專利名稱：一種海上風機安裝平臺及其吊裝裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及風機安裝設備技術領域，特別涉及一種海上風機安裝平臺的吊裝裝置。本發明還涉及一種包括上述吊裝裝置的海上風機安裝平臺。
背景技術：
隨著我國經濟建設的快速發展，電能對經濟建設和人們生活的影響越來越大，而風力發電作為多種發電方式中的一種也越來越受到人們的重視。風力發電就是利用風力發電機組，把風的動能轉變成機械能，再由發電機把機械能轉化為電能輸送到電網上。海上的風能資源較為豐富，因此，在海上建設風力發電場成為風力發電領域的大勢所趨。海上風力發電技術是在適當的海域上建設風力發電場，將風力發電機組(以下也稱為風機)安裝在風力發電場的風機基礎上，通過風機將風能轉換為電能的技術。風機一般包括風機塔筒，機艙和葉輪，機艙內安裝有發電機、齒輪箱，其主軸伸出在機艙的外部，葉輪安裝在主軸上。風機塔筒的底端設有用于與風機基礎連接的法蘭，機艙安裝在風機塔筒的頂端，葉輪安裝在伸出在外的齒輪箱主軸上，葉輪在風力作用下旋轉，帶動機艙內的發電機運轉產生電能，實現對風能到電能的轉換。現有的海上風機安裝施工方法是利用運輸船將組裝好的風機整體運輸到預定風場，再用大型起重船的吊臂將整臺風機吊起，在兩個拖輪的輔助牽拉下使風機保持垂直和穩定并使風機塔筒與風機基礎的中心對中。但是，由于海風較大，使得吊臂在吊裝風機時常會發生晃動，導致施工時的定位難度較高，對安裝船與海上風機基礎的定位精度要求較高， 施工只有在海況良好時才能進行，施工窗口期較短，嚴重影響施工效率。因此，如何降低風機吊裝時的定位難度，減少海上環境對施工的影響，延長施工窗口期，提高施工效率，就成為本領域技術人員亟須解決的問題。

發明內容
本發明的目的是提供一種海上風機整體平臺的吊裝裝置，其吊裝風機時的定位難度較低，從而減少了海上環境對施工的影響，延長了施工窗口期，提高了施工效率。本發明的另一目的是提供一種包括上述吊裝裝置的海上風機安裝平臺。為解決上述技術問題，本發明提供一種海上風機安裝平臺的吊裝裝置，設于海上風機安裝平臺上，包括末端通過變幅鋼絲繩牽拉的吊臂和末端設有風機抱舉機構的導向架；所述吊臂的末端在第一安裝點鉸接于所述導向架，其遠離所述導向架的一側設有平衡臂，所述平衡臂與所述吊臂平行且長度相等；所述導向架上固定安裝有橫梁，所述平衡臂的根部轉動安裝于所述平臺本體，其遠離所述平臺本體的一端在第二安裝點鉸接于所述橫梁，所述第一安裝點與所述第二安裝點的連線平行于所述平臺本體。優選地，還包括安裝于所述平臺本體上的底座，所述吊臂和所述平衡臂均通過所述底座布置于所述平臺本體。
優選地，還包括平行于所述平臺本體的回轉平臺，所述回轉平臺通過回轉支承安裝于所述底座的上方，所述回轉平臺繞所述回轉支承的中心轉軸水平轉動。優選地，所述回轉平臺的水平轉動范圍為0° 360°。優選地，所述底座與所述回轉平臺之間設置有多組滾輪支承機構，所述底座的上表面開設有環形滑道，所述滾輪支承機構的滾輪沿所述環形滑道運動。優選地，所述底座與所述平臺本體之間設置有第一防傾元件，所述底座與所述回轉平臺之間設置有第二防傾元件。優選地，所述第一防傾元件包括設置于所述底座的下表面的防傾塊，和設置于所述平臺本體的上表面的防傾槽，所述防傾塊卡裝于所述防傾槽內。優選地，所述防傾元件包括卡槽和卡裝于所述卡槽內的卡塊，所述卡塊固定安裝于所述回轉平臺，所述卡槽沿所述回轉平臺的轉動軌跡的周向開設于所述底座。優選地，所述導向架上開設有在豎直方向上延伸的滑道，安裝于所述導向架的滑架沿所述滑道滑動。優選地，所述滑架頂部安裝有風機護持裝置。優選地，所述吊臂包括第一吊臂和第二吊臂，兩所述吊臂分別位于所述導向架的左右兩側。本發明還提供一種海上風機安裝平臺，包括平臺本體和沿縱向滑動安裝于所述平臺本體的吊裝裝置，所述吊裝裝置為如上所述的吊裝裝置。本發明所提供的海上風機安裝平臺的吊裝裝置，包括吊臂和變幅鋼絲繩，所述吊臂的根部轉動安裝于所述海上風機安裝平臺的平臺本體，其末端與變幅鋼絲繩固定連接； 還包括末端設有風機抱舉機構的導向架，所述吊臂的末端在第一安裝點鉸接于所述導向架；所述吊臂遠離所述導向架的一側設有平行于所述吊臂的平衡臂，所述吊臂與所述平衡臂的長度相等；導向架上固定安裝有橫梁，所述平衡臂的根部轉動安裝于所述平臺本體，其遠離平臺本體的一端在第二安裝點鉸接于所述橫梁。平衡臂與吊臂平行且等長，橫梁與平臺本體平行，則平衡臂、吊臂、橫梁以及平臺本體構成平行四邊形機構，當吊臂吊裝風機時，吊臂變幅的過程中，橫梁始終保持水平狀態，使得導向架始終處于豎直狀態，而風機抱舉機構隨滑架沿導向架只能做垂直的上下運動，從而保證了風機始終保持豎直狀態；這樣，該吊裝裝置在運輸安裝風機時，無需其他船舶輔助牽拉，即可使風機始終保持豎直的狀態，從而降低了風機的定位難度，即使海上風浪較大也不會對風機安裝造成太大影響，從而減少了海上環境對施工的影響，延長了施工窗口期，提高了施工效率。在一種優選的實施方式中，本發明所提供的吊裝裝置，其底座的上方通過回轉支承與回轉平臺轉動連接，回轉平臺與平臺本體平行設置，回轉平臺繞其中心轉軸水平轉動。 當吊臂變幅時，導向架朝向風機存放的位置，風機移至導向架中定位后，吊臂變幅至較小回轉半徑狀態時，回轉平臺可以轉動適當角度，風機隨之旋轉同樣角度，朝向平臺本體的艉部，吊臂反向變幅，將風機移至風機安裝基礎的上方進行風機安裝；這樣，通過回轉平臺的轉動，可以調整風機與風機安裝基礎的距離和高度，進一步提高施工效率。在另一種優選的實施方式中，本發明所提供的吊裝裝置，其底座與回轉平臺之間設置有第二防傾元件，以防止回轉平臺在轉動過程中發生傾覆，提高了設備的工作可靠性。


圖1為本發明所提供的海上風機整體安裝平臺一種具體實施方式
的立體圖；圖2為本發明所提供的吊裝裝置一種具體實施方式
在主視方向的結構示意圖；圖3為圖2所示吊裝裝置處于運輸風機狀態的立體圖；圖4為本發明所提供的吊裝裝置的底座與回轉平臺一種具體實施方式
的裝配圖；圖5為本發明所提供的吊裝裝置作為移動式全回轉起重機時的立體圖。
具體實施例方式本發明的核心是提供一種海上風機安裝平臺的吊裝裝置，其吊裝風機時的定位難度較低，從而減少了海上環境對施工的影響，延長了施工窗口期，提高了施工效率。本發明的另一核心是提供一種包括上述吊裝裝置的海上風機安裝平臺。為了使本技術領域的技術人員更好地理解本發明的方案，下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步的詳細說明。請參考圖1、圖2和圖3，圖1為本發明所提供的海上風機整體安裝平臺一種具體實施方式
的立體圖；圖2為本發明所提供的吊裝裝置一種具體實施方式
在主視方向的結構示意圖；圖3為圖2所示吊裝裝置處于運輸風機狀態的立體圖。在一種具體實施方式
中，本發明所提供的吊裝裝置用于海上風機安裝平臺，該吊裝裝置包括吊臂56和變幅鋼絲繩55，吊臂56的根部轉動安裝于所述海上風機安裝平臺的平臺本體1，其末端與變幅鋼絲繩陽固定連接；還包括導向架584，導向架584末端設有風機抱舉機構585，吊臂56的末端在第一安裝點鉸接于該導向架584 ；吊臂56遠離導向架584 的一側設有平行于吊臂56的平衡臂57，吊臂56與平衡臂57的長度相等；固定架上固定安裝有橫梁581，平衡臂57的根部轉動安裝于平臺本體1，其遠離平臺本體1的一端在第二安裝點鉸接于橫梁581，第一安裝點與第二安裝點的連線與平臺本體1平行。平臺本體1的左右兩側各設置兩個樁腿2，在進行風機4安裝時，樁腿2的底端插入海底，平臺本體1沿樁腿2上升，脫離水面，使海上風機安裝平臺處于水平穩定狀態，吊裝裝置5即可將位于平臺本體1上的風機4移動至風機安裝基礎(圖中未示出)上進行安裝。平臺本體1上設置有分別固定在平臺本體1的左右兩側的架體，兩側架體中間留有較大的空間，兩側架體的一端通過連接架連接成一個整體的運輸固定架3，在該運輸固定架3的上方設有用于固定風機塔筒中部的風機護持裝置31，待安裝的風機4放置在運輸固定架3內，從而通過運輸固定架3固定在平臺本體1上。上述導向架584上可以開設有在豎直方向上延伸的滑道，安裝于導向架584的滑架583沿所述滑道滑動。具體地，滑架583可以設置在導向架584的內部，滑架583可沿導向架584上下移動，從而實現對風機4的提升或下降，滑架583和導向架584之間的升降可通過卷揚裝置或油缸實現(圖中未示出)。顯然地，滑架583也不局限于設置在導向架584 的內部，其也可以設置在導向架584的外側。滑架583下方固定有風機抱舉機構585，可將風機4抱緊并可使風機4旋轉和平動，以微調風機位置，實現精確對位安裝。風機抱舉機構585可以是如下結構具有承重梁和吊籃，承重梁上部固定于滑架583上，承重梁具有中央圓環，吊籃通過多個吊桿(各吊桿的兩端分別鉸接于承重梁和吊籃，吊籃相對于承重梁可以轉動)懸掛于中央圓環的下方， 風機4的塔筒置于中央圓環和吊籃內，中央圓環和吊籃的一側可以打開(也可以兩側打開， 基于剛性需求，優選為單側打開)，則風機4的塔筒可以移入風機抱舉機構585內；吊籃上設有多個壓板，當滑架583沿導向架584上升時，壓板通過摩擦自鎖的原理抱緊風機塔筒； 而且吊籃和承重梁之間還設有扭轉油缸和平動油缸，可以驅動吊籃相對于承重梁的周向轉動或平動。即該結構的風機抱舉機構585可以將風機4抱緊，還可以作小幅度的周向轉動和水平移動，以便于實現風機4塔筒法蘭孔與風機基礎法蘭孔的精確對位。同時，滑架583的上端設有風機4的風機護持裝置582，與風機抱舉機構585共同實現風機4的豎直定位。顯然地，抱舉裝置585還可以是其他具有同樣功能的結構，比如，在風機塔筒上安裝固定的吊裝工裝，滑架583通過多根鋼絲繩與吊裝工裝連接，在該工裝與滑架583之間安裝有旋轉和平動油缸。這種結構也可以實現抱舉和精確定位的功能，但在塔筒上增加了吊裝工裝，且拆裝較復雜，效率次于上述結構。上述實施例采用抱舉裝置585定位風機4，提高了風機4安裝的靈活性和精確度， 且固定風機4的方式易于實現。當然，對于本發明，也可以采取其他工裝將風機4相對于橫梁581豎直定位。在實際使用過程中，上述吊臂56通常包括第一吊臂561和第二吊臂562，兩所述吊臂分別位于所述導向架584的左右兩側。顯然地，當吊臂56包括第一吊臂561和第二吊臂562時，平衡臂57、橫梁581的數目可以均為兩個，并分別與第一吊臂561和第二吊臂 562形成兩組平行四邊形結構；兩組平行四邊形結構也可以共用一個平衡臂57，此時，平衡臂57的數目也可以為一個。通過兩組平行四邊形結構實現風機的抱舉，保證設備的工作穩定性。本發明提供的吊裝裝置5，其平衡臂57與吊臂56平行且等長，橫梁581與平臺本體1平行，則平衡臂57、吊臂56、橫梁581以及平臺本體1構成平行四邊形機構，當吊臂56 吊裝風機4時，吊臂56變幅的過程中，橫梁581始終保持水平狀態，使得導向架584始終處于豎直狀態，導向架584末端的風機抱舉機構585的水平位置保持不變，從而保證了風機4 始終保持豎直狀態；這樣，該吊裝裝置5在運輸安裝風機4時，無需其他船舶輔助牽拉，即可使風機4始終保持豎直的狀態，從而降低了風機的定位難度，即使海上風浪較大也不會對風機安裝造成太大影響，從而減少了海上環境對施工的影響，延長了施工窗口期，提高了施工效率。還可以對本發明所提供的吊裝裝置進行進一步的改進。請參考圖4，圖4為本發明所提供的吊裝裝置的底座與回轉平臺一種具體實施方式
的裝配圖。在一種具體實施方式
中，上述平臺本體1上安裝有底座51，吊臂56和平衡臂57均通過底座51布置于平臺本體1。底座51可以具有沿軌道11移動的行走裝置。則吊裝裝置 5在提取風機4時，首先，可以沿軌道11移至風機4置放處，吊臂56在重力作用下展開，將導向架584落下，風機抱舉機構585抱舉風機4的塔筒，然后，滑架583帶動風機抱舉機構 585沿導向架584向上移動從而提升風機4，吊臂56在變幅鋼絲繩55作用下向回轉中心變幅，變幅至較小回轉半徑狀態時回轉平臺52旋轉180°，則風機4朝向風機基礎安裝側，并隨底座移至風機安裝基礎處(即向圖1中平臺的艉部移動)，吊臂56變幅，使風機4位于風機安裝基礎的正上方，進行初步對中，需要時，可以通過升降以及周向旋轉等調節，使風機塔筒法蘭孔與風機基礎法蘭孔完全對中，最后實施安裝連接，即完成一次安裝；安裝完畢后，吊裝裝置5脫離風機4，回轉平臺52回轉180°，重新返回風機4置放處，依上述順序再重新運輸安裝。底座51布置于平臺本體1的方式可以為固定連接也可以簡單的將底座51放置于平臺本體1上。風機4的提取可以由吊裝裝置5行走至固定架3處實現，當固定架3設置的安裝座32為滑車結構時，也可以由安裝座32可以帶動風機4移動至吊裝裝置5處，同時設置滑車結構的安裝座32和吊裝裝置5的行走裝置時，二者配合使用，則可以更加靈活地起吊風機4，適合多臺風機4的運輸安裝。安裝座32可以與風機塔筒下方的連接法蘭連接，也可以安裝于平臺本體1的其他位置。安裝座32也可以通過本領域中常規使用的固定安裝方式固定于平臺本體1上。底座51與平臺本體1之間設置有第一防傾元件，第一防傾元件包括防傾塊512和防傾槽，其中防傾塊512可以設置在底座51的下表面，防傾槽設置于平臺本體1的上表面， 防傾塊512卡裝于防傾槽內，以防止底座51發生傾覆；也可以將防傾塊512設置在平臺本體1的上表面，此時，與防傾塊512配合使用的防傾槽應設置在底座51的下表面。同時，還可以在平臺本體1上設置配重53，用以平衡吊臂56及吊裝工裝58的重量，從而與上述防傾結構配合使用，進一步避免底座51在吊裝過程中發生傾覆。底座51的上方通過回轉支承523與回轉平臺52轉動連接，回轉平臺52與平臺本體1平行設置，回轉平臺52繞其中心轉軸水平轉動。回轉平臺52位于底座51之上，相對于底座51回轉，底座51與回轉平臺52之間設有回轉支承523 ；如圖4所示，當吊臂56變幅并向左傾斜時，導向架584朝向風機4存放的位置，風機4移至導向架584中定位后，吊臂56變幅至較小回轉半徑狀態時，回轉平臺52可以轉動180°，風機4隨之旋轉180°，朝向平臺本體1的艉部，吊臂56向右傾斜，通過一定范圍內的變幅，將風機4移至風機安裝基礎的上方，可以調整風機4與風機安裝基礎的距離和高度；這樣，吊臂56可以從導向架584 的兩側吊裝，不必在風機的正上方起吊，故整個吊裝裝置5的高度遠遠低于現有技術中起吊風機4的大型起重機的變幅機構高度，設備具有更好的穩定性；此外，為了保證風機抱舉機構585的剛性，風機抱舉機構585和導向架584、滑架583最好設計為單側開口的結構，因此，要求吊裝裝置5可以回轉180°才能安裝兩臺以上風機4，回轉平臺52能夠回轉即可實現此目的。顯然地，當海上風機安裝平臺上具有回轉平臺52時，吊臂56、平衡臂57、橫梁581 與回轉平臺52構成平行四邊形結構。上述回轉平臺52的水平轉動范圍為0° 360°。需要說明的是，根據風機安裝基礎位置的不同，回轉平臺52可以根據實際需要回轉一定角度，并不限于0° 360°。上述底座51與回轉平臺52之間設置有多組滾輪支承機構524，底座51上部設置有環形軌道，上述滾輪支承機構524的滾輪位于環形軌道內；在回轉平臺52底部裝有若干組滾輪支承機構524，可沿底座51上部環形軌道滾動，能夠抵消部分傾覆力矩，此時，回轉支承523主要用作定心功能，不需要承受較大的傾覆力矩，從而可以選用較小規格的回轉
7支承523，降低回轉支承523的承重要求。底座51與回轉平臺52之間可以設置有第二防傾元件，用以在吊裝裝置5起吊風機并處于較大工作幅度時防止回轉平臺52發生傾覆。該第二防傾元件的結構可以為，包括卡槽511和卡裝于所述卡槽511內的卡塊521，卡塊521固定安裝于所述回轉平臺52，卡槽 511沿回轉平臺52的轉動軌跡的周向開設于底座51 ；該種結構的防傾元件不僅具有防傾作用，且不會對回轉平臺52的轉動造成影響，工作性能較好。除了上述吊裝裝置，本發明還提供一種包括上述吊裝裝置的海上風機安裝平臺， 該海上風機安裝平臺的其他各部分結構請參考現有技術，在此不再贅述。請參考圖5，圖5為本發明所提供的吊裝裝置作為移動式全回轉起重機時的立體圖。本發明中的海上風機安裝平臺1經過簡單改裝還可用于其他海上施工作業，如圖 5所示，將固定架3、吊裝裝置5中的平衡臂57、吊裝工裝卸掉，則吊裝裝置5就成為一臺具有行進和回轉功能的雙臂起重機，可以用于海上風機基礎施工或橋梁施工等。以上對本發明所提供的一種海上風機安裝平臺及其吊裝裝置進行了詳細介紹。本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發明的方法及其核心思想。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以對本發明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發明權利要求的保護范圍內。
權利要求
1.一種海上風機安裝平臺的吊裝裝置，設于海上風機安裝平臺上，其特征在于，包括末端通過變幅鋼絲繩(55)牽拉的吊臂(56)和末端設有風機抱舉機構(585)的導向架(584)； 所述吊臂(56)的末端在第一安裝點鉸接于所述導向架(584)，其遠離所述導向架(584) 的一側設有平衡臂(57)，所述平衡臂(57)與所述吊臂(56)平行且長度相等；所述導向架 (584)上固定安裝有橫梁(581)，所述平衡臂(57)的根部轉動安裝于所述平臺本體(1)，其遠離所述平臺本體(1)的一端在第二安裝點鉸接于所述橫梁(581)，所述第一安裝點與所述第二安裝點的連線平行于所述平臺本體(1)。
2.根據權利要求1所述的海上風機安裝平臺的吊裝裝置，其特征在于，還包括安裝于所述平臺本體(1)上的底座(51)，所述吊臂(56)和所述平衡臂(57)均通過所述底座(51) 布置于所述平臺本體(1)。
3.根據權利要求2所述的海上風機安裝平臺的吊裝裝置，其特征在于，還包括平行于所述平臺本體(1)的回轉平臺(52)，所述回轉平臺(5 通過回轉支承(52 安裝于所述底座(51)的上方，所述回轉平臺(5 繞所述回轉支承(523)的中心轉軸水平轉動。
4.根據權利要求3所述的海上風機安裝平臺的吊裝裝置，其特征在于，所述回轉平臺 (52)的水平轉動范圍為0° 360°。
5.根據權利要求3所述的海上風機安裝平臺的吊裝裝置，其特征在于，所述底座(51) 與所述回轉平臺(5 之間設置有多組滾輪支承機構(5M)，所述底座(51)的上表面開設有環形滑道，所述滾輪支承機構(5M)的滾輪沿所述環形滑道運動。
6.根據權利要求5所述的海上風機安裝平臺的吊裝裝置，其特征在于，所述底座(51) 與所述平臺本體(1)之間設置有第一防傾元件，所述底座(51)與所述回轉平臺(5 之間設置有第二防傾元件。
7.根據權利要求6所述的海上風機安裝平臺的吊裝裝置，其特征在于，所述第一防傾元件包括設置于所述底座(51)的下表面的防傾塊(512)，和設置于所述平臺本體(1)的上表面的防傾槽，所述防傾塊(512)卡裝于所述防傾槽內。
8.根據權利要求6所述的海上風機安裝平臺的吊裝裝置，其特征在于，所述第二防傾元件包括卡槽(511)和卡裝于所述卡槽(511)內的卡塊(521)，所述卡塊(521)固定安裝于所述回轉平臺(52)，所述卡槽(511)沿所述回轉平臺(5 的轉動軌跡的周向開設于所述底座(51)。
9.根據權利要求1至8任一項所述的海上風機安裝平臺的吊裝裝置，其特征在于，所述導向架(584)上開設有在豎直方向上延伸的滑道，安裝于所述導向架(584)的滑架(583) 沿所述滑道滑動。
10.根據權利要求1至8任一項所述的海上風機安裝平臺的吊裝裝置，其特征在于，所述滑架(583)頂部安裝有風機護持裝置(582)。
11.根據權利要求1至8任一項所述的海上風機安裝平臺的吊裝裝置，其特征在于， 所述吊臂(56)包括第一吊臂(561)和第二吊臂(562)，兩所述吊臂分別位于所述導向架 (584)的左右兩側。
12.—種海上風機安裝平臺，包括平臺本體(1)和沿縱向滑動安裝于所述平臺本體(1) 的吊裝裝置，其特征在于，所述吊裝裝置為如權利要求1至11任一項所述的吊裝裝置。
全文摘要
本發明公開了一種海上風機安裝平臺的吊裝裝置，包括吊臂和變幅鋼絲繩，吊臂的根部鉸接于海上風機安裝平臺的平臺本體，其末端與變幅鋼絲繩固定連接；還包括末端設有風機抱舉機構的導向架，吊臂的末端鉸接于導向架；吊臂遠離導向架的一側設有平行于吊臂的平衡臂，吊臂與平衡臂的長度相等；導向架上固定安裝有與平臺本體平行設置的橫梁，平衡臂的根部鉸接于平臺本體，其末端鉸接于橫梁。這樣，無需其他船舶輔助牽拉，即可使風機始終保持豎直的狀態，從而降低了風機的定位難度，即使海上風浪較大也不會對風機安裝造成太大影響，從而減少了海上環境對施工的影響。本發明還公開了一種包括上述吊裝裝置的海上風機安裝平臺。
文檔編號E02B17/00GK102425145SQ20111033259
公開日2012年4月25日 申請日期2011年10月27日 優先權日2011年10月27日
發明者王新明, 田尚云, 金濤 申請人:三一電氣有限責任公司