一种钢管塔式风机组合结构的制作方法

1.本发明涉及风机安装技术领域，更具体地讲，涉及一种钢管塔式风机组合结构。


背景技术：

2.目前，工程中常用的风机支撑结构为单管式钢筒或塔架 钢筒式，两种结构由于顶部均采用巨型钢筒与风力发电机连接，导致连接节点存在较大应力集中，次弯矩明显，不利于结构受力，且巨型钢筒尺寸动辄达到几十米，运输较为困难，自重较大，施工难度大。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题是，提供一种钢管塔式风机组合结构，承力性能良好，能有效避免应力集中，运输安装方便，并节约成本。
4.本发明解决技术问题所采用的解决方案是：
5.一种钢管塔式风机组合结构，包括由上至下依次连接的风机机舱、分布式法兰连接结构、钢管钢架、以及安装在钢管钢架上的攀爬装置；所述分布式发法兰连接结构上设置有人孔，其轴线沿竖向设置。
6.本发明中风机机舱采用分布式发法兰连接结构与钢管钢架连接，钢管钢架的自重轻，尺寸小，便于运输和施工，且整体结构的高度可以较传统风机结构更高，更利于受力和节约成本，且分布式法兰连接为螺栓连接，更能有效的避免应力集中。
7.在一些可能的实施方式中，为了有效的实现分布是法兰连接结构与钢管钢架的连接；
8.所述分布式法兰连接结构包括由上至下依次连接的顶部法兰环、顶部钢筒、分布式法兰板；所述顶部法兰环与风机机舱连接，所述分布式法兰板与钢管钢架连接。
9.在一些可能的实施方式中，为了有效的实现风机机舱与顶部法兰环的连接，并有效的避免在使用过程中应力集中传递；
10.在所述顶部法兰环上设置有法兰孔一，所述法兰孔一为多个且沿顶部法兰环的周向均匀设置。
11.在一些可能的实施方式中，为了有效的实现钢管钢架与分布式法兰板的连接，使其在使用过程中有效的避免应力集中传递；
12.所述分布式法兰板上设置有多组法兰孔单元，多组所述法兰孔单元以沿顶部法兰环周向均匀设置。
13.在一些可能的实施方式中，为了有效的实现分布式法兰板与钢管钢架；
14.每组法兰孔单元包括多个法兰孔二，多个法兰孔二的圆心依次连接形成以顶部法兰环的圆心为圆心的圆环b。
15.在一些可能的实施方式中，所述圆环b的投影在所述顶部钢筒靠近分布式法兰板一端面的端面上。
16.在一些可能的实施方式中，为了有效的实现钢管钢架与分布式法兰板的连接；
17.所述钢管钢架包括多根与分布式法兰板连接的钢管连接件、与多根钢管连接件远离分布式法兰板一侧连接的钢架、以及分别与钢管连接件和分布法兰板连接的多组斜撑连接件。
18.在一些可能的实施方式中，所述钢管连接件的数量与斜撑连接件的数量相等为法兰孔单元数量的一半，所述钢管连接件与斜撑连接件间隔设置。
19.在一些可能的实施方式中，所述钢管连接件包括与分布式法兰板连接的钢管法兰环、与钢管法兰环远离分布式法兰板一侧同轴连接的钢管主材；在所述钢管法兰环上设置有与法兰孔二适配的法兰孔三。
20.在一些可能的实施方式中，所述斜撑连接件包括与分布式法兰板连接的斜撑法兰环，分别与相邻两组钢管主材和斜撑法兰环的两根斜材；所述斜撑法兰环上设置有与法兰孔二适配的法兰孔四。
21.与现有技术相比，本发明的有益效果：
22.本发明解决了传统钢筒式风机质量大，运输较为困难的弊端，减少材料、安装、运输成本。
23.在风电建设项目投资中，风机、安装及道路交通投资占到总投资的70％左右，采用分布式法兰连接结构，可有效节省钢材，减少吊装难度，减少道路工程量，从而减少整个风电项目投资，提升风电投资收益率；
24.本发明弥补了传统钢筒式风机高度受限制的问题，由于在现有传统钢筒式风机结构中钢筒直径及运输安装的限制，传统钢筒式风机高度受到一定的限制。采用本发明，可有效提高风机高度，提升风能利用率。
25.本发明相比传统钢筒式风机，生产成本较低，制作及安装简单；
26.其连接结构受力直接，风机机舱荷载依次通过顶部钢筒、分布法兰板传递到钢管主材，传力清晰简洁，减少了偏心受力的影响；采用法兰环及高强螺栓连接，增大受力接触面积，减少了应力集中与疲劳合作对连接部位带来的不理影响。
附图说明
27.图1为本发明的结构示意图；
28.图2为本发明中顶部法兰环、顶部钢筒、分布式法兰板的连接结构示意图；
29.图3为本发明中顶部钢筒、分布式法兰板的连接示意图
30.图4为本发明中顶部法兰环、顶部钢筒、分布式法兰板的连接的剖面示意图；
31.图5为本发明中顶部法兰环、顶部钢筒、分布式法兰板的俯视图；
32.其中：1、风机机舱；2、分布式法兰连接结构；21、顶部法兰环；211、法兰孔一；22、顶部钢筒；221、中轴线；23、分布式法兰板；231、法兰孔单元；2311、法兰孔二；3、钢管钢架；31、钢管连接件；311、钢管法兰环；312、钢管主材；32、斜撑连接件；321、斜撑法兰环；322、斜材；4、攀爬装置。
具体实施方式
33.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。本技术所提及的"第一"、"第二"以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，"一个"或者"一"等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。在本技术实施中，“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。在本技术实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指两个或两个以上。例如，多个定位柱是指两个或两个以上的定位柱。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
34.下面对本发明进行详细说明。
35.如图1-图5所示：
36.一种钢管塔式风机组合结构，包括由上至下依次连接的风机机舱1、分布式法兰连接结构2、钢管钢架3、以及安装在钢管钢架3上的攀爬装置4；所述分布式发法兰连接结构上设置有人孔，其轴线沿竖向设置。
37.本发明中风机机舱1采用分布式发法兰连接结构与钢管钢架3连接，钢管钢架3的自重轻，尺寸小，便于运输和施工，且整体结构的高度可以较传统风机结构更高，更利于受力和节约成本，且分布式法兰连接为螺栓连接，更能有效的避免应力集中；同时设置的人孔能够使得检修人员通过攀爬装置4、人孔进入风机机舱1内部检修和风机机舱1的安装。
38.在一些可能的实施方式中，为了有效的实现分布是法兰连接结构与钢管钢架3的连接；
39.所述分布式法兰连接结构2包括由上至下依次连接的顶部法兰环21、顶部钢筒22、分布式法兰板23；所述顶部法兰环21与风机机舱1连接，所述分布式法兰板23与钢管钢架3连接。
40.进一步的，分布式法兰板23呈圆环状结构，其圆心与顶部钢筒22的圆心同轴，顶部钢筒22的内腔、分布式法兰板23的内孔相互连通形成人孔。
41.在一些可能的实施方式中，为了有效的实现风机机舱1与顶部法兰环21的连接，并有效的避免在使用过程中应力集中传递；
42.在所述顶部法兰环21上设置有法兰孔一211，所述法兰孔一211为多个且沿顶部法兰环21的周向均匀设置。
43.风机机舱1通过高强螺栓与法兰孔一211的配合实现两者的安装，并通过法兰孔一211沿顶部法兰环21周向均匀设置，使得受力更加均匀，连接更加可靠。
44.在一些可能的实施方式中，为了有效的实现钢管钢架3与分布式法兰板23的连接，使其在使用过程中有效的避免应力集中传递；
45.所述分布式法兰板23上设置有多组法兰孔单元231，多组所述法兰孔单元231以沿顶部法兰环21周向均匀设置。
46.通过多组法兰孔单元231实现分布式法兰板23与钢管钢架3的连接，由于多组法兰孔单元231以顶部钢筒22的圆心为圆心呈圆环状均匀设置，这使得钢管钢架3将形成一个与人孔连通的通道，在检修或安装过程中，可通过该通道进入到人孔内；同时呈圆环状均匀设置将有效的避免钢管钢架3与分布式法兰板23之间的连接后出现应力集中的情况出现。
47.在一些可能的实施方式中，为了有效的实现分布式法兰板23与钢管钢架3；
48.每组法兰孔单元231包括多个法兰孔二2311，多个法兰孔二2311的圆心依次连接形成以顶部法兰环21的圆心为圆心的圆环b。
49.在一些可能的实施方式中，为了有效的实现钢管钢架3与分布式法兰板23的连接；
50.所述钢管钢架3包括多根与分布式法兰板23连接的钢管连接件31、与多根钢管连接件31远离分布式法兰板23一侧连接的钢架、以及分别与钢管连接件31和分布法兰板连接的多组斜撑连接件32。
51.在一些可能的实施方式中，所述钢管连接件31的数量与斜撑连接件32的数量相等为法兰孔单元231数量的一半，所述钢管连接件31与斜撑连接件32间隔设置。
52.通过钢管连接件31与对应的法兰孔二2311连接，斜撑连接件32位于相邻的两组钢管连接件31之间且分别与相邻的两组钢管连接件31连接，通过一组斜撑连接件32即可实现两组钢管连接件31的支撑，使得支撑更加简洁；
53.在一些可能的实施方式中，所述圆环b的投影在所述顶部钢筒22靠近分布式法兰板23一端面的端面上。
54.采用上述设置，在使用时，风机机舱1将作用力传递给顶部钢筒22，通过顶部钢筒22将之间将力传递钢管连接件31和斜撑连接件32，有效的简化了传力的方式。
55.进一步的，圆环b的投影与顶部钢筒22靠近分布式法兰板23一端的中轴线221在同一直线上；这样使得传力更加直接，简单。
56.在一些可能的实施方式中，所述钢管连接件31包括与分布式法兰板23连接的钢管法兰环311、与钢管法兰环311远离分布式法兰板23一侧同轴连接的钢管主材312；在所述钢管法兰环311上设置有与法兰孔二2311适配的法兰孔三。
57.钢管法兰环311上设置的法兰孔三与法兰孔二2311通过高强螺栓连接，从而实现钢管连接件31与分布式法兰板23的连接。
58.优选的，钢管法兰环311的圆心与法兰孔单元231的圆心同轴。
59.在一些可能的实施方式中，所述斜撑连接件32包括与分布式法兰板23连接的斜撑法兰环321，分别与相邻两组钢管主材312和斜撑法兰环321的两根斜材322；所述斜撑法兰环321上设置有与法兰孔二2311适配的法兰孔四。
60.斜撑法兰环321的圆环与法兰孔单元231的圆心同轴；同一组斜撑连接件32中的两根斜材322在与相邻两组钢管主材312连接时形成“八”字状结构。
61.在一些优选的实施例中，钢管连接件31的数量为四组，斜撑连接件32的数量为四组，法兰孔单元231的数量为八组；每组法兰孔单元231设置有六个法兰孔二2311。
62.在一些优选的实施例中，攀爬装置4可以为爬钉或爬梯。
63.本发明解决了传统钢筒式风机质量大，运输较为困难的弊端，减少材料、安装、运输成本。
64.在风电建设项目投资中，风机、安装及道路交通投资占到总投资的70％左右，采用分布式法兰连接结构，可有效节省钢材，减少吊装难度，减少道路工程量，从而减少整个风电项目投资，提升风电投资收益率。
65.本发明弥补了传统钢筒式风机高度受限制的问题，由于在现有传统钢筒式风机结构中钢筒直径及运输安装的限制，传统钢筒式风机高度受到一定的限制。采用本发明，可有效提高风机高度，提升风能利用率。
66.本发明相比传统钢筒式风机，生产成本较低，制作及安装简单。
67.其连接结构受力直接，风机机舱荷载依次通过顶部钢筒22、分布法兰板23传递到钢管主材312，传力清晰简洁，减少了偏心受力的影响；采用法兰环及高强螺栓连接，增大受力接触面积，减少了应力集中与疲劳合作对连接部位带来的不理影响。
68.本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。