[发明专利]用于连接法兰的螺柱系统

说明书

本发明描述了一种用于将塔架的第一法兰连接到第二法兰的螺柱系统，法兰包括第一法兰中的开口的环形布置，该环形布置对应于第二法兰中的螺纹盲开口的环形布置，其中第一法兰中的开口具有预定义开口长度和预定义开口直径，并且第二法兰中的螺纹盲开口具有预定义无螺纹长度和预定义螺纹长度，所述螺柱系统包括：‑双头螺栓，其具有头端、螺纹端以及在头端和螺纹端之间的中间部分，以及‑间隔件管，其以大于预定义开口直径的外径部分地包围双头螺栓，其中双头螺栓包括位于头端处的止动器件，从而防止间隔件管滑过头端，并且其中间隔件管被构造成使得其能够从双头螺栓横向移除。本发明还描述了具有这种螺柱系统的相应法兰、组装塔架的方法和这种塔架。

技术领域

本发明描述了一种用于连接法兰的螺柱系统、一种具有这种螺柱系统的法兰、一种组装塔架（例如风力涡轮机塔架）的方法和这种塔架。

背景技术

诸如风力涡轮机塔架的高塔架通常通过将塔架部段连接在一起来构造。为此，每个塔架部段都装备有法兰。常见的法兰形状是“L形法兰”，并且互补的L形法兰通过紧固件（诸如布置成螺栓圈的螺栓）连接在一起。

目前正在开发的大型风力涡轮机具有非常长的转子叶片，并且因此需要更高的塔架。然而，常用的L形法兰连接的有限承载能力对塔架结构施加了限制。

为了提供更好的法兰连接，最近使用了所谓的X形法兰。如上文所提到的，这些新法兰的关键特征是与常规（L形）法兰相比传递更高载荷的能力。例如，在专利NL C 1004960中描述了“X形法兰”的第一个想法。X形法兰常常与L形相结合，从而产生“XL形法兰”，即，具有孔口的L形圈（常常是内圈）和X形孔口的区域的法兰。因此，XL形法兰是X形法兰的特殊变型。

法兰通过螺柱相互连接，螺柱在安装期间拧入螺纹盲孔中。关于X形法兰，必须插入并紧固多个螺柱。尤其是当在近海进行连接时，所需时间应尽可能短，以减少安装船只所需的时间。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种改进的法兰连接，其克服了上述问题，并且实现了法兰的快速和固定连接。

该目的通过根据权利要求1所述的用于连接法兰的螺柱系统、根据权利要求8所述的具有这种螺柱系统的法兰、根据权利要求9所述的组装塔架的方法以及根据权利要求15所述的这种塔架来实现。

在下文中，为了简单起见但不以任何方式限制本发明，可以假设本发明涉及针对连接塔架部段（例如风力涡轮机塔架部段）的法兰所制造的螺柱。术语“螺柱”也是指螺栓或螺钉，通常是指能够将法兰与盲开口连接的任何带螺纹的纵向紧固件。塔架部段也可称为“塔架壳”。

本发明法兰的实施例在塔架部段被连接时是塔架部段的“一部分”。这应理解为意指塔架部段及其法兰可视为单个实体，例如，形成为单个主体。同样，塔架部段及其法兰可以单独制造，并且然后连结，例如法兰可以焊接到钢制塔架壳，或者法兰的直立圆柱形部分可以嵌入混凝土塔架壳的外端中。

法兰包括螺栓圈，其中，本发明尤其有利于具有带倾斜开口的相应螺栓圈的X形法兰。X形法兰的倾斜开口从法兰连接面延伸到法兰主体中。一个有利的策略是将螺柱预先安装在顶部法兰上，从而减少组装塔架时的构造时间，因为螺柱不必在现场插入。

根据本发明的螺柱系统被设计成用于将塔架、尤其是风力涡轮机塔架的第一法兰连接到第二法兰。法兰、尤其是X形法兰包括第一法兰中的开口的环形布置，其对应于第二法兰中的螺纹盲开口的环形布置，其中，第一法兰中的开口具有预定义开口长度和预定义开口直径，并且第二法兰中的螺纹盲开口具有预定义无螺纹长度和预定义螺纹长度。

螺柱系统包括以下部件：