融冰装置、拉索及拉索式塔筒的制作方法

本实用新型涉及一种融冰装置及安装有该融冰装置的拉索及拉索式塔筒。

背景技术：

拉索式塔筒通常包括塔筒连接装置、地锚和拉索等结构，张紧的拉索可以有效降低塔筒基础与地面之间的作用力和力矩，提高塔筒的强度和刚度。因此，拉索式塔筒的高度可以达到150m以上，塔筒的直径和厚度也可以更小，从而具有更好的经济性。

拉索式风力发电机组的拉索式塔筒的拉索高度可达到80-100m左右，长度可达100m以上。在雨雪和严寒天气，拉索可能会产生较严重的结冰和挂冰现象，由此将产生的不利影响包括：(1)影响拉索式风力发电机组的预应力，使风力发电机组整体的刚度和强度下降；(2)挂冰严重的话可能会导致拉索及连接部分的断裂事故；(3)拉索高处的冰坠落造成人员伤亡等事故，存在很大的安全隐患。

技术实现要素：

因此，本实用新型的目的在于提供一种融冰装置、拉索及拉索式塔筒，以解决拉索因结冰和挂冰现象而导致的不利影响。

根据本实用新型的一方面，提供一种融冰装置，其中，融冰装置包括：绝缘层，绝缘层具有相对的第一表面和第二表面；传感器，传感器设置在绝缘层中，用于感测反映绝缘层的第一表面上的结冰状态的状态参数；发热元件，发热元件设置在绝缘层中，用于根据状态参数而选择性地发热。

优选地，融冰装置还可包括控制器和控制电路，控制器通过控制电路与传感器和发热元件电连接并且从传感器接收状态参数，并根据状态参数来确定是否启动发热元件。

优选地，传感器可以为压电元件，状态参数可以为电阻抗值。

优选地，绝缘层可包括相互层叠的导热层和防护层，传感器和发热元件设置在导热层中，防护层形成在绝缘层的第一表面上。

优选地，绝缘层可以为长条片状，发热元件沿着绝缘层的长度方向连续布置，传感器沿着绝缘层的长度方向连续布置或者间隔布置，其中，传感器靠近绝缘层的第一表面设置，发热元件靠近绝缘层的第二表面设置，并且发热元件和传感器在绝缘层的长度方向上彼此交替设置。

优选地，绝缘层可以为圆筒状并且一体地形成，或者，绝缘层可以为长条片状，在绝缘层的宽度方向上，防护层的两端相对于导热层的两端朝向远离导热层的方向延伸预定长度而分别形成第一连接部和第二连接部，其中，融冰装置还可包括紧固构件，用于在绝缘层包裹在待融冰部件上后，将第一连接部和第二连接部紧固在一起。

优选地，防护层的第一表面可具有疏水性能，其中，防护层可由高分子熔体聚合物形成，发热元件可以为电热元件。

根据本实用新型的另一方面，提供一种拉索，其中，拉索上套设有上述的融冰装置，其中，绝缘层可包裹在拉索的外表面上，并且绝缘层的第二表面与拉索的外表面贴合。

优选地，拉索可包括多根钢丝绳和填充部，多根钢丝绳可设置在填充部中并且彼此间隔开。

根据本实用新型的另一方面，提供一种拉索式塔筒，其中，拉索式塔筒包括塔筒主体及上述的拉索，多根拉索的第一端连接在塔筒主体上，多根拉索的第二端固定在地面上。

根据本实用新型的融冰装置，融冰装置可包裹在诸如拉索的待融冰部件上并使待融冰部件上的覆冰融化，因此可防止待融冰部件的预紧力变化和坠冰等现象。此外，根据本实用新型的融冰装置，发热元件可根据传感器感测的状态参数而选择性地发热，因此可节省能源。此外，根据本实用新型的融冰装置，由于融冰装置包裹在诸如拉索的待融冰部件上，因此可一定程度上提高待融冰部件的密封和抗风化能力。

附图说明

通过下面结合附图对实施例进行的描述，本实用新型的上述以及其他目的和特点将会变得更加清楚，在附图中：

图1是根据本实用新型的实施例的融冰装置包裹在拉索上的截面图。

图2是根据本实用新型的实施例的融冰装置包裹在拉索上的部分结构的示意图。

图3是根据本实用新型的实施例的融冰装置的部分结构的示意图。

图4是根据本实用新型的实施例的融冰装置的融冰原理图。

附图标号说明：

10：绝缘层；10a：第一表面；10b：第二表面；11：导热层；12：防护层；12a：第一连接部；12b：第二连接部；13：紧固件；20：传感器；30：发热元件；40：拉索；41：钢丝绳；42：填充部；43：保护层；50：参数收集装置；60：参数分析处理装置；70：开关。

具体实施方式

现在，将参照附图详细地描述本实用新型的实施例，其示例在附图中示出，其中，相同的标号始终表示相同的组件。

图1和图2中示出了根据本实用新型的实施例的融冰装置应用于拉索式塔筒的示例，但不限于此，其还可应用于电网的输电线等需要融冰的部件。下面，仅以融冰装置应用于拉索式塔筒的拉索为例进行描述。

如图1所示，融冰装置包括绝缘层10和设置在绝缘层10中的传感器20和发热元件30。绝缘层10具有相对的第一表面10a和第二表面10b。绝缘层10包裹在拉索40的外表面上，并且绝缘层10的第二表面10b与拉索40的外表面贴合。传感器20可靠近绝缘层10的第一表面10a设置，用于感测反映绝缘层10的第一表面10a上的结冰状态的状态参数。发热元件30靠近绝缘层10的第二表面10b设置，用于根据传感器20所感测的状态参数而选择性地发热。

下面，将参照图1至图3详细地描述融冰装置的具体结构。

如图1和图3所示，绝缘层10包括相互层叠的导热层11和防护层12。传感器20和发热元件30设置在导热层11中。导热层11用于与拉索40的外表面接触，防护层12包覆在导热层11的外侧，用于保护设置在导热层11中的传感器20和发热元件30。

在本实施例中，拉索40由多根钢丝绳41形成。如图1所示，拉索40包括多根钢丝绳41和填充部42，多根钢丝绳41设置在填充部42中并且彼此间隔开，以避免多根钢丝绳41之间相互摩擦。填充部42的外表面上还可形成有保护层43。当融冰装置包裹在拉索40的外表面上时，绝缘层10的导热层11可接触并且贴合拉索40的保护层43。填充部42可由绝缘材料形成。

可选地，绝缘层10的导热层11可由诸如具有导热性能的绝缘树脂形成，但不限于此。防护层12可具有疏水性能，例如，可由诸如聚烯烃、聚碳酸酯、聚酰胺、聚丙烯腈、聚酯等的高分子熔体聚合物形成。防护层12不仅可保护设置在导热层11中的传感器20和发热元件30，同时还可降低雨雪附着在融冰装置上的概率。

在本实施例中，融冰装置可拆卸地包裹在拉索40的外表面上。例如，嵌入有传感器20和发热元件30的绝缘层10可预先形成为长条片状，绝缘层10沿圆周方向包裹在拉索40的外表面上，然后使宽度方向上的两端相互连接而固定在拉索40上。具体地，如图1所示，在绝缘层10的宽度方向上，防护层12的两端相对于导热层11的两端延伸出预定长度。在包裹在拉索40的外表面上以后，导热层11的两端对齐而围合在拉索40的外表面上，防护层12的两端朝向远离导热层11的方向向外延伸预定长度而形成第一连接部12a和第二连接部12b，使第一连接部12a和第二连接部12b相互贴合在一起，然后通过紧固件13彼此连接，从而使绝缘层10以圆筒状包裹并固定在拉索40的外表面上。

当然，绝缘层10不限于图1中示出的结构。例如，绝缘层10可形成为两个半圆形，然后通过两对第一连接部12a和第二连接部12b固定连接。此外，嵌入有发热元件30和传感器20的绝缘层10还可一体地形成在拉索40的外表面上，从而可省略第一连接部12a和第二连接部12b。

发热元件30优选为设置在绝缘层10的第二表面10b侧，可沿绝缘层10的长度方向延伸，并贯穿绝缘层10的整个长度，以在绝缘层10包裹在拉索40的外表面上时提供更好的传热效果。发热元件30可以为由诸如铸铜、铸铝等导电材料形成的电热元件，或者还可以为其他能够发热的部件。

传感器20可沿绝缘层10的长度方向连续设置(如图2所示)，也可沿绝缘层10的长度方向按照预定间隔布置多个(如图4所示)，以准确地感测绝缘层10的反映结冰状态的状态参数。优选地，如图1和图2所示，传感器20和发热元件30可在绝缘层10的圆周方向上彼此交替设置，如此可使绝缘层10具有相对小的厚度。

在本实施例中，传感器20可以为压电元件，例如，可包括水晶(石英晶体)、镓酸锂、锗酸锂、锗酸钛以及铁晶体管铌酸锂、钽酸锂等。在传感器20为压电元件的情况下，传感器20感测的状态参数为电阻抗值。然而，传感器20不限于压电元件，其还可以为温度传感器，那么传感器20感测的状态参数为温度值。或者，传感器20还可以为重量传感器，那么传感器20感测的状态参数为附着在融冰装置上的冰霜的重量。

此外，为了实现发热元件30的选择性发热，融冰装置还可包括控制器和控制电路。传感器20和发热元件30可通过控制电路电连接到控制器。控制器从传感器20接收反映结冰状态的状态参数，并且根据状态参数确定覆冰是否达到预定程度而需要融冰。当确定需要融冰时，控制器发出控制信号，以控制发热元件30发热。

下面，将参照图4详细地描述根据本实用新型的融冰装置的融冰原理。

如图4所示，在本实施例中，控制器可包括参数收集装置50和参数分析处理装置60。传感器20通过控制电路电连接到参数收集装置50和参数分析处理装置60，发热元件30通过控制电路经由开关70电连接到参数收集装置50和参数分析处理装置60。

嵌入有传感器20和发热元件30的绝缘层10可以包裹在整个拉索40的外表面上，也可仅包裹在拉索40的一部分上。在本实用新型的实施例中，绝缘层10覆盖拉索40的一部分表面。以传感器20为压电元件为例，当出现覆冰现象时，传感器20可产生电阻抗变化信号。参数收集装置50可从传感器20接收电阻抗变化信号并将其显示为曲线值，参数分析处理装置60可对变化的信号进行分析处理。

当出现覆冰现象时，传感器20的电阻抗值会相应有一个浮动范围。当参数分析处理装置60确定所接收的电阻抗值超过预定的电阻抗值范围时，可自发触动开关70而使开关70接通，从而发热元件30由于通电而启动。

当发热元件30开始发热时，一部分热量经由绝缘层10的导热层11和防护层12传递到附着在绝缘层10的外表面上的冰霜，附着在绝缘层10的外表面上的冰霜可被融化；另一部分热量可经由绝缘层10的导热层11传递到拉索40并且沿着拉索40传递，因此附着在拉索40的未包裹绝缘层10的部分上的冰霜也可被融化。

当没有出现覆冰现象时，电阻抗值小于预定的电阻抗值范围。当参数分析处理装置60确定所接收的电阻抗值小于预定的电阻抗值范围时，可控制开关70断开，而不进行融冰操作。因此，控制器能够传感器20感测的参数来确定覆冰程度，从而确定是否启动发热元件来进行融冰。

根据本实用新型的融冰装置，融冰装置可包裹在诸如拉索的待融冰部件上并使待融冰部件上的覆冰融化，因此可防止待融冰部件的预紧力变化和坠冰等现象。此外，根据本实用新型的融冰装置，发热元件可根据传感器感测的状态参数而选择性地发热，因此可节省能源。此外，根据本实用新型的融冰装置，由于融冰装置包裹在诸如拉索的待融冰部件上，因此可一定程度上提高待融冰部件的密封和抗风化能力。

根据本实用新型的另一实施例，还可提供一种拉索，该拉索上包裹有上述的融冰装置。根据本实用新型的又一实施例，还可提供一种拉索式塔筒，该拉索式塔筒包括上述的拉索及塔筒主体，多根拉索的第一端连接到塔筒主体上，多根拉索的第二端固定在地面上。

套设有上述融冰装置的拉索及包括该拉索的拉索式塔筒也具有上述优点，这里不再赘述。

虽然上面已经详细描述了本实用新型的实施例，但本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，可对本实用新型的实施例做出各种修改和变形。但是应当理解，在本领域技术人员看来，这些修改和变形仍将落入权利要求所限定的本实用新型的实施例的精神和范围内。