一种海上风力发电安装用塔筒运输固定装置的制作方法

1.本发明涉及塔筒运输固定技术领域，具体涉及一种海上风力发电安装用塔筒运输固定装置。


背景技术：

2.塔筒就是风力发电机的塔杆，在风力发电机组中主要起支撑作用，同时吸收机组震动，在单节筒体焊接完成后，采用液压组对滚轮架进行组对点焊后，焊接内外环缝，直线度等公差检查后焊接法兰，进行焊缝无损探伤和平面度检查，喷砂、喷漆处理后，完成内件安装和成品检验，运输至安装现场。
3.海上风电塔筒是海上风力发电的重要部件之一，海上风电塔筒具有装机容量大、节约土地资源等优势。海上运输时间长，受天气和风浪影响船体不稳定，对货物的安全稳固要求较高，由于塔筒体积和重量较大，造成运输过程中受风面积大，对稳定性要求更高。
4.公告号为cn216187600u的专利文献公开了一种风电塔筒运输支撑装置，该装置通过弧形板对塔筒进行径向支撑限位，不仅实现了塔筒的快速固定，还满足了塔筒海上运输的稳定性要求，但该装置一次只能固定单个塔筒，导致塔筒运输效率低下，难以满足塔筒的高效运输需求。
5.因此，如何提高塔筒海上运输的稳定性和运输效率，就成了本领域技术人员亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

6.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种海上风力发电安装用塔筒运输固定装置，以解决现有塔筒固定装置存在的稳定性差和运输效率低的技术问题。
7.本发明所采用的技术方案为：一种海上风力发电安装用塔筒运输固定装置，包括：
8.连接基座；
9.轴向限位机构，所述轴向限位机构的数量为两个，且两个所述轴向限位机构高低错位设置在连接基座纵向的两端；
10.径向支撑机构，多个所述径向支撑机构沿纵向间距设置在轴向限位机构横向的两侧；
11.所述轴向限位机构包括限位环、扩张体和连接螺栓，多个所述扩张体绕限位环圆周均布，且所述扩张体与限位环的一端沿径向滑动连接，所述扩张体上设有与塔筒端部螺纹孔相对应的贯穿孔，所述连接螺栓穿设在贯穿孔中；
12.所述径向支撑机构包括动支撑架和伸缩缸，所述动支撑架与连接基座沿横向滑动连接；所述伸缩缸固定设置在连接基座上并与动支撑架固定连接，用于驱动所述动支撑架横向移动并径向夹紧或释放塔筒。
13.优选的，所述轴向限位机构还包括转动盘、传动齿轮和驱动转轴，所述限位环的一端圆周均布有多个径向滑槽，所述扩张体滑动连接在径向滑槽中；所述转动盘设置在限位
环中并与限位环转动连接；所述扩张体靠近转动盘的一侧设有螺旋滑槽，所述转动盘靠近扩张体的一侧设有螺旋滑轨，所述螺旋滑轨滑动连接在螺旋滑槽中，所述转动盘的另一侧固定连接有从动齿轮，所述驱动转轴沿径向贯穿限位环并与限位环转动连接，所述传动齿轮固定设置在驱动转轴上并与从动齿轮啮合传动连接。
14.优选的，所述扩张体包括径向连接部和径向滑动部，所述径向连接部的径向尺寸大于径向滑动部的径向尺寸，且所述径向连接部固定连接于径向滑动部轴向的一侧，所述径向滑动部轴向的另一侧设有螺旋滑槽，所述径向连接部上设有贯穿孔。
15.优选的，所述连接基座横向的两端设有高低错位的支撑腿，所述支撑腿顶部固定连接有弧形安装架，所述限位环与弧形安装架固定连接。
16.优选的，所述连接基座上设有纵向安装槽，所述纵向安装槽内纵向间隔设有两个定支撑架，所述定支撑架设有与塔筒相适配的半圆形下支撑面，所述动支撑架顶部设有半圆形侧支撑面，且所述动支撑架底部设有与半圆形下支撑面相配合的圆弧支撑面。
17.优选的，所述定支撑架的两侧设有摩擦槽，所述摩擦槽中固定连接有纵向轴，其中一个所述纵向轴与绑带的一端固定连接，所述绑带的另一端绕过塔筒与另一个纵向轴可拆卸固定连接。
18.优选的，所述连接基座上设有与纵向安装槽连通的横向槽，所述伸缩缸安装在横向槽中，且所述动支撑架的底端滑动连接于横向槽中。
19.优选的，在横向方向上，两个所述动支撑架相互靠近的一侧均设有v形支撑面，且所述限位环的轴线位于v形支撑面的对称面上；在纵向方向上，至少四个所述动支撑架纵向间距设置，且四个所述v形支撑面高低错位设置。
20.本发明的有益效果：
21.本发明利用空间分割原理，在连接基座纵向的两端设有高低错位的轴向限位机构，可通连接螺栓将塔筒的一端与轴向限位机构的扩张体固定连接，从而实现多个塔筒的轴向限位和周向限位；在轴向限位机构横向的两侧设有径向支撑机构，可通过径向支撑机构的动支撑架在连接基座上的横向移动，使动支撑架径向夹紧或释放塔筒，从而实现塔筒的径向支撑固定，进而提高塔筒海上运输时的稳定性和运输效率。
22.本发明在动支撑架的相对侧设有上下对称的v形支撑面，且轴向限位机构的限位环轴线与v形支撑面的对称面共面，可通过动支撑架的水平移动，使v形支撑面径向夹持固定不同径向尺寸的塔筒，扩大了塔筒固定装置的适用范围，有助于提高塔筒的海上运输效率。
附图说明
23.图1为本发明的海上风力发电安装用塔筒运输固定装置的结构示意图；
24.图2为本发明的海上风力发电安装用塔筒运输固定装置展开状态示意图；
25.图3为本发明的海上风力发电安装用塔筒运输固定装置的爆炸结构示意图；
26.图4为扩张体的结构示意图；
27.图5为限位环的结构示意图；
28.图6为转动盘的结构示意图；
29.图7为本发明的海上风力发电安装用塔筒运输固定装置的使用状态参考图之一；
30.图8为本发明的海上风力发电安装用塔筒运输固定装置的使用状态参考图之二；。
31.图中附图标记说明：
32.100、连接基座；
33.110、支撑腿；120、弧形安装架；130、纵向安装槽；140、横向槽；
34.200、轴向限位机构；
35.210、限位环；211、径向滑槽；220、扩张体；221、径向连接部；222、径向滑动部；223、贯穿孔；224、螺旋滑槽；230、连接螺栓；240、转动盘；241、螺旋滑轨；242、从动齿轮；250、传动齿轮；260、驱动转轴；270、端盖；
36.300、径向支撑机构；
37.310、动支撑架；311、半圆形侧支撑面；312、圆弧支撑面；313、v形支撑面；320、伸缩缸；330、定支撑架；331、摩擦槽；332、纵向轴；333、半圆形下支撑面；
38.400、塔筒。
具体实施方式
39.下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制。
40.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
41.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
42.此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
43.实施例，如图1-图8所示，一种海上风力发电安装用塔筒运输固定装置，用于海上风力发电机组的塔筒的海上运输；该固定装置包括：
44.连接基座100，该连接基座100沿水平方向设置，且连接基座100能够与运输船固定连接。
45.轴向限位机构200，该轴向限位机构200的数量为两个，且两个轴向限位机构200高低错位设置在连接基座100纵向的两端。
46.径向支撑机构300，该径向支撑机构300的数量为多个，且多个径向支撑机构300沿纵向间距设置在轴向限位机构200横向的两侧。
47.其中，该轴向限位机构200包括限位环210、扩张体220和连接螺栓230，该扩张体220的数量为多个，且多个扩张体220绕限位环210圆周均布；该扩张体220上设有与塔筒400端部螺纹孔相对应的贯穿孔223，连接螺栓230穿设在贯穿孔223中，且扩张体220与限位环
210的一端沿径向滑动连接，以使连接螺栓230与限位环210的轴间距能够调节。
48.该径向支撑机构300包括动支撑架310和伸缩缸320，且多个动支撑架310和多个伸缩缸320设置在连接基座100横向的两端；该动支撑架310与连接基座100沿横向滑动连接，该伸缩缸320固定设置在连接基座100上，且伸缩缸320的一端与动支撑架310固定连接，伸缩缸320用于驱动动支撑架310横向移动并径向夹紧或释放塔筒400。
49.本技术利用空间分割原理，在连接基座100纵向的两端设有高低错位的轴向限位机构200，可通连接螺栓230将塔筒400的一端与轴向限位机构200的扩张体220固定连接，从而实现多个塔筒400的轴向限位和周向限位；在轴向限位机构200横向的两侧设有径向支撑机构300，可通过径向支撑机构300的动支撑架310在连接基座100上的横向移动，使动支撑架310径向夹紧或释放塔筒400，从而实现塔筒400的径向支撑固定，进而提高塔筒400海上运输时的稳定性和运输效率。
50.需要说明的是，本技术中的纵向方向指的是图3中的y轴方向，横向方向指的是图3中的x轴方向。
51.在一具体实施例中，如图3、图5所示，该轴向限位机构200还包括转动盘240、传动齿轮250和驱动转轴260；其中，在限位环210的一端圆周均布有多个径向滑槽211，该径向滑槽211的横截面呈凸字形，且扩张体220滑动连接在径向滑槽211中，以使扩张体220能够沿限位环210的径向移动，且扩张体220与限位环210在圆周方向和轴线方向固定连接。
52.如图3、图4、图6所示，该转动盘240同轴设置在限位环210的内腔中，且转动盘240与限位环210沿圆周方向转动连接，以使转动盘240能够绕限位环210的轴线转动；该扩张体220靠近转动盘240的一侧设有螺旋滑槽224，该螺旋滑槽224为平面螺旋线的一部分，在转动盘240靠近扩张体220的一侧设有螺旋滑轨241，该螺旋滑轨241与螺旋滑槽224相适配，且螺旋滑轨241滑动连接在螺旋滑槽224中，以通过转动盘240带动螺旋滑轨241绕限位环210轴线转动，进而通过螺旋滑轨241在螺旋滑槽224中的滑动，驱动扩张体220在限位环210上径向移动。
53.如图3、图6所示，该转动盘240的另一侧固定连接有从动齿轮242，该从动齿轮242为端面齿轮或锥齿轮，驱动转轴260沿径向贯穿限位环210，且驱动转轴260通过轴承与限位环210转动连接；传动齿轮250固定设置在驱动转轴260上，该传动齿轮250的轴线与从动齿轮242的轴线垂直，且传动齿轮250与从动齿轮242啮合传动连接，以通过驱动转轴260的转动和齿轮传动，驱动转动盘240转动。
54.优选的，如图3、图4所示，该扩张体220包括径向连接部221和径向滑动部222，该径向连接部221和径向滑动部222均沿限位环210的径向方向设置，且径向连接部221的径向尺寸大于径向滑动部222的径向尺寸；该径向连接部221一体连接于径向滑动部222轴向的一侧，该径向滑动部222轴向的另一侧设有螺旋滑槽224，并且在径向连接部221上设有贯穿孔223，且所有的贯穿孔223绕限位环210圆周均布；该贯穿孔223可以为螺纹孔，也可为光孔。
55.更优选的，如图1、图2、图3所示，在连接基座100横向的两端设有高低错位的支撑腿110，也就是连接基座100横向的两端均设有支撑腿110，且连接基座100横向一端的支撑腿110的高度高于横向另一端的支撑腿110的高度；在支撑腿110顶部固定连接有弧形安装架120，该限位环210与弧形安装架120固定连接，且限位环210轴向的一端固定连接有端盖270。
56.在一具体实施例中，如图1、图2、图3、图7所示，在连接基座100的中部设有一纵向安装槽130，在纵向安装槽130内设有两个定支撑架330，且两个定支撑架330沿纵向方向间隔设置；该定支撑架330顶部设有与塔筒400相适配的半圆形下支撑面333，以通过半圆形下支撑面333对下部的塔筒400进行径向支撑；在动支撑架310顶部设有半圆形侧支撑面311，该半圆形侧支撑面311用于对上部的塔筒400进行径向夹紧固定；在动支撑架310底部设有与半圆形下支撑面333相配合的圆弧支撑面312。
57.优选的，如图3、图7所示，在定支撑架330的两侧均设有摩擦槽331，在摩擦槽331中固定连接有纵向轴332，且其中一个纵向轴332与绑带(图中未画出)的一端固定连接，该绑带的另一端绕过塔筒400与另一个纵向轴332可拆卸固定连接，以通过绑带对上下两个塔筒400进行绑扎固定。
58.优选的，如图1、图2、图3所示，在连接基座100上设有与纵向安装槽130连通的横向槽140，并且在纵向方向上，连接基座100上至少设有两个横向槽140，该伸缩缸320的缸体端固定安装在横向槽140中，该动支撑架310的底端滑动连接于横向槽140中，且伸缩缸320的活塞端与动支撑架310固定连接，以通过伸缩缸320的伸长或缩短驱动动支撑架310横向往复移动。
59.在一具体实施例中，如图8所示，在横向方向上，两个动支撑架310相互靠近的一侧均设有v形支撑面313，且限位环210的轴线位于v形支撑面313的对称面上；在纵向方向上，至少四个动支撑架310沿纵向间距设置，且四个v形支撑面313高低错位设置，也就是在纵向方向上，位于纵向两端的两个v形支撑面313与上部的塔筒400对应，并用于对上部的塔筒400进行径向支撑固定；位于纵向中部的两个v形支撑面313与下部的塔筒400对应，并用于对下部的塔筒400进行径向支撑固定。
60.优选的，在v形支撑面313上设有橡胶缓冲层(图中未画出)，以减小对塔筒400外壁的摩擦，并增大动支撑架310与塔筒400的接触面积。
61.本技术的固定装置的工作原理如下：
62.首先伸缩缸320的缩短会带动动支撑架310分别向塔筒400的左右两侧移动，并且随着动支撑架310的移动会使两个半圆形侧支撑面311和圆弧支撑面312分离。
63.将下部的塔筒400吊放在两个定支撑架330上，再通过转动驱动转轴260带动转动盘240转动，转动盘240的转动会带动扩张体220径向移动而向外扩张，将扩张体220调整至与塔筒400一致后，通过穿设在扩张体220上贯穿孔223内的连接螺栓230将塔筒400和扩张体220固定连接。
64.然后将顶部的塔筒400吊放至下部塔筒400的正上方，并使塔筒400与动支撑架310的半圆形侧支撑面311对齐，采用同样的方式将塔筒400与纵向另一端的扩张体220固定连接。
65.最后通过伸缩缸320的伸长，驱动塔筒400横向两侧的动支撑架310朝向塔筒400移动，直至动支撑架310径向夹紧固定塔筒400；并将绑带绕过塔筒400一侧的纵向轴332后，使绑带从顶部的塔筒400绕过，绑带绕过塔筒400另一侧的纵向轴332后固定。
66.相较于现有技术，本技术至少具有以下有益技术效果：
67.本技术中的固定装置可以对直径大小不一的塔筒和规格不一的塔筒进行径向支撑固定和轴向限位，从而保证塔筒海上运输时的稳定性；同时，本技术中的固定装置可以同
时对两个塔筒进行固定，有效提高了塔筒的海上运输效率。
68.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种海上风力发电安装用塔筒运输固定装置，其特征在于，包括：连接基座(100)；轴向限位机构(200)，所述轴向限位机构(200)的数量为两个，且两个所述轴向限位机构(200)高低错位设置在连接基座(100)纵向的两端；径向支撑机构(300)，多个所述径向支撑机构(300)沿纵向间距设置在轴向限位机构(200)横向的两侧；所述轴向限位机构(200)包括限位环(210)、扩张体(220)和连接螺栓(230)，多个所述扩张体(220)绕限位环(210)圆周均布，且所述扩张体(220)与限位环(210)的一端沿径向滑动连接，所述扩张体(220)上设有与塔筒(400)端部螺纹孔相对应的贯穿孔(223)，所述连接螺栓(230)穿设在贯穿孔(223)中；所述径向支撑机构(300)包括动支撑架(310)和伸缩缸(320)，所述动支撑架(310)与连接基座(100)沿横向滑动连接；所述伸缩缸(320)固定设置在连接基座(100)上并与动支撑架(310)固定连接，用于驱动所述动支撑架(310)横向移动并径向夹紧或释放塔筒(400)。2.根据权利要求1所述的一种海上风力发电安装用塔筒运输固定装置，其特征在于，所述轴向限位机构(200)还包括转动盘(240)、传动齿轮(250)和驱动转轴(260)，所述限位环(210)的一端圆周均布有多个径向滑槽(211)，所述扩张体(220)滑动连接在径向滑槽(211)中；所述转动盘(240)设置在限位环(210)中并与限位环(210)转动连接；所述扩张体(220)靠近转动盘(240)的一侧设有螺旋滑槽(224)，所述转动盘(240)靠近扩张体(220)的一侧设有螺旋滑轨(241)，所述螺旋滑轨(241)滑动连接在螺旋滑槽(224)中，所述转动盘(240)的另一侧固定连接有从动齿轮(242)，所述驱动转轴(260)沿径向贯穿限位环(210)并与限位环(210)转动连接，所述传动齿轮(250)固定设置在驱动转轴(260)上并与从动齿轮(242)啮合传动连接。3.根据权利要求2所述的一种海上风力发电安装用塔筒运输固定装置，其特征在于，所述扩张体(220)包括径向连接部(221)和径向滑动部(222)，所述径向连接部(221)的径向尺寸大于径向滑动部(222)的径向尺寸，且所述径向连接部(221)固定连接于径向滑动部(222)轴向的一侧，所述径向滑动部(222)轴向的另一侧设有螺旋滑槽(224)，所述径向连接部(221)上设有贯穿孔(223)。4.根据权利要求3所述的一种海上风力发电安装用塔筒运输固定装置，其特征在于，所述连接基座(100)横向的两端设有高低错位的支撑腿(110)，所述支撑腿(110)顶部固定连接有弧形安装架(120)，所述限位环(210)与弧形安装架(120)固定连接。5.根据权利要求1所述的一种海上风力发电安装用塔筒运输固定装置，其特征在于，所述连接基座(100)上设有纵向安装槽(130)，所述纵向安装槽(130)内纵向间隔设有两个定支撑架(330)，所述定支撑架(330)设有与塔筒(400)相适配的半圆形下支撑面(333)，所述动支撑架(310)顶部设有半圆形侧支撑面(311)，且所述动支撑架(310)底部设有与半圆形下支撑面(333)相配合的圆弧支撑面(312)。6.根据权利要求5所述的一种海上风力发电安装用塔筒运输固定装置，其特征在于，所述定支撑架(330)的两侧设有摩擦槽(331)，所述摩擦槽(331)中固定连接有纵向轴(332)，其中一个所述纵向轴(332)与绑带的一端固定连接，所述绑带的另一端绕过塔筒(400)与另一个纵向轴(332)可拆卸固定连接。
7.根据权利要求5所述的一种海上风力发电安装用塔筒运输固定装置，其特征在于，所述连接基座(100)上设有与纵向安装槽(130)连通的横向槽(140)，所述伸缩缸(320)安装在横向槽(140)中，且所述动支撑架(310)的底端滑动连接于横向槽(140)中。8.根据权利要求1所述的一种海上风力发电安装用塔筒运输固定装置，其特征在于，在横向方向上，两个所述动支撑架(310)相互靠近的一侧均设有v形支撑面(313)，且所述限位环(210)的轴线位于v形支撑面(313)的对称面上；在纵向方向上，至少四个所述动支撑架(310)纵向间距设置，且四个所述v形支撑面(313)高低错位设置。

技术总结
本发明公开了塔筒运输固定技术领域的一种海上风力发电安装用塔筒运输固定装置，包括连接基座；轴向限位机构，两个轴向限位机构高低错位设置在连接基座纵向的两端；径向支撑机构，多个径向支撑机构沿纵向间距设置在轴向限位机构横向的两侧；轴向限位机构包括限位环、扩张体和连接螺栓，多个扩张体绕限位环圆周均布并与限位环的径向滑动连接，连接螺栓穿设在扩张体上与塔筒端部螺纹孔相对应的贯穿孔中；径向支撑机构包括动支撑架和伸缩缸，动支撑架与连接基座沿横向滑动连接；伸缩缸固定设置在连接基座上并与动支撑架固定连接。本发明通过对塔筒进行径向支撑固定和轴向限位，同时提高了塔筒海上运输时的稳定性和运输效率。了塔筒海上运输时的稳定性和运输效率。了塔筒海上运输时的稳定性和运输效率。


技术研发人员：吴昊天 魏忠 石明
受保护的技术使用者：上海勘测设计研究院有限公司
技术研发日：2023.07.03
技术公布日：2023/9/9