CN104405734B - 风力机塔架与基座的卡扣式法兰连接结构及连接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种风力机塔架与基座的卡扣式法兰连接结构及连接方法,涉及塔架结构技术领域,为能够提高连接的稳定性与结构寿命且降低装配难度而设计。所述结构包括塔架和基座,所述塔架底部与基座顶部均设有一混凝土法兰盘,两者同心连接,让所述基座顶部的钢扣穿过所述塔架法兰盘孔眼,并让塔架旋转适当角度,使得所述塔架基础底部法兰盘被所述基座钢扣咬住,再进行固定。最后在钢扣与法兰盘孔咬合处套上特制防尘帽。本发明操作简便,成本低廉,可有效降低沿海风力机底座金属结构腐蚀程度,提高使用寿命,并能重复使用。
Description
技术领域:
本发明涉及一种塔架结构,尤其涉及一种风力机塔架与基座的卡扣式法兰连接结构及连接方法。
背景技术:
风力机塔架在整个风力机结构中起到了承上启下的作用,重要性显而易见。而塔架与基础连接的质量,直接影响到整个风力机能否正常运转。现有风力机塔架与基础一般采用传统的钢制法兰连接:塔架与基座同心对准后,把二者法兰盘贴紧,孔眼对齐,再用高强螺栓穿过孔眼进行固定。这种连接装配麻烦,一个塔架与基座对口连接有时需要十几甚至几十个螺栓加固连接,而且由于风力机工作环境严苛,日晒雨淋下螺栓与法兰盘难免会锈蚀,从而使此种法兰连接强度变弱,需要适时更换螺栓,增加了维修保养的费用。所以设计一种既装配简单,又能长时间抗腐蚀的连接结构就显得尤为重要。
发明内容:
本发明旨在改进现有的塔架基础的装配方式,并通过适当方法提升沿海风力机基座的重复使用率,进而提供一种风力机塔架与基座的卡扣式法兰连接结构及连接方法。
为实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:
风力机塔架与基座的卡扣式法兰连接结构,包括塔筒和基座,其特征在于,所述塔筒与基座通过塔筒法兰盘和基座法兰盘连接,所述塔筒法兰盘上设有若干孔眼,所述基座法兰盘上设有能与所述孔眼相吻合的若干钢制卡扣;还包括作用于塔筒法兰盘孔眼及钢制卡扣的加固套件。
前述的风力机塔架与基座的卡扣式法兰连接结构,所述塔筒位于塔架底部,所述塔筒法兰盘的孔眼为辐射式圆环状均匀分布;辐射式孔眼由一个大圆和一个小圆不同心叠加而成,且大小圆的圆心到塔筒所在圆的圆心距离相等。
前述的风力机塔架与基座的卡扣式法兰连接结构,所述基座法兰盘的钢制卡扣呈辐射式圆环状均匀分布。
前述的风力机塔架与基座的卡扣式法兰连接结构,所述钢制卡扣设有呈扁平圆柱体形的钢帽和呈长圆柱体形的扣身,钢帽直径与所述塔筒法兰盘上孔眼较大圆的直径相同;扣身直径与所述塔筒法兰盘上孔洞较小圆的直径相同;刚帽和扣身同心叠加,所述卡扣横截面呈T字形。
前述的风力机塔架与基座的卡扣式法兰连接结构,所述的加固套件包括钢塞与钢套,所述的钢制卡扣固定于孔眼的较小圆时,刚塞和刚套占据孔眼的较大圆,通过设置于刚塞的半圆形凹槽卡住钢制卡扣。
前述的风力机塔架与基座的卡扣式法兰连接结构,所述钢塞厚度与所述钢制卡扣扣身高度相同,所述钢塞上的半圆形凹槽,其半圆直径与所述钢制卡扣扣身直径相同,所述钢塞凹槽相对面为一光滑平面。
前述的风力机塔架与基座的卡扣式法兰连接结构,所述钢套顶部为两个同等大小的圆不同心叠加而成,圆的直径略大于所述钢制卡扣的钢帽的直径,所述钢套内部掏空并在端部内侧设有一横截面为圆弧形的实心钢制插销;所述的插销与钢塞的光滑平面直接接触。
前述的风力机塔架与基座的卡扣式法兰连接结构,所述的塔筒法兰盘位于塔筒底部,所述的基座法兰盘位于基座顶部,所述的塔筒、塔筒法兰盘、基座、基座法兰盘和加固套件均为预制。
风力机塔架与基座的卡扣式法兰连接方法,其特征在于,包括如下步骤:
1)预制所述塔筒及塔筒法兰盘;预制所述基座及基座法兰盘;预制所述加固套件;
2)将所述基座固定在土层中;
3)所述塔筒与基座通过塔筒法兰盘和基座法兰盘实现同心连接并进行扭转固定;
4)通过所述加固套件对连接处进行加固。
前述的风力机塔架与基座的卡扣式法兰连接方法,在步骤3)中,将塔筒与基座轴向同心对齐,并让塔筒法兰盘上的孔眼较大圆对准基座上部钢制卡扣钢帽,基座法兰盘的钢制卡扣穿过塔筒法兰盘孔眼的较大圆,待钢制卡扣的刚帽底部离开塔筒法兰盘平面,使塔筒轴向沿孔眼空缺处旋转使钢制卡扣扣身刚好固定于塔筒法兰盘孔眼的较小圆内。
在步骤4)中,连接处是指孔眼与钢制卡扣的连接处;具体步骤为:将预制好的钢塞放入塔筒法兰盘孔眼空缺处,并让钢塞的凹槽面压紧钢制卡扣的扣身,此时钢制卡扣扣身完全被夹住,最后把钢套开口向下,使得钢制插销插入塔筒法兰盘孔眼空缺处并使得钢套完全罩住钢制卡扣外露的钢帽。
本发明提供了一种较简单便捷的塔筒与基座的连接方式,并通过所述钢套使法兰孔和钢制卡扣与周围空气隔绝开,从而起到了防腐蚀提高耐久性的作用。且成本低廉,施工方便,有利于此项技术的推广普及。
附图说明:
图1是所述塔架与基础的卡扣式法兰连接结构示意图
图2是所述塔架与基础的卡扣式法兰连接结构俯视图
图3是所述塔架与基础的卡扣式法兰连接结构平视图
图4是所述塔架结构示意图;
图5是所述塔架结构俯视图;
图6是所述塔架法兰盘孔洞细节图;
图7是所述基座结构示意图;
图8是所述基座顶部钢制卡扣细节图;
图9是所述塔架与基座装配并扭转后没有插入稳定加固套件时的结构示意图;
图10是所述钢塞结构示意图;
图11是所述钢套结构示意图;
图12是所述稳定加固部件装配完成后,钢套钢塞与卡扣扣身的结构示意剖面图。
附图标记:
1-塔筒,2-塔筒预制混凝土法兰盘,3-通孔,4-孔眼,5-基座座身,6-基座预制混凝土法兰盘,7-基座座身与法兰盘过渡段,8-扩展底座,9-预埋钢制卡扣,10-钢制卡扣钢帽,11-钢制卡扣扣身,12-钢塞,13-钢制插销,14-钢套套身。
具体实施方式:
下面结合附图对本发明实施方式做详细说明。
根据图1-8,风力机塔架与基座的卡扣式法兰连接结构中,所述塔筒1中间设有一小通孔3,方便后期通过线缆;塔筒1底部设有一塔筒预制混凝土法兰盘2,塔筒法兰盘上呈辐射式圆环状均匀布置有特制孔眼4,孔眼4轮廓为两个不同大小的圆不同心叠加而成,且大小圆的圆心到塔筒1所在圆的圆心距离相等,孔眼4具体形状及布置参见图5。
一种风力机基座,所述基座顶部设有一基座预制混凝土法兰盘6,基座法兰盘上部设有呈辐射式圆环状均匀布置的预埋钢制卡扣9,卡扣呈钉子状,具体形状及布置参见图7。基座包括基座座身5、基座座身与法兰盘过渡段7和扩展底座8。
一种稳定加固套件,包括钢塞12及钢套,所述钢塞12与钢套作用于法兰盘孔眼与钢扣处,所述钢塞钢套与所述钢制卡扣扣身11紧密结合。其中,所述钢塞12厚度与所述钢制卡扣扣身11高度相同,所述钢塞12上有一半圆形凹槽,其半圆直径与所述钢制卡扣扣身11直径相同,所述钢塞凹槽相对面为一光滑平面,如图10所示。进一步地,所述钢套套身14顶部形状为两个同等大小的圆不同心叠加而成,圆的直径略大于所述钢制卡扣钢帽10的直径,所述钢套内部掏空并在一端下部设有一横截面为圆弧形的钢制插销13,如图11所示。
所述塔筒与基座通过法兰盘实现同心连接并进行扭转固定,所述塔筒法兰盘孔眼上的较大圆孔部分对准所述基座的钢制卡扣并套入,然后轴向扭转塔筒使钢制卡扣扣身嵌进孔眼较小圆孔部分,用所述钢塞凹槽面卡住钢制卡扣扣身,最后套上钢套,让钢套完全罩住钢制卡扣钢帽,钢套下的钢制插销插入钢塞与孔眼较大圆孔中间部分,使得整个连接结构锁死,装配完成。
力机塔架与基座的卡扣式法兰连接方法具体步骤如下:预制塔筒(即塔架底部的圆筒形结构),塔筒中心底部留有通孔,作为电缆排线的入口,塔筒底部预制有混凝土法兰盘,并在所述法兰盘上预制辐射式孔眼,孔眼形状及布局参见图5,图6;
在风力机放置点开挖地基,布置好基座,所述基座顶部同样预制一混凝土法兰盘,法兰盘上部预埋有钢制卡扣,同样辐射式布置,卡扣形状及布局参见图7,图8;
将塔筒与基座轴向同心对齐,并让塔筒法兰盘上的孔眼较大处圆对准基座上部钢制卡扣钢帽,缓慢地将塔筒套入基座,并让塔筒轴向沿孔眼空缺处旋转,直至基座上部的钢制卡扣紧紧卡在塔筒法兰盘孔眼的较小圆处,如图9所示。
将预制好的钢塞放入旋转好的塔筒法兰盘孔眼空缺处,并让钢塞的凹槽面压紧钢制卡扣的扣身,此时钢制卡扣扣身完全被夹住,最后把钢套开口向下,使得钢制插销插入塔筒法兰盘孔眼空缺处并使得钢套完全罩住钢制卡扣外露的钢帽,此时整个塔架基座连接段装配完成。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解,上述实施例不以任何形式限制本发明,凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案,均落在本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.风力机塔架与基座的卡扣式法兰连接结构,包括塔筒和基座,其特征在于,所述塔筒与基座通过塔筒法兰盘和基座法兰盘连接,所述塔筒法兰盘上设有若干孔眼,所述基座法兰盘上设有能与所述孔眼相吻合的若干钢制卡扣;还包括作用于塔筒法兰盘孔眼及钢制卡扣的加固套件;所述塔筒位于塔架底部,所述塔筒法兰盘的孔眼为辐射式圆环状均匀分布;辐射式孔眼由一个大圆和一个小圆不同心叠加而成,且大小圆的圆心到塔筒所在圆的圆心距离相等;
所述的加固套件包括钢塞与钢套,所述的钢制卡扣固定于孔眼的较小圆时,钢塞和钢套占据孔眼的较大圆,通过设置于钢塞的半圆形凹槽卡住钢制卡扣;所述钢塞凹槽相对面为一光滑平面;所述钢套内部掏空并在端部内侧设有一横截面为圆弧形的实心钢制插销;所述的插销与钢塞的光滑平面直接接触。
2.根据权利要求1所述的风力机塔架与基座的卡扣式法兰连接结构,其特征在于,所述基座法兰盘的钢制卡扣呈辐射式圆环状均匀分布。
3.根据权利要求2所述的风力机塔架与基座的卡扣式法兰连接结构,其特征在于,所述钢制卡扣设有呈扁平圆柱体形的钢帽和呈长圆柱体形的扣身,钢帽直径与所述塔筒法兰盘上孔眼较大圆的直径相同;扣身直径与所述塔筒法兰盘上孔洞较小圆的直径相同;钢帽和扣身同心叠加,所述卡扣横截面呈T字形。
4.根据权利要求3所述的风力机塔架与基座的卡扣式法兰连接结构,其特征在于,所述钢塞厚度与所述钢制卡扣扣身高度相同,所述钢塞上的半圆形凹槽,其半圆直径与所述钢制卡扣扣身直径相同。
5.根据权利要求4所述的风力机塔架与基座的卡扣式法兰连接结构,其特征在于,所述钢套顶部为两个同等大小的圆不同心叠加而成,圆的直径略大于所述钢制卡扣的钢帽的直径。
6.风力机塔架与基座的卡扣式法兰连接方法,其特征在于,包括如下步骤:
1)预制塔筒及塔筒法兰盘;预制基座及基座法兰盘;预制加固套件;
2)将所述基座固定在土层中;
3)所述塔筒与基座通过塔筒法兰盘和基座法兰盘实现同心连接并进行扭转固定;
4)通过所述加固套件对连接处进行加固;
在步骤3)中,将塔筒与基座轴向同心对齐,并让塔筒法兰盘上的孔眼较大圆对准基座上部钢制卡扣钢帽,基座法兰盘的钢制卡扣穿过塔筒法兰盘孔眼的较大圆,待钢制卡扣的钢帽底部离开塔筒法兰盘平面,使塔筒轴向沿孔眼空缺处旋转使钢制卡扣扣身刚好固定于塔筒法兰盘孔眼的较小圆内;
在步骤4)中,连接处是指孔眼与钢制卡扣的连接处;具体步骤为:将预制好的钢塞放入塔筒法兰盘孔眼空缺处,并让钢塞的凹槽面压紧钢制卡扣的扣身,此时钢制卡扣扣身完全被夹住,最后把钢套开口向下,使得钢制插销插入塔筒法兰盘孔眼空缺处并使得钢套完全罩住钢制卡扣外露的钢帽。
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