一种风机塔筒组件、塔筒以及塔筒安装方法
【专利摘要】本发明公开了一种风机塔筒组件、塔筒以及塔筒安装方法，风机塔筒组件包括内筒和外筒，外筒套装在内筒上，内筒的外壁和外筒内壁均设有N组耳板；每组耳板包括多个耳板；N为整数，且N＞0；每一个耳板上具有一个通孔，由N个插销插入所述通孔中分别将N组耳板串联在一起，每一个插销同时串联一组内筒上的耳板和一组外筒上的耳板。任一组所述的耳板纵向排成一列。耳板沿着外筒或内筒的径向设置。该风机塔筒组件的内筒和外筒通过连接部件连成一个整体，强度得到了显著提升。
【专利说明】
_种风机塔筒组件、塔筒以及塔筒安装方法
技术领域
[0001]本发明特别涉及一种风机塔筒组件、塔筒以及塔筒安装方法。
【背景技术】
[0002]风力发电机塔筒是支撑机舱及风力机零部件的承重结构，为风轮提供合适的工作高度，其结构稳定性直接关系到整个风机的运行。传统钢制锥台型塔筒是采用厚钢板卷制焊接而成，随着风力机单机功率不断提高，塔筒高度相应增加(可达10m以上)，这对卷制钢板的加工、焊接、运输、安装、维护及塔筒的空气动力学和结构动力学问题都提出挑战。
[0003]中空复式钢管混凝土风电塔筒是一种新型式，具有承载力大、耐火性好、强度高等特点。文献表明，在外管尺寸相同情况下，中空夹层混凝土结构和实习钢管混凝土结构承载力相当，力学性能差别不大。因此，采用中空复式钢管混凝土风电塔筒结构不仅能节约成本还能满足风电塔筒内筒的工程实际需求。
[0004]中空复式钢管混凝土风电塔筒与钢制塔筒相比，材料性能与力学性能均有所提高，但采用薄壁钢管时，浇筑混凝土时在强压力下管壁易产生局部曲屈变形甚至破坏，降低结构稳定性或发生安装事故。
[0005]现有的发明专利(公开号CN103573006，名称为一种中空夹层管壁带肋复式钢管混凝土风电塔架)提出了一种在内外钢管的管壁上设计加劲肋的方法，能够增强钢管与混凝土层的粘结力，一定程度上增强塔筒的刚度，但是内外钢管是两个独立部分，缺乏连接机构，因此无法稳定地结合在一起，当进行混凝土浇注时，混凝土对内筒和外筒的挤压容易造成筒壁的破裂，因此，这种塔筒的整体强度还都有待提高，因此，有必要设计一种新的塔筒。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题是提供一种风机塔筒组件、塔筒以及塔筒安装方法，该风机塔筒组件的内筒和外筒通过连接部件连成一个整体，强度得到了显著提升。
[0007]发明的技术解决方案如下:
[0008]—种风机塔筒组件，包括内筒和外筒，外筒套装在内筒上，其特征在于，内筒的外壁上和外筒内壁上各设置有一个以上的相互配合的连接部件，至少一组相互配合的连接部件通过锁紧部件连接。
[0009]所述连接部件为开设有通孔的耳板。
[0010]锁紧部件为螺栓或插销。
[0011]耳板上的通孔为圆孔或锥形孔。
[0012]内筒的外壁和外筒内壁均设有N组耳板;每组耳板包括多个耳板;N为整数，且N>O;，由N个插销插入所述通孔中分别将N组耳板串联在一起，每一个插销同时串联一组内筒上的耳板和一组外筒上的耳板。
[0013]任一组所述的耳板纵向排成一列。
[0014]耳板沿着外筒或内筒的径向设置。
[0015]N为3-10之间的整数;优选为4或6，每一组耳板包括多个耳板。
[0016]所述的内筒和外筒上均设有纵向布置的加强筋。纵向布置是指与内筒或外筒向上延伸的方向相同，由于内筒和外筒均非标准的圆筒状，而是下端的直径稍稍大于上端的直径。
[0017]所述的插销的上端带帽，下端具有锥度。
[0018]风机塔筒组件的端部设有法兰。
[0019]—种塔筒，由多段所述的风机塔筒组件通过所述的法兰连接而成。
[0020]一种塔筒安装方法，包括以下步骤:
[0021 ]步骤I:装配风机塔筒组件；
[0022]将外筒固定，将内筒插装到外筒内，通过内筒的旋转使得内筒和外筒的耳板上的通孔对齐，将锁紧部件插入到通孔中，完成内筒与外筒的连接；
[0023]往塔筒内浇注混凝土；
[0024]步骤2:将多个风机塔筒组件连接成一个塔筒整体；
[0025]在风机塔筒组件的两端安装法兰，通过法兰将多个风机塔筒组件连接成一个整体。
[0026]通过N根插销插入耳板中的通孔，分别将N组耳板串联在一起，从而将内筒和外筒连接在一起以加固风机塔筒组件；
[0027]在风机塔筒组件的上下两端各设置法兰，通过法兰将多个风机塔筒组件连接在一起，并将最底端的风机塔筒组件通过法兰固定在基础上。
[0028]所述的连接钢管混凝土风机塔筒组件的内筒连接法兰和外筒连接法兰上都设计了加强筋。
[0029]连接部件还可以是焊接在外筒或内筒上的钢筋环体。
[0030]内筒和外筒之间的连接部件可以都连接，也可以部分连接。连接部件还可以起到支撑的作用，即外筒的连接部件能支撑内筒的连接部件，从而形成对内筒的支撑。
[0031]有益效果:
[0032]本发明的风机塔筒组件、塔筒以及塔筒安装方法的核心设计在于风机塔筒组件的内筒和外筒之间设置有连接机构；旨在减小在浇筑混凝土时对内外筒的压力，最终提高塔筒结构的稳定性。
[0033]风机塔筒组件之间通过带加强筋的水平法兰连接成竖直塔筒，同时塔筒底部通过法兰与基础连接。钢管混凝土风机塔筒组件包括钢管内筒、钢管外筒、内外筒壁连接结构和混凝土，内筒壁和外筒壁都焊接有带孔的耳，通过旋转内筒对孔，采用插销穿过各孔连接内外筒壁。本发明在内、外钢管结构上分别增加了带圆孔的耳，通过旋转内筒使内外筒上的耳在竖直方向对孔，然后用插销固定，将钢管内筒、钢管外筒连接;在浇注混凝土时内外筒壁连接结构可以抵消内筒受到的挤压力和外筒受到的膨胀力，防止浇注实施时外管变形和破裂;各风机塔筒组件之间采用带加强筋的水平法兰连接，增强连接部位的承载力。综上所述，本发明设计的带内外筒壁连接结构的复式塔筒具有很好的结构稳定性，可以增加塔筒的强度，防止薄壁钢管发生局部曲屈破坏。本发明的塔筒特别适用于作为风力发电塔。
【附图说明】
[0034]图1为塔筒的整体结构示意图；
[0035]图2为塔筒的整体结构示意图(剖视图)；
[0036]图3为单段塔筒剖视图；
[0037]图4为内筒的结构示意图；
[0038]图5为外筒的结构不意图；
[0039]图6为耳板结构不意图；
[0040]图7为塔筒段(塔筒组件)的立体图；
[0041 ]图8为尾部带锥度、顶部带帽的插销的结构示意图。
[0042]标号说明:1-外筒，2-内筒，3_耳板，4_通孔，5_加强筋。
【具体实施方式】
[0043]为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本文发明做更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于一下具体实施例。
[0044]除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。
[0045]实施例1:
[0046]图1-8，一种风机塔筒组件，包括内筒2和外筒3，外筒套装在内筒上，内筒的外壁和外筒内壁均设有耳板3;耳板上设有通孔4，内筒的外壁上的耳板和外筒内壁上的耳板通过锁紧部件连接。
[0047]锁紧部件为螺栓或插销。
[0048]耳板上的通孔为圆孔或锥形孔。
[0049]内筒的外壁和外筒内壁均设有4组耳板;每组耳板包括多个耳板；
[0050]每一个耳板上具有一个通孔，由4个插销插入所述通孔中分别将N组耳板串联在一起，每一个插销同时串联一组内筒上的耳板和一组外筒上的耳板。
[0051 ]任一组所述的耳板纵向排成一列。
[0052]耳板沿着外筒或内筒的径向设置。
[0053]每一组耳板包括20-100个耳板。
[0054 ]所述的内筒和外筒上均设有纵向布置的加强筋。纵向布置是指与内筒或外筒向上延伸的方向相同，由于内筒和外筒均非标准的圆筒状，而是下端的直径稍稍大于上端的直径.
[0055]所述的通孔为圆孔。
[0056]所述的插销的上端带帽，下端具有锥度。
[0057]风机塔筒组件的端部设有法兰。
[0058]—种塔筒，由多段前述的风机塔筒组件通过所述的法兰连接而成。
[0059]将外筒固定，将内筒插装到外筒内，通过内筒的旋转使得内筒和外筒的耳板上的通孔对齐，将锁紧部件插入到通孔中，完成内筒与外筒的连接；
[0060]往塔筒内浇注混凝土 ；
[0061]步骤2:将多个风机塔筒组件连接成一个塔筒整体；
[0062]在风机塔筒组件的两端安装法兰，通过法兰将多个风机塔筒组件连接成一个整体。
[0063]将4根插销插入耳板中的通孔，分别将4组耳板串联在一起，从而将内筒和外筒连接在一起以加固风机塔筒组件；
[0064]在风机塔筒组件的上下两端各设置法兰，通过法兰将多个风机塔筒组件连接在一起，并将最底端的风机塔筒组件通过法兰固定在基础上。
[0065]所述的连接钢管混凝土风机塔筒组件的内筒连接法兰和外筒连接法兰上都设计了加强筋5。
[0066]将这种塔筒用作风力发电的塔筒，钢管混凝土风机塔筒组件之间通过带加强筋的水平法兰连接成竖直塔筒，同时塔筒底部通过法兰与基础连接。其特征在于:所述的钢管混凝土风机塔筒组件包括钢管内筒、钢管外筒、内外筒壁连接结构和混凝土;所述的内筒壁外圈周向对称焊接有带孔的耳，耳延竖直方向均匀分布;所述的外筒壁外圈周向对称焊接有带孔的耳，耳延竖直方向均匀分布;所述的内外钢管筒，通过插销固定连接。所述的内外钢管筒，通过插销固定连接。
[0067]所述的连接钢管混凝土风机塔筒组件的内筒连接法兰和外筒连接法兰上都设计了加强筋。
【主权项】
1.一种风机塔筒组件，包括内筒和外筒，外筒套装在内筒上，其特征在于，内筒的外壁上和外筒内壁上各设置有一个以上的相互配合的连接部件，至少一组相互配合的连接部件通过锁紧部件连接。2.根据权利要求1所述的风机塔筒组件，其特征在于，所述连接部件为开设有通孔的耳板。3.根据权利要求2所述的风机塔筒组件，其特征在于，锁紧部件为螺栓或插销。4.根据权利要求2或3所述的风机塔筒组件，其特征在于，耳板上的通孔为圆孔或锥形孔。5.根据权利要求4所述的风机塔筒组件，其特征在于，内筒的外壁和外筒内壁均设有N组耳板;每组耳板包括多个耳板;N为整数，且N> O;至少两个耳板通过插销插入所述通孔中将其串联在一起，每一个插销同时串联一组内筒上的耳板和一组外筒上的耳板。6.根据权利要求4所述的风机塔筒组件，其特征在于，N为3-10之间的整数;每一组耳板包括多个耳板。7.根据权利要求1所述的风机塔筒组件，其特征在于，所述的内筒和外筒上均设有纵向布置的加强筋。8.根据权利要求4所述的风机塔筒组件，其特征在于，所述的插销的上端带帽，下端具有锥度。9.一种塔筒，其特征在于，由多段如权利要求8所述的风机塔筒组件通过法兰连接而成。10.一种塔筒安装方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤1:装配风机塔筒组件； 将外筒固定，将内筒插装到外筒内，通过内筒的旋转使得内筒和外筒的耳板上的通孔对齐，将锁紧部件插入到通孔中，完成内筒与外筒的连接； 往塔筒内浇注混凝土 ； 步骤2:将多个风机塔筒组件连接成一个塔筒整体； 在风机塔筒组件的两端安装法兰，通过法兰将多个风机塔筒组件连接成一个整体。
【文档编号】F03D13/20GK105888986SQ201610450778
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年6月21日
【发明人】王文韫, 李学军, 王广斌, 沈意平, 陈安华, 宾光富
【申请人】湖南科技大学