風力機塔架與基座的卡扣式法蘭連接結構及連接方法
2023-05-24 19:05:46
風力機塔架與基座的卡扣式法蘭連接結構及連接方法
【專利摘要】本發明公開了一種風力機塔架與基座的卡扣式法蘭連接結構及連接方法，涉及塔架結構【技術領域】，為能夠提高連接的穩定性與結構壽命且降低裝配難度而設計。所述結構包括塔架和基座，所述塔架底部與基座頂部均設有一混凝土法蘭盤，兩者同心連接，讓所述基座頂部的鋼扣穿過所述塔架法蘭盤孔眼，並讓塔架旋轉適當角度，使得所述塔架基礎底部法蘭盤被所述基座鋼扣咬住，再進行固定。最後在鋼扣與法蘭盤孔咬合處套上特製防塵帽。本發明操作簡便，成本低廉，可有效降低沿海風力機底座金屬結構腐蝕程度，提高使用壽命，並能重複使用。
【專利說明】風力機塔架與基座的卡扣式法蘭連接結構及連接方法
[0001]【技術領域】:
本發明涉及一種塔架結構，尤其涉及一種風力機塔架與基座的卡扣式法蘭連接結構及連接方法。
[0002]【背景技術】:
風力機塔架在整個風力機結構中起到了承上啟下的作用，重要性顯而易見。而塔架與基礎連接的質量，直接影響到整個風力機能否正常運轉。現有風力機塔架與基礎一般採用傳統的鋼製法蘭連接:塔架與基座同心對準後，把二者法蘭盤貼緊，孔眼對齊，再用高強螺栓穿過孔眼進行固定。這種連接裝配麻煩，一個塔架與基座對口連接有時需要十幾甚至幾十個螺栓加固連接，而且由於風力機工作環境嚴苛，日曬雨淋下螺栓與法蘭盤難免會鏽蝕，從而使此種法蘭連接強度變弱，需要適時更換螺栓，增加了維修保養的費用。所以設計一種既裝配簡單，又能長時間抗腐蝕的連接結構就顯得尤為重要。
[0003]
【發明內容】
:
本發明旨在改進現有的塔架基礎的裝配方式，並通過適當方法提升沿海風力機基座的重複使用率，進而提供一種風力機塔架與基座的卡扣式法蘭連接結構及連接方法。
[0004]為實現上述目的，本發明採用了如下技術方案:
風力機塔架與基座的卡扣式法蘭連接結構，包括塔筒和基座，其特徵在於，所述塔筒與基座通過塔筒法蘭盤和基座法蘭盤連接，所述塔筒法蘭盤上設有若干孔眼，所述基座法蘭盤上設有能與所述孔眼相吻合的若干鋼製卡扣；還包括作用於塔筒法蘭盤孔眼及鋼製卡扣的加固套件。
[0005]前述的風力機塔架與基座的卡扣式法蘭連接結構，所述塔筒位於塔架底部，所述塔筒法蘭盤的孔眼為輻射式圓環狀均勻分布；輻射式孔眼由一個大圓和一個小圓不同心疊加而成，且大小圓的圓心到塔筒所在圓的圓心距離相等。
[0006]前述的風力機塔架與基座的卡扣式法蘭連接結構,所述基座法蘭盤的鋼製卡扣呈輻射式圓環狀均勻分布。
[0007]前述的風力機塔架與基座的卡扣式法蘭連接結構，所述鋼製卡扣設有呈扁平圓柱體形的鋼帽和呈長圓柱體形的扣身，鋼帽直徑與所述塔筒法蘭盤上孔眼較大圓的直徑相同；扣身直徑與所述塔筒法蘭盤上孔洞較小圓的直徑相同；剛帽和扣身同心疊加，所述卡扣橫截面呈T字形。
[0008]前述的風力機塔架與基座的卡扣式法蘭連接結構，所述的加固套件包括鋼塞與鋼套，所述的鋼製卡扣固定於孔眼的較小圓時，剛塞和剛套佔據孔眼的較大圓，通過設置於剛塞的半圓形凹槽卡住鋼製卡扣。
[0009]前述的風力機塔架與基座的卡扣式法蘭連接結構，所述鋼塞厚度與所述鋼製卡扣扣身高度相同，所述鋼塞上的半圓形凹槽，其半圓直徑與所述鋼製卡扣扣身直徑相同，所述鋼塞凹槽相對面為一光滑平面。
[0010]前述的風力機塔架與基座的卡扣式法蘭連接結構，所述鋼套頂部為兩個同等大小的圓不同心疊加而成，圓的直徑略大於所述鋼製卡扣的鋼帽的直徑，所述鋼套內部掏空並在端部內側設有一橫截面為圓弧形的實心鋼製插銷；所述的插銷與鋼塞的光滑平面直接接觸。
[0011]前述的風力機塔架與基座的卡扣式法蘭連接結構，所述的塔筒法蘭盤位於塔筒底部，所述的基座法蘭盤位於基座頂部，所述的塔筒、塔筒法蘭盤、基座、基座法蘭盤和加固套件均為預製。
[0012]風力機塔架與基座的卡扣式法蘭連接方法，其特徵在於，包括如下步驟:
O預製所述塔筒及塔筒法蘭盤；預製所述基座及基座法蘭盤；預製所述加固套件；
2)將所述基座固定在土層中；
3)所述塔筒與基座通過塔筒法蘭盤和基座法蘭盤實現同心連接並進行扭轉固定；
4)通過所述加固套件對連接處進行加固。
[0013]前述的風力機塔架與基座的卡扣式法蘭連接方法，在步驟3)中，將塔筒與基座軸向同心對齊，並讓塔筒法蘭盤上的孔眼較大圓對準基座上部鋼製卡扣鋼帽，基座法蘭盤的鋼製卡扣穿過塔筒法蘭盤孔眼的較大圓，待鋼製卡扣的剛帽底部離開塔筒法蘭盤平面，使塔筒軸向沿孔眼空缺處旋轉使鋼製卡扣扣身剛好固定於塔筒法蘭盤孔眼的較小圓內。
[0014]在步驟4)中，連接處是指孔眼與鋼製卡扣的連接處；具體步驟為:將預製好的鋼塞放入塔筒法蘭盤孔眼空缺處，並讓鋼塞的凹槽面壓緊鋼製卡扣的扣身，此時鋼製卡扣扣身完全被夾住，最後把鋼套開口向下，使得鋼製插銷插入塔筒法蘭盤孔眼空缺處並使得鋼套完全罩住鋼製卡扣外露的鋼帽。
[0015]本發明提供了一種較簡單便捷的塔筒與基座的連接方式，並通過所述鋼套使法蘭孔和鋼製卡扣與周圍空氣隔絕開，從而起到了防腐蝕提高耐久性的作用。且成本低廉，施工方便，有利於此項技術的推廣普及。
[0016]【專利附圖】
【附圖說明】:
圖1是所述塔架與基礎的卡扣式法蘭連接結構示意圖圖2是所述塔架與基礎的卡扣式法蘭連接結構俯視圖圖3是所述塔架與基礎的卡扣式法蘭連接結構平視圖圖4是所述塔架結構示意圖；
圖5是所述塔架結構俯視圖；
圖6是所述塔架法蘭盤孔洞細節圖；
圖7是所述基座結構不意圖；
圖8是所述基座頂部鋼製卡扣細節圖；
圖9是所述塔架與基座裝配並扭轉後沒有插入穩定加固套件時的結構示意圖；
圖10是所述鋼塞結構示意圖；
圖11是所述鋼套結構示意圖；
圖12是所述穩定加固部件裝配完成後，鋼套鋼塞與卡扣扣身的結構示意剖面圖。
[0017]附圖標記:
1-塔筒，2-塔筒預製混凝土法蘭盤，3-通孔，4-孔眼，5-基座座身，6-基座預製混凝土法蘭盤，7-基座座身與法蘭盤過渡段，8-擴展底座，9-預埋鋼製卡扣，10-鋼製卡扣鋼帽，11-鋼製卡扣扣身，12-鋼塞，13-鋼製插銷，14-鋼套套身。
[0018]【具體實施方式】: 下面結合附圖對本發明實施方式做詳細說明。
[0019]根據圖1-8，風力機塔架與基座的卡扣式法蘭連接結構中，所述塔筒I中間設有一小通孔3，方便後期通過線纜；塔筒I底部設有一塔筒預製混凝土法蘭盤2，塔筒法蘭盤上呈輻射式圓環狀均勻布置有特製孔眼4，孔眼4輪廓為兩個不同大小的圓不同心疊加而成，且大小圓的圓心到塔筒I所在圓的圓心距離相等，孔眼4具體形狀及布置參見圖5。
[0020]一種風力機基座，所述基座頂部設有一基座預製混凝土法蘭盤6，基座法蘭盤上部設有呈輻射式圓環狀均勻布置的預埋鋼製卡扣9，卡扣呈釘子狀，具體形狀及布置參見圖7。基座包括基座座身5、基座座身與法蘭盤過渡段7和擴展底座8。
[0021]一種穩定加固套件，包括鋼塞12及鋼套，所述鋼塞12與鋼套作用於法蘭盤孔眼與鋼扣處，所述鋼塞鋼套與所述鋼製卡扣扣身11緊密結合。其中，所述鋼塞12厚度與所述鋼製卡扣扣身11高度相同，所述鋼塞12上有一半圓形凹槽,其半圓直徑與所述鋼製卡扣扣身11直徑相同，所述鋼塞凹槽相對面為一光滑平面，如圖10所示。進一步地，所述鋼套套身14頂部形狀為兩個同等大小的圓不同心疊加而成，圓的直徑略大於所述鋼製卡扣鋼帽10的直徑，所述鋼套內部掏空並在一端下部設有一橫截面為圓弧形的鋼製插銷13，如圖11所
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[0022]所述塔筒與基座通過法蘭盤實現同心連接並進行扭轉固定，所述塔筒法蘭盤孔眼上的較大圓孔部分對準所述基座的鋼製卡扣並套入，然後軸向扭轉塔筒使鋼製卡扣扣身嵌進孔眼較小圓孔部分，用所述鋼塞凹槽面卡住鋼製卡扣扣身，最後套上鋼套，讓鋼套完全罩住鋼製卡扣鋼帽，鋼套下的鋼製插銷插入鋼塞與孔眼較大圓孔中間部分，使得整個連接結構鎖死，裝配完成。
[0023]力機塔架與基座的卡扣式法蘭連接方法具體步驟如下:預製塔筒(即塔架底部的圓筒形結構)，塔筒中心底部留有通孔，作為電纜排線的入口，塔筒底部預製有混凝土法蘭盤，並在所述法蘭盤上預製輻射式孔眼，孔眼形狀及布局參見圖5，圖6 ;
在風力機放置點開挖地基，布置好基座，所述基座頂部同樣預製一混凝土法蘭盤，法蘭盤上部預埋有鋼製卡扣，同樣輻射式布置，卡扣形狀及布局參見圖7，圖8 ;
將塔筒與基座軸向同心對齊，並讓塔筒法蘭盤上的孔眼較大處圓對準基座上部鋼製卡扣鋼帽，緩慢地將塔筒套入基座，並讓塔筒軸向沿孔眼空缺處旋轉，直至基座上部的鋼製卡扣緊緊卡在塔筒法蘭盤孔眼的較小圓處，如圖9所示。
[0024]將預製好的鋼塞放入旋轉好的塔筒法蘭盤孔眼空缺處，並讓鋼塞的凹槽面壓緊鋼製卡扣的扣身，此時鋼製卡扣扣身完全被夾住，最後把鋼套開口向下，使得鋼製插銷插入塔筒法蘭盤孔眼空缺處並使得鋼套完全罩住鋼製卡扣外露的鋼帽，此時整個塔架基座連接段裝配完成。
[0025]以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特徵和優點。本行業的技術人員應該了解，上述實施例不以任何形式限制本發明，凡採用等同替換或等效變換的方式所獲得的技術方案，均落在本發明的保護範圍內。
【權利要求】
1.風力機塔架與基座的卡扣式法蘭連接結構，包括塔筒和基座，其特徵在於，所述塔筒與基座通過塔筒法蘭盤和基座法蘭盤連接，所述塔筒法蘭盤上設有若干孔眼，所述基座法蘭盤上設有能與所述孔眼相吻合的若干鋼製卡扣；還包括作用於塔筒法蘭盤孔眼及鋼製卡扣的加固套件。
2.根據權利要求1或2所述的風力機塔架與基座的卡扣式法蘭連接結構，其特徵在於，所述塔筒位於塔架底部，所述塔筒法蘭盤的孔眼為輻射式圓環狀均勻分布；輻射式孔眼由一個大圓和一個小圓不同心疊加而成，且大小圓的圓心到塔筒所在圓的圓心距離相等。
3.根據權利要求2所述的風力機塔架與基座的卡扣式法蘭連接結構，其特徵在於，所述基座法蘭盤的鋼製卡扣呈輻射式圓環狀均勻分布。
4.根據權利要求3所述的風力機塔架與基座的卡扣式法蘭連接結構，其特徵在於，所述鋼製卡扣設有呈扁平圓柱體形的鋼帽和呈長圓柱體形的扣身，鋼帽直徑與所述塔筒法蘭盤上孔眼較大圓的直徑相同；扣身直徑與所述塔筒法蘭盤上孔洞較小圓的直徑相同；剛帽和扣身同心疊加，所述卡扣橫截面呈T字形。
5.根據權利要求4所述的風力機塔架與基座的卡扣式法蘭連接結構，其特徵在於，所述的加固套件包括鋼塞與鋼套，所述的鋼製卡扣固定於孔眼的較小圓時，剛塞和剛套佔據孔眼的較大圓，通過設置於剛塞的半圓形凹槽卡住鋼製卡扣。
6.根據權利要求5所述的風力機塔架與基座的卡扣式法蘭連接結構，其特徵在於，所述鋼塞厚度與所述鋼製卡扣扣身高度相同，所述鋼塞上的半圓形凹槽，其半圓直徑與所述鋼製卡扣扣身直徑相同，所述鋼塞凹槽相對面為一光滑平面。
7.根據權利要求6所述的風力機塔架與基座的卡扣式法蘭連接結構，其特徵在於，所述鋼套頂部為兩個同等大小的圓不同心疊加而成，圓的直徑略大於所述鋼製卡扣的鋼帽的直徑，所述鋼套內部掏空並在端部內側設有一橫截面為圓弧形的實心鋼製插銷；所述的插銷與鋼塞的光滑平面直接接觸。
8.風力機塔架與基座的卡扣式法蘭連接方法，其特徵在於，包括如下步驟: O預製所述塔筒及塔筒法蘭盤；預製所述基座及基座法蘭盤；預製所述加固套件； 2)將所述基座固定在土層中； 3)所述塔筒與基座通過塔筒法蘭盤和基座法蘭盤實現同心連接並進行扭轉固定； 4)通過所述加固套件對連接處進行加固。
9.根據權利要求8所述的風力機塔架與基座的卡扣式法蘭連接方法，其特徵在於，在步驟3)中，將塔筒與基座軸向同心對齊，並讓塔筒法蘭盤上的孔眼較大圓對準基座上部鋼製卡扣鋼帽，基座法蘭盤的鋼製卡扣穿過塔筒法蘭盤孔眼的較大圓，待鋼製卡扣的剛帽底部離開塔筒法蘭盤平面，使塔筒軸向沿孔眼空缺處旋轉使鋼製卡扣扣身剛好固定於塔筒法蘭盤孔眼的較小圓內。
10.根據權利要求9所述的風力機塔架與基座的卡扣式法蘭連接方法，其特徵在於，在步驟4)中，連接處是指孔眼與鋼製卡扣的連接處；具體步驟為:將預製好的鋼塞放入塔筒法蘭盤孔眼空缺處，並讓鋼塞的凹槽面壓緊鋼製卡扣的扣身，此時鋼製卡扣扣身完全被夾住，最後把鋼套開口向下，使得鋼製插銷插入塔筒法蘭盤孔眼空缺處並使得鋼套完全罩住鋼製卡扣外露的鋼帽。
【文檔編號】F16B1/00GK104405734SQ201410539895
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年10月13日 優先權日:2014年10月13日
【發明者】張靈熙, 蔡新, 潘盼, 朱傑, 舒超, 江敏敏, 張羽 申請人:河海大學