向安装起的风轮机叶片施加载荷用的设备及其使用方法_4

文档序号:9768986阅读:来源:国知局
面。然后地面上的工作人员可以将牵引线联接至塔架支撑器34或联接至与塔架支撑器34联接的牵引缆线50。如上文指出的,此联接应位于塔架12的前侧,与绳轮58相对。这些方面由步骤134总体表示。
[0044]塔架支撑器34可以沿塔架12升高至操作位置。就此而言,机舱14中的工作人员可以激活驱动装置52,使塔架支撑器34沿塔架12升高。当塔架支撑器34被驱动装置52升高时,该塔架支撑器会在绳轮58侧稍微向下倾斜(例如被牵引缆线50提升的那侧更高)。对于大体柔性的塔架支撑器34尤其会如此。塔架支撑器34应沿塔架12升高,使得绳轮58与从叶片加载系统26作用在叶片20上的作用力的期望位置大体水平对准。此位置会根据执行的具体任务变更,但是在示例性实施方式中此位置会在叶片20的约最后1m的范围内。但是,根据具体应用,重要之处可能在于,来自叶片加载系统26的作用力的位置是大体精确的并且是可重复的。就此而言,可以使用视觉指示器来定位作用力在叶片20上的期望位置。在一个实施方式中,叶片20具有的特征可以提供用于定位来自叶片加载系统26的作用力的视觉指示器。例如,风轮机叶片20常常包括沿叶片20的长度的接闪器来将雷击引导至地面。这些接闪器通常在叶片20的表面上视觉可见,因此能用作精确定位作用力的视觉指示器。在一个实施方式中,例如,可能期望将来自叶片加载系统26的作用力定位在邻近叶片20的末端的其中一个接闪器处。当然,应认识到,可使用其它视觉指示器定位来自叶片加载系统26的作用力。这些方面总体表示在图4中的步骤136。
[0045]在一个实施方式中,可以在提升塔架支撑器34之前或者提升塔架支撑器34的过程中放出足够量的缆线66,使得叶片附接装置36在塔架支撑器34提升至其操作位置的过程中不升离地面。在此实施方式中,在塔架支撑器34升高至其在塔架12上的操作位置之后,叶片附接装置36可以相对于叶片20定位。就此而言,在叶片附接装置36升高至叶片20的至少部分路程可以使用载荷装置30。例如,可以例如通过控制器68与遥控器70启动马达64以卷收缆线66。一旦收紧缆线66中的松弛,叶片附接装置36就会开始向上升。当叶片附接装置36向上移动时,第一引导线102可以用于使第二缆线部66b和叶片附接装置36与第一缆线部66a保持一定距离以避免缠结。在叶片附接装置36抵达塔架支撑器34之前可以关闭或者停用载荷装置30。例如,当叶片附接装置36距离绳轮58几米(例如约10米)远并且邻近叶片20的末端但在其下方时,可以停用载荷装置30。
[0046]在叶片附接装置36紧邻叶片20的末端定位的情况下,可以调动叶片附接装置36以使叶片附接装置36相对于叶片20适当定位。就此而言,地面上的一个工作人员可以将第一引导线102手动操纵成使叶片附接装置36水平定位,使得叶片20的末端大体与由撑杆74和吊索80限定的大体三角形的接纳空间90对准。与此工作人员协作的另一工作人员可以穿过机舱14中的舱口定位以便手动操纵引导线108,该引导线可以联接至第二引导线104与第三引导线106。此工作人员操纵叶片附接装置36的垂直定位。例如,当叶片20的末端与接纳空间90对准时,此工作人员可以向上拉引导线108,使得叶片20的末端延伸穿过接纳空间90。这两个工作人员可以继续以协作方式工作直到叶片附接装置36定位在叶片20上的期望位置。正是在该过程的此部分期间,有色的活板94会是非常有利的。这些方面由图4中的步骤138总体表示。
[0047]当定位成这样时,可以启动载荷装置30以再次开始卷收缆线66。当缆线66收紧时,叶片加载系统26逐渐张紧,载荷传感器32开始记录系统26中的作用力。载荷装置30可以继续卷收缆线66直到载荷传感器32指示在叶片20上作用了期望的作用力,此时载荷装置30可以停止。叶片加载系统26实质上朝塔架12拉叶片20,从而在叶片20中产生弯曲载荷。叶片加载系统26作用的作用力的大小可以取决于执行的具体任务。以实施例而非限制性的方式,对于各种叶片结构完整性测试或者检查,叶片20上的来自叶片加载系统26的最大作用力可以是几百牛顿(例如约200至300N)。在期望将叶片20固定在相对固定的位置中的诸如小型修理等的其它应用中,叶片20上的来自叶片加载系统26的最大作用力可能小于约100N。应认识到,这些值是示例性的,作用力的大小可以取决于具体应用以及在叶片20上执行的任务。这些方面由图4中的步骤140总体表示。无论如何,如步骤142所表示的,当期望的作用力作用在叶片20上时,维修人员可以执行具体任务。
[0048]一旦完成具体任务,就可以例如通过启动载荷装置30以放出一定量的缆线66而释放叶片加载系统26中的张力。在张力被释放的情况下,可以将第一引导线102与引导线108操纵成从叶片20移除叶片附接装置36。这些方面由图4中的步骤144总体表示。如果要执行的任务仅针对风轮机10的一个叶片20(例如仅维修一个叶片),那么可以拆卸叶片加载系统
26。就此而言,在叶片附接装置36脱离了叶片20的情况下,可以启动载荷装置30以放出足够长的缆线66,从而叶片附接装置36可以定位在地面上。此时,引导线108可以从叶片附接装置36解除联接,机舱14中的工作人员可以将引导线108向上拉至机舱14。另选的是,机舱14中的工作人员可以释放引导线108的端部,使其落至地面,其可以在地面被收回。
[0049]接着,可以使用风轮机的机载起重机54或者其它驱动装置52使塔架支撑器34沿塔架12朝基部38降回。一旦塔架支撑器34位于地面上,载荷装置缆线66就可以从叶片附接装置36以及绳轮58解除联接,并例如绕其卷轴卷绕。如果锚固器28是临时型的,那么可以拆卸锚固器28。这些方面由图4中的步骤146总体表示。一旦叶片加载系统26被拆卸并从风轮机10移开,风轮机10就可以回复运转并处于其全面操作状态。
[0050]取决于具体应用,可能需要或者期望在另一叶片上或者每个叶片20上执行任务(例如测试风轮机10上的每个叶片20)。一旦为一个叶片20设立起叶片加载系统26,就可以直接将叶片加载系统26用在其它叶片20上。此决策过程由步骤148表示。就此而言,当释放了叶片加载系统26中的张力并且从叶片20移除了叶片附接装置36时,叶片附接装置36可以移动从而离开转子16的行进路径(例如在叶片20下方并且/或者朝塔架12)。在叶片附接装置36不挡路的情况下,转子16可以转动而使得下一叶片20定向在大体平行于塔架12大体向下的位置,如步骤150所表示的。
[0051]此时,叶片附接装置36可以移回成紧邻叶片20的末端,引导线102、108可以再被手动操纵成使叶片附接装置36沿叶片20定位在期望的位置。这由步骤152总体表示。如上所述,载荷装置30可以卷收缆线66直到载荷传感器32指示期望的作用力作用在叶片20上,此时载荷装置30可以停止并执行具体任务。可以重复这些步骤直到在期望数量的叶片(例如每个叶片20)上执行了任务。此后,可以如上文所述拆卸叶片加载系统26。
[0052]叶片加载系统26相比传统系统具有许多益处。就此而言,本文中所述的叶片加载系统26能够在不需要额外起重机等的情况下在叶片上作用力。因此,去除了各种风轮机维修程序中的其中一项高成本项目。此外,叶片加载系统26的许多部件可容易地运输至风轮机场地,例如能够装配在普通的服务车辆(例如卡车、厢式货车等)中并且能够由普通的成年维修人员提升并定位。换而言之,叶片加载系统基本是模块式的并且重量轻,从而成年维修人员能够搬运并设立起此系统。
[0053]而且,叶片加载系统26相对容易使用,并且仅需要两名工作人员(最少)进行系统26的组装、实施以及拆卸。就此而言,许多组装步骤可以邻近塔架的基部执行,例如在维修人员容易接近的地面上(例如岸上应用)或者在平台上(例如离岸应用)。此外,可以由地面或者平台上的一名工作人员以及机舱中的另一名工作人员执行其它组装步骤,可以通过公知并且现有的手段(例如塔架内的电梯或者梯子)出入机舱。注意的是,叶片加载系统的使用使得不需要将维修人员例如在吊篮等中升举至风轮机叶片以将设备或装置附接在叶片上来在叶片上施加力。从安全问题的角度来看这可能尤为令人满意。简而言之,叶片加载系统26以及时并且高成本效益的方式有效地在风轮机叶片上作用力。
[0054]而且,叶片加载系统26可以用于风轮机叶片上执行的广泛的任务(包括各种测试、检查以及维修程序)中。以实施例而非限制性的方式,叶片加载系统26可以用作风轮机叶片的激光错位散斑干涉检查的一部分。在激光错位散斑干涉检查中,检查装置定位在叶片的内部,并且构造成在无载荷状态以及一种或多种加载状态下拍摄叶片的图像。本领域中公知激光错位散斑干涉法,因此对于全面理解叶片加载系统26而言无需进一步描述激光错位散斑干涉法。无论如何,为了进行检查之目的,本文中描述的叶片加载系统26可以用于在叶片上产生载荷。根据激光错位散斑干涉方法,于是可以对比产生的图像以收集有关叶片的某些信息。例如,图像的对比可以识别叶片材料中的不期望不平整。此对比还可以显露叶片中的其它缺陷。叶片加载系统26的使用允许以成本效益的方式完成此类型的检查。
[0055]作为其它实施例,叶片加载系统26还可以用于在叶片的视觉检查或维修过程中固定或者约束叶片。例如,叶片在维修过程中的移动会使维修难以实施或者会负面影响维修的完整性。因此,总体期望在维修过程中限制叶片移动。可以使用叶片加载系统26减小叶片在维修过程中的移动,从而允许维修人员更容易进行维修并且增大了维修成功的可能性。
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