专利名称：螺旋焊接的圆锥塔架段的利记博彩app
螺旋焊接的圆锥塔架段
背景技术：
本发明涉及分别根据权利要求1和12的前序部分用于制造圆锥形状结构的方法以及设备。此外，符合本发明的装置、系统和方法涉及用于焊接圆锥段、包括圆锥塔架段的方法和设备。相关技术的描述当前，金属圆锥塔架的装配和制造是通过连接圆锥的段或筒(can)来完成。这些圆锥塔架通常用于风塔发电机，该风塔发电机由风产生电力，并且典型在高度上超过60 米。因为塔架的总尺寸非常大并且要求巨大的焊接资源，因此，它们是在远离最终安装位置的地方制造的。然而，因为从制造地点到安装位置的装运限制，整个圆锥塔架不能被组装并运输到安装地点。因为这些限制，一系列的圆锥筒被焊接到一起形成高度约20-30米的塔架段(tower section)，这些塔架段可以被装运。因此，装配完整的塔架必须由一系列个别的圆锥筒制备三个03)20至30米长的段，然后装运到所述塔架的最终安装位置。该过程典型地要求一周来制造单个风力发电机塔架的组件。此外，由于所述复杂形状必须要在制作圆锥筒前制造，当前圆锥筒的制造牵涉产生实质性的材料浪费和拖延。这在图IA和IB中被展示。图IB图示说明如上所述的圆锥筒100。典型的圆锥塔架段由若干圆锥筒100构成，每个圆锥筒100具有不同的直径使得塔架段能够被形成。圆锥筒100种的每一个由金属(例如，钢铁)板段101制成，该金属板段卷制并在缝105处焊接，形成所示的圆锥筒形状。然而，如图IA所示，需要形成筒100的板段101不是矩形的。如图IA所示，板101(当平放时)具有两个弯曲的边(如所示的顶部和底部)和两个成角度的边(如所示的边)。这种形状是需要的，以导致如图IB中所示的完成的圆锥形状。如图IA所示，板101由矩形片材供应物103形成。这就产生了大量的废料(大约10% -15% )。这些额外的加工和形成步骤还增加了劳动时间和花费。随着对替代能源的日益上升兴趣，存在着对风塔发电机的日益上升的兴趣。因此， 就出现了更加有效果并且有效率地制造圆锥塔架的需要。发明的简要说明本发明在一个实施方案中，提供了用于制造根据权利要求1圆锥形状结构的方法，该方法包括提供板给卷板装置，用所述卷板装置以具有缝的螺旋方式来卷制所述板。所述方法进一步包括改变所述缝的角度来卷制所述板使其成为圆锥形状，然后焊接所述缝。 在另一个实施方案中，本发明提供了设备。其他实施方案可从说明书、权利要求书和附图中推断出。
通过详细描述本发明示例性实施方案，并参考所述附图，本发明上述和/或其他方面将更加明显，其中图IA示出用于制造圆锥筒的板的示意图。图IB示出由图IA的板制成的圆锥筒示意图。
图2A示出根据本发明的实施方案的圆锥塔架段的示意图。图2B示出根据本发明的另一个实施方案的圆锥塔架段的示意图。图2C示出根据本发明的再一个实施方案的圆锥塔架段的示意图。图2D示出根据本发明的一个实施方案的圆锥塔架的示意图。图3示出根据本发明的实施方案制造圆锥塔架段的方法示意图。示例件实施方式的详细说明现在本发明的示例性实施方案将参考附图详细说明如下。所描述的示例性实施方案旨在帮助理解本发明的目的，而不是意图以任何方式限制本发明范围。在全文中，类似的参考数字是指类似的要素。图2A-2C绘示了根据本发明各种实施方案制造圆锥塔架段200的各种实施方案。 如图2A所示，圆锥塔架段200由矩形形状的板201制造，该矩形形板以螺旋方式被连续卷制并且在缝202处被焊接。然而，与典型的螺旋方式不同，在这个实施方案中，缝(相对于水平方向-如图虚线所示)的角度θ 1/ θ 2沿着圆锥塔架段200的长度改变。通过改变沿着长度的角度θ 1/θ 2，圆锥塔架段200的直径改变以致获得圆锥形状。因此，在段200的一端，直径大于位于另一端。例如，如图所示，底端206具有比顶端207更大的直径。当然， 应理解的是，连同直径之间的区别，每个端的相对直径是段200设计参数的函数。为了制造段200 (将在下面更详细地讨论)，板201具有大体上矩形的形状，以及足以完成段200整个高度的长度。板201然后以如图所示的角度θ 1/θ 2连续卷制，使得角度θ 1/θ 2不断地变化，导致段200的整体圆锥形状。在卷制过程期间，缝202采用适当的焊接方法和技术连续焊接。在本发明的实施方案中，角度θ 1(从水平方向)大于所述角度 θ 2。这样的角度差将会引起段200的直径较小，而此时角度θ 2较大。也就是说，当角度 θ 2相对于角度θ 1增加，段的直径将减小。因为上述实施方案的连续本性，段200的制造被极大地简化了并且所需的时间显著减少。例如，上述实施方案能够将塔架段的制造时间从大约一(1)周减少到几个小时，这是可以预期的。在本发明的另一个实施方案中，用于制造段200的板201不含矩形的形状，而是被制成具有这样的几何形状的不规则四边形，即，使得不必在制造期间引起板201定向的改变就获得了段200所期望的圆锥形状。下面将进行进一步讨论。图2Β绘示了本发明的再一个示例性实施方案。特别地，如图2Β所示，段200由多块板201Α和201Β制成。注意到尽管展示了两( 块板201A和201B，本发明不受限于该配置，因为能够使用多于两( 块板是被预期的。本发明不受限于此。在该实施方案中，所用板的数量是可获得的这些板的长度的函数和/或这些板需要的厚度的函数。例如，因为段200的总长度能够高达30米(或更高，取决于其应用)，取得具有所需长度的单一块板201可能是困难的。因此，多块板201A/201B能够与焊接缝203 一起使用以达到期望的段200的高度。另外，如众所周知的，在塔架较高部分的板所经受的结构载荷小于在塔架较低部分的板所经受的结构载荷。因此，在所述塔架底部所需的板的厚度(典型地大约36mm)并非所述塔架顶部所需的厚度(在那里，所需的典型地仅为约10_12mm)。在现有的建造方法中(如针对图IA和IB所描述的)，圆锥筒100由依次更薄的板101制成。因此，对于要用相同厚度制作的整个塔架而言，这是没有必要的且是浪费的。在本发明的实施方案中，较厚的板201A在接合处203焊接到较薄的板201B，来构成一个单板结构，如参照图2A在上文中所讨论的。然后，该单板结构如之前所述被卷制和焊接来获得圆锥形状。这在图2B所示的实施方案中被绘示，其中较厚的板201A在缝203 处被焊接到较薄的板201B。组合后的板结构然后被卷制来创建如上文描述的圆锥段200。 每个板段201A/201B的总长度和相对厚度是所要求设计参数的函数。在本发明的可替换的实施方案中，能够使用沿其长度变化厚度的单块板201。在这样的实施方案中，期望的不同厚度是连同段200的高度一起达到的，而不需要连接分开的板 201A/201Bo图2C为本发明另一实施方案的示意图，除了段200的上端207没有水平切割，该实施方案在结构上与图2A类似。取而代之的是，端207由板201的端209形成。本发明的段200采用诸如采用螺栓连接(未示出)的现有方法固定到其他段上是被预期的。在这样的实施方案中，相邻的段(在图2C中未示出)被这样配置使得相邻的段的底端与板端209 和之前的段的上端207联锁，以提供在两个段之间的联锁型配合。在这样的实施方案中，段能够以诸如焊接、螺栓等任意适当的方式固定至彼此。图2D图示了根据本发明实施方案制作的完整的圆锥塔架201。如图所示，塔架201 由三个段200-1、200-2和200-3构成。然而，本发明不受限于采用三(；3)个段来制作塔架 201。事实上，塔架201能够由单一块板201(因此是一单个的段)或两个段、或者多于三的段构成是被预期的。就这一点而言，本发明不受限制。如在示例性的、不受限的图2D所示，底部的段200-1是由第一板201A-1和在缝 203-1处固定到彼此的第二板201B-1构成。这里，板201A-1比板201B-1更厚，但也可以具有类似的厚度。在另一个实施方案中，如之前所述，段200-1由具有或是不变的或是变化的厚度的单一块板制成。中间的段200-2通过焊接、螺接或是任意合适方法在接合处205固定到底部的段 200-1。中间的段200-2由第一板201A-2和在缝203-2处固定至彼此的第二板201B-2构成。在一个实施方案中，板201A-2比板201B-2厚，板201A-2比来自底部的段200-1的板 201B-1薄。但是，板201A-1和201B-2也能够具有彼此类似的厚度、与板201B-1类似的厚度或比板201B-1薄。在另一个实施方案中，如之前所述，段200-2由具有或是不变的或是变化厚度的单一块板制成。段200-2可以具有类似的、薄于段200-1的厚度。当然，被预期的是，段200-2可以，至少在段200-2的一些部分，比段200-1厚，以将检修门的提供等等考虑进去ο上部的段200-3通过焊接、螺接或任何一个适当的方式在接合处205固定到中间的段200-2。上部的段200-3由第一板201A-3和在缝203-3处固定至彼此的第二板201B-3 制成。在一个实施方案中，板201A-3比板201B-3厚，板201A-3比来自中间的段200-2的板201B-2薄。但是，板201A-3和201B-3也能够具有彼此类似的厚度，并且具有类似的薄于板201B-2的厚度。在另一个实施方案中，如之前所述，段200-3由具有或是不变的或是变化厚度的单一块板制成。段200-3可以具有类似与或薄于段200-2的厚度。在本发明的另一个实施方案中，整个圆锥塔架210由具有或是一致的或是变化厚度的单一块板制成。进一步地，尽管接合处205如所示具有基于水平方向的连接，被预期的是，能够使用其他接合处结构。例如，每个段200-1和200-2可以采用如在图2C中顶端207 所示的接合处配置。现在转向图3，该图绘示了用于制造本发明的圆锥塔架段的设备300的示例性实施方案。当然，本发明不限于在图3中提出的系统或方法。设备300包含卷板装置301，该卷板装置用于卷制所述板201A/B到所必需的直径来创建所需的圆锥段。卷板装置301的结构和配置与在工业应用中的用于螺旋卷制钢铁板的已知或是现有设备等等是相一致。因为存在这样的设备，这文将不包括对设备301或其操作的详细讨论。耦合到卷板设备301的是台板结构303。如图所示，台板结构303作为引入的板 201A/B的支撑或是床进行操作，其中，所述引入的板201A/B被送入所述卷板装置301。台板303的结构和/或配置使得在卷制过程期间为板201A/B提供足够的支撑。可使用现有的或是已知的台板结构。进一步地，因为本发明可以采用用于制造的特别长的板，台板结构 303具有长度长于已知典型台板结构，从而为板201A/B的长度提供充分的支撑，这是被预期的。在本发明的一个实施方案中，台板结构303相对于卷制结构301是可旋转的，以便在卷制过程期间板201A/B的引入角度θ是可变的。因此，在段200的制造期间，台板结构 303的角度θ被改变以便改变缝202的角度θ，这种改变实现了段200的圆锥形状。在本发明的一个实施方案中，在卷制过程期间台板的角度θ连续变化，以实现缝202的角度θ 3 的连续变化。假定板201Α/Β的板纵向边L是彼此平行的，随着台板结构303的角度θ变化，缝的角度θ 3发生变化。这样的变化将改变段200的圆锥形状。例如，随着缝角度θ 3增加， 段200的直径将减小。被预期的是，该角度的变化能够在卷制过程期间逐步地发生，或者， 如段200的设计参数所要求的，该角度的变化能够连续地发生。如图3所示，要被卷制的板由在缝203处连接的两块板20IA和20IB制成。如之前所述，这些板201Α和201Β能够具有相同的或是不同的厚度。进一步地，当卷制过程仍在进行时、或者在所述卷制过程之前，这些板可以在缝203处焊接或者以其他方式固定到彼此上。如上文讨论，被预期的是，单一块板或是多块板被卷制来制作段200。在本发明的实施方案中，不是改变所述台板结构303的角度，而是相对于卷板装置301的引入的板201Α/Β的角度被改变。通过移动相对于台板结构303和/或卷板装置 301的板201Α/Β的源(未示出)，能够实现这种改变。例如，板201Α/Β的源(未示出)可以是相对于所述台板结构303和/或装置301可移动的一卷材料。在本发明的实施方案中，如其所示，控制器305用于在卷制过程期间控制板201Α/ B和/或台板结构303的角度θ。控制器305可以是计算机装置等。在一个实施方案中， 控制器305基于预编程的制造信息、和/或关于所述卷制过程的反馈、和/或关于缝202的角度的反馈、和/或关于段200的直径和/或其他源自动地控制角度。在再一个实施方案中，控制器305可以采用手动使用者输入来控制所述角度或自动和手动输入组合。因为本领域的技术人员能够开发出有效实施本发明的卷板操作的控制器，控制机理的详细讨论将不在文本中被描述。在本发明的另一个实施方案中，不改变相对于卷板装置301的板201Α/Β和/或台板结构303的角度，而是板201A/B的形状被这样设计，使得通过采用典型的卷制过程，就能获得成为段200的圆锥形状。这样的实施方案要求板201A/B预先成形为期望的形状来实现段200的所需圆锥形状。在再另一个可替换的实施方案中，改变相对于正在被卷制的板201A/B和/或卷制装置301的段200的角度，而不改变板201A/B或台板结构303到卷板装置301的角度。在这样的实施方案中，采用的卷板装置301和台板结构303可以是常规的技术。在制造过程期间，段200被斜置，使得在段200的制造期间，缝202的角Θ3被改变(或是连续地或是逐步地)。段200的在制造期间的运动/斜置能够由可旋转的和/或可运动的支撑结构309 来引起，该支撑结构在制造过程期间支撑段200。正如之前讨论过的实施方案，控制器305能够控制支撑结构309的运动和/或旋转，来实现所需角度在所述缝的改变。在本发明的再一个实施方案中，控制器305控制台板结构303、和/或板201A/B、 和/或支撑结构309的运动，以控制缝202的角度，从而获得段200的期望的圆锥形状。也就是说，可改变这三个要素中任何一个或全部来获得期望的形状。如图3所示，缝202通过焊接设备307进行焊接。焊接设备307是任何通常已知的或是被使用的焊接设备，所述焊接设备能够执行对正在被制造的段200需要的期望的焊接操作。被预期的是，焊接设备307或是自动焊接设备或是手动操作的/控制的焊接设备。 本发明不限于此。因为本发明的益处，在以前的制造圆锥塔架段的方法花费大约一周的情况下，圆锥塔架段能够在几个小时制造。鉴于本申请依据风力发电机塔架描述了本发明，但本发明不受限于此。本发明能够在圆锥形状结构要被制造的任何应用、尤其是焊接的钢铁结构中被采用。尽管本发明已参考示例性实施方案被具体地展示和描述，本发明不受限于这些实施方案。本领域的技术人员将理解，可在其中做出形式上的和细段上的各种改变而不背离所附权利要求书所定义的本发明的精神和范围。参考标号
101较薄的板200塔架段200-1段200-2段200-3段201成形的板201A板201A-1第一板201A-2第一板201A-3板201B
201B-1
201B-2
201B-3
202
203
203-1
203-2
203-3
205
207
209
210
300
301 303 305 307 309
置构备构
板板处 装结器设结二二合端架备板板制接撑板第第板缝缝缝缝缝接上端塔设卷台控焊支
权利要求
1.一种制造圆锥形状结构的方法，其特征在于，所述方法包括提供板(201)给卷板装置(301)；用所述卷板装置(301)以具有缝Q02)的螺旋方式来卷制所述板O01)；改变所述缝O02)的角度(θ )以将所述板(201)卷制为圆锥形状；以及焊接所述缝(202)。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述卷制步骤期间连续地改变所述缝 (202)的所述角度(θ )。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，逐步地改变所述角度(θ)。
4.如权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，所述板Ο01)由耦合到彼此的多块板(201Α-1、201Α-2、201Α-3)构成。
5.如权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，所述角度(θ)通过改变在所述卷制步骤期间所述板Ο01)中的至少一个的角度(Θ )，台板(303)，卷制所述板Ο01)的卷板装置(301)以及用于所述被卷制的板的支承结构(309)来改变，其中在所述卷制步骤期间所述板Ο01)被安置在所述台板(303)上。
6.如权利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，所述板Ο01)的形状是矩形。
7.如权利要求1至6之一所述的方法，其特征在于，所述板Ο01)由至少两个耦合到彼此的板部分构成，其中所述至少两个板部分具有彼此不同的物理尺寸。
8.如权利要求1至7之一所述的方法，其特征在于，所述板Ο01)不具有一致的厚度。
9.如权利要求1至8之一所述的方法，其特征在于，所述缝(20 的所述焊接经所述卷制步骤后连续地发生。
10.如权利要求1至9之一所述的方法，其特征在于，在所述卷制过程期间将另一板 (201)耦合到所述板001)。
11.如权利要求1至10之一所述的方法，其特征在于，所述角度(Θ)由于所述板(201) 的形状而被改变。
12.用于执行如权利要求1至11之一所述的方法的设备(300)。
13.如权利要求12所述的设备，其特征在于，所述设备包括支承结构(309)，用于以具有缝(20 的螺旋方式来卷制板O01)的卷板装置(301)，以及用于焊接所述缝(20 的焊接设备(307)。
全文摘要
提供一种用于制造圆锥塔架段的设备和方法，在该方法中，板件(201)被连续卷制，使得塔架段(200)被赋予圆锥形状。板(201)被卷制，使得缝的角度(θ)连续改变，以达到在塔架段中直径变化的目的，从而创建圆锥形状。
文档编号B21C37/18GK102176986SQ200980140504
公开日2011年9月7日 申请日期2009年10月22日 优先权日2008年10月22日
发明者E·施维尔, P·S·瓦伦, T·A·梅尔菲 申请人:林肯环球股份有限公司