锚固件、预应力组件、塔架基础以及风力发电机组的制作方法

1.本公开属于风力发电技术领域，尤其涉及一种锚固件、预应力组件、塔架基础以及风力发电机组。

背景技术：

2.风力发电作为一种新兴环保能源，广受大众的喜爱。风力发电机组的制造成本和使用寿命直接影响着发电成本。钢筋混凝土塔架基础由于制造成本低且结构强度可靠，逐渐走入大众视野，吸引着大众的眼球。
3.在塔架基础和塔架之间通常使用预应力件进行连接，然而随着风力发电机组的增大，作用于预应力件上的拉力越大，如何使预应力件稳定地连接在塔架基础上，是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现要素：

4.本公开的主要目的在于提供一种锚固件、预应力组件、塔架基础以及风力发电机组，以提高锚固件的结构强度。
5.针对上述目的，本公开提供如下技术方案：
6.本公开的一个方面，提供一种锚固件，所述锚固件包括内嵌件和结构加强件，所述内嵌件具有供预应力件穿过的中部通孔，所述内嵌件的外周壁突出延伸设置有膨胀部；所述结构加强件设置于所述内嵌件的外周，所述结构加强件在所述内嵌件轴向的正投影覆盖所述膨胀部在该方向上的正投影。
7.本公开一示例性实施例，所述锚固件还包括外套件，所述外套件设置于所述内嵌件的外周，所述膨胀部贴合于所述外套件的内壁。
8.可选地，所述锚固件还包括至少两个定位件，至少两个所述定位件沿所述内嵌件的周向间隔设置。
9.进一步地，所述内嵌件还包括筒状本体，所述中部通孔贯穿所述筒状本体的轴向的两端设置，所述膨胀部设置于所述筒状本体的轴向的第一端，所述定位件贴合于所述膨胀部的顶部，并沿所述筒状本体的外周壁呈辐射状延伸。
10.本公开另一示例性实施例，所述锚固件还包括加强筋，所述加强筋沿所述内嵌件的轴向呈螺旋状延伸，所述加强筋设置于所述内嵌件的外周。
11.可选地，所述内嵌件和所述外套件为金属件，所述结构加强件为混凝土制件。
12.进一步地，所述锚固件由金属浇铸制成，所述膨胀部设置有浇铸口。
13.本公开另一示例性实施例，所述筒状本体的第二端设置有导向部，所述第一端与所述第二端相对设置，所述导向部沿所述筒状本体的轴向突出于所述结构加强件之外，所述导向部从所述第一端向所述第二端的方向开口逐渐增大。
14.可选地，所述锚固件还包括承压板，所述承压板设置于所述膨胀部的下方，所述承压板设置有与所述中部通孔对位设置的压板通孔，所述承压板的外径大于所述膨胀部的外
径。
15.本公开一个方面，提供一种预应力组件，所述预应力组件包括预应力件和如上所述的锚固件，所述锚固件固定于所述预应力件的端部。
16.本公开一示例性实施例，所述预应力件为施加有预应力的预应力杆、预应力锚索或者预应力钢绞线，所述预应力件设置于所述中部通孔内。
17.本公开另一方面，提供一种塔架基础，所述塔架基础包括如上所述的预应力组件。
18.本公开另一方面，提供一种风力发电机组，所述风力发电机组包括如上所述的塔架基础。
19.本公开提供的锚固件、预应力组件、塔架基础以及风力发电机组至少具有如下有益效果：通过在内嵌件的外周设置结构加强件，提高了锚固件的结构强度。
附图说明
20.通过下面结合附图对实施例进行的描述，本公开的上述和/或其它目的和优点将会变得更加清楚，其中：
21.图1为本公开一示例性实施例提供的塔架基础的纵向剖视图。
22.图2为图1中i圈所指结构的局部放大图。
23.图3为图2中的锚固件的纵向剖视图。
24.图4为图2中的锚固件的俯视图。
25.附图标记说明：
26.1、内嵌件；
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2、外套件；
27.3、结构加强件；
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4、定位件；
28.5、加强筋；
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6、浇铸口；
29.11、筒状本体；
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12、膨胀部；
30.13、导向部；
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10、基础本体；
31.20、锚固件；
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21、悬挑部；
32.22、中部通孔；
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30、预应力件；
33.23、承压板；
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24、端部锚固。
具体实施方式
34.现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，不应被理解为本公开的实施形态限于在此阐述的实施方式。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。
35.本公开的一个方面，提供一种风力发电机组，风力发电机组通常包括固定于地面的塔架基础、支撑于塔架基础上方的塔架以及设置于塔架顶部的机舱、轮毂以及发电机，轮毂可以包括叶轮和设置于叶轮上的至少两个叶片，轮毂可以连接在发电机的输入轴上，以通过外界风力带动轮毂旋转，进而带动发电机发电。发电机可以设置于机舱之内，也可以设置于机舱之外。
36.塔架基础可以包括基础本体10和预应力组件，预应力组件可以包括预应力件30和锚固件20，锚固件20可以设置于基础本体10内，例如但不限于，基础本体10可以为混凝土
件，锚固件20可以预埋设置在基础本体10内，以与基础本体10连接成一体。
37.作为示例，基础本体10包括沿径向朝空腔内延伸的悬挑部21，悬挑部21下方与基础本体10的底壁可以间隔设置，以使悬挑部21形成为悬臂梁结构，在悬挑部21和基础底壁之间可以形成为预应力件30的预应力调整空间。进一步地，锚固件20设置于悬挑部21内，作为示例，锚固件20设置于悬挑部21的靠近基础底壁的一端，即锚固件20设置于悬挑部21的下部。
38.预应力件30可以连接在基础本体10和塔架之间，以使塔架能够稳定地连接在基础本体10上。本实施例中，锚固件20设置于预应力件30的底端，该预应力件30大致沿基础本体10的轴向延伸且贯穿悬挑部21的顶壁和底壁设置，预应力件30的顶端连接于塔架上，但不以此为限。锚固件20的下端与悬挑部21的底壁齐平或者外露于悬挑部21之外。
39.作为示例，预应力件30的底端穿过锚固件20的下端而外露在悬挑部21的下方，即预应力件30的底端设置于预应力调整空间，以方便预应力件30的预应力调整，但不以此为限。为了便于预应力件30设置，悬挑部21上设置有贯穿顶壁和底壁的预应力孔道，预应力件30设置于预应力孔道内，但不以此为限。
40.作为示例，本实施例中，在预应力件30张拉预定拉力之后，可以在预应力孔道内灌浆，例如但不限于，可以灌注混凝土制成的泥浆，从而使锚固件20、悬挑部21、以及预应力件30形成为一体，从而进一步提高了塔架基础的结构强度。
41.本公开一示例性实施例，预应力件30为施加有预应力的预应力杆、预应力锚索或者预应力钢绞线，但不以此为限。
42.继续参照图1至图4，锚固件20包括内嵌件1和结构加强件3，内嵌件1具有供预应力件30穿过的中部通孔22，内嵌件1的外周壁突出延伸设置有膨胀部12。结构加强件3设置于内嵌件1的外周，且结构加强件3的内壁可以贴合在内嵌件1的外壁上，以提高锚固件20的结构强度。结构加强件3在内嵌件1轴向的正投影覆盖膨胀部12在该方向上的正投影。
43.可以理解的是，通过将结构加强件3在内嵌件1的轴向的正投影覆盖膨胀部12在该方向上的正投影，使得膨胀部12不外露于结构加强件3的外侧。
44.本公开以锚固件20的外周壁为圆筒形为例进行说明，但不以此为限。
45.结构加强件3可以为混凝土制件，如此使得锚固件20具有较好的结构强度，且由于混凝土材料成本低廉，因此锚固件20具有很好的经济性。
46.具体地，结构加强件3可以由混凝土材料浇筑成型，在内嵌件1之外可以设置浇筑空间，详细操作过程，请参照下文。
47.作为示例，结构加强件3在内嵌件1轴向的正投影与膨胀部12在该方向的正投影等大，即结构加强件3的横截面与膨胀部12的横截面相同。在制作锚固件20的过程中，可以先将内嵌件1放置于浇筑模具中，此时膨胀部12向下置于浇筑模具中，然后在内嵌件1外周浇筑混凝土，使得混凝土包裹在内嵌件1的外周以使内嵌件1和结构加强件3形成为一体。
48.可选地，结构加强件3和膨胀部12可以分别为回转体，结构加强件3的中轴线与膨胀部12的中轴线可以重合，但不以此为限。
49.通过结构加强件3的横截面与膨胀部12的横截面相同，可以使膨胀部12很好地支撑在结构加强件3的下方，便于浇筑成型，但不以此为限，结构加强件3的横截面也可以大于膨胀部12的横截面。
50.为了提高锚固件20的制作效率，锚固件20还可以包括外套件2，外套件2设置于内嵌件1的外周，膨胀部12贴合于外套件2的内壁。作为示例，外套件2大致呈筒形，例如但不限于，该外套件2可以与内嵌件1同轴设置，但不以此为限。
51.本实施例中，外套件2可以作为结构加强件3的浇筑模具，在浇筑前，将外套件2设置于内嵌件1的外周，由于膨胀部12贴合于外套件2的内壁，因此无需额外调整，外套件2可以准确定位，从而提高了锚固件20的制作效率。
52.本实施例中，在结构加强件3浇筑过程中，外套件2可以作为浇筑模具使用，由于外套件2和内嵌件1可以准确定位，从而提高了锚固件20的制造效率。在结构加强件3成型后，外套件2与结构加强件3结合为一体，进一步提高了锚固件20的结构强度。进一步地，由于膨胀部12的外径贴合于外套件2的内壁，外套件2的外径大于膨胀部12的外径，通过设置外套件2增大了锚固件20的下端面积，提高了锚固件20的应力扩散面积。
53.本实施例中，外套件2可以作为锚固件20的一部分结构，与结构加强件3连接为一体，从而提高预应力扩散面积，提高锚固件20的整体结构强度。除此，根据需要，在混凝土浇筑完成并定型之后，可以将外套件2拆除，此情况下，锚固件20并不包括外套件2，如此，外套件2在锚固件20浇筑成型工艺中用作浇筑模具，但不以此为限。
54.作为示例，外套件2可以为金属件，但不以此为限。
55.为了提高锚固件20的制作精度，锚固件20还可以包括定位件4，定位件4可以连接在外套件2和内嵌件1之间，防止浇筑过程中，外套件2和内嵌件1意外窜动，从而提高了锚固件20的浇筑精度。作为示例，定位件4固定于膨胀部12的顶部，但不以此为限。
56.作为示例，定位件4可以为金属件，例如但不限于，定位件4可以为杆件，定位件4可以通过焊接工艺连接在膨胀部12的顶部，但不以此为限。
57.通过设置定位件4可以避免膨胀部12和加强筋5物理接触，从而可以防止膨胀部12或加强筋5腐蚀，提高了锚固件的使用寿命。
58.本实施例中，定位件4可以为至少两个，至少两个定位件4沿内嵌件1的周向间隔设置，定位件4的两端分别延伸至内嵌件1和外套件2。本实施例中，锚固件20包括8个定位件4。
59.进一步地，内嵌件1还包括筒状本体11，中部通孔22贯穿筒状本体11的轴向的两端设置，膨胀部12设置于筒状本体11的轴向的第一端，定位件4贴合于膨胀部12的顶部，并沿筒状本体11的外周壁呈辐射状延伸。
60.本实施例中，内嵌件1、外套件2、结构加强件3以及定位件4固定为一体，使得锚固件20具有很好的结构强度。
61.为了进一步提高锚固件20的结构强度，锚固件20还包括加强筋5，加强筋5沿内嵌件1的轴向呈螺旋状延伸，加强筋5设置于内嵌件1的外周。加强筋5埋设在混凝土制成的结构加强件3中，能够与结构加强件3牢固地结合为一体，提高结构加强件3的局部抗压能力，防止结构加强件3使用过程中承力过大而破坏，从而提高了锚固件20的使用寿命。
62.本实施例中，加强筋5的下端可以支撑在定位件4上，由定位件4提供支撑平面，从而可以使加强筋5稳定地放置在定位件4上，避免混凝土浇筑过程中，加强筋5晃动。
63.进一步地，内嵌件1由金属浇铸制成，膨胀部12设置有浇铸口6，该浇铸口6用于浇铸成型内嵌件1。本实施例中，内嵌件1可以为已知结构，在次不再赘述。
64.为了便于预应力件30与锚固件20组装，筒状本体11的第二端设置有导向部13，第
一端与第二端相对设置，导向部13沿筒状本体11的轴向突出于结构加强件3之外，导向部13从第一端向第二端的方向开口逐渐增大。本实施例中，筒状本体11的第二端即为筒状本体11的顶端。
65.为了进一步提高锚固件20的结构强度，锚固件20还可以包括承压板23，承压板23设置于膨胀部12的下方，且承压板23上设置有与中部通孔22对位设置的压板通孔，以供预应力件30穿过，该承压板23的外径可以大于膨胀部12的外径，从而增大了锚固件20的承压面积，即提高了锚固件20的承载能力。
66.作为示例，如图2所示，承压板23与膨胀部12可活动连接，即在设置预应力件30时，预应力件30可以从上往下依次穿过中部通孔22和压板通孔，并将端部锚固24固定在预应力件30的下端，从而可以使承压板23、内嵌件1、结构加强件3以及加强筋5连接在一起，提高了锚固件20的整体承载能力。
67.除此，承压板23可以设置在膨胀部12的下端且直接与膨胀部12接触，此时承压板23和膨胀部12可预埋在塔架基础内，以提高锚固件20的整体承载能力。
68.本实施例中，锚固件20中的结构加强件3单独浇筑成型，与基础本体10的浇筑过程分别独立进行，使得结构加强件3的浇筑工艺更易控制，便于提高浇筑质量，从而提高了锚固件20的结构强度。
69.具体地，本公开提供的锚固件20的成型过程大致为：
70.将内嵌件1放置于浇筑模具上，此时膨胀部12可以支撑于浇筑模具上，但不以此为限。然后，将定位件4设置在膨胀部12的上方，并可以将加强筋5设置于筒状本体11的外周并支撑在定位件4上，将外套件2设置于膨胀部12的外部，以在外套件2和内嵌件1之间形成浇筑空间，将混凝土材料浇筑至外套件2和内嵌件1之间的浇筑空间内，待混凝土固化与内嵌件1、外套件2、加强筋5形成为一体，如此提高了锚固件20的结构强度，该过程中，由混凝土材料制成的结构称为结构加强件3。
71.在上述浇筑过程中，内嵌件1和外套件2配合形成为浇筑空间，避免了使用额外浇筑模具，从而简化了成型工艺。
72.在锚固件20成型之后的使用过程中，外套件2可以作为锚固件20的结构的一部分，用于提高锚固件20的结构强度，此情况下，锚固件20包括了外套件2。
73.除此，为了满足不同需求，锚固件20在成型之后可以将外套件2拆除，即此情况下，锚固件20并不包括外套件2。本实施例中，外套件2仅在锚固件20浇筑成型工艺中用作浇筑模具。
74.本公开提供的锚固件20包括内嵌件1和设置于内嵌件1外周的结构加强件3，较仅由内嵌件1形成的锚固件提高了结构强度。
75.在本公开的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，仅是为了便于描述本公开和简化描述，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公开的限制。
76.术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本公开的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或
两个以上。
77.在本公开的描述中，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”、“固定”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，也可以是通讯连接；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或两个元件的相互作用关系。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公开中的具体含义。
78.本公开所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在上面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组件、材料等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本公开的各方面。

技术特征：

1.一种锚固件，其特征在于，所述锚固件包括：内嵌件(1)，具有供预应力件穿过的中部通孔(22)，所述内嵌件(1)的外周壁突出延伸设置有膨胀部(12)；结构加强件(3)，设置于所述内嵌件(1)的外周，所述结构加强件(3)在所述内嵌件(1)轴向的正投影覆盖所述膨胀部(12)在该方向上的正投影。2.如权利要求1所述的锚固件，其特征在于，所述锚固件还包括外套件(2)，所述外套件(2)设置于所述内嵌件(1)的外周，所述膨胀部(12)贴合于所述外套件(2)的内壁。3.如权利要求2所述的锚固件，其特征在于，所述锚固件还包括至少两个定位件(4)，至少两个所述定位件(4)沿所述内嵌件(1)的周向间隔设置。4.如权利要求3所述的锚固件，其特征在于，所述内嵌件(1)还包括筒状本体(11)，所述中部通孔(22)贯穿所述筒状本体(11)的轴向的两端设置，所述膨胀部(12)设置于所述筒状本体(11)的轴向的第一端，所述定位件(4)贴合于所述膨胀部(12)的顶部并沿所述筒状本体(11)的外周壁呈辐射状延伸。5.如权利要求1所述的锚固件，其特征在于，所述锚固件还包括加强筋(5)，所述加强筋(5)沿所述内嵌件(1)的轴向呈螺旋状延伸，所述加强筋(5)设置于所述内嵌件(1)的外周。6.如权利要求2所述的锚固件，其特征在于，所述内嵌件(1)和所述外套件(2)为金属件，所述结构加强件(3)为混凝土制件。7.如权利要求1所述的锚固件，其特征在于，所述内嵌件(1)由金属浇铸制成，所述膨胀部(12)设置有浇铸口(6)。8.如权利要求4所述的锚固件，其特征在于，所述筒状本体(11)的第二端设置有导向部(13)，所述第一端与所述第二端相对设置，所述导向部(13)沿所述筒状本体(11)的轴向突出于所述结构加强件(3)之外，所述导向部(13)从所述第一端向所述第二端的方向开口逐渐增大。9.如权利要求1所述的锚固件，其特征在于，所述锚固件还包括承压板(23)，所述承压板(23)设置于所述膨胀部(12)的下方，所述承压板(23)设置有与所述中部通孔(22)对位设置的压板通孔，所述承压板(23)的外径大于所述膨胀部(12)的外径。10.一种预应力组件，其特征在于，所述预应力组件包括预应力件和如权利要求1-9中任一项所述的锚固件，所述锚固件固定于所述预应力件的端部。11.如权利要求10所述的预应力组件，其特征在于，所述预应力件(30)为施加有预应力的预应力杆、预应力锚索或者预应力钢绞线，所述预应力件(30)设置于所述中部通孔内。12.一种塔架基础，其特征在于，所述塔架基础包括如权利要求10或11所述的预应力组件。13.一种风力发电机组，其特征在于，所述风力发电机组包括如权利要求12所述的塔架基础。

技术总结

本公开提供了一种锚固件、预应力组件、塔架基础以及风力发电机组，所述锚固件包括内嵌件和结构加强件，所述内嵌件具有供预应力件穿过的中部通孔，所述内嵌件的外周壁突出延伸设置有膨胀部；所述结构加强件设置于所述内嵌件的外周，所述结构加强件在所述内嵌件轴向的正投影覆盖所述膨胀部在该方向上的正投影，通过在内嵌件的外周设置结构加强件，提高了锚固件的结构强度。的结构强度。的结构强度。