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一种通透式可升降塔架及其工作方法

阅读:169发布:2020-05-08

专利汇可以提供一种通透式可升降塔架及其工作方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种通透式可升降 风 电 塔架 及其工作方法,包括从上往下依次设置的顶部 钢 筒、升降机构、中间 支撑 段及底部钢筒, 机舱 和 叶轮 安装在顶部钢筒,顶部钢筒与底部钢筒之间穿设有中心钢筒, 电缆 和 支架 安装在中心钢筒内;中间支撑段套设在中心钢筒外侧,中间支撑段周 侧壁 为镂空结构,升降机构安装在中间支撑段顶部,升降机构的伸缩部与顶部钢筒底部固联;底部钢筒的顶部与中间支撑段的底部固联。本发明一方面通过将中间支撑段的侧壁设计成镂空结构,方便大部分风穿过而非直接造成冲击,解决传统风电塔筒迎风面积过大导致承载能 力 不足的问;另一方面利用升降机构驱动风机升降,解决传统风电塔筒高度固定,只能利用某一高度处的风速进行发电的问题。,下面是一种通透式可升降塔架及其工作方法专利的具体信息内容。

1.一种通透式可升降塔架,其特征在于:包括从上往下依次设置的顶部筒、升降机构、中间支撑段以及底部钢筒,所述顶部钢筒与底部钢筒之间穿设有中心钢筒;所述中间支撑段套设在中心钢筒的外侧,中间支撑段的周侧壁为镂空结构,所述升降机构竖直安装在中间支撑段的顶部,升降机构的伸缩部与顶部钢筒的底部固联,以驱动顶部钢筒升降;所述底部钢筒的顶部与中间支撑段的底部固联。
2.根据权利要求1所述的一种通透式可升降风电塔架,其特征在于:所述中间支撑段包括环形钢柱组件及分别固联在环形钢柱组件上、下两端第一连接圆盘和第二连接圆盘,所述升降机构固定在第一连接圆盘的顶面,所述底部钢筒固联在第二连接圆盘的底面。
3.根据权利要求2所述的一种通透式可升降风电塔架,其特征在于:所述环形钢柱组件包括绕中心钢筒的轴线呈同心圆分布的内环形钢柱组件和外环形钢柱组件,所述内环形钢柱组件包含若干根绕中心钢筒的轴线呈圆周均布的内钢柱,所述外环形钢柱组件包含若干根绕中心钢筒的轴线呈圆周均布的外钢柱,相邻两根内钢柱之间及相邻两根外钢柱之间均具有间隙,若干根内钢柱与若干根外钢柱错位布置,以形成镂空结构。
4.根据权利要求3所述的一种通透式可升降风电塔架,其特征在于:所述内钢柱的上、下两端和外钢柱的上、下两端均分别与第一连接圆盘和第二连接圆盘固联。
5.根据权利要求2所述的一种通透式可升降风电塔架,其特征在于:所述升降机构包括若干个绕着中心钢筒的轴线呈圆周分布的伸缩式液压缸,所述伸缩式液压缸竖直设置,伸缩式液压缸的下端固定在第一连接圆盘的顶面,若干个伸缩式液压缸的上端固联有第三连接圆盘;所述顶部钢筒的底部与第三连接圆盘的顶面固联。
6.根据权利要求5所述的一种通透式可升降风电塔架,其特征在于:所述第一连接圆盘、第二连接圆盘以及第三圆盘上同轴设有以利于中心钢筒贯穿的通孔,中心钢筒的上端穿过第三连接圆盘并伸入到顶部钢筒内,中心钢筒的下端穿过第二连接圆盘并伸入到底部钢筒内。
7.根据权利要求5所述的一种通透式可升降风电塔架,其特征在于:所述顶部钢筒与第三连接圆盘之间、底部钢筒与第二连接圆盘之间均通过法兰连接。
8.根据权利要求5、6或7所述的一种通透式可升降风电塔架,其特征在于:所述第一连接圆盘、第二连接圆盘以及第三连接圆盘均为钢制。
9.一种通透式可升降风电塔架的工作方法,其特征在于:包括采用如权利要求1~7中任意一项所述的种通透式可升降风电塔架,工作时机舱叶轮安装在顶部钢筒内,当风况低于风机切入速度时,伸缩式液压缸驱动顶部钢筒上升,以调高风机高度;当风况高于风机切出速度时,伸缩式液压缸驱动顶部钢筒下降,以降低风机高度。

说明书全文

一种通透式可升降塔架及其工作方法

[0001] 技术领域:本发明涉及一种通透式可升降风电塔架及其工作方法。
[0002] 背景技术:风电塔架是发电装置的重要设备,其作用是支撑风力发电机机舱叶轮。目前,风
发电机组塔架普遍为圆锥筒式塔,这种塔筒制作相对简单,安装快捷便利,所以市场占
比较大。近年来,随着风力发电机组容量的增加,塔筒变得越来越大型化,体现在塔筒的高
度、壁厚以及直径相较于以往的塔筒都大幅增加,高度和直径增大导致筒身的迎风面积变
大,筒身所受到的风载荷也随之增加,对风电塔筒的承载能力是一个不小的挑战。塔筒壁厚
变大会导致用钢量增加,对于风电塔筒这种吨位大,制造材料成本高的大型工程机械,不论
是生产制造过程还是退役之后的报废处理,都会造成严重的资源浪费。
[0003] 目前投入使用的风电塔筒的高度都是固定不变的,这也导致风力发电机组只能利用到某一高度处的风速进行发电,当该高度的处的风速小于发电机组的切入风速或者大于
风力发电机组的切出风速时,风力发电机无法工作,严重影响风力发电机组运行时长,进而
导致风电场效益不高。
[0004] 发明内容:本发明针对上述现有技术存在的问题做出改进,即本发明所要解决的技术问题是提供
一种通透式可升降风电塔架及其工作方法,结构设计合理,不仅具有良好承载能力,而且可
对塔筒高度进行调节。
[0005] 为了实现上述目的,本发明采用的技术方案是:一种通透式可升降风电塔架,包括从上往下依次设置的顶部钢筒、升降机构、中间支撑段以及底部钢筒,所述顶部钢筒与底部
钢筒之间穿设有中心钢筒;所述中间支撑段套设在中心钢筒的外侧,中间支撑段的周侧壁
为镂空结构,所述升降机构竖直安装在中间支撑段的顶部,升降机构的伸缩部与顶部钢筒
的底部固联,以驱动顶部钢筒升降;所述底部钢筒的顶部与中间支撑段的底部固联。
[0006] 进一步的,所述中间支撑段包括环形钢柱组件及分别固联在环形钢柱组件上、下两端第一连接圆盘和第二连接圆盘,所述升降机构固定在第一连接圆盘的顶面,所述底部
钢筒固联在第二连接圆盘的底面。
[0007] 进一步的,所述环形钢柱组件包括绕中心钢筒的轴线呈同心圆分布的内环形钢柱组件和外环形钢柱组件,所述内环形钢柱组件包含若干根绕中心钢筒的轴线呈圆周均布的
内钢柱,所述外环形钢柱组件包含若干根绕中心钢筒的轴线呈圆周均布的外钢柱,相邻两
根内钢柱之间及相邻两根外钢柱之间均具有间隙,若干根内钢柱与若干根外钢柱错位布
置,以形成镂空结构。
[0008] 进一步的,所述内钢柱的上、下两端和外钢柱的上、下两端均分别与第一连接圆盘和第二连接圆盘固联。
[0009] 进一步的,所述升降机构包括若干个绕着中心钢筒的轴线呈圆周分布的伸缩式液压缸,所述伸缩式液压缸竖直设置,伸缩式液压缸的下端固定在第一连接圆盘的顶面,若干
个伸缩式液压缸的上端固联有第三连接圆盘;所述顶部钢筒的底部与第三连接圆盘的顶面
固联。
[0010] 进一步的,所述第一连接圆盘、第二连接圆盘以及第三圆盘上同轴设有以利于中心钢筒贯穿的通孔,中心钢筒的上端穿过第三连接圆盘并伸入到顶部钢筒内,中心钢筒的
下端穿过第二连接圆盘并伸入到底部钢筒内。
[0011] 进一步的,所述顶部钢筒与第三连接圆盘之间、底部钢筒与第二连接圆盘之间均通过法兰连接。
[0012] 进一步的,所述第一连接圆盘、第二连接圆盘以及第三连接圆盘均为钢制。
[0013] 本发明采用的另一种技术方案是:一种通透式可升降风电塔架的工作方法,工作时机舱和叶轮安装在顶部钢筒内,当风况低于风机切入速度时,伸缩式液压缸驱动顶部钢
筒上升,以调高风机高度;当风况高于风机切出速度时,伸缩式液压缸驱动顶部钢筒下降,
以降低风机高度。
[0014] 与现有技术相比,本发明具有以下效果:(1)本发明中间支撑段设计成镂空结构,大部分风都会从塔身穿过而非直接对塔身产
生冲击,大大减少了塔架的迎风面积,有效地解决了风载荷给塔架带来的载荷过大的问题,
并且一定程度上解决了传统塔筒的质量过高而导致的总体涉及成本较高的问题;
(2)通过引入伸缩式液压缸驱动顶部钢筒升降,使风机的高度可调,可以针对不同的风
况调整风机的高度,使用灵活性好,充分利用不同高度处的风速进行发电,有效提高了风电
场的发电效益。
[0015] 附图说明:图1是本发明实施例的立体构造示意图;
图2是第一连接圆盘、第二连接圆盘以及第三连接圆盘的平面结构示意图;
图3是内钢柱和外钢柱的局部结构示意图。
[0016] 图中:1-底部钢筒;2-中心钢筒;3-外钢柱;4-伸缩式液压缸;5-顶部钢筒;6-第一连接圆盘;
7-高强度螺栓孔;8-内钢柱;9-第二连接圆盘;10-第三连接圆盘;11-中间支撑段;12-升降机构;13-连接法兰。
[0017] 具体实施方式:下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
[0018] 在本发明的描述中,需要理解的是,术语“ 纵向”、“ 横向”、“ 上”、“ 下”、“ 前”、“ 后”、“ 左”、“ 右”、“ 竖直”、“ 平”、“ 顶”、“ 底”、“ 内”、“ 外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明
的限制。
[0019] 如图1~3所示,本发明一种通透式可升降风电塔架,包括从上往下依次设置的顶部钢筒5、升降机构12、中间支撑段11以及底部钢筒1,机舱和叶轮安装在顶部钢筒5之上,所述顶部钢筒5与底部钢筒1之间穿设有中心钢筒2,电缆支架安装在中心钢筒2内;所述中
间支撑段11套设在中心钢筒2的外侧,中间支撑段11的周侧壁为镂空结构,以便于大部分风
穿过,避免直接造成较大的冲击,所述升降机构12竖直安装在中间支撑段11的顶部,升降机
构12的伸缩部与顶部钢筒5的底部固联,以驱动顶部钢筒升降,进而针对不同的风况调整风
机的高度;所述底部钢筒1的顶部与中间支撑段11的底部固联。
[0020] 本实施例中,所述中间支撑段11包括环形钢柱组件及分别固联在环形钢柱组件上、下两端第一连接圆盘6和第二连接圆盘9,所述升降机构12固定在第一连接圆盘6的顶
面,所述底部钢筒1固联在第二连接圆盘6的底面。
[0021] 本实施例中,所述环形钢柱组件包括绕中心钢筒的轴线呈同心圆分布的内环形钢柱组件和外环形钢柱组件,所述内环形钢柱组件包含六根或六根以上绕中心钢筒的轴线呈
圆周均布的内钢柱8,所述外环形钢柱组件包含六根或六根以上绕中心钢筒的轴线呈圆周
均布的外钢柱3,相邻两根内钢柱之间及相邻两根外钢柱之间均具有间隙,若干根内钢柱8
与若干根外钢柱3错位布置。由于相邻的两内钢柱8和两外钢柱3之间具有间隙,且内、外钢
柱是错位布置的,因此内钢柱8与外钢柱3之间也是具有间隙的,因此可形成镂空结构。利用
这种镂空结构制成的塔身,大部分风都会从塔身穿过而非直接对塔身产生冲击,大大减少
了塔架的迎风面积,有效地解决了风载荷给塔架带来的载荷过大的问题,并且一定程度上
解决了传统塔筒的质量过高而导致的总体涉及成本较高的问题。
[0022] 本实施例中,所述内钢柱8的上、下两端和外钢柱3的上、下两端均分别与第一连接圆盘6和第二连接圆盘9固联。具体的连接方式为,内、外钢柱的上下两端均固联有连接法兰
13,利用高强度螺栓将连接法兰固在第一连接圆盘和第二连接圆盘上,实现固联。
[0023] 本实施例中,所述升降机构12包括六个或六个以上绕着中心钢筒的轴线呈圆周分布的伸缩式液压缸4,所述伸缩式液压缸4竖直设置,伸缩式液压缸4的下端通过高强度螺栓
锁紧固定在第一连接圆盘6的顶面,六个或六个以上伸缩式液压缸4的上端通过高强度螺栓
固联有第三连接圆盘10;所述顶部钢筒5的底部与第三连接圆盘10的顶面固联。通过引入伸
缩式液压缸驱动升降,使风机的高度可调,可以针对不同的风况调整风机的高度,当风况低
于风机切入速度时,可适当调高风机高度;当风况高于风机切出速度时,可适当调低风机高
度。充分利用不同高度处的风速进行发电,有效提高了风电场的发电效益。
[0024] 本实施例中,所述第一连接圆盘6、第二连接圆盘9以及第三圆盘10上同轴设有以利于中心钢筒2贯穿的通孔,中心钢筒2的上端穿过第三连接圆盘10并伸入到顶部钢筒5内,
中心钢筒2的下端穿过第二连接圆盘9并伸入到底部钢筒1内。
[0025] 本实施例中,所述顶部钢筒5与第三连接圆盘10之间、底部钢筒1与第二连接圆盘9之间均通过法兰连接。顶部钢筒和底部钢筒均具有一定壁厚。
[0026] 本实施例中,所述第一连接圆盘6、第二连接圆盘9以及第三连接圆盘10均为钢制且具有一定壁厚,第一连接圆盘6、第二连接圆盘9以及第三连接圆盘10上开设用于与高强
度螺栓连接的高强度螺栓孔7。
[0027] 本发明一方面通过将中间支撑端的侧壁设计成镂空结构,方便大部分风穿过而非直接造成冲击,解决传统风电塔筒迎风面积过大导致承载能力不足的问题,同时也降低了
风电塔架的整体重量,减少了钢资源浪费;另一方面利用液压式液压缸驱动风机升降,解
决传统风电塔筒高度固定,只能利用某一高度处的风速进行发电的问题。
[0028] 本发明如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件,那么,除另有声明外,固定连接可以理解为:能够拆卸地固定连接( 例如使用螺栓或螺钉连接),也可以理解为:
不可拆卸的固定连接(例如铆接焊接),当然,互相固定连接也可以为一体式结构( 例如使
铸造工艺一体成形制造出来) 所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。
[0029] 另外,上述本发明公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。
[0030] 本发明提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成,也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。
[0031] 最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制;尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:依然
可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换;而不脱离本发
明技术方案的精神,其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。
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