一种塔筒法兰连接结构和钢塔筒的制作方法

本实用新型涉及领域，具体而言，涉及一种塔筒法兰连接结构和钢塔筒。

背景技术：

目前，如风力发电机等结构常采用大直径钢管塔架作为支承结构，大直径钢塔筒连接节点的性能对结构安全至关重要。

传统锻造法兰的法兰板厚度较大，整个法兰板端面铣平，工作量大、不易加工、造价高，疲劳荷载作用下连接螺栓易松动，造价高昂，供货周期长。

有鉴于此，设计制造出一种有效减小法兰板厚度，同时法兰板易加工，且连接结构强度高，不易产生松动的塔筒法兰连接结构就显得尤为重要。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种塔筒法兰连接结构，其能够有效减小法兰板厚度，易于加工，且连接结构强度高，不易产生松动。

本实用新型的另一目的在于提供一种钢塔筒，其结构强度高、易于加工。

本实用新型是采用以下的技术方案来实现的。

在一方面，本实用新型提供了一种塔筒法兰连接结构，包括第一法兰塔筒和第二法兰塔筒，所述第一法兰塔筒重叠设置在所述第二法兰塔筒上方，所述第一法兰塔筒的内壁设置有第一加劲板，所述第二法兰塔筒的内壁设置有与所述第一加劲板相对应的第二加劲板，所述第一加劲板远离所述第二加劲板的端面连接有第一法兰板，所述第二加劲板远离所述第一加劲板的端面连接有第二法兰板，所述第一法兰板和所述第二法兰板之间还设置有连接件，所述连接件的一端抵持在所述第一法兰板远离所述第一加劲板的表面，用于向所述第一法兰板施加向着第二法兰板的预应力，所述连接件的另一端抵持在所述第二法兰板远离所述第二加劲板的表面，用于向所述第二法兰板施加向着第一法兰板的预应力。

进一步地，所述第一加劲板靠近所述第二加劲板的端面连接有第一承压板，所述第二加劲板靠近所述第一加劲板的端面连接有第二承压板，所述第一承压板和所述第二承压板相互抵持。

进一步地，所述第一承压板焊接或者粘接在所述第一加劲板上，且所述第二承压板焊接或者粘接在所述第二加劲板上。

进一步地，所述第一加劲板和所述第二加劲板均为多个，多个所述第一加劲板间隔设置在所述第一法兰塔筒的内周壁上，多个所述第二加劲板间隔设置在所述第二法兰塔筒的内周壁上，且多个所述第一加劲板远离多个所述第二加劲板的端面相互平齐，所述第一法兰板与所述第一加劲板焊接或粘接，多个所述第二加劲板远离所述多个所述第一加劲板的端面相互平齐，所述第二法兰板与所述第二加劲板焊接或粘接。

进一步地，多个所述第一加劲板和多个所述第二加劲板一一对应设置，所述第一法兰板上间隔开设有多个第一螺孔，所述第二法兰板上间隔开设有多个第二螺孔，多个所述第一螺孔与多个所述第二螺孔一一对应，每相邻两个所述第一加劲板之间设置有所述连接件，每个所述连接件的两端分别穿过所述第一螺孔和对应的所述第二螺孔。

进一步地，所述第一加劲板沿所述第一法兰塔筒的轴向焊接设置在所述第一法兰塔筒的内壁上；所述第二加劲板沿所述第二法兰塔筒的轴向焊接设置在所述第二法兰塔筒的内壁上。

进一步地，所述第一法兰板焊接或通过结构胶粘接在所述第一加劲板上，且所述第二法兰板焊接或通过结构胶粘接在所述第二加劲板上。

进一步地，所述第一加劲板靠近所述第二加劲板的端面凹设于所述第一法兰塔筒靠近所述第二法兰塔筒的端面，所述第二加劲板靠近所述第一加劲板的端面凸设于所述第二法兰塔筒靠近所述第一法兰塔筒的端面。

进一步地，所述第二加劲板靠近所述第一加劲板的端面的外侧设置有引导斜面，用于在装配时对所述第一法兰塔筒进行导向。

在另一方面，本实用新型提供了一种钢塔筒，包括第一塔筒筒体、第二塔筒筒体和塔筒法兰连接结构，塔筒法兰连接结构包括第一法兰塔筒和第二法兰塔筒，所述第一法兰塔筒重叠设置在所述第二法兰塔筒上方，所述第一法兰塔筒的内壁设置有第一加劲板，所述第二法兰塔筒的内壁设置有与所述第一加劲板相对应的第二加劲板，所述第一加劲板远离所述第二加劲板的端面连接有第一法兰板，所述第二加劲板远离所述第一加劲板的端面连接有第二法兰板，所述第一法兰板和所述第二法兰板之间还设置有连接件，所述连接件的一端抵持在所述第一法兰板远离所述第一加劲板的表面，用于向所述第一法兰板施加向着第二法兰板的预应力，所述连接件的另一端抵持在所述第二法兰板远离所述第二加劲板的表面，用于向所述第二法兰板施加向着第一法兰板的预应力。所述第一法兰塔筒与所述第一塔筒筒体连接，所述第二法兰塔筒与所述第二塔筒筒体连接。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型提供的一种塔筒法兰连接结构，通过在第一法兰塔筒和第二法兰塔筒的内壁分别设置第一加劲板和第二加劲板，并且在第一加劲板的上端面连接有第一法兰板，在第二加劲板的端面设置有第二加劲板，第一法兰板和第二法兰板之间设置有连接件，通过连接件将第一法兰板和第二法兰板连接在一起，同时通过第一法兰板和第二法兰板将第一加劲板和第二加劲板连接在一起，实现了第一法兰塔筒和第二法兰塔筒的连接。相较于现有技术，本实施例通过增加加劲板，使得法兰板通过加劲板对法兰塔筒施力，避免了法兰板与法兰塔筒之间直接连接，省去了法兰板与塔筒之间的焊缝，焊接量少，焊接质量易保证，提高了塔筒的抗疲劳等级，同时法兰板与加劲板的结合，使得整体的连接结构强度高，不易产生松动。此外，法兰板也可以做薄，且无需端面铣平，加工难度低。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型第一实施例提供的塔筒法兰连接结构的组装示意图；

图2为图1中a-a的截面示意图；

图3为图2中b-b的截面示意图；

图4为图3中ⅳ的局部放大示意图；

图5为本实用新型第一提供的塔筒法兰连接结构的另一种结构示意图；

图6为图5中ⅵ的局部放大示意图。

图标：100-塔筒法兰连接结构；110-第一法兰塔筒；111-第一加劲板；113-第一法兰板；115-第一承压板；130-第二法兰塔筒；131-第二加劲板；133-第二法兰板；135-第二承压板；150-连接件；170-引导斜面；200-第一塔筒筒体；300-第二塔筒筒体。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“安装”、“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。

正如背景技术中所公开的，现有技术中通常是直接通过法兰板相互抵接并加装螺栓来进行法兰塔筒的连接，这势必造成法兰板的厚度较大，同时整个法兰板的端面需要铣平，工作量大、不易加工，此外，仅仅通过法兰板进行连接，在疲劳荷载作用下连接螺栓易松动，影响塔筒安全。本实用新型提供了一种新型的塔筒法兰连接结构，能够有效减小法兰板厚度，同时法兰板易于加工，且连接结构强度高，不易产生松动。此外，加工精度要求低，并提高了法兰的环向刚度，减小了加工、运输、吊装过程中塔筒的变形。

下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例中的特征可以相互组合。

第一实施例

结合参见图1至图3，本实施例提供了一种塔筒法兰连接结构100，用于连接在塔筒上，能够有效减小法兰板厚度，同时法兰板易于加工，且连接结构强度高，不易产生松动。此外，加工精度要求低，并提高了法兰的环向刚度，减小了加工、运输、吊装过程中塔筒的变形。

本实施例提供的塔筒法兰连接结构100，包括第一法兰塔筒110和第二法兰塔筒130，第一法兰塔筒110重叠设置在第二法兰塔筒130上方，第一法兰塔筒110的内壁设置有第一加劲板111，第二法兰塔筒130的内壁设置有与第一加劲板111相对应的第二加劲板131，第一加劲板111远离第二加劲板131的端面连接有第一法兰板113，第二加劲板131远离第一加劲板111的端面连接有第二法兰板133，第一法兰板113和第二法兰板133之间还设置有连接件150，连接件150的一端抵持在第一法兰板113远离第一加劲板111的表面，用于向第一法兰板113施加向着第二法兰板133的预应力，连接件150的另一端抵持在第二法兰板133远离第二加劲板131的表面，用于向第二法兰板133施加向着第一法兰板113的预应力。

在本实施例中，第一法兰塔筒110和第二法兰塔筒130分别焊接设置在不同段的钢塔筒上，再通过第一法兰板113和第二法兰板133将第一加劲板111和第二加劲板131连接在一起，实现了第一法兰塔筒110和第二法兰塔筒130的连接。本实施例通过增加加劲板，使得法兰板通过加劲板对法兰塔筒施力，避免了法兰板与法兰塔筒之间直接连接，省去了法兰板与塔筒之间的焊缝，焊接量少，焊接质量易保证，提高了塔筒的抗疲劳等级，同时法兰板与加劲板的结合，使得整体的连接结构强度高，不易产生松动。此外，法兰板也可以做薄，且无需端面铣平，加工难度低。

在本实施例中，第一加劲板111和第二加劲板131均为多个，多个第一加劲板111间隔设置在第一法兰塔筒110的内周壁上，多个第二加劲板131间隔设置在第二法兰塔筒130的内周壁上，且多个第一加劲板111远离多个第二加劲板131的端面相互平齐，第一法兰板113分别与多个第一加劲板111连接，多个第二加劲板131远离多个第一加劲板111的端面相互平齐，第二法兰板133分别与多个第二加劲板131连接。

值得注意的是，本实施例中第一法兰塔筒110和第二法兰塔筒130均为圆筒结构，每个第一加劲板111均沿第一法兰塔筒110的径向方向延伸，每个第二加劲板131均沿第二法兰塔筒130的径向方向延伸。本实施例中第一法兰板113和第二法兰板133均为环板，且第一法兰板113的宽度小于第一加劲板111的上端面在第一法兰塔筒110的径向方向上的宽度，第二法兰板133的宽度小于第二加劲板131的下端面在第二法兰塔筒130的径向方向上的宽度。

值得注意的是，本实施例中第一加劲板111靠近第二加劲板131的端面连接有第一承压板115，第二加劲板131靠近第一加劲板111的端面连接有第二承压板135，第一承压板115和第二承压板135相互抵持。具体地，第一承压板115和第二承压板135均为环板，通过设置第一承压板115和第二承压板135，使得第一加劲板111和第二加劲板131通过两个承压板相互抵持，使得结构更加稳定。同时受压面积大，受力性能好，允许一定程度的加工误差，降低加工难度。

在本实施例中，第一承压板115焊接或者粘接在第一加劲板111上，且第二承压板135焊接或者粘接在第二加劲板131上。优选地，第一承压板115焊接在第一加劲板111的底部，第二承压板135焊接在第二加劲板131的顶部。当然，此处第一承压板115与第一加劲板111之间、第二承压板135与第二加劲板131之间也可以采用其他连接手段，例如卡接或者键接等，在此不作具体限定。

需要说明的是，本实施例中第一承压板115的宽度小于第一加劲板111的下端面在第一法兰塔筒110的径向方向上的宽度，且第一承压板115设置在第一加劲板111的内侧边缘。第二承压板135的宽度小于第二加劲板131的上端面在第二法兰塔筒130的径向方向上的宽度，且第二承压板135设置在第二加劲板131板的内侧边缘，使得装配后第一加劲板111和第二加劲板131之间形成间隙，间隙的内侧为第一承压板115和第二承压板135，间隙的外侧为第一法兰塔筒110的筒边和第二法兰塔筒130的筒边。

在本实施例中，多个第一加劲板111和多个第二加劲板131一一对应设置，第一法兰板113上间隔开设有多个第一螺孔，第二法兰板133上间隔开设有多个第二螺孔，多个第一螺孔与多个第二螺孔一一对应，每相邻两个第一加劲板111之间设置有连接件150，每个连接件150的两端分别穿过第一螺孔和对应的第二螺孔。具体地，连接件150为高强度螺栓结构，包括螺栓和螺母，螺栓的头部抵持在第二法兰板133的下表面，螺杆穿过第二法兰板133和第一法兰板113，螺母套设在螺杆上并抵持在第一法兰板113的上表面，通过螺栓连接结构将第一法兰板113和第二法兰板133连接在一起。当然，此处也可以采用其他连接件150，利于销轴或者卡销等。

在本实施例中，每个第一加劲板111沿第一法兰塔筒110的轴向焊接设置在第一法兰塔筒110的内壁上，每个第二加劲板131沿第二法兰塔筒130的轴向焊接设置在第二法兰塔筒130的内壁上。

在本实施例中，第一法兰板113通过结构胶粘接在第一加劲板111上，且第二法兰板133通过结构胶粘接在第二加劲板131上。本实施例第一法兰板113与第一加劲板111之间的顶紧面、第二法兰板133与第二加劲板131之间的顶紧面可用结构胶相连，并用高强螺栓压紧以保证胶接紧密，胶接强度可以保证法兰在制作、运输、安装阶段的受力，塔筒吊装就位高强螺栓张拉完成后，靠预应力产生的摩擦力抗剪，靠磨平顶紧承压，胶缝不再需要起受力作用。

参见图4，第一加劲板111靠近第二加劲板131的端面凹设于第一法兰塔筒110靠近第二法兰塔筒130的端面，第二加劲板131靠近第一加劲板111的端面凸设于第二法兰塔筒130靠近第一法兰塔筒110的端面。

在本实施例中，第二加劲板131靠近第一加劲板111的端面的外侧设置有引导斜面170，用于在装配时对第一法兰塔筒110进行导向。

结合参见图5和图6，在本实用新型其他较佳的实施例中，第二加劲板131靠近第一加劲板111的端面凹设于第二法兰塔筒130靠近第一法兰塔筒110的端面，第一加劲板111靠近第二加劲板131的端面凸设于第一法兰塔筒110靠近第二法兰塔筒130的端面。同时，在第一加劲板111靠近第一加劲板111的端面的外侧设置有引导斜面170，用于在装配时对第一法兰塔筒110进行导向。

本实施例提供的塔筒法兰连接结构100，其制造、组装过程如下：

a、根据设计要求分别制作第一法兰塔筒110、第二法兰塔筒130、第一加劲板111、第二加劲板131、第一承压板115、第二承压板135、第一法兰板113、第二法兰板133、连接件150；

b、第一法兰塔筒110的内壁焊接第一加劲板111，第二法兰塔筒130的内壁焊接第二加劲板131；

c、第一加劲板111的下侧与第一承压板115连接(胶接或焊接等)，第二加劲板131的上侧与第二承压板135连接(胶接或焊接等)；

d、第一加劲板111的上表面涂抹结构胶粘接第一法兰板113，第二加劲板131下表面涂抹结构胶粘接第二法兰板133；

e、将第一法兰塔筒110与第二法兰塔筒130对接、第一承压板115与第二承压板135位置对齐、第一加劲板111与第二加劲板131位置对齐，连接件150通过螺栓孔贯穿第一法兰板113和第二法兰板133，拧紧部分连接件150的螺母，将第一法兰塔筒110和第二法兰塔筒130连接；

f、将第一法兰塔筒110、第二法兰塔筒130分别与对应塔筒筒体焊接；

g、运输至安装现场，吊装；

h、将第一法兰塔筒110与第二法兰塔筒130对接、第一承压板115与第二承压板135位置对齐、第一加劲板111与第二加劲板131位置对齐，剩余连接件150通过螺栓孔贯穿第一法兰板113和第二法兰板133，并施加预拉力。

综上所述，本实施例提供的塔筒法兰连接结构100，用铣平顶紧的方法省去了法兰板和加劲板之间的焊缝，及法兰板和塔筒之间的焊缝，仅加劲板与塔筒之间采焊接，焊接工作量大大减少，且焊缝平直、规整，便于机械焊，易于保证焊接质量，提高塔筒抗疲劳等级。同时法兰板与加劲板之间的顶紧面可用结构胶相连，并用高强螺栓压紧以保证胶接紧密，胶接强度可以保证法兰在制作、运输、安装阶段的受力，塔筒吊装就位高强螺栓张拉完成后，靠预应力产生的摩擦力抗剪，靠磨平顶紧承压，胶缝不再需要起受力作用。同时上下侧承压板承压，受压面积大，受力性能好，允许一定程度的加工误差，降低加工难度。

第二实施例

本实施例提供了一种钢塔筒，包括第一塔筒筒体200、第二塔筒筒体300和塔筒法兰连接结构100，其中塔筒法兰连接结构100的基本结构和原理及产生的技术效果和第一实施例相同，为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考第一实施例中相应内容。

塔筒法兰连接结构100包括第一法兰塔筒110和第二法兰塔筒130，第一法兰塔筒110重叠设置在第二法兰塔筒130上方，第一法兰塔筒110的内壁设置有第一加劲板111，第二法兰塔筒130的内壁设置有与第一加劲板111相对应的第二加劲板131，第一加劲板111远离第二加劲板131的端面连接有第一法兰板113，第二加劲板131远离第一加劲板111的端面连接有第二法兰板133，第一法兰板113和第二法兰板133之间还设置有连接件150，连接件150的一端抵持在第一法兰板113远离第一加劲板111的表面，用于向第一法兰板113施加向着第二法兰板133的预应力，连接件150的另一端抵持在第二法兰板133远离第二加劲板131的表面，用于向第二法兰板133施加向着第一法兰板113的预应力。第一法兰塔筒110与第一塔筒筒体200连接，第二法兰塔筒130与第二塔筒筒体300连接。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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。