CN105443322A - 一种预应力风机塔架结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种预应力风机塔架结构，其具体结构包括：至少两节预应力混凝土塔筒(1)在竖直方向上顺序叠加的组合式结构，并且相邻两节预应力混凝土塔筒(1)采用转接环(2)进行同轴固装，而转接环(2)与预应力混凝土塔筒(1)之间是通过预应力高强度螺杆(3)进行固定的，这实现了将多个预应力混凝土塔筒(1)牢固地固定为一体。由此可见，本发明实施例不仅具有结构简单、连接牢固、容易安装、成本低廉、运输方便等诸多优点，而且具有良好的支撑能力、抗冲击能力和抗扭矩能力，可以保证风力发电机组安全可靠地运行。

Description

一种预应力风机塔架结构
技术领域
本发明涉及风力发电设备领域，尤其涉及一种预应力风机塔架结构。
背景技术
塔筒架是风力发电机组的关键部件，起着支撑和固定的重要作用。在材质方面，现有塔筒架的全部结构部件都是采用钢结构，但这种钢结构的塔筒架至少存在造价昂贵、运输困难等缺点。在组成结构方面，传统的塔筒架都是采用一体式结构，但一体式结构的塔筒架运输困难、安装过程复杂，此外近几年还出现了多节塔筒在竖直方向上顺序连接的组合式塔筒架，但这种组合式塔筒架中相邻两节塔筒之间的连接结构并不牢固。
发明内容
针对现有技术中的上述不足之处，本发明提供了一种预应力风机塔架结构，不仅结构简单、连接牢固、容易安装、成本低廉、运输方便，而且具有良好的支撑能力、抗冲击能力和抗扭矩能力，从而可以保证风力发电机组安全可靠地运行。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种预应力风机塔架结构，包括：预应力混凝土塔筒1、转接环2和预应力高强度螺杆3；至少两节预应力混凝土塔筒1在竖直方向上顺序叠加，并且相邻两节预应力混凝土塔筒1通过转接环2同轴固装；转接环2包括肋板21、钢筒壁22、顶法兰23和底法兰24；顶法兰23固定于钢筒壁22的顶部，底法兰24固定于钢筒壁22的底部；多块肋板21沿钢筒壁22的周向均布于钢筒壁22的内侧，并且位于顶法兰23和底法兰24之间；预应力混凝土塔筒1的筒壁上沿周向均布有至少十个轴向螺杆通孔11；预应力高强度螺杆3设于螺杆通孔11内；所述的相邻两节预应力混凝土塔筒1通过转接环2同轴固装包括：
对于转接环2下方的预应力混凝土塔筒1，该预应力混凝土塔筒1的顶面与底法兰24的底面相贴合，而预应力高强度螺杆3的顶部依次穿过该预应力混凝土塔筒1的螺杆通孔11和底法兰24，并通过锚具31与底法兰24紧固在一起；对于转接环2上方的预应力混凝土塔筒1，该预应力混凝土塔筒1的底面与顶法兰23的顶面相贴合，而预应力高强度螺杆3的底部依次穿过该预应力混凝土塔筒1的螺杆通孔11和顶法兰23，并通过锚具31与顶法兰23紧固在一起。
优选地，所述的预应力混凝土塔筒1内部设有由构造钢筋围成的钢筋网筒12；钢筋网筒12与预应力混凝土塔筒1同轴。
优选地，所述的钢筋网筒12为两个，其中一个设于螺杆通孔11与预应力混凝土塔筒1的外壁之间，另一个设于螺杆通孔11与预应力混凝土塔筒1的内壁之间。
优选地，在一个预应力风机塔架结构中，所有转接环2的高度之和占该预应力风机塔架结构总体高度的4.5～5.5％。
优选地，位于转接环2下方的预应力混凝土塔筒1的顶部外径与转接环2的底法兰24的外径相同；钢筒壁22的底部外径与底法兰24的外径相同，而钢筒壁22的顶部外径与顶法兰23的外径相同；位于转接环2上方的预应力混凝土塔筒1的底部外径与转接环2的顶法兰23的外径相同。
优选地，所述的预应力混凝土塔筒1的高度为10～150m，壁厚为200～600mm，外径为4～6m。
优选地，每个转接环2的高度为1.5m；肋板21的厚度为20～30mm；钢筒壁22的厚度为35～45mm，钢筒壁22的外径为4～6m；顶法兰23的厚度为80～120mm，底法兰24的厚度为80～120mm。
优选地，所述的预应力混凝土塔筒1中包括一个底层预应力混凝土塔筒；所述的底层预应力混凝土塔筒上设有塔筒门4。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例所提供的预应力风机塔架结构采用了至少两节预应力混凝土塔筒1在竖直方向上顺序叠加的组合式结构，并且相邻两节预应力混凝土塔筒1采用转接环2进行同轴固装，而多个转接环2通过对贯穿预应力混凝土塔筒1的预应力高强度螺杆3进行固定，从而实现了将多个预应力混凝土塔筒1牢固地固定为一体，这不仅使整个预应力风机塔架结构具有良好的支撑能力、抗冲击能力和抗扭矩能力，保证了风力发电机组安全可靠地运行，而且结构简单、容易安装、加工成本低廉、运输方便。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1为本发明实施例所提供的预应力风机塔架结构的结构示意图一。
图2为本发明实施例所提供的预应力风机塔架结构的结构示意图二。
图3为本发明实施例所提供的预应力风机塔架结构的结构示意图三。
图4为本发明实施例所提供的预应力风机塔架结构的结构示意图四。
图5为本发明实施例所提供的预应力风机塔架结构的结构示意图五。
图6为本发明实施例所提供的预应力风机塔架结构的结构示意图六。
图7为本发明实施例所提供的预应力风机塔架结构的结构示意图七。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
下面对本发明所提供的预应力风机塔架结构进行详细描述。
如图1至图7所示，一种预应力风机塔架结构，其具体结构可以包括：预应力混凝土塔筒1、转接环2和预应力高强度螺杆3；至少两节预应力混凝土塔筒1在竖直方向上顺序叠加，并且相邻两节预应力混凝土塔筒1通过转接环2同轴固装；
转接环2包括肋板21、钢筒壁22、顶法兰23和底法兰24；顶法兰23固定于钢筒壁22的顶部，底法兰24固定于钢筒壁22的底部；多块肋板21沿钢筒壁22的周向均布于钢筒壁22的内侧，并且位于顶法兰23和底法兰24之间；预应力混凝土塔筒1的筒壁上沿周向均布有至少十个轴向螺杆通孔11；预应力高强度螺杆3设于螺杆通孔11内。
其中，如图2、图3和图4所示，所述的相邻两节预应力混凝土塔筒1通过转接环2同轴固装可以包括：对于转接环2下方的预应力混凝土塔筒1，该预应力混凝土塔筒1的顶面与底法兰24的底面相贴合，而预应力高强度螺杆3的顶部依次穿过该预应力混凝土塔筒1的螺杆通孔11和底法兰24，并通过锚具31与底法兰24紧固在一起；对于转接环2上方的预应力混凝土塔筒1，该预应力混凝土塔筒1的底面与顶法兰23的顶面相贴合，而预应力高强度螺杆3的底部依次穿过该预应力混凝土塔筒1的螺杆通孔11和顶法兰23，并通过锚具31与顶法兰23紧固在一起；也就是说，转接环2只需对贯穿预应力混凝土塔筒1的预应力高强度螺杆3进行锚固就可以将相邻两节预应力混凝土塔筒1同轴固装为一体。
具体地，该预应力风机塔架结构可以包括如下实施方案：
(1)如图6和图7所示，预应力混凝土塔筒1内部最好设有由构造钢筋围成的钢筋网筒12；钢筋网筒12与预应力混凝土塔筒1同轴，这有助于提高该预应力混凝土塔筒1的抗扭矩能力。钢筋网筒12最好为两个，其中一个设于螺杆通孔11与预应力混凝土塔筒1的外壁之间，另一个设于螺杆通孔11与预应力混凝土塔筒1的内壁之间，在实际应用中，预应力混凝土塔筒1的高度最好为10～150m，壁厚最好为200～600mm，外径最好为4～6m，外圈的钢筋网筒121与预应力混凝土塔筒1的外壁之间的间距最好为0.15m，内圈的钢筋网筒121与预应力混凝土塔筒1的内壁之间的间距最好为0.15m，这可以保证整个预应力风机塔架结构具有良好的支撑能力、抗冲击能力和抗扭矩能力。
(2)预应力混凝土塔筒1最好均采用C25混凝土，这有助于保证预应力混凝土塔筒1具有良好的支撑能力、抗冲击能力和抗扭矩能力；而每个螺杆通孔11内最好均设置PVC(Polyvinylchloride，聚氯乙烯)管或PE(Polyethylene，聚乙烯)管，这可以为安装预应力高强度螺杆3提供很大的便利。预应力高强度螺杆3最好采用Q235钢材或强度更高的材质，并且可以采用钢绞丝代替钢制螺杆，这有助于保障预应力混凝土塔筒1之间具有良好的连接强度。
(3)在一个预应力风机塔架结构中，所有转接环2的高度之和占该预应力风机塔架结构总体高度的4.5～5.5％(但最好是5％)，这不仅可以使预应力混凝土塔筒1之间的连接具有良好的牢固强度，而且有助于保证整个预应力风机塔架结构具有良好的支撑能力、抗冲击能力和抗扭矩能力。在实际应用中，每个转接环2的高度最好为1.5m、肋板21的厚度最好为20～30mm、钢筒壁22的厚度最好为35～45mm、钢筒壁22的外径最好为4～6m、顶法兰23的厚度最好为80～120mm、底法兰24的厚度最好为80～120mm，这可以保证转接环2自身具有良好的支撑能力、抗冲击能力和抗扭矩能力，从而可以为同轴固装的相邻两节预应力混凝土塔筒1提供良好的连接强度。
(4)位于转接环2下方的预应力混凝土塔筒1的顶部外径与转接环2的底法兰24的外径相同；钢筒壁22的底部外径与底法兰24的外径相同，而钢筒壁22的顶部外径与顶法兰23的外径相同；位于转接环2上方的预应力混凝土塔筒1的底部外径与转接环2的顶法兰23的外径相同；这有助于保证整个预应力风机塔架结构具有良好的支撑能力、抗冲击能力和抗扭矩能力。在实际应用中，该预应力风机塔架结构的外形最好为锥形或等直径的圆筒型。
(5)如图5所示，预应力混凝土塔筒1中包括一个底层预应力混凝土塔筒；该底层预应力混凝土塔筒上最好设有可供成人进入的塔筒门4。在实际应用中，除了塔筒门4外，该预应力风机塔架结构的外表面最好无缺陷。
综上可见，本发明实施例不仅结构简单、连接牢固、容易安装、成本低廉、运输方便，而且具有良好的支撑能力、抗冲击能力和抗扭矩能力，从而可以保证风力发电机组安全可靠地运行。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种预应力风机塔架结构，其特征在于，包括：预应力混凝土塔筒(1)、转接环(2)和预应力高强度螺杆(3)；
至少两节预应力混凝土塔筒(1)在竖直方向上顺序叠加，并且相邻两节预应力混凝土塔筒(1)通过转接环(2)同轴固装；
转接环(2)包括肋板(21)、钢筒壁(22)、顶法兰(23)和底法兰(24)；顶法兰(23)固定于钢筒壁(22)的顶部，底法兰(24)固定于钢筒壁(22)的底部；多块肋板(21)沿钢筒壁(22)的周向均布于钢筒壁(22)的内侧，并且位于顶法兰(23)和底法兰(24)之间；
预应力混凝土塔筒(1)的筒壁上沿周向均布有至少十个轴向螺杆通孔(11)；预应力高强度螺杆(3)设于螺杆通孔(11)内；
所述的相邻两节预应力混凝土塔筒(1)通过转接环(2)同轴固装包括：
对于转接环(2)下方的预应力混凝土塔筒(1)，该预应力混凝土塔筒(1)的顶面与底法兰(24)的底面相贴合，而预应力高强度螺杆(3)的顶部依次穿过该预应力混凝土塔筒(1)的螺杆通孔(11)和底法兰(24)，并通过锚具(31)与底法兰(24)紧固在一起；
对于转接环(2)上方的预应力混凝土塔筒(1)，该预应力混凝土塔筒(1)的底面与顶法兰(23)的顶面相贴合，而预应力高强度螺杆(3)的底部依次穿过该预应力混凝土塔筒(1)的螺杆通孔(11)和顶法兰(23)，并通过锚具(31)与顶法兰(23)紧固在一起。
2.根据权利要求1所述的预应力风机塔架结构，其特征在于，所述的预应力混凝土塔筒(1)内部设有由构造钢筋围成的钢筋网筒(12)；钢筋网筒(12)与预应力混凝土塔筒(1)同轴。
3.根据权利要求2所述的预应力风机塔架结构，其特征在于，所述的钢筋网筒(12)为两个，其中一个设于螺杆通孔(11)与预应力混凝土塔筒(1)的外壁之间，另一个设于螺杆通孔(11)与预应力混凝土塔筒(1)的内壁之间。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的预应力风机塔架结构，其特征在于，在一个预应力风机塔架结构中，所有转接环(2)的高度之和占该预应力风机塔架结构总体高度的4.5～5.5％。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的预应力风机塔架结构，其特征在于，位于转接环(2)下方的预应力混凝土塔筒(1)的顶部外径与转接环(2)的底法兰(24)的外径相同；钢筒壁(22)的底部外径与底法兰(24)的外径相同，而钢筒壁(22)的顶部外径与顶法兰(23)的外径相同；位于转接环(2)上方的预应力混凝土塔筒(1)的底部外径与转接环(2)的顶法兰(23)的外径相同。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的预应力风机塔架结构，其特征在于，所述的预应力混凝土塔筒(1)的高度为10～150m，壁厚为200～600mm，外径为4～6m。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的预应力风机塔架结构，其特征在于，每个转接环(2)的高度为1.5m；肋板(21)的厚度为20～30mm；钢筒壁(22)的厚度为35～45mm，钢筒壁(22)的外径为4～6m；顶法兰(23)的厚度为80～120mm，底法兰(24)的厚度为80～120mm。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的预应力风机塔架结构，其特征在于，所述的预应力混凝土塔筒(1)中包括一个底层预应力混凝土塔筒；所述的底层预应力混凝土塔筒上设有塔筒门(4)。
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