在维护期间支承风力涡轮机组件的内部可旋转构件的工具以及使用其的方法技术

公开了一种用于风力涡轮机组件(60)的顶举工具(70、162、174)，该风力涡轮机组件具有外壳体(62)和内部可旋转构件(64)，该内部可旋转构件被设置在外壳体(62)中并且可绕旋转轴线(66)旋转。该顶举工具(70、162、174)包括支承销(74、164、176)，该支承销具有近端部和远端部，该远端部包括轴承(112)。支承销(74、164、174)被配置为可相对于外壳体(62)选择性地移动。轴承(112)被配置成接触内部可旋转构件(64)，以相对于外壳体(62)支承该内部可旋转构件(64)，并且允许内部可旋转构件(64)在被顶举工具(70、162、174)支承的同时在外壳体(62)内旋转。174)支承的同时在外壳体(62)内旋转。174)支承的同时在外壳体(62)内旋转。

Tools for supporting internal rotatable members of wind turbine components during maintenance and methods of using them

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在维护期间支承风力涡轮机组件的内部可旋转构件的工具以及使用其的方法


[0001]本专利技术总体上涉及风力涡轮机，并且更特别地，涉及一种用于在修理/更换过程期间支承风力涡轮机组件的内部可旋转构件的工具、以及在修理/更换过程期间使用该工具的方法。

技术介绍

[0002]风力涡轮机被用于使用可再生资源而不燃烧化石燃料来生成电能。通常，风力涡轮机将来自风的动能转换成电力。常规的风力涡轮机设备(wind turbine installation)包括：地基、由地基支承的塔、以及位于塔顶部的能量生成单元。能量生成单元通常包括一个或更多个机舱以容纳多个机械和电气组件(诸如发电机、齿轮箱、以及主轴承)，并且风力涡轮机还包括转子，该转子通过从机舱延伸的主轴可操作地联接至机舱中的组件。单转子风力涡轮机和多转子风力涡轮机(其可以具有多个机舱)是已知的，但是为了效率起见，以下描述主要涉及单转子设计。转子又包括中心轴毂和多个叶片，所述多个叶片从中心轴毂沿径向延伸并且被配置成与风相互作用以使转子旋转。将转子支承在主轴上，该主轴直接地或者间接地与被容纳在机舱内部的发电机可操作地联接。从而，随着风力使叶片旋转，通过发电机生成电能。在过去的几十年间，风力发电已经显著增长，并且有许多风力涡轮机设备位于陆地和海上。
[0003]如上所提到的，机舱容纳多个风力涡轮机组件以将来自风和转子叶片的动能转换成电能。这些组件中的许多组件包括固定框架或外壳体以及被设置在该壳体中的一个或更多个可旋转构件。举例来说，主轴承支承件、齿轮箱、以及发电机都包括外壳体，这些外壳体具有被设置在其中的一个或更多个内部可旋转构件。在风力涡轮机的使用寿命期间，可能必须或者希望对机舱中的各种风力涡轮机组件提供修理和/或更换(被统称为维护)。在风力涡轮机组件的维护期间，可能重要的是，维持可旋转构件相对于外壳体的位置，以便保持可旋转构件的旋转轴线与相邻组件对准。例如，在齿轮箱维护时，可能重要的是，与一个或更多个齿轮箱级相关联的轴在维护期间仍保持在原位。由于可旋转构件的相对大重量以及在旋转轴线水平定向时(并由此在重力的完全作用下)足够地支承重型构件的普遍困难，这可能是很难的。
[0004]在维护过程期间，可旋转构件在维护过程期间仍保持可旋转也是重要的。为了使可旋转构件或其它相关组件与相邻组件联接/分离以实现维护，这可能是必须的或希望的。举例来说，齿轮箱级(例如，齿轮箱的第二齿轮级)的太阳小齿轮可以具有螺旋构型，使得为了使太阳小齿轮与相邻组件(例如，齿轮箱的第一齿轮箱级)脱离，该太阳小齿轮(及其关联的行星齿轮架)需要旋转以便于脱离。
[0005]用于维持内部可旋转构件的位置(例如，沿着旋转轴线)同时还允许内部可旋转构件旋转的当前方法通常包括：从机舱移除该组件，然后将该组件定向成使得旋转轴线总体上与重力场对准(即，沿大体竖直取向)，从而在开始维护过程之前消除该组件的大重量。由
于机舱中的风力涡轮机组件的尺寸和重量，当前方法需要大型起重机或其它升降装置来将该组件从机舱移除并将该组件适当地定向在地面、平台、甲板等上，以供以使旋转轴线的未对准最小化的方式来执行维护过程。这种用于修理或更换机舱中的风力涡轮机组件的过程是昂贵且耗时的。
[0006]因此，风力涡轮机制造商、安装方以及运营商正在寻求改进的选项，以用于以更节省时间和更节省成本的方式对位于机舱中的风力涡轮机组件进行维护。更特别地，需要为机舱中的风力涡轮机组件提供原位维护过程的工具和方法，该工具和方法维持内部可旋转构件相对于外壳体的位置，并且允许可旋转构件在维护过程期间在外壳体内旋转移动。

技术实现思路

[0007]公开了一种用于风力涡轮机组件的顶举(jacking)工具，该风力涡轮机组件具有外壳体和内部可旋转构件，该内部可旋转构件被设置在外壳体中并且可绕旋转轴线旋转。该顶举工具包括支承销，该支承销具有近端部和远端部，该远端部包括轴承。支承销被配置为可相对于外壳体选择性地移动。内支承销的轴承被配置成接触内部可旋转构件，以相对于外壳体支承该内部可旋转构件，并且允许内部可旋转构件在被顶举工具支承的同时在外壳体内旋转。
[0008]在一个实施方式中，顶举工具包括外衬套，该外衬套具有延伸穿过该外衬套并且被配置成在其中接纳支承销的通道。外衬套被配置为联接至外壳体。在示例性实施方式中，外衬套包括：轴环(collar)，该轴环处于外衬套的近端部；以及轴，该轴延伸远离轴环并且限定该外衬套的远端部。外衬套包括外螺纹，该外螺纹用于螺纹联接至风力涡轮机组件的外壳体，诸如外壳体的孔口处。例如，外螺纹可以沿着内支承销的轴的长度的至少一部分延伸。
[0009]在一个实施方式中，外衬套的通道包括内螺纹，并且支承销包括用于将支承销螺纹联接至外衬套的外螺纹。因此，支承销可相对于外衬套独立地轴向移动。在本专利技术的一个实施方式中，在外衬套的外螺纹与内螺纹之间可以存在螺距差异。这将有助于支承销与外壳体之间的轴向移动，而不会在它们之间产生旋转移动。在另选实施方式中，支承销可以可旋转地浮置在外衬套内，但不会相对于外衬套轴向移动。支承销的近端部可以包括工具接口，该工具接口用于联接至被配置成旋转支承销的工具。在另一实施方式中，支承销可以包括液压致动器，该液压致动器具有可选择性地伸出和缩回的臂。可以将轴承定位在臂的远端部上，以用于接触内部可旋转构件。可以将液压致动器联接至外壳体上的支承支柱。
[0010]支承销的远端部处的轴承可以包括便于内部可旋转构件相对于顶举工具旋转的滚柱部件。例如，在一个实施方式中，滚柱部件可以包括能够相对于旋转轴线旋转的圆柱形滚柱，诸如轮子。在另选实施方式中，轴承可以包括能够沿任何方向旋转的球面滚珠(spherical ball)。在另一实施方式中，轴承可以包括能够相对于旋转轴线旋转并且能够适应系统中的各种未对准的球面滚柱(spherical roller)。
[0011]在另一实施方式中，提供了一种系统，该系统包括风力涡轮机组件，该风力涡轮机组件具有外壳体和内部可旋转构件，该内部可旋转构件被设置在外壳体中并且可绕旋转轴线旋转。外壳体包括至少两个孔口，该孔口被配置成提供到外壳体的与内部可旋转构件相邻的内部的通路。该系统还包括顶举系统，该顶举系统包括至少两个顶举工具。各个顶举工
具被固定至风力涡轮机组件的外壳体，并且可选择性地移动以与外壳体中的内部旋转构件接合。所述至少两个顶举工具的支承销的轴承接触内部可旋转构件，以相对于外壳体支承内部可旋转构件，并且允许内部可旋转构件在被所述至少两个顶举工具支承的同时在外壳体内旋转。
[0012]可以将所述至少两个孔口设置在外壳体中，使得所述至少两个顶举工具沿着内部可旋转构件的下部支承该内部可旋转构件，以便支承内部可旋转构件的重量。另外，对于伸长的内部可旋转构件，所述至少两个孔口以及所述至少两个顶举工具可以被设置成在内部可旋转构件上的第一纵向位置处的第一组孔口和顶举工具、以及在内部可旋转构件上的第二纵向位置处的第二组孔口和顶举工具。通常可以将第一组孔口/顶举工具以及第二组孔口/顶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于风力涡轮机组件(60)的顶举工具(70、162、174)，所述风力涡轮机组件具有外壳体(62)和内部可旋转构件(64)，所述内部可旋转构件被设置在所述外壳体(62)中并且能够绕旋转轴线(66)旋转，所述顶举工具(70、162、174)包括：支承销(74、164、176)，所述支承销被配置为联接至所述外壳体并且具有近端部和远端部，所述远端部包括轴承(112)，所述支承销(74、164、176)被配置为在被联接至所述外壳体(62)时能够相对于所述外壳体选择性地移动，其中，所述支承销(74、164、176)的所述轴承(112)被配置成接触所述内部可旋转构件(64)，以相对于所述外壳体(62)支承所述内部可旋转构件(64)，并且允许所述内部可旋转构件(64)在被所述顶举工具(70、162、174)支承的同时在所述外壳体(62)内旋转。2.根据权利要求1所述的顶举工具，所述顶举工具还包括外衬套(72、166)，所述外衬套具有延伸穿过所述外衬套(72、166)的通道(86)，并且所述通道被配置成在其中接纳所述支承销(74、164)，所述外衬套(72、166)被配置为联接至所述外壳体(62)。3.根据权利要求2所述的顶举工具，其中，所述外衬套(72、166)包括外螺纹(96)，所述外螺纹用于螺纹联接至所述风力涡轮机组件(60)的所述外壳体(62)。4.根据权利要求3所述的顶举工具，其中，所述外衬套(72、166)还包括：轴环(78)，所述轴环处于所述外衬套(72、166)的近端部；以及轴(82)，所述轴远离所述轴环(78)延伸并且限定所述外衬套(72、166)的远端部，其中，所述外螺纹(96)沿着所述轴(82)的长度的至少一部分延伸。5.根据前述权利要求中任一项所述的顶举工具，其中，所述外衬套(72)的所述通道(86)包括内螺纹(98)，并且所述支承销(74)包括用于将所述支承销(74)螺纹联接至所述外衬套(72)的外螺纹(134)。6.根据权利要求2至4中任一项所述的顶举工具，其中，所述支承销(164)能够旋转地浮置在所述外衬套(166)内。7.根据权利要求5或6所述的顶举工具，其中，所述支承销(74、164)的所述近端部包括工具接口(106)，所述工具接口用于联接至被配置成使所述支承销(74、164)旋转的工具。8.根据权利要求1所述的顶举工具，其中，所述支承销(176)包括液压致动器(178)，所述液压致动器具有能够选择性地伸出和缩回的臂(182)，所述轴承(112)被定位在所述臂(182)的远端部(184)上。9.根据前述权利要求中任一项所述的顶举工具，其中，所述轴承(112)包括圆柱形滚柱(126)、球面滚珠(150)或球面滚柱(152)中的一者。10.一种系统，所述系统包括：风力涡轮机组件(60)，所述风力涡轮机组件具有外壳体(62)和内部可旋转构件(64)，所述内部可旋转构件被设置在所述外壳体(62)中并且能够绕旋转轴线(66)旋转，所述外壳体(62)具有至少两个孔口(138)，所述孔口被配置成提供到所述外壳体(62)的与所述内部可旋转构件(64)相邻的内部的通路；以及顶举系统，所述顶举系统包括各自根据权利要求1至9中任一项所述的至少两个顶举工具(70、162、174)，各个顶举工具(70、162、174)皆被固定至所述风力涡轮机组件(60)的所述外壳体(62)，并且所述至少两个顶举工具(70、162、174)的所述支承销(74)的所述轴承(112)接触所述内部可旋转构件(64)，以相对于所述外壳体(62)支承所述内部可旋转构件
(64)，并且允许所述内部可旋转构件(64)在由所述至少两个顶举工具(70)支承的同时在所述外壳体(62)内旋转。11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述至少两个孔口(138)被定位在所述外壳体(62)中，使得所述至少两个顶举工具(70、162、174)支承所述内部可旋转构件(64)的下部。12.根据权利要求10或11所述的系统，其中，所述至少两个孔口(138)以及所述至少两个顶举工具(70、162、174)被设置成在所述内部可旋转构件(64)上的第一纵向位置处的第一组孔口(138)和顶举工具(70、162、174)、以及在所述内部可旋转构件(64)上的第二纵向位置处的第二组孔口(138)和顶举工具(70、162、174)。13.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：维斯塔斯风力系统有限公司，
类型：发明
国别省市：