CN210599283U - 用于风力发电机组塔筒的连接装置和风力发电机组 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种用于风力发电机组塔筒的连接装置和风力发电机组。连接装置包括：第一连接板、至少一个节点、至少一个支撑件。在第一连接板的一端设置节点，用于与风力发电机组塔筒的侧壁固定连接，在第一连接板的另一端设置支撑件，支撑件的一端固定连接在第一连接板上，支撑件的另一端固连或抵靠在侧壁上，用于支撑第一连接板。支撑件包括：垫环、挡板和球头螺栓。球头螺栓包括球头部和与球头部连接的杆部。挡板的一侧具有与球头部相匹配的第一凹槽，球头部设置在第一凹槽内，垫环设置在挡板的另一侧上。由于本申请实施例的连接装置可以在承载较大附件时，承受较大弯矩。

Description

用于风力发电机组塔筒的连接装置和风力发电机组

技术领域

本申请涉及风力发电技术领域，具体为一种用于风力发电机组塔筒的连接装置和风力发电机组。

背景技术

通常，风力发电机组的塔筒的侧壁上需要连接例如维护平台、直爬梯等设备，这些设备是通过连接装置连接到塔筒的侧壁上。在设计这些连接装置时，需要考虑连接装置对塔筒的侧壁局部强度的不良影响，并尽量减少这些不良影响。

风力发电机组塔架筒壁与附件之间通常采用单节点以及单节点横排(即所有节点位于同一水平面)的连接方式，每个单节点是通过焊接、磁吸式、射钉方式或变截面焊接螺柱等形式进行连接。附件连接在连接装置上，由节点承受附件的重量和产生的弯矩并传递至塔筒壁。

但是，申请人发现，当需要承载较大重量的附件时，现有水平布置的横向节点满足不了受力需求，无法在纵向方向上抵抗弯矩，节点处的塔筒壁不能满足疲劳等级的要求。

实用新型内容

有鉴于此，本申请提供一种用于风力发电机组塔筒的连接装置和风力发电机组，解决传统节点承重能力薄弱、无法在纵向方向上抵抗弯矩、或节点处的塔筒壁不能满足疲劳等级的要求的技术问题。

为了解决上述问题，本申请实施例主要提供如下技术方案：

在第一方面中，本申请实施例公开了一种用于风力发电机组塔筒的连接装置，包括：第一连接板、至少一个节点、至少一个支撑件；

在所述第一连接板的一端设置所述节点，用于与所述风力发电机组塔筒的侧壁固定连接，在所述第一连接板的另一端设置所述支撑件，所述支撑件的一端固定连接在所述第一连接板上，所述支撑件的另一端固连或抵靠在所述侧壁上，用于支撑所述第一连接板；

所述支撑件包括：垫环、挡板和球头螺栓；

所述球头螺栓包括球头部和与所述球头部连接的杆部；

所述挡板的一侧具有与所述球头部相匹配的第一凹槽，所述球头部设置在所述第一凹槽内，所述垫环设置在所述挡板的另一侧上。

可选地，所述挡板的另一侧具有凸起，所述垫环具有与所述凸起相匹配的通孔，所述垫环通过所述通孔套设在所述凸起上。

可选地，所述挡板的另一侧具有与所述垫环相匹配的第二凹槽，所述垫环设置在所述第二凹槽内。

可选地，所述垫环粘贴在所述挡板的另一侧上。

可选地，所述垫环由软质材料制成。

可选地，所述垫环与所述挡板一体成型。

可选地，所述连接装置还包括：第二连接板和支撑板；

所述第一连接板的一端与所述第二连接板的一端连接，并且所述第一连接板沿水平方向垂直于所述第二连接板；

所述支撑板设置在所述第一连接板和所述第二连接板的一侧，连接所述第一连接板和所述第二连接板。

可选地，所述支撑件还包括：垫圈和螺母；

所述杆部的外侧设置有第一螺纹，预先设置在所述第一连接板上的孔内设置有与所述第一螺纹相匹配的第二螺纹，

所述杆部通过所述第一螺纹和所述第二螺纹穿过所述孔，并通过所述垫圈和螺母，将所述垫环、挡板和球头螺栓固定在所述第一连接板上。

在第二方面中，本申请实施例公开了一种风力发电机组，包括：第一方面所述的连接装置。

借由上述技术方案，本申请实施例提供的技术方案至少具有下列优点：

由于本申请实施例的连接装置在第一连接板沿纵向的另一端设置支撑件，支撑件的一端固定连接在第一连接板上，支撑件的另一端固连或抵靠在侧壁上，用于支撑第一连接板，使得第一连接板在远离节点的另一端设置有支撑点，可以承载重要较大的附件，可以承受较大弯矩；附件的重量和弯矩通过本申请实施例连接装置中的各节点和支撑件传递至塔筒的侧壁，支撑件处的塔筒侧壁分担了附件的重量和弯矩，使得各节点和支撑件处塔筒的侧壁受到的压强和弯矩更加均匀，使得塔筒的侧壁能够满足疲劳等级的要求。并且，当支撑件的支撑点非刚性连接时，又可以避免节点在塔架运输或者运行时晃动，起到限制变形的作用。

上述说明仅是本申请实施例技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请实施例的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请实施例的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请实施例的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文可选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出可选实施方式的目的，而并不认为是对本申请实施例的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本申请连接装置的爆炸图；

图2为本申请连接装置的侧视图；

图3为本申请支撑件的第一实施例的结构示意图；

图4为本申请支撑件的第二实施例的结构示意图；

图5为本申请支撑件的第三实施例的结构示意图；

图6为本申请支撑件的第四实施例的结构示意图；

图7为本申请支撑件的第五实施例的结构示意图。

附图标记介绍如下：

1-连接装置；2-第一连接板；3-节点；4-支撑件；41-垫环、42-挡板、43-球头螺栓；44-垫圈；45-螺母；

5-侧壁；6-第二连接板；7-支撑板；8-孔。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本申请的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

为解决上述技术问题，在第一方面中，本申请实施例公开了一种用于风力发电机组塔筒的连接装置1，包括：第一连接板2、至少一个节点3、至少一个支撑件4。在第一连接板2的一端设置节点3，用于与风力发电机组塔筒的侧壁5固定连接，在第一连接板2的另一端设置支撑件4，支撑件4的一端固定连接在第一连接板2上，支撑件4的另一端固连或抵靠在侧壁5上，用于支撑第一连接板2。支撑件4包括：垫环41、挡板42和球头螺栓43。球头螺栓43包括球头部和与球头部连接的杆部。挡板42的一侧具有与球头部相匹配的第一凹槽，球头部设置在第一凹槽内，垫环41设置在挡板42的另一侧上。

由于本申请实施例的连接装置在第一连接板的另一端设置支撑件，支撑件的一端固定连接在第一连接板上，支撑件的另一端固连或抵靠在侧壁上，用于支撑第一连接板，使得第一连接板在远离节点的另一端设置有支撑点，在承载较大附件时，可以承受较大弯矩。并且，当支撑件的支撑点非刚性连接时，又可以避免节点在塔架运输或者运行时晃动，起到限制变形的作用。

另外，由于本申请实施例在挡板42与球头螺栓43之间采用了球形配合的连接方式，增大了挡板42与球头螺栓43之间的受力面积，传递支撑力，保证了接触面受力均匀，并且支撑件4的安装工艺简单，降低制造成本。

当然，在另一个实施例中，垫环41还可以与侧壁5焊接连接，避免挡板41与侧壁5直接接触，而损伤侧壁5的结构和油漆。

可选地，如图3所示，在第一实施例中，挡板42的另一侧具有凸起，垫环41具有与凸起相匹配的通孔，垫环41通过通孔套设在凸起上。即垫环41的一个端面与挡板42另一侧的凸起外围相抵接，垫环41的另一个端面与塔筒的侧壁5内表面相抵接。这样的连接方式可以补偿垫环41的焊接误差，从而保证了垫环41与挡板42端面的紧密贴合，进一步保证了接触面受力均匀。

可选地，在本实施例中，垫环41的通孔与凸起之间的径向距离小于或等于预设阈值δ，使得垫环41固定连接在挡板42上。径向为垫环41、挡板42的凸起、或支撑件4的径向。具体地，继续参考图3，挡板42的凸起的径向直径Φd+δ，与垫环41内圈的径向直径Φd，相差预设阈值δ。预设阈值δ的值由计算获得，能够保证多个节点3的疲劳等级能够满足DC90的要求，同时这样的设计也有较好的安装性，增强市场竞争力。

可选地，在第二实施例中，如图4所示，挡板42的另一侧具有与垫环41相匹配的第二凹槽，垫环41设置在第二凹槽内，这使得垫环41被嵌入到挡板42内。这样的连接方式可以补偿垫环41的焊接误差，从而保证了垫环41与挡板42端面的紧密贴合，进一步保证了接触面受力均匀。

可选地，类似于第一实施例，在本实施例中，第二凹槽与垫环41之间的距离小于或等于预设阈值δ，使得垫环41固定连接在挡板42上。挡板42的第二凹槽与垫环的外圈直径相差预设阈值δ，其中，预设阈值δ的值由计算获得，保证多个节点3的疲劳等级能够满足DC90的要求，同时这样的设计也有较好的安装性，增强市场竞争力。

可选地，在第三实施例中，如图5所示，垫环41被粘贴在挡板42的另一侧上。因此，垫环41与挡板42可以直接贴合，由于挡板42的端面大于垫环41的端面，保证风力发电机组在运行时，不会产生由于垫环41的变形而导致垫环41从挡板42上脱落。

可选地，在第四实施例中，如图6所示，垫环41由软质材料制成，这样可将挡板42端部与软质材料制成的垫环41直接连接，通过该垫环41可直接顶住塔筒壁，确保不会破坏侧壁5的形状以及侧壁5上的油漆。

可选地，在第五实施例中，如图7所示，垫环41与挡板42一体成型。将垫环41与挡板42合并制成为一个部件，不仅可以防止垫环41从挡板42上脱落，还可以简化支撑件4的制作流程，降低制造成本。

可选地，继续参考图1和图2，连接装置1还包括：第二连接板6和支撑板7。第一连接板2的一端与第二连接板6的一端连接，并且第一连接板2沿水平方向垂直于第二连接板6。支撑板7设置在第一连接板2和第二连接板6的一侧，连接第一连接板2和第二连接板6。因此，第二连接板6上可以设置多个固定孔，用于连接外部附件。而支撑板7可以固定连接第一连接板2和第二连接板6，增强连接装置1的整体牢固性。

可选地，支撑件4还包括：垫圈44和螺母45。杆部的外侧设置有第一螺纹(图中未示出)，预先设置在第一连接板2上的孔8内设置有与第一螺纹相匹配的第二螺纹(图中未示出)。杆部通过第一螺纹和第二螺纹穿过孔8，并通过垫圈44和螺母45，将垫环41、挡板42和球头螺栓43固定在第一连接板2上，保证支撑力传递的方向垂直于第一连接板2。因此，在安装时，可先将球头螺栓43旋入到孔8内，再将球头螺栓43的球头部旋入到挡板42内，挡板42的另一端进一步设置垫环41即可，无需添加预紧力，然后放置垫圈44并锁紧螺母45，这样孔8内的第一螺纹可以与第一连接板2上的第二螺纹形成双螺母结构，保证球头螺栓的防松性能。

在第二方面中，本申请实施例公开了一种风力发电机组，包括：第一方面的连接装置1。由于第二方面的风力发电机组包括了第一方面的连接装置1，使得背风力发电机组具有与连接装置1相同的有益效果。因此，在此不再重复赘述第二方面的风力发电机组的有益效果。

为了方便施工人员进入风力发电机组塔筒的内外部进行安装和维护，通常利用连接装置在塔筒的内壁和外壁上安装梯子，平台或者塔筒门。但是，申请人发现，在雨水侵蚀下，极容易引起连接装置的腐蚀脱落，对地面或者站在平台上的施工人员造成严重伤害。因此，对连接装置1松动的实时监控就显得越来越重要。

为了解决上述问题，本申请实施例还公开了一种用于风力发电机组塔筒的连接装置的检测系统，该检测系统包括：分别设置在塔筒的侧壁以及连接装置上的位移传感器、安装在塔筒的侧壁上的监控器、与位移传感器和监控器电连接的中央处理器以及与中央处理器连接的控制平台。

该位移传感器用于感应连接装置与侧壁之间的位移距离并向中央处理器实时发送位移信号，中央处理器对该位移信号中的位移信息与存储在中央处理器中的预设阈值进行比较，当连接装置的位移距离达到预设阈值时，中央处理器就会向控制平台发送报警信号，在地面上的检测人员通过报警信号得知该连接装置存在安全隐患，并可以及时对其进行维修。

具体地，监控器可以实时对连接装置的实时情况进行肉眼监控，避免由于位移传感器的失灵，而导致连接装置脱落的发生。

具体地，中央处理器包括：可编程逻辑控制器、声光报警装置、通讯器。可编程逻辑控制器用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制检测系统中的各个装置。声光报警装置可以在检测到危险时产生听觉警报，便于在平台上的施工人员听到并及时进行维修。通讯器用于与位移传感器、监控器和控制平台无线通讯连接，减少电线的使用，降低制造成本。

应用本申请实施例所获得的有益效果包括：

由于本申请实施例的连接装置在第一连接板的另一端设置支撑件，支撑件的一端固定连接在第一连接板上，支撑件的另一端固连或抵靠在侧壁上，用于支撑第一连接板，使得第一连接板在远离节点的另一端设置有支撑点，在承载较大附件时，可以承受较大弯矩。并且，当支撑件的支撑点非刚性连接时，又可以避免节点在塔架运输或者运行时晃动，起到限制变形的作用。

以上所述仅是本申请的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (9)

1.一种用于风力发电机组塔筒的连接装置(1)，其特征在于，包括：第一连接板(2)、至少一个节点(3)、至少一个支撑件(4)；

在所述第一连接板(2)的一端设置所述节点(3)，用于与所述风力发电机组塔筒的侧壁(5)固定连接，在所述第一连接板(2)的另一端设置所述支撑件(4)，所述支撑件(4)的一端固定连接在所述第一连接板(2)上，所述支撑件(4)的另一端固连或抵靠在所述侧壁(5)上，用于支撑所述第一连接板(2)；

所述支撑件(4)包括：垫环(41)、挡板(42)和球头螺栓(43)；

所述球头螺栓(43)包括球头部和与所述球头部连接的杆部；

所述挡板(42)的一侧具有与所述球头部相匹配的第一凹槽，所述球头部设置在所述第一凹槽内，所述垫环(41)设置在所述挡板(42)的另一侧上。

2.如权利要求1所述的连接装置(1)，其特征在于，所述挡板(42)的另一侧具有凸起，所述垫环(41)具有与所述凸起相匹配的通孔，所述垫环(41)通过所述通孔套设在所述凸起上。

3.如权利要求1所述的连接装置(1)，其特征在于，所述挡板(42)的另一侧具有与所述垫环(41)相匹配的第二凹槽，所述垫环(41)设置在所述第二凹槽内。

4.如权利要求1所述的连接装置(1)，其特征在于，所述垫环(41)粘贴在所述挡板(42)的另一侧上。

5.如权利要求4所述的连接装置(1)，其特征在于，所述垫环(41)由软质材料制成。

6.如权利要求1所述的连接装置(1)，其特征在于，所述垫环(41)与所述挡板(42)一体成型。

7.如权利要求1所述的连接装置(1)，其特征在于，还包括：第二连接板(6)和支撑板(7)；

所述第一连接板(2)的一端与所述第二连接板(6)的一端连接，并且所述第一连接板(2)沿水平方向垂直于所述第二连接板(6)；

所述支撑板(7)设置在所述第一连接板(2)和所述第二连接板(6)的一侧，连接所述第一连接板(2)和所述第二连接板(6)。

8.如权利要求1-7中任一项所述的连接装置(1)，其特征在于，所述支撑件(7)还包括：垫圈(44)和螺母(45)；

所述杆部的外侧设置有第一螺纹，预先设置在所述第一连接板(2)上的孔(8)内设置有与所述第一螺纹相匹配的第二螺纹，

所述杆部通过所述第一螺纹和所述第二螺纹穿过所述孔(8)，并通过所述垫圈(44)和螺母(45)，将所述垫环(41)、挡板(42)和球头螺栓(43)固定在所述第一连接板(2)上。

9.一种风力发电机组，其特征在于，包括：塔筒以及与所述塔筒的侧壁连接的如权利要求1-8中任一项所述的连接装置(1)。

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