1.本发明属于风力发电技术领域，具体涉及一种抑制高塔涡激振动的高塔逃生系统和逃生方法。


背景技术：

2.近年，风电技术快速发展，风电机组越来越大型化，与之配套的塔筒越来越高。如今，陆上风电逐渐向中东南部低风速区域迈进，高塔筒、大叶片已成为该区域提升发电量的主流解决方案。
3.目前，高塔技术主要包括柔塔、混塔、分片组装式塔、拉线塔等，市场上应用较多技术成熟的主要包括柔塔和混塔。
4.又由于柔塔可以极大减轻塔筒重量，因此使用也较为广泛；但同时也带来一些问题，例如刚性低的缺陷。众所周知，“共振”是所有工程学都极力避免的问题，当前业内主要通过“共振穿越技术”、“不平衡补偿技术”以及“增加阻尼”等解决方案来规避柔塔共振所带来的破坏性以及安全隐患。另一方面，当风吹塔筒形成的脱落涡频率和塔筒频率相近时，塔筒也会发生共振，这种流体和结构物相互作用的现象被称作“涡激振动”。其一方面会增加吊装难度、影响施工效率；另一方面还会较大程度消耗机组寿命，甚至威胁运维人员安全。
5.此外，由于柔塔高度高，振动摆幅大，使得机舱逃生成为难题。目前机舱逃生手段都是采用速降绳索的方式，将逃生人员从机舱的逃生孔速降到地面。但速降绳索的下降速度一般不超过1m/s，如果逃生人员在140米高的柔塔上，逃生人员从连接并启动速降装置直至到达地面，至少需要三分钟以上。且一个人到达地面解除与速降设备的连接后，机舱内等待逃生的其他人才可以继续使用该设备。在紧急逃生时，速降绳索逃生效率低，逃生时间长，给逃生人员，尤其是多人逃生带来巨大的风险。此外，逃生人员在速降的过程中，由于柔塔振动摆幅大，逃生人员还有可能会撞到塔筒，对逃生人员造成潜在伤害。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种抑制高塔涡激振动的高塔逃生系统和逃生方法，以解决逃生人员在高塔作业时，速降绳索逃生效率低，逃生风险大的问题。
7.为达到以上目的，本发明采取如下技术方案：
8.一种抑制高塔涡激振动的高塔逃生系统，其特征在于，包括滑轨和逃生舱室，其中
9.所述滑轨为螺旋状结构，设置于高塔塔筒外壁上，一端连接于塔筒顶部，另一端连接于地面；
10.所述逃生舱室设置于塔筒顶部，所述滑轨上端，所述逃生舱室顶端设有入口，入口上设有顶盖。
11.进一步地，所述逃生舱内设置有至少两个逃生载人器，所述逃生载人器包括逃生桶、滑行器、拉索、悬挂绳、环形托板和支撑盘，其中
12.所述环形托板设置于所述支撑盘的下方，所述环形托板通过连接器与所述支撑盘
相连，在所述环形托板内设置有可拆卸连接的逃生桶，逃生桶内设有至少两个把手，并在所述环形托板一侧设有滑行器，另一侧设有拉索，拉索的顶端固定有环形套，环形套上连接有悬挂绳，拉索上固定有连接绳的一端，连接绳的另一端捆绑于所述逃生桶上。
13.进一步地，所述连接器包括圆柱、矩形柱、卡块和圆盘，其中所述圆盘、圆柱、矩形柱和卡块依次自上而下连接，所述卡块设置于环形托板上的环形凹槽内，所述圆柱穿过支撑盘上的矩形孔和环形托板上的条形孔与所述矩形柱相连，并在所述支撑盘与所述圆盘之间的圆柱上套有弹簧。
14.进一步地，所述滑行器包括滑块、上滚轮和下滚轮，其中
15.所述滑块为u形结构，所述上滚轮和所述下滚轮的数量至少为2个；
16.所述至少2个上滚轮平行设置于所述滑块u形结构的封闭端；
17.所述至少2个下滚轮平行对称设置于所述滑块u形结构的开放端。
18.进一步地，所述滑块的u形结构为开设有矩形凹槽的长方体。
19.进一步地，所述滑轨横截面为工字形结构。
20.进一步地，所述滑行器设置于所述滑轨上，所述滑行器上滚轮和下滚轮与所述滑轨面接触。
21.进一步地，所述悬挂绳的数量为2条，2条悬挂绳的一端分别连接于所述逃生舱内壁，一条悬挂绳的另一端与穿过环形套的另一条悬挂绳的另一端通过锁扣连接。
22.一种抑制高塔涡激振动的高塔逃生方法，其特征在于，包括
23.步骤1、逃生人员进入逃生舱室，将逃生载人器上的滑行器安装于滑轨上，并进入逃生桶；
24.步骤2、逃生人员将环形套套入一条悬挂绳，并通过锁扣与另一条悬挂绳连接，将逃生载人器悬挂于滑轨上；
25.步骤3、逃生人员进入逃生桶，打开锁扣，断开悬挂绳，环形套从悬挂绳上滑下，逃生桶与滑行器沿滑轨下滑至地面，完成逃生；
26.步骤4、逃生人员人数为多个时，依次依照步骤1至步骤3进行逃生。
27.进一步地，所述方法用于高塔作业的逃生人员或工作人员，当工作人员或逃生人员为多个时，所述方法用于逃生人员或工作人员重复使用。
28.相较于现有技术，本发明的优点在于：
29.1)通过在高塔塔筒的外壁上固定螺旋状的滑轨，起到破坏气流走向的作用，避免吊装过程中塔筒出现涡激振动的问题，同时在高塔塔筒的顶端固定逃生舱室，逃生人员在逃生舱室内逃生，并沿滑轨的轨迹滑动，将逃生人员转运至地面，逃生时间短，逃生速度快，避免采用速降绳索的方式在逃生过程中撞击塔筒的风险，保证了逃生人员的人身安全。
30.2)通过滑行器在滑轨上滑行下降的方式，使得逃生人员从高塔下降更加快速，逃生时间短，逃生效率高，逃生路线可靠，进一步提高了逃生人员逃生的效率和安全性；
31.3)通过在逃生舱室中设置逃生桶，并在逃生桶内设置多个安全把手，进一步保证了逃生人员逃生过程中的安全性；
32.4)通过抑制高塔涡激振动的高塔逃生方法，保障了多人在高塔逃生的逃生效率和逃生人员的安全性。
附图说明
33.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
34.图1为本发明一种抑制高塔涡激振动的高塔逃生系统的整体结构示意图；
35.图2为图1中一种抑制高塔涡激振动的高塔逃生系统逃生舱室内部的结构放大图；
36.图3为图2中逃生舱室内逃生载人器的结构示意图；
37.图4为图3中a的局部放大图；
38.图5为本发明一种抑制高塔涡激振动的高塔逃生系统滑行器的结构示意图；
39.图6为图1中一种抑制高塔涡激振动的高塔逃生系统滑轨的截面图示意图。
40.其中：1、滑轨；2、逃生舱室；3、逃生桶；4、滑行器；5、拉索；6、环形套；7、锁扣；8、悬挂绳；81、一条悬挂绳；82另一条悬挂绳；9、把手；10、连接绳；11、环形托板；12、支撑盘；13、圆柱；14、卡块；15、环形凹槽；16、弹簧；17、矩形柱；18、圆盘；19、条形孔；20、矩形孔；滑块401；上滚轮403；下滚轮402。
具体实施方式
41.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
42.以下详细说明均是示例性的说明，旨在对本发明提供进一步的详细说明。除非另有指明，本发明所采用的所有技术术语与本发明所属领域的一般技术人员的通常理解的含义相同。本发明所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而并非意图限制根据本发明的示例性实施方式。
43.如图1所示，本发明的一种抑制高塔涡激振动的高塔逃生系统，包括滑轨1和逃生舱室2，其中滑轨1为螺旋状结构，设置于高塔塔筒外壁上，一端连接于塔筒顶部，另一端连接于地面；逃生舱室2设置于塔筒顶部，滑轨1上端，逃生舱室2顶端设有入口，入口上设有顶盖。
44.如图2和图3所示，逃生舱室2内设置有至少两个逃生载人器，逃生载人器包括逃生桶3、滑行器4、拉索5、悬挂绳8、环形托板11和支撑盘12，其中环形托板11设置于支撑盘12的下方，环形托板11通过连接器与支撑盘12相连，在环形托板11内设置有可拆卸连接的逃生桶3，逃生桶3内设有至少两个把手9，并在环形托板11一侧设有滑行器4，另一侧设有拉索5，拉索5的顶端固定有环形套6，环形套6上连接有悬挂绳8，拉索5上固定有连接绳10的一端，连接绳10的另一端捆绑于所述逃生桶3上。
45.具体地，该系统包括滑轨1、逃生舱室2、逃生载人器，所述滑轨1为螺旋状结构，滑轨1从高塔套筒的顶端延伸至高塔塔筒的底端，所述滑轨1和逃生舱室2均固定在高塔塔筒的外壁上，且逃生舱室2位于滑轨1的上方，所述滑轨1的顶端延伸至逃生舱室2内，所述逃生舱室2内放置多个逃生载人器，所述逃生舱室2的顶端设有入口，入口上安装顶盖，所述逃生载人器包括环形托板11、逃生桶3、滑行器4，所述环形托板11的外壁上固定与滑轨1配合的滑行器4，滑行器4沿滑轨1能够滑动，所述逃生桶3插进环形托板11的内侧并与其可拆卸连接，所述逃生舱室2内安装悬挂器以将逃生载人器悬挂在滑轨1的顶端，且悬挂器与逃生载人器为可拆卸连接。逃生舱室2的底端设有出口，滑轨1从出口延伸至逃生舱室2内，端盖与
入口之间为可拆卸连接，比如通过端盖与入口之间为螺纹连接，也可以通过多个搭扣连接。
46.环形托板11外壁上远离滑行器4的一端固定拉索5，所述拉索5的顶端固定环形套6，所述拉索5上固定连接绳10，所述连接绳10捆绑在逃生桶3上。悬挂器包括两跟悬挂绳8，两根悬挂绳8的一端分别与逃生舱室2的内壁固定，两根悬挂绳8的另一端通过锁扣7连接，其中一个悬挂绳8从环形套6内穿过以将逃生载人器悬挂在滑轨1的顶端。
47.在逃生之前，将逃生载人器上的拉索5套在悬挂绳8上，使逃生桶3悬挂在滑轨1上，便于工作人员进入逃生桶3内，进入逃生桶3内将悬挂绳8上的锁扣7打开，使逃生桶3沿滑轨1滑行，实现转运逃生的目的。逃生桶3的内壁上固定多个把手9，逃生桶3的外周壁上固定支撑盘12，支撑盘12上均布有至少两个连接器，支撑盘12通过连接器与环形托盘可拆卸连接。在逃生桶3内设置把手9，使工作人员进入逃生桶3内握住把手9，在逃生桶3滑行过程中防止工作人员从逃生桶3内甩出，提高工作人员的安全性。
48.如图4所示，连接器包括圆柱13、矩形柱17、卡块14，所述圆柱13、矩形柱17和卡块14从上至下依次固定，圆柱13的顶端固定圆盘18，支撑盘12上设有矩形孔20，矩形柱17从矩形孔20内穿过以使卡块14位于支撑盘12的下方，支撑盘12与圆盘18之间的圆柱13上套有弹簧16，卡块14在弹簧16作用力下与支撑盘12贴合。
49.环形托板11顶部与连接器对应的部位设有能够使卡块14穿过的条形孔19，条形孔19下方的环形托板11内部设有与条形孔19连通的环形凹槽15，所述卡块14从条形孔19内穿过并旋转90
°
以卡在环形凹槽15内。当卡块14的顶部端面与环形凹槽15的顶部端面贴合时，矩形柱17的顶端位于条形孔19内，环形凹槽15的深度大于矩形柱17长度和卡块14厚度之和。
50.进一步的，环形凹槽15的内径大于条形孔19的宽度和卡块14的长度，卡块14的长度大于条形孔19的宽度。如图6所示，滑轨1的截面为工字型结构，且滑轨1的底端固定连接板，连接板与高塔塔筒的外壁固定。
51.此外，将逃生桶3与环形托板11之间设计为可拆卸结构，便于逃生桶3或环形托板11的更换，安装逃生桶3时，将逃生桶3插进环形托板11内，支撑盘12抵在环形托板11的顶端，连接器中的卡块14插进条形孔19内，然后下压圆盘18使卡块14位于环形凹槽15内，且使矩形柱17完全位于环形凹槽15内，此时旋转圆盘18使卡块14旋转90
°
，卡块14无法从条形孔19内穿过，在弹簧16弹力作用下卡块14与环形凹槽15的顶端面贴合，同时矩形柱17重新插进条形孔19内，矩形柱17在条形孔19内无法转动，防止卡块14因逃生桶3在运动过程中而发生角端偏转，保证逃生桶3与环形托板11之间连接的稳固性。
52.如图5所示，滑行器4包括滑块401、上滚轮403和下滚轮402，其中滑块401为u形结构，上滚轮403和下滚轮402的数量至少为2个；至少2个上滚轮403平行设置于滑块401u形结构的封闭端；至少2个下滚轮402平行对称设置于滑块401u形结构的开放端。其中，滑块401的u形结构为开设有矩形凹槽的长方体。具体地，滑块401内侧的顶端转动连接多个平行排列的上滚轮403，滑块401内侧的两端分别转动连接多个平行排列的下滚轮402，上滚轮403和下滚轮402之间通过滑轨1，在进行逃生时，滑轨1从上滚轮403和下滚轮402之间穿过，上滚轮403与滑轨1的顶端端面贴合，下滚轮402与滑轨1的下端面贴合。
53.本发明还提供一种高塔逃生方法，包括以下步骤，
54.s1，工作人员将端盖抬起以打开逃生舱室2的入口，工作人员进入逃生舱室2内；
55.s2，将逃生载人器上的滑行器4安装在滑轨1上，滑轨1从上滚轮和下滚轮之间穿过，上滚轮与滑轨1的顶端端面贴合，下滚轮与滑轨1的下端面贴合，然后将拉索5上的环形套6套在其中一个悬挂绳8上，再将两根悬挂绳8通过锁扣7连接在一起，以将逃生载人器悬挂在滑轨1上；
56.s3，工组人员进入逃生桶3内，将拉索5上的连接绳10捆绑在逃生桶3上的把手9上，工作人员将锁扣7打开，两根悬挂绳8断开，环形套6从悬挂绳8上滑下，此时逃生桶3跟随滑行器4在重力作用下沿滑轨1的轨迹滑动，以滑向地面，完成逃生；
57.s4，工作人员人数为多个时，依次按照步骤s2
‑
s3的步骤进行逃生。
58.工作人员在逃生时，工作人员将端盖抬起以打开逃生舱室2的入口，工作人员进入逃生舱室2内；将逃生载人器上的滑行器4安装在滑轨1上，滑轨1从上滚轮403和下滚轮402之间穿过，上滚轮403与滑轨1的顶端端面贴合，下滚轮402与滑轨1的下端面贴合，然后将拉索5上的环形套6套在其中一个悬挂绳8上，再将两根悬挂绳8通过锁扣7连接在一起，以将逃生载人器悬挂在滑轨1上；工组人员进入逃生桶3内，将拉索5上的连接绳10捆绑在逃生桶3上的把手9上，工作人员将锁扣7打开，两根悬挂绳8断开，环形套6从悬挂绳8上滑下，此时逃生桶3跟随滑行器4在重力作用下沿滑轨1的轨迹滑动，以滑向地面，完成逃生；当工作人员人数为多个时，多次重复进入逃生桶3内，从高塔塔顶滑下即可完成逃生。
59.通过在高塔塔筒的外壁上固定螺旋状的滑轨1，起到破坏气流走向的作用，避免吊装过程中塔筒出现涡激振动的问题，同时在高塔塔筒的顶端固定逃生舱室2，在逃生舱室2内放置多个逃生载人器，逃生载人器能够沿滑轨1的轨迹滑动，以将工作人员转运至地面，多个工作人员可以依次通过逃生载人器在滑轨1上滑动，无需等待一个工作人员到达地面后解开绳索后再使用该设备，逃生时间短，逃生快速方便，逃生避免采用速降绳索的方式在逃生过程中撞击塔筒，保证了工作人员的人身安全。
60.由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。
61.最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。