更换风力涡轮机叶片的方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及使用绞盘而无需传统起重机来安装和拆卸风力涡轮机叶片的方法和
目.ο
【背景技术】
[0002]新的风力涡轮机的发展导致其尺寸和功率增加。安装在相同地点的大型风力涡轮机具有更高的产能，且能减少由多个风力涡轮机组成的风电场的视觉冲击。
[0003]风力涡轮机包括举升吊篮的静止的塔架，吊篮支撑机械地连接在转子上的发电机。转子包括毂，至少一个叶片固定到毂上一些轴承的一些双头螺柱上，通过转子的旋转将风的动能转化。
[0004]产生能量的增加直接与风力涡轮机转子的尺寸和风力涡轮机叶片不断加长相关。叶片是风力涡轮机最主要的部件，因此叶片必须从毂上拆卸下来并放到地面上经过预防性检测和矫正干预，并在完成维护任务后，提升和重新安装在毂上。
[0005]这样作，为了处理尺寸和重量非常大的转子，维护工人会使用大型起重机。而这种起重机具有很多缺点。首先是成本高，随着这些大型起重机的使用，安装风力涡轮机风电场或维护的费用显著增加。其次，这些风力涡轮机通常安装在不容易进入的场地，将这些起重机运输到所需场地是几乎不可能的，通常需要创造条件进入，这进一步增加了工作的难度和成本。
[0006]就这点而言，现有技术提供了很多的解决方案，描述了用于安装和拆卸风力涡轮机的不同装备。
[0007]专利W02011/095167公开了具有一在风力涡轮机毂内的绞盘的安装/拆卸起重设备，并通过一挂钩将叶片固定到用螺栓栓在叶片轴承连接螺栓的盘上。该设备具有一部件，该部件配备安装在挂钩和绞盘之间的滚轴，并使叶片能垂直下降且在接近地面时旋转到水平位置。但是，该系统的缺陷是除了保持和防转系统(比上面描述的系统更有效)之外，还需要相当大的空间来安装支撑提升当前叶片重量的绞盘。
[0008]专利W02009/128708公开的装备配备两个部件，一个安装在风力涡轮机毂上，将叶片和轴承抓紧，另一个安装在叶片内，这些部件一起工作使用一些定位装置和一些提升装置来提升或降下叶片。通过使叶片平衡朝向与塔架成预定直线的一个装置中致动器结合将由绞盘保护的叶片垂下下降(叶片顶端朝向地面)。绞盘用于确保叶片垂直下落。
[0009]专利US2010/0253086公开了一个系统，其包含在毂外、叶片之间空间内的一些滑轮，用于引导与安装在地面上的风力涡轮机吊篮或绞盘(W)上的维护起重机连接的缆绳。通过毂内的一个滑轮来保证叶片下降和提升。
[0010]考虑到上面提到的方案的缺点，需要设想在最小成本下保证安装和/或拆卸叶片的一种解决方案。
【发明内容】
[0011 ] 为实现上述目标，本发明的更换装置包括两个部件，一个上部部件和另一个下部部件，两者一起工作来提升和/或降下风力涡轮机叶片。
[0012]该装置的上部部件(下面将被称作“顶部”)包括一些滑轮部件和一些固定叶片的装置，而下部部件(下面将被称作“地面”)包括一结构，该结构环绕风力涡轮机塔架并配备至少两个绞盘和两个偏差滑轮来连接该装置“顶部”和“地面”部件之间的缆绳。
[0013]本发明的一个目的是该装置可用于任何形式的风电场(无论安装任何形式的风力涡轮机)，因此该装置“地面”部件的结构能调整来适合不同叶片尺寸。
[0014]本发明的一个目的是该装置可用于任何形式的风电场(无论安装任何形式的风力涡轮机)，因此该装置“顶部”部件的叶片紧固件能调整来适合不同叶片尺寸。
[0015]本发明的一个目的是该装置可用于任何地点的风电场(无论任何气候条件)，因此本发明在“地面”部件中设计有来控制下降和/提升操作过程叶片倾角的倾角仪以及测量压力所能承受的重量和抵消叶片重量的平衡物的测压元件。
[0016]本发明的一个目的是防止叶片翻转或跳动的系统，该装置可以结合任何保持系统和任何防转系统。
[0017]本发明的一个目的是一种使用本发明的装置提升和/或降下风力涡轮机叶片的方法。
[0018]本发明的这些和其他方面将借助下面所示的附图详细描述。
【附图说明】
[0019]图1A和1B显示了本发明的更换装置的上部部件。
[0020]图2显示了根据本发明一个实施例的更换装置的下部部件。
[0021]图3显示了在根据本发明一个实施例的更换装置的上部部件上的轴承布置的透视图。
[0022]图4A、4B和4C显示了上一附图中本发明的更换装置的上部部件上的不同类型的支撑部件。
[0023]图5显示了在根据本发明一个实施例的更换装置的上部部件上的叶片固定装置布置的透视图。
[0024]图6A和6B是上一附图的叶片紧固部件的局部视图。
[0025]图7A、7B和7C显示了构成根据本发明一个实施例的叶片更换装置的下部部件的不同部件的局部视图。
[0026]图8显示了使用风力涡轮机的更换装置的透视图。
[0027]图9显示了根据本发明的一个实施例的叶片紧固的局部视图。
【具体实施方式】
[0028]本发明涉及在风电场维护或安装任务中更换风力涡轮机叶片的方法和装置。
[0029]风力涡轮机包括举起吊篮14的塔架8，吊篮承受机械连接到转子上的发电机。
[0030]转子包括固定有至少一个叶片13的毂15，叶片通过配有插入叶片根部7的一些双头螺柱的一些轴承3螺栓固定在风力涡轮机毂15上。
[0031]本发明用于更换叶片13的装置包括一起工作来确保风力涡轮机叶片13正确提升/降下的两个部件(1，2)，也就是安装在毂15的轴承3和叶片13根部7上的“顶部”部件1 (见图1A和1B)和保持在风力涡轮机塔架8基部的“地面”部件2 (见图2)。
[0032]“顶部”部件1包括两个部件(4，5)，部件4固定于毂15 (见图1A)的轴承3上，部件5为法兰形(见图1B)，环绕叶片13的根部7。
[0033]固定在叶片轴承3上的“顶部”部件1的部件4 (见图3)包括各种水平偏差滑轮(4.2)和垂直偏差滑轮(4.1)以及缆绳6的各种紧固件(4.3)(见图4A、4B和4C)，这些零部件都位于毂15的叶片轴承3的外圈上，用于支撑、驱动和固定缆绳6，缆绳6从“地面”部件2上的绞盘(2.5)提升并结合在“顶部”部件1上用于叶片13的法兰5上。
[0034]使用“地面”部件2的绞盘(2.5)，垂直偏差滑轮(4.1)朝叶片13法兰5移动缆绳6，水平偏差滑轮(4.2)用于引导缆绳6水平环绕轴承3，紧固件(4.3)用于紧固缆绳6的末端。
[0035]“顶部”部件1上用于叶片13的法兰5 (见图1B)包括两个滑轮段(5.1)和至少两个连接段(5.2)，通过一些垫片(5.4)和一些螺栓(5.3)将两者栓在一起结合，通过垫片可以调节法兰5的直径来适应叶片13根部7的直径(如图6A和6B)。滑轮段(5.1)包括滑轮9和加固件10，且滑轮9必须面对轴承3、靠着“顶部”部件1上的轴承部分4上对应的偏差滑轮(4.1)放置，由于连接段(5.2)是对称的，因此无需特定位置来布置。在滑轮段(5.1)和连接段(5.2)结合时形成法兰5，使叶片13的每一侧都有滑轮段(5.1)，如一个是最靠近塔架8的一侧，另一个是外侧。
[0036]为了使叶片法兰5正常工作，叶片法兰必须与叶片轴承3处于同一水平线。考虑到叶片根部7通常相当不规则，叶片法兰5的段(5.1,5.2)具有一系列孔11，用于插入一些杆12(见图5)，通过与段(5.1，5.2)相对的端部支撑在叶片轴承3上并允许相对于轴承3的高度调节法兰5。在法兰5完全固定在叶片13的根部7上以后，这些杆12随即被移除。
[0037]根据本发明的一个实施例，固定在轴承3上的“顶部”部件1的部件4和构成叶片法兰的部件5必须完全彼此对准，从而使垂直滑轮(4.1)和法兰5的滑轮9之间缆绳6的偏差完全对准，因此，构成“顶部”部件1的不同部件(4，5)必须在正确的位置