塔筒基础环、塔筒基础及风力发电机组的制作方法

本实用新型涉及风力发电设备领域，尤其涉及一种塔筒基础环、塔筒基础及风力发电机组。

背景技术：

目前，塔架一般多通过基础环2与基础1连接为一体。基础环2(embeded steel can)的大半部分埋在钢筋混凝土中的圆筒结构，其上下端均设有法兰。上端法兰连接塔架，下端法兰埋在钢筋混凝土中。通常，基础环2是两端为法兰的圆筒结构。上法兰与塔架连接，下法兰3埋在钢筋混凝土中。传统的基础环2的下法兰3一般是上下端面为平行面的圆盘结构。如图1所示。

基础环2承受来自塔架的弯矩、压力、扭矩等，以上各种外力转换到基础环下法兰的拉力为F，则可简单的认为基础环2的下法兰3上端面对接触的混凝土压强P＝F/S，S为下法兰上端面的面积。传统方案基础环下法兰上端面是平面。在圆环宽度一定的条件下，塔筒基础1存在着基础环的下法兰对基础混凝土的压强大，影响塔筒基础可靠性和使用寿命的问题。

技术实现要素：

本实用新型的实施例提供一种塔筒基础环、塔筒基础及风力发电机组，以解决风力发电机组的塔筒基础环与混凝土基础之间的压强大的问题。

为达到上述目的，本实用新型的实施例提供一种塔筒基础环，其包括基础环主体、固定设置在基础环主体一端的第一法兰，第一法兰的朝向基础环主体的端面为曲面。

进一步地，第一法兰包括连接段和凸出段，连接段的第一端面和凸出段的第一端面形成了曲面；连接段与基础环主体固定连接，连接段的第一端面垂直于基础环主体的轴线，凸出段位于连接段的两侧，且凸出于基础环主体的侧壁，凸出段的第一端面朝向基础环主体，凸出段的第一端面为倾斜平面、弧面或波纹面。

进一步地，沿逐渐靠近基础环主体的中心的方向，凸出于基础环主体内壁的凸出段的厚度逐渐减小。

进一步地，沿逐渐远离基础环主体的中心的方向，凸出于基础环主体外壁的凸出段的厚度逐渐减小。

进一步地，第一法兰的中部设置有朝向基础环主体凸起的法兰颈，第一法兰通过法兰颈与基础环主体连接。

进一步地，法兰颈的两侧设置有凸出段，凸出段凸出于基础环主体的侧壁，凸出段与法兰颈之间圆角过渡。

进一步地，凸出段的第一端面朝向基础环主体，凸出段的第一端面为倾斜平面、弧面或波纹面。

进一步地，基础环包括两片或两片以上的弧形片，弧形片通过纵向法兰连接在一起。

根据本实用新型的另一方面，提供一种塔筒基础，其包括混凝土基础和至少部分埋设在混凝土基础内的基础环，基础环为上述的塔筒基础环，基础环的第一法兰埋设在混凝土基础内。

根据本实用新型的另一方面，提供一种风力发电机组，其包括塔筒基础和与塔筒基础连接的塔筒，塔筒基础为上述塔筒基础。

本实用新型的实施例的塔筒基础环的第一法兰的端面为曲面，相较于现有的平面法兰而言，可以有效改善受力情况，可以减小拉力作用下第一法兰的端面对混凝土的压强，从而提高整个基础环和基础的结构强度和使用寿命。

附图说明

图1为现有技术中塔筒基础的结构示意图；

图2为本实用新型的实施例的第一种塔筒基础环的结构示意图；

图3为本实用新型的实施例的第一种塔筒基础环的第一法兰的剖面结构示意图；

图4为本实用新型的实施例的第二种塔筒基础环的结构示意图；

图5为本实用新型的实施例的第二种塔筒基础环的剖面结构示意图。

附图标记说明：

1、现有技术中的基础；2、现有技术中的基础环；3、现有技术中的基础环下法兰；10、基础环主体；20、第一法兰；21、连接段；22、凸出段；23、法兰颈。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型实施例的塔筒基础环、塔筒基础及风力发电机组进行详细描述。

如图2至图5所示，根据本实用新型的实施例，塔筒基础环包括基础环主体10、固定设置在基础环主体10一端的第一法兰20，第一法兰20的朝向基础环主体10的端面为曲面。这样可以增大第一法兰20的端面的面积，从而在塔筒基础环与塔筒基础接触时减小第一法兰20的端面与塔筒基础之间的压强，优化受力结构，提升基础环的结构强度和耐用性。在本实施例中，第一法兰20具有连接段21和凸出段22。连接段21用于连接基础环主体10，凸出段22用于与基础配合。

如图2和图3所示，连接段21与基础环主体10固定连接。两者之间可以通过焊接、螺栓连接等方式连接。连接段21的第一端面与基础环主体10连接，在本实施例中，连接段21的第一端面垂直于基础环主体10的轴线。将连接段21的第一端面设置为水平面，可以方便基础环主体10与连接段21对接，也方便进行焊接等操作，确保基础环的可靠性。

优选地，为了便于安装配合沿基础环主体10的径向方向，连接段21的宽度大于基础环主体10的厚度。

凸出段22位于连接段21的两侧，且凸出于基础环主体10的侧壁，凸出段22的第一端面朝向基础环主体10，凸出段22的第一端面为倾斜平面(如图3所示)。

在本实施例中，连接段21的第一端面为水平面，凸出段22的第一端面为倾斜平面，因此，使得第一法兰20的上端面为曲面，也就是说连接段21的第一端面和凸出段22的第一端面形成了曲面。

当然，在其他实施例中，凸出段22的第一端面还可以是弧形面、波纹面等。

这样可以增大第一法兰20与塔筒基础接触的面积，从而减小压强。在本实施例中，第一法兰20在径向方向上在基础环主体10的两侧均凸出，在其他实施例中，第一法兰20可以仅在一侧凸出。

凸出段22的朝向基础环主体10的端面为倾斜平面时，沿逐渐靠近基础环主体10的中心的方向，凸出于基础环主体10内壁的凸出段22的厚度逐渐减小。沿逐渐远离基础环主体10的中心的方向，凸出于基础环主体10外壁的凸出段22的厚度逐渐减小。这样形成类似锥形的结构，可以增大接触面积。

优选地，为了避免应力集中，凸出段22的端部为圆弧倒角。

如图4和图5所示，另一种塔筒基础环的第一法兰20的中部设置有朝向基础环主体10凸起的法兰颈23，第一法兰20通过法兰颈23与基础环主体10连接。法兰颈23的厚度与基础环主体10的厚度一致。

法兰颈23的两侧设置有凸出段22，凸出段22凸出于基础环主体10的侧壁，凸出段22与法兰颈23之间圆角过渡。这样可以避免应力集中，有效提高使用寿命。

凸出段22的第一端面朝向基础环主体10，凸出段22的第一端面为倾斜平面。

当然，在其他实施例中，凸出段22的第一端面可以为弧面或波纹面等。

在与基础环主体10的连接处采用法兰颈结构(基础环主体10与法兰颈23通过焊接固定)，法兰颈23与凸出段22的锥面过渡处采用圆角结构，可以减低应力集中。法兰颈23有利于进一步提高焊接性能，减小焊接对第一法兰20的不良影响。

除法兰颈23外，此种类型的第一法兰20和上一种第一法兰20之间并无差别，故在此不再赘述。

根据本实用新型的另一方面，提供一种塔筒基础，其包括混凝土基础和至少部分埋设在混凝土基础内的基础环，基础环为上述的塔筒基础环，基础环的第一法兰20埋设在混凝土基础内。

基础环的第一法兰20为下法兰。第一法兰20的上端面以基础环筒壁为对称中心，两侧分别采用锥面结构，可以增加第一法兰20的上端面的面积，从而减小各种外力转换到基础环的下法兰的拉力F在法兰上端面上产生的压强，提高基础环结构的可靠性。

第一法兰20的上端面与基础环主体10连接部分为平面(两者通过焊接固定)，可以使得连接更加方便。平面宽度可以与基础环主体10的厚度相等或不等。

在其他实施例中，基础环可采用分瓣结构，即基础环由两片或两片以上的弧形片拼合而成，各弧形片之间通过纵向连接结构连接在一起，如在每个弧形片的两端分别设置有纵向法兰，然后通过螺栓将相邻的两个纵向法兰连接在一起。基础环呈分瓣结构可以解决基础环尺寸太大带来的运输限制(限高、限宽)。

根据本实用新型的另一方面，提供一种风力发电机组，其包括塔筒基础和与所述塔筒基础连接的塔筒，所述塔筒基础为上述塔筒基础。

本实用新型的塔筒基础环、塔筒基础及风力发电机组具有如下效果：

该塔筒基础环的第一法兰朝向基础环主体的端面为曲面，因此可以减小拉力作用在基础环下法兰对混凝土的压强，从而提高结构的可靠性。

第一法兰与基础环主体连接处为平面结构，可以方便连接。

基础环为分瓣结构，更加便于运输。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。