塔筒吊装吊具及吊装方法与流程

本发明涉及风力发电技术领域，更具体地，本发明涉及一种风力发电机组的塔筒吊装吊具及吊装方法。

背景技术：

风力发电机组的塔筒安装通常采用顶部法兰两点安装或者顶部法兰四点安装的方式，即，以螺栓连接的方式将塔筒吊具与塔筒法兰相连接。具体地，使用四个塔筒吊耳并将其与塔筒法兰连接，两个吊耳之间通过两段钢丝绳连接，每两个吊耳配合一个滑车，防止塔筒翻转时出现重心变化而导致塔筒倾斜或者旋转。该方式需要多人同时作业，并且安装人员需要站在梯子上，属于高空作业。此外，由于吊具重量较大，连接个数多，存在吊具磕碰、挤压塔筒以及伤害安装人员的风险。特别是随着塔筒直径以及塔筒高度的增加，塔筒的重量达到上百吨，吊耳的重量也越来越大，人工安装和搬运变得越发困难，安装难度和风险也越来越高。

因此，有必要研究一种不需要人工辅助或仅需要少量人工辅助即可完成塔筒翻身以及吊装的塔筒吊装吊具及吊装方法，从而减少吊具和塔筒的连接时间，提高吊装效率，降低风力发电机组安装成本。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种结构简单、能够减少人工辅助作业并提高作业效率的塔筒吊装吊具及吊装方法。

为了实现上述目的，本发明提供一种塔筒吊装吊具，该塔筒吊装吊具包括：吊具主梁，该吊具主梁具有中央部和从中央部向外延伸的多个承载梁，且所述承载梁的端部设有可拆卸地与塔筒法兰结合的结合部；吊块，该吊块设置在所述中央部，该吊块上形成有供吊装用钢丝绳穿过的通孔。

优选地，塔筒吊装吊具还可包括可拆卸地设置在吊块两侧并与所述通孔的径向平面平行设置的第一配重块和第二配重块，所述第一配重块和第二配重块与吊块之间形成有间隙，其中，

在所述中央部的厚度方向上，所述第一配重块和所述第二配重块在所述通孔的中心产生的力矩与塔筒吊装吊具的包括吊具主梁的其他结构在所述通孔的中心产生的力矩相等。

所述塔筒吊装吊具还包括驱动机构，所述驱动机构与所述结合部连接并驱动所述结合部沿所述承载梁的长度方向往复移动。

优选地，结合部可包括卡接单元，该卡接单元能够沿所述承载梁的长度方向往复移动，且所述卡接单元形成有用于夹持塔筒法兰的卡槽。

优选地，卡槽的截面面积从外到内逐渐减小。

优选地，卡接单元还可包括励磁机构，该励磁机构在通电后能产生磁力，并通过所产生的磁力吸住塔筒法兰。

优选地，卡接单元上还可具有卡槽厚度调节机构。

优选地，卡槽厚度调节机构可包括螺纹顶针、卡槽压板和垫片，其中，卡槽压板和垫片分别设置在卡槽相对的内表面，螺纹顶针从卡接单元的上表面插入到卡槽中，用于调节对卡槽压板施加的压力以使卡槽压板远离或靠近垫片。

优选地，结合部可包括励磁装置，该励磁装置设置在吊具主梁的承载梁的端部，并且励磁装置在通电后能产生磁力，并通过所产生的磁力吸住塔筒法兰。

优选地，励磁装置能够沿所述承载梁的长度方向往复移动。

优选地，结合部可包括位于所述承载梁端部的用来与塔筒法兰进行螺栓连接的部分。

本发明还提供一种利用本发明提供的塔筒吊装吊具的塔筒吊装方法，该方法包括如下步骤：

a)将吊装用的钢丝绳穿过吊块的通孔；

b)将第一配重块和第二配重块安装到吊块的两侧，利用吊机吊起钢丝绳，移动塔筒吊装吊具，使第一配重块和第二配重块成水平状态；

c)水平移动所述塔筒吊装吊具，使其与塔筒顶部法兰对齐，将所述承载梁的结合部结合到塔筒顶部法兰；

d)利用吊机提升钢丝绳，从而完成塔筒的翻身并使得塔筒直立。

优选地，将所述承载梁的结合部结合到塔筒顶部法兰的步骤包括：利用驱动机构推动结合部沿所述承载梁的长度方向移动以将所述结合部结合到塔筒顶部法兰。

本发明还提供一种利用本发明提供的塔筒吊装吊具的塔筒吊装方法，该方法包括如下步骤：

a)将吊装用的钢丝绳穿过吊块的通孔；

b)将第一配重块和第二配重块安装到吊块的两侧，利用吊机吊起钢丝绳，使第一配重块和第二配重块成水平状态；

c)水平移动所述塔筒吊装吊具，使其与塔筒顶部法兰对齐，将所述承载梁的结合部结合到塔筒顶部法兰；

d)在塔筒底部法兰上也结合所述塔筒吊装吊具或传统吊具，并利用吊机进行塔筒在水平姿态下的移动。

优选地，将所述承载梁的结合部结合到塔筒顶部法兰的步骤包括：利用驱动机构推动结合部沿所述承载梁的长度方向移动以将所述结合部结合到塔筒顶部法兰。

有益效果

本发明与现有技术相比，有以下优点：

本发明的塔筒吊装吊具结构简单，可以简化吊具与塔筒的连接，不需要人工辅助或仅需要少量人工辅助，可防止在安装过程中出现挤压和碰撞的风险，从而减少安装时间和降低安装难度，提高了作业效率。而且，使用本发明的塔筒吊装吊具，无需使用滑车进行翻身，从而可以减小所使用工件的数量。

本发明的塔筒吊装方法，简化吊具与塔筒的连接，无需使用滑车，不需要人工辅助或仅需要少量人工辅助，可防止在安装过程中出现挤压和碰撞的风险，从而减少安装时间和降低安装难度，提高了作业效率。

附图说明

下面结合附图对本发明的实施例进行详细描述，本发明的以上和其它特点及优点将变得更加清楚，附图中：

图1是示出根据本发明实施例的塔筒吊装吊具的立体图；

图2是示出根据本发明实施例的塔筒吊装吊具的左视图；

图3是示出根据本发明实施例的塔筒吊装吊具的俯视图；

图4是沿图3的A-A线所截取的剖视图；

图5是图4中圆圈内部分的局部放大图；

图6是示出根据本发明实施例的设置有压紧机构的卡接单元的立体图；

图7是示出根据本发明实施例的塔筒吊装吊具与处于水平姿态的塔筒连接的示意图；

图8是示出根据本发明实施例的塔筒吊装吊具与处于竖直姿态的塔筒连接的示意图；

图9是示出根据本发明另一实施例的塔筒吊装吊具的立体图。

具体实施方式

现在将参照附图更全面的描述本发明的实施例，然而，本发明构思可以多种不同的形式实现，且不应理解为限于在此描述的示例性实施例。相反，提供这些实施例仅是为了使本领域的技术人员便于理解本发明。

参照图1和图2，根据本发明实施例的塔筒吊装吊具100可包括：吊具主梁3和吊块6。吊具主梁3具有中央部和从中央部向外延伸的多个承载梁，且各承载梁的端部设有与塔筒法兰结合的结合部。吊块6设置在中央部，所述吊块6上形成有供吊装用钢丝绳穿过的通孔(参见图5)。对吊块6将在下文作进一步说明。

在本发明的实施例中，结合部可包括卡接单元1，该卡接单元1能够沿承载梁的长度方向往复移动，且该卡接单元1可形成有用于夹持塔筒法兰的卡槽。根据本发明的实施例，该卡槽可呈锥型或U型，并且卡槽的截面面积由外向内逐渐减小，至能够卡紧塔筒法兰。对卡接单元1将在下文作进一步说明。

图1和图2中示出的吊具主梁3呈十字型。本领域技术人员将理解的是，吊具主梁3的形状不局限于十字型，而是满足本发明的吊装要求的任何形状(例如，一字型、Y字型或具有更多个承载梁的形状)均可以作为本发明的吊具主梁的形状。

当吊具主梁3为一字型时，卡接单元1的数量可以为2个，分别设置在吊具主梁3的承载梁的端部；当吊具主梁3为Y字型时，卡接单元1的数量可以为3个，分别设置在吊具主梁3的承载梁的端部；当吊具主梁3为十字型时，卡接单元1的数量可以为4个，分别设置在吊具主梁3的承载梁的端部。

再参照图1和图2，根据本发明实施例的塔筒吊装吊具100包括驱动卡接单元1往复移动的驱动机构。这里，驱动机构可以由电机71和螺纹顶杆72构成。电机71可设置在吊具主梁3的中央部的与吊块6相对的表面上。如图1所示，可针对每个卡接单元1分别设置一个螺纹顶杆72。而且，可通过电机71转动来推动4个螺纹顶杆72运动，即利用1个电机驱动4个螺纹顶杆72。或者，也可以针对每个螺纹顶杆72分别设置1个电机71。电机71的设置位置和电机71和螺纹顶杆72的动作方式不限于此，可以适当调整。驱动机构也可以实现为液压机构和链条机构。即，对于驱动机构没有特别限制，只要能够使卡接单元1往复移动即可。

参照图3、图4和图5，吊块6可与吊具主梁3一体成型。然而，吊块6的结构形式并不局限于此。例如，吊块6也可分开单独制造并焊接到吊具主梁3上。此外，吊块6的材料可以为不锈钢，然而，吊块6的材料不局限于此。本领域技术人员将理解的是，满足本发明的吊装要求的其他材料均可以用于形成吊块6。

参照图1至图5，根据本发明实施例的塔筒吊装吊具100可包括第一配重块4和第二配重块5。第一配重块4和第二配重块5设置在吊块6的两侧。具体地，第一配重块4和第二配重块5可可拆卸地设置在吊块6的两侧，并且与吊块6的通孔的径向平面平行设置。如图5所示，可以在吊具主梁3的中央部形成安装凸台31，将第一配重块4和第二配重块5以螺栓连接的方式连接到凸台31的两侧，从而在第一配重块4和第二配重块5与吊块6之间形成间隙，以提供吊装用钢丝绳的转动空间。第一配重块4和第二配重块5用于使塔筒吊装吊具100实现自平衡。具体来讲，在塔筒吊装吊具100的中央部的厚度方向上，第一配重块4和第二配重块5在吊块6的通孔的中心产生的力矩和吊具主梁3和电机71在吊块6的通孔的中心产生的力矩相等(参见图2)，从而使得整个吊具易于保持图7所示的姿态，即吊具主梁3位于竖直平面的姿态。

此外，第一配重块4和第二配重块5的材料可包括不锈钢，但不局限于此。本领域技术人员将理解的是，满足本发明的吊装要求的其他材料均可以用于形成第一配重块4和第二配重块5。

参照图6，根据本发明的实施例的卡接单元1还可设置有卡槽厚度调节机构。

参照图6，卡槽厚度调节机构可包括螺纹顶针9、卡槽压板10和垫片11。其中，卡槽压板10和垫片11分别可设置在卡槽相对的内表面，用于夹持塔筒法兰，螺纹顶针9可设置在卡接单元1的上表面上，并插入到卡槽中，用于调节对卡槽压板10施加的压力以使其沿卡槽的厚度方向移动，从而调节卡槽压板10与垫片11之间的间距，由此牢固夹持塔筒法兰。例如，拧紧图6所示的2个螺纹顶针，将卡槽压板10向下压紧，使垫片11和法兰面紧密接触。在此，垫片11可以为橡胶垫。需要说明的是，卡槽厚度调节机构不是必须的，通过使卡槽厚度(间隙尺寸)与塔筒法兰的厚度相匹配，也可以实现牢固夹持。

此外，卡接单元1还可包括励磁机构。换句话说，根据本发明的实施例，可在卡接单元1上增加一套励磁机构，使励磁机构通电产生磁力，通过磁力牢牢吸住塔筒法兰面。由此，可以更加可靠地防止塔筒13与吊具分离。例如，卡槽压板10和垫片11中至少一个可以构成为在通电时产生磁力。

参照图9，根据本发明的另一实施例的结合部可仅包括励磁装置12，励磁装置12可设置在吊具主梁3的承载梁的端部，并且励磁装置12在通电后可产生磁力，并通过所产生的磁力吸住塔筒法兰8的底面，从而完成塔筒吊装吊具100和塔筒法兰的连接。

在本发明的实施例中，在满足通过所产生的磁力吸住塔筒法兰的情况下，对励磁装置12的具体结构和形式并没有特别地限定。此外，励磁装置12可固定连接在吊具主梁3的承载梁的端部，也可以与驱动机构相连接，并通过驱动机构在承载梁上往复运动。用于驱动励磁装置12的驱动机构可以与前述卡接单元1的驱动机构采用相同形式。

即，当励磁装置12为采用可移动的方式时，图9所示的吊具与图1所示的吊具相比，只是将卡接单元1替换为励磁装置12。

接下来，将参照附图描述利用上述塔筒吊装吊具100的吊装方法。本发明所提供的吊装方法可适用于塔筒法兰固定连接到塔筒的塔筒或设置其他类似结构的塔筒。

参照图1至图8，可先将第一配重块4和第二配重块5从塔筒吊装吊具100上拆下，将吊装用的钢丝绳从吊块6的通孔穿入，然后将第一配重块4和第二配重块5以螺栓连接的方式安装到塔筒吊装吊具100的吊块6上。接着，使用吊车将整个塔筒吊装吊具100吊起，并将整个塔筒吊装吊具100缓缓伸入塔筒顶部法兰8的内部，使塔筒吊装吊具100的吊具主梁3与塔筒顶部法兰8基本处于同一水平面，即将塔筒吊装吊具100与塔筒顶部法兰8对齐。在完成上述步骤后，启动驱动机构推动卡接单元1在吊具主梁3的承载梁上移动，使得卡接单元1的卡槽卡住塔筒顶部法兰8。卡槽可以采用锥形或U型设计，并且卡槽的截面面积可由外向内逐渐减小，使得卡接单元1越往前运动，塔筒顶部法兰8被卡得越紧。当卡接单元1到达预定位置时，停止驱动机构。此时，卡接单元1与塔筒顶部法兰8完全卡接，即完成塔筒吊装吊具100与塔筒顶部法兰8的连接。

在完成塔筒吊装吊具100与塔筒顶部法兰8的连接之后，可以利用相同的塔筒吊装吊具100或者传统的吊具与塔筒底部法兰(未示出)连接。

在上述步骤的基础上，可以利用吊机对塔筒13在水平姿态下进行移动，例如，进行装载或卸货的操作。

若是对塔筒13进行翻身，则在利用卡接单元1完全夹持塔筒顶部法兰8之后，利用吊机提升钢丝绳，使钢丝绳直接绕吊块6的通孔旋转并向上拉动塔筒13，从而完成塔筒13的翻身并使得塔筒直立。接着，可以进一步将直立状态的塔筒13利用吊机进行移动。

此外，在拆卸塔筒吊装吊具100时，可利用驱动机构驱动卡接单元1，使其脱离塔筒顶部法兰8。

对于图9所示的塔筒吊装吊具100，若励磁装置12可以往复运动，可先将第一配重块4和第二配重块5从塔筒吊装吊具100上拆下，将吊装用的钢丝绳从吊块6中的通孔穿入，然后将第一配重块4和第二配重块5以螺栓连接的方式安装到塔筒吊装吊具100的吊块6上。接着，使用吊车将整个塔筒吊装吊具100吊起，并将整个塔筒吊装吊具100缓缓伸入塔筒顶部法兰8的内部，使吊具主梁3与塔筒顶部法兰8基本处于同一水平面，即将塔筒吊装吊具100与塔筒顶部法兰8对齐。在完成上述步骤后，启动驱动机构推动励磁装置12在吊具主梁3的承载梁上移动，使得励磁装置12的外边缘抵住塔筒13的内壁，并使励磁装置12的一个表面接近塔筒顶部法兰8的下表面。在此状态下，使励磁装置12通电，则励磁装置12与塔筒顶部法兰8的下表面通过磁力紧密贴合，即完成塔筒吊装吊具100与塔筒顶部法兰8的连接。

在完成塔筒吊装吊具100与塔筒顶部法兰8的连接之后，可以利用相同的塔筒吊装吊具100或者传统吊具与塔筒底部法兰(未示出)连接。在上述步骤的基础上，可以利用吊机对塔筒13在水平姿态下进行移动，例如，进行装载或卸货的操作。

若是对塔筒13进行翻身，则在完成塔筒吊装吊具100与塔筒顶部法兰8的连接之后，利用吊机提升钢丝绳，使钢丝绳直接绕吊块6的通孔旋转并向上拉动塔筒13，从而完成塔筒13的翻身并使得塔筒13直立。接着，可以进一步将直立状态的塔筒13利用吊机进行移动。

此外，在拆卸塔筒吊装吊具100时，首先使励磁装置12断电，消去磁力，然后利用驱动机构驱动励磁装置12，使其脱离塔筒顶部法兰8。

若励磁装置12不能往复运动，则当塔筒13水平放置时，将塔筒吊装吊具100吊到塔筒顶部法兰8附近，采用人工拨动塔筒吊装吊具100的方式使吊具倾斜，使塔筒吊装吊具100倾斜进入到塔筒，调整塔筒顶部法兰8和塔筒吊装吊具100的位置关系，当塔筒吊装吊具100和塔筒顶部法兰8充分接近时，使励磁装置12通电，产生磁力，将法兰吸住。接下来，可按照与前述相同的方式，使塔筒13平移或翻身以及使励磁装置12脱离塔筒顶部法兰8。

本申请的吊具主梁上的结合部不限于前述的方式，也可以在吊具主梁3的承载梁端部设置通孔，通过螺栓将吊具主梁3连接到塔筒法兰而进行吊装。也就是说，本申请的结合部只要能够可拆卸地结合到塔筒法兰即可。

虽然已经参照本发明的示例性实施例具体示出和描述了本发明，但是本领域普通技术人员应该理解，在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行型式和细节的各种改变。