專利名稱：操縱風(fēng)輪機葉片并且將所述葉片安裝在風(fēng)輪機上的方法,用于操縱風(fēng)輪機葉片的系統(tǒng)和 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種操縱風(fēng)輪機葉片的方法以及在風(fēng)輪機上安裝所述葉片的方法，和用于操縱風(fēng)輪機葉片的系統(tǒng)和夾持單元。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代風(fēng)輪機通常包括具有相當大直徑和重量的轉(zhuǎn)子，如

圖1所示。現(xiàn)代轉(zhuǎn)子的直徑接近100-150米，包括風(fēng)輪機輪轂和例如三個風(fēng)輪機葉片的轉(zhuǎn)子可以重達40-50噸。
安裝風(fēng)輪機的通常方法包括如下的步驟●將不同元件運至風(fēng)輪機現(xiàn)場；●組裝塔部分和塔；●利用起重機提升風(fēng)輪機機艙，并將機艙安裝在塔的頂部；●在地面上組裝風(fēng)輪機轉(zhuǎn)子；和●利用起重機將風(fēng)輪機轉(zhuǎn)子升高，并在從機艙延伸的低速軸上安裝轉(zhuǎn)子。
該通常方法包括多個缺點，隨著風(fēng)輪機轉(zhuǎn)子的尺寸和重量的不斷增加，這些缺點會越來越成問題。
在地面上組裝風(fēng)輪機轉(zhuǎn)子尤其是一個問題，因為它需要一個大的沒有障礙的區(qū)域，這個區(qū)域應(yīng)該是平的、穩(wěn)定的，從而可以由組裝工人和起重機進出。當轉(zhuǎn)子直徑達到100米的時候，所需要的區(qū)域必須超過5000米2。
另外，將轉(zhuǎn)子提升之至機艙就更加復(fù)雜，因為轉(zhuǎn)子必須在空中旋轉(zhuǎn)90度。
在其它的提升系統(tǒng)中，已知在機艙上預(yù)先安裝風(fēng)輪機輪轂，然后將每個風(fēng)輪機葉片相繼升高至輪轂附近的位置，并進行葉片的安裝。提升是通過使風(fēng)輪機葉片橫臥在多個吊索上來進行的。
該提升系統(tǒng)包括多個缺點，其中的一個是葉片在提升和安裝的過程中必須是水平的。
另外，葉片必須定位成其前部向下面向吊索的底部，以避免損壞。這樣僅允許在生產(chǎn)位置上在輪轂上安裝葉片，這意味著必須手動控制風(fēng)輪機的液壓節(jié)距系統(tǒng)(hydraulic pitch system)，并向風(fēng)輪機的低速軸施加機械制動力，以使轉(zhuǎn)子系統(tǒng)在安裝過程中不旋轉(zhuǎn)。
本發(fā)明的一個目的是建立一種沒有上述缺點的風(fēng)輪機。
尤其是，本發(fā)明的一個目的是建立一種提升系統(tǒng)，該提升系統(tǒng)是靈活的并且容易在各種地理情況的現(xiàn)場使用而不用考慮周圍環(huán)境。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提供一種操縱風(fēng)輪機葉片和在風(fēng)輪機上安裝所述葉片的方法，所述方法包括以下步驟利用提升系統(tǒng)將風(fēng)輪機輪轂提升至風(fēng)輪機的機艙，并將輪轂安裝在機艙上，或者利用提升系統(tǒng)將風(fēng)輪機輪轂和機艙一起提升，并在風(fēng)輪機塔上安裝包括輪轂的機艙；利用用來操縱風(fēng)輪機葉片的提升系統(tǒng)提升至少一個風(fēng)輪機葉片；將所述至少一個風(fēng)輪機葉片提升到豎直位置且位于所述輪轂之下并處于其附近，將所述至少一個風(fēng)輪機葉片安裝在所述輪轂上。
由此，可以按照有利的方式操縱和安裝風(fēng)輪機葉片。
尤其是，將風(fēng)輪機葉片提升至輪轂之下的位置，而不是將其提升至更高的位置，是有利的，因為它允許使用具有較低的最大高度的起重機。如果所需的最大高度更大，則起重機成本明顯提高。
在本發(fā)明的一個實施方案中，至少一個風(fēng)輪機葉片的提升操作，是從初始位置向最終位置進行的，該初始位置關(guān)于葉片的縱軸基本水平，而最終位置是基本豎直的并且位于所述輪轂附近。由此，可以從水平位置，例如地面上或者在船甲板上，向豎直安裝位置提升風(fēng)輪機葉片。
在本發(fā)明的另一個實施方案中，在提升輪轂之前在所述風(fēng)輪機輪轂上安裝至少一個風(fēng)輪機葉片，并在提升所述輪轂之后在所述風(fēng)輪機輪轂上安裝至少一個葉片。因為葉片可能會在安裝和提升過程中指向上方，因此在地面上在輪轂上安裝至少一個風(fēng)輪機葉片例如兩個葉片是有利的，并且也只有這樣做才是可行的。
在本發(fā)明的再一個實施方案中，至少在所述輪轂上安裝至少一個風(fēng)輪機葉片的操作是在葉片處于基本豎直位置時進行的。通過將葉片提升至豎直位置，可以將葉片提升至剛剛位于起重機的梁/臂下面的位置，并通過將葉片更高地提升來更有效地使用起重機，從而允許使用較小的起重機來進行同樣的提升。
在本發(fā)明的第四實施方案中，所述風(fēng)輪機葉片的提升和安裝是在葉片處于不招風(fēng)位置(non-production position in relation to thewind)的情況下進行的。葉片處于不招風(fēng)位置可以被理解為葉片的前部(或者尾部)對著風(fēng)，由此避免任何來自風(fēng)的推力。
因此，可以在比已知系統(tǒng)更高的風(fēng)速中提升和安裝風(fēng)輪機葉片，因為在不招風(fēng)位置中進行安裝是可行的。另外不必在安裝過程中轉(zhuǎn)動一個或者多個葉片。
機艙的偏轉(zhuǎn)機構(gòu)會保持風(fēng)輪機始終背對著于風(fēng)。
在本發(fā)明的第五實施方案中，提升是在夾緊單元夾緊所述風(fēng)輪機葉片的情況下進行的。通過使用夾緊單元，在提升過程中更容易控制葉片，并允許豎直提升。
在本發(fā)明第六實施方案中，通過連接至夾緊單元的杠桿臂和配重件，來加強從基本水平的位置向最后的豎直位置的提升。通過使用連接至夾緊單元的杠桿臂和配重件，可以形成一個夾緊單元，因為該系統(tǒng)的重量中心離開了葉片以及葉片上的提升位置，在重力的作用下，該系統(tǒng)會從水平位置至豎直位置進行旋轉(zhuǎn)運動，并因此提高了對葉片的控制。
在本發(fā)明的第七實施方案中，夾緊單元在至少兩個提升位置夾緊風(fēng)輪機葉片。
在本發(fā)明第八實施方案中，夾緊單元通過迫使多個夾爪在至少兩個提升位置中夾在風(fēng)輪機葉片的側(cè)面上而進行夾緊。通過使用夾在葉片側(cè)面上的夾爪，可以獲得大的接觸表面。
在本發(fā)明的第九實施方案中，夾緊單元在至少兩個提升位置中夾緊風(fēng)輪機葉片，所述提升位置相對于所述風(fēng)輪機葉片的中心點對稱設(shè)置。
在本發(fā)明的第十實施方案中，通過至少一個起重機，在至少兩個提升位置處來進行所述夾緊單元的提升，從而實現(xiàn)所述至少一個風(fēng)輪機葉片的提升。通過使用至少兩個提升位置，提高了提升的安全性。
在本發(fā)明的第十一實施方案中，通過一根或者多根與所述起重機連接的、或者與一個或多個絞盤連接的線，進行所述至少一個風(fēng)輪機葉片的控制。通過使用一根或者多根線來控制葉片，提高了提升的安全性。
本發(fā)明還提供另一種操縱風(fēng)輪機葉片并且將所述葉片安裝在風(fēng)輪機上的方法，所述方法包括如下步驟
利用提升系統(tǒng)將風(fēng)輪機輪轂提升至風(fēng)輪機的機艙，并將輪轂安裝在機艙上，或者利用提升系統(tǒng)將風(fēng)輪機輪轂和機艙一起提升并在風(fēng)輪機塔上安裝機艙包括輪轂；利用包括至少一個用于操縱風(fēng)輪機葉片的夾緊單元的提升系統(tǒng)，夾持至少一個風(fēng)輪機葉片；將所述至少一個風(fēng)輪機葉片提升到所述輪轂的附近，將所述至少一個風(fēng)輪機葉片安裝在所述輪轂上。
由此，可以按照有利的方式操縱和安裝風(fēng)輪機葉片。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種用于操縱風(fēng)輪機葉片并在所述風(fēng)輪機上安裝所述葉片的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括用于風(fēng)輪機葉片的夾緊單元和提升系統(tǒng)。
通過使用與風(fēng)輪機葉片相關(guān)的夾緊裝置，可以靈活、簡單地來進行提升。另外，由于在夾緊葉片的提升操作中增強了對葉片的控制，明顯減少了在提升過程中損壞葉片的風(fēng)險。
在本發(fā)明的一個實施方案中，所述提升系統(tǒng)包括起重機，它具有多根提升和控制所述夾緊單元的線。由此，簡單安全的提升操作是可行的。
在本發(fā)明的另一個實施方案中，控制所述至少一個風(fēng)輪機葉片的至少一根附加的線，采用連接裝置例如環(huán)繞所述葉片頂端之一部分的柔性套箍或者類似的柔性帶的形式，連接至所述葉片。通過建立有線控制的點，例如在被提升的葉片的外端部處，可以更加有效地控制葉片，以在更高的風(fēng)速下提升和安裝風(fēng)輪機葉片。另外，提升和安裝操作可以有較少的麻煩，并且可以更快，這樣整體上減少了所需的人力和成本。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種用于操縱風(fēng)輪機葉片的夾緊單元，所述單元包括夾緊裝置。通過與提升風(fēng)輪機葉片相關(guān)的夾緊裝置，可以靈活和容易地進行提升。另外明顯減少了在提升過程中損壞葉片的風(fēng)險，因為在涉及夾緊葉片的提升操作中增強了對葉片的控制。
在本發(fā)明的一個實施方案中，所述夾緊裝置包括至少兩個夾緊點。通過使用至少兩個夾緊點，實現(xiàn)了與提升有關(guān)的功能性和安全性之間的優(yōu)選關(guān)系。
在本發(fā)明的另一個實施方案中，所述夾緊裝置包括遵循特定類型風(fēng)輪機葉片形狀的彎曲表面。通過使得夾緊裝置的表面形狀適應(yīng)特定類型的風(fēng)輪機葉片，可以實現(xiàn)對葉片的更牢固和更長時間的夾緊，并因此提高了提升過程中的安全性。
在本發(fā)明的再一個實施方案中，所述夾緊裝置的位置與液壓、電或者氣動系統(tǒng)相連接，用于對夾緊裝置的位置相對于所述風(fēng)輪機葉片進行無級的調(diào)整。
在本發(fā)明的第四實施方案中，所述夾緊裝置可以從一個尺寸變?yōu)榱硪粋€尺寸。由此可以容易地更換和匹配夾緊爪，使它與要操縱的葉片類型相匹配。
另外，可以實現(xiàn)寬的夾緊范圍。
在本發(fā)明第五實施方案中，所述夾緊裝置包括與風(fēng)輪機葉片表面相配合的夾爪。通過采用夾爪，可以向風(fēng)輪機葉片以可控的方式施加大的夾緊力。尤其是，可以通過與夾爪相關(guān)的機械或者液壓系統(tǒng)中的測量，而對夾爪施加在葉片上的壓力進行監(jiān)測，并限制傳遞至葉片上的力。另外，可以確保使用最小的作用力來夾緊葉片。
在本發(fā)明的第六實施方案中，所述夾緊裝置包括至少一個可以無級調(diào)整的夾爪和至少一個固定的夾爪，所述爪形成夾爪組。通過使用包括固定和可移動爪的成對夾爪，可以形成一種夾緊裝置，它具有較少用于進行移動的部件，但是與具有成對可移動夾爪的系統(tǒng)具有同樣的功能性。通過采用使更少的部件進行移動，改善了夾緊裝置的操作可靠性。另外，減少了夾緊裝置的成本，因為在每對夾爪組中，僅僅需要多個復(fù)雜的可移動爪中的一個。通過使得可移動爪可逐步調(diào)整，可以將葉片保持在牢固的夾緊狀態(tài)中，而與條件無關(guān)，例如葉片的濕表面等等。
另外可以實現(xiàn)寬的夾緊范圍。
在本發(fā)明的第七實施方案中，所述夾爪包括一摩擦表面層。風(fēng)輪機葉片表面的條件可以是從濕透至完全干燥的任何狀態(tài)，因而夾爪必須適用于各種情況。通過使用摩擦表面層，可以不用提高夾緊力而維持葉片的夾緊，例如在葉片表面變濕的情況下。
在本發(fā)明的第八實施方案中，所述摩擦表面層包括硫化橡膠。由此可以避免或者至少減輕爪在風(fēng)輪機葉片上所形成的夾印，因為硫化橡膠會保護葉片表面。為了從風(fēng)輪機得到最大的生產(chǎn)能力，重要的是所安裝的風(fēng)輪機葉片沒有缺陷或者夾印。另外，硫化橡膠會確保對葉片的牢固的夾緊，而不用考慮上述的葉片條件。
在本發(fā)明的第九實施方案中，所述摩擦表面層包括至少一個胎面花紋。通過使用胎面花紋，例如已知用于汽車輪胎的圖案，可以維持對風(fēng)輪機葉片的牢固的夾緊，并且還使得雨水或者其他濕氣從爪和葉片之間的接觸表面流走。
在本發(fā)明的第十實施方案中，所述至少一個胎面花紋包括一個或者多個凹痕。通過使用凹痕，可以在離開爪和葉片之間的接觸表面的中央位置中引導(dǎo)和收集雨滴或者其他濕氣。
在本發(fā)明的第十一實施方案中，所述夾爪包括一個或者多個豎直肋。夾爪，尤其在沿著與葉片縱軸垂直的方向，暴露在葉片的壓力之下，因此給爪增加豎直肋是有利的，例如在面對葉片的夾爪表面的背面上安裝鋼肋。
在本發(fā)明的第十二實施方案中，所述單元包括兩套爪，它們對稱地位于風(fēng)輪機葉片中心點的周圍。
葉片的中心點是葉片(或者葉片和夾緊單元)與葉片縱軸垂直方向的重心。通過將爪組圍繞該中心對稱設(shè)置，將葉片從一個位置轉(zhuǎn)到另一個位置，例如從水平位置轉(zhuǎn)到豎直位置，需要較少的努力。
在本發(fā)明的第十三實施方案中，所述單元包括多個夾爪組，所述組適合于給定的風(fēng)輪機葉片類型。為了獲得對葉片的牢固的夾緊(并因此提高安全性)，關(guān)鍵在于夾爪適合于被提升的風(fēng)輪機葉片類型。
另外，可以實現(xiàn)寬的夾緊范圍。
在本發(fā)明的第十四實施方案中，所述單元包括兩組夾爪。通過使用兩組夾爪，可以實現(xiàn)在提升的成本、功能性和安全性之間的優(yōu)選關(guān)系。
在本發(fā)明的第十五實施方案中，所述單元包括杠桿系統(tǒng)，此杠桿系統(tǒng)包括一杠桿臂和至少一個配重件。通過使用杠桿系統(tǒng)，可以使風(fēng)輪機葉片和夾緊單元的中心向更靠近提升位置的方向移動，并因此增強了對移動的控制，以及使其因為重力的緣故而更加容易。
在本發(fā)明的第十六實施方案中，所述杠桿系統(tǒng)還包括一鉸鏈，該鉸鏈允許杠桿臂和至少一個配重件從提升位置移動至運輸位置。由此，可以形成一具有杠桿系統(tǒng)的夾緊單元，它在運輸過程中是緊湊的。在運輸階段，為了允許標準的運輸形式例如集裝箱運輸，保持夾緊單元的緊湊尺寸是非常重要。
在本發(fā)明的第十七實施方案中，所述杠桿系統(tǒng)包括連接至所述鉸鏈的多個可移動螺栓。通過使用可移動螺栓，可以利用標準工具通過容易的方式將夾緊單元從使用位置轉(zhuǎn)換至運輸位置。
附圖下文參照附圖，詳細地描述了本發(fā)明。
圖1顯示了一大型現(xiàn)代風(fēng)輪機；
圖2a-2c顯示了依據(jù)本發(fā)明，提升和安裝風(fēng)輪機葉片的不同步驟；圖3a顯示了本發(fā)明夾緊單元的優(yōu)選實施方案；圖3b顯示了圖3a的放大部分；圖3c顯示了夾緊單元的優(yōu)選實施方案的前視圖，以及該圖的放大截面；圖3d顯示了夾緊單元的優(yōu)選實施方案的頂視圖；圖3e顯示了關(guān)于風(fēng)輪機葉片的中心點的夾緊單元的優(yōu)選實施方案；圖3f顯示了夾爪優(yōu)選實施方案的側(cè)視圖和前視圖；圖4a-4c顯示了夾緊單元的優(yōu)選實施方案的不同位置；圖5顯示了在運輸位置中具有杠桿系統(tǒng)的夾緊單元的優(yōu)選實施方案；圖6顯示了本發(fā)明提升系統(tǒng)的優(yōu)選實施方案的功能性的流程圖。
詳細說明圖1顯示了具有一塔2和設(shè)置在塔頂上的機艙3的現(xiàn)代風(fēng)輪機1。風(fēng)輪機轉(zhuǎn)子5通過從機艙前面(在圖2a中所示的)延伸出的低速軸6與該機艙連接。
如該圖所示一樣，超過一定等級的風(fēng)將激活該轉(zhuǎn)子并且使之能夠垂直于風(fēng)向轉(zhuǎn)動。旋轉(zhuǎn)運動被轉(zhuǎn)換成電能，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的一樣，該電能通常提供給輸電格柵。
圖2a至2c顯示出根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實施方案提升和安裝風(fēng)輪機輪轂和三個風(fēng)輪機葉片的不同步驟。風(fēng)輪機可以為岸上或海上風(fēng)輪機，其中不同的位置引起不同的問題，例如在其中進行轉(zhuǎn)子安裝的地面空間。
圖2a顯示出提升該轉(zhuǎn)子5的起重機7，所述轉(zhuǎn)子包括兩個風(fēng)輪機葉片和風(fēng)輪機輪轂4。輪轂和兩個葉片在地面上組裝好，然后提升至與風(fēng)輪機機艙3相同的高度處并且緊挨著從機艙中延伸出的低速軸6，從而它們可以相互連接。
輪轂和兩個風(fēng)輪機葉片保持在鎖定位置中，并且用于風(fēng)輪機葉片的最后組裝開口向下，并且兩個葉片指向上。這些風(fēng)輪機葉片處在不招風(fēng)位置中背著風(fēng)。
圖2b顯示了起重機7，它從地面朝著轉(zhuǎn)子5的其余部分提升最后的風(fēng)輪機葉片8。該葉片在其根部位置附近被夾在一夾持單元10中。該夾持單元10為軛形，部分包圍著該風(fēng)輪機葉片8。該軛形件包括可以與葉片接合的許多夾緊爪。
夾持單元10還包括一杠桿臂11，該臂的自由端處具有一配重件。杠桿臂11在夾持單元10的背面處與夾持單元10連接，并且該夾持單元的背面面對著該風(fēng)輪機葉片的頂端。
夾持單元10由多根起重機纜索12，13，14在多個位置上懸掛。
第一纜索13與夾持單元10的前部連接，并且該夾持單元的前部面對著風(fēng)輪機葉片的根部。
第二纜索在夾持單元10的背面處與杠桿臂11的自由端連接。
第一和第二纜索也通過位于葉片上方的在起重機梁/臂15上的兩個分開的位置與起重機7連接。通過起重機馬達和兩根不同的纜索，可以使該葉片從水平位置轉(zhuǎn)動到豎直位置(如圖2c中所示一樣)。
第三纜索14也在夾持單元10的背面處與杠桿臂11的自由端連接。該纜索也與起重機的主體連接，并且通常是豎直的但是在提升期間移動至水平狀態(tài)。通過該起重機的馬達和纜索，從而可以控制葉片8并且在不需水平運動阻止它水平運動。
圖2c進一步顯示了風(fēng)輪機葉片8，該葉片被提升至在輪轂4中的組裝開口處，正好位于風(fēng)輪機1的下面。在不招風(fēng)位置中，該葉片背對著風(fēng)。
前面已經(jīng)將輪轂和低速軸組裝好的組裝工人可以按照正常的方式進行葉片8和輪轂4的組裝。
在組裝好葉片8和輪轂4之后，就完成了該轉(zhuǎn)子，并且之后可以拆除鎖緊裝置以便使得該風(fēng)輪機能夠開始發(fā)電。
在將葉片從水平位置提升至豎直位置期間，杠桿臂11和配重件使控制葉片8變得更容易。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，利用與該葉片連接的其他控制纜索，例如利用包圍著所述葉片的部分頂端的柔性套或類似的柔性帶，來提升葉片。這些纜索可以用在地面上或設(shè)置在起重機上的絞盤來控制，并且用這些纜索來控制葉片的運動，例如在提升期間控制葉片頂端的位置。
在本發(fā)明的另一個可選實施方案中，將具有兩個葉片的輪轂安裝在機艙上，并且起重機一次將機艙和具有葉片的輪轂提升至風(fēng)輪機塔的頂部。之后，用夾持單元10將最后的風(fēng)輪機葉片豎直地提升到輪轂正下方，并且將該葉片安裝在輪轂上。
圖3a顯示出本發(fā)明夾持單元10的一優(yōu)選實施方案。該夾持單元10包括多根垂直連接的鋼筋，以便形成能夠包圍著該風(fēng)輪機葉片8的軛形件。
在由這些鋼筋形成的四面形的窗口中，安裝了為液壓系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和其他需要電能的系統(tǒng)提供必要電能的一組蓄電池。一些液壓部件和控制系統(tǒng)設(shè)置在控制箱或柜21中。這些液壓部件可以是含有油的液壓油箱和給該液壓系統(tǒng)的剩余部分提供液壓的液壓泵。從蓄電池20給驅(qū)動液壓泵的電動機提供必要的電能。
杠桿臂11可以以這樣的形式制造兩根單獨的臂從夾持單元10延伸出來，單獨臂的自由端都與配重件17相連，配重件17是一根桿，它把兩根單獨臂連接起來。
該配重件17可以由多種不同材料例如混凝土塊或金屬板例如鉛板構(gòu)成。該配重件也可以用重金屬例如鋼(或多或少地)實心地制成。
在優(yōu)選實施方案中，配重件17的總質(zhì)量為1至5噸，例如大約為2.2噸。
圖3b顯示出關(guān)于該夾持單元10的圖3a的放大部分。該部分包括了第一和第二桿，它們垂直地與附件22相連接，形成包圍著風(fēng)輪機葉片8的軛形件的一個角。
在垂直連接部分的附近，設(shè)置了第二夾持機構(gòu)16-II。第二夾持機構(gòu)16-II包括一液壓致動器18和在圖3b中可以看到端部的備用致動器19。致動器18、19的桿與一夾緊爪連接，該夾緊爪可以推壓風(fēng)輪機葉片的側(cè)面，此葉片位于夾持單元10的軛形件內(nèi)。
這兩個致動器18、19為同一類型，相同地與液壓系統(tǒng)相連接，因此具有相同的功能。如果液壓致動器18出故障，則備用致動器19將仍然夾緊該夾緊爪，并且進而夾緊風(fēng)輪機葉片8。
圖3c顯示出該夾持單元10的優(yōu)選實施方案的前視圖。
包圍著風(fēng)輪機葉片的軛形件有許多根桿b4、b7、b8，它們通過附件22相連接。
第一起重機纜索13通過一橫向系統(tǒng)與夾持單元10的前部連接，該橫向系統(tǒng)包括第一連接孔眼25和兩根纜索，這兩根纜索位于橫桿24上方并與夾持單元10的兩個相對側(cè)面連接。
該圖還進一步顯示了杠桿臂11，造成這樣的形式兩根單獨的臂從夾持單元10延伸出來，單獨臂的自由端都與配重件17相連，配重件17是一根桿，它把兩根單獨臂連接起來。
在配重17的頂部，設(shè)有第二連接孔眼26。該孔眼用來連接第二和第三起重機纜索12、14。
在杠桿臂中，在與夾持單元10的軛形件的連接位置附近，裝有一鉸鏈23。該鉸鏈使得杠桿臂和配重件17能夠從豎直向上的提升位置移動到折起向下的運輸位置，反之亦然。
該圖的放大部分顯示出整體的第一夾緊爪28a和大部分的第二夾緊爪28b。
第一夾緊爪可以連續(xù)地朝著風(fēng)輪機葉片的一側(cè)運動。液壓致動器和備用致動器18、19促使第一夾緊爪28a進行這個運動。這些致動器的運動可以由液壓閥控制并且最終停止，從而表明該第一夾緊爪已經(jīng)碰到風(fēng)輪機葉片并且正在用一定的力將它推壓在被動的第二夾緊爪28b上。
第二夾緊爪與夾持單元10固定連接，但是此固定連接的方式是可變的，例如用連桿30通過螺紋來連接夾持單元10和夾爪。連桿可以設(shè)置在給定的固定位置上，但是如果夾緊爪或該夾緊爪的位置需要改變，則可以通過將連桿部分或全部地從夾持單元10中擰出來實現(xiàn)。如果要提升例如尺寸與前面所提升的葉片不同的其它類型的葉片，則可以更換該夾緊爪。
此外，在夾持單元10的桿側(cè)，向下面對著風(fēng)輪機葉片的頂部，有一橡膠或類似的表面31。該橡膠表面用來保護葉片，防止它在運輸和提升期間受損。
第一和第二夾緊爪28a、28b的前部，可以通過將該前部從連桿37中拆除并用其他尺寸的另一個前部來替換它們，從而與夾緊爪系統(tǒng)的剩余部分分開。
圖3d顯示出該夾持單元10的優(yōu)選實施方案的頂視圖，其中風(fēng)輪機葉片8被放在在由夾持單元10限定的軛形件內(nèi)部。
該圖顯示出與葉片平行的三根桿b1、b2、b3。第一和第三桿b1、b3設(shè)置在葉片的上方，且分別位于葉片的風(fēng)沖擊邊緣33的兩個相對側(cè)面上。第二桿設(shè)置在葉片的風(fēng)沖擊邊緣33的上方。這三根桿b1、b2、b3通過附件22，在兩個端部處由兩根垂直桿b4、b5連接。
如圖3a所示，該桿結(jié)構(gòu)向下延伸至夾持單元10的側(cè)面，因此形成夾持風(fēng)輪機葉片的剛性軛結(jié)構(gòu)。
圖3e顯示出與風(fēng)輪機葉片8的中心點34相關(guān)的夾持單元10的優(yōu)選實施方案。該中心點為風(fēng)輪機葉片的橫向質(zhì)心。
如所示一樣，這兩個夾緊爪位于中心點的兩側(cè)，并且與中心點的距離基本上相同。在處于垂直位置時，夾持單元10，包括杠桿臂11和配重件17，將與風(fēng)輪機葉片相平衡。
夾持單元10的上側(cè)還顯示了用于連接起重機纜索12、13、14的第二連接孔眼26和第三連接孔眼32。
圖中，風(fēng)輪機葉片8的頂端向左，根部向右(但是位于畫面之外)。
圖3f顯示了一根據(jù)本發(fā)明的夾緊爪28的優(yōu)選實施方案，其中，該夾緊爪被從側(cè)面和前面來看。
夾緊爪28包括一塊或多塊鋼板，它們的形狀是與某一類型風(fēng)輪機葉片給定表面的特定部位相配合的。在所示的附圖中，該夾緊爪28由焊接在一起的上板和下板組成，上下板之間的角度基本上與風(fēng)輪機葉片的表面相配合。
為了確保該夾緊爪28沿著垂直方向具有必要的剛度，它具有許多加強肋條36。這些肋條基本上具有與夾緊爪28相同的高度，肋條之間相隔一定的距離，焊接到該夾緊爪的背面上。在另一個實施方案中，通過安裝在夾緊爪的背面上的一個大肋條來實現(xiàn)對夾緊爪28的加強。
為了確保對葉片進行牢固的夾持，在朝著風(fēng)輪機葉片的面上，夾緊爪28上還覆蓋有摩擦表面。該摩擦表面可以是具有胎面花紋35的硫化橡膠，以進一步確保對葉片進行牢固的夾持，且不會在其上形成記號。胎面花紋35上有一個或多個凹痕，它們將捕獲任意來自風(fēng)輪機葉片表面或周圍環(huán)境的水滴或濕氣。通過將水收集在這些凹痕中，由于防止了水附著在摩擦表面上，所以確保了不會由于水的緣故而降低摩擦表面貼在風(fēng)輪機葉片上的能力。
胎面花紋35可以是與汽車輪胎例如雨胎類似的圖案，其圖案設(shè)計成以改進的方式將雨水引離摩擦表面。
圖4a至4c顯示了該夾持單元10的優(yōu)選實施方案在風(fēng)輪機葉片的提升期間的不同位置。
圖4a顯示基本上處于水平位置的夾持單元10，該位置是從地面將風(fēng)輪機葉片提升至最終組裝位置時的初始位置。
在當前的水平位置上，風(fēng)輪機葉片剛剛從地面或從卡車、輪船或其它用于將該葉片運輸?shù)斤L(fēng)輪機所在地點的輸送裝置中被舉起。
如所示一樣，第一和第二起重機纜索12、13基本上為豎直的，并且第三起重機纜索14基本上為水平的。第一和第二起重機纜索12、13將夾持單元10和風(fēng)輪機葉片8提升。一開始，這兩個被基本水平地提升到地面上方。
第三起重機纜索14確保所提升的物品在水平平面內(nèi)處于受控狀態(tài)。
圖4b顯示在圖3a之后狀態(tài)中的夾持單元10和風(fēng)輪機葉片8。
如圖所示，位于夾持單元10前部的第一起重機纜索12比位于夾持單元10后部的第二起重機纜索11更用力地拉。夾持單元10和葉片10因此轉(zhuǎn)動并且不再水平。
由于重力將杠桿臂和配重件向下拉并且因此促進該轉(zhuǎn)動，杠桿臂和配重件是支持該轉(zhuǎn)動的。
圖4c顯示出處于最終豎直位置中的夾持單元10和風(fēng)輪機8。該轉(zhuǎn)動已經(jīng)到達其最后位置，并且葉片已準備好與風(fēng)輪機輪轂組裝在一起。
圖5顯示出處于運輸位置的夾持單元10與杠桿系統(tǒng)11、17。
該運輸位置提供了一緊湊系統(tǒng)，在此系統(tǒng)中，風(fēng)輪機葉片8和夾持單元10的質(zhì)心之間的距離更小。
通過打開鉸鏈23、使杠桿臂11和配重件17下降至軛形件的頂部并且緊固該杠桿臂11和配重件17，可以獲得該運輸位置。
圖6顯示根據(jù)本發(fā)明的提升系統(tǒng)優(yōu)選實施方案的功能流程圖。
該提升系統(tǒng)包括一機械、液壓和電子系統(tǒng)。
機械系統(tǒng)包括一個第一夾緊爪28a(I和)和另一個第一夾緊爪28a(II)，這兩個夾緊爪主動地壓在風(fēng)輪機葉片8的一側(cè)的兩個不同位置上。在葉片的另一個側(cè)面上，兩個第二夾緊爪28b被動地產(chǎn)生與第一夾緊爪28a上壓力對應(yīng)的必要反壓力。
同時，第一夾緊爪28a(I)由液壓致動器41和備用致動器42移動和控制。
這些致動器是液壓系統(tǒng)44的一部分，該液壓系統(tǒng)包括一液壓泵39，該液壓泵把液壓油從液壓油箱43中抽到液壓致動器和備用致動器中，這些致動器是用來移動和控制夾緊爪28a的。
壓力閥40控制著由這些液壓致動器和備用致動器所允許的壓力。通過控制在這些致動器上的壓力，因而控制在夾緊爪28a上的壓力，從而可以控制在風(fēng)輪機葉片上的夾持力。
電子系統(tǒng)38包括驅(qū)動液壓泵的電動馬達以及給在電子系統(tǒng)中的馬達和其它部件提供必要的電能的蓄電池20。
在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以構(gòu)想出該提升系統(tǒng)的其它實施方案。
具有杠桿臂和至少一個配重的提升單元，從提升位置到運輸位置，基本上可以做一個90度的移動。
為了在提升期間實現(xiàn)最大力矩，重要的是，配重件應(yīng)該設(shè)置得盡可能遠離葉片，并且具有杠桿臂和配重件的提升單元在輸送期間盡應(yīng)可能緊湊。為了滿足這些要求，讓杠桿臂和配重從靠近葉片的位置(相對于葉片0度)移動到盡可能遠離葉片的位置(相對于該葉片90度)是有利的。在另一個實施方案中，杠桿系統(tǒng)可以從運輸位置到提升位置或從一個提升位置到另一個提升位置進行連續(xù)的移動。該實施方案可能需要通過例如液壓致動器來控制力矩。
列表1 風(fēng)輪機2 風(fēng)輪機塔3 風(fēng)輪機機艙4 風(fēng)輪機輪轂5 具有風(fēng)輪機輪轂和多個風(fēng)輪機葉片的風(fēng)輪機轉(zhuǎn)子6 低速軸7 起重機8 風(fēng)輪機葉片9 風(fēng)輪機葉片的根部10 夾持單元11 杠桿臂12 第一纜索13 第二纜索14 第三纜索15 起重機梁/臂16-I 第一夾緊機構(gòu)16-II 第一夾緊機構(gòu)17 配重件18 液壓致動器19 備用致動器20 蓄電池21 控制箱22 附件23 鉸鏈24 橫桿25 第一連接孔眼
26 第二連接孔眼27 連接件28a 一組第一夾緊爪28b 一組第二夾緊爪29 具有液壓管連接的液壓致動器30 具有螺紋的連桿31 橡膠保護表面32 第三連接孔眼33 風(fēng)輪機葉片的風(fēng)沖擊邊緣34 風(fēng)輪機葉片的中心點35 具有胎面花紋的摩擦層36 加強肋條37 致動器的連桿38 電子系統(tǒng)39 液壓泵40 壓力閥41 液壓致動器I42 備用致動器I43 液壓箱44 液壓系統(tǒng)b1至11 形成夾持單元10的軛形件的桿HC 液壓回路
權(quán)利要求
1.一種操縱風(fēng)輪機葉片并將所述葉片安裝在風(fēng)輪機上的方法，所述方法包括以下步驟用提升系統(tǒng)將風(fēng)輪機輪轂提升至風(fēng)輪機的機艙處并且將該輪轂安裝在該機艙上，或者用提升系統(tǒng)將風(fēng)輪機輪轂和機艙作為一個整體提升并且將包括該輪轂的機艙安裝在風(fēng)輪機塔上，通過用于操縱風(fēng)輪機葉片的提升系統(tǒng)來提升至少一個風(fēng)輪機葉片，將所述至少一個風(fēng)輪機葉片提升至靠近并且位于所述輪轂下方的豎直位置，和將所述至少一個風(fēng)輪機葉片安裝在所述輪轂上。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于提升至少一個風(fēng)輪機葉片包括從初始位置提升至靠近上述輪轂的最終位置，所述葉片在初始位置上相對于葉片縱向軸線基本上水平，在最終位置上基本上豎直。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在輪轂提升之前將至少一個風(fēng)輪機葉片安裝在所述風(fēng)輪機輪轂上，并且在輪轂提升之后將至少一個風(fēng)輪機葉片安裝在所述風(fēng)輪機輪轂上。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于至少將所述至少一個風(fēng)輪機葉片安裝在所述輪轂上是在所述葉片處于基本上豎直的位置時進行的。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于提升和安裝所述風(fēng)輪機葉片是在所述葉片處于不招風(fēng)位置的情況下進行的。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述提升是在夾持單元夾持著所述風(fēng)輪機葉片的情況下進行的。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于從基本上水平的位置提升至最終的豎直位置是通過連接在夾持單元上的杠桿臂和配重的幫助進行的。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述夾持單元在至少兩個提升位置夾持風(fēng)輪機葉片。
9.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于所述夾持單元在至少兩個提升位置通過使多個夾緊爪抵靠風(fēng)輪機葉片的側(cè)面來進行夾持。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述夾持單元在至少兩個提升位置夾持著風(fēng)輪機葉片，所述提升位置關(guān)于所述風(fēng)輪機葉片的中心點對稱設(shè)置。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于提升所述至少一個風(fēng)輪機葉片是通過至少一個起重機在所述至少兩個提升位置中提升所述夾持單元來進行的。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述至少一個風(fēng)輪機葉片由與所述起重機相連接的、或與一個或多個絞盤相連接的一根或多根纜索來控制。
13.一種操縱風(fēng)輪機葉片并且將所述葉片安裝在風(fēng)輪機上的方法，所述方法包括以下步驟用提升系統(tǒng)將風(fēng)輪機輪轂提升至風(fēng)輪機的機艙處并且將該輪轂安裝在該機艙上，或者用提升系統(tǒng)將風(fēng)輪機和機艙作為一個整體提升并且將包括該輪轂的機艙安裝在風(fēng)輪機塔上，用包括至少一個用于操縱風(fēng)輪機葉片的夾持單元的提升系統(tǒng)來夾持至少一個風(fēng)輪機葉片，將所述至少一個風(fēng)輪機葉片提升到所述輪轂附近的位置，以及將所述至少一個風(fēng)輪機葉片安裝在所述輪轂上。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于提升至少一個風(fēng)輪機葉片包括從初始位置提升至靠近上述輪轂的最終位置，該葉片在初始位置上相對于葉片的縱向軸線基本上水平，在最終位置上基本上豎直。
15.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于在輪轂提升之前將至少一個風(fēng)輪機葉片安裝在所述風(fēng)輪機輪轂上，并且在輪轂提升之后將至少一個風(fēng)輪機葉片安裝在所述風(fēng)輪機輪轂上。
16.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于至少將所述至少一個風(fēng)輪機葉片安裝在所述輪轂上是在所述葉片處于基本上豎直的位置時進行的。
17.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于提升和安裝所述風(fēng)輪機葉片是在所述葉片處于不招風(fēng)位置的情況下進行的。
18.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于從基本上水平的位置提升至最終的豎直位置是通過連接在夾持單元上的杠桿臂和配重的幫助進行的。
19.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于所述夾持單元在至少兩個位置夾持著風(fēng)輪機葉片。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于所述夾持單元通過使多個夾緊爪在至少兩個提升位置上抵靠風(fēng)輪機葉片的側(cè)面來進行夾持。
21.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于提升所述至少一個風(fēng)輪機葉片是通過至少一個起重機在所述至少兩個提升位置上提升所述夾持單元來進行的。
22.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于所述夾持單元在至少兩個提升位置上夾持著風(fēng)輪機葉片，所述提升位置關(guān)于所述風(fēng)輪機葉片的中心點對稱設(shè)置。
23.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于提升所述至少一個風(fēng)輪機葉片是通過至少一個起重機在所述至少兩個提升位置上提升所述夾持單元來進行的。
24.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于所述至少一個風(fēng)輪機葉片由與所述起重機相連接的、或與一個或多個絞盤相連接的一根或多根纜索來控制。
25.一種用于操縱風(fēng)輪機葉片并且將所述葉片安裝在風(fēng)輪機(1)上的系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)包括一用于風(fēng)輪機葉片(8)的夾持單元(10)和一提升系統(tǒng)。
26.如權(quán)利要求25所述的用于操縱風(fēng)輪機葉片的系統(tǒng)，其特征在于所述提升系統(tǒng)包括一起重機(7)，該起重機具有多根用于提升和控制所述夾持單元(10)的纜索(12至14)。
27.如權(quán)利要求25所述的用于操縱風(fēng)輪機葉片的系統(tǒng)，其特征在于至少一根控制所述至少一個風(fēng)輪機葉片(8)的附加纜索，通過諸如圍繞著所述葉片(8)頂端之一部分的柔性套或類似的柔性帶的連接部件，與所述葉片(8)連接。
28.一種用于操縱風(fēng)輪機葉片(8)的夾持單元(10)，其特征在于所述單元包括夾持裝置(16-I，16-II)。
29.如權(quán)利要求28所述的夾持單元(10)，其特征在于所述夾持裝置(16-I，16-II，28a，28b)包括至少兩個夾持點。
30.如權(quán)利要求28所述的夾持單元(10)，其特征在于所述夾持裝置(16-I，16-II，28a，28b)包括一彎曲表面，此彎曲表面可以適應(yīng)于特定類型的風(fēng)輪機葉片的形狀。
31.如權(quán)利要求28所述的夾持單元(10)，其特征在于所述夾持裝置(16-I，16-II，28a，28b)的位置與液壓、電動或氣動系統(tǒng)相連，所述系統(tǒng)用于無級地調(diào)節(jié)所述夾持裝置(16-I，16-II，28a，28b)相對于所述風(fēng)輪機葉片(8)的位置。
32.如權(quán)利要求28所述的夾持單元(10)，其特征在于所述的夾持裝置(16-I，16-II，28a，28b)的尺寸可變。
33.如權(quán)利要求28所述的夾持單元(10)，其特征在于所述夾持裝置(16-I，16-II，28a，28b)包括與所述風(fēng)輪機葉片(8)的表面相接合的夾緊爪(28a，28b)。
34.如權(quán)利要求28所述的夾持單元(10)，其特征在于所述夾持裝置(16-I，16-II，28a，28b)包括至少一個可無級調(diào)節(jié)的夾緊爪(28a)和至少一個固定的夾緊爪(28b)，所述夾緊爪形成一夾緊爪組。
35.如權(quán)利要求28所述的夾持單元(10)，其特征在于所述夾緊爪(28a，28b)包括一摩擦表面層(35)。
36.如權(quán)利要求36所述的夾持單元(10)，其特征在于所述摩擦表面層(35)包括硫化橡膠。
37.如權(quán)利要求36所述的夾持單元(10)，其特征在于所述摩擦表面層包括至少一個胎面花紋。
38.如權(quán)利要求37所述的夾持單元(10)，其特征在于所述至少一個胎面花紋(35)包括一個或多個凹痕。
39.如權(quán)利要求28所述的夾持單元(10)，其特征在于所述夾緊爪(28a，28b)包括一根或多根豎直肋條(36)。
40.如權(quán)利要求28所述的夾持單元(10)，其特征在于所述單元包括關(guān)于風(fēng)輪機葉片(8)的中心點(34)對稱設(shè)置的兩組夾緊爪(28a，28b)。
41.如權(quán)利要求28所述的夾持單元(10)，其特征在于所述單元包括多個夾緊爪組(28a，28b)，所述組適用于給定的風(fēng)輪機葉片類型。
42.如權(quán)利要求28所述的夾持單元(10)，其特征在于所述單元包括兩組夾緊爪(28a，28b)。
43.如權(quán)利要求28所述的夾持單元(10)，其特征在于所述單元包括一杠桿系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一杠桿臂(11)和至少一個配重件(17)。
44.如權(quán)利要求28所述的夾持單元(10)，其特征在于所述杠桿系統(tǒng)還包括一鉸鏈(23)，從而使得杠桿臂(11)和至少一個配重件(17)能夠從提升位置移動到運輸位置。
45.如權(quán)利要求44所述的夾持單元(10)，其特征在于所述杠桿系統(tǒng)包括多個與所述鉸鏈(23)連接的可移動螺栓。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種操縱風(fēng)輪機葉片并且將所述風(fēng)輪機葉片安裝在風(fēng)輪機上的方法，所述方法包括以下步驟用提升系統(tǒng)將風(fēng)輪機輪轂提升至風(fēng)輪機的機艙處并且將該輪轂安裝在該機艙上。另外，該方法還包括以下步驟用包括至少一個用于操縱風(fēng)輪機葉片的夾持單元的提升系統(tǒng)來夾持至少一個風(fēng)輪機葉片；將所述至少一個風(fēng)輪機葉片提升之所述輪轂附近；并且將所述至少一個風(fēng)輪機葉片安裝在所述輪轂上。本發(fā)明還涉及一種用于在運輸期間操縱風(fēng)輪機葉片的夾持單元。
文檔編號H01L21/31GK1688808SQ02829045
公開日2005年10月26日 申請日期2002年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月27日
發(fā)明者安德斯·格雷韋·貝旺 申請人:威斯塔斯風(fēng)力系統(tǒng)公開有限公司