RU157615U1

RU157615U1 - TELESCOPIC WIND TOWER

Info

Publication number: RU157615U1
Application number: RU2015128400/03U
Authority: RU
Inventors: Виктор Васильевич Елистратов; Александр Алексеевич Панфилов; Роман Сергеевич Денисов; Максим Викторович Дюльдин; Михаил Анатольевич Конищев
Priority date: 2015-07-13
Filing date: 2015-07-13
Publication date: 2015-12-10

Abstract

Телескопическая ветробашня, состоящая из соосных подвижных секций, размещенных внутри базовой секции, отличающаяся тем, что базовая секция для обеспечения устойчивости установлена на фундаменте, каждая соосная секция выполнена в виде четырехгранной квадратной призмы с гранями из профилей-уголков, упомянутые призмы содержат несущие опоры, к которым прикреплены профили-уголки, на внутренней стороне несущих опор установлены направляющие, а на внешней стороне смонтированы фланцы, обеспечивающие жесткость конструкции.A telescopic wind tower, consisting of coaxial movable sections located inside the base section, characterized in that the base section for stability is mounted on the foundation, each coaxial section is made in the form of a square tetrahedral prism with faces from corner profiles, the mentioned prisms contain bearing supports, to with which corners are attached, guides are installed on the inner side of the bearing supports, and flanges are mounted on the outer side, which ensure rigidity of the structure.

Description

Техническое решение относится к области ветроэнергетики и строительства, а именно, к конструкции телескопического типа башен, предназначенных для поддержания ветроэнергетического оборудования, эксплуатируемого в суровых климатических условиях.The technical solution relates to the field of wind energy and construction, namely, to the design of a telescopic type of towers designed to maintain wind energy equipment operating in harsh climatic conditions.

Известна телескопическая башня ветроустановки с переменными габаритами (патент на изобретение RU №2042861, on. 27.08.1995). Башня состоит из соосных подвижных металлических трубчатых секций последовательно меньшего диаметра, находящихся внутри установленной на фундаменте неподвижной железобетонной секции. Башня предназначена для телескопического подъема на высоту до 40-50 м и складирования до высот 20-25 м нагрузки из 4-х металлических секций и гондолы с бироторной ветроэнергоустановкой мощностью 10-15 кВт с использованием электроприводного блоково-тросового устройства. Торцевые части секций башни полосками загнуты с образованием пазух для блоков и направляющих для выбираемых лебедкой тросов, совместно обеспечивающих телескопическое выдвижение и складирование внутрь базовой секции металлических секций башни. Жесткость конструкции телескопически выдвинутой ветробашни обеспечивается натяжением связанных с контргрузом тросов и фланцевым соединением торцевых частей смежных секций. Конструкционно изобретение применимо для условий умеренных широт.Known telescopic tower of a wind turbine with variable dimensions (patent for invention RU No. 2042861, on. 08.27.1995). The tower consists of coaxial movable metal tubular sections of successively smaller diameter located inside a fixed reinforced concrete section installed on the foundation. The tower is designed for telescopic lifting to a height of 40-50 m and storing loads of 4 metal sections and a nacelle with a biotor wind turbine with a capacity of 10-15 kW using an electric drive block-cable device to heights of 20-25 m. The end parts of the tower sections are bent with strips to form sinuses for the blocks and guides for the cables selected by the winch, together providing telescopic extension and storage inside the base section of the metal sections of the tower. The structural rigidity of the telescopically extended wind tower is ensured by the tension of the cables connected with the counterload and the flange connection of the end parts of adjacent sections. Structurally, the invention is applicable to conditions of temperate latitudes.

К недостатку изобретения следует отнести недостаточную пригодность к транспортировке конструкции в регионах со слабой транспортной инфраструктурой.The disadvantage of the invention is the lack of suitability for transportation of the structure in regions with a weak transport infrastructure.

Известна телескопическая башня-мачта, монтаж которой выполняется на месте установки (патент на изобретение RU №2323311, оп. 27.04.2008). Башня состоит из 2-х или 3-х коаксиальных подвижных металлических трубчатых секций, выдвигаемых из базовой неподвижной металлической секции. Торцевые части трубчатых секций башни полосками загнуты и обеспечивают фланцевое закрепление выдвинутых смежных секций. Высота телескопической башни-мачты и количество секций, из которых она состоит, определяются технологическими возможностями и целями ее дальнейшего использования в умеренных широтах.Known telescopic tower mast, the installation of which is performed at the installation site (patent for invention RU No. 2323311, op. 27.04.2008). The tower consists of 2 or 3 coaxial movable metal tubular sections extended from the base fixed metal section. The end parts of the tubular sections of the tower are bent by strips and provide flange fastening of the extended adjacent sections. The height of the telescopic mast tower and the number of sections of which it consists are determined by the technological capabilities and the goals of its further use in temperate latitudes.

К недостаткам изобретения следует отнести необходимость дополнительного обеспечения устойчивости конструкции к ветровым нагрузкам, характерным для суровых климатических условий.The disadvantages of the invention include the need to further ensure the stability of the structure to wind loads characteristic of harsh climatic conditions.

Известна конструкция мобильной телескопической решетчатой башни (106 HW Telescopic Lattice Tower, LMS HW Brochure, 2013, c. 1-4, landamobilesystems.com/…/LMS-106-HW-2013-BROCHURE1.pdf). Башня выполнена в виде 5-ти трехгранных вложенных друг в друга решетчатых и установленных на стойках-опорах соосных призм высотой в выдвинутом положении 106 футов США, или 32,0 м. Башня предназначена для поддержания телерадиовещательного оборудования весом до 540 кг. Для телескопического выдвижения и складирования секций башни применяется блоково-тросовое устройство с электроприводом. Жесткость телескопически выдвинутой башни обеспечивается натяжением тросов. Конструкционно изобретение применимо в условиях субтропического климата.A known design of a mobile telescopic lattice tower (106 HW Telescopic Lattice Tower, LMS HW Brochure, 2013, p. 1-4, landamobilesystems.com/.../LMS-106-HW-2013-BROCHURE1.pdf). The tower is made in the form of 5 trihedral lattice enclosed into each other and mounted on pillar racks coaxial prisms with an extended position of 106 feet USA, or 32.0 m.The tower is designed to support broadcasting equipment weighing up to 540 kg. For telescopic extension and storage of the tower sections, a block-cable device with an electric drive is used. The stiffness of the telescopically extended tower is provided by the tension of the cables. Structurally, the invention is applicable in a subtropical climate.

К недостатку изобретения следует отнести необходимость обеспечения жесткости конструкции в выдвинутом положении с нагрузкой за счет натяжения тросов.The disadvantage of the invention is the need to ensure structural rigidity in the extended position with the load due to the tension of the cables.

В качестве прототипа для заявляемого технического решения выбрана портативная телескопическая башня с управляемым выдвижением (патент на изобретение US №8955264, оп. 17.02.2015). Башня состоит из пяти трехгранных призматических выполненных в виде решетчатой структуры из полых стальных трубок секций, причем в неподвижную базовую секцию, устанавливаемую на подготовленную площадку на стойках-опорах, вложены 4-е подвижные секции. Для телескопического выдвижения и складирования секций башни используется блоково-тросовое устройство с электроприводом. Верхний торец внутренней секции оборудован для монтажа телерадиовещательного оборудования. Телескопическое движение секций обеспечивается блоками, направляющими и роликами, размещенными на ребрах смежных внутренних секций. Закрепление секций в выдвинутом положении мягко фиксируется смонтированными изнутри верхних частей смежных секций упорами с возвратными пружинами. Жесткость телескопически выдвинутой башни обеспечивается натяжением тросов. Конструкционно изобретение применимо в условиях субтропического климата.As a prototype for the claimed technical solution, a portable telescopic tower with controlled extension (US patent No. 8955264, op. 02.17.2015) was selected. The tower consists of five trihedral prismatic sections made in the form of a lattice structure of hollow steel tubes, and 4 movable sections are embedded in the fixed base section installed on the prepared platform on the support pillars. For telescopic extension and storage of the tower sections, a block-rope device with an electric drive is used. The upper end of the inner section is equipped for the installation of broadcasting equipment. The telescopic movement of the sections is provided by blocks, guides and rollers placed on the ribs of adjacent inner sections. The fastening of the sections in the extended position is gently fixed by the stops with return springs mounted from the inside of the upper parts of the adjacent sections. The stiffness of the telescopically extended tower is provided by the tension of the cables. Structurally, the invention is applicable in a subtropical climate.

К недостаткам изобретения следует отнести недостаточную жесткость и низкую устойчивость выдвинутой конструкции к ветровым нагрузкам.The disadvantages of the invention include insufficient rigidity and low stability of the extended design to wind loads.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является упрощение сборки и монтажа из готовых элементов стационарной телескопической фермовой металлической башни, обеспечение необходимой устойчивости и жесткости конструкции, предназначенной для поддержания ветроэнергетического оборудования, эксплуатируемого в суровых климатических условиях.The task to which the claimed technical solution is directed is to simplify the assembly and installation of finished elements of a stationary telescopic farm metal tower, providing the necessary stability and rigidity of the structure, designed to maintain wind power equipment operating in harsh climatic conditions.

Данная задача решается за счет того, что заявленное техническое решение - Телескопическая ветробашня, состоящая из соосных подвижных секций, размещенных внутри базовой секции, отличается тем, что базовая секция для обеспечения устойчивости установлена на фундаменте, все соосные секции выполнены в виде четырехгранных квадратных призм с гранями, выполненными из профилей-уголков, секции дополнительно для обеспечения устойчивости содержат несущие опоры, к которым прикреплены упомянутые профили-уголки, на внутренней стороне которых установлены направляющие, а на внешней стороне смонтированы фланцы, обеспечивающие жесткость конструкции.This problem is solved due to the fact that the claimed technical solution - Telescopic wind tower, consisting of coaxial movable sections located inside the base section, differs in that the base section for stability is installed on the foundation, all coaxial sections are made in the form of tetrahedral square prisms with faces made of profiles-corners, sections additionally to ensure stability contain load-bearing supports to which the mentioned profiles-corners are attached, on the inside of which are installed claimed rails and are mounted on the outer side flanges provide rigidity.

Отличительными признаками заявленной полезной модели от прототипа являются:Distinctive features of the claimed utility model from the prototype are:

- статичность: базовая секция у заявленной полезной модели установлена на фундаменте;- static: the base section of the claimed utility model is installed on the foundation;

- жесткость: грань фермы выполнена в виде жесткой треугольной решетки на несущих опорах;- stiffness: the face of the truss is made in the form of a rigid triangular lattice on bearing supports;

- структура фермы: в заявленной полезной модели - решетка, выполненная из профилей-уголков;- farm structure: in the claimed utility model, a lattice made of corner profiles;

- технологичность и компактность: в заявленной полезной модели основные элементы выполнены по модульному принципу и монтируются на месте установки с применением минимума строительно-монтажной техники.- manufacturability and compactness: in the claimed utility model, the basic elements are made according to the modular principle and are mounted at the installation site using a minimum of construction equipment.

Основным отличительным признаком полезной модели является ее модульность. Это позволяет доставлять и монтировать установку в условиях со слабо развитой транспортной инфраструктурой и значительным удалением от технологических центров.The main distinguishing feature of a utility model is its modularity. This allows you to deliver and install the unit in conditions with poorly developed transport infrastructure and a significant distance from technological centers.

Проведенный анализ уровня техники не выявил источников информации, где было бы раскрыто техническое решение телескопической ветробашни, характеризующейся совокупностью признаков, эквивалентных всем существенным отличительным признакам заявляемого решения, что позволяет сделать вывод о соответствии последнего критерию «новизна».The analysis of the prior art did not reveal sources of information where a technical solution for a telescopic wind tower would be disclosed, characterized by a set of features equivalent to all the essential distinguishing features of the proposed solution, which allows us to conclude that the latter meets the “novelty” criterion.

Сущность полезной модели поясняется фигурами, на которых изображено:The essence of the utility model is illustrated by figures, which depict:

на фиг. 1 - телескопическая ветробашня в исходном а), промежуточном б) и рабочем в) положениях (вид спереди, уменьшено);in FIG. 1 - telescopic wind tower in the initial a), intermediate b) and working c) positions (front view, reduced);

на фиг. 2 - узел Д с фиг. 1;in FIG. 2 - node D of FIG. one;

на фиг. 3 - разрез по линии Г-Г с фиг. 1.in FIG. 3 is a section along the line G-G of FIG. one.

Телескопическая ветробашня (фиг. 1) устанавливается на фундамент 1 и содержит N-e количество концентрично расположенных секций, для конкретного примера - трех секций 2-4. Каждая секция 2-4 выполнена в форме правильной многогранной призмы, для конкретного примера - в форме четырехгранной квадратной призмы. Это предпочтительный случай реализации устройства, однако количество секций и граней может отличаться.The telescopic wind tower (Fig. 1) is installed on the foundation 1 and contains the N-e number of concentrically arranged sections, for a specific example, three sections 2-4. Each section 2-4 is made in the form of a regular polyhedral prism, for a specific example - in the form of a square square prism. This is the preferred implementation of the device, however, the number of sections and faces may vary.

Каждая грань секций 2-4 башни сформирована из готовых элементов - профилей-уголков 5 и образует треугольную фермовую структуру на несущих опорах 6. Профили-уголки соединены с несущими опорами с помощью фасонок болтовыми соединениями (на фиг. не показано).Each facet of the tower sections 2-4 is formed of prefabricated elements - profiles-corners 5 and forms a triangular truss structure on the bearing supports 6. The corner profiles are connected to the bearing supports by means of bolts (fig. Not shown).

Секция 4 башни установлена на фундамент 1. Секции 2 и 3 - подвижные.Section 4 of the tower is installed on the foundation 1. Sections 2 and 3 are movable.

С внешней стороны несущих опор 6 на них смонтированы фланцы 7 с отверстиями под болты 8, (фиг. 2), обеспечивающих жесткое соединение секций конструкции в выдвинутом положении.On the outside of the bearing supports 6, flanges 7 are mounted on them with holes for bolts 8, (Fig. 2), which provide a rigid connection of the sections of the structure in the extended position.

На внутренней стороне несущих опор 5 смонтированы направляющие 8, скользящие по направляющим 9 (фиг. 1, фиг. 2 и фиг. 3), по которым с применением любого известного способа осуществлено телескопическое выдвижение секций.On the inner side of the bearing supports 5 mounted rails 8, sliding along the rails 9 (Fig. 1, Fig. 2 and Fig. 3), through which using any known method made telescopic extension sections.

На торце секции 2 прикреплены гондола 10 и ветроколесо 11 горизонтально-осевого ветроагрегата.At the end of section 2, a nacelle 10 and a wind wheel 11 of a horizontal-axis wind turbine are attached.

Полезная модель является легко возводимой конструкцией, применяемой в суровых климатических условиях со слабо развитой транспортной инфраструктурой и значительным удалением от технологических центров.The utility model is an easily constructed structure used in harsh climatic conditions with a poorly developed transport infrastructure and a considerable distance from technological centers.

Claims

A telescopic wind tower, consisting of coaxial movable sections located inside the base section, characterized in that the base section for stability is installed on the foundation, each coaxial section is made in the form of a square tetrahedral prism with faces from corner profiles, the mentioned prisms contain bearing supports, to with which the corner profiles are attached, guides are installed on the inner side of the bearing supports, and flanges are mounted on the outer side to ensure structural rigidity.