塔筒片体、塔筒段、塔筒及其制造方法与流程

本发明属于塔筒制造工艺技术领域，尤其涉及一种塔筒片体、塔筒段、塔筒及其制造方法。

背景技术：

风力发电机组的塔筒由多个塔筒段轴向叠加连接组成，每个塔筒段的直径和高度巨大，运输较为困难。为了解决运输困难问题，出现了组合式塔筒段，即每个塔筒段由多个塔筒片体组成。施工时可将塔筒片体运输至风场，在风场组装塔筒段，避免了塔筒段运输不便的问题。塔筒片体之间连接的部位需设置连接部，从而通过连接部的互相连接将塔筒片体组装为塔筒段。

目前，塔筒制造领域中通常将板材卷曲成预定弧度的塔筒分片，再将塔筒分片运输至组装地点在塔筒分片的纵向端缘上设置连接件，再通过连接件将塔筒分片组装在一起形成塔筒。但是，现有技术中塔筒分片的形成工艺无法保证高精度的圆弧度，另外，在运输及自重力等作用下塔筒分片的端缘容易产生变形，都增加了塔筒组装难度。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种塔筒片体、塔筒段、塔筒及其制造方法，能够提供一种容易组装对接。

第一方面，提供一种塔筒片体的制造方法，包括如下步骤：

一种塔筒片体的制造方法，其特征在于，包括：提供筒状的塔筒段的步骤，提供筒状的塔筒段，塔筒段包括塔筒壁；切割的步骤，沿塔筒段的两个或两个以上的预切割线依次进行切割，在每个切割处形成沿轴向延伸并贯穿塔筒壁厚度的一条缝隙，对应缝隙在塔筒壁上形成第一切割面和第二切割面；设置连接件的步骤，每次进行切割形成一条缝隙之后，在第一切割面和第二切割面处分别设置第一连接件与第二连接件，以使第一连接件和第二连接件至少部分相对且相对的部分位于塔筒壁内侧或外侧。

在第一种可能的实现方式中，第一连接件包括第一连接部和第一焊接部，第二连接件包括第二连接部和第二焊接部；在设置连接件步骤中，第一连接部与第二连接部相对且位于塔筒壁内侧或外侧。

结合上述可能的实现方式，设置连接件步骤中、首先将第一连接件和第二连接件插入缝隙，再将第一焊接部焊接于第一切割面，将第二焊接部焊接于第二切割面，以实现在第一切割面设置第一连接件及在第二切割面设置第二连接件。

结合上述可能的实现方式，第一连接部与第二连接部位于塔筒壁内侧或外侧，且第一连接部设置有一组第一连接孔，第二连接部设置有一组第二连接孔，一组第一连接孔和一组第二连接孔至少部分相对。

在第一种可能的实现方式中，切割的步骤中，形成每条缝隙时分次递进切割。

在第一种可能的实现方式中，切割的步骤中，形成缝隙时由塔筒壁的第一端部或第二端部开始切割但不切断与其相对的第二端部或第一端部。

在第一种可能的实现方式中，切割的步骤中，通过并行且间隔设置的第一支撑臂和第二支撑臂将塔筒段悬空支撑于工作台上方，第一支撑臂和第二支撑臂均与塔筒壁接触，且使得一个预切割线位于第一支撑臂和第二支撑臂之间进行切割。

结合上述可能的实现方式，切割的步骤中，第一支撑臂和第二支撑臂为长条状结构体，通过第一支撑臂和第二支撑臂将塔筒段悬空支撑于工作台上方时，使塔筒段的轴向与第一支撑臂和第二支撑臂为长度方向一致。

结合上述可能的实现方式，设置连接件的步骤中，第一连接件和第二连接件均为竖向法兰，使两个竖向法兰对称贴合并躺置于一个夹持支撑件传送至第一支撑臂和第二支撑臂之间，由塔筒段的塔筒壁的外侧向缝隙插入。

结合上述可能的实现方式，夹持支撑件包括限位支撑部，支撑两个竖向法兰的一个长边并使两个竖向法兰的长边对齐，以使两个竖向法兰的外露于塔筒壁外侧的长边对齐。

结合上述可能的实现方式，设置连接件的步骤中，夹持支撑件的支撑状态下，第一连接件的第一焊接部和第二连接件的第二焊接部分别焊接于第一切割面和第二切割面。

第二方面，一种塔筒片体，由上述塔筒片体的制造方法获得，包括：弧形片体，具有第一切割面和第二切割面；以及第一连接件和第二连接件，分别设置于第一切割面和第二切割面。

第三方面，一种塔筒段，包括两个或两个以上的上述塔筒片体，塔筒片体通过第一连接件和第二连接件连接。

第四方面，一种塔筒，包括两个或两个以上的上述的塔筒段，两个或两个以上的塔筒段通过端部连接。

本发明提供的本发明实施例提供一种塔筒片体、塔筒段、塔筒及其制造方法，构成本发明实施例提供的塔筒片体的塔筒片是从具有较好圆度的整圆的塔筒段上直接切割获得，从而使得塔筒片体的圆度精度得到了保证；并且，不改变塔筒段的形态的前提下塔筒段的塔筒壁上形成缝隙的同时在对应缝隙的第一切割面/第二切割面上就设置了第一连接件/第二连接件，故在塔筒片变形之前就安装了第一连接件/第二连接件，因此是在保证了整个塔筒段的圆度的前提下进行对塔筒段的切割和第一连接件/第二连接件的焊接作业，这降低了焊接的难度；另外，加固了塔筒片体在连接处的刚性，降低了此处的变形率，进而保障了后续组装精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例提供的塔筒片体的制造方法所用的预切割的塔筒段的结构示意图；

图2为图1所示塔筒段上切割第一条缝隙的示意图；

图3为图2所示塔筒段上形成的第一条缝隙中设置连接件的示意图；

图4为图3的A-A剖视图；

图5为图3所示在第一条缝隙中设置连接件时的一种可选实施方法的示意图；

图6为本发明另一实施例提供的塔筒片体的制造方法所用的预切割的塔筒段的结构示意图；

图7为本发明另一实施例提供的塔筒片体的制造方法的第一条缝隙中设置连接件的示意图。

其中：

10-塔筒段，11-通孔，13-塔筒壁，130-缝隙，131-第一切割面，132-第二切割面，135-内表面，136-外表面，137-第一端部，139-第二端部，138-切割线；

20-第一连接件，21-第一连接部，22-第一焊接部，23-工艺耳板；

30-第二连接件，31-第二连接部，32-第二焊接部；

40-夹持支撑件；50-第一支撑臂；60-第二支撑臂，90-工作台；

228-第一切割线；238-第二切割线；248-第三切割线。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本发明的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明的更好的理解。本发明决不限于下面所提出的任何具体结构和配置，而是在不脱离本发明的精神的前提下覆盖了零件、部件和连接方式的任何修改、替换和改进。

此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本发明的实施例的充分理解。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

一般地，分片式塔筒的最小构成单元弧形塔筒片的纵向边缘设置连接件，再将弧形塔筒片通过连接件组合在一起形成塔筒段之后将塔筒段通过圆形法兰连接组装形成塔筒/塔架。

请一并参阅图1至图5，下面结合图示详细的介绍分片式塔筒的塔筒片体的制造方法。

本发明一实施例提供的一种塔筒片体的制造方法，包括以下步骤：

S10、提供筒状的塔筒段10，塔筒段10包括纵向延伸的通孔11及围合通孔11的塔筒壁13；

S20、沿塔筒段10的两个或两个以上的预切割线依次进行切割，在每个切割处形成沿轴向延伸并贯穿塔筒壁13厚度的一条缝隙130，对应缝隙130在塔筒壁13上形成第一切割面131和第二切割面132；

S30、每次进行切割形成一条缝隙130之后，在第一切割面131和第二切割面132处分别设置第一连接件20与第二连接件30，以使第一连接件20和第二连接件30至少部分相对且相对的部分位于塔筒壁13内侧或外侧。

在步骤S10中，塔筒壁13包括内表面135、外表面136、相对的第一端部137和第二端部139，内表面135朝向通孔11。对塔筒段10的形状没有特定的限制，可以为圆筒状、具有一定锥度的锥筒状或其他多边形的筒状等，本实施例中以圆筒状的塔筒段10为例进行说明，如图1所示。

在步骤S20中，所谓预切割线是，在切割之前按照需要已经预先确定的计算机预存标定或者是在塔筒壁13上设置的切割线等，本实施例中在塔筒壁13的外表面136上形成了等间隔设置的纵向的切割线138，其数量为三个，如图1所示。

在进行切割时将塔筒段10横向放置，故塔筒段10的轴线与水平面平行或接近平行放置，优选的是将塔筒壁13距工作台预定距离悬空设置，便于切割装置的操作等。更优选的是，通过并行且间隔设置的长条状的第一支撑臂50和第二支撑臂60将所述塔筒段10悬空支撑于工作台90上方，第一支撑臂50和第二支撑臂60均与塔筒壁接触，且使得一个切割线138位于第一支撑臂50和第二支撑臂60之间，使塔筒段10的轴向与第一支撑臂50和第二支撑臂60为长度方向一致，如图2所示。由第一支撑臂50和第二支撑臂60支撑在切割线138两侧，在后续切割工程中能够防止塔筒壁13刚度减小而发生变形。

进行切割的时候只沿一个切割线138进行切割，切割方法可以采用火焰切割、等离子切割或激光切割等方式对塔筒段10进行切割，且由塔筒壁13的第一端部137向第二端部139或由第二端部139向第一端部137沿直线进行切割，优选的是缝隙130从塔筒壁13的第一端部137或第二端部139延伸至塔筒壁13的中部，而非将塔筒壁13的第二端部139或第一端部137贯穿。本实施例中，第一次切割操作仅进行至一个切割线138一半的长度形成缝隙130，对应缝隙130在塔筒壁13上形成第一切割面131和第二切割面132。在步骤S30中，沿一条切割线138进行切割形成一条缝隙130之后，即向该缝隙130中插入第一连接件20与第二连接件30分别设置于第一切割面131和第二切割面132，而非沿三条切割线138进行切割形成三块弧形片体之后，再在弧形片体的切割面上设置连接件，因此，能够保障第一连接件20与第二连接件30的焊接难度及增加了其对称性，如图3所示。

在本实施例中，第一连接件20和第二连接件30具有相同的结构，均为长条状的金属板，具体的为竖向法兰。第一连接件20包括在第一连接件20的长度方向延伸且并排相接续在一起的第一连接部21和第一焊接部22，同样第二连接件30包括第二连接部31和第二焊接部32，在第二连接件30的长度方向并排延伸且相接续在一起。第一连接部21均设置有一组第一连接孔(图未标)，第二连接部31均设置有一组第二连接孔(图未标)，故，第一连接件20包括两组第一连接孔分别位于第一焊接部22的两侧的第一连接部21，第二连接件30包括两组第二连接孔分别位于第二焊接部32的两侧的第二连接部31。

作为一可选实施例，请一并参阅图5，在塔筒壁13的缝隙130设置第一连接件20和第二连接件30时，将第一连接件20和第二连接件30合在一起水平放置于一夹持支撑件40上传送至第一支撑臂50和第二支撑臂60之间，再将第一连接件20和第二连接件30与缝隙130对准之后放入缝隙130，将第一连接件20的第一焊接部22焊接在第一切割面131，将第二连接件30的第二焊接部32焊接在第二切割面132，故，使得第一连接件20和第二连接件30的、第一焊接部22和第二焊接部32埋设于塔筒壁13的缝隙130处，第一连接部21和第二连接部31位于塔筒壁13内侧，其中，一组第一连接孔和一组第二连接孔至少部分相对，优选的是第一连接孔和第二连接孔一一相对，以使对塔筒片体进行连接时一一相对的第一连接孔和第二连接孔通过螺钉等进行连接。

作为可选实施例，所述夹持支撑件40包括限位支撑部(图未标)，支撑两个竖向法兰的一个长边并使所述两个竖向法兰的长边对齐，以使两个竖向法兰的外露于所述塔筒壁13外侧的长边对齐。在夹持支撑件40的支撑状态下，第一连接件20的第一焊接部22和第二连接件30的第二焊接部32分别焊接于第一切割面131和第二切割面132。

在后续的塔筒的组装工程中塔筒片体是通过第一连接件20和第二连接件30连接，确保其对称性比较重要，在本发明实施例中，在塔筒段10仍然保持筒体形态下，换句话说塔筒段10仍然保持整圆状态下切割形成一缝隙130之后，将对称的第一连接件20和第二连接件30插入缝隙130中分别焊接在第一切割面131和第二切割面132，能够降低焊接工程难度的同时保证组装时对称性。

本实施例提供的塔筒片体的制造方法，不需要先获得弧形片体、再对弧形片体的边缘设置连接件，而是在获取弧形片体的过程中即在切割形成的切割面上设置连接件。即，首先获得筒状的塔筒段，再对塔筒段进行多次纵向(平行于轴向)的切割操作以将塔筒段分割为多个弧形片体，并且，在分割过程中，每一次切割操作后即在切割后的缝隙处形成的切割面上焊接连接件。例如，需要将塔筒段分割为三片时，需要进行至少三次切割操作，当切割完第一条缝隙后，在缝隙的两侧切割面上分别焊接例如法兰板的连接件，能同时完成两个连接件的焊接。并且，在后续的塔筒段组装过程中，这两个连接件也是配对使用的，因此，本实施例提供的塔筒片体的制造方法能够提高装配精度。

另一方面，本发明提供的塔筒片体的制造方法，便于切割操作。一般，塔筒段10的分割作业在滚动架上进行，滚动架对塔筒壁13进行支撑，并可驱动塔筒段10旋转。使用本发明提供的塔筒片体的制造方法时，当第一连接件20和第二连接件30焊接完毕后，可通过螺栓将第一连接件20和第二连接件30紧固至一体，从而使塔筒段10仍保持一个完整的圆环，控制整圆的塔筒段10滚动较为简单，便于进行后续的切割操作。

作为一个可选实施例，第一连接件20和第二连接件30进一步包括工艺耳板23(请参阅图4)可以位于第一连接件20和第二连接件30长度方向上的一个端部。可以理解的是，第一连接件20和第二连接件30的工艺耳板23还可以置在长条金属板长度方向上的中部，对工艺耳板23的设置数量也没有特定的限制，可以为两个或多个。传送及焊接过程中，第一连接件20和第二连接件30的工艺耳板23相对应，利用夹持支撑件40支撑第一连接件20和第二连接件30时夹持支撑件40可以夹持支撑工艺耳板23。作为一个可选实施例，进一步包括一个步骤：焊接工程完毕后将第一连接件20和第二连接件30的工艺耳板23切割去除。

作为可选实施例，当塔筒壁13未沿切割线138进行切断的情况下，进一步包括步骤S40、分别沿切割线138进行切割，将塔筒壁13未切割断裂的部分进行切割形成三个塔筒片体。

作为可选实施例中，第一连接件20也可以焊接至塔筒壁13的内表面135与第一切割面131邻接处。第二连接件30也可以焊接至塔筒壁13的内表面135与第二切割面132邻接处。

在一些可选实施例中，沿塔筒段10的轴向切割缝隙的步骤中，缝隙不贯穿所述塔筒段10的第一端部137、第二端部139，即，缝隙130两端的塔筒壁13相连接，使塔筒段10仍保持为筒状，能避免塔筒段10因自身的张力发生外展变形。

请一并参阅图6和图7，本发明另一实施例提供的一种塔筒片体的制造方法，包括以下步骤：

S10、提供圆筒状的塔筒段10，塔筒段10包括纵向延伸的通孔11及围合通孔11的塔筒壁13；

S20、在塔筒段10的塔筒壁13上形成沿塔筒段10轴向延伸并且等间距间隔的第一切割线228、第二切割线238和第三切割线248；

S30、沿塔筒段10的第一切割线228进行切割形成贯穿塔筒壁13厚度的第一条缝隙，对应第一条缝隙在塔筒壁13上形成第一切割面131和第二切割面132；

S40、在对应第一条缝隙的第一切割面131和第二切割面132处分别设置第一连接件20与第二连接件30，以使第一连接件20和第二连接件30至少部分相对且相对的部分位于塔筒壁13的内侧或外侧；

S50、沿塔筒段10的第二切割线238进行切割形成贯穿塔筒壁13厚度的第二条缝隙，对应第二条缝隙在塔筒壁13上形成第一切割面和第二切割面；

S60、在对应第二条缝隙的第一切割面和第二切割面处分别设置第一连接件20与第二连接件30，以使第一连接件20和第二连接件30至少部分相对且相对的部分位于塔筒壁13的内侧或外侧；

S70、沿塔筒段10的第三切割线248进行切割形成贯穿塔筒壁13厚度的第三条缝隙，对应第三条缝隙在塔筒壁13上形成第一切割面和第二切割面；

S80、在对应第三条缝隙的第一切割面和第二切割面处分别设置第一连接件20与第二连接件30，以使第一连接件20和第二连接件30至少部分相对且相对的部分位于塔筒壁13的内侧或外侧。

本实施例中，在步骤S30、S50、S70中切割操作仅进行至一个切割线228、238或248一半的长度或2/3的长度或3/5的长度或全部长度等。

可以理解的是，作为可选实施例，当未沿切割线进行切断的情况下，进一步包括步骤S90、分别沿第一切割线228、第二切割线238和第三切割线248进行切割，将在步骤S30、S50、S70中未切割的部分进行切割形成三个塔筒片体。

本实施例中，塔筒片体的制造方法分步切割或者说分次递进切割，在不断裂的前提下在每条缝隙中焊接了连接件，可以使塔筒壁13保持一定的刚度的情况下进行了连接件的焊接，之后再完成完全断裂分片，可以防止塔筒片体因重力产生变形而影响后续连接件焊接工程的难度。

本发明实施例还提供了一种塔筒片体，可用于组装塔筒段。塔筒片体包括弧形片和两个连接件，通过上述实施例的塔筒片体的制造方法得到任意一种塔筒片体。在一个实施例中，塔筒片体具有120度的弧度，即该塔筒片体所对应的圆心角为120度，使用三个该塔筒片体可组装一个塔筒段。在可选实施例中，塔筒片体具有90度的弧度。

本发明实施例还提供了一种塔筒段，由两个塔筒片体组合构成，该塔筒片体为本发明实施例提供的塔筒片体的制造方法得到的任意一种塔筒片体。在一个实施例中，塔筒段由三个塔筒片体组合而成，每个塔筒片体的纵向边缘面对面靠紧并排布形成完整的圆筒，再通过螺栓组将相邻塔筒片体的法兰连接至一体，形成组合塔筒段。在可选实施例中，塔筒段的端面也设置有法兰。在另一个可选实施例中，塔筒段为锥形筒。

本发明实施例还提供了一种塔筒，由本发明实施例提供的塔筒段在轴向上连接组合构成。塔筒段之间可以通过螺栓紧固连接，也可以通过焊接进行连接。塔筒段可以为等径的圆筒，也可以具有一定锥度的筒段。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。