一种可升降式风力发电机塔筒结构及其连接方法技术

一种可升降式风力发电机塔筒结构及连接方法，属于风力发电技术领域。结构包括木

【技术实现步骤摘要】
一种可升降式风力发电机塔筒结构及其连接方法


[0001]本专利技术涉及风力发电机塔筒结构升降技术，具体涉及可升降式风力发电机塔筒结构及其连接技术。

技术介绍

[0002]随着海上风电机组向深海发展，塔筒高度越来越高，但海上台风较多导致高塔筒在水平方向更容易发生更大幅度的振动，塔筒、叶片等构件被破坏的风险就会越大。同时，塔筒和叶片相对于其他结构较为特殊，在地震或者风荷载作用下，振动随着塔筒高度的增加而递增，风力发电塔架结构可能会产生鞭梢效应进而导致叶片的振动过大，使得叶片更易损坏。海上风电机组或陆上风电机组在极端荷载来临时，降低风电塔筒的高度可有效避免风机塔架结构的损坏，同时，根据风电机组所处地的风力预测来调整塔筒处于合理的高度实现风能捕获的最大化。即使在沿海地区冬季里现有大量风电机组塔筒高度不断提升会触碰到较低的云层，这给叶片乃至整个风机都带来了严峻的考验，就叶片而言，在此极端工况下所导致的叶片结冰、材料及结构性能改变、载荷突变等问题，是目前风电领域面临的难题之一。故在极端工况下合理调整风电机组的高度对工程实践应用有着重要的意义。
[0003]针对上述存在的问题将上述的塔筒结构引入风电塔架中，通过设计确定所需各个装置的数量以及安装位置，配合合理的连接方式，使风力发电机塔筒在极端工况下处于合理的高度，不仅有效的避免由风电机组高度过高引发塔筒倒塌、叶片断裂、结冰问题，而且通过调整塔筒高度实现风机获能的最大化。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种可升降式风力发电机塔筒结构及其连接方法。
[0005]本专利技术是一种可升降式风力发电机塔筒结构及连接方法，可升降式风力发电机塔筒结构，包括层压木塔筒4，动力升降系统8，混凝土塔筒9，定滑轮组10，纤维缆绳传动系统1及TMD 11，纤维缆绳传动系统2 12，缓冲装置13，层压木塔筒4上包括齿牙轨道5，预应力筋6，环形钢性箍圈71，垫片72，螺杆73，其中预应力筋6设有48根，贯穿预留孔洞42并锚固在层压木塔筒端头；环形钢性箍圈71设有16套，通过穿过筒壁的垫片72、螺杆73固定于层压木塔筒筒壁；齿牙轨道5设有8道，焊接于环形钢性箍圈71上；所述的动力升降系统8包括齿轮81，连接件1 82，螺杆83，垫片84，齿轮轴85，条形钢板86，电动机z，其中，齿轮81设有8道，条形钢板86设有16套，齿轮轴85中间位置安装轴承，两端焊接固定于预埋在混凝土塔筒9内壁上的条形钢板86，齿轮81紧挨着轴承安装，将连接件82通过螺杆83，垫片84安装固定在条形钢板86与混凝土塔筒9连接处；所述的定滑轮组10设有8道，包括凸型钢板101，纤维缆绳102，定滑轮103，定滑轮轮轴104，连接件2 105，螺杆106，垫片107，其中定滑轮轮轴104中间位置安装轴承，两端焊接于凸型钢板101，定滑轮103设有32个，紧靠轴承安装，纤维缆绳102沿着定滑轮凹槽穿过；所述的纤维缆绳传动系统1及TMD 11包括环形质量块111，即水平向减振装置TMD，弧形橡胶垫块112，R型钢筋拉环板113，垫片型螺杆114，纤维缆绳115；其中环形质
量块111设有1个，弧形橡胶垫块112设有16个，R型钢筋拉环板113设有16个，纤维缆绳115设有8套，R型钢筋拉环板113通过垫片型螺杆114固定在环形质量块111上，环形质量块111通过穿过R型钢筋拉环板113的纤维缆绳115吊装在层压木塔筒4外壁，弧形橡胶垫块112通过环氧树脂胶粘剂粘于环形质量块111侧边；所述的纤维缆绳传动系统2包括环形钢圈121，垫片型螺杆122，连接件3 123，垫片型螺杆124，凸型钢板125，纤维缆绳126，R型钢筋拉环板127，垫片型螺杆128，其中，环形钢圈121通过穿过层压木塔筒4筒壁的垫片型螺杆122固定在层压木塔筒4下端头，凸型钢板125焊接于环形钢圈121，R型钢筋拉环板127通过垫片型螺杆128固定在层压木塔筒4底部端头；所述的缓冲装置13包括环形橡胶块131，底部弧形缓冲支撑132，连接件4 133，垫片134，螺杆135，其中缓冲装置13设有1个，底部弧形缓冲支撑132设有8支；采用环氧树脂胶粘剂将环形橡胶块131固定在底部弧形缓冲支撑132上，底部弧形缓冲支撑132提前预埋在混凝土塔筒的内壁相应的位置。
[0006]本专利技术的可升降式风力发电机塔筒结构的连接方法，其步骤为：步骤（1）层压木塔筒4：由多个层压木塔筒弧段通过环向凸凹槽口41拼接成层压木塔筒段，再通过纵向凸凹槽口43及环形钢性箍圈71沿着纵向拼接成整体，便于下一步齿牙轨道5、预应力筋6的安装；步骤（2）预应力筋6：取预应力筋48根，贯穿整个层压木塔筒4的预留孔洞43对其施加预应力使其处于拉紧状态，再通过垫片、螺母锚固在层压木塔筒4端头，从而增加层压木塔筒的整体稳定性；步骤（3）环形钢性箍圈71：通过穿过筒壁的垫片72、螺杆73固定在层压木塔筒4的外壁，使层压木塔筒筒段、齿牙轨道5、环形钢性箍圈71与层压木塔筒4连接成一个整体；步骤（4）混凝土塔筒9：由多个单片塔筒弧段通过提前预埋于侧边的钢筋91拼接组成塔筒段，塔筒段之间通过凸凹槽口拼接并在预留孔洞92内布置纵向预应力筋，组装成完整的混凝土塔筒，便于下一步动力升降系统8、定滑轮组10、纤维缆绳传动系统1及TMD 11、纤维缆绳传动系统2 12、缓冲装置13的安装；步骤（5）条形钢板86：取16套所述的条形钢板86，将其提前预埋在混凝土塔筒9内壁合理的位置，并在条形钢板86上预留孔洞，方便齿轮81的安装，再将连接1 82通过螺杆83，垫片84固定在混凝土塔筒9与条形钢板86连接处，取8套齿轮81，将其通过轴承安装在齿轮轴85中间位置，并将齿轮轴85两端焊接于所述的条形钢板86；步骤（6）齿牙轨道5：在所述的层压木塔筒4外壁上布置环形钢性箍圈71、齿牙轨道5，具体是环形钢性箍圈71通过垫片72及穿过筒壁的螺杆73固定在层压木塔筒4外壁上，再将齿牙轨道5通过焊接方式固定在所述的32个环形钢性箍圈71上；步骤（7）定滑轮组10：在定滑轮轮轴104中间位置安装轴承，取定滑轮32个，紧靠轴承安装，定滑轮轮轴104两端焊接于凸型钢板101；取16组所述的凸型钢板，将凸型钢板125焊接于环形钢圈121上，再将直角连接件3 123通过垫片型螺杆124固定在环形钢圈121与凸型钢板125连接处，同时，取16组述的凸型钢板101提前预埋在混凝土塔筒9内壁合理的位置，用于定滑轮103的安装；步骤（8）所述的纤维缆绳传动系统：取所述的R型钢筋拉环板127 32个，通过垫片型螺杆128分别固定在所述的环形质量块111上以及层压木塔筒4筒底部，以供纤维缆绳126连接两个构件端部；再取16根所述的纤维缆绳126，将其两端分别穿过固定在环形质量块
111上的R型钢筋拉环板113和所述的层压木塔筒4底部的R型钢筋拉环板127，使环形质量块111与层压木塔筒4成为一个整体；此外，使纤维缆绳126紧贴定滑轮凹槽，防止在升降过程中纤维缆绳脱落；步骤（9）缓冲装置13：底部弧形缓冲支撑131设有8支，提前预埋在混凝土塔筒9内壁合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可升降式风力发电机塔筒结构，包括层压木塔筒（4），动力升降系统（8），混凝土塔筒（9），定滑轮组（10），纤维缆绳传动系统1及TMD（11），纤维缆绳传动系统2（12），缓冲装置（13），其特征在于：层压木塔筒（4）上包括齿牙轨道（5），预应力筋（6），环形钢性箍圈（71），垫片（72），螺杆（73），其中预应力筋（6）设有48根，贯穿预留孔洞（42）并锚固在层压木塔筒端头；环形钢性箍圈（71）设有16套，通过穿过筒壁的垫片（72）、螺杆（73）固定于层压木塔筒筒壁；齿牙轨道（5）设有8道，焊接于环形钢性箍圈（71）上；所述的动力升降系统（8）包括齿轮（81），连接件1（82），螺杆（83），垫片（84），齿轮轴（85），条形钢板（86），电动机（z），其中，齿轮（81）设有8道，条形钢板（86）设有16套，齿轮轴（85）中间位置安装轴承，两端焊接固定于预埋在混凝土塔筒（9）内壁上的条形钢板（86），齿轮（81）紧挨着轴承安装，将连接件（82）通过螺杆（83），垫片（84）安装固定在条形钢板（86）与混凝土塔筒（9）连接处；所述的定滑轮组（10）设有8道，包括凸型钢板（101），纤维缆绳（102），定滑轮（103），定滑轮轮轴（104），连接件2（105），螺杆（106），垫片（107），其中定滑轮轮轴（104）中间位置安装轴承，两端焊接于凸型钢板（101），定滑轮（103）设有32个，紧靠轴承安装，纤维缆绳（102）沿着定滑轮凹槽穿过；所述的纤维缆绳传动系统1及TMD（11）包括环形质量块（111），即水平向减振装置TMD，弧形橡胶垫块（112），R型钢筋拉环板（113），垫片型螺杆（114），纤维缆绳（115）；其中环形质量块（111）设有1个，弧形橡胶垫块（112）设有16个，R型钢筋拉环板（113）设有16个，纤维缆绳（115）设有8套，R型钢筋拉环板（113）通过垫片型螺杆（114）固定在环形质量块（111）上，环形质量块（111）通过穿过R型钢筋拉环板（113）的纤维缆绳（115）吊装在层压木塔筒（4）外壁，弧形橡胶垫块（112）通过环氧树脂胶粘剂粘于环形质量块（111）侧边；所述的纤维缆绳传动系统2包括环形钢圈（121），垫片型螺杆（122），连接件3（123），垫片型螺杆（124），凸型钢板（125），纤维缆绳（126），R型钢筋拉环板（127），垫片型螺杆（128），其中，环形钢圈（121）通过穿过层压木塔筒（4）筒壁的垫片型螺杆（122）固定在层压木塔筒（4）下端头，凸型钢板（125）焊接于环形钢圈（121），R型钢筋拉环板（127）通过垫片型螺杆（128）固定在层压木塔筒（4）底部端头；所述的缓冲装置（13）包括环形橡胶块（131），底部弧形缓冲支撑（132），连接件4（133），垫片（134），螺杆（135），其中缓冲装置（13）设有1个，底部弧形缓冲支撑（132）设有8支；采用环氧树脂胶粘剂将环形橡胶块（131）固定在底部弧形缓冲支撑（132）上，底部弧形缓冲支撑（132）提前预埋在混凝土塔筒的内壁相应的位置。2.根据权利要求1所述的可升降式风力发电机塔筒结构，其特征在于：预应力筋（6）贯穿预留孔洞（42）锚固在层压木塔筒端头；环形钢性箍圈（71）通过穿过筒壁的垫片（72）、螺杆（73）固定于层压木塔筒筒壁；齿牙轨道（5）焊接于环形钢性箍圈（71）。3.根据权利要求1所述的可升降式风力发电机塔筒结构，其特征在于：条形钢板（86）预埋在混凝土塔筒（9）内壁相应的位置，条形钢板（86）预留齿轮轴（85）孔洞，齿轮轴（85）穿过预留孔洞与条形钢板(86)之间焊接连接，齿轮轴（85）中间位置安装轴承，齿轮（81）紧挨着轴承安装，采用螺杆（83）、垫片（84）将连接件（82）固定在条形钢板（86）和混凝土塔筒（9）内壁连接处。4.根据权利要求1所述的可升降式风力发电机塔筒结构，其特征在于：齿轮轴（85）上焊接电动机，电动机所带的齿轮与所述的齿轮（81）机械咬合，电动机所需的电量从上部机舱（1）处通过所连线路获得。5.根据权利要求1所述的可升降式风力发电机塔筒结构，其特征在于：定滑轮组（10）
中，凸型钢板（101）提前预埋于混凝土塔筒（9）内壁，定滑轮轮轴（104）中间位置安装轴承，两端焊接于凸型钢板（101）；所述的凸型钢板（101）还需要通过连接件安装固定于环形钢圈（121），加强凸型钢板（101）与混凝土塔筒（9）内壁的连接，并在凸型钢板上预留轮轴孔洞，便于定滑轮的安装。6.根据权利要求1所述的可升降式风力发电机塔筒结构，其特征在于：R型钢筋拉环板（113）通过垫片型螺杆（114）固定在环形质量块（111）上，环形质量块（111）通过穿过R型钢筋拉环板（113）的纤维缆绳（115）吊装在层...

【专利技术属性】
技术研发人员：李万润，闫拴宝，赵文海，何广源，谯磊，王怡宁，李清，范博源，杜永峰，
申请(专利权)人：兰州理工大学，
类型：发明
国别省市：