一种风机塔筒与基础连接器

1.本发明涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种风机塔筒与基础连接器。


背景技术：

2.作为我国双碳目标实现的重要内容之一，近年来海上风力发电机发展迅速。其中，海上风力发电机分为浮式风力发电机机和固定式风力发电机机。与固定式风力发电机相比，浮式风力发电机的整体造价要有优势。
3.目前，浮式风力发电机通常采用吊装的方式将塔筒、机箱、叶片等部件通过连接装置连接到基础上。由于存在风浪流作用，连接装置在连接过程中的对中难度较大，而且连接装置对中后采用人工进行连接，安装效率低，这会在一定程度上增加风机安装成本在风机造价成本中所占比例。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于：针对上述现有技术中存在的不足，提供一种风机塔筒与基础连接器，其能够降低连接器的对中难度和提高安装效率，从而降低风机安装成本在风机造价中所占比例。
5.为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
6.一种风机塔筒与基础连接器，包括：
7.上连接件，所述上连接件包括上主体，所述上主体包括抵接段和插接段，所述抵接段的径向尺寸大于所述插接段的径向尺寸，所述插接段外壁上还具有若干间隔设置的对中块；
8.下连接件，所述下连接件包括下主体，所述下主体具有沿其轴向开设的插接腔，所述插接段适于插入所述插接腔内并与所述插接腔侧壁固定连接以将所述上连接件与所述下连接件固定连接，所述插接腔侧壁上还具有若干供所述对中块插入的对中槽，所述对中槽的数量和形状与所述对中块的数量和形状相匹配；
9.若干卡紧块，所述上主体具有沿其轴向开设的滑动腔，若干所述卡紧块沿所述滑动腔径向滑动设置于所述插接段的所述滑动腔侧壁上，所述插接腔侧壁上具有若干供所述卡紧块卡入的卡接孔，所述卡紧块靠近所述卡接孔的一端具有插入面；
10.滑芯，所述滑芯滑动设置于所述滑动腔内，所述滑芯上具有若干对应所述卡紧块的凹槽，所述凹槽内具有驱动面，所述驱动面可驱动所述卡紧块滑动，所述滑芯底面具有沿其轴线开设的减速孔，所述减速孔侧壁上具有第一减速结构，所述滑动腔底壁上具有与所述减速孔对应设置的直孔；
11.减速盘，所述减速盘转动设置于所述插接腔内，所述减速盘上具有与其同轴设置的减速杆，所述减速杆远离所述减速盘一端具有第二减速结构，所述第二减速结构适于与所述第一减速结构配合使所述上主体和所述滑芯在所述插接段插入所述插接腔过程中出现相对滑动，以保证所述插入段能够插入到位和所述卡紧块顺利卡入所述卡接孔。
12.优选的，所述对中块和所述对中槽的形状为倒等腰梯形状。
13.优选的，所述插接段外壁上具有两块对称设置的所述对中块，所述插接腔内侧壁具有两个对称设置的所述对中槽。
14.优选的，所述插接段远离所述抵接段的一端呈倒圆台状。
15.优选的，所述卡紧块靠近所述滑芯一端具有滚动设置的滚轮，所述卡紧块通过所述滚轮与所述驱动面相接触。
16.优选的，所述插入面和所述驱动面分别为弧形面或斜面。
17.优选的，所述第一减速结构和所述第二减速结构中的一者为弧形凸起，另一者为弧形槽。
18.优选的，还包括定位盘，所述定位盘转动设置于所述插接腔底端并与所述减速盘固定连接，所述定位盘上具有定位凸轮，所述插接腔底端具有止动齿，所述止动齿适于与所述定位凸轮配合以对所述减速盘进行定位。
19.与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
20.(1)本发明提供的连接器连接开始前时，先将上连接件和下连接件安装于风机塔筒和基础上，然后将风机塔筒吊起准备安装，风机塔筒与基础连接时，上连接件的插接段前端首先进入下连接件上的插接腔，实现上连接件与下连接件第一次的对中，随后在上连接件的插接段继续进入下连接件的插接腔的过程中，上连接件的插接段外壁上的对中块会插入下连接件的插接腔内壁上的对中槽中，实现上连接件与下连接件的第二次对中。因此，本发明提供的连接器通过先后两次的对中保证了风机塔筒和基础的顺利对中，间接减弱风浪流对风机塔筒和基础对中的影响，减小风机塔筒与基础对中操作的难度，从而能够缩短施工时长和提高施工效率。
21.(2)本发明提供的连接器采用风机塔筒和滑芯的自重作为连接动力，通过上连接件和滑芯的差速运动完成上连接件和下连接件的连接固定，这不仅解决了现有大型连接装置所需要的施工设备多和安装步骤复杂的难题，还节约了能源。
附图说明
22.为了更清楚地说明本发明具体实施方式，下面将对具体实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。需要说明的是，在所有附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
23.图1为本发明实施例中所述风机塔筒与基础连接器的整体结构爆炸图；
24.图2为本发明实施例中所述风机塔筒与基础连接器的上连接件整体结构剖视图；
25.图3为本发明实施例中所述风机塔筒与基础连接器的下连接件整体结构剖视图；
26.图4为本发明实施例中所述风机塔筒与基础连接器的滑芯整体结构剖视图；
27.图5为本发明实施例中所述风机塔筒与基础连接器的减速盘整体结构剖视图；
28.图6为本发明实施例中所述风机塔筒与基础连接器的上连接件与下连接件固定连接时的整体结构剖视图；
29.图7为图6中的a-a剖面图；
30.图8为本发明实施例中所述风机塔筒与基础连接器的第一减速结构和第二减速结构配合示意图；
31.图9为本发明实施例中所述风机塔筒与基础连接器的上连接件和下连接件连接过程示意图；
32.图10为本发明实施例中所述风机塔筒与基础连接器的上连接件和下连接件连接过程另一示意图。
33.图中：
34.1、上连接件；11、抵接段；12、插接段；13、对中块；14、滑动腔；15、直孔；2、下连接件；21、插接腔；22、对中槽；23、卡接孔；24、止动齿；3、卡紧块；31、插入面；32、滚轮；4、滑芯；41、凹槽；42、驱动面；43、减速孔；44、第一减速结构；5、减速盘；51、减速杆；52、第二减速结构；53、螺纹连接孔；6、定位盘；61、定位凸轮；62、螺纹连接部。
具体实施方式
35.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
36.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“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发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的系统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发明的限制。此外，使用术语“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对上述零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，不能理解为指示或暗示相对重要性。
37.在本发明的描述中，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”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发明中的具体含义。
38.目前，浮式风力发电机通常采用吊装的方式将塔筒、机箱、叶片等部件通过连接装置连接到基础上。由于存在风浪流作用，连接装置在连接过程中的对中难度较大，而且连接装置对中后采用人工进行连接，安装效率低，这会在一定程度上增加风机安装成本在风机造价成本中所占比例。因此，本发明提供了一种风机塔筒与基础连接器，其能够降低连接器的对中难度和提高安装效率，从而降低风机安装成本在风机造价中所占比例。
39.下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施方式。虽然附图中显示了本发明的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
40.如图1-图3所示，本发明实施例提供了一种风机塔筒与基础连接器，包括：
41.上连接件1，上连接件1包括上主体，上主体包括抵接段11和插接段12，抵接段11的径向尺寸大于插接段12的径向尺寸，插接段12外壁上还具有若干间隔设置的对中块13；
42.下连接件2，下连接件2包括下主体，下主体具有沿其轴向开设的插接腔21，插接段
12适于插入插接腔21内并与插接腔21侧壁固定连接以将上连接件1与下连接件2固定连接，插接腔21侧壁上还具有若干供对中块13插入的对中槽22，对中槽22的数量和形状与对中块13的数量和形状相匹配。
43.如图9所示，本发明实施例提供的连接器连接开始前时，先将上连接件1和下连接件2安装于风机塔筒和基础上，然后将风机塔筒吊起准备安装。风机塔筒与基础连接时，上连接件1跟随风机塔筒一起下落，其上的插接段12前端首先进入下连接件2上的插接腔21，实现上连接件1与下连接件2第一次的对中，随后在上连接件1的插接段12继续进入下连接件2的插接腔21的过程中，上连接件1的插接段12外壁上的对中块13会插入下连接件2的插接腔21内壁上的对中槽22中，实现上连接件1与下连接件2的第二次对中。因此，本发明提供的连接器通过先后两次的对中保证了风机塔筒和基础的顺利对中，间接减弱风浪流对风机塔筒和基础对中的影响，减小风机塔筒与基础对中操作的难度，从而能够缩短施工时长和提高施工效率。
44.进一步的，对中块13和对中槽22为倒等腰梯形状。本实施例将对中块13和对中槽22设置为倒等腰梯形状能够方便对中块13插入对中槽22内，保证风机塔筒和基础的顺利对中。
45.当然，在其它一些实施例中，对中块13和对中槽22也可以采用如矩形状、等腰三角形状等其它形状。
46.可以理解的是，对中块13和对中槽22的数量可以根据实际需要进行相应设置，本实施例对此不作任何限制。
47.优选的，本实施例插接段12外壁上具有两块对称设置的对中块13，插接腔21内侧壁具有两个对称设置的对中槽22。
48.进一步的，插接段12远离抵接段11的一端呈倒圆台状。本实施例通过将插接段12远离抵接段11的一端设置成倒圆台状，能够方便插接段12插入插接腔21内。
49.如图4-图7所示，在本发明的另一实施例中，还包括：
50.若干卡紧块3，上主体具有沿其轴向开设的滑动腔14，若干卡紧块3沿滑动腔14径向滑动设置于插接段12的滑动腔14侧壁上，插接腔21侧壁上具有若干供卡紧块3卡入的卡接孔23，卡紧块3靠近卡接孔23的一端具有插入面31；
51.滑芯4，滑芯4滑动设置于滑动腔14内，滑芯4上具有若干对应卡紧块3的凹槽41，凹槽41内具有驱动面42，驱动面42可驱动卡紧块3滑动，滑芯4底面具有沿其轴线开设的减速孔43，减速孔43侧壁上具有第一减速结构44，滑动腔14底壁上具有与减速孔43对应设置的直孔15；
52.减速盘5，减速盘5转动设置于插接腔21内，减速盘5上具有与其同轴设置的减速杆51，减速杆51远离减速盘5一端具有第二减速结构52，第二减速结构52适于与第一减速结构44配合使上主体和滑芯4在插接段12插入插接腔21过程中出现相对滑动，以保证插入段能够插入到位和卡紧块3顺利卡入卡接孔23。
53.如图10所示，本实施例的减速杆51在上连接件1的插接段12插入下连接件2的插接腔21的过程中会通过直孔15进入滑芯4的减速孔43内，在风机塔筒后续的下落过程中，减速孔43内的第一减速结构44与减速杆51上的第二减速结构52配合减缓滑芯4跟随风机塔筒和上主体下落的速度，使得滑芯4相对上主体向上滑动，在此过程中卡紧块3的插入面31会与
插接腔21端口处的侧壁相接触并在插接腔21端口处的侧壁的驱动下朝滑动腔14径向向内滑动，以保证插接段12能够插接到位，当插接段12插接到位后，抵接段11抵接于插接腔21的端口处，滑芯4随后在其自身重力的作用下相对于滑动腔14向下滑动，在滑芯4向下滑动的过程中，滑芯4上的驱动面42会与卡紧块3靠近滑芯4的一端接触并驱动卡紧块3朝滑动腔14径向向外滑动，直至卡紧块3远离滑芯4的一端卡入卡接孔23内，通过卡紧块3和卡接孔23配合完成上连接件1和下连接件2的固定连接。
54.本实施例通过以上配置，能够在上连接件1和下连接件2的连接过程中自动完成上连接件1和下连接件2的固定连接，无需在上连接件1和下连接件2完成对接后再通过人工对上连接件1和下连接件2进行固定连接。这使得本实施例能够解决现有大型连接装置所需要的施工设备多和安装步骤复杂的难题，提升风机塔筒与基础的连接效率，从而在一定程度上降低风机安装成本在风机造价中所占比例。
55.可以理解的是，卡紧块3的插入面31和滑芯4的驱动面42可以为弧形面或斜面，本实施例对此不作任何限制。
56.进一步的，卡紧块3靠近滑芯4一端具有滚动设置的滚轮32，卡紧块3通过滚轮32与驱动面42相接触。滚轮32能够在滑芯4上的驱动面42驱动卡紧块3滑动时降低卡紧块3与驱动面42之间的摩擦力，从而提升卡紧块3的滑动速度。
57.进一步的，第一减速结构44和第二减速结构52中的一者为弧形凸起，另一者为弧形槽。
58.如图8所示，本实施例的弧形凸起在减速杆51插入减速孔43后会插入弧形槽中，弧形凸起与弧形槽之间在风机塔筒和和上连接件1继续下落过程中会产生摩擦力，从而减缓滑芯4跟随风机塔筒和上主体下落的速度，实现上主体和滑芯4的差速运动。
59.进一步的，还包括定位盘6，定位盘6转动设置于插接腔21底端并与减速盘5固定连接，定位盘6上具有定位凸轮61，插接腔21底端具有止动齿24，止动齿24适于与定位凸轮61配合以对减速盘5进行定位。
60.如图7所示，本实施例在上连接件1和下连接件2连接开始前，可以先转动减速盘5至止动齿24与定位凸轮61相抵接，从而对减速盘5进行定位，保证弧形凸起能够在后续减速杆51插入减速孔43时准确插入弧形槽中。
61.可选地，减速盘5和定位凸轮61两者中的一者上具有螺纹连接部62，另一者上具有螺纹连接孔53，减速盘5和定位盘6适于通过螺纹连接部62和螺纹连接孔53旋合实现固定连接。
62.需要指出的是，本发明上连接件1和下连接件2的固定连接并不仅限于通过上述结构实现，在其它一些实施例也可以通过其它结构实现。例如，在本发明其它一些具体实施例中，也可以在上连接件1的插入段和下连接件2的插接腔21侧壁上分别对应设置螺纹孔和连接孔，在上连接件1的插入段插接到位后再通过螺栓等螺纹紧固件实现上连接件1和下连接件2的固定连接。
63.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和
范围。

技术特征：
1.一种风机塔筒与基础连接器，其特征在于，包括：上连接件(1)，所述上连接件(1)包括上主体，所述上主体包括抵接段(11)和插接段(12)，所述抵接段(11)的径向尺寸大于所述插接段(12)的径向尺寸，所述插接段(12)外壁上还具有若干间隔设置的对中块(13)；下连接件(2)，所述下连接件(2)包括下主体，所述下主体具有沿其轴向开设的插接腔(21)，所述插接段(12)适于插入所述插接腔(21)内并与所述插接腔(21)侧壁固定连接以将所述上连接件(1)与所述下连接件(2)固定连接，所述插接腔(21)侧壁上还具有若干供所述对中块(13)插入的对中槽(22)，所述对中槽(22)的数量和形状与所述对中块(13)的数量和形状相匹配；若干卡紧块(3)，所述上主体具有沿其轴向开设的滑动腔(14)，若干所述卡紧块(3)沿所述滑动腔(14)径向滑动设置于所述插接段(12)的所述滑动腔(14)侧壁上，所述插接腔(21)侧壁上具有若干供所述卡紧块(3)卡入的卡接孔(23)，所述卡紧块(3)靠近所述卡接孔(23)的一端具有插入面(31)；滑芯(4)，所述滑芯(4)滑动设置于所述滑动腔(14)内，所述滑芯(4)上具有若干对应所述卡紧块(3)的凹槽(41)，所述凹槽(41)内具有驱动面(42)，所述驱动面(42)可驱动所述卡紧块(3)滑动，所述滑芯(4)底面具有沿其轴线开设的减速孔(43)，所述减速孔(43)侧壁上具有第一减速结构(44)，所述滑动腔(14)底壁上具有与所述减速孔(43)对应设置的直孔(15)；减速盘(5)，所述减速盘(5)转动设置于所述插接腔(21)内，所述减速盘(5)上具有与其同轴设置的减速杆(51)，所述减速杆(51)远离所述减速盘(5)一端具有第二减速结构(52)，所述第二减速结构(52)适于与所述第一减速结构(44)配合使所述上主体和所述滑芯(4)在所述插接段(12)插入所述插接腔(21)过程中出现相对滑动，以保证所述插入段能够插入到位和所述卡紧块(3)顺利卡入所述卡接孔(23)。2.如权利要求1所述的风机塔筒与基础连接器，其特征在于，所述对中块(13)和所述对中槽(22)的形状为倒等腰梯形状。3.如权利要求1所述的风机塔筒与基础连接器，其特征在于，所述插接段(12)外壁上具有两块对称设置的所述对中块(13)，所述插接腔(21)内侧壁具有两个对称设置的所述对中槽(22)。4.如权利要求1所述的风机塔筒与基础连接器，其特征在于，所述插接段(12)远离所述抵接段(11)的一端呈倒圆台状。5.如权利要求1所述的风机塔筒与基础连接器，其特征在于，所述卡紧块(3)靠近所述滑芯(4)一端具有滚动设置的滚轮(32)，所述卡紧块(3)通过所述滚轮(32)与所述驱动面(42)相接触。6.如权利要求1所述的风机塔筒与基础连接器，其特征在于，所述插入面(31)和所述驱动面(42)分别为弧形面或斜面。7.如权利要求1所述的风机塔筒与基础连接器，其特征在于，所述第一减速结构(44)和所述第二减速结构(52)中的一者为弧形凸起，另一者为弧形槽。8.如权利要求7所述的风机塔筒与基础连接器，其特征在于，还包括定位盘(6)，所述定位盘(6)转动设置于所述插接腔(21)底端并与所述减速盘(5)固定连接，所述定位盘(6)上
具有定位凸轮(61)，所述插接腔(21)底端具有止动齿(24)，所述止动齿(24)适于与所述定位凸轮(61)配合以对所述减速盘(5)进行定位。

技术总结
本发明提供了一种风机塔筒与基础连接器，包括上连接件和下连接件，上连接件包括上主体，上主体包括抵接段和插接段，抵接段的径向尺寸大于插接段的径向尺寸，插接段外壁上还具有若干间隔设置的对中块，下连接件包括下主体，下主体具有沿其轴向开设的插接腔，插接段适于插入插接腔内并与插接腔侧壁固定连接以将上连接件与下连接件固定连接，插接腔侧壁上还具有若干供对中块插入的对中槽，对中槽的数量和形状与对中块的数量和形状相匹配，风力发电机通过上述塔筒与基础连接器对其塔筒和基础进行固定连接。与现有技术相比，本发明能够降低连接器的对中难度和提高安装效率，从而降低风机安装成本。低风机安装成本。低风机安装成本。


技术研发人员：张玉 王茂龙 孙栋樟 江思傲 熊红祥 段梦兰 赵天奉
受保护的技术使用者：中国石油大学（北京）
技术研发日：2023.04.12
技术公布日：2023/7/6