一种基于多个连接杆的更换风力发电机叶片的系统的制作方法

1.本实用新型属于风力发电技术领域，尤其涉及一种基于多个连接杆的更换风力发电机叶片的系统。


背景技术：

2.随着风力发电机装机量的日益增加以及风力发电机服务生命的逐年增长，越来越多的机组需要进行叶片更换。目前，一般风机都是采用大型汽车吊进行叶片更换，而大兆瓦高塔风机需要采用履带吊车来完成叶片更换，海上风力发电机则需使用支腿船来进行叶片更换。然而，大型吊装设备的使用，不但会产生高昂的吊装费用，而且要受制于环境条件。


技术实现要素：

3.本实用新型提供一种基于多个连接杆的更换风力发电机叶片的系统，可实现在不使用大型吊装设备的情况下，完成叶片更换，具有吊装费用低、占地面积小、绿化破坏少和响应速度快等优势，特别适用于高塔风机、海上风机、以及大吊车稀缺的偏远地区风机。
4.为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案。
5.一种基于多个连接杆的更换风力发电机叶片的系统，所述系统包括固定于地面的塔筒、安装于塔筒的顶部的机舱、安装于机舱的轮毂、以及安装于轮毂的叶片，该系统包括安装于叶片的根部的叶根吊具、安装于轮毂的轮毂吊具、连接叶根吊具和轮毂吊具的滑轮组和钢丝绳、安装于轮毂的轮毂导向机构、安装于机舱内部的机舱导向机构、以及动力单元；钢丝绳的一端固定于滑轮组，其另一端依次绕过轮毂导向机构和机舱导向机构并且连接至动力单元；轮毂导向机构包括依次交替转动连接的第一连接杆和第二连接杆，以承载和引导钢丝绳；动力单元适于拉紧或者释放钢丝绳以将叶片吊起或者放下。
6.可选地，滑轮组包括至少一个安装于轮毂吊具的定滑轮、以及至少一个安装于叶根吊具的动滑轮；钢丝绳通过其一端固定于定滑轮或者动滑轮，并且绕过滑轮组后连接至轮毂导向机构。
7.可选地，轮毂导向机构还包括使第一连接杆和第二连接杆转动连接的转动连接机构；第一连接杆包括一对外连接杆；第二连接杆包括一对内连接杆；一对外连接杆位于一对内连接杆的外侧；转动连接机构包括连接轴、滚动轴承和一对紧固件；滚动轴承设置于一对内连接杆的内侧之间，并且适于承载和引导钢丝绳；连接轴穿过一对外连接杆、一对内连接杆和滚动轴承，并且其两端各自延伸至一对外连接杆的外侧；一对紧固件分别位于一对外连接杆的外侧并且各自紧固于连接轴的两端。
8.可选地，轮毂导向机构还包括位于交替转动连接的第一连接杆和第二连接杆的前端的钩体；钩体固定于轮毂前端的开口处，并且与其后端的第一连接杆转动连接。
9.可选地，钩体和第一连接杆通过转动连接机构转动连接；钩体包括一对钩件；滚动轴承设置于一对钩件的内侧之间，并且适于承载和引导钢丝绳；连接轴穿过一对外连接杆、一对钩件和滚动轴承，并且其两端各自延伸至一对外连接杆的外侧；一对紧固件分别位于
一对外连接杆的外侧并且各自紧固于连接轴的两端。
10.可选地，轮毂导向机构还包括位于交替转动连接的第一连接杆和第二连接杆的后端的拉紧机构；拉紧机构的一端连接于其前端的第二连接杆，其另一端连接于轮毂和机舱之间的风机结构上。
11.可选地，该系统还包括安装于轮毂内部的轮毂内部导向轮；所述轮毂内部导向轮适于将自滑轮组出来的钢丝绳导向轮毂导向机构。
12.可选地，机舱导向机构包括安装于机舱内部的机舱内部导向轮；机舱内部导向轮适于将自轮毂导向机构出来的钢丝绳导向动力单元。
13.可选地，动力单元固定于塔筒的底部或者机舱的内部。
14.可选地，动力单元包括卷扬机或者提升机。
15.与现有技术相比，本实用新型实施例的技术方案具有有益效果。
16.例如，本实用新型可实现在不使用大型吊装设备的情况下，完成叶片更换，具有吊装费用低、占地面积小、绿化破坏少和响应速度快等优势，特别适用于高塔风机、海上风机，以及大吊车稀缺的偏远地区风机。
17.又例如，本实用新型通过设置导向机构，可以将钢丝绳引导至机舱或地面，以保证有足够的空间来安装大型动力单元，从而实现更换大型叶片的目的。
18.又例如，本实用新型不需要在轮毂罩上开孔，所有设备都是通过风机自带的吊物孔进出机舱，同时可以充分利用风机自带吊车进行设备搬运，从而可以节省作业成本，提高作业效率。
附图说明
19.图1是本实用新型实施例中风力发电机的示意图；
20.图2是本实用新型实施例中基于多个连接杆的更换风力发电机叶片的系统的第一种示意图；
21.图3是本实用新型实施例中基于多个连接杆的更换风力发电机叶片的系统的第二种示意图；
22.图4是本实用新型实施例中基于多个连接杆的更换风力发电机叶片的系统的第三种示意图；
23.图5是本实用新型实施例中基于多个连接杆的更换风力发电机叶片的系统的第四种示意图；
24.图6是本实用新型实施例中轮毂导向机构的第一种示意图；
25.图7是本实用新型实施例中轮毂导向机构的第二种示意图；
26.图8是本实用新型实施例中轮毂导向机构的第三种示意图；
27.图9是本实用新型实施例中轮毂导向机构的第四种示意图(剖视图)；
28.图10是本实用新型实施例中动力单元的示意图。
29.附图标记说明：
30.11、塔筒；12、机舱；13、轮毂；
31.14、叶片；21、叶根吊具；211、动滑轮；
32.22、轮毂吊具；221、定滑轮；23、钢丝绳；
33.24、轮毂导向机构；241、第一连接杆；241a和241b、外连接杆；
34.242、第二连接杆；242a和242b、内连接杆；243、转动连接机构；
35.243a、连接轴；243b、滚动轴承；243c和243d、紧固件；
36.244、钩体；244a和244b、钩件；245、拉紧机构；
37.246、轮毂内部导向轮；25、机舱导向机构；26、动力单元。
具体实施方式
38.为使本实用新型的目的、特征和有益效果能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。可以理解的是，以下所描述的具体实施方式仅仅用于解释本实用新型，而非是对本实用新型的限定。并且，图中可能使用相同、类似的标号指代不同实施例中相同、类似的元件，也可能省略不同实施例中相同、类似的元件的描述以及现有技术元件、特征、效果等的描述。
39.参照图1至图10，本实用新型实施例提供一种基于多个连接杆的更换风力发电机叶片的系统。
40.具体而言，风力发电机可以包括固定于地面的塔筒11、安装于塔筒11的顶部的机舱12、安装于机舱12的轮毂13、以及安装于轮毂13的叶片14。
41.在具体实施中，该基于多个连接杆的更换风力发电机叶片的系统可以包括安装于叶片14的根部的叶根吊具21、安装于轮毂13的轮毂吊具22、连接叶根吊具21和轮毂吊具22的滑轮组和钢丝绳23、安装于轮毂13的轮毂导向机构24、安装于机舱12内部的机舱导向机构25、以及动力单元26。其中，钢丝绳23的一端固定于滑轮组，其另一端依次绕过轮毂导向机构24和机舱导向机构25并且连接至动力单元26。轮毂导向机构24包括依次交替转动连接的第一连接杆241和第二连接杆242，以承载和引导钢丝绳23。动力单元26适于拉紧或者释放钢丝绳23以将叶片14吊起或者放下。
42.在一些实施例中，滑轮组可以包括至少一个安装于轮毂吊具22的定滑轮221、以及至少一个安装于叶根吊具21的动滑轮211。
43.在具体实施中，钢丝绳23通过其一端固定于定滑轮221或者动滑轮211，并且绕过滑轮组后连接至轮毂导向机构24，进而依次绕过轮毂导向机构24和机舱导向机构25而连接至动力单元26。
44.在一些实施例中，钢丝绳23的一端可以固定于动滑轮211上，并且依次绕过定滑轮221和动滑轮211后连接至轮毂导向机构24。
45.在一些实施例中，钢丝绳23的一端还可以固定于定滑轮221上，并且依次绕过动滑轮211、定滑轮221、以及动滑轮211后连接至轮毂导向机构24。
46.在一些实施例中，钢丝绳23还可以在定滑轮221和动滑轮211上进行多次缠绕后再连接至轮毂导向机构24。
47.在一些实施例中，轮毂导向机构24还包括使第一连接杆241和第二连接杆242转动连接的转动连接机构243。
48.在具体实施中，第一连接杆241包括一对外连接杆241a、241b；第二连接杆242包括一对内连接杆242a、242b；并且，一对外连接杆241a、241b位于一对内连接杆242a、242b的外侧。
49.转动连接机构243包括连接轴243a、滚动轴承243b和一对紧固件243c、243d。其中，滚动轴承243b设置于一对内连接杆242a、242b的内侧之间，并且适于承载和引导钢丝绳23；连接轴243a穿过一对外连接杆241a、241b、一对内连接杆242a、242b和滚动轴承243b，并且其两端各自延伸至一对外连接杆241a、241b的外侧；一对紧固件243c、243d分别位于一对外连接杆241a、241b的外侧并且各自紧固于连接轴243a的两端。
50.如此，通过设置转动连接机构243，不但可以使得第一连接杆241和第二连接杆242之间转动连接，而且还可以通过转动连接机构243中的滚动轴承243b承载并且引导钢丝绳23移动。
51.在具体实施中，通过转动连接机构243连接的第一连接杆241和第二连接杆242可以设置于轮毂13的变桨轴承之间。如此，不但可以有效利用现有空间，而且不会影响轮毂13的正常使用。
52.在一些实施例中，风力发电机设置有三个叶片14。相应地，轮毂13上设置有三个变桨轴承。
53.在具体实施中，轮毂吊具22可以安装于与待拆卸或者待安装的叶片14连接的变桨轴承上，而通过转动连接机构243连接的第一连接杆241和第二连接杆242可以设置于另二个变桨轴承之间。
54.在一些实施例中，轮毂导向机构24还包括位于交替转动连接的第一连接杆241和第二连接杆242的前端的钩体244。
55.在具体实施中，钩体244固定于轮毂13前端的开口处，并且与其后端的第一连接杆241转动连接。
56.在一些实施例中，钩体244和第一连接杆241通过转动连接机构243转动连接。
57.具体而言，钩体244包括一对钩件244a、244b。滚动轴承243b设置于一对钩件244a、244b的内侧之间，并且适于承载和引导钢丝绳23；连接轴243a穿过一对外连接杆241a、241b、一对钩件244a、244b和滚动轴承243b，并且其两端各自延伸至一对外连接杆241a、241b的外侧；一对紧固件243c、243d分别位于一对外连接杆241a、241b的外侧并且各自紧固于连接轴243a的两端。
58.在一些实施例中，轮毂导向机构24还包括位于交替转动连接的第一连接杆241和第二连接杆242的后端的拉紧机构245。
59.在具体实施中，拉紧机构245的一端连接于其前端的第二连接杆242，其另一端连接于轮毂13和机舱12之间的风机结构上。
60.在一些实施例中，拉紧机构245可以为长环形结构，并且该长环形结构的一端与其前端的第二连接杆242通过转动连接机构243连接，其另一端连接于轮毂13和机舱12之间的风机结构上。
61.在具体实施中，位于拉紧机构245前端的第二连接杆242在其与拉紧机构245连接的一端设置有转动连接机构243。
62.具体而言，转动连接机构243中的滚动轴承243b设置于一对内连接杆242a、242b的内侧之间，并且适于承载和引导钢丝绳23；连接轴243a穿过一对内连接杆242a、242b和滚动轴承243b，并且其两端各自延伸至一对外连接杆241a、241b的外侧；一对紧固件243c、243d分别位于一对外连接杆241a、241b的外侧并且各自紧固于连接轴243a的两端。同时，拉紧机
构245的长环形结构的一端套设于滚动轴承243b的周侧。
63.在一些实施例中，该系统还包括安装于轮毂13内部的轮毂内部导向轮246。该轮毂内部导向轮246适于将自滑轮组出来的钢丝绳23导向轮毂导向机构24。
64.在一些实施例中，机舱导向机构25包括安装于机舱12内部的机舱内部导向轮。机舱内部导向轮适于承载和引导钢丝绳23，并且将自轮毂导向机构24出来的钢丝绳23导向动力单元26。
65.在一些实施例中，动力单元26固定于塔筒11的底部或者机舱12的内部。
66.在一些实施例中，动力单元26可以包括卷扬机或者提升机。
67.为了更好地理解本实用新型实施例提供的技术方案，下面进一步对使用该系统更换风力发电机叶片的过程进行说明。
68.一方面是使用该系统拆除风力发电机叶片的过程，具体如下：
69.s101，将待拆叶片14调整到垂直向下位置；
70.s102，将轮毂导向机构24固定在轮毂13上；
71.s103，将轮毂吊具22固定在轮毂13上；
72.s104，利用叶片专用设备，例如电葫芦、液压/气压设备等，将待拆叶片14下放一定距离，例如30-80cm；
73.s105，将叶根吊具21固定在叶片14的叶根上；
74.s106，将钢丝绳23连接在轮毂吊具22和叶根吊具21上；
75.s107，将钢丝绳23绕过轮毂导向机构24和机舱导向机构25，最后连在动力单元26上；
76.s108，启动动力单元26，拉紧钢丝绳23；
77.s109，拆除叶片专用设备；
78.s110，启动动力单元26，向下放钢丝绳23，进而将待拆叶片14下放到期望位置；
79.s111，拆除叶根吊具21。
80.另一方面是使用该系统安装风力发电机叶片的过程，具体如下：
81.s201，将叶根吊具21固定到待装叶片14上；
82.s202，启动动力单元26，向上收紧钢丝绳23，进而将待装叶片14提拉到空中，并且到达指定位置，例如到达距离轮毂13为30-80cm的位置处；
83.s203，安装叶片专用设备；
84.s204，拆除叶根吊具21；
85.s205，通过叶片专用设备将待装叶片14提拉至安装位置，安装叶根螺栓并紧固；
86.s206，拆除叶片更换系统。
87.尽管上文已经描述了具体实施方案，但这些实施方案并非要限制本实用新型公开的范围，即使仅相对于特定特征描述单个实施方案的情况下也是如此。本实用新型公开中提供的特征示例意在进行例示，而非限制，除非做出不同表述。在具体实施中，可根据实际需求，在技术上可行的情况下，将一项或者多项从属权利要求的技术特征与独立权利要求的技术特征进行组合，并可通过任何适当的方式而不是仅通过权利要求书中所列举的特定组合来组合来自相应独立权利要求的技术特征。

技术特征：
1.一种基于多个连接杆的更换风力发电机叶片的系统，所述系统包括固定于地面的塔筒(11)、安装于所述塔筒(11)的顶部的机舱(12)、安装于所述机舱(12)的轮毂(13)、以及安装于所述轮毂(13)的叶片(14)，其特征在于，所述系统包括安装于所述叶片(14)的根部的叶根吊具(21)、安装于所述轮毂(13)的轮毂吊具(22)、连接所述叶根吊具(21)和所述轮毂吊具(22)的滑轮组和钢丝绳(23)、安装于所述轮毂(13)的轮毂导向机构(24)、安装于所述机舱(12)内部的机舱导向机构(25)、以及动力单元(26)；所述钢丝绳(23)的一端固定于所述滑轮组，其另一端依次绕过所述轮毂导向机构(24)和所述机舱导向机构(25)并且连接至所述动力单元(26)；所述轮毂导向机构(24)包括依次交替转动连接的第一连接杆(241)和第二连接杆(242)，以承载和引导所述钢丝绳(23)；所述动力单元(26)适于拉紧或者释放所述钢丝绳(23)以将所述叶片(14)吊起或者放下。2.根据权利要求1所述的基于多个连接杆的更换风力发电机叶片的系统，其特征在于，所述滑轮组包括至少一个安装于所述轮毂吊具(22)的定滑轮(221)、以及至少一个安装于所述叶根吊具(21)的动滑轮(211)；所述钢丝绳(23)通过其一端固定于所述定滑轮(221)或者所述动滑轮(211)，并且绕过所述滑轮组后连接至所述轮毂导向机构(24)。3.根据权利要求1所述的基于多个连接杆的更换风力发电机叶片的系统，其特征在于，所述轮毂导向机构(24)还包括使所述第一连接杆(241)和所述第二连接杆(242)转动连接的转动连接机构(243)；所述第一连接杆(241)包括一对外连接杆(241a、241b)；所述第二连接杆(242)包括一对内连接杆(242a、242b)；所述一对外连接杆(241a、241b)位于所述一对内连接杆(242a、242b)的外侧；所述转动连接机构(243)包括连接轴(243a)、滚动轴承(243b)和一对紧固件(243c、243d)；所述滚动轴承(243b)设置于所述一对内连接杆(242a、242b)的内侧之间，并且适于承载和引导所述钢丝绳(23)；所述连接轴(243a)穿过所述一对外连接杆(241a、241b)、所述一对内连接杆(242a、242b)和所述滚动轴承(243b)，并且其两端各自延伸至所述一对外连接杆(241a、241b)的外侧；所述一对紧固件(243c、243d)分别位于所述一对外连接杆(241a、241b)的外侧并且各自紧固于所述连接轴(243a)的两端。4.根据权利要求3所述的基于多个连接杆的更换风力发电机叶片的系统，其特征在于，所述轮毂导向机构(24)还包括位于所述交替转动连接的第一连接杆(241)和第二连接杆(242)的前端的钩体(244)；所述钩体(244)固定于所述轮毂(13)前端的开口处，并且与其后端的所述第一连接杆(241)转动连接。5.根据权利要求4所述的基于多个连接杆的更换风力发电机叶片的系统，其特征在于，所述钩体(244)和所述第一连接杆(241)通过所述转动连接机构(243)转动连接；所述钩体(244)包括一对钩件(244a、244b)；所述滚动轴承(243b)设置于所述一对钩件(244a、244b)的内侧之间，并且适于承载和引导所述钢丝绳(23)；所述连接轴(243a)穿过所述一对外连接杆(241a、241b)、所述一对钩件(244a、244b)和所述滚动轴承(243b)，并且其两端各自延伸至所述一对外连接杆(241a、241b)的外侧；所述一对紧固件(243c、243d)分别位于所述一对外连接杆(241a、241b)的外侧并且各自紧固于所述连接轴(243a)的两端。6.根据权利要求3所述的基于多个连接杆的更换风力发电机叶片的系统，其特征在于，所述轮毂导向机构(24)还包括位于所述交替转动连接的第一连接杆(241)和第二连接杆(242)的后端的拉紧机构(245)；所述拉紧机构(245)的一端连接于其前端的第二连接杆(242)，其另一端连接于所述轮毂(13)和所述机舱(12)之间的风机结构上。
7.根据权利要求1所述的基于多个连接杆的更换风力发电机叶片的系统，其特征在于，所述系统还包括安装于所述轮毂(13)内部的轮毂内部导向轮(246)；所述轮毂内部导向轮(246)适于将自所述滑轮组出来的所述钢丝绳(23)导向所述轮毂导向机构(24)。8.根据权利要求1所述的基于多个连接杆的更换风力发电机叶片的系统，其特征在于，所述机舱导向机构(25)包括安装于所述机舱(12)内部的机舱内部导向轮；所述机舱内部导向轮适于将自所述轮毂导向机构(24)出来的所述钢丝绳(23)导向所述动力单元(26)。9.根据权利要求1所述的基于多个连接杆的更换风力发电机叶片的系统，其特征在于，所述动力单元(26)固定于所述塔筒(11)的底部或者所述机舱(12)的内部。10.根据权利要求1所述的基于多个连接杆的更换风力发电机叶片的系统，其特征在于，所述动力单元(26)包括卷扬机或者提升机。

技术总结
本实用新型提供一种基于多个连接杆的更换风力发电机叶片的系统，包括安装于叶片的根部的叶根吊具、安装于轮毂的轮毂吊具、连接叶根吊具和轮毂吊具的滑轮组和钢丝绳、安装于轮毂的轮毂导向机构、安装于机舱内部的机舱导向机构、动力单元；钢丝绳的一端固定于滑轮组，另一端依次绕过轮毂导向机构和机舱导向机构并连接至动力单元；轮毂导向机构包括依次交替转动连接的第一连接杆和第二连接杆，以承载和引导钢丝绳；动力单元适于拉紧或者释放钢丝绳以将叶片吊起或放下。如此，可在不使用大型吊装设备的情况下，完成叶片更换，具有吊装费用低、占地面积小、绿化破坏少和响应速度快等优势，特别适用于高塔风机、海上风机、及大吊车稀缺的偏远地区风机。的偏远地区风机。的偏远地区风机。


技术研发人员：刘作广 黎燕航 张向东 马涛 谢丹 李荣 卢鲜亮 傅文光
受保护的技术使用者：上海戈洛立科技有限公司
技术研发日：2023.04.28
技术公布日：2023/7/19