用于海上风机维护程序的天气维护系统的制作方法_2

文档序号:9331910阅读:来源:国知局
式传动链及其如何用于本发明的优选实施例中的 示意横截面图以及示意透视视图。
[0074] 图27A至图27D是如图20至图20B所示的传动链节的详细视图。
【具体实施方式】
[0075] 呈其优选形式的本发明包括维护囊舱作为它的基本部件,所述维护囊舱将运载一 组修理人员及他们的装置来对风机塔架上的海上风机进行维护并将修理人员以及装置送 回到维护船舶,诸如船只或船。装置包括工具以及替换零件。维护囊舱是借助这种维护船 舶被传送至风机塔架装置/从风机塔架装置传送。维护船舶将运载按需要配置的多个维护 囊舱,这些维护囊舱各自将借助于位于风机塔架装置处的适当起重机装置或组件(也是本 发明的部分)来传送至风机塔架装置。维护囊舱必须与从船尾相当高的高度落到海(任何 水体在本文中均称为海)中的类型的船上逃生工具或舱强度相同或比它们更强。维护囊舱 优选地具有带截顶的上部部分和底部部分的柱形形状。如更早前所解释,呈其优选形式的 维护囊舱能够运载5人或可能更多人外加必要装置。
[0076] 在平静状况下,借助吊运车上的绞盘向/从维护船舶以及风机塔架装置传送维护 囊舱,吊运车设置在风机塔架装置上的起重机组件上。在中度严峻状况下,通过以下方式实 现至风机的部署:将来自吊运车的强力浮绳连接以供维护船舶收集,锁定至在被拉离所述 船舶的维护囊舱顶部的插座中。通过船舶来进行的取回通过从囊舱底部部署的强力浮绳 完成,所述强力浮绳是由维护船舶捕获并由船舶上的绞盘拉动到船舶上的布放/回收托架 上。在最严峻的天气情况下,以与中度严峻状况相同的方式来实现至风机的部署,不同之处 在于,维护船舶在维护囊舱被拖拽至海中并随后被向上拖拽时离岸。在最严峻的状况下所 进行的回收在维护囊舱落入海中时实现,并且微型无线电自导船将来自其上的强力线运输 至维护船舶,在所述维护船舶上,强力浮绳通过使用所述线被拉出囊舱,并随后被船舶捕获 以沿船舶中的可提升的回收斜坡向上拉动囊舱。维护囊舱在船舶上和船舶内是在布放/回 收托架上进行存储和运输的。
[0077] 参考图1,维护囊舱10是以示意形式示为处于直立位置。囊舱10包括适合于航海 的水密、可漂浮的容器11,所述容器11具有各种壁及其它外部和内部的结构。绳子、线缆或 其它囊舱附接线排出口 12位于维护囊舱10顶部处的第一端部13中,用于保持住浮绳、可 释放的线缆或其它囊舱附接线,如下所述。包括成形以在维护囊舱10运输期间承载维护人 员的一系列的座位或其它人员支撑结构14 (仅仅示出一个),优选的是,根据需要存在多达 五个或可能更多的此类座位14。每个座位14优选地包括示意性示出的适当的吸震器15。 维护囊舱10进一步具有水密舱壁16,所述水密舱壁将设有座位14的载人隔室18与存储或 载货隔室20分开,风机的存储箱盒22中示出的工具和零件及其它装置存储在所述存储或 载货隔室20中并受适当约束。从载人隔室18进入到载货隔室20借助舱壁16中的舱口组 件24实现。
[0078] 舱口组件24包括舱口盖件26,如常见于航海船舶中。载人隔室18进一步具有进 入舱门30,所述进入舱门30穿过大体柱形外侧外壁32,从而形成载人隔室18和载货隔室 20的外侧。舱门30对接囊舱10外部。载人隔室18可在舱门30中设有窗户34,以及在载 人隔室18剩余部分中设有一系列窗户36。提供载货隔室进入舱门28,所述载货隔室进入 舱门28可供存储箱盒22移动穿过其中。舱门28和30以及窗户34和36是完全水密的, 维护囊舱10的剩余部分也是如此,以便使其适于航海。如下所述,维护囊舱10的重量分布 为使得在其安置于海中时漂浮起来,此时纵向轴线98靠近于水平面。
[0079] 另一水密舱壁38形成载人隔室18的天花板,用以限定第二隔室39。截顶锥形外 壳40在外壁32顶部到肩部42之间延伸。截顶的壁44具有比外壳40上端处的直径更宽 的直径以用于限定肩部42,并且在囊舱附接线排出口 12处封闭。如在稍后所述,肩部42关 于纵向轴线98是对称的,并且可闩锁至位于风机塔架装置100上的起重机吊架上的吊运车 124 (图2)的下部部分,所述风机塔架装置100具有定位在风机塔架102上的风机101。提 供囊舱10的鼻状部分60中的凹口部分46以限定绳子或线缆接收和排出口 12。
[0080] 绳子、线缆或其它囊舱附接线48是由囊舱附接线保持和释放装置50接收,所述囊 舱附接线保持和释放装置50包括插座51,所述插座51在入口处呈适当倒圆以避免使所述 绳子或囊舱附接线48被割断或疲劳,在形成所述所述囊舱线的部分的囊舱附接线接合装 置中,呈倒钩52的形式并且通过某种适当手段(诸如挤锻)固定于所述囊舱附接线48上。 倒钩52和囊舱附接线48被保持机构54 (以放大形式示于图IA中)可释放地保持在凹口 部分46中。倒钩52具有环形凹部55,用以接收安装在固定于维护囊舱10的鼻部部分60 中的枢轴58上的至少一个棘轮56的鼻部。倒钩52的头部部分66和尾部部分57的直径 相同,使得倒钩52的纵向轴线将与凹口部分46的纵向轴线密切对齐。在一些情况下,可能 需要内部结构,使得倒钩52可相对于囊舱附接线48回转,从而避免所述线48的过分扭结。 棘轮56通过弹簧64而加载至R锁位置,这意味着,棘轮56接合倒钩52的头部部分66并 使倒钩52和囊舱附接线48可释放地保持固定在维护囊舱10的鼻部部分60的凹口部分46 中。各种棘轮控制装置都可用于选择性地将倒钩52从凹口部分46释放。倒钩52还可合 并有足以允许倒钩52浮在海上的漂浮隔室或主体。如图IA所示采用的是液压或气动活塞 组件68。当决定将倒钩52和囊舱附接线48从凹口部分46上解开时,液压活塞组件68通 过由某种适当手段(诸如机电致动器(未示出))激活,并且活塞杆70被向前驱动以逆时 针地旋转棘轮56,此时具有足够力来克服弹簧64所施加的负载外加摩擦力和其它负载。棘 轮56关于枢轴58的旋转释放倒钩52。囊舱附接线保持与释放装置50包括所述插座51、 倒钩52、保持机构54、棘轮56、枢轴58、弹簧64、活塞组件68和活塞70中的每一者。
[0081] 返回到图1,截顶壳或呈截顶锥形外壁72形式的操作隔室外壁形成维护囊舱10的 囊舱操作隔室74的外侧。截顶环形壁72在维护囊舱10的下端73附近具有沟槽398。水 密舱壁76设置成跨越操作隔室74的顶部,以便将后者与载货隔室20分隔。设置在操作隔 室74的内部的是操作装置75,所述操作装置75包括船绳存储隔室78,其中呈船绳80形式 的船缆卷起并通过船绳80上的凸耳或附接点81附接至维护囊舱10。船绳80在其另一端 部具有连接回路或固定有空载吃水线82的其它形式的端接装置,并且通过连接回路或其 它形式的端接装置,船绳80可被收集并附接至维护囊舱上的绞盘鼓轮或线缆,使得船绳80 可卷绕到所述绞盘鼓轮上。如果船绳80太硬或太重而容易以其它方式来分配,那么空载吃 水线82的卷筒就可存储在微型无线电自导式船只84上。船绳80可以由铁丝网(即线缆 或线绳)、塑料或其它纤维或其组合、纤维,或者能够承受船绳80预期经受的力、应力和应 变的任何其它材料组成。空载吃水线82被固定至并存储在位于微型无线电自导式布放管 道86中的微型无线电自导式船只84内的分配卷筒上。如果船绳80为足够轻且足够强,那 么微型无线电自导式船只84可直接将船绳80取出,并且允许其由维护囊舱300收集,如下 所述。操作装置75进一步包括前述微型无线电自导式布放管道86。
[0082] 维护囊舱10具有一系列的通气口 88,用以使得囊舱10能够按需要从操作隔室74 通气。为向囊舱10提供在囊舱10处于海中时来操纵囊舱的手段,可以提供具有构成操作 装置75的部件的电机92的电喷水推进器90,所述电喷水推进器90是由电池93供电。电 喷水推进器90是由可操纵的喷嘴94组成,所述喷嘴94能够在箭头96所指示的方向上移 动,以在期望方向上引导囊舱10。另外包括在操作装置75中的是电喷水推进器90、电机92 以及电池93。应当理解,也可使用非电喷水推进器。
[0083] 维护囊舱10的适当大小(如下详细所述)将具有多达6m的近似高度L。以及多 达3m的近似直径D。。运载5名工人、工具和零件的维护囊舱10的近似重量可达5吨之多。 如前所述,维护囊舱10应当能够以类似于从船只船尾落下的现代救生船只的方式而承受 的起从相当高的高度处落下。大小可以根据操作条件(例如,根据涡轮机区域中的海况、天 气条件、要运输的工人数目、工具和零件数量和重量等)变化。
[0084] 维护囊舱10被构造成保护搭载人员以及装置免受风电场区域中可能发生的严峻 外部状况影响。就可能发生的严峻状况而言,预期的是,维护囊舱10能够具有足够供给和 装置来使得人员能够在没有外援的情况下在维护囊舱中生存两天或三天。
[0085] 图2和图3中以示意形式示出风机塔架装置100的数个方面。参考图2,维护囊舱 10示为从安置在海中的航行船舶300在箭头109和111所指示的方向上提升。船舶300具 有上部表面或甲板303、位于船舶300的船尾或后部处的支撑装置保持凹坑或者说上部或 托架保持凹坑304中的呈布放/回收("L/R")托架302形式的囊舱支撑装置。上部凹坑 304被设置在上部表面303下方。
[0086] 风机塔架102经由多个可能基座来从海床延伸。风机塔架102包括涡轮机叶片 1〇3(示出其中一个),所述涡轮机叶片103在箭头105所示的方向上旋转。长的回转起重 机组件或吊架104安装在塔架102上,并部分由形成起重机组件104的部分的结构化组件 106保持在塔架上。如果海流仅在一个方向(如箭头107所示)上流动,那么考虑到小得 多、轻得多的起重机就可无需回转能力,并且固定的起重机将会指向下游。
[0087] 起重机组件104进一步包括:呈优选轻质桁架108形式的吊架(不过具有内部 防风雨的通路的管状构造可能是有益的);呈塔架接合支撑件110形式的摇摆与支撑组件 133,所述摇摆与支撑组件133本身包括环绕并接合塔架102的下部环形支撑环或轨道112 ; 上部环形支撑环或轨道114 ;将下部环形支撑环112与桁架108连接的结构组件116 ;以及 竖直支撑结构118和120,它们分别从塔架接合支撑件110延伸至上部环形支撑环114。配 重组件122在与桁架108相反的方向上从下部环形支撑环112延伸。吊运车124依赖桁架 108并可沿桁架108的下侧移动。组件133还包括下述的上部环形轨道154 (图3)。
[0088] 行道或进入平台或维修平台126环绕塔架102。安全护栏128形成围绕行道126 的防护轨道,并且支撑凸缘130支撑行道126。
[0089] 可回转的起重机组件104能够围绕风机塔架102摇摆,以便既能当要在塔架102 上执行维护时从维护船舶300中撤出囊舱10,又能在维护后将囊舱10放入船舶300中,并 且维护船舶300优选地定位在风机塔架102下游。如图3详细所示,风机塔架102是具有 纵向轴线132的中空结构。为了实现起重机组件104关于风机塔架102环形旋转,下部环 形轨道134是从塔架102向外延伸并与塔架成为整体。下部环形轨道134是由与下部环形 盘状部分136相对的上部环形盘状部分138组成。下部环形竖直构件或直立部分140在远 离塔架102的部分136与138之间延伸。由少量下部水平凸缘142所限定的少量环形面向 上的凹口 141从与塔架成整体的下部环形支撑环112朝向塔架102延伸。一对环形竖直的 直立壁143从每个凸缘142向上延伸,以便限定凹口 141。凹口 141是与塔架接合支撑件 110的下部支撑环112在盘状部分136下方成为整体,并且每个凹口具有优选地关于起重机 组件104的中心线等角度地设置的至少两个径向延伸的轴144,所述径向延伸的轴144在限 定每个凹口 141的壁143上延伸并延伸到壁中,以便抵抗因上行囊舱10撞击吊运车124对 塔架接合支撑件110造成的提升力。每个轴144承载旋转抗磨擦辊146。仅需少量的辊和 轴,并且辊的适当数量是2个。由从下部环形支撑环112(其与相对径向壁成为整体)向内 延伸的相对径向壁149限定的下部环形面向内的凹口 148 (朝向风机塔架102打开)优选 地具有等角度间隔的竖轴150。轴150延伸穿过限定凹口 148的高度的相对水平壁149,在 所述凹口 148上设有旋转抗磨擦辊152。
[0090] 上部环形支撑轨道154在位于下部环形支撑轨道134上方且与其相对的位置中从 风机塔架102延伸。上部环形支撑轨道154具有下部盘状部分156和上部盘状部分158,这 两部分的远离塔架102的端部由上部环形竖直构件或直立部分160连接。塔架接合支撑件 110的上部支撑环114具有一对竖直壁163和165,这一对竖直壁163和165限定环形面向 下的凹口 161。延伸穿过限定凹口 161的壁163和165的是一系列径向延伸、优选地等角度 间隔的轴162,所述轴162上设有竖直取向的辊164。另一面向内的环形凹口 166面向下部 环形环154,并具有在限定凹口 166的一对水平壁167和169之间延伸的一组竖直取向轴 168,这组竖直取向轴168优选地成角度间隔开以用于保持一组水平抗摩擦辊170。辊164 和170以辊146和152接合下部环形轨道134以促进可回转的起重机组件104关于风机塔 架102进行相对低摩擦旋转的相同方式,围绕上部环形轨道154旋转。
[0091] 如所指出,配重组件122从下部环形的支撑环112延伸。如图3所示,配重组件 122借助臂172来连接至下部环形支撑环112。辄174从下部环形支撑环112向外延伸,并 且轴176延伸穿过辄174以及臂172。下部环形支撑环112通过竖直支撑结构120来连接 至上部环形支撑环114,并且辄174是结构120的部分。同样,位于臂172上方的另一个臂 178从辄180延伸,所述辄180附接至上部环形支撑环114或乃是上部环形支撑环的部分。 辄180也与结构120成为整体。轴182延伸穿过臂178和辄180。臂172和178以及它们 相应的辄174和180被连接至配重装置122,部分如图3的可枢转的构造中所示,使得配重 装置122能够相对于轴176和182枢转,且可能不会向臂172和178中施加弯曲力矩。一 对片状金属或塑料天气防风雨盖184和186以重叠的方式向外延伸作为来自风机塔架102 和上部环形支撑环114的片状金属凸缘,从而防止水进入到介于风机塔架102与上部环形 支撑环114之间的间隙中。
[0092] 辊146、152、164和170优选地由合适的铸铁或铸钢合金制成。施加至上部环形支 撑环114的所有竖直力受到辊146和164抵抗,并且受到环形环或下部环形轨道134和上 部环形轨道154的表面抵抗。
[0093] 如先前所指出,结构组件116在轻质桁架108与上部环形支撑环114之间延伸。进 一步参考图3,结构组件116可借助于延伸穿过辄190 (其与环114成为整体)并穿过结构 组件116的端部中的孔的轴188来可枢转地附接至上部环形支撑环114,以便避免在连接在 一起的任意部分中引起弯曲力矩。类似布置(未示出)被提供用于将下部结构组件或连接 凸耳192附接至轻质桁架108,从而也使得结构组件116以及凸耳192能够相对于可回转的 起重机组件104移动。
[0094] 接着参考图4和图4A,吊运车124示为安装在桁架108上。桁架108具有轮子支 撑机构,所述轮子支撑机构示为从桁架108的幅材194两侧向外或向内延伸的水平的上部 和下部支撑凸缘193。吊运车124包括移动结构198,所述移动结构198具有可旋转地支撑 在轴保持器202中的多个轴200,所述轴200上可旋转地保持有轮子204以在凸缘193上 接合和游走。轮子204位于移动结构198的上部部分上,并且支撑构件或支撑与保持组件 222与移动结构198的下部部分协作,如下所述。支撑构件222包括环形L状部分208。支 撑构件222经由环形L状支撑件208来连接至可旋转支承与驱动装置205。可旋转支承与 驱动装置205包括旋转支承组件206以及两个其它环形构件(即,万向架环214以及另一 下部环形构件216)。(轮子204可以具有带改型幅材194的其它结构布置。参考图4B,替 代轮子204'安装在从支撑构件222'(其改型自支撑构件222)延伸的相对轴200'上)。幅 材194'被配置成为每个轮子204'提供轨道223',使得吊运车124可沿幅材194'移动,以 及协调支撑构件222'沿幅材194'的移动。另一可能修改在图4C中示出。轮子204"安装 在从改型支撑构件222〃延伸的轴200〃上。幅材194〃已修改为包括轨道223〃以用于接收 并允许轮子204〃的旋转,使得吊运车124能够沿幅材194〃来移动。旋转支承组件206部 分是由滚珠或其它轴承210组成,用以减少支撑构件222与主体构件组件212之间的摩擦。 主体构件组件212因此被连接至移动结构198。主体构件组件212在其上部部分处具有倒 转凹陷环形结构218,所述倒转凹陷环形结构218具有上部凸缘220,用以与环形L状部分 208以及滚珠或其它轴承210协作来控制可旋转支承与驱动装置205的旋转,包括万向架环 214的旋转。
[0095] 支撑构件222借助轮子204行进而随移动结构198游走。主体构件组件212还包 括了呈绞盘224形式的囊舱线保持装置(其可在可旋转支承与驱动装置205上附接于比如 在用于卷绕从其上的维护囊舱10延伸的囊舱附接线48的塔架起重机中示出或配置的更高 的位置处)。下部环形构件216包括驱动张紧导辊机构226,并且包括一组成对驱动张紧导 辊228和230。后者被提供来张紧延伸在绞盘224与张紧导辊机构226间的囊舱附接线48, 从而维持囊舱附接线48处于张紧状态以防止反冲。一组阻尼器232提供用于阻尼万向架 环214之间且因此倒转凹陷环形结构218与下部环形构件216之间移动。另一组导辊237 引导囊舱附接线48在导辊228和230之间移动。下部环形构件216是万向架引导件,并且 具有阻尼组件231以及闩锁组件235。阻尼组件231包括阻尼器232和234,它们还在图5 中示出并在下文更详细地论述。闩锁组件235部分包括未闩锁臂致动组件246,用以在需要 时释放囊舱10。阻尼器232和234阻尼主体构件组件212移动,这在维护囊舱10被囊舱附 接线48吊起并附接至下部环形构件216时尤其如此。
[0096] 闩锁组件235进一步包括一组三个或四个闩锁组件236,这些闩锁组件236提供于 下部环形构件216上。每个闩锁组件236包括:呈闩锁臂238形式的闩锁装置,所述闩锁装 置具有接合端部240,用以正好在肩部42下方接合维护囊舱10 ;弹簧支撑臂242 ;弹簧244 ; 以及呈前述未闩锁臂致动组件246形式的未闩锁装置,用以打开每个闩锁组件236或其它 形式。
[0097] 参考图4D,致动组件246示为液压致动器或液压致动组件248,具有入口线250和 出口线252及活塞254,所述活塞254具有分叉头部256,用以接合闩锁臂238以将相应闩 锁臂238从它们的円锁位置打开。因此,弹簧244将R锁组件236偏置到它们円锁状态,并 且闩锁臂238可使闩锁臂组件236呈现它们的释放状态。
[0098] 接着转至图5,进一步详细地示出下部环形构件216。如前指出,下部环形构件216 下部部分包括受阻尼的闩锁组件235。倒转凹陷环形结构218借助于从万向架环214向外 径向延伸的臂258来枢转。下部环形构件216具有两个直立臂262 (图4A),并且如上所述, 阻尼器232将下部环形构件216与凹陷环形结构218互连。阻尼器234将倒转凹陷环形结 构218与万向架环214互连。
[0099] 图6中进一步详细地示出阻尼器232。每个阻尼器232被枢转地支撑在安装于支 撑件265中的阻尼器支撑座264中并且具有活塞266,所述活塞266安装用于在承载液压 流体270的液压汽缸268中如由箭头267所示竖直移动穿过与活塞266成为整体的密封件 271。液压流体270是液压系统272的部分,其流量由流限制器274和旁通阀277、流限制器 274以及液压释放阀276控制。流限制器274、释压阀276以及旁通阀277共同形成阻尼回 路部件281。小功耗的液压系统278是与所述阻尼回路部件281并联,并且通过使用示为双 向阀280的调阀装置是能够可替代地选择的。
[0100] 阻尼组件231的目的在于在维护囊舱10通过闩锁组件235来紧固到吊运车124时 阻尼该维护囊舱的运动。当囊舱10最初悬吊在囊舱附接线48上时,旁路276绕过流限制 器274,从允许囊舱10自由摇摆,如箭头279所示。随后,旁路276闭合,并且流限制器274 以及整合过压释放装置阻尼所述运动。随后可选择小功耗的液压系统278 (或用于实现这 种效果的弹簧)并将其用于在阻尼系统和/或风压使囊舱10停止在非竖直的姿态情况下 使得囊舱10的纵向轴线是竖直的。
[0101] 参考图4,移动结构198示为使其轴200支撑在轴保持器202中,轮子204安装在 轴保持器202上。包括万向架环214和下部环形构件216的可旋转支承与驱动装置205包 括:驱动张紧导辊机构226 ;主体构件组件212,所述主体构件组件212包括倒转凹陷环形 结构218;以及囊舱线保持装置(诸如绞盘224);阻尼器232和234,所述阻尼器会阻尼闩 锁组件235的运动;致动组件246 ;臂258 ;以及液压系统272。
[0102] 图7、图8
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