风力发电机组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技术领域，尤其涉及一种风力发电机组塔筒基础及风力发电机组。

背景技术：

风力发电机组塔筒基础用于安装、支撑风力发电机组塔筒，平衡风力发电机组在运行过程中所产生的各种载荷，以保证机组安全、稳定的运行。因锚栓式风力发电机组塔筒基础强度高，受力性能良好，因此被广泛的应用。

锚栓式风力发电机组塔筒基础包括锚栓、垫板法兰和锚板法兰。在以往的普通锚栓结构中，垫板法兰与基础承台之间设置灌浆层，以抵抗上锚板传递来的局部压力。塔筒底法兰与垫板法兰之间的接触缝隙以及垫板法兰与灌浆层之间的缝隙都容易进水，导致锚栓锈蚀，严重影响结构安全。

因此，亟需一种新的风力发电机组塔筒基础及风力发电机组。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供一种风力发电机组塔筒基础及风力发电机组，旨在简化风力发电机组塔筒基础的结构，同时还能够提高结构的安全性能。

本实用新型一实施例提供了一种风力发电机组塔筒基础，用于支撑风力发电机组塔筒，风力发电机组塔筒基础包括：基础主体，基础主体上设置有灌浆槽，灌浆槽包括沿竖直方向相对设置的开口和底壁，开口设置于基础主体的顶面，底壁设置于基础主体的顶面和基础主体的底面之间；灌浆层，设置于灌浆槽内；塔筒法兰，至少部分塔筒法兰埋设于灌浆层。

根据本实用新型的一个方面，风力发电机组塔筒基础中塔筒法兰的顶面凸出于灌浆层的顶面设置。

根据本实用新型的一个方面，塔筒法兰的顶面距灌浆层的顶面的距离为10mm-20mm。

根据本实用新型的一个方面，灌浆槽的横截面由灌浆槽的顶面至灌浆槽的底面呈减小趋势。

根据本实用新型的一个方面，灌浆槽在其轴向上包括相继分布的第一段和第二段，第一段位于第二段的顶部；

第一段的横截面由第一段的顶面至第一段的底面不变，第二段的横截面由第二段的顶面至第二段的底面减缩。

根据本实用新型的一个方面，第一段呈圆柱形，第二段呈圆锥形或圆台形；

或者，第一段呈棱柱形，第二段呈棱锥形或棱锥台形。

根据本实用新型的一个方面，灌浆槽的横截面由灌浆槽的顶面至灌浆槽的底面减缩；

灌浆槽呈圆锥形、圆台形、棱锥形或棱锥台形。

根据本实用新型的一个方面，灌浆层的顶面距灌浆层的底面之间的距离为250mm-350mm。

根据本实用新型的一个方面，塔筒法兰靠近灌浆层的外表面涂覆有防水层；

灌浆层的顶面涂覆有防水层。

本实用新型第二实施例还提供一种风力发电机组，包括上述的风力发电机组塔筒基础。

在本实用新型实施例中，灌浆层设置于灌浆槽内，使得在形成灌浆层时，无需单独为灌浆层支设定型模板，且灌浆时不易出现漏浆问题，使得灌浆层更加密实，也能避免外部磕碰对灌浆层带来的损害，提高灌浆层的使用寿命和承载能力。此外，至少部分塔筒法兰埋设在灌浆层内，不仅能够增加塔筒法兰和灌浆层之间的接触面积，且无需设置垫板法兰，简化装置结构的同时，还能够减少防水薄弱环节，使得防水密封操作更加容易实施，防水质量更加有保证。因此，本实施例的风力发电机组塔筒基础的生产更加方便，结构更加简单，防水质量有保证，有利于提高其使用寿命。

附图说明

通过阅读以下参照附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显,其中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的特征。

图1是现有技术中的一种风力发电机组塔筒基础的结构示意图；

图2是本实用新型实施例的一种风力发电机组塔筒基础的局部剖视结构示意图；

图3是本实用新型实施例的一种风力发电机组塔筒基础部分施工步骤中的结构示意图。

附图标记说明：

110、基础主体；111、灌浆槽；111a、底壁；111b、第一段；111c、第二段；

120、灌浆层；

130、塔筒法兰；131、螺栓孔；

140、防水层；

150、锚栓；

160、定型模板；

170、模板法兰；171、安装孔；

210、承台；

220、灌浆部；

230、垫板法兰；

240、塔筒下法兰。

具体实施方式

下面将详细描述本实用新型的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本实用新型的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本实用新型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实用新型的示例来提供对本实用新型的更好的理解。在附图和下面的描述中，至少部分的公知结构和技术没有被示出，以便避免对本实用新型造成不必要的模糊；并且，为了清晰，可能夸大了部分结构的尺寸。此外，下文中所描述的特征、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。

下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本实用新型的实施例的具体结构进行限定。在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

文中所述某零部件的“顶面”是指沿竖直方向位于该零部件本身上方的水平面，某零部件的“底面”是指沿竖直方向位于该零部件本身下方的水平面。文中所述某零部件的“顶部”是指沿竖直方向位于该零部件的上方。

如图1所示，图1为现有技术中风力发电机组塔筒基础的局部剖视结构示意图，现有技术的风力发电机组塔筒基础包括基础混凝土承台210；灌浆部220，设置于承台210顶面，且凸出于承台210顶面设置；垫板法兰230，设置于灌浆部220的顶面；塔筒下法兰240，设置于垫板法兰230顶面。

在现有技术中，灌浆部220凸出于承台210顶面设置，因此在形成灌浆部220时，需要为灌浆部220二次支设定型模板，且在向定型模板中进行灌浆操作时，灌浆料容易从定型模板之间的缝隙、或者定型模板与承台210顶面之间的缝隙流出，出现漏浆的问题。

形成灌浆部220后，灌浆部220凸出于承台210，使得灌浆部220极易受到磕碰而发生损坏，或者使得灌浆层在工作状态中受力发生开裂，严重影响结构安全。

此外，由于塔筒下法兰240和灌浆部220之间的接触面积较小，很容易造成应力集中而对灌浆部220的使用寿命造成影响，因此需要在塔筒下法兰240和灌浆部220之间设置垫板法兰230，使得塔筒下法兰240通过垫板法兰230将应力分散于灌浆部220的顶面，设置垫板法兰230不仅会使得风力发电机组塔筒基础的结构更加复杂，而且垫板法兰230和塔筒下法兰240之间的缝隙、或者垫板法兰230和灌浆部220顶面之间的缝隙都容易进水，增加防水涂层的施工难度，且进水容易导致锚栓锈蚀而影响锚栓的使用寿命，严重时还会发生安全事故。

为了更好地理解本实用新型，下面结合图2至图3根据本实用新型实施例的风力发电机组塔筒基础进行详细描述。

图2为本实用新型实施例提供的一种风力发电机组塔筒基础，用于支撑风力发电机组塔筒，风力发电机组塔筒基础包括：基础主体110，基础主体110上设置有灌浆槽111，灌浆槽111包括沿竖直方向相对设置的开口(图中未示出)和底壁111a，开口设置于基础主体110的顶面，底壁111a设置于基础主体110的顶面和基础主体110的底面之间；灌浆层120，设置于灌浆槽111内；塔筒法兰130，至少部分塔筒法兰130埋设于灌浆层120。

在本实用新型实施例中，灌浆槽111的开口设置于基础主体110的顶面，灌浆槽111的底壁111a设置于基础主体110的顶面和基础主体110的底面之间，使得整个灌浆槽111位于基础主体110内部，灌浆层120设置于灌浆槽111内，因此本实施例的灌浆层120采用下沉式的设置方式堪固在基础主体110内部，使得在在形成基柱主体110后进一步形成灌浆层120时，无需单独为灌浆层120二次支设灌浆模板，直接在灌浆槽111内灌浆形成灌浆层120即可，且灌浆时不易出现漏浆问题，使得灌浆层120更加密实，通过灌浆槽111的限位和保护作用，还能够防止灌浆层120在使用过程中发生开裂，也能避免外部磕碰对灌浆层120带来的损害，提高灌浆层120的使用寿命和承载能力。此外，至少部分塔筒法兰130埋设在灌浆层120内，不仅能够增加塔筒法兰130和灌浆层120之间的接触面积，且无需设置垫板法兰，简化装置结构的同时，还能够减少施工工序，减少防水薄弱环节，使得防水密封操作更加容易，防水质量更加有保证。因此，本实施例的风力发电机组塔筒基础的生产更加方便，结构更加简单，且防水质量有保证，有利于提高其使用寿命和安全性能。

请一并参阅图3，图3展示了风力发电机组塔筒基础生产过程中的部分施工步骤结构示意图，主要展示了形成基础主体110时的结构示意图。

其中，为了增强塔筒法兰130和基础主体110、灌浆层120之间的连接强度，塔筒法兰130和基础主体110、灌浆层120之间还利用锚栓150连接，塔筒法兰130上设置有螺栓孔131，锚栓150穿过塔筒法兰130的螺栓孔131、灌浆层120后埋设在基础主体110内。

基础主体110的设置方式有多种，为了保证基础主体110的刚度和强度，基础主体110采用灌浆形成。在灌浆形成基础主体110时，首先在地面开挖基坑，基坑底部浇筑混凝土垫层，以增加基坑底部的刚度和强度，提升基坑底部的承载能力。然后安装锚栓笼，即安装铺设位于基础主体110内部的钢筋等零部件，以增强基础主体110的刚度和强度。紧接着安装用于形成灌浆槽111的定型模板160，在定型模板160的上方，即灌浆槽111开口对应的位置安装模板法兰170。其中，定型模板160可以为8片或16片，围成一整圈以形成灌浆槽120的侧壁。模板法兰170上开设有安装孔171，以使锚栓150能够由安装孔171内穿过。且为了实现对锚栓150的精准定位，模板法兰170上的安装孔171的尺寸较小，小于塔筒法兰130上的螺栓孔131。最后，当锚栓150穿过模板法兰170，锚栓150定位完成后进行浇筑，形成基础主体110。

灌浆层120的设置方式有多种，例如当基础主体110浇筑成功后，取出定型模板160和模板法兰170，吊装塔筒法兰130，塔筒法兰130通过锚栓150固定于灌浆槽111的开口处，然后向灌浆槽111内灌设浆料形成灌浆层120。

其中，模板法兰170的横截面由其顶面至底面减缩，即模板法兰170顶面的尺寸大于模板法兰170底面的尺寸，使得形成灌浆槽111后，取出模板法兰170的过程中不会受到沿竖直方向的阻力，便于模板法兰170的取出，降低施工难度。

灌浆层120的高度在此不做限定，在一些可选的实施例中，灌浆层120的顶面至灌浆层120的底面之间的距离为250mm-350mm，即灌浆层120的高度可以在250mm-350mm之间取值。当灌浆层120的高度过大时，需要使用较多的浆料才能灌浆形成灌浆层120，造成资源的浪费；当灌浆层120的高度过小时，灌浆层120的强度不足，承载能力较低，严重影响结构的安全性。当灌浆层120的高度在250mm-350mm之间取值时，不仅能够保证灌浆层120的刚度和强度，保证结构的安全性能，还能够避免资源的浪费，减少浆料的使用量。

在一些可选的实施例中，塔筒法兰130的顶面凸出于灌浆层120的顶面设置。在形成灌浆层120的过程中，防止浆料倾倒在塔筒法兰130的顶面，且塔筒法兰130顶面高于灌浆层120的顶面还能够防止浆料溢出流在塔筒法兰130的顶面，避免塔筒法兰130被污染，且避免塔筒法兰130因此发生锈蚀，提高塔筒法兰130的使用寿命。

可以理解的是，塔筒法兰130凸出于灌浆层120顶面的距离在此不做限定，优选的，塔筒法兰130的顶面距灌浆层120的顶面的距离为10mm-20mm。

当塔筒法兰130顶面距灌浆层120顶面的距离过大时，会减小塔筒法兰130和灌浆层120之间的接触面积，导致灌浆层120上应力集中，影响灌浆层120的使用寿命和结构的安全性；当塔筒法兰130距灌浆层120顶面的距离过小时，形成灌浆层120的过程中，浆料有可能会倾倒在塔筒法兰130的顶面，或者浆料有可能会溢出在塔筒法兰130的顶面，使得塔筒法兰130被污染，有可能引发塔筒法兰130锈蚀而严重影响结构安全。塔筒法兰130的顶面距灌浆层120的顶面的距离为10mm-20mm，既能防止应力集中对灌浆层120使用寿命的影响，还能够避免浆料倾倒在塔筒法兰130顶面对塔筒法兰130使用寿命的影响，提高结构的安全性能。

在一些可选的实施例中，灌浆槽111的横截面由灌浆槽111的顶面至灌浆槽111的底面呈减小趋势。在这些可选的实施例中，由于灌浆槽111的横截面由灌浆槽111的顶面至灌浆槽111的底面呈减小趋势，使得灌浆槽111的定型模板160下边缘的长度小于其上边缘的长度，在灌浆形成灌浆槽111后，取出定型模板160的过程中不会受到沿竖直方向的阻力，便于取出定型模板160，方便施工。其中，灌浆槽111的横截面是指灌浆槽111沿水平方向的截面。

其中，灌浆槽111的横截面由灌浆槽111的顶面至灌浆槽111的底面呈减小趋势的设置方式有多种，作为一种可选的实施例，灌浆槽111在其轴向上包括相继分布的第一段111b和第二段111c，即灌浆槽111沿竖直方向包括相继分布的第一段111b和第二段111c，第一段111b位于第二段111c的顶部；第一段111b的横截面由第一段111b的顶面至第一段111b的底面不变，第二段111c的横截面由第二段111c的顶面至第二段111c的底面减缩。

在这些可选的实施例中，灌浆槽111的第一段111b的横截面整体大于第二段111c的横截面，即灌浆层120与第一段111b对应的部位的横截面积整体大于其与第二段111c对应的部位的横截面积，能够增加灌浆层120与第一段111b对应的部位的承载能力，即能够增加灌浆层120与塔筒法兰130相接触的部位的承载能力。灌浆槽111的第二段111c的横截面由其顶面至底面减缩，因此灌浆槽111的定型模板160的宽度在第一段111b对应的位置不变，第二段111c对应的位置减缩，便于灌浆槽111形成之后取出定型模板160。因此本实施例能够在保证灌浆层120承载能力的前提下，降低施工难度。

可以理解的是，第一段111b和第二段111c的具体形状在此不做限定，例如第一段111b呈圆柱形，第二段111c呈圆锥形或圆台形；或者，第一段111b呈棱柱形，第二段111c呈棱锥形或棱锥台形。

在这些可选的实施例中，第一段111b和第二段111c的形状比较规则，便于灌浆槽111的定型模板160的生产制造，同时也便于定型模板160之间拼接形成灌浆槽111，降低施工难度。

进一步优选的，第一段111b的底面和第二段111c的顶面的形状和尺寸相适配，且第一段111b的底面和第二段111c的顶面完全重合设置，使得第一段111b和第二段111c的轴线重合，即灌浆层120整体沿同一个轴线延伸，防止灌浆层120与第一段111b对应的部位或灌浆层120与第二段111c对应的部位受到剪切力而降低灌浆层120的承载能力。

在另一些可选的实施例中，灌浆槽111的横截面由灌浆槽111的顶面至灌浆槽111的底面减缩；灌浆槽111呈圆锥形、圆台形、棱锥形或棱锥台形。

在这些可选的实施例中，灌浆槽111的横截面整体呈减缩的趋势，灌浆形成灌浆槽111以后便于定型模板160的取出，同时灌浆槽111的形状较为规则，便于定型模板160的制造和拼接，降低施工难度。

当雨水等水分进入塔筒法兰130和灌浆层120之间的缝隙内时，由于水分无法及时流出会对塔筒法兰130的外表面造成侵蚀，使得塔筒法兰130的外表面可能发生腐蚀，严重影响结构的安全性。

本实施例中在塔筒法兰130靠近灌浆层120的外表面，即塔筒法兰130靠近灌浆层120的底面和侧面均涂覆有防水层140，防止雨水进入塔筒法兰130和灌浆层120之间的缝隙内后对塔筒法兰130表面的侵蚀。

此外，灌浆层120的顶面涂覆有防水层140，防止雨水等水分浸入灌浆层120内而影响灌浆层120的结构强度。

进一步的，基础主体110的外表面还涂覆有防水层140，防止雨水等水分浸入基础主体110内部而影响基础主体110的结构强度。

其中，防水层140可以选用防水涂料等，防水层140还可以选用涂覆或者刷附等实施方式设置在塔筒法兰130、灌浆层120或基础主体110的外表面。

本实用新型第二实施例还提供一种风力发电机组，包括上述任一第一实施例的风力发电机组塔筒基础。

在本实施例中，风力发电机组选用上述任一第一实施例的风力发电机组塔筒基础，简化风力发电机组的结构，同时还能够提高结构的安全性能。

本实用新型可以以其他的具体形式实现，而不脱离其精神和本质特征。例如，特定实施例中所描述的算法可以被修改，而系统体系结构并不脱离本实用新型的基本精神。因此，当前的实施例在所有方面都被看作是示例性的而非限定性的，本实用新型的范围由所附权利要求而非上述描述定义，并且，落入权利要求的含义和等同物的范围内的全部改变从而都被包括在本实用新型的范围之中。