CN208587257U - 混合塔筒、转换装置及其模具 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及风力发电技术领域，特别公开了一种转换装置，包括锚笼环组件及与其一体浇筑成型的混凝土基体；所述锚笼环组件和混凝土基体在第一周向上设有若干纵向贯穿混凝土基体的预应力钢索孔道，用于穿设预应力钢索，所述锚笼环组件和混凝土基体在第二周向上预埋设置有若干预应力锚栓，所述预应力锚栓上端伸出锚笼环组件预定长度。钢混结构的转换装置，承载能力较强，受力特性较好。预留预应力钢索孔道，预埋预应力锚栓并通过锚笼环组件进行精准定位，结构简单，连接安装操作方便快捷。本实用新型进一步还公开一种混合塔筒及制作上述转换装置的模具。

Description

混合塔筒、转换装置及其模具

技术领域

本实用新型涉及风力发电技术领域，特别涉及一种混合塔筒、转换装置及其模具。

背景技术

风力发电机组是将风能转化为电能的设备，风能是当前清洁能源领域中技术最为成熟、最具大规模开发的新型可再生能源，随着环保的要求越来越高，风力发电技术得以迅猛发展。

塔筒用于支撑整个主机，是风力发电机组的基础，随着风力发电重点区域从三北地区向中南部等低风速地区转移，为使一些低风速地区发电开发成为可能，高塔架/超高塔架(轮毂超高超过120米)的应用成为不二之选。高塔架有柔性塔架、混凝土塔架、钢混塔架、桁架式塔架等结构形式。

钢混塔筒由混凝土筒段和传统钢质筒段组合而成，两者中间需要通过一个转换装置进行连接。目前常用的转换装置结构形式有混凝土结构、钢制结构、钢混结构以及组合式结构。

由于混凝土筒段与钢质筒段的转换连接处截面形状、尺寸、材料等存在明显变化，造成此处受力较大，往往需要增加底部的混凝土筒段壁厚来加强结构的受力特性，保证安全。

专利“ZL201220332226.8”提出了一种用于连接混凝土筒段和钢质筒段的装置，该连接装置为钢制结构，通过预埋锚栓与底部混凝土筒段连接，通过高强螺栓与顶部钢筒段连接。由于需要通过预埋锚栓和预应力钢绞线与底部混凝土筒段连接，施工周期较长；同时钢制结构重量较重，焊缝多，且精度要求较高。

而混凝土结构的转换装置为满足结构受力要求，体积较大、重量较大，给安装带来不便；且需要布置钢筋和承受混凝土浇筑时的压力，故其浇筑模具结构较为复杂，成本高。目前的混凝土结构转换装置为满足其顶部安装平面的平面度、定位精度以及浇筑密实度，往往选择倒置成型浇筑后再翻转的方式，工艺工装复杂，成本高周期长。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种混合塔筒、转换装置及其模具，以解决现有混合塔筒使用的转换装置承载能力不强、体积重量大、连接安装操作复杂，制作模具结构复杂、工艺复杂等技术问题。

本实用新型第一方面，提供了一种转换装置，包括锚笼环组件及与其一体浇筑成型的混凝土基体；所述锚笼环组件和混凝土基体在第一周向上设有若干纵向贯穿混凝土基体的预应力钢索孔道，用于穿设预应力钢索，所述锚笼环组件和混凝土基体在第二周向上预埋设置有若干预应力锚栓，所述预应力锚栓上端伸出锚笼环组件预定长度。

进一步的，所述锚笼环组件包括上锚板和下锚板，上锚板和下锚板通过联接筒连接，所述上锚板置于混凝土基体的上端面，联接筒置于混凝土基体的周向外壁，下锚板预埋在混凝土基体内。

进一步的，所述锚笼环组件包括上锚板和下锚板，上锚板和下锚板通过环向间隔布置的若干块联接板连接，所述上锚板置于混凝土基体的上端面，所述联接板和所述下锚板预埋设于混凝土基体内。

进一步的，所述联接板上开设有若干穿筋孔。

进一步的，所述混凝土基体在第一周向上设有若干纵向贯穿混凝土基体的预应力钢索孔道，所述上锚板在第一周向上对应设有若干预应力钢索孔；所述上锚板在第二周向上设有若干上锚栓孔，所述下锚板对应在第二周向上设有若干下锚栓孔，所述上锚栓孔与对应的下锚栓孔设于同一轴线上，每组上锚栓孔与下锚栓孔内穿设有所述预应力锚栓，所述预应力锚栓的下端预埋在所述混凝土基体内且端部通过第一紧固件固定在下锚板上，所述预应力锚栓的上端伸出上锚板预定长度。

进一步的，所述预应力锚栓外部包裹有护套。

进一步的，所述上锚板在其下表面上设置了若干抗剪栓钉，和/ 或，所述下锚板在其上表面和/或下表面上设置了若干抗剪栓钉，所述抗剪栓钉预埋在所述混凝土基体内。

本实用新型的转换装置采用钢混结构，充分结合利用钢结构与混凝土的优势，承载能力较强，受力特性较好，能够较好的满足预应力锚栓以及预应力钢索的受力，实现转接承载的要求。预留预应力钢索孔道用于穿设预应力钢索以连接混凝土筒段，预埋预应力锚栓，并利用锚笼环组件进行精准定位，以连接钢质筒段，转换装置结构简单，连接安装操作方便快捷。

本实用新型第二方面，还提供了一种混合塔筒，包括至少一节混凝土筒段和至少一节钢质筒段，所述混凝土筒段和所述钢质筒段之间通过上述任一项所述的转换装置连接，所述转换装置的混凝土基体与混凝土筒段对接，并通过预应力钢索孔道穿设预应力钢索进行预紧连接；所述转换装置的锚笼环组件与钢质筒段的底部法兰对接，并通过预应力锚栓进行连接固定。

本实用新型第三方面，还提供了一种用于制造上述任一项所述转换装置的模具，包括浇筑模台及安装在浇筑模台上的内筒、外筒及底环，所述底环连接在所述内筒的下端外筒壁上，所述模具与所述转换装置的锚笼环组件对接构成用于浇注形成所述转换装置的混凝土基体的浇注空间。

进一步的，所述内筒的下端外筒壁设有用于支撑固定所述底环的环形支撑板。

本实用新型的模具借助了锚笼环组件本身结构，使模具本身的结构得以大大简化，组装拆卸快速便捷，无需倒置浇筑和翻转，大大简化浇筑工艺，改善了浇筑效果。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例一转换装置的剖面结构示意图；

图2为图1中锚笼环组件的剖面结构示意图；

图3为图2中A-A向的剖面结构示意图；

图4为本实施例一转换装置的使用结构示意图；

图5为本实用新型实施例二转换装置的剖面结构示意图；

图6为图5中B-B向的剖面结构示意图；

图7为本实施例四模具达到浇筑状态的结构示意图；

图8为本实施例四模具的剖面结构示意图。

图中：

1、转换装置；11、锚笼环组件；111、上锚板；1111、上锚栓孔； 1112、预应力钢索孔；1121、联接筒；1122、联接板；11221、穿筋孔；113、下锚板；1131、下锚栓孔；114、抗剪栓钉；12、预应力锚栓；121、护套；13、第一紧固件；14、混凝土基体；15、预应力钢索孔道；2、混凝土筒段；3、钢质筒段；4、预应力钢索；5、第二紧固件；6、模具；61、外筒；62、内筒；621、环形支撑板；63、底环； 64、浇筑模台。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例一

如图1所示，本实施例一的转换装置，包括锚笼环组件11及与其一体浇筑成型的混凝土基体14；具体的，参考图2及图3所示，锚笼环组件11包括上锚板111和下锚板113，上锚板111和下锚板 113均为圆环形钢板，上锚板111和下锚板113通过圆筒状钢质的联接筒1121连接，上锚板111置于混凝土基体14的上端面，联接筒 1121置于混凝土基体14的周向外壁，下锚板113预埋在混凝土基体 14内。

混凝土基体14在第一周向上设有若干纵向贯穿混凝土基体14 的预应力钢索孔道15，用于穿设预应力钢索，上锚板111在第一周向上对应设有若干预应力钢索孔1112；上锚板111在第二周向上设有若干上锚栓孔1111，下锚板113对应在第二周向上设有若干下锚栓孔1131，上锚栓孔1111与对应的下锚栓孔1131设于同一轴线上，每组上锚栓孔1111与下锚栓孔1131内穿设有预应力锚栓12，预应力锚栓12的下端预埋在混凝土基体14内且端部通过第一紧固件13 固定在下锚板113上，预应力锚栓12的上端伸出上锚板111预定长度。

优选的，预应力锚栓12、预应力钢索孔道15均沿转换装置的轴线环向均匀布置，具体数量需根据风力发电机载荷进行计算后确定，本实施例并不受限于此。

为进一步保障锚笼环组件11与混凝土基体14的可靠结合，上锚板111在其下表面上设置了若干抗剪栓钉114，下锚板113在其上表面和/或下表面上也设置了若干抗剪栓钉114，抗剪栓钉114预埋在混凝土基体14内，抗剪栓钉114的具体数量和设置位置不做限定，可根据实际需求进行设置。

为保护预应力锚栓12，延长其使用寿命，预应力锚栓12外部包裹有护套121，用于将预应力锚栓12与混凝土进行隔离，避免预应力锚栓12直接与混凝土接触而受到腐蚀，护套121可以是PVC塑料管等，只要能起到有效隔离的作用即可，本实施例不做限定。

下面结合转换装置1的安装过程对其结构进一步进行详细说明。

安装混合塔筒过程中，利用转换装置1连接混凝土筒段2和钢质筒段3时，如图4所示，首先将转换装置1吊装至混凝土筒段2的顶部，使其混凝土基体14与混凝土筒段2对接，然后在每个预应力钢索孔道15内穿设预应力钢索4，预应力钢索4穿过预应力钢索孔道 15、混凝土筒段2以及底部的塔筒基础对应的孔道后，再对每根预应力钢索4施加预紧力，将转换装置1和整个混凝土筒段2连接成一个整体。

接下来，再将钢质筒段吊装至转换装置1上，使转换装置1的锚笼环组件11与钢质筒段3的底部法兰对接，每根预应力锚栓12伸出锚笼环组件11的预定长度部分穿过底部法兰上对应的螺栓孔后，再通过第二紧固件5将预应力锚栓12端部固定在底部法兰上，即完成转换装置1与钢质筒段的安装固定。

至此即通过转换装置1将混凝土筒段2和钢质筒段3连接起来，完成混合塔筒的安装。

本实施例的转换装置采用钢混结构，充分结合利用钢结构与混凝土的优势，承载能力较强，受力特性较好，能够较好的满足预应力锚栓以及预应力钢索的受力，实现转接承载的要求。

转换装置内预留预应力钢索孔道，安装时转换装置直接落在混凝土筒段的顶部，通过预应力钢绞线连接，在转换装置上进行锚固或张拉；顶部钢质筒段通过预应力锚栓与转换装置连接，预应力锚栓预埋在转换装置的混凝土基体中，再通过锚笼环组件进行精准定位。转换装置结构简单，安装操作方便快捷。

利用锚笼环组件定位，锚板调节定位更加简便，锚栓定位精度高；同时，预应力锚栓直接与钢质筒段的底部法兰连接，钢质筒段的底部法兰结构形式无需变化，提高了钢质筒段的通用性。

实施例二

与实施例一相比，本实施例二的主要区别在于锚笼环组件11的组成结构有所不同，具体而言，用于连接上锚板111和下锚板113 的连接结构有所不同。

如图5和图6所示，在本实施例中，锚笼环组件11同样包括上锚板111和下锚板113，上锚板111和下锚板113均为圆环形钢板，上锚板111和下锚板113通过环向间隔布置的若干块联接板1122连接，上锚板111置于混凝土基体14的上端面，联接板1122和下锚板 113预埋设于混凝土基体14内。

联接板1122由若干方形钢板组成，沿转换装置轴线环向均匀布置，上下两端分别焊接在上锚板111和下锚板113上。为便于环向布置钢筋，联接板1122上还开设有若干穿筋孔。

由于主体结构基本相同，本实施例二具备实施例一中所有优点，在此不再一一赘述，由于上锚板111和下锚板113之间通过若干联接板1122连接，联接板1122可预埋在混凝土基体14内，还可进一步提高锚笼环组件11和混凝土基体14的连接可靠性。

实施例三

基于上述实施例的转换装置，本实施例三提供一种混合塔筒，参考图4所示，混合塔筒包括至少一节混凝土筒段2和至少一节钢质筒段3，混凝土筒段2和钢质筒段3之间通过上述的转换装置1连接，其中，转换装置1的混凝土基体14与混凝土筒段2对接，并通过预应力钢索孔道15穿设预应力钢索4进行预紧连接；转换装置1的锚笼环组件11与钢质筒段3的底部法兰对接，并通过预应力锚栓12 进行连接固定。

本实施例的混合塔筒，由于采用了上述实施例一或实施例二的转换装置，具有其所有优点，在此不再赘述。

实施例四

为便于制作上述实施例一和实施例二的转换装置，本实施例四还提供了一种用于制作上述转换装置的模具，如图7、8所示，该模具包括浇筑模台64及安装在浇筑模台64上的内筒62、外筒61及底环 63，内筒62和外筒61在径向上间隔预定距离，底环63连接在内筒 62的下端外筒壁上。

制作转换装置时，将组成锚笼环组件11的各个部件组装好后，将锚笼环组件11与模具对接，其中模具的内筒62与上锚板111的内圆对接齐平，模具的外筒61与下锚板113的外圆对接齐平，锚笼环组件11和模具一起共同构建形成浇注空间，待锚笼环组件11和模具安装固定好之后，即可进行钢筋的布置绑扎以及向浇注空间内浇筑填充混凝土，混凝土固化后即形成混凝土基体14，混凝土基体14与锚笼环组件11结合在一起形成上述的转换装置1。

为提高底环63的支撑能力，内筒62的下端外筒壁设有用于支撑固定底环63的环形支撑板621。

本实施例四的模具借助了锚笼环组件本身结构，使模具本身的结构得以大大简化，组装拆卸快速便捷，浇筑时可在联接筒侧面周向或内筒周向开设浇筑孔，无需倒置浇筑和翻转，大大简化浇筑工艺，同时能够保证上锚板下部能够浇满混凝土。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种转换装置，其特征在于：包括锚笼环组件(11)及与其一体浇筑成型的混凝土基体(14)；所述锚笼环组件(11)和混凝土基体(14)在第一周向上设有若干纵向贯穿混凝土基体(14)的用于穿设预应力钢索的预应力钢索孔道(15)，所述锚笼环组件(11)和混凝土基体(14)在第二周向上预埋设置有若干预应力锚栓(12)，所述预应力锚栓(12)上端伸出锚笼环组件(11)预定长度。

2.根据权利要求1所述的转换装置，其特征在于：所述锚笼环组件(11)包括上锚板(111)和下锚板(113)，上锚板(111)和下锚板(113)通过联接筒(1121)连接，所述上锚板(111)置于混凝土基体(14)的上端面，联接筒(1121)置于混凝土基体(14)的周向外壁，下锚板(113)预埋在混凝土基体(14)内。

3.根据权利要求1所述的转换装置，其特征在于：所述锚笼环组件(11)包括上锚板(111)和下锚板(113)，上锚板(111)和下锚板(113)通过环向间隔布置的若干块联接板(1122)连接，所述上锚板(111)置于混凝土基体(14)的上端面，所述联接板(1122)和所述下锚板(113)预埋设于混凝土基体(14)内。

4.根据权利要求3所述的转换装置，其特征在于：所述联接板(1122)上开设有若干穿筋孔(11221)。

5.根据权利要求2或3所述的转换装置，其特征在于：所述混凝土基体(14)在第一周向上设有若干纵向贯穿混凝土基体(14)的预应力钢索孔道(15)，所述上锚板(111)在第一周向上对应设有若干预应力钢索孔(1112)；所述上锚板(111)在第二周向上设有若干上锚栓孔(1111)，所述下锚板(113)对应在第二周向上设有若干下锚栓孔(1131)，所述上锚栓孔(1111)与对应的下锚栓孔(1131) 设于同一轴线上，每组上锚栓孔(1111)与下锚栓孔(1131)内穿设有所述预应力锚栓(12)，所述预应力锚栓(12)的下端预埋在所述混凝土基体(14)内且端部通过第一紧固件(13)固定在下锚板(113)上，所述预应力锚栓(12)的上端伸出上锚板(111)预定长度。

6.根据权利要求5所述的转换装置，其特征在于：所述预应力锚栓(12)外部包裹有护套(121)。

7.根据权利要求2-4任一项所述的转换装置，其特征在于：所述上锚板(111)在其下表面上设置了若干抗剪栓钉(114)，和/或，所述下锚板(113)在其上表面和/或下表面上设置了若干抗剪栓钉(114)，所述抗剪栓钉(114)预埋在所述混凝土基体(14)内。

8.一种混合塔筒，包括至少一节混凝土筒段和至少一节钢质筒段，其特征在于：所述混凝土筒段和所述钢质筒段之间通过权利要求1-7任一项所述的转换装置连接，所述转换装置的混凝土基体(14)与混凝土筒段对接，并通过预应力钢索孔道(15)穿设预应力钢索(4)进行预紧连接；所述转换装置的锚笼环组件(11)与钢质筒段的底部法兰对接，并通过预应力锚栓(12)进行连接固定。

9.一种用于制作权利要求1-7任一项所述转换装置的模具，其特征在于：包括浇筑模台(64)及安装在浇筑模台(64)上的内筒(62)、外筒(61)及底环(63)，所述底环(63)连接在所述内筒(62)的下端外筒壁上，所述模具与所述转换装置的锚笼环组件(11)对接构成用于浇注形成所述转换装置的混凝土基体(14)的浇注空间。

10.根据权利要求9所述的模具，其特征在于：所述内筒(62)的下端外筒壁设有用于支撑固定所述底环(63)的环形支撑板(621)。