 件相對(duì)該管形結(jié)構(gòu)的位置和角度能利用對(duì)第一支撐件和第二支撐件的綜 合調(diào)整被改變，以適應(yīng)該管形結(jié)構(gòu)的周長(zhǎng)/直徑和錐角的變化。
44. 根據(jù)權(quán)利要求38至42中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征是，該上環(huán) 梁在每個(gè)角處被固定在所述立柱的上端上，從而產(chǎn)生圍繞該管形結(jié)構(gòu)的、 剛性的立體框架。
45. 根據(jù)權(quán)利要求29至44中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征是，還包括 用于在該支撐結(jié)構(gòu)承載任何外部載荷之前在工作位置鎖定該支撐結(jié)構(gòu)的 鎖定4幾構(gòu)。
46. 根據(jù)權(quán)利要求45所述的裝置，其特征是，該鎖定機(jī)構(gòu)包括用于 一旦所述至少一個(gè)細(xì)長(zhǎng)形件已迫使所述夾緊件夾住該管形結(jié)構(gòu)就利用所 述缸來鎖定所述支撐件的機(jī)構(gòu)。
47. 根據(jù)權(quán)利要求29至46中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征是，所述施 加徑向夾緊力的機(jī)構(gòu)包括用于對(duì)該細(xì)長(zhǎng)形件施加指向該管形結(jié)構(gòu)的一個(gè)周向的拉力且傳遞該拉力至所述夾緊件的機(jī)構(gòu)，所述周向與另 一個(gè)細(xì)長(zhǎng)形 件的拉力施加周向相反。
48. 根據(jù)權(quán)利要求29至47中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征是，每個(gè)細(xì) 長(zhǎng)形件適于圍繞該管形結(jié)構(gòu)的周長(zhǎng)延伸并且適于在沿該管形結(jié)構(gòu)的主軸 線間隔開的一個(gè)方向上交疊，至少其中一個(gè)細(xì)長(zhǎng)形件的交疊點(diǎn)適于沿該管 形結(jié)構(gòu)的周長(zhǎng)相對(duì)另 一 細(xì)長(zhǎng)形件的交疊點(diǎn)間隔開。
49. 根據(jù)權(quán)利要求29至48中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征是，所述夾 緊件是可彎曲的，所述夾緊件的尺寸允許基本圍繞該管形結(jié)構(gòu)的周長(zhǎng)。
50. 根據(jù)權(quán)利要求29至49中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征是，至少一 個(gè)細(xì)長(zhǎng)形件適于圍繞該管形結(jié)構(gòu)的周長(zhǎng)延伸并且適于在沿該管形結(jié)構(gòu)的 主軸線間隔開的一個(gè)方向上交疊，且其中每個(gè)細(xì)長(zhǎng)形件還適于從該交疊點(diǎn) 起在一個(gè)基本平行于在該交疊點(diǎn)上的管形結(jié)構(gòu)切線的方向延伸。
51. —種用于安裝在管形柱上的自移式爬升裝置，包括根據(jù)權(quán)利要求 29至50中任一項(xiàng)所述的第一裝置和根據(jù)權(quán)利要求29至50中任一項(xiàng)所述 的第二裝置， 一個(gè)夾具通過聯(lián)接器聯(lián)接到另一裝置，該聯(lián)接器有助于調(diào)整 所述裝置之間的距離，以幫助上述裝置沿該管形柱的長(zhǎng)度前進(jìn)。
52. —種根據(jù)權(quán)利要求51所述的自移式爬升裝置，還包括通過可調(diào) 的連接器相互聯(lián)接的上夾具和下夾具，每個(gè)夾具具有至少一個(gè)夾緊件和至 少一個(gè)柔韌的細(xì)長(zhǎng)形件；-該上夾具在拉緊各上細(xì)長(zhǎng)件時(shí)被作動(dòng)，以便對(duì)各上夾具施力來迫使 該夾緊件夾住該管形柱，由此在該管形柱上施加基本均勻 一致的徑向加緊 力，該徑向夾緊力與施加在夾具上的外部載荷無關(guān)聯(lián)；-該下夾具在拉緊各下細(xì)長(zhǎng)形件時(shí)被作動(dòng)，以便對(duì)各下夾具施力來迫 使該夾緊件夾住該管形柱，由此在管形柱上施加基本均勻 一致的徑向夾緊 力；-用于使上夾具脫離管形柱的機(jī)構(gòu)；-利用該可調(diào)的連接器增大上夾具和下夾具之間距離的機(jī)構(gòu)，用于使 該上夾具沿管形柱的長(zhǎng)度前進(jìn)；-用于將上夾具重新固定至管形柱上的機(jī)構(gòu)； -用于使下夾具脫離管形柱的機(jī)構(gòu)；-利用該可調(diào)的聯(lián)接器縮短上夾具和下夾具之間距離的機(jī)構(gòu)，用于使下夾具沿管形柱的長(zhǎng)度前進(jìn)；和-用于將下夾具重新固定至管形柱上的機(jī)構(gòu)。
53. —種在管形結(jié)構(gòu)上支撐支撐結(jié)構(gòu)的方法，該方法包括以下步驟 -提供多個(gè)夾緊件，它們適于夾住該管形結(jié)構(gòu)并且圍繞該管形結(jié)構(gòu)的 周長(zhǎng)定位；-使至少 一個(gè)柔韌的細(xì)長(zhǎng)形件圍繞該管形結(jié)構(gòu)的周長(zhǎng)延伸，該細(xì)長(zhǎng)形 件適于對(duì)所述多個(gè)夾緊件施力，迫使所述多個(gè)夾緊件夾住管形結(jié)構(gòu)；-通過所述多個(gè)夾緊件和所述至少一個(gè)柔韌的細(xì)長(zhǎng)形件對(duì)該管形結(jié) 構(gòu)施加基本均勻 一致的徑向夾緊力；-將該支撐結(jié)構(gòu)樞轉(zhuǎn)耳關(guān)接至所述多個(gè)夾緊件，并且包括當(dāng)該支撐結(jié)構(gòu) 在一個(gè)離開該管形結(jié)構(gòu)的軸線的點(diǎn)上受力時(shí)，通過樞轉(zhuǎn)聯(lián)接基本平行于該 軸線地在管形結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生反作用力。
全文摘要
本發(fā)明披露一種夾具、包括兩個(gè)這樣的夾具的自移式爬升裝置以及聯(lián)接這樣的夾具和管形件的方法。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，披露一種用于管形件尤其是薄壁管形件如風(fēng)力渦輪機(jī)塔(3)的夾具(1)。夾具(1)包括至少一個(gè)呈摩擦墊(9)形式的且適于夾住塔(3)的夾緊件以及至少一個(gè)呈筋條(16)形式的、柔韌的細(xì)長(zhǎng)形施力件，該筋條適于對(duì)摩擦墊(9)施力以迫使摩擦墊(9)夾住塔(3)，其中該摩擦墊(9)和筋條(16)適于對(duì)塔(3)施加基本均勻一致的徑向夾緊力。
文檔編號(hào)E04H12/34GK101614083SQ20091015763
公開日2009年12月30日 申請(qǐng)日期2005年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月19日
發(fā)明者J·英格拉姆, S·K·威利斯 申請(qǐng)人:Iti蘇格蘭有限公司