CN113107779A - 风机塔架与下部基础的快速连接装置 - Google Patents

风机塔架与下部基础的快速连接装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种风机塔架与下部基础的快速连接装置，包括上毂座；锁环套设在上毂座外，锁环为弹性件；下毂座套设在上毂座外，其上端与锁环的下端相接触，其外壁上设置有第一法兰；驱动环套设在锁环外；对中口套设在驱动环外，其上端与锁环卡接，其下端设有第二法兰；对中口和驱动环通过锁紧件压紧锁环；对中口与下毂座形成第一空腔；外壳套设在下毂座外，其下端设有第三法兰，上端设有第四法兰，第三法兰与第一法兰通过连接件连接，第四法兰与第二法兰通过连接件连接；外壳与下毂座形成第二空腔；液压驱动机构设置于第一空腔和第二空腔内，其上端与驱动环连接，用于驱动驱动环轴向移动。本发明无需长时间的稳定安装环境，降低了不确定因素。

Description

风机塔架与下部基础的快速连接装置
技术领域
本发明涉及风机连接器技术领域，具体是关于一种风机塔架与下部基础的快速连接装置。
背景技术
风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视，这其中，海上风电装机数量在整个风电产业的比重也逐年提高。风机装置主要由基础、塔架、主机舱、轮毂和叶片组成，其中，塔架是整机安全的最基本保障。因此，塔架与基础的连接方式是各国研究人员一直关注的重点之一。
目前国内外风机塔架与下部基础的连接基本都是采用螺栓法兰式连接，这种安装方式耗时长，需要稳定的安装环境。但由于风机自身体积重量太大，且受风浪的影响，难以保证长时间的稳定安装环境，不确定因素较多。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种风机塔架与下部基础的快速连接装置，能够在海上完成连接作业时，对风机塔架具有导向以及固定锁紧作用，无需长时间的稳定安装环境，且降低了不确定因素。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
本发明所述的风机塔架与下部基础的快速连接装置，包括：上毂座，为中空的柱状体，所述上毂座的上端用于与风机塔架连接；锁环，套设在所述上毂座外，且与所述上毂座紧配合，所述锁环为弹性件；下毂座，套设在所述上毂座外，所述下毂座的上端与所述锁环的下端相接触，所述下毂座的外壁上设置有第一法兰；所述下毂座的下端用于与下部基础连接；驱动环，套设在所述锁环外；对中口，套设在所述驱动环外，所述对中口的上端与所述锁环卡接，其下端设置有第二法兰；所述对中口和所述驱动环通过锁紧件压紧所述锁环；所述对中口与所述下毂座形成第一空腔；外壳，套设在所述下毂座外，所述外壳的下端设置有第三法兰，上端设置有第四法兰，所述第三法兰与所述第一法兰通过连接件连接，所述第四法兰与所述第二法兰通过连接件连接；所述外壳与所述下毂座形成第二空腔，所述第二空腔与所述第一空腔连通；液压驱动机构，所述液压驱动机构设置于所述第一空腔和所述第二空腔内；所述液压驱动机构上端与所述驱动环连接，用于驱动所述驱动环轴向移动。
所述的快速连接装置，优选地，所述液压驱动机构包括导向柱、推动板和液压油，所述导向柱设置于第一空腔和第二空腔内，其上端与所述驱动环连接，其下端穿过所述外壳的顶部伸入所述第二空腔内；所述推动板设置于所述第二空腔内，且与所述导向柱的下端连接；所述推动板的两侧分别与所述外壳和所述下毂座相接触，所述液压油设置于所述第二空腔内。
所述的快速连接装置，优选地，所述上毂座的外壁上设置有若干圈卡槽，所述锁环的内壁上设置有若干圈齿，所述锁环与所述上毂座通过齿和卡槽的配合连接。
所述的快速连接装置，优选地，所述对中口的上端开口为喇叭口状。
所述的快速连接装置，优选地，所述对中口的喇叭口状的上端开口的下端设置有止挡环，所述锁环的上端设置有凹陷部，所述对中口的上端与所述锁环的上端通过止挡环和凹陷部的卡接而连接，所述止推环用于对所述锁环的轴向限位。
所述的快速连接装置，优选地，所述锁环由若干弧形环周向间隔设置，每一弧形环通过一个锁紧件压紧。
所述的快速连接装置，优选地，所述下毂座内壁设有用于定位的斜弧形凹槽，所述上毂座的外壁上设置有用于定位的斜弧形凸起，所述下毂座内壁与所述上毂座外壁通过斜弧形凹槽和斜弧形凸起的配合而连接。
所述的快速连接装置，优选地，所述锁环由弹簧钢制成。
所述的快速连接装置，优选地，还包括锁紧液压通道和解锁液压通道，所述锁紧液压通道设置在所述外壳下端，且位于所述第三法兰与所述推动板的极限下行位置之间；所述解锁液压通道设置在所述外壳上端，且位于第四法兰与所述推动板的极限上行位置之间。
所述的快速连接装置，优选地，所述下毂座与所述外壳形成的第二空腔的底部上凸设有周向排布的若干个止推柱。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：
1)本发明通过喇叭口导向，不仅使塔架与基础的连接，定位简单，平稳可靠，而且可以快速准确的完成连接工作，提高海上操作的可靠性和可操作性。
2)本发明采用液压驱动机构进行控制，无机械传动，减少连接时间。
3)本发明为机械式锁紧，结构简单，操作便捷。
附图说明
图1为本发明在锁紧状态下的剖面结构示意图；
图2为图1的立体结构示意图；
图3为去除对中口和驱动环后的图1的立体图；
图4为本发明的上毂座的结构示意图；
图5为本发明的下毂座的结构示意图；
图6为本发明的外壳的结构示意图；
图7为本发明的对中口的结构示意图；
图8为本发明的驱动环的结构示意图。
图中各附图标记为：
1-上毂座；11-斜弧形凸起；2-锁环；21-凹陷部；3-下毂座；31-第一法兰；32-斜弧形凹槽；4-驱动环；5-对中口；51-第二法兰；52-止挡环；6-锁紧件；7-外壳；71-第三法兰；72-第四法兰；8-导向柱；9-推动板。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本发明的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本发明范围的限制，而只是为了说明本发明技术方案的实质精神。
如图1至8所示，本发明提供的风机塔架与下部基础的快速连接装置，包括：上毂座1，为中空的柱状体，上毂座1的上端用于与风机塔架连接；锁环2，套设在上毂座1外，且与上毂座1紧配合，锁环2为弹性件；下毂座3，套设在上毂座1外，下毂座3的上端与锁环2的下端相接触，下毂座3的外壁上设置有第一法兰31；下毂座3的下端用于与下部基础连接；驱动环4，套设在锁环2外；对中口5，套设在驱动环4外，对中口5的上端与锁环2卡接，其下端设置有第二法兰51；对中口5和驱动环4通过锁紧件6压紧锁环2，锁紧件6为锁紧螺栓，具体的，贯穿对中口5和驱动环4设置螺纹孔，锁紧螺栓穿过螺纹孔并拧紧，从而将锁环压紧；对中口5与下毂座3形成第一空腔；外壳7，套设在下毂座3外，外壳7的下端设置有第三法兰71，其上端设置有第四法兰72，第三法兰71与第一法兰31通过连接件连接，第四法兰72与第二法兰51通过连接件连接，即，外壳7的下端与下毂座3连接，外壳7的上端与对中口5的下端连接；外壳7与下毂座3形成第二空腔，所述第二空腔与所述第一空腔连通，即外壳顶部为封闭的壳体结构，在外壳顶部设有用于液压驱动机构的驱动杆通过的通孔，由此，第二空腔与第一空腔通过通孔连通；液压驱动机构，液压驱动机构设置于第一空腔和第二空腔内；液压驱动机构上端与驱动环4连接，用于驱动驱动环4轴向移动。
在上述实施例中，优选地，液压驱动机构包括导向柱8、推动板9和液压油，导向柱8设置于第一空腔和第二空腔内，其上端与驱动环4连接，具体的，驱动环底端沿周向设有6个螺纹孔，6个导向柱8顶端设有与驱动环螺纹孔相配合的螺纹，驱动环4与导向柱8通过螺纹连接；导向柱8下端穿过外壳7的顶部伸入第二空腔内；推动板9设置于第二空腔内，且与导向柱8的下端连接，具体的，推动板9顶部设有与导向柱8底端螺纹相配合的螺纹孔，推动板9与导向柱8通过螺纹连接；推动板9的两侧分别与外壳7和下毂座3相接触，液压油设置于第二空腔内。
在上述实施例中，优选地，上毂座1的外壁上设置有若干圈卡槽，锁环2的内壁上设置有若干圈齿，锁环2与上毂座1通过齿和卡槽的配合连接。由此，使锁环2与上毂座1配合的更加紧密。
在上述实施例中，优选地，如图7所示，对中口5的上端开口为喇叭口状。
在上述实施例中，优选地，如图7所示，对中口5的喇叭口状的上端开口的下端设置有止挡环52，锁环2的上端设置有凹陷部21(见图3)，对中口5的上端与锁环2的上端通过止挡环52和凹陷部21的卡接而连接，止推环52用于对锁环2的轴向限位。
在上述实施例中，优选地，如图3所示，锁环2由若干弧形环周向间隔设置，每一弧形环通过一个锁紧件6压紧，本实施例中的弧形环为4个。
在上述实施例中，优选地，如图4和图5所示，下毂座3内壁设有用于定位的斜弧形凹槽32，上毂座1的外壁上设置有用于定位的斜弧形凸起11，下毂座3内壁与上毂座1外壁通过斜弧形凹槽32和斜弧形凸起11的配合而连接。弧形凹槽32和弧形凸起11使得定位更加准确和方便。
在上述实施例中，优选地，锁环2由弹簧钢制成。
在上述实施例中，优选地，本发明还包括锁紧液压通道和解锁液压通道(图中未示出)，锁紧液压通道设置在外壳7下端，且位于第三法兰71与推动板9的极限下行位置之间；解锁液压通道设置在外壳7上端，且位于第四法兰72与推动板9的极限上行位置之间。
在上述实施例中，优选地，下毂座3与外壳7形成的第二空腔的底部上凸设有周向排布的若干个止推柱10。该止推柱10可以通过焊接或一体形成的方式设置。在推动板9由液压驱动沿轴向移动时，止推柱10能顶抵于推动板9，构成对推动板9的轴向限位，以避免推动板9过度向下移动，保证了推动板的行程。
需要说明的是：为了提高外壳7与下毂座3之间的密封性能，在第二空腔顶部的外壳7与下毂座3接触位置设置第一密封圈，密封圈的外周与外壳7内壁密封连接，密封圈的内周与下毂座3外壁面密封连接。
推动板9外壁与外壳7及下毂座3之间设有第二密封圈，使推动板9在被液压油驱动时保证液压油不被泄露。
本实施例中的液压驱动机构为六个，分别沿周向间隔设置，相应的，止推柱10也为6个。
本发明的工作过程为：
当上毂座1处于脱离状态时，锁环2处在未锁紧状态，推动板处于第二空腔底端的止推柱10上，驱动环4的顶端的抵触面抵接于锁环2的所述下端，解锁液压油通道处于进油状态，而锁紧液压油通道处于回油状态。
当连接作业时，上毂座1由对中口的喇叭口进入连接器，并抵接于下毂座3斜弧形凹槽32底端。由于对中口设有喇叭口状，由外至内形成锥面进行导向，并且其直径逐渐减小直到与上毂座1的外径相配合，起到了扶正的作用，并完成上毂座1与下毂座3上设有的斜弧形坡口对接，使上毂座能准确地完成对接，实现了快速、准确、高效的定位、对接。在上毂座1安装到位与下毂座3抵接后，启动液压系统，通过向锁紧液压油通道向第二空腔中注入液压油，在油液压力的作用下，推动推动板9沿轴向移动，并通过驱动环4的抵触面对锁环2施加径向压力，进而推动锁2环沿径向向内平移，使锁环2的齿对应卡掣于上毂座外壁的卡槽内，达到锁紧上毂座1的目的，锁紧后，通过拧入锁紧件6实现固定作用。
当驱动环4与对中口5顶部相抵接后，停止供油，此时，锁环2整体置于驱动环4内，保证锁环2与上毂座1完全锁紧，防止锁环2与上毂座1松脱。通过设置止推柱10，可以避免解锁时因推动板过度下移，而导致锁紧液压油通道无法有效通过液压油实现锁紧功能。
当需要与上毂座1解除连接时，液压系统经由锁紧液压油通道将注入的液压油抽出，反向供给液压油，即，通过解锁液压油通道向第二空腔中注入液压油，在液压油的作用下，推动推动板9向接近止推柱10的方向移动，使驱动环4解除对锁环2的径向施压，同时向上提走风机塔架，带动上毂座1上移，在卡槽和齿斜面的作用下，能向外推开该锁环2而解除对上毂座的锁固。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种风机塔架与下部基础的快速连接装置，其特征在于，包括：
上毂座，为中空的柱状体，所述上毂座的上端用于与风机塔架连接；
锁环，套设在所述上毂座外，且与所述上毂座紧配合，所述锁环为弹性件；
下毂座，套设在所述上毂座外，所述下毂座的上端与所述锁环的下端相接触，所述下毂座的外壁上设置有第一法兰；所述下毂座的下端用于与下部基础连接；
驱动环，套设在所述锁环外；
对中口，套设在所述驱动环外，所述对中口的上端与所述锁环卡接，其下端设置有第二法兰；所述对中口和所述驱动环通过锁紧件压紧所述锁环；所述对中口与所述下毂座形成第一空腔；
外壳，套设在所述下毂座外，所述外壳的下端设置有第三法兰，上端设置有第四法兰，所述第三法兰与所述第一法兰通过连接件连接，所述第四法兰与所述第二法兰通过连接件连接；所述外壳与所述下毂座形成第二空腔，所述第二空腔与所述第一空腔连通；
液压驱动机构，所述液压驱动机构设置于所述第一空腔和所述第二空腔内；所述液压驱动机构上端与所述驱动环连接，用于驱动所述驱动环轴向移动。
2.根据权利要求1所述的快速连接装置，其特征在于，所述液压驱动机构包括导向柱、推动板和液压油，所述导向柱设置于第一空腔和第二空腔内，其上端与所述驱动环连接，其下端穿过所述外壳的顶部伸入所述第二空腔内；所述推动板设置于所述第二空腔内，且与所述导向柱的下端连接；所述推动板的两侧分别与所述外壳和所述下毂座相接触，所述液压油设置于所述第二空腔内。
3.根据权利要求2所述的快速连接装置，其特征在于，所述上毂座的外壁上设置有若干圈卡槽，所述锁环的内壁上设置有若干圈齿，所述锁环与所述上毂座通过齿和卡槽的配合连接。
4.根据权利要求2所述的快速连接装置，其特征在于，所述对中口的上端开口为喇叭口状。
5.根据权利要求4所述的快速连接装置，其特征在于，所述对中口的喇叭口状的上端开口的下端设置有止挡环，所述锁环的上端设置有凹陷部，所述对中口的上端与所述锁环的上端通过止挡环和凹陷部的卡接而连接，所述止推环用于对所述锁环的轴向限位。
6.根据权利要求2所述的快速连接装置，其特征在于，所述锁环由若干弧形环周向间隔设置，每一弧形环通过一个锁紧件压紧。
7.根据权利要求2所述的快速连接装置，其特征在于，所述下毂座内壁设有用于定位的斜弧形凹槽，所述上毂座的外壁上设置有用于定位的斜弧形凸起，所述下毂座内壁与所述上毂座外壁通过斜弧形凹槽和斜弧形凸起的配合而连接。
8.根据权利要求2所述的快速连接装置，其特征在于，所述锁环由弹簧钢制成。
9.根据权利要求2所述的快速连接装置，其特征在于，还包括锁紧液压通道和解锁液压通道，所述锁紧液压通道设置在所述外壳下端，且位于所述第三法兰与所述推动板的极限下行位置之间；所述解锁液压通道设置在所述外壳上端，且位于第四法兰与所述推动板的极限上行位置之间。
10.根据权利要求2所述的快速连接装置，其特征在于，所述下毂座与所述外壳形成的第二空腔的底部上凸设有周向排布的若干个止推柱。
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