用于风力发电机的混凝土塔筒的制作方法

文档序号:11111948
用于风力发电机的混凝土塔筒的制造方法与工艺

本发明涉及风力发电技术领域,尤其是涉及一种用于风力发电机的混凝土塔筒。



背景技术:

随着风机发电效率的增加,叶片长度越来越长,与之匹配的风机塔筒的高度和截面尺寸也不断增加。钢结构塔筒由于成本较高、运输困难,因此难以满足大截面高塔筒的建造要求。而混凝土塔筒能够经济地建造大型风力发电机组,因此得到广泛关注。如何将混凝土塔筒与风机之间进行可靠地对接,关系到整个风力发电装置的稳定性和可靠性。



技术实现要素:

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此,本发明提出一种用于风力发电机的混凝土塔筒,该混凝土塔筒通过转接头可以与风机可靠地连接。

根据本发明实施例的用于风力发电机的混凝土塔筒,所述风力发电机包括风机,所述混凝土塔筒包括:塔筒本体;用于连接所述塔筒本体与所述风机的转接头,所述转接头设在所述塔筒本体的顶部,所述转接头包括:底盘,所述底盘为环形,所述塔筒本体与所述底盘相连;壳体,所述壳体设在所述底盘上且围绕所述底盘的中心设置;法兰部,所述法兰部设在所述壳体的顶部且围绕所述壳体的中心设置,所述风机与所述法兰部相连。

根据本发明实施例的用于风力发电机的混凝土塔筒,通过在塔筒本体的顶部设置转接头,由此方便了混凝土塔筒与风机连接,且通过转接头的底盘与塔筒本体相连且转接头的法兰部与风机相连,由此可以使保证混凝土塔筒与风机之间连接的可靠性和稳定性。

根据本发明的一些实施例,所述壳体从所述底盘的外周沿向上延伸,所述法兰部从所述壳体的周壁向内延伸。

根据本发明的一些实施例,所述壳体为锥筒形或圆筒形。

根据本发明的一些实施例,所述转接头为钢件。

根据本发明的一些实施例,所述底盘与所述壳体焊接连接,和/或所述壳体与所述法兰部焊接连接。

根据本发明的一些实施例,所述转接头为一体成型件。

根据本发明的一些实施例,所述底盘上设有多个转接头孔道且多个所述转接头孔道沿所述底盘的周向间隔开设置,所述塔筒本体上设有多个沿所述塔筒本体的高度方向延伸的塔筒孔道,所述塔筒孔道的数量与所述转接头的数量相同且一一对应,所述混凝土塔筒还包括多个预应力筋,所述预应力筋穿过所述塔筒孔道和对应的所述转接头孔道且所述预应力筋的上端通过锚固装置锚固在所述底盘上。

进一步地,所述锚固装置包括锚垫板和夹片,所述锚垫板设在所述底盘上,所述锚垫板上设有呈圆台形的锚固孔,所述预应力筋的上端向上穿过所述锚固孔,所述夹片设在所述锚固孔内且围绕所述预应力筋的外周设置。

根据本发明的一些实施例,所述塔筒本体与所述底盘之间设有粘接层,所述粘接层为触变灰浆或环氧树脂。

附图说明

图1是根据本发明实施例的混凝土塔筒的示意图;

图2是根据本发明实施例的混凝土塔筒的转接头的立体图;

图3是根据本发明实施例的混凝土塔筒的转接头的俯视图;

图4是根据本发明实施例的混凝土塔筒的转接头的侧视图;

图5是根据本发明实施例的混凝土塔筒的转接头与塔筒本体的连接示意图。

附图标记:

混凝土塔筒100,

基础1,

塔筒本体2,塔筒段21,

转接头3,底盘31,转接头孔道311,壳体32,法兰部33,法兰孔331,

锚固装置4,锚垫板41,锚固孔411,夹片42,连接板43,锚罩44。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。

在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接或彼此可通讯;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或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。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。

下面参考图1-图5描述根据本发明实施例的用于风力发电机的混凝土塔筒100。

如图1-图5所示,根据本发明实施例的用于风力发电机的混凝土塔筒100,其中风力发电机包括风机,混凝土塔筒100包括塔筒本体2和转接头3。

具体而言,转接头3用于连接塔筒本体2与风机,转接头3设在塔筒本体2的顶部。由此,通过设置的转接头3方便混凝土塔筒100与风机连接。可选地,转接头3可以为钢件。由此,可以使转接头3具有高强度,从而可以使混凝土塔筒100与风机之间的连接更为方便、稳固。

转接头3包括底盘31、壳体32和法兰部33,底盘31为环形,壳体32设在底盘31上且围绕底盘31的中心设置,法兰部33设在壳体32的顶部且围绕壳体32的中心设置,法兰部33上设有多个法兰孔331,多个法兰孔331可以沿法兰部33的周向均匀间隔开设置。其中,塔筒本体2与底盘31相连,风机与法兰部33通过紧固件穿过法兰孔331相连。由此,方便了混凝土塔筒100与风机的连接,通过转接头3的底盘31与塔筒本体2相连且转接头3的法兰部33与风机相连,可以保证混凝土塔筒100与风机之间连接的可靠性和稳定性。

可选地,底盘31与壳体32焊接连接,和/或壳体32与法兰部33焊接连接。例如,仅底盘31与壳体32之间可以通过焊接连接,或者仅壳体32与法兰部33之间通过焊接连接,或者壳体32与底盘31和法兰部33之间均通过焊接连接。由此,可以使转接头3的三部分形成一个牢固的整体,且可以提高转接头3的装配效率。

可选地,转接头3也可以为一体成型件。由此,可以简化转接头3的成型工艺,提高生产效率,降低成本。

混凝土塔筒100还可以包括基础1,基础1适于设在地面的下方,塔筒本体2设在基础1上且与基础1相连,由此可以增强混凝土塔筒100的稳定性。塔筒本体2可以由多个塔筒段21沿上下方向依次连接而成,每个塔筒段21可以形成为圆筒形或锥筒形。每个塔筒段21可以包括至少两个相互拼接的弧形塔片,每个塔筒段21也可以由一个环形塔片构成。

例如,塔筒本体2由多个塔筒段21沿上下方向依次连接而成,其中多个塔筒段21中位于塔筒本体2下部的塔筒段21,由于其截面尺寸较大,该塔筒段21可以由多个弧形塔片拼接而成,由此方便运输。多个塔筒段21中位于塔筒本体2上部的塔筒段21可以为一个环形塔片,由此在方便运输的情况下可以减少拼接工序,提高施工效率。

混凝土塔筒100还包括多个预应力筋,多个预应力筋沿混凝土塔筒100的高度方向穿设在混凝土塔筒100的筒壁上,通过对多个预应力筋进行张拉,可以提高混凝土塔筒100的整体强度。

根据本发明实施例的用于风力发电机的混凝土塔筒100,通过在塔筒本体2的顶部设置转接头3,方便了混凝土塔筒100与风机连接,且通过转接头3的底盘31与塔筒本体2相连且转接头3的法兰部33与风机相连,可以保证混凝土塔筒100与风机之间连接的可靠性和稳定性。

在本发明的一些实施例中,参照图2-图4,壳体32从底盘31的外周沿向上延伸,法兰部33从壳体32的周壁向内(所述“内”是指朝向壳体32的中心的方向)延伸。由此,可以使转接头3的整体结构更为稳定、美观。可选地,壳体32可以为锥筒形或圆筒形。由此,通过将壳体32设置成不同的形状可以满足不同的尺寸的混凝土塔筒100与风机的衔接。

例如,在塔筒本体2的顶部尺寸与风机的连接端尺寸基本一致时,可以将转接头3的壳体32设置成圆筒形。

例如,在塔筒本体2的顶部尺寸与风机的连接端尺寸不同时,可以将转接头3的壳体32设置成锥筒形,以方便连接。具体而言,在塔筒本体2的顶部尺寸大于风机的连接端的尺寸时,转接头3的壳体32设置成锥筒形且壳体32的大端朝下且其小端朝上,由此使得转接头3可以起到很好地衔接作用;在塔筒本体2的顶部尺寸小于风机的连接端的尺寸时,转接头3的壳体32设置成锥筒形且壳体32的小端朝下且其大端朝上,由此使得转接头3可以起到很好地衔接作用。

在本发明的一些实施例中,参照图1-图5,底盘31上设有多个转接头孔道311且多个转接头孔道311沿底盘31的周向间隔开设置,塔筒本体2上设有多个沿塔筒本体2的高度方向延伸的塔筒孔道,塔筒孔道的数量与转接头3的数量相同且一一对应,混凝土塔筒100还包括多个预应力筋,预应力筋穿过塔筒孔道和对应的转接头孔道311且预应力筋的上端通过锚固装置4锚固在底盘31上。由此,通过设置上述的预应力筋可以增强混凝土塔筒100的强度和稳定性,并且预应力筋可以将塔筒本体2和转接头3稳固地连接在一起。

可选地,预应力筋均可以为绞合线,由此可以增强强度且方便穿设。例如,预应力筋可以为七线低舒张绞合线。

进一步地,参照图5,锚固装置4包括锚垫板41和夹片42,锚垫板41设在底盘31上,锚垫板41上设有呈圆台形的锚固孔411,且锚固孔411的上端大且下端小,预应力筋的上端向上穿过锚固孔411,夹片42设在锚固孔411内且围绕预应力筋的外周设置。由此,通过将预应力筋的上端穿过锚垫板41上的锚固孔411,方便预应力筋的锚固,且通过将锚固孔411设置成圆台形,可以防止预应力筋在其自身重力的作用下发生松弛,增强结构的稳定性。并且,通过在锚固孔411的内周与预应力筋的外周之间设置夹片42,通过夹片42对预应力筋的挤压作用,使得预应力筋的上端牢固地锚固在转接头3的底盘31上。

可选地,夹片42可以形成为与锚固孔411的形状相适配的现状,例如夹片42可以形成为锥筒形。夹片42可以包括多个,多个夹片42可以拼接成锥筒形,多个夹片42围绕预应力筋的外周设置。

在本发明的一些可选实施例中,锚固装置4的锚垫板41与转接头3的底盘31之间设有连接板43,连接板43上设有限位凹槽,锚垫板41设在限位凹槽内,由此方便锚固装置4的安装和固定,通过连接板43上设置的限位凹槽可以防止锚固装置4移动。

可选地,锚固装置4上还可以设有锚罩44,锚罩44罩设在锚固装置4上。由此,可以起到对锚固装置4很好的保护作用。例如,在图5的示例中,锚固装置4的锚垫板41与转接头3的底盘31之间设有上述连接板43,锚罩44罩设在锚固装置4上,且锚罩44的下端通过紧固件连接在连接板43上。

例如,在本发明的一个具体实施例中,参照图2-图5,转接头3的底盘31上设有三十个转接头孔道311,三十个转接头孔道311分成十组,十组转接头孔道311沿底盘31的周向均匀间隔开设置,每组包括三个转接头孔道311且该三个转接头孔道311邻近设置,相邻两组转接头孔道311之间的距离大于每组相邻两个转接头孔道311之间的距离。相应地,塔筒本体2上与转接头3的底盘31对应的部分设置有相同数量的塔筒孔道。

将三十个预应力筋穿设在对应的塔筒孔道和转接头孔道311内,预应力筋可以从下向上穿设。例如,可以利用穿线设备等将预应力筋向上推动并依次穿设塔筒孔道和转接头孔道311,或者可以利用穿线设备等从底盘31的上端向上拉伸预应力筋并依次穿设塔筒孔道和转接头孔道311,或者可以是上述两种方法的结合。还可以利用重力促进作用,使预应力筋从底盘31的上端向下依次穿过转接头孔道311和塔筒孔道,从而可以从顶端完成穿线。每组三个预应力筋可以分别单独穿线,也可以分两组穿线,或将三个结合在一起完成穿线。每个预应力筋穿过对应的塔筒孔道和转接头孔道311之后,预应力筋的上端通过锚固装置4固定在底盘31上。

在将上述预应力筋全部穿设完成之后,可以对预应力筋进行张拉,以增强混凝土塔筒100结构的稳定性和强度。在对上述十组预应力筋进行张拉时,可以通过每次张拉相对设置的两组(相隔180度)预应力筋,以确保总体预应力对中。

在对上述多个预应力筋张拉完成之后,可以切断预应力筋凸出锚固装置4的部分,最终使预应力筋的顶端高出锚固装置4的上端面约20mm-40mm,将锚罩44罩设在锚固装置4上。之后,可以对穿设预应力筋的塔筒孔道和转接头孔道311进行灌浆。灌浆时自下而上进行注浆,灌浆后养护至所需强度。通过灌浆作业使得预应力筋与塔筒本体2稳固地连接,增强了混凝土塔筒100的整体强度和稳定性,且可以增强转接头3与塔筒本体2连接的牢固性。

另外,塔筒本体2与转接头3之间还可以采用其他的连接方式,例如塔筒本体2与底盘31之间还可以设有粘接层。通过粘接层均匀、密实地填充在塔筒本体2与转接头3之间的水平接缝内,可以保证塔筒本体2与转接头3之间的连接强度。可选地,粘接层可以为触变灰浆或环氧树脂。

下面描述简单描述塔筒本体2和转接头3之间通过上述粘接层进行粘接的过程。

为防止施工的过程中粘接层向外溢出至塔筒本体2的外壁面上,保持塔筒本体2外侧的平整,可以在塔筒本体2的上端设置具有弹性的环形挡板,环形挡板的上端超过塔筒本体2的上端。在涂抹粘接层时通过环形挡板的配合,能够均匀、密实的使粘接层填充在塔筒本体2和转接头3之间的水平缝内,同时具有较高的力学强度。

在对塔筒本体2的上端面涂抹粘接层之前,可以进行调平工作,以使转接头3水平地放置在塔筒本体2的顶部。例如,可以在塔筒本体2的上端面上设置多个调平凹槽,多个调平凹槽沿着塔筒本体2的周向间隔设置,通过在每个调平凹槽内放置调平垫片,使得每个调平凹槽内的调平垫片的上表面位于同一高度,且通过调整调平垫片的上表面与塔筒本体2的上端面之间的距离,可以调整粘接层的厚度。

在调平工作完成之后,将触变灰浆等涂抹在塔筒本体2的上端面以形成粘接层。在粘接层涂抹完毕后,将转接头3吊装在塔筒本体2的上端,并使转接头3的底部与塔筒本体2上的调平垫片的上表面止抵,且同时粘接层在转接头3的挤压下,可以将水平接缝内可能出现的空隙完全填满,使接缝表面平整均匀。当转接头3完全静止在塔筒本体2上时,应移除粘接层溢流内容,使接缝表面平整均匀。

当然,塔筒本体2与底盘31之间设置上述的粘接层的同时,在塔筒本体2与转接头3之间通过多个预应力筋连接,从而可以进一步地保证塔筒本体2与转接头3之间连接的稳固性。

在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

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