專利名稱：鋼-復(fù)合材料風(fēng)機(jī)塔筒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及的是一種用于近海及海上大型風(fēng)場(chǎng)風(fēng)力發(fā)電支承結(jié)構(gòu)一鋼-復(fù)合材料風(fēng)機(jī)塔筒，屬于風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，風(fēng)力發(fā)電支承結(jié)構(gòu)的主要形式為錐筒型鋼管塔，一般由若干段20-30m的塔筒通過法蘭連接而成，塔筒從底至上直徑逐漸減小。然而，隨著風(fēng)電機(jī)組的大型化發(fā)展趨勢(shì)，塔筒的高度尺寸隨之增大，超過了我國(guó)高速公路的一般限高4. 5m。同時(shí)風(fēng)力發(fā)電正逐步從陸地向近海、海上發(fā)展，傳統(tǒng)的鋼塔筒將面臨嚴(yán)重的腐蝕性問題。這些防腐、加工及運(yùn)輸安裝方面的一系列問題對(duì)風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展造成影響，成為風(fēng)力發(fā)電發(fā)展中的一個(gè)瓶頸，亟待解決。鋼-復(fù)合材料風(fēng)機(jī)塔筒是一種新型的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)由鋼內(nèi)筒及復(fù)合材料外筒組合而成。復(fù)合材料外筒的纖維方向可根據(jù)結(jié)構(gòu)需要進(jìn)行設(shè)計(jì)，纖維可沿環(huán)向、縱向等多個(gè)方向進(jìn)行布置，形成多層纖維；鋼內(nèi)筒同時(shí)具有水平及垂直方向的剛度與強(qiáng)度。鋼內(nèi)筒和復(fù)合材料外筒協(xié)同工作，充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)，具有較好的防腐能力及力學(xué)性能。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)傳統(tǒng)風(fēng)機(jī)鋼塔筒面臨的防腐、加工及運(yùn)輸安裝面臨的諸多問題，提出一種新型的風(fēng)機(jī)塔筒一一鋼-復(fù)合材料風(fēng)機(jī)塔筒。本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是一種鋼-復(fù)合材料風(fēng)機(jī)塔筒，包括多個(gè)錐形鋼管節(jié)段連接而成的鋼內(nèi)管和由多個(gè)玻璃纖維復(fù)合材料管節(jié)段構(gòu)成的復(fù)合材料外管；在每個(gè)鋼內(nèi)管的表面粘貼具有防腐性質(zhì)的E-玻璃纖維布，形成鋼-復(fù)合材料組合節(jié)段；該鋼-復(fù)合材料組合節(jié)段沿圓周方向分為兩片；沿每片的縱向設(shè)置縱向加勁肋；每?jī)善?復(fù)合材料組合節(jié)段之間采用高強(qiáng)螺栓連接而成，最終形成鋼-復(fù)合材料塔筒段；各鋼-復(fù)合材料塔筒段之間采用法蘭連接形成用于現(xiàn)場(chǎng)安裝的鋼-復(fù)合材料塔筒。所述的鋼-復(fù)合材料風(fēng)機(jī)塔筒，所述E-玻璃纖維布通過防腐型的環(huán)氧樹脂粘附于鋼內(nèi)管外表面，所述E-玻璃纖維布按四軸向準(zhǔn)正交分兩層鋪設(shè)于每片鋼板外表面。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)(1)較傳統(tǒng)鋼風(fēng)機(jī)塔筒，鋼-復(fù)合材料風(fēng)機(jī)塔筒可以有效抵御風(fēng)沙、風(fēng)浪侵襲，耐疲勞、耐腐蝕，能夠保證塔筒的壽命。同時(shí)，無需進(jìn)行大面積的金屬防銹防腐處理，因此維護(hù)費(fèi)用低，結(jié)構(gòu)全壽命過程費(fèi)用相比傳統(tǒng)鋼塔筒較低，降低了制造成本;
(2)采用將塔筒段分片，方便工廠堆放，同時(shí)解決了塔筒運(yùn)輸過程中過橋高度的限制問題，在工廠標(biāo)準(zhǔn)化制作完成后，現(xiàn)場(chǎng)吊裝，組裝也較為方便；(3)由于復(fù)合材料外筒具有輕質(zhì)高強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，鋼-復(fù)合材料風(fēng)機(jī)塔筒較純鋼塔筒強(qiáng)度要高。

[0009]圖1是本法明鋼-復(fù)合材料風(fēng)機(jī)塔筒的橫截面圖；圖2是本實(shí)用新型鋼-復(fù)合材料風(fēng)機(jī)塔筒段分片的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型鋼-復(fù)合材料風(fēng)機(jī)塔筒段分片連接的結(jié)構(gòu)示意圖(縱剖面)；圖4是本實(shí)用新型鋼-復(fù)合材料風(fēng)機(jī)塔筒分片加勁肋結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本實(shí)用新型鋼-復(fù)合材料風(fēng)機(jī)塔筒段連接結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本實(shí)用新型鋼-復(fù)合材料風(fēng)機(jī)塔筒段外筒玻璃纖維布鋪層示意圖。I鋼內(nèi)管，2外復(fù)合材料筒，3加勁肋，4、5、7螺栓孔，6法蘭，8E-玻璃纖維布。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。請(qǐng)參考圖1，圖1為本實(shí)用新型鋼-復(fù)合材料風(fēng)機(jī)塔筒的橫截面示意圖。如圖1所示，本實(shí)用新型提供的鋼-復(fù)合材料風(fēng)機(jī)塔筒包括多個(gè)錐形鋼管節(jié)段連接構(gòu)成的鋼內(nèi)管1、多個(gè)復(fù)合材料管節(jié)段構(gòu)成的外復(fù)合材料筒。錐形鋼管節(jié)段及復(fù)合材料管節(jié)段均可在工廠預(yù)制而成。本實(shí)用新型所述的鋼內(nèi)管由兩曲面鋼片通過加勁肋3連接而成，兩加勁肋3用穿過螺栓孔4的高強(qiáng)螺栓栓接而成，從而最終形成鋼內(nèi)管I。本實(shí)用新型所述的外復(fù)合材料筒2由兩層E-玻璃纖維布(GFRP)8四軸向準(zhǔn)正交[0/45/90/-45/0/45/90/-45，即 E-玻璃纖維布分別以 0°、45。、90。、-45。方向鋪設(shè)]鋪設(shè)，并采用環(huán)氧樹脂固化后與鋼內(nèi)管I粘結(jié)，從而形成鋼-復(fù)合材料風(fēng)機(jī)塔筒段，如圖2所
/Jn ο本實(shí)用新型所述的鋼內(nèi)管I的相鄰節(jié)段之間通過連接法蘭6進(jìn)行連接。鋼法蘭由穿過螺栓孔的高強(qiáng)螺栓7栓接在一起。本實(shí)用新型采用復(fù)合材料外管和鋼內(nèi)管分節(jié)段制作方法，無需運(yùn)輸長(zhǎng)管和大直徑管，只需通過各構(gòu)件之間的組裝形成鋼-復(fù)合材料風(fēng)機(jī)塔筒。本實(shí)用新型中鋼管連接件設(shè)置在鋼管的外表面，避免了在組合管塔內(nèi)部進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的困難。復(fù)合材料外管直接粘結(jié)于鋼內(nèi)管的外表面，形成鋼-復(fù)合材料風(fēng)機(jī)塔筒。應(yīng)當(dāng)理解的是，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換，而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本實(shí)用新型所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種鋼-復(fù)合材料風(fēng)機(jī)塔筒，其特征在于，包括多個(gè)錐形鋼管節(jié)段連接而成的鋼內(nèi)管和由多個(gè)玻璃纖維復(fù)合材料管節(jié)段構(gòu)成的復(fù)合材料外管；每個(gè)鋼內(nèi)管的表面粘貼E-玻璃纖維布，形成鋼-復(fù)合材料組合節(jié)段；該鋼-復(fù)合材料組合節(jié)段沿圓周方向分為兩片；沿每片的縱向設(shè)置縱向加勁肋；每?jī)善?復(fù)合材料組合節(jié)段之間采用高強(qiáng)螺栓連接形成鋼-復(fù)合材料塔筒段；各鋼-復(fù)合材料塔筒段之間采用法蘭連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼-復(fù)合材料風(fēng)機(jī)塔筒，其特征在于，所述E-玻璃纖維布粘附于鋼內(nèi)管外表面，所述E-玻璃纖維布按四軸向準(zhǔn)正交分兩層鋪設(shè)于每片鋼板外表面。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種鋼-復(fù)合材料風(fēng)機(jī)塔筒，包括多個(gè)錐形鋼管節(jié)段連接而成的鋼內(nèi)管和由多個(gè)玻璃纖維復(fù)合材料管節(jié)段構(gòu)成的復(fù)合材料外管；在每個(gè)鋼內(nèi)管的表面粘貼具有防腐性質(zhì)的E-玻璃纖維布，形成鋼-復(fù)合材料組合節(jié)段；該鋼-復(fù)合材料組合節(jié)段沿圓周方向分為兩片；沿每片的縱向設(shè)置縱向加勁肋；每?jī)善?復(fù)合材料組合節(jié)段之間采用高強(qiáng)螺栓連接而成，最終形成鋼-復(fù)合材料塔筒段；各鋼-復(fù)合材料塔筒段之間采用法蘭連接。本實(shí)用新型較傳統(tǒng)鋼風(fēng)機(jī)塔筒，鋼-復(fù)合材料風(fēng)機(jī)塔筒可以有效抵御風(fēng)沙、風(fēng)浪侵襲，耐疲勞、耐腐蝕，能夠保證塔筒的壽命。
文檔編號(hào)F03D11/00GK202832986SQ20122042495
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月23日
發(fā)明者董軍, 張立偉, 楊飛, 王忠澤 申請(qǐng)人:南京工業(yè)大學(xué)