CN107387337B - 风力发电机、底架及用于制备该底架的施工设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及风力发电设备技术领域，特别涉及一种底架，包括由若干纵梁和若干横梁组成的框架本体，所述框架本体的至少一部分内部填充有刚性填充物，本发明底架刚性得以大大增强，刚性填充物可与框架本体一起承担工作载荷，具有良好的吸振能力，可以有效减小风机受到的冲击振动。本发明进一步提供了一种用于制备该底架的施工设备以及使用该底架的风力发电机。

Description

风力发电机、底架及用于制备该底架的施工设备
技术领域
本发明涉及风力发电设备技术领域，特别涉及一种风力发电机、底架及用于制备该底架的施工设备。
背景技术
风能是当前清洁能源领域中技术最为成熟，最具大规模开发的新型可再生能源，越来越受到广泛的推广与应用，近十年来全球风力发电技术突飞猛进，从最初的1.5MW风机到目前2MW风机的普及，从6MW、8MW风机的投入运营，到10MW风机已开始装机，风机技术快速进步。
风力发电机主要包括机舱、叶片、发电机、塔筒等部件，其中机舱为叶片和发电机等部件提供安装支撑和保护，而机舱底架是最主要的支撑部件，用于直接安装风机主轴、增速机、发电机等传动部件，偏航回转的功能也依赖底架实现。
作为关键支撑部件，底架对风机的性能有着极其重要的影响，如刚性不足容易导致振动，影响传动系统及回转系统的正常运行。强度或疲劳寿命不足则会导致高昂的更换成本，因为底架上安装的零部件繁多，更换困难。
目前绝大多数厂家均采用铸造底架，部分厂家使用焊接底架，但焊接底架一般用Q345的特厚钢板焊接，其钢铁用量与铸造底架相差无几，焊缝需全部溶透且无缺陷。也有部分厂家的底架前段采用铸造底架，后段采用焊接底架，前后段进行装配的形式，主要是考虑后底架受力较小，而进行局部弱化设计。
现有底架常存在如下问题和不足：
1、底架的刚性不足，吸振能力不强，常引起较大振动，从而影响整机的运行可靠性。
2、底架对焊接或铸造的质量要求太高，对缺陷有较高的敏感度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种风力发电机、底架及用于制备该底架的施工设备，以解决现有技术中的存在的传统钢质底架刚性不足、容易导致振动大等技术问题。
本发明的第一方面，提供了一种底架，包括由若干纵梁和若干横梁组成的框架本体，所述框架本体的至少一部分内部填充有刚性填充物。
进一步地，所述框架本体由两根纵梁和连接设于两根纵梁之间的至少两根横梁组成，所述纵梁由纵梁顶板、纵梁底板、两边纵梁侧板及两端纵梁封板组成，所述纵梁内部填充有刚性填充物；所述横梁由横梁顶板、横梁底板及两边横梁侧板组成，所述横梁内部填充有刚性填充物。
进一步地，所述纵梁和所述横梁内部均间隔设有若干隔板，所述隔板将所述纵梁和所述横梁的内部空腔分隔为若干容置腔，所述容置腔内均填充有刚性填充物。
进一步地，所述隔板设有用于连通相邻容置腔的过料孔。
进一步地，所述容置腔设有浇注孔和冒气孔，所述浇注孔设于所述容置腔的底部，所述冒气孔设于所述容置腔的顶部，且高于所述容置腔的最高点。
进一步地，所述刚性填充物为高强灌浆料、混凝土或泡沫钢。
相比传统的钢质底架，本发明的提供的钢混结构的底架通过在钢质的框架本体内部浇注混凝土，使得底架刚性得以大大增强，混凝土铸件可与框架本体一起承担工作载荷，具有良好的吸振能力，可以有效减小风机受到的冲击振动，从而大大减小了整机对于焊接缺陷的敏感性；同时混凝土价格相对低廉，提升了底架的整体性价比。
本发明的第二方面，提供了一种用于制备上述任一项所述底架的施工设备，为所述底架的框架本体内部浇注填充刚性填充物，所述框架本体内部设有若干容置腔，所述容置腔上设有浇注孔和冒气孔，所述浇注设备包括浇注泵，所述浇注泵的一端连接储料罐，另一端通过浇注管道连接浇注孔，所述浇注管道上设有第一球阀，所述冒气孔和所述储料罐之间依次连接有第二球阀和第二溢流阀。
进一步地，所述浇注泵和所述第一球阀之间依次连接有压力表和单向阀。
进一步地，所述浇注泵和所述储料罐之间连接有第一溢流阀。
通过使用本发明的施工设备，能较好的完成对容置腔的浇注施工，尽量减少空隙的存在，使刚性填充物与框架本体贴合更为紧密，为框架本体提供更好的辅助支撑，从而保障了底架的整体质量和支撑性能。
本发明的第三方面，还提供了一种风力发电机，包括上述任一项所述的底架。由于采用了上述的底架，刚性得以大大增强，有效减小了所受冲击振动，整机的工作可靠性得以大大提升。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明实施例一提供的底架的结构示意图；
图2是实施例一提供的底架的内部结构示意图；
图3是实施例一提供的容置腔的结构示意图；
图4是实施例二提供的施工设备的结构原理图。
图中：
1、框架本体；11、纵梁；111、纵梁顶板；112、纵梁底板；113、纵梁侧板；114、纵梁封板；12、横梁；121、横梁顶板；122、横梁底板；123、横梁侧板；13、隔板；131、过料孔；14、容置腔；141、浇注孔；142、冒气孔；21、浇注泵；22、第一溢流阀；23、储料罐；24、压力表；25、单向阀；26、第一球阀；27、浇注管道；28、第二球阀；29、第二溢流阀。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，也可以是机械连接，也可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。本发明引用的“顶部”、“底部”是以图1的方位为基准，面对阅读者的一面为顶部，背对阅读者的一面为底部。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例一
参见图1至图2所示，本发明实施例一提供了一种底架，包括由若干纵梁11和若干横梁12组成的框架本体1，框架本体1的至少一部分内部填充有刚性填充物。
具体而言，框架本体1由两根纵梁11和连接设于两根纵梁11之间的至少两根横梁12组成，纵梁11由纵梁顶板111、纵梁底板112、两边纵梁侧板113及两端纵梁封板114组成，纵梁11内部填充有刚性填充物；横梁12由横梁顶板121、横梁底板122及两边横梁侧板123组成，横梁12内部填充有刚性填充物。
该实施例中，框架本体1由钢板制成；刚性填充物具体采用混凝土，因而被注入框架本体1内部的混凝土固化之后，底架形成由钢板与混凝土铸件组成的钢混结构。而且底架内部空腔可以做成较大尺寸，因而混凝土铸件的厚度可以做的比较厚，相比铸造底架可以大很多，以获得良好的力学性能。
相比传统的钢质底架，该实施例提供的钢混结构的底架通过在钢质的框架本体内部浇注混凝土，刚性得以大大增强，混凝土铸件可与框架本体一起承担工作载荷，具有良好的吸振能力，可以有效减小风机受到的冲击振动，从而大大减小了整机对于焊接缺陷的敏感性；同时混凝土价格相对低廉，提升了底架的整体性价比。
需要说明的是，该实施例中刚性填充物不应局限于混凝土，也可以根据实际工况自由选取其他材质，如泡沫钢等强度高、可灌注的材料。对于其他材质的高强度灌浆料该实施例不再一一具体赘述。
该实施例中，纵梁11和横梁12可以是整体前后贯通的一个大的腔体，在浇注混凝土时可以一次性浇注填充，当然，也可以分成若干个单独的腔体，便于分开单独进行浇注。
具体而言，纵梁11和横梁12内部均间隔设有若干隔板13，隔板13将纵梁11和横梁12的内部空腔分隔为若干容置腔14，每个容置腔14可单独浇注填充混凝土。由于缩小了单次浇注空间，在浇注混凝土过程中可以更好地消除空隙，使混凝土充满整个容置腔，而与组成纵梁和横梁的钢板贴合更加密实。另外，增设的隔板13也能进一步增加底架的刚性，以提高底架的支撑性能。
进一步地，为使混凝土与隔板13更好的结合，隔板13上设有用于连通相邻容置腔14的过料孔131，向容置腔14浇注混凝土时，混凝土可通过过料孔131流至相邻容置腔，从而将隔板13包裹在混凝土中，实现混凝土与隔板13更好的结合。
该实施例中，为保障混凝土的浇注效果，容置腔14上设有浇注孔141和冒气孔142，参照图3所示，浇注孔141一般设于容置腔14的底部，有利于从底部往上冒浆排出空气，冒气孔142设于容置腔14的顶部，且高于容置腔14的最高点，有利于排出空气，并且料灌满时从此冒浆。当然，浇注孔141和冒气孔142也可以根据需要设置在其他位置，该实施例并不局限于此。
实施例二
本发明实施例二提供了一种用于制备上述底架的施工设备，参见图4，为上述底架的框架本体1内部浇注填充刚性填充物，组成框架本体1的纵梁11和横梁12内部设有若干容置腔14，容置腔14上设有浇注孔141和冒气孔142，施工设备包括浇注泵21，浇注泵21的一端连接储料罐23，浇注泵21和储料罐23之间连接有第一溢流阀22，浇注泵21的另一端通过浇注管道27连接浇注孔141，浇注管道27上设有第一球阀26，冒气孔142和储料罐23之间连接有第二球阀28和第二溢流阀29。储料罐23内储存有用于形成刚性填充物的浆料，该实施例中具体采用混凝土。
向容置腔14浇注混凝土时，在容置腔14的浇注孔141和冒气孔142之间接入施工设备，为保证连接的可靠性，浇注孔141带有管螺纹，用于连接浇注管道27，冒气孔142也带有管螺纹。
连接完毕后，启动浇注泵21工作，将储料罐23中的混凝土浆料进行加压，经浇注管道27和浇注孔141浇注到容置腔14内，并经冒气孔142排出空气；当冒气孔142开始冒浆时，及时关闭第二球阀28，使容置腔14形成密闭腔体，继续向容置腔14中注入混凝土浆料，将容置腔14内的空隙填满，挤出残留的空气，当容置腔14内压力升高到第二溢流阀29的压力时，空气和浆料从第二溢流阀29流出，此时容置腔14已经填满，关闭第一球阀26，防止混凝土浆料流出，拆除浇注设备，转移到下一个容置腔进行浇注。
该实施例中，浇注泵21和第一球阀26之间依次设有压力表24、单向阀25，压力表24用于显示浇注压力，单向阀25用于防止混凝土浆料回流，当出现故障时，将后方的管道和设备暂时拆除进行清洗和维护时发挥作用。
通过使用该实施例的施工设备，能较好的完成对容置腔的浇注施工，尽量减少空隙的存在，使刚性填充物与框架本体贴合更为紧密，为框架本体提供更好的辅助支撑，从而保障了底架的整体质量和支撑性能。
实施例三
在实施例一的基础上，本发明实施例三还提供了一种风力发电机，包括上述的底架。
该实施例提供的风力发电机，采用上述钢混结构的底架以支撑传动系统、发动机等部件，由于钢混底架刚性得以大大增强，能有效吸收振动能量，因而有效减小了传动系统、发动机等部件所受冲击振动，使得整机的工作可靠性得以大大提升。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。

Claims (9)

1.一种底架，包括由若干纵梁(11)和若干横梁(12)组成的框架本体(1)，其特征在于，所述框架本体(1)由两根纵梁(11)和连接设于两根纵梁(11)之间的至少两根横梁(12)组成，所述纵梁(11)由纵梁顶板(111)、纵梁底板(112)、两边纵梁侧板(113)及两端纵梁封板(114)组成，所述纵梁(11)内部填充有刚性填充物；所述横梁(12)由横梁顶板(121)、横梁底板(122)及两边横梁侧板(123)组成，所述横梁(12)内部填充有刚性填充物；纵梁(11)和横梁(12)是前后贯通的一个腔体，在浇注混凝土时一次性浇注填充。
2.根据权利要求1所述的底架，其特征在于，所述纵梁(11)和所述横梁(12)内部均间隔设有若干隔板(13)，所述隔板(13)将所述纵梁(11)和所述横梁(12)的内部空腔分隔为若干容置腔(14)，所述容置腔(14)内均填充有刚性填充物。
3.根据权利要求2所述的底架，其特征在于，所述隔板(13)设有用于连通相邻容置腔(14)的过料孔(131)。
4.根据权利要求2所述的底架，其特征在于，所述容置腔(14)设有浇注孔(141)和冒气孔(142)，所述浇注孔(141)设于所述容置腔(14)的底部，所述冒气孔(142)设于所述容置腔(14)的顶部，且高于所述容置腔(14)的最高点。
5.根据权利要求1-4任一项所述的底架，其特征在于，所述刚性填充物为高强灌浆料、混凝土或泡沫钢。
6.一种用于制备权利要求1-5任一项所述底架的施工设备，为所述底架的框架本体(1)内部浇注填充刚性填充物，所述框架本体(1)内部设有若干容置腔(14)，所述容置腔(14)上设有浇注孔(141)和冒气孔(142)，其特征在于，所述施工设备包括浇注泵(21)，所述浇注泵(21)的一端连接储料罐(23)，另一端通过浇注管道(27)连接浇注孔(141)，所述浇注管道(27)上设有第一球阀(26)，所述冒气孔(142)和所述储料罐(23)之间依次连接有第二球阀(28)和第二溢流阀(29)。
7.根据权利要求6所述的施工设备，其特征在于，所述浇注泵(21)和所述第一球阀(26)之间依次连接有压力表(24)和单向阀(25)。
8.根据权利要求7所述的施工设备，其特征在于，所述浇注泵(21)和所述储料罐(23)之间连接有第一溢流阀(22)。
9.一种风力发电机，其特征在于，包括权利要求1-5中任一项所述的底架。
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