CN115217158A - 一种单桩式海上风机的抗冰锥结构 - Google Patents

一种单桩式海上风机的抗冰锥结构 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种单桩式海上风机的抗冰锥结构，包括基座、上锥板和下锥板。基座固定连接在风机单桩上。上锥板的一端转动连接在基座上，另一端与下锥板搭接。下锥板一端转动连接在基座上，另一端与上锥板搭接。所述上锥板上与所述下锥板搭接的位置设置有第一限位板，所述下锥板上与所述上锥板搭接的位置设置有第二限位板。本发明的单桩式海上风机的抗冰锥结构，能够降低抗冰锥结构非冰期的波浪载荷，提高了风机单桩的安全性。

Description

一种单桩式海上风机的抗冰锥结构
技术领域
本发明涉及海上风机支撑结构技术领域，特别涉及一种单桩式海上风机的抗冰锥结构。
背景技术
在海上风电场建设中，单桩基础应用越来越广泛。在我国北方海域每年都出现不同程度的冰冻，采用单桩基础需要考虑到海冰的影响。目前我国北方海域的海上风场通常会在单桩基础上的潮差段安装正、倒锥组合而成的抗冰锥体。当海冰与抗冰锥相互作用时，抗冰锥的斜面可以使海冰发生弯曲破坏，以防止海冰对基础结构的影响。
目前用于单桩基础上的抗冰锥都是由正、倒锥组合成的一体结构的冰锥，其结构庞大，重量较大，不方便运送，安装也十分困难；同时其巨大的体型在没有海冰的季节还会增加支撑结构的波浪载荷，影响支撑结构的安全性。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种单桩式海上风机的抗冰锥结构，能够降低抗冰锥结构非冰期的波浪载荷，提高了风机单桩的安全性。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种单桩式海上风机的抗冰锥结构，包括：
基座，固定连接在风机单桩上；
上锥板，一端转动连接在所述基座上，另一端与下锥板搭接；
下锥板，一端转动连接在所述基座上，另一端与所述上锥板搭接；
所述上锥板上与所述下锥板搭接的位置设置有第一限位板，所述下锥板上与所述上锥板搭接的位置设置有第二限位板。
可选地，所述上锥板通过第一转轴转动连接在所述基座上，所述下锥板通过第二转轴转动连接在所述基座上；
所述第一转轴和第二转轴平行设置，所述第一转轴和第二转轴均平行于海平面设置。
可选地，所述上锥板和下锥板垂直搭接在一起。
可选地，所述第一转轴的一端设置有第一电机，所述第二转轴的一端设置有第二电机，所述第一电机和第二电机均固定连接在所述基座上。
可选地，所述第一限位板固定连接在所述上锥板远离所述基座的一端；
所述第二限位板固定连接在所述下锥板远离所述基座的一端，所述第一限位板远离所述上锥板的一端与所述第二限位板触接，所述下锥板的远离所述基座的一端的端面与所述上锥板接触。
可选地，所述第一限位板平行所述第一转轴设置，所述第二限位板平行所述第二转轴设置。
可选地，所述基座远离所述风机单桩的面上设置有滑槽，所述滑槽为沿所述基座的长度方向延伸的通槽，所述基座的长度沿所述风机单桩的高度方向设置；
所述滑槽远离槽底的开口位置设置有限位挡板，所述限位挡板沿所述滑槽的长度方向设置，所述滑槽内滑动连接有中间连接板，所述限位挡板用于对所述中间连接板限位，所述上锥板和下锥板连接在所述中间连接板上。
可选地，所述基座的长度大于所述中间连接板的长度。
可选地，所述中间连接板上设置有提升结构；
所述提升结构包括钢丝绳，所述钢丝绳的一端连接在所述中间连接板的顶端，另一端连接在绞盘上，所述绞盘固定连接在所述风机单桩上的设备平台上。
可选地，所述第一限位板用于与所述第二限位板触接的端面连接有第一柔性材质层，所述下锥板用于与所述上锥板接触的端面设置有第二柔性材质层。
从上述技术方案可以看出，本发明提供的单桩式海上风机的抗冰锥结构，上锥板的一端转动连接在基座上，下锥板的一端也转动连接在基座上，从而可以使上锥板和下锥板能够绕着各自的转轴旋转。在冬季冰期时，上锥板和下锥板旋转到设定位置，上锥板和下锥板的一端部搭接在一起合成抗冰锥，降低风机单桩的冰载荷，保护风机单桩，在非冰期时间，上锥板和下锥板均旋转到紧贴风机单桩或者基座的位置，减小风机单桩的结构体积，以降低波浪载荷，提高了风机单桩的安全性。本发明的抗冰锥为分体结构，包括上锥板和下锥板两部分，相对于现有技术中一体结构的抗冰锥，减小了单个零部件的体积，降低了单个部件的重量，方便零部件的运送和装卸，且便于安装。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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的附图。
图1为本发明实施例提供的单桩式海上风机的抗冰锥结构连接在风机单桩上的一种角度的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的单桩式海上风机的抗冰锥结构连接在风机单桩上的另一种角度的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的单桩式海上风机的抗冰锥结构的结构示意图；
图4为本发明一实施例提供的上锥板和下锥板搭接处的局部放大结构示意图；
图5为本发明另一实施例提供的上锥板和下锥板搭接处的局部放大结构示意图；
图6为本发明实施例提供的上锥板的结构示意图；
图7为本发明实施例提供的下锥板的结构示意图；
图8为本发明另一实施例提供的基座连接在风机单桩上的结构示意图；
图9为图8中的基座的另一种角度的结构示意图；
图10为图8的基座与中间连接板连接的一种角度的结构示意图；
图11为图8的基座与中间连接板连接的另一种角度的结构示意图。
其中：
1、风机单桩，
2、抗冰锥，
201、第一转轴，202、上锥板，203、下锥板，204、第二转轴，205、基座，2051、限位挡板，2052、滑槽，206、第一限位板，207、第二限位板，208、第一柔性材质层，209、第二柔性材质层，210、中间连接板。
具体实施方式
本发明公开了一种单桩式海上风机的抗冰锥结构，能够降低抗冰锥结构非冰期的波浪载荷，提高了风机单桩的安全性。
下面将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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参阅图1至图3，本发明的单桩式海上风机的抗冰锥结构，包括基座205、上锥板202和下锥板203。基座205固定连接在风机单桩1上。上锥板202的一端转动连接在基座205上，另一端与下锥板203搭接。下锥板203一端转动连接在基座205上，另一端与上锥板202搭接。
其中，上锥板202的转动端靠近基座205的顶端设置，下锥板203的转动端靠近基座205的底端设置，此处的顶端是指靠近风机单桩1的顶端的一端，底端为靠近风机单桩1的固定在海底的一端。基座205焊接或者卡接在风机单桩1上。风机单桩1上同一高度设置有若干个抗冰锥2，多个抗冰锥2均匀的沿着风机单桩1的外表面周向分布。
为了实现上锥板202和下锥板203的可靠搭接，提高搭接处对海冰的支撑性能，上锥板202上用于与下锥板203搭接的位置设置有第一限位板206，下锥板203上用于与上锥板202搭接的位置设置有第二限位板207，上锥板202和下锥板203搭接在一起时，第一限位板206与第二限位板207触接，上锥板202的侧面和下锥板203的端部触接，使得搭接更可靠，即使受到海冰的冲击上锥板202和下锥板203也不会分开，避免了抗冰锥2的锥面受外力作用时发生位移。
本发明的单桩式海上风机的抗冰锥结构，上锥板202的一端转动连接在基座205上，下锥板203的一端也转动连接在基座205上，从而可以使上锥板202和下锥板203能够绕着各自的转轴旋转。在冬季冰期时，上锥板202和下锥板203旋转到设定位置，上锥板202和下锥板203的一端部搭接在一起合成抗冰锥2，降低风机单桩1的冰载荷，保护风机单桩1，在非冰期时间，上锥板202和下锥板203均旋转到紧贴风机单桩1或者基座205的位置，减小风机单桩1的结构体积，以降低波浪载荷，提高了风机单桩1(支撑结构)的安全性。本发明的抗冰锥2为分体结构，包括上锥板202和下锥板203两部分，相对于现有技术中一体结构的抗冰锥，减小了单个零部件的体积，降低了单个部件的重量，方便零部件的运送和装卸，且便于安装。
具体的，上锥板202通过第一转轴201转动连接在基座205上，下锥板203通过第二转轴204转动连接在基座205上。可以理解的，第一转轴201和第二转轴204均通过绕设在轴体上的固定轴套连接在基座205上，第一转轴201和第二转轴204用于绕设所述固定轴套的位置直径缩小，从而使得所述固定轴套同时具有防止第一转轴201和第二转轴204轴向窜动的作用，此结构为现有技术中常用的用于固定轴体的结构，此处不再赘述。
第一转轴201和第二转轴204平行设置，第一转轴201和第二转轴204均平行于海平面设置，从而便于形成的抗冰锥2的锥形凸起部的顶部平行于海平面，便于破冰。
为了提高抗冰锥2的水平方向和竖直方向的支撑能力，上锥板202和下锥板203垂直搭接在一起。
为了便于控制上锥板202和下锥板203的转动，第一转轴201的一端设置有第一电机，第二转轴204的一端设置有第二电机，所述第一电机和第二电机均固定连接在基座205上。所述第一电机转动，带动第一转轴201转动，从而带动与第一转轴201固定连接的上锥板202转动。所述第二电机转动，带动第二转轴204转动，从而带动与第二转轴204固定连接的下锥板203转动，从而实现对下锥板203位置的控制。
具体的，第一限位板206固定连接在上锥板202远离基座205的一端；第二限位板207固定连接在下锥板203远离基座205的一端。第一限位板206远离上锥板202的一端与第二限位板207触接，下锥板203的远离基座205的一端的端面与上锥板202接触，如图4和图5所示，形成上锥板202和下锥板203搭接处的双重支撑，既提高了支撑的稳定性，又能有效避免抗冰锥2的锥面受外力作用时发生位移。
进一步的，第一限位板206平行第一转轴201设置，第二限位板207平行第二转轴204设置。
为了降低对上锥板202和下锥板203搭接位置处尺寸的要求，第一限位板206用于与第二限位板207触接的端面连接有第一柔性材质层208，下锥板203用于与上锥板202接触的端面设置有第二柔性材质层209。第一柔性材质层208和第二柔性材质层209可以是耐腐蚀的橡胶材质，也可以是耐腐蚀的织物材质。
在一实施例中，第二限位板207距离下锥板203的非转动端部第一距离设置，所述第一距离为L2，如图7所示。第一限位板206的高度为L1，如图6所示，L1＝L2。
为了便于调整抗冰锥2的高度，确保海冰与抗冰锥2的接触位置在上锥板202上，如图8至图11所示，基座205远离风机单桩1的面上设置有滑槽2052，滑槽2052为沿基座205的长度方向延伸的通槽，基座205的长度沿风机单桩1的高度方向设置。滑槽2052内滑动连接有中间连接板210，上锥板202和下锥板203连接在中间连接板210上。为了对中间连接板210限位，滑槽2052远离槽底的开口位置设置有限位挡板2051，限位挡板2051沿滑槽2052的长度方向设置，避免中间连接板210滑动过程中从滑槽2052内脱出。限位挡板2051设置在滑槽2052的槽开口的位置，如图8所示，限位挡板2051悬设于滑槽2052的槽开口处。
可以理解的，基座205的长度大于中间连接板210的长度，从而便于中间连接板210位置的调整。
为了便于控制抗冰锥2的高度，中间连接板210上设置有提升结构。所述提升结构包括钢丝绳(图中未示)，所述钢丝绳的一端连接在中间连接板210的顶端，另一端连接在绞盘上，所述绞盘固定连接在风机单桩1上的设备平台上。通过所述绞盘收卷所述钢丝绳，中间连接板210提升到需要位置时锁死所述绞盘，实现对中间连接板210的位置的提升，从而实现抗冰锥2的位置的提升。当需要降低抗冰锥2的位置时，所述绞盘反向转动放下所述钢丝绳，中间连接板210沿滑槽2052下滑到需要的位置后锁死所述绞盘，实现对中间连接板210的位置的下调。
为了提升抗冰锥2的破冰效果，抗冰锥2在风机单桩1的周向上的宽度减小，增多抗冰锥2的设置数量，使得抗冰锥2的排布更加密集。
在本方案的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本方案的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本方案的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种单桩式海上风机的抗冰锥结构，其特征在于，包括：
基座，固定连接在风机单桩上；
上锥板，一端转动连接在所述基座上，另一端与下锥板搭接；
下锥板，一端转动连接在所述基座上，另一端与所述上锥板搭接；
所述上锥板上与所述下锥板搭接的位置设置有第一限位板，所述下锥板上与所述上锥板搭接的位置设置有第二限位板。
2.根据权利要求1所述的单桩式海上风机的抗冰锥结构，其特征在于，所述上锥板通过第一转轴转动连接在所述基座上，所述下锥板通过第二转轴转动连接在所述基座上；
所述第一转轴和第二转轴平行设置，所述第一转轴和第二转轴均平行于海平面设置。
3.根据权利要求1所述的单桩式海上风机的抗冰锥结构，其特征在于，所述上锥板和下锥板垂直搭接在一起。
4.根据权利要求2所述的单桩式海上风机的抗冰锥结构，其特征在于，所述第一转轴的一端设置有第一电机，所述第二转轴的一端设置有第二电机，所述第一电机和第二电机均固定连接在所述基座上。
5.根据权利要求1所述的单桩式海上风机的抗冰锥结构，其特征在于，所述第一限位板固定连接在所述上锥板远离所述基座的一端；
所述第二限位板固定连接在所述下锥板远离所述基座的一端，所述第一限位板远离所述上锥板的一端与所述第二限位板触接，所述下锥板的远离所述基座的一端的端面与所述上锥板接触。
6.根据权利要求5所述的单桩式海上风机的抗冰锥结构，其特征在于，所述第一限位板平行所述第一转轴设置，所述第二限位板平行所述第二转轴设置。
7.根据权利要求1所述的单桩式海上风机的抗冰锥结构，其特征在于，所述基座远离所述风机单桩的面上设置有滑槽，所述滑槽为沿所述基座的长度方向延伸的通槽，所述基座的长度沿所述风机单桩的高度方向设置；
所述滑槽远离槽底的开口位置设置有限位挡板，所述限位挡板沿所述滑槽的长度方向设置，所述滑槽内滑动连接有中间连接板，所述限位挡板用于对所述中间连接板限位，所述上锥板和下锥板连接在所述中间连接板上。
8.根据权利要求7所述的单桩式海上风机的抗冰锥结构，其特征在于，所述基座的长度大于所述中间连接板的长度。
9.根据权利要求7所述的单桩式海上风机的抗冰锥结构，其特征在于，所述中间连接板上设置有提升结构；
所述提升结构包括钢丝绳，所述钢丝绳的一端连接在所述中间连接板的顶端，另一端连接在绞盘上，所述绞盘固定连接在所述风机单桩上的设备平台上。
10.根据权利要求5所述的单桩式海上风机的抗冰锥结构，其特征在于，所述第一限位板用于与所述第二限位板触接的端面连接有第一柔性材质层，所述下锥板用于与所述上锥板接触的端面设置有第二柔性材质层。
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