连接装置、塔筒组件、风机和连接装置的安装方法与流程

本发明涉及高耸部件的连接技术领域，特别涉及一种连接装置、塔筒组件、风机和连接装置的安装方法。

背景技术：

传统能源的日趋枯竭，能源供应安全和环境保护的压力，迫使人们开始关注可再生能源，作为清洁、可再生的风能开发利用受到高度关注。风能具有节约资源、防止环境污染、可再生等优点，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。

塔筒是风机的核心，是整个发电装置的载体。如果塔筒出现问题，这将导致整机报废等重大事故，而且塔筒不容易更换与修复，或者修复需要花费极高的代价。

图1是相关技术中的风机的结构示意图，如图1所示，传统的塔筒10与塔筒10之间基本都是螺栓11连接，螺栓11连接是一种刚性连接，尤其是连接法兰处的刚性很大，抗击载荷冲击的能力不足，在反复的冲击载荷下，容易出现塔筒10连接法兰处筒体开裂，螺栓11断裂的情况。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种连接装置、塔筒组件、风机和连接装置的安装方法，以解决现有技术中的两个塔筒连接处容易开裂的技术问题。

本发明提供一种连接装置，所述连接装置包括：相互独立的球铰结构和柔性连接结构；所述球铰结构和所述柔性连接结构均用于设置在上下连接的两个高耸部件上；所述球铰结构用于使两个所述高耸部件相对转动，所述柔性连接结构用于将两个所述高耸部件固定。

进一步地，所述球铰结构包括凹槽和位于所述凹槽内的球状部，所述球状部能够在所述凹槽中转动；所述凹槽设置在位于上方的所述高耸部件的底部；所述球状部设置在位于下方的所述高耸部件的顶部。

进一步地，连接装置还包括多个加强板；多个所述加强板间隔围设在所述球状部周围；每个所述加强板的一端与所述高耸部件连接，另一端与所述球状部连接。

进一步地，所述柔性连接结构包括多个油缸；多个所述油缸沿位于上方的所述高耸部件的周向间隔设置，多个所述油缸的上端均与位于上方的所述高耸部件的底部连接，多个所述油缸的下端均与位于下方的所述高耸部件的顶部连接。

进一步地，连接装置还包括与所述油缸连接的压力传感器；所述压力传感器用于检测所述油缸内的压力。

进一步地，连接装置还包括换向阀；所述换向阀与所述油缸的有杆腔和无杆腔连通，用于调节所述油缸的有杆腔和无杆腔内的压力。

进一步地，每个所述油缸上均设置有两个储能器；一个所述储能器与所述油缸的有杆腔连通；另一个所述储能器与所述油缸的无杆腔连通。

进一步地，连接装置还包括阻尼孔；所述储能器通过所述阻尼孔与所述油缸连通。

进一步地，本发明还提供一种塔筒组件，所述塔筒组件包括上下连接的两个塔筒以及如上所述的连接装置；所述转动结构与所述柔性连接结构均设置在两个所述塔筒上。

本发明还提供一种风机，所述风机包括如上所述的塔筒组件。

本发明还提供一种连接装置的安装方法，该方法包括以下步骤：

将位于上方的高耸部件放置在位于下方的高耸部件上，以使两个高耸部件通过球铰结构配合连接；

将柔性连接结构安装在两个高耸部件上。

本发明提供的连接装置，当位于上方的高耸部件受到风力或其他作用力时，位于上方的高耸部件通过球铰结构相对位于下方的高耸部件发生倾斜，此时柔性连接结构受到弯矩，柔性连接结构中一部分伸长，一部分缩短，从而缓冲柔性连接结构受到的弯矩，使得两个高耸部件的连接处为柔性连接，提高抗击载荷冲击的能力，避免连接处发生开裂。在连接装置应用在塔筒上时，当位于上方的塔筒通过球铰结构相对位于下方的塔筒倾斜时，柔性连接结构受到弯矩，同时，柔性连接结构中的一部分伸长，一部分缩短，从而缓冲柔性连接结构受到的弯矩，使得两个塔筒的连接处为柔性连接，避免连接处发生开裂。

附图说明

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

图1是相关技术中的风机的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的连接装置的结构示意图；

图3是根据本发明实施例的连接装置中球铰结构的结构示意图；

图4是根据本发明实施例的连接装置的俯视图；

图5是根据本发明实施例的连接装置中储能器、压力传感器和油缸的结构示意图。

图中：

1－高耸部件； 2－柔性连接结构； 3－球铰结构；

4－加强板； 5－压力传感器； 6－换向阀；

7－储能器； 8－电磁阀； 9－阻尼孔；

10－塔筒； 11－螺栓； 21－油缸；

31－凹槽； 32－球状部； 211－活塞杆；

212－无杆腔； 213－有杆腔。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明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发明。

在本发明的描述中，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发明中的具体含义。

图2是根据本发明实施例的连接装置的结构示意图，如图2所示，本实施例提供一种连接装置，连接装置包括：相互独立的球铰结构3和柔性连接结构2；球铰结构3和柔性连接结构2均用于设置在上下连接的两个高耸部件1上；所述球铰结构3用于使两个所述高耸部件1相对转动，所述柔性连接结构2用于将两个所述高耸部件1固定。

其中，柔性连接结构2可以为弹性元件，当上方的高耸部件1相对下方的高耸部件1发生倾斜时，弹性元件中的一部分被拉伸，一部分被压缩，从而缓冲弹性元件受到的弯矩。弹性元件可以为多个弹簧，多个弹簧沿上方的高耸部件1的周向间隔设置，弹簧的一端与位于上方的高耸部件1连接，另一端与位于下方的高耸部件1连接。

球铰结构3可以包括一个转动球和两个凹槽31。位于上方的高耸部件1的底部和位于下方的高耸部件1的顶部各设置一个凹槽31，转动球设置在两个凹槽31内，且可在两个凹槽31内转动。

本实施例提供的连接装置，当位于上方的高耸部件1受到风力或其他作用力时，位于上方的高耸部件1通过球铰结构3相对位于下方的高耸部件1发生倾斜，此时柔性连接结构2受到弯矩，柔性连接结构2中一部分伸长，一部分缩短，从而缓冲柔性连接结构2受到的弯矩，使得两个高耸部件1的连接处为柔性连接，提高抗击载荷冲击的能力，避免连接处发生开裂。在连接装置应用在塔筒上时，当位于上方的塔筒通过球铰结构3相对位于下方的塔筒倾斜时，柔性连接结构2受到弯矩，同时，柔性连接结构2中的一部分伸长，一部分缩短，从而缓冲柔性连接结构2受到的弯矩，使得两个塔筒的连接处为柔性连接，避免连接处发生开裂。

图3是根据本发明实施例的连接装置中球铰结构3的结构示意图，如图2和图3所示，在上述实施例的基础上，进一步地，球铰结构3包括凹槽31和位于凹槽31内的球状部32，球状部32能够在凹槽31中转动；凹槽31设置在位于上方的高耸部件1的底部；球状部32设置在位于下方的高耸部件1的顶部。

其中，也可将凹槽31设置在位于下方的高耸部件1的顶部，将球状部32设置在位于上方的高耸部件1的底部。可以在高耸部件1上直接设置凹槽31，也可以将设置有凹槽31的固定部连接在高耸部件1上。同样地，球状部32可以直接固定在高耸部件1上，也可以将设置有球状部32的固定部连接在高耸部件1上。

较佳地，球状部32和凹槽31均设置在高耸部件1的中心处，使得高耸部件1的受力平衡，提高稳定性。

本实施例中，当位于上部的高耸部件1发生倾斜时，凹槽31相对球状部32转动。将凹槽31设置在上方，球状部32设置在下方，使得高耸部件1转动时更加稳定。

如图2所示，在上述实施例的基础上，进一步地，连接装置还包括多个加强板4；多个加强板4间隔围设在球状部32周围；每个加强板4的一端与高耸部件1连接，另一端与球状部32连接。

其中，较佳地，多个加强板4均匀间隔地围设在球状部32周围，这样可使每个加强板4受力相同，使得多个加强板4受力均衡，延长加强板4的使用寿命。也可在凹槽31的周围均匀围设多个加强板4，每个加强板4的一端与高耸部件1连接，另一端与球状部32连接。

本实施例中，将球状部32通过多个加强板4与高耸部件1连接，使得球状部32的受力分散到多个加强板4上，延长球状部32使用寿命。

图4是根据本发明实施例的连接装置的俯视图，如图2和图4所示，在上述实施例的基础上，进一步地，柔性连接结构2包括多个油缸21；多个油缸21沿位于上方的高耸部件1的周向间隔设置，多个油缸21的上端均与位于上方的高耸部件1的底部连接，多个油缸21的下端均与位于下方的高耸部件1的顶部连接。

较佳地，多个油缸21沿位于上方的高耸部件1的周向均匀间隔设置，这样可使高耸部件1向任一方向倾斜时，多个油缸21均可起到缓冲作用。

本实施例中，当位于上方的高耸部件1发生倾斜时，一部分油缸21的活塞杆211拉伸，伸出腔体部分伸长，一部分油缸21的活塞杆211被压缩，伸出腔体部分缩短，从而可缓冲油缸21受到的弯矩。

图5是根据本发明实施例的连接装置中储能器、压力传感器和油缸的结构示意图，如图5所示，在上述实施例的基础上，进一步地，连接装置还包括与油缸21连接的压力传感器5；压力传感器5用于检测油缸21内的压力。

压力传感器5可以与控制器和警报器电连接。当油缸21内的压力过大时，压力传感器5将压力信号传递给控制器，控制器控制情报器响起，从而提醒使用者。压力传感器5可设置为两个，其中一个用于检测油缸21的有杆腔213内的压力，另一用于检测油缸21的无杆腔212内的压力。

压力传感器5可以设置在油缸21内，也可以设置在油缸21外，并通过管路与油缸21内连通。

本实施例中，通过压力传感器5检测油缸21内的压力，使得使用者获知油缸21内的压力，并对油缸21内压力做出相应调节，避免油缸21内压力过大。当使用在风机的塔筒组件上时，使用者通过压力传感器5检测油缸21内的压力，可得知风机受到的载荷大小。当风机受到的载荷多大时，压力传感器5检测出的油缸21内的压力超过预设数值，使用者可进行变桨降低载荷，或者收桨停机进行保护。

如图5所示，在上述实施例的基础上，进一步地，连接装置还包括换向阀6；换向阀6与油缸21的有杆腔213和无杆腔212连通，用于调节油缸21的有杆腔213和无杆腔212内的压力。

本实施例中，当需要调整位于上方的高耸部件1的角度时，使用者通过换向阀6调节活塞杆211的长度。当需要将高耸部件1的一个部位调高时，使用者可将位于该部位处的油缸21的有杆腔213内的油输出，通过换向阀6将油输入至无杆腔212内，从而将活塞杆211的长度调长，活塞杆211将高耸部件1的该部位顶起。同样地，当需要将高耸部件1的一个部位调低时，使用者可将位于该部位处的油缸21的无杆腔212内的油输出，通过换向阀6将油输入至有杆腔213内，从而将活塞杆211的长度调短，从而将高耸部件1的该部位调低。

如图5所示，在上述实施例的基础上，进一步地，每个油缸21上均设置有两个储能器7；一个储能器7与油缸21的有杆腔213连通；另一个储能器7与油缸21的无杆腔212连通。

其中，可将油缸21通过电磁阀8与储能器7连接，电磁阀8用于将油缸21与储能器7连通或断开。

本实施例中，当活塞杆211被拉伸时，有杆腔213内的油输出至与其连接的储能器7内，与无杆腔212连接的储能器7内的油输入至无杆腔212内。当活塞杆211被压缩时，无杆腔212内的油输出至与其连接的储能器7内，与有杆腔213连接的储能器7内的油输入至有杆腔213内。储能器7的设置可进一步缓冲油缸21受到的弯矩，进一步避免两个高耸部件1连接处因受到的冲击力较大而断裂。

在上述实施例的基础上，进一步地，连接装置还包括阻尼孔9；储能器7通过阻尼孔9与油缸21连通。

如图5所示，其中，油缸21的有杆腔213通过阻尼孔9与储能器7连通，无杆腔212通过阻尼孔9与储能器7连通。

本实施例中，将储能器7通过阻尼孔9与油缸21连通，阻尼孔9可缓冲储能器7与油缸21的油流动速率，对油缸21起到减震作用。

其中，本发明中所述的高耸部件可以为塔筒、塔架或者高空电线杆等等。

在本实施例中，高耸部件为塔筒。进一步地，本发明还提供一种塔筒组件，塔筒组件包括上下连接的两个塔筒以及如上的连接装置；转动结构与柔性连接结构2均设置在两个塔筒上。

本实施例中，当位于上方的塔筒通过球铰结构3相对位于下方的塔筒倾斜时，柔性连接结构2受到弯矩，同时，柔性连接结构2中的一部分伸长，一部分缩短，从而缓冲柔性连接结构2受到的弯矩，使得两个塔筒的连接处为柔性连接，避免连接处发生开裂。

在上述实施例的基础上，本实施例还提供一种风机，风机包括如上所述的塔筒组件。

其中，也可将连接装置用于塔筒与基础的连接上。

在上述实施例的基础上，本实施例还提供一种连接装置的安装方法，该方法包括以下步骤：

将位于上方的高耸部件1放置在位于下方的高耸部件1上，以使两个高耸部件1通过球铰结构3配合连接；

将柔性连接结构2安装在两个高耸部件1上。

当连接装置用于塔筒组件上时，使用者可先将位于上方的塔筒与下方的塔筒通过球铰结构3配合连接，再将柔性连接结构2安装在两个塔筒上。

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