一种风电混凝土塔筒安装平台论文和设计-于春生

全文摘要

本实用新型涉及一种风电混凝土塔筒安装平台。包括位于上部的回转平台装置和位于下部的回转支撑装置；回转平台装置包括由底部环形框、顶部环形框以及两者之间的多个纵支杆构成的回转框架，在中心位置设有上中心框架；在顶部环形框的边缘设有分立的四个固定围栏，在每个固定围栏的侧部均设有平台门；还包括四组安装在回转框架内的平台外轨道，在每组平台外轨道内均安装有伸缩平台；在上中心框架的底部安装有驱动组件；回转支撑装置包括矩形的中部框架，在中部框架的两侧安装有第一三角外框架和第二三角外框架；在中部框架的中心位置设有下中心框架；在支撑框架内安装有三组对中装置。本实用新型结构设计合理、能够满足大直径风电塔筒安装要求。

主设计要求

1.一种风电混凝土塔筒安装平台，其特征是：包括位于上部的回转平台装置(1)和位于下部的回转支撑装置(2)；回转平台装置(1)包括由底部环形框(1-2)、顶部环形框(1-3)以及两者之间的多个纵支杆(1-1)构成的回转框架，在回转框架的中心位置设有上中心框架(1-9)，在上中心框架(1-9)与底部环形框(1-2)和顶部环形框(1-3)之间均设有多条辐射杆；在顶部环形框(1-3)上铺设安装有平台地板(1-7)，在顶部环形框(1-3)的边缘设有分立的四个固定围栏(1-11)，在每个固定围栏(1-11)的侧部均设有平台门(1-10)；还包括四组安装在回转框架内的平台外轨道(1-8)，在每组平台外轨道(1-8)内均安装有伸缩平台(1-4)；在上中心框架(1-9)的底部安装有驱动组件(1-6)；回转支撑装置(2)包括矩形的中部框架(2-4)，在中部框架(2-4)的两侧安装有第一三角外框架(2-2)和第二三角外框架(2-6)，三者构成正六边形的支撑框架；在中部框架(2-4)的中心位置设有下中心框架(2-3)，在下中心框架(2-3)与中部框架(2-4)之间设有多个加强杆，在第一三角外框架(2-2)、第二三角外框架(2-6)两者的内部设有多个加强杆；在支撑框架内安装有三组对中装置，每组对中装置均包括反方向设置的两个对中组件(2-5)。

设计方案

1.一种风电混凝土塔筒安装平台，其特征是：包括位于上部的回转平台装置(1)和位于下部的回转支撑装置(2)；

回转平台装置(1)包括由底部环形框(1-2)、顶部环形框(1-3)以及两者之间的多个纵支杆(1-1)构成的回转框架，在回转框架的中心位置设有上中心框架(1-9)，在上中心框架(1-9)与底部环形框(1-2)和顶部环形框(1-3)之间均设有多条辐射杆；在顶部环形框(1-3)上铺设安装有平台地板(1-7)，在顶部环形框(1-3)的边缘设有分立的四个固定围栏(1-11)，在每个固定围栏(1-11)的侧部均设有平台门(1-10)；还包括四组安装在回转框架内的平台外轨道(1-8)，在每组平台外轨道(1-8)内均安装有伸缩平台(1-4)；在上中心框架(1-9)的底部安装有驱动组件(1-6)；

回转支撑装置(2)包括矩形的中部框架(2-4)，在中部框架(2-4)的两侧安装有第一三角外框架(2-2)和第二三角外框架(2-6)，三者构成正六边形的支撑框架；在中部框架(2-4)的中心位置设有下中心框架(2-3)，在下中心框架(2-3)与中部框架(2-4)之间设有多个加强杆，在第一三角外框架(2-2)、第二三角外框架(2-6)两者的内部设有多个加强杆；在支撑框架内安装有三组对中装置，每组对中装置均包括反方向设置的两个对中组件(2-5)。

2.如权利要求1所述的风电混凝土塔筒安装平台，其特征是：伸缩平台(1-4)包括底部框架(1-4-9)，在底部框架(1-4-9)的外端安装有前部护栏(1-4-1)；在底部框架(1-4-9)的左右两侧均设有C型钢结构的内轨道(1-4-7)，在底部框架(1-4-9)的两侧安装有内滚轮，内滚轮沿所在的内轨道(1-4-7)滚动移动，在内轨道(1-4-7)的外侧安装有外滚轮(1-4-8)，外滚轮(1-4-8)沿所在的平台外轨道(1-8)滚动移动；在底部框架(1-4-9)的下方安装有齿条(1-4-10)，在回转框架上还设有伸缩电机(1-5)，在伸缩电机(1-5)的电机轴上安装有与齿条(1-4-10)啮合的主动齿轮。

3.如权利要求2所述的风电混凝土塔筒安装平台，其特征是：在底部框架(1-4-9)的中部铺设安装有平台踏板(1-4-3)，在两个内轨道(1-4-7)的中部之间架设安装有平台第一层板(1-4-4)、内部之间架设安装有平台第二层板(1-4-6)。

4.如权利要求2所述的风电混凝土塔筒安装平台，其特征是：在前部护栏(1-4-1)的中部设有横梁，在横梁的下方设有前部面板(1-4-2)，在横梁上还设有置物盒(1-13)。

5.如权利要求1所述的风电混凝土塔筒安装平台，其特征是：驱动组件(1-6)包括安装在上中心框架(1-9)底部的齿环，还包括回转电机，在回转电机的电机轴上安装有与齿环啮合传动的驱动齿轮；在下中心框架(2-3)的顶部和上中心框架(1-9)的底部之间安装有滑线取电组件，回转电机与滑线取电组件电连接。

6.如权利要求1所述的风电混凝土塔筒安装平台，其特征是：对中组件(2-5)包括安装固定在支撑框架上的伸缩外套筒(2-5-7)，在伸缩外套筒(2-5-7)内设有伸缩支臂(2-5-6)，在伸缩支臂(2-5-6)的内端与伸缩外套筒(2-5-7)内壁的中部之间设有处于拉伸状态的弹簧；在伸缩支臂(2-5-6)的外端还安装有万向轮(2-5-5)。

7.如权利要求6所述的风电混凝土塔筒安装平台，其特征是：还包括辅助安全组件，辅助安全组件包括固定在伸缩支臂(2-5-6)外端的支撑杆(2-5-4)，在支撑杆(2-5-4)的顶部设有多个带有连接孔的绳索耳板(2-5-3)，在绳索耳板(2-5-3)上通过销轴固定有牵拉绳索(2-1)，在牵拉绳索(2-1)的外端设有挂钩；在支撑杆(2-5-4)的侧部还设有多个挂架(2-5-1)，在挂架(2-5-1)上设有供人员取用操作所述挂钩的随行操作杆(2-5-2)。

8.如权利要求1至7任一项所述的风电混凝土塔筒安装平台，其特征是：上中心框架(1-9)的上端由顶部环形框(1-3)的表面向上延伸至与固定围栏(1-11)等高的位置，构成人员手扶的稳定支架。

9.如权利要求1至7任一项所述的风电混凝土塔筒安装平台，其特征是：在每个固定围栏(1-11)的外侧均设有安全立柱(1-12)，安全立柱(1-12)与底部环形框(1-2)和顶部环形框(1-3)均固定连接；在安全立柱(1-12)的上端设有可以横向转动的吊装旋转端头。

设计说明书

技术领域

本实用新型属于风电施工设备技术领域，尤其涉及一种风电混凝土塔筒安装平台。

背景技术

风能是可再生能源中发展最快的清洁能源，也是最具有大规模开发和商业化发展前景的发电方式。我国是风能资源大国，据初步估算，就50米高度而言，陆地可利用的风能资源约为60-100GW，海上风能资源约为10-20GW，位居世界第三。由此可见，以风力发电为龙头的清洁电源形式对于改善我国电源结构，实现能源开发对环境友好、可持续发展以及二氧化碳减排具有重要的战略地位。

风电塔筒由于高度较高，在搭建时非常困难，而且在搭建后，对内部的修缮和维护也非常不便。由于塔筒呈锥形柱状结构，其内径会随着高度铸件减小，在内部作业的工作人员，当高度较低的时候，会出现够不到塔筒内壁的情况，而如果增加平台的直径，又会在塔筒上部位置卡住。在固定方面，现有塔筒搭建平台可以在保证平台水平截面面积的情况下，通过延伸的固定组件实现对不同塔筒位置的内径进行适应，但是仍然不能解决作业距离不够的问题。此外现有塔筒平台是不可以旋转的，作业人员需要在平台上不断行走和移动，增加作业的安全隐患。

因此，通过对风电塔筒安装平台进行研究开发，得到一种适用于当前风电设施建设的安装平台，提升风机混凝土塔筒安装的效率并降低施工的危险性是一个亟待进行的工作。同时，由于不同规格的风机其塔筒直径是不一样的，而且通常情况下风机塔筒由下向上其直径逐渐减小，故本项目中所称的安装平台应具有自适应的能力，以保证操作的安全性以及整机的通用性。

中国实用新型专利CN207348429U的说明书中公开了一种“用于塔筒修建的旋转平台”，结构上包括升降固定部分、旋转部分、作业部分，旋转部分固定于升降固定部分的上端，作业部分固定于旋转部分的上端，作业部分与升降固定部分之间通过旋转部分转动连接。该专利的专利权人同为本专利的申请人，上述专利中公开的产品为本公司的早期产品，在结构形式上，该款产品只适用于内径较小的风电塔筒的安装及维护，由于伸缩护栏、回转平台等方面设计的因素，导致安装平台的使用场景受限，尤其不能满足大直径风电塔筒的连续安装作业要求。因此，需要对安装平台的结构进行优化设计以满足上述要求。

实用新型内容

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种结构设计合理、能够满足大直径风电塔筒安装要求的风电混凝土塔筒安装平台。

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种风电混凝土塔筒安装平台包括位于上部的回转平台装置和位于下部的回转支撑装置；回转平台装置包括由底部环形框、顶部环形框以及两者之间的多个纵支杆构成的回转框架，在回转框架的中心位置设有上中心框架，在上中心框架与底部环形框和顶部环形框之间均设有多条辐射杆；在顶部环形框上铺设安装有平台地板，在顶部环形框的边缘设有分立的四个固定围栏，在每个固定围栏的侧部均设有平台门；还包括四组安装在回转框架内的平台外轨道，在每组平台外轨道内均安装有伸缩平台；在上中心框架的底部安装有驱动组件；回转支撑装置包括矩形的中部框架，在中部框架的两侧安装有第一三角外框架和第二三角外框架，三者构成正六边形的支撑框架；在中部框架的中心位置设有下中心框架，在下中心框架与中部框架之间设有多个加强杆，在第一三角外框架、第二三角外框架两者的内部设有多个加强杆；在支撑框架内安装有三组对中装置，每组对中装置均包括反方向设置的两个对中组件。

本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型提供了一种结构设计合理的风电混凝土塔筒安装平台，与现有的塔筒安装平台相比，本技术方案中通过设置回转支撑装置，为整机提供了稳定的回转支撑功能。通过设置带有多个固定围栏、平台门和伸缩平台的回转平台装置，为操作人员提供了一个稳定的站立操作平台。伸缩平台能够水平向外径向地伸缩，因此操作者能够在伸缩平台上达到更远的操作距离。通过在回转支撑平台上设置多组对中装置，令本安装平台在工作过程中通过对中装置稳定在风机塔筒内部中心的位置并减少晃动，提升了平台的移动时稳定性，提升了操作人员的安全性。通过设置回转支撑装置由两个三角外框架和一个矩形的中部框架构成并在三者内部设置加强杆，通过设置回转平台装置由底部环形框、顶部环形框以及两者之间的多个纵支杆构成并在中部设置辐射杆，直接提升了回转支撑装置和回转平台装置的结构强度。

优选地：伸缩平台包括底部框架，在底部框架的外端安装有前部护栏；在底部框架的左右两侧均设有C型钢结构的内轨道，在底部框架的两侧安装有内滚轮，内滚轮沿所在的内轨道滚动移动，在内轨道的外侧安装有外滚轮，外滚轮沿所在的平台外轨道滚动移动；在底部框架的下方安装有齿条，在回转框架上还设有伸缩电机，在伸缩电机的电机轴上安装有与齿条啮合的主动齿轮。

优选地：在底部框架的中部铺设安装有平台踏板，在两个内轨道的中部之间架设安装有平台第一层板、内部之间架设安装有平台第二层板。

优选地：在前部护栏的中部设有横梁，在横梁的下方设有前部面板，在横梁上还设有置物盒。

优选地：驱动组件包括安装在上中心框架底部的齿环，还包括回转电机，在回转电机的电机轴上安装有与齿环啮合传动的驱动齿轮；在下中心框架的顶部和上中心框架的底部之间安装有滑线取电组件，回转电机与滑线取电组件电连接。

优选地：对中组件包括安装固定在支撑框架上的伸缩外套筒，在伸缩外套筒内设有伸缩支臂，在伸缩支臂的内端与伸缩外套筒内壁的中部之间设有处于拉伸状态的弹簧；在伸缩支臂的外端还安装有万向轮。

优选地：还包括辅助安全组件，辅助安全组件包括固定在伸缩支臂外端的支撑杆，在支撑杆的顶部设有多个带有连接孔的绳索耳板，在绳索耳板上通过销轴固定有牵拉绳索，在牵拉绳索的外端设有挂钩；在支撑杆的侧部还设有多个挂架，在挂架上设有供人员取用操作所述挂钩的随行操作杆。

优选地：上中心框架的上端由顶部环形框的表面向上延伸至与固定围栏等高的位置，构成人员手扶的稳定支架。

优选地：在每个固定围栏的外侧均设有安全立柱，安全立柱与底部环形框和顶部环形框均固定连接；在安全立柱的上端设有可以横向转动的吊装旋转端头。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是图1中回转平台装置的结构示意图；

图3是图2中伸缩平台的结构示意图；

图4是图1中回转支撑装置的结构示意图；

图5是4中对中组件的结构示意图。

图中：

1、回转平台装置；

1-1、纵支杆；1-2、底部环形框；1-3、顶部环形框；1-4、伸缩平台；1-4-1、前部护栏；1-4-2、前部面板；1-4-3、平台踏板；1-4-4、平台第一层板；1-4-5、层板安装件；1-4-6、平台第二层板；1-4-7、内轨道；1-4-8、外滚轮；1-4-9、底部框架；1-4-10、齿条；1-5、伸缩电机；1-6、驱动组件；1-7、平台地板；1-8、平台外轨道；1-9、上中心框架；1-10、平台门；1-11、固定围栏；1-12、安全立柱；1-13、置物盒；

2、回转支撑装置；

2-1、牵拉绳索；2-2、第一三角外框架；2-3、下中心框架；2-4、中部框架；2-5、对中组件；2-5-1、挂架；2-5-2、随行操作杆；2-5-3、绳索耳板；2-5-4、支撑杆；2-5-5、万向轮；2-5-6、伸缩支臂；2-5-7、伸缩外套筒；2-6、第二三角外框架。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹举以下实施例详细说明如下：

请参见图1，本实用新型的风电混凝土塔筒安装平台包括位于上部的回转平台装置1和位于下部的回转支撑装置2，其中回转平台装置1在回转支撑装置2的上方回转移动，为操作者提供一个可转动的稳定的站立平台，回转支撑装置2作为一个基座提供回转支撑装置。

请参见图2和图3，可以看出：回转平台装置1包括由底部环形框1-2、顶部环形框1-3以及两者之间的多个纵支杆1-1构成的回转框架，在回转框架的中心位置设有上中心框架1-9，在上中心框架1-9与底部环形框1-2和顶部环形框1-3之间均设有多条辐射杆，这样增加了回转平台装置1整体的结构强度。

在顶部环形框1-3上铺设安装有平台地板1-7，形成完整的供操作人员站立的平面。平台地板1-7可以选取结构强度足够的金属板、木板等制作，采用螺栓等与顶部环形框1-3和辐射杆固定连接。在顶部环形框1-3的边缘设有分立的四个固定围栏1-11，在每个固定围栏1-11的侧部均设有平台门1-10。还包括四组安装在回转框架内的平台外轨道1-8，在每组平台外轨道1-8内均安装有伸缩平台1-4。本安装平台适用于大直径的风电塔筒安装环境，通过在顶部设置固定围栏1-11和平台门1-10，令回转平台装置1的顶部由围栏充分防护，平台门1-10作为多个供操作人员进入回转平台装置1内部的通道。伸缩平台1-4可以沿径向方向伸缩，操作人员站立在伸缩平台1-4上进行实际操作。如图中所示，四组伸缩平台分位于四个方向，相互之间间隔90°设置，也就是说本回转平台装置1上可以同时有四名操作人员在四个方向同时进行工作。

为了提升操作人员的安全性，在每个固定围栏1-11的外侧均设有安全立柱1-12，安全立柱1-12与底部环形框1-2和顶部环形框1-3均固定连接；在安全立柱1-12的上端设有可以横向转动的吊装旋转端头。当伸缩平台1-4伸出一定距离时，由于底部缺少支点，故结构和强度受到考验，可能发生失稳等事故。此时，可以采用绳索将吊装旋转端头与本侧的伸缩平台1-4连接，提升伸缩平台1-4在工作过程中的稳定性。

本实施例中，伸缩平台1-4包括底部框架1-4-9，在底部框架1-4-9的外端安装有前部护栏1-4-1，前部护栏1-4-1的宽度等于回转平台装置1上由固定围栏1-11和平台门1-10占用后所得缺口的宽度，这样当伸缩平台1-4缩回之后，各前部护栏1-4-1与各固定围栏1-11和平台门1-10共同形成完整的环形围栏。

在底部框架1-4-9的左右两侧均设有C型钢结构的内轨道1-4-7，在底部框架1-4-9的两侧安装有内滚轮，内滚轮沿所在的内轨道1-4-7滚动移动。在内轨道1-4-7的外侧安装有外滚轮1-4-8，外滚轮1-4-8沿所在的平台外轨道1-8滚动移动。在底部框架1-4-9的下方安装有齿条1-4-10，在回转框架上还设有伸缩电机1-5，在伸缩电机1-5的电机轴上安装有与齿条1-4-10啮合的主动齿轮。在伸缩电机1-5的驱动作用下，齿条1-4-10带动底部框架1-4-9径向移动，可以看出伸缩平台1-4是两级伸缩结构，底部框架1-4-9先沿着内轨道1-4-7移动，之后内轨道1-4-7沿着平台外轨道1-8移动，这样两级伸缩的方式提升了伸缩平台1-4的伸缩距离，更有利于在大直径的风电塔筒内部运行工作。

本实施例中，在底部框架1-4-9的中部铺设安装有平台踏板1-4-3，在两个内轨道1-4-7的中部之间架设安装有平台第一层板1-4-4、内部之间架设安装有平台第二层板1-4-6，从图中看出，平台第一层板1-4-4和平台第二层板1-4-6两者通过两组层板安装件1-4-5安装到内轨道1-4-7上，层板安装件1-4-5为倒U形形状，采用金属板材压制成型得到，平台第一层板1-4-4和平台第二层板1-4-6两者通过两侧的层板安装件1-4-5架设在内轨道1-4-7上，则可知当伸缩平台1-4伸缩移动时，平台第一层板1-4-4和平台第二层板1-4-6也能够在径向方向上移动一定距离，与平台踏板1-4-3一起构成供操作人员站立的连续平面。

本实施例中，在前部护栏1-4-1的中部设有横梁，在横梁的下方设有前部面板1-4-2以提升安全性(避免操作人员站得太靠外而掉落)，在横梁上还设有置物盒1-13，操作中需要的工具等可以放入置物盒1-13内，便于取用。

在上中心框架1-9的底部安装有驱动组件1-6用于驱动回转平台装置1回转运动。为了保证本安装平台驱动的稳定性，上中心框架1-9的底部应设有转轴，在下中心框架2-3的内部设有轴承，回转平台装置1的转轴与回转支撑装置的轴承配合。

请参见图4和图5，可以看出：回转支撑装置2包括矩形的中部框架2-4，在中部框架2-4的两侧安装有第一三角外框架2-2和第二三角外框架2-6，三者构成正六边形的支撑框架。在中部框架2-4的中心位置设有下中心框架2-3，在下中心框架2-3与中部框架2-4之间设有多个加强杆，在第一三角外框架2-2、第二三角外框架2-6两者的内部设有多个加强杆。这样分体成型再进行组装连接的方式，既保证了加工的便利性，又保证了整个装置结构的强度。

在支撑框架内安装有三组对中装置，每组对中装置均包括反方向设置的两个对中组件2-5，每个对中组件2-5对应于回转支撑装置(正六边形)的一个方向(共六个方向)。

请参见图5，可以看出：对中组件2-5包括安装固定在支撑框架上的伸缩外套筒2-5-7，在伸缩外套筒2-5-7内设有伸缩支臂2-5-6，在伸缩支臂2-5-6的内端与伸缩外套筒2-5-7内壁的中部之间设有处于拉伸状态的弹簧，也就是在自然状态下，弹簧提供的弹力迫使伸缩支臂2-5-6处于伸出的的状态，六个对中组件2-5从六个方向向中部顶紧，实现回转支撑装置2的对中(即将回转支撑装置2稳定在风电塔筒的中心位置)；在伸缩支臂2-5-6的外端还安装有万向轮2-5-5，当伸缩支臂2-5-6充分伸出时，万向轮2-5-5是顶紧在风电塔筒的内壁上的。

本实施例中，驱动组件1-6包括安装在上中心框架1-9底部的齿环，还包括回转电机，在回转电机的电机轴上安装有与齿环啮合传动的驱动齿轮，在回转电机的驱动下，齿环带动整个回转平台装置1回转转动。在下中心框架2-3的顶部和上中心框架1-9的底部之间安装有滑线取电组件，回转电机与滑线取电组件电连接。电源线连接至下中心框架2-3的滑线取电组件上，在回转平台装置1的回转转动过程中，滑线取电组件取电并将电能供给回转电机。

还包括辅助安全组件，辅助安全组件包括固定在伸缩支臂2-5-5外端的支撑杆2-5-4，在支撑杆2-5-4的顶部设有多个带有连接孔的绳索耳板2-5-3，在绳索耳板2-5-3上通过销轴固定有牵拉绳索2-1，在牵拉绳索2-1的外端设有挂钩。在本安装平台升降移动的过程中，到达指定位置后可以先将各挂钩勾挂在风电塔筒内壁上的预埋吊环内，这样本安装平台在突然失去起吊的动力时(如吊挂线缆断裂等极端情况)，也不会失控坠落，保证了安全性。

为了便于对挂钩进行勾挂操作，本实施例中，在支撑杆2-5-4的侧部还设有多个挂架2-5-1，在挂架2-5-1上设有供人员取用操作所述挂钩的随行操作杆2-5-2。需要操作挂钩时，操作人员取下随行操作杆2-5-2，将悬垂的挂钩勾在随行操作杆2-5-2的前端，将随行操作杆2-5-2举起来实现向塔筒内壁的勾挂操作，摘取挂钩的操作也一致。

本实施例中，上中心框架1-9的上端由顶部环形框1-3的表面向上延伸至与固定围栏1-11等高的位置，构成人员手扶的稳定支架。在回转平台装置1缓慢转动的过程中，操作人员应站立在距离上中心框架1-9尽可能近的位置，并手扶扶稳，避免跌倒。从图中可以看出，为了避免操作人员的脚部插入上中心框架1-9内导致危险，本实施例中，在上中心框架1-9的底部设置一圈围挡板。

设计图

一种风电混凝土塔筒安装平台论文和设计

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