一种装配式抗震风电塔筒的制作方法

1.本发明属于风力发电技术领域，具体涉及一种装配式抗震风电塔筒。


背景技术：

2.风力塔筒是风力发电设备的重要组成部分，近年来，国家大力发展风电行业，风力发电得到迅速发展。一般来说，由于风从地面上到上空会越来越强，因此风力发电机安装的越高就越有利。现有的风电塔筒结构越建越高，却很少考虑到其抗震性能，在遇到地震或强风等自然灾害时，会对风电塔筒造成巨大的损失。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种装配式抗震风电塔筒，在受到地震激励时，可以起到一定的抗震作用，保证风电塔筒的稳定性。
4.为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
5.本发明一种装配式抗震风电塔筒，所述风电塔筒由若干塔筒段从下到上依次拼接而成，所述塔筒段包括外筒体、扭转缓冲组件、第一平台连接板、第二平台连接板、中心混凝土柱和中心预应力筋，所述中心混凝土柱的位于所述外筒体的中心，所述中心混凝土柱的外侧分别通过第一平台连接板和第二平台连接板固定连接至外筒体，所述第一平台连接板和第二平台连接板沿外筒的轴向间隔布置在外筒体的内侧，所述中心混凝土柱的中心贯穿设置有通孔，所述中心预应力筋穿过各塔筒段的通孔且中心预应力筋的两端分别张拉在风电塔筒的两端，相邻两塔筒段之间于轴向转动配合，所述扭转缓冲组件分别与相连两塔筒段用于两者在发生相对转动时进行缓冲减震。
6.进一步，所述第一平台连接板和第二平台连接板的中心开设有中心孔，所述中心孔内固定设置有连接筒，所述连接筒的轴向沿外筒体的轴向延伸，所述连接筒的内壁上沿径向延伸有加强钉。
7.进一步，所述外筒体包括上滑动环、下滑动环以及环形均布自所述上滑动环和下滑动环之间的若干弧形外筒体单元，所述弧形外筒体单元的内侧设置有连接板，所述连接板沿弧形外筒体单元的母线延伸，相连两弧形外筒体单元通过所述连接板连接。
8.进一步，所述上滑动环上开设有环槽，所述下滑动环上开设有与所述环槽配合的凸环。
9.进一步，所述上滑动环和下滑动环上均匀间隔布置有阶梯孔，对应在所述弧形外筒体单元的端面上均匀间隔布置有连接孔，所述上滑动环和下滑动环与弧形外筒体单元之间分别通过螺钉连接，所述螺钉隐埋在所述阶梯孔内。
10.进一步，所述上滑动环上均匀间隔布置有第一盲孔，所述第一盲孔与连接孔间隔错落布置，所述第一盲孔内设置有一记忆合金球，所述下滑动环上对应设置有第二盲孔，所述第一盲孔和第二盲孔组合形成限位孔，所述记忆合金球与限位孔配合用于对相邻的两塔筒段进行限位，所述上滑动环的内侧固定有加热装置，所述加热装置加热记忆合金球，记忆
合金球收缩解除限位。
11.进一步，所述加热装置包括外壳体以及固定在所述外壳体内的加热丝，所述加热丝连接至电源，所述外壳体呈环形，所述外壳体固定在所述上滑动环的内侧。
12.进一步，所述扭转缓冲组件包括阻尼器、第一连接柱和第二连接柱，所述第一连接柱和第二连接柱分别连接至弧形外筒体单元的上部和下部，所述阻尼器的两端分别与上侧塔筒段的第二连接柱和对应的下侧塔筒段的第一连接柱连接。
13.本发明的有益效果在于：
14.本发明一种装配式抗震风电塔筒，通过将风电塔筒分隔呈若干段塔筒段，所述中心预应力筋穿过各塔筒段的通孔且中心预应力筋的两端分别张拉在风电塔筒的两端，在受到横向的地震激励力时，塔筒段将作用力作用于中心预应力筋，中心预应力筋受到应力引起变形，可以起到减震耗能的作用。
15.本发明装置中，外筒体、中心混凝土柱和预应力筋可以在工厂直接可以进行预制，从而解决了预应力连接的风电塔筒张拉预应力筋繁琐的问题，现场工作量少，施工快速；同时该风电塔筒具有良好自复位性及耗能能力，强震时外筒体和中心混凝土柱基本保持弹性或仅发生微小损伤，震后残余位移小，保持良好的竖向承载能力。
16.本发明装置中，相邻两塔筒段之间于轴向转动配合，所述扭转缓冲组件分别与相连两塔筒段用于两者在发生相对转动时进行缓冲减震，在受到地震的激励时，在周向也可以进一步起到抗震耗能的效果，进一步保护了塔筒的主体结构不受破坏。
17.本发明的其他优点、目标和特征将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上对本领域技术人员而言是显而易见的，或者本领域技术人员可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
18.为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
19.图1为本发明风电塔筒两个塔筒段的连接示意图；
20.图2为本发明塔筒段的结构示意图一；
21.图3为本发明塔筒段的结构示意图二；
22.图4为本发明塔筒段的俯视图；
23.图5为本发明塔筒段的内部结构示意图；
24.图6为图1在a处的放大图；
25.图7为图5在b处的放大图。
26.附图中标记如下：外筒体1、上滑动环101、下滑动环102、弧形外筒体单元103、连接板104、环槽105、凸环106、阶梯孔107、连接孔108、第一盲孔109、第二盲孔110、扭转缓冲组件2、阻尼器201、第一连接柱202、第二连接柱203、第一平台连接板3、第二平台连接板4、中心混凝土柱5、中心预应力筋6、连接筒7、加强钉8、记忆合金球9、加热装置10、外壳体11、加热丝12。
具体实施方式
27.如图1所示，本发明一种装配式抗震风电塔筒，所述风电塔筒由若干塔筒段从下到上依次拼接而成。塔筒段的结构呈圆筒型或者锥筒型，但是上下部分的连接方式是不变的，本领域技术人员应当可以理解。
28.具体的，如图2-4所示，所述塔筒段包括外筒体1、扭转缓冲组件2、第一平台连接板3、第二平台连接板4、中心混凝土柱5和中心预应力筋6，第一平台连接板3和第二平台连接板4的结构相同，其上开设有吊装孔，并且通过钢管连接支撑，保证支撑强度。所述中心混凝土柱5的位于所述外筒体1的中心，所述中心混凝土柱5的外侧分别通过第一平台连接板3和第二平台连接板4固定连接至外筒体1，所述第一平台连接板3和第二平台连接板4沿外筒的轴向间隔布置在外筒体1的内侧，所述中心混凝土柱5的中心贯穿设置有通孔，所述中心预应力筋6穿过各塔筒段的通孔且中心预应力筋6的两端分别张拉在风电塔筒的两端。即中心预应力筋6的最上端与处于最上端的塔筒段固定相连，中心预应力筋6的最下端与处于最下端的塔筒段固定相连，相连两塔筒段之间是通过扭转缓冲组件2有所连接的。
29.本实施例中，相邻两塔筒段之间于轴向转动配合，所述扭转缓冲组件2分别与相连两塔筒段用于两者在发生相对转动时进行缓冲减震。
30.本发明一种装配式抗震风电塔筒，通过将风电塔筒分隔呈若干段塔筒段，所述中心预应力筋6穿过各塔筒段的通孔且中心预应力筋6的两端分别张拉在风电塔筒的两端，在受到横向的地震激励力时，塔筒段将作用力作用于中心预应力筋6，中心预应力筋6受到应力引起变形，可以起到减震耗能的作用。
31.本发明装置中，外筒体1、中心混凝土柱5和预应力筋可以在工厂直接可以进行预制，从而解决了预应力连接的风电塔筒张拉预应力筋繁琐的问题，现场工作量少，施工快速；同时该风电塔筒具有良好自复位性及耗能能力，强震时外筒体1和中心混凝土柱5基本保持弹性或仅发生微小损伤，震后残余位移小，保持良好的竖向承载能力。
32.本发明装置中，相邻两塔筒段之间于轴向转动配合，所述扭转缓冲组件2分别与相连两塔筒段用于两者在发生相对转动时进行缓冲减震，在受到地震的激励时，在周向也可以进一步起到抗震耗能的效果，进一步保护了塔筒的主体结构不受破坏。
33.本实施例中，所述第一平台连接板3和第二平台连接板4的中心开设有中心孔，所述中心孔内固定设置有连接筒7，所述连接筒7的轴向沿外筒体1的轴向延伸，所述连接筒7的内壁上沿径向延伸有加强钉8，通过设置加强钉8，可以加强连接筒7与中心混凝土柱5之间的连接力，避免中心混凝土柱5与连接筒7之间连接处的刚度突变问题。
34.本实施例中，如图5所示，所述外筒体1包括上滑动环101、下滑动环102以及环形均布自所述上滑动环101和下滑动环102之间的若干弧形外筒体单元103，若干弧形外筒体单元103环形均布形成筒状的结构，所述弧形外筒体单元103的内侧设置有连接板104，所述连接板104沿弧形外筒体单元103的母线延伸，相连两弧形外筒体单元103通过所述连接板104连接，保证弧形外筒体单元103之间正常连接强度，连接紧固不会轻易脱落。
35.本实施例中，如图6所示，所述上滑动环101上开设有环槽105，所述下滑动环102上开设有与所述环槽105配合的凸环106，通过凸环106和环槽105进行配合，便于对准，本实施例凸环106采用一定柔性的材料制成，在受到地震激励时，即便塔筒段受到横向的剪切力，也可以不受到破坏，当然也可以采用脆性的材料，在地震激励前或者小震激励时，可以起到
一定的稳固作用，保证风电塔筒整体不晃动，在受到大震时，将凸环106进行破坏，中心预应力筋6正常工作，起到耗能减震的作用。
36.本实施例中，如图7所示，所述上滑动环101和下滑动环102上均匀间隔布置有阶梯孔107，对应在所述弧形外筒体单元103的端面上均匀间隔布置有连接孔108，所述上滑动环101和下滑动环102与弧形外筒体单元103之间分别通过螺钉连接，螺钉采用内六角螺钉，螺钉的头部隐埋在所述阶梯孔107内，不会影响上滑动环101和下滑动环102的配合，螺钉的连接方式属于现有技术，在此不再图示视出，本领域技术人员应当可以理解。
37.本实施例中，所述上滑动环101上均匀间隔布置有第一盲孔109，所述第一盲孔109与连接孔108间隔错落布置，所述第一盲孔109内设置有一记忆合金球9，所述下滑动环102上对应设置有第二盲孔110，所述第一盲孔109和第二盲孔110组合形成限位孔，正常条件时，所述记忆合金球9与限位孔配合用于对相邻的两塔筒段进行限位，所述上滑动环101的内侧固定有加热装置10，发生地震前，地震检测装置可以将地震信号发送给控制器，控制器控制加热装置10加热，所述加热装置10加热记忆合金球9，记忆合金球9收缩解除限位，记忆合金球9收缩后，记忆合金球9可以部分凸出于第一盲孔109，更有利于上滑动环101和下滑动环102之间的滚动配合。
38.本实施例中，所述加热装置10包括外壳体11以及固定在所述外壳体11内的加热丝12，所述加热丝12连接至电源，所述外壳体11呈环形，所述外壳体11固定在所述上滑动环101的内侧。
39.本实施例中，所述扭转缓冲组件2包括阻尼器201、第一连接柱202和第二连接柱203，所述第一连接柱202和第二连接柱203分别连接至弧形外筒体单元103的上部和下部，所述阻尼器201的两端分别与上侧塔筒段的第二连接柱203和对应的下侧塔筒段的第一连接柱202连接，本实施例中，阻尼器201为自恢复的阻尼器201，可以添加弹簧，在塔筒段之间发生扭转后，可以通过弹簧的作用不断恢复到原位，保证第一盲孔109和第二盲孔110可以再次对应。
40.最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。