CN103597142A - 用于将太阳能收集器支承结构的基础放置在地面中的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明使得太阳能收集器支承结构的基础以简单、整齐和低成本的方式快速、精确地放置在地面（1）中。所述装置包括：至少一个的柱（3），该柱具有适用于插入地面（1）的第一端（4）和从地面（1）上突出的第二端（5）；以及用于将柱（3）连接于结构（2）的装置，该装置包括螺杆（7）或盖子（30）。该方法包括：将柱（3）的第一端（4）导入到地面（1）中，将第二端（5）留在地面（1）的外面；将螺杆（7）固定到柱（3）上；并且将结构（2）固定到螺杆（7）或盖子（30）上。

Description

用于将太阳能收集器支承结构的基础放置在地面中的装置和方法

发明目的

本发明属于太阳能利用的技术领域。更具体地，本发明的目的涉及用于将太阳能收集器的支承结构锚定在地面的装置和方法。

本发明的背景技术

在构造领域中，已知所谓的桩用来作为用于锚定结构的构造元件，在桩位于致使常规的基础底脚或板层技术上或经济上不能实行的深度时，允许将负载转移到防土层。

在这种连结中，英国专利GB2360809涉及桩及安装方法，该专利公开了包括杆件的桩，该杆件具有至少一个充当螺纹的螺旋线，以促进杆件刺入地面中，其中螺旋线具有用于在杆件刺入过程中径向向外压迫地面的犁形负载侧。桩导入过程包括在插入真空的导入过程中在杆件周围加入粘合剂，该真空是由犁形组件造成的。

类似地，英国专利GB2397327涉及包括有至少两个部分的桩，该至少两个部分为了固定有效桩长度而伸缩地轴向对准，该专利包括固定装置，该固定装置用于允许各部分中的一个在多个位置与另一个固定，以可选地确定桩的总长度。

具体来说，在太阳能领域中，已知可使用基桩来将光伏太阳能电池板结构锚定到地面上。

然而，太阳能聚光结构中桩的应用，例如，PTC型（抛物槽式收集器）的应用具有缺点，该缺点尤其是由于高应力引起的，与光伏收集器有关的集热器基础承受该高应力。此外，固定使用层使准确度要求成为必需，该准确度要求不是所有使用的系统都能达到的。

所提出的问题包括用于将太阳能收集器结构固定到基础桩上的限定装置，从而允许以简单和高度精确的方式执行固定。

发明内容

根据第一方面，本发明描述了用于铺设用于太阳能收集器的支承结构的基础的装置，包括：

-至少一个桩，该桩具有适合于插入地面的第一端和从地面上突出的第二端；以及

-用于将桩与结构连接的连接装置。

根据本发明的第一实施例，用于将桩与结构连接的连接装置包括螺杆，该连接装置通过螺杆（有螺纹的或没螺纹的）下端连接到桩上，并且可通过与下端相对的具有螺纹的上端与结构连接。根据第一实施例，螺栓下端容纳并固定在主体中，该主体插入在桩（端部从地面上突出）的第二端中并与所述桩固定。较佳的是，主体由通过烘干和/或固化能硬化和粘结于桩和螺杆的可硬化材料制成，诸如，例如，水泥、混凝土或砂浆。

本发明的第二方面涉及用于使用本发明的装置将太阳能收集器的支承结构锚定于地面上的方法，包括如下步骤：

-将桩的第一端导入到地面中，第二端留在地面上；以及

-将结构固定到桩的外端。

当连接装置包括螺杆时，方法可以包括将螺杆固定到桩上的附加步骤。

因此，螺杆可根据下面步骤固定到桩上：

-在桩的第二端上限定出至少部分敞开的容器；

-将螺杆的下端放置并保持在容器内部的适当位置，较佳地使用模板或地形控制；

-通过第二开口将可硬化材料灌注到所述容器的内部中；以及

-使得可硬化材料硬化。

或者，先灌注可硬化材料并随后在所述材料硬化之前在所述可硬化材料中插入螺杆的下端。

较佳地，在桩的第二端限定出容器包括：强制地导入第一水密封弹性塞件到一定深度，该第一水密封弹性塞件较佳地是聚苯乙烯泡沫塑料，具有稍大于桩的第二端的截面的尺寸，所述容器由第一塞件和位于第一塞件之上的桩的第二端的内表面构成。

可选地，包括限定出容器的步骤可包括强制地将第二水密封弹性塞件导入比第一深度浅的第二深度，该第二水密封弹性塞件较佳地是聚苯乙烯泡沫塑料，具有稍大于桩的第二端的截面的尺寸，所述第二塞件具有用于插入螺杆的第一开口和用于灌注可硬化材料的第二开口。第一开口的位置较佳地可通过使用模板或地形控制来确定。

根据第二优选实施例，连接装置包括紧密地布置在桩的第二端的外部周围的塞件来代替螺杆，所述塞件具有用于将桩固定到结构的第一固定装置。较佳地，固定装置包括具有用于固定到塞件的第一侧和用于固定到结构的第二侧的金属支架。第二侧还可用螺杆或者其它类型的紧固件固定至结构。

根据第三优选实施例，除了螺杆之外，连接装置还包括：

-第一板，该第一板固定在桩的第二端的上部，具有多个第一狭槽；以及

-一叠放在第一板上的第二板，该第二板具有第一孔和第二狭槽（计划中），该第二狭槽的准线与第一狭槽的准线相交并至少部分地与第一狭槽交迭，以借助第二固定装置使第一板和第二板固定在相对可变的位置中，所述第二固定装置可插入第一狭槽和第二狭槽中；

其中螺杆穿过第一孔固定于第二板。

较佳地，第一狭槽和第二狭槽包括：

-第一和第二直槽，该第一和第二直槽的导线是直线部分，较佳地是沿从外部周线朝向板内部的方向延伸；以及

-第一和第二圆周狭槽，该第一和第二圆周狭槽的准线是圆周部分，较佳地是相对于板中心的圆周部分；

其中每个第一狭槽与第二圆周狭槽交迭，以及每个第一圆周狭槽与第二径向狭槽交迭。

因此，螺杆的固定包括以下步骤：

-将第一板固定到桩上；

-将螺杆下端导入到第一螺杆中，并将所述螺杆固定到第二板上；

-将第二板叠加在第一板上，至少部分地将第一狭槽与第二狭槽相对准；以及

-通过将第二固定装置导入穿过狭槽而将第一板螺丝固定在第二板上。

以适用于所述实施例中任一个的方式，连接装置还可包括连接元件，较佳地是具有扁平面的轮廓件，其中扁平面包括孔以促进桩与结构的固定，所述扁平面适合于将结构搁置在所述扁平面上。

可选地，所说明的方法包括在将所述桩导入到地面中之前，确定桩相对于地面的位置，以及如果使用螺杆的话，在将螺杆固定到桩之前，确定螺杆相对于桩的位置。螺杆和/或桩的位置较佳地用以下技术之一来确定:

-地形的确定和控制;以及

-使用具有标示桩和/或螺杆的相对位置记号的模板。

本发明允许以快速、精确和低成本的方式，将用于太阳能收集器的支承结构简单并整齐地锚定在地面上，而不需要搬运车通道、水泥搅拌机等。

附图说明

为了补充描述并帮助更好地理解本发明的特征，根据本发明中的优选实施例，为所述说明书附上作为其完整部分的一系列附图，其中，下面的附图用示例性而非限制性的方式来示出：

图1示出了根据第一优选实施例的装置的剖视图。

图2示出了根据第二优选实施例的装置的视图。

图3a示出了根据第三优选实施例的第一板的透视图。

图3b示出了根据第三优选实施例的第二板的透视图。

图3c示出了根据第三优选实施例的第一板和第二板连接在一起的透视图。

图3d示出了在第一板和第二板之间的连接的侧视图。

图4a示出了通过轮廓件在桩和结构之间的连接的示例的视图。

图4b示出了通过图4a中的轮廓件来连接细节图。

本发明的优选实施例

正如图1、2、3a、3b、3c、3d、4a和4b可见，根据本发明，用于将太阳能收集器的支承结构（2）锚定到地面（1）上的装置，包括：至少一个桩（3），该桩具有适用于插入地面（1）的第一端（4）和从地面（1）上突出的第二端（5）；以及用于将桩（3）连接于结构（2）的连接装置。类似的，使用本发明的装置来将太阳能收集器的支承结构（2）锚定于地面（1）上的方法包括以下步骤：将桩（3）的第一端（4）导入地面（1）中，将第二端（5）留在地面（1）上；并且将结构（2）固定在螺杆（7）上。

如图1所示，根据本发明的第一实施例，用于将桩（3）连接到结构（2）的连接装置包括螺杆（7），该螺杆通过下端（8）（螺纹的或没有螺纹的）连接到桩（3）的，并可通过与下端（8）相对的螺纹上端（9）连接到结构（2）。

继续第一实施例，方法包括将螺杆固定到桩的先前步骤。为此，螺杆（7）的下端（8）容纳在由砂浆形成的主体（10）中，该主体插入到桩（3）的第二端（5）中并固定到所述桩（3）上。

因此，螺杆（7）可通过以下方式固定在桩（3）上：在螺杆（7）之前，通过桩（3）的第二端（5）强制地和连续地导入较佳地为聚苯乙烯泡沫塑料的第一水密封塞件（13）和第二水密封塞件（14），第一水密封塞件（13）和第二水密封塞件（14）具有稍大于桩（3）的第二端（5）的横截面的尺寸，在两个塞件之间限定容器（未示出）。接着，在第二塞件（14）中开有第二开口（12）和第一开口（未示出），以及砂浆通过第二开口（12）灌注入容器中，允许所述砂浆硬化。第一开口的位置较佳地可通过使用模板或地形控制来确定。接着，螺杆（7）的下端（8）容纳在所述第一开口内。

如图2所示，根据第二优选实施例，连接装置包括紧密连接在桩的第二端（5）的外部周围的塞件（30）来代替螺杆（7），所述塞件（30）具有呈金属支架（31）形式的第一连接装置，该金属支架具有用于固定到塞件（30）的第一侧（32），以及具有用于直接固定到结构（2）的孔的第二侧（33）。此外，第一固定装置可包括第二支架（34），该第二支架包括搁置在第二侧（33）上的有孔下侧（35）的，和其上搁置结构（2）的上侧（36）。为什么第一支架（31）或第二支架（32）不能通过螺杆（7）固定到结构（2）上是没有理由的。

如图3a、3b、3c和3d可见，根据第三优选实施例，除了螺杆（7），连接装置还包括：

-第一板（18），如图3a所示，该第一板较佳为圆形且与桩（3）的第二端（5）的上部固定，具有多个第一狭槽（20，21）；

-第二板（24），该第二板较佳是圆形的（见图3b）且放置在第一板（18）（见图3c和3d），具有第一孔（未示出）和第二狭槽（22，23）；以及

-较佳为螺杆（见图3c）的第二固定装置（26），该第二固定装置可插入通过第一狭槽（20，21）和第二狭槽（22，23）以用于将第一板（18）固定在第二板（24）上，其中螺杆（7）经过第二板（24）的第一孔并固定于第二板（24）上。

在第三实施例中，第一狭槽（20，21）和第二狭槽（22，23）包括：

-直槽（20，22），该直槽的准线是相对于板（18，24）中心在径向方向延伸的直线部分；以及

-圆周槽（21，23），该圆周槽的准线是相对于板（18，24）的中心的同心圆周部分；

其中每个第一直槽（20）与第二圆周狭槽（23）交迭，以及每个第一圆周狭槽（21）与第二直槽（22）交迭。

根据第三实施例，螺杆（7）与桩（3）的固定包括步骤：将第一板（18）固定到桩（3）上；将螺杆（7）的下端导入到第二板（24）的第一孔中，并且将所述螺杆（7）固定到所述第二板（24）上；在第一板（18）上叠加第二板（24），至少部分地将第一狭槽（20，21）与第二狭槽（22，23）相对准；以及通过将第二固定装置（26）导入通过狭槽（20，21，22，23）而将第一板（18）拧至第二板（24）。

如图4a和4b可见，以适用于所述实施例中任一个的方式，连接装置还包括连接元件，该连接元件较佳地是具有扁平面（29）的轮廓件（15），其中所述扁平面（29）包括用于促进桩和结构之间连接的第二孔（未示出）；类似的，使扁平面（29）适配以使结构（2）搁置在所述扁平面（29）上。具体来说，在使用螺杆（7）的情况下，第二孔用于容纳及固定两个相邻桩（3）的螺杆（7）。

所说明的方法还包括以下步骤：在将所述桩（3）导入地面（1）中之前，确定桩（3）相对于地面（1）的位置，以及当使用螺杆（7）时，在将螺杆（7）固定到桩（3）之前，确定所述螺杆（7）相对于桩（3）的位置。螺杆（7）和/或桩（3）的位置较佳地用至少以下技术之一来确定:地形的确定和控制；以及使用具有标示桩（3）和/或螺杆（7）的相对位置记号的模板（未示出）。

Claims (26)

1.一种用于将太阳能收集器的支承结构（2）锚定在地面（1）上的装置，包括：

至少一个桩（3），所述桩具有适合于插入所述地面（1）中的第一端（4）和从地面（1）上突出的第二端（5）；以及

用于将桩（3）与结构（2）连接的连接装置，

其特征在于，连接装置包括螺杆（7），所述螺杆通过下端（8）连接到桩（3）上，并可通过与下端（8）相对的螺纹上端（9）与结构（2）连接。

2.一种用于将太阳能收集器的支承结构（2）锚定在地面（1）上的装置，包括：

至少一个的桩（3），所述桩具有适合于插入所述地面（1）中的第一端（4）和从地面（1）上突出的第二端（5）；以及

用于将桩（3）与结构（2）连接的连接装置，

其特征在于，连接装置包括设置在桩（3）的第二端（5）的外部的塞件（30），所述塞件（30）具有用于将所述塞件（30）连接到所述桩（3）和结构（2）上的第一固定装置。

3.根据权利要求2所述的用于将太阳能收集器的支承结构（2）锚定在地面（1）上的装置，其特征在于，所述第一固定装置包括金属支架（31），所述金属支架具有用于固定到塞件（30）的第一侧（32）和用于固定到结构（2）的第二侧（33）。

4.根据权利要求3所述的用于将太阳能收集器的支承结构（2）锚定在地面（1）上的装置，其特征在于，所述第一固定装置还包括第二支架（34），所述第二支架包括搁置在第二侧（33）上的有孔下侧（35）和其上搁置结构（2）的上侧（36）。

5.根据权利要求3或4中任一个所述的用于将太阳能收集器的支承结构（2）锚定在地面（1）上的装置，其特征在于，还包括用于将第一支架（31）或第二支架（32）固定在结构（2）上的螺杆（7）。

6.根据权利要求1所述的用于将太阳能收集器的支承结构（2）锚定在地面（1）上的装置，其特征在于，螺杆（7)的下端容纳并固定在主体（10）中，所述主体插入到桩（3）的第二端（5）中并固定在所述桩（3）上。

7.根据权利要求6所述的用于将太阳能收集器的支承结构（2）锚定在地面（1）上的装置，其特征在于，所述主体（10）由通过烘干和/或固化容易硬化和粘结于桩（3）和螺杆（7）的材料制成。

8.根据权利要求7所述的用于将太阳能收集器的支承结构（2）锚定在地面（1）上的装置，其特征在于，所述主体（10）的材料选自以下材料中的至少一种：

-水泥；

－混凝土；和

－砂浆。

9.根据权利要求1所述的用于将太阳能收集器的支承结构（2）锚定在所述地面（1）上的装置，其特征在于，所述连接装置还包括：

第一板（18），所述第一板固定在所述桩（3）的第二端（5）的上部并具有多个第一狭槽（20，21）；以及

叠放在所述第一板（18）上的第二板（24），所述第二板具有第一孔和第二狭槽（22，23），所述第二狭槽的准线与所述第一狭槽（20，21）的准线相交并至少部分地与所述第一狭槽（20，21）交迭，以借助第二固定装置（26）使所述第一板（18）和所述第二板（24）固定在相对可变的位置中，所述第二固定装置可插入第一狭槽（20，21）和第二狭槽（22，23）中；

其中螺杆（7）经过第二板（24）的第一孔并固定到第二板（24）上。

10.根据权利要求9所述的用于将太阳能收集器的支承结构（2）锚定在地面（1）上的装置，其特征在于，所述板（18，24）是圆形的。

11.根据权利要求9所述的用于将太阳能收集器的支承结构（2）锚定在地面（1）上的装置，其特征在于，所述第一狭槽（20，21）和所述第二狭槽（22，23）包括：

直槽（20，22），所述直槽的准线是直线部分；以及

圆周槽（21，23），所述圆周槽的准线是同心圆周部分；

其中每个第一直槽（20）与第二圆周狭槽（23）交迭，以及每个第一圆周狭槽（21）与第二直槽（22）交迭。

12.根据权利要求11所述的用于将太阳能收集器的支承结构（2）锚定在地面（1）上的装置，其特征在于，所述直槽（20，22）的准线从外部周线朝向所述板（18，24）内部延伸。

13.根据权利要求10或11所述的用于将太阳能收集器的支承结构（2）锚定在地面（1）上的装置，其特征在于，所述直槽（20，22）的准线相对于所述板（18，24）的中心在径向方向上延伸，以及所述圆周狭槽（21，23）的准线相对于所述中心同心。

14.根据权利要求1或2中任一个所述的用于将太阳能收集器的支承结构（2）锚定在地面（1）上的装置，其特征在于，所述连接装置还包括连接元件，所述连接元件具有扁平面（29），其中所述扁平面（29）包括用于将所述桩（3）连接到所述结构（2）上的第二孔。

15.根据权利要求14的任一个所述的用于将太阳能收集器的支承结构（2）锚定在地面（1）上的装置，其特征在于，所述第二孔适用于容纳并固定两个相邻桩（3）的螺杆（7）。

16.根据权利要求14所述的用于将太阳能收集器的支承结构（2）锚定在所述地面（1）上的装置，其特征在于，所述连接元件是轮廓件（15）。

17.一种使用根据前述权利要求中任一所述装置将太阳能收集器的支承结构（2）锚定在所述地面（1）上的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

将所述桩（3）的所述第一端（4）导入地面（1）中，将所述第二端（5）留在所述地面（1）上；以及

将所述螺杆（7）固定到所述桩（3）或所述塞件（30）上。

18.根据权利要求17所述的用于将太阳能收集器的支承结构（2）锚定在地面（1）上的方法，其特征在于，将所述螺杆（7）固定到所述桩（3）包括以下步骤：

在所述桩（3）的所述第二端上限定出至少部分敞开的容器；

将所述螺杆（7）的下端（8）放置并保持在所述容器内部的适当位置；

将可硬化材料灌注入所述容器的所述内部；以及

使得可硬化材料硬化。

19.根据权利要求18所述的用于将太阳能收集器的支承结构（2）锚定在地面（1）上的方法，其特征在于，在放置螺杆（7）的下端（8）之前灌注所述可硬化材料。

20.根据权利要求18或19中任一个所述的用于将太阳能收集器的支承结构（2）锚定在地面（1）上的方法，其特征在于，限定出容器包括：强制地导入第一水密封弹性塞件（13）到第一深度，所述第一水密封弹性塞件具有稍大于所述桩（3）的所述第二端（5）的截面的尺寸。

21.根据权利要求20所述的用于将太阳能收集器的支承结构（2）锚定在地面（1）上的方法，其特征在于，所述方法包括强制地导入第二水密封弹性塞件（14）到第二深度的附加步骤，所述第二深度浅于第一深度，所述第二水密封弹性塞件（14）具有稍大于所述桩（3）的所述第二端（5）的截面的尺寸。

22.根据权利要求20或21中任一个所述的用于将太阳能收集器的支承结构（2）锚定在地面（1）上的方法，其特征在于，所述第一塞件（13）和所述第二塞件（14）由聚苯乙烯泡沫塑料制成。

23.根据权利要求17所述的用于将太阳能收集器的支承结构（2）锚定在地面（1）上的方法，其特征在于，将所述螺杆（7）固定到所述桩（3）包括以下步骤：

将所述第一板（18）固定到所述桩（3）的第二端（5）；

将所述螺杆（7）的下端（8）导入到所述第二板（24）的第一孔中，以及将所述螺杆（7）固定到所述第二板（24）上；

将所述第二板（24）叠加在所述第一板（18）上，至少部分地将所述第一狭槽（20，21）与所述第二狭槽（22，23）相对准；以及

通过将所述固定装置（26）导入通过所述狭槽（20，21，22，23）来将所述第一板（18）固定到所述第二板（24）上。

24.根据权利要求17所述的用于将太阳能收集器的支承结构（2）锚定在地面（1）上的方法，其特征在于，所述方法包括在将所述桩（3）导入到所述地面之前、确定所述桩（3）相对于所述地面（1）的位置的附加步骤。

25.根据权利要求17所述的用于将太阳能收集器的支承结构（2）锚定在地面（1）上的方法，其特征在于，所述方法包括在将所述桩（3）固定到所述螺杆（7）之前、确定所述螺杆（7）相对于所述桩（3）的位置的附加步骤。

26.根据权利要求24或25中任一个所述的用于将太阳能收集器的支承结构（2）锚定在地面（1）上的方法，其特征在于，使用以下技术的至少一种来确定所述螺杆（7）和/或所述桩（3）的位置：

地形的确定和控制;以及

使用具有标示所述桩（3）和/或所述螺杆（7）的相对位置的记号的模板。

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