Способ изготовления сегмента башни ветроэнергетической установки из сборного бетонного элемента и опалубка сегмента башни из сборного бетонного элемента
Группа изобретений относится к способу изготовления сегмента башни ветроэнергетической установки из сборного бетонного элемента и опалубке сегмента башни из сборного бетонного элемента. Способ изготовления сегмента башни ветроэнергетической установки из сборного бетонного элемента включает установку внутренней опалубки, имеющей по меньшей мере одно отверстие и по меньшей мере один удерживающий узел на внутреннюю сторону внутренней опалубки в области отверстия. Вводят первый конец бетонного анкера или удаляемого элемента на первом конце бетонного анкера с наружной стороны внутренней опалубки через отверстие в удерживающий узел для удержания бетонного анкера. Устанавливают наружную опалубку. Заливают бетон между внутренней и наружной опалубкой. Удаляют удаляемый элемент в первом конце или первый конец бетонного анкера. Удаляют внутреннюю и наружную опалубки. При этом удерживающий узел имеет первую и вторую удерживающие плиты, расположенные параллельно друг другу, распорные пластины и первый и второй удерживающие элементы. При этом каждый из первого и второго удерживающих элементов имеет первый пружинящий конец, стопорный участок и второй конец. Причем первые пружинящие концы первого и второго удерживающих элементов создают подпружинивание при вводе первого конца бетонного анкера в первом направлении, а стопорные участки первого и второго удерживающих элементов создают блокировку во втором направлении, противоположном первому направлению. Техническим результатом является повышение эффективности изготовления сегмента башни ветроэнергетической установки. 4 н. и 1 з.п. ф-лы, 7 ил.
Настоящее изобретение касается способа изготовления сегмента башни ветроэнергетической установки из сборного бетонного элемента и опалубки сегмента башни из сборного бетонного элемента.
Башня ветроэнергетической установки состоит, например, из нескольких бетонных сегментов, как правило, речь идет при этом о бетонной башне. Данные бетонные сегменты укладываются друг на друга и могут стягиваться друг с другом посредством стальных канатов или стальных тросов.
При изготовлении бетонных сегментов башни ветроэнергетической установки предусматривается внутренняя опалубка и наружная опалубка. Между ними может быть предусмотрена металлическая клетка или арматура для улучшения статики бетонного сегмента. Когда внутренняя и наружная опалубка сооружена, то в объем между внутренней и наружной опалубкой может вводиться бетон. После того, как бетон затвердел, наружная опалубка может удаляться, и бетонный сегмент может транспортироваться в другое место на дальнейшую обработку.
Внутри башни ветроэнергетической установки должны предусматриваться разные встроенные части, такие как, например, лестница-стремянка или тому подобное. Эти встроенные части должны, конечно, надежно крепиться к стенкам (бетонного сегмента) башни или внутри них. Кроме того, крепление должно осуществляться так, чтобы при этом не подвергалась негативному влиянию статика башни.
Встроенные части могут встраиваться таким образом, что, например, в соответствующих местах сверлятся проемы, и затем встроенные части крепятся, например, посредством дюбелей в стенки башни или, соответственно, на них.
В приоритетной немецкой заявке Немецкое ведомство по патентам и торговым маркам произвело исследование следующих документов: DE 16 84 221, US 6,315,077 B1 и US 7,108,101 B1.
Задачей настоящего изобретения является предусмотреть способ изготовления сегментов башни ветроэнергетической установки из сборного бетонного элемента, который сделает возможным более экономичное изготовление бетонных сегментов.
Эта задача решается с помощью способа по п. 1 формулы изобретения.
Таким образом, предусматривается способ изготовления сегмента башни ветроэнергетической установки из сборного бетонного элемента. Устанавливается внутренняя опалубка, имеющая по меньшей мере одно отверстие и по меньшей мере один удерживающий узел на внутренней стороне внутренней опалубки (220) в области отверстия. Первый конец бетонного анкера или первый конец удаляемого элемента на первом конце бетонного анкера вводится с наружной стороны внутренней опалубки через отверстие для удержания бетонного анкера. Устанавливается наружная опалубка. Между внутренней и наружной опалубкой вводится или, соответственно, заливается бетон. Удаляемый элемент в первом конце или первый конец бетонного анкера удаляется, и сборный бетонный элемент удаляется.
По другому аспекту настоящего изобретения удерживающий узел выполнен таким образом, что удаляемый элемент или первый конец бетонного анкера введен в одном направлении и заблокирован в противоположном направлении.
По другому аспекту настоящего изобретения удерживающий узел имеет подпружинивание при вводе удаляемого элемента и блокировку в противоположном направлении.
По другому аспекту настоящего изобретения первый конец бетонного анкера имеет внутреннюю резьбу, в которую может ввертываться удаляемый конец и посредством которой в сегменте башни могут крепиться навесные и встроенные части.
Изобретение касается идеи, предусмотреть во внутренней опалубке отверстия в соответствующих местах, а также предусмотреть удерживающие узлы на внутренней стороне внутренней опалубки у отверстий перед установкой наружной опалубки (например, после того, как установлены прутья решетки для усиления бетонного сегмента). Это может осуществляться посредством приваривания крепежных узлов к внутренней стороне внутренней опалубки. Затем первый конец бетонного анкера может вводиться через отверстие во внутренней опалубке в удерживающий узел, где удерживается бетонный анкер. После этого может устанавливаться наружная опалубка, и в объем между внутренней и наружной опалубкой может вводиться бетон. После того, как бетон затвердел, может устанавливаться наружная опалубка. После этого бетонный сегмент может сниматься с внутренней опалубки. Внутренняя опалубка может оптимальным образом оставаться на своем месте, а удерживающий узел может опционально еще оставаться на внутренней опалубке или может удаляться.
На свободном конце бетонного анкера может быть предусмотрен съемный элемент, например, в виде винта, который входит в зацепление с удерживающим узлом и удерживается удерживающим узлом. Перед удалением внутренней опалубки съемный элемент может удаляться. После этого может удаляться внутренняя опалубка вместе с удерживающим узлом или, соответственно, узлами. При этом остается бетонный сегмент, имеющий несколько проемов на внутренней стороне бетонного сегмента, которая с помощью каждого бетонного анкера прочно соединена с бетонной опалубкой.
Другие варианты осуществления изобретения являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения.
Преимущества и примеры осуществления изобретения поясняются подробнее ниже со ссылкой на чертежи:
на фиг. 1 показано схематичное изображение ветроэнергетической установки, предлагаемой изобретением;
на фиг. 2 показан схематичный вид сечения сборного бетонного элемента сегмента башни ветроэнергетической установки по первому примеру осуществления;
на фиг. 3 показан схематичный вид сечения фрагмента сборного бетонного элемента сегмента башни по второму примеру осуществления;
на фиг. 4A и 4B показаны два разных схематичных вида удерживающего узла по второму примеру осуществления;
на фиг. 4C показан схематичный вид сечения удерживающего узла с фиг. 4A и 4B; и
на фиг. 5 показан вид в перспективе сечения фрагмента сегмента башни из сборного бетонного элемента по второму примеру осуществления.
На фиг. 1 показано схематичное изображение ветроэнергетической установки, предлагаемой изобретением. Ветроэнергетическая установка 100 имеет башню 102 и гондолу 104. На гондоле 104 предусмотрено ветроколесо 106, имеющее три лопасти 108 ветроколеса и кок 110. Ветроколесо 106 при эксплуатации приводится ветром во вращательное движение и при этом вращает также ротор или рабочее колесо генератора в гондоле 104. Угол установки лопастей 108 ветроколеса может изменяться с помощью двигателей для установки лопастей у комлевых частей соответствующих лопастей 108 ветроколеса. Башня 102 может состоять из нескольких сегментов башни или, соответственно, секций 200 башни.
На фиг. 2 показан вид сечения сегмента башни из сборного бетонного элемента для башни ветроэнергетической установки при его изготовлении по первому примеру осуществления. Для изготовления сегмента башни из бетонного элемента предусматривается или, соответственно, крепится внутренняя опалубка 220, имеющая по меньшей мере один удерживающий узел 400 в области по меньшей мере одного проема 240 во внутренней опалубке 220 и на внутренней стороне внутренней опалубки. Это может осуществляться, например, посредством сварки. Бетонный анкер 300 своим первым концом 310 продевается через проем 240 во внутренней опалубке с наружной стороны и вставляется в удерживающий узел 400 и удерживается там. После того, как предусмотрена наружная опалубка 210, объем между внутренней и наружной опалубкой 220, 210 может заполняться бетоном 230. Между внутренней и наружной опалубкой 220, 210 может быть предусмотрена металлическая клетка или, соответственно, арматура для улучшения механической устойчивости сборного бетонного элемента. Когда бетон вводится между внутренней и наружной опалубкой 220, 210, то этот бетон охватывает также бетонный анкер 230. Когда бетон сегмента башни из бетонного элемента будет иметь достаточную твердость, то наружная и внутренняя опалубка 210, 220 может удаляться. Тогда бетонный анкер 230 надежно удерживается бетоном 230, и к бетонному анкеру 300 могут крепиться навесные части.
На первом конце 310 бетонного анкера 300 может быть предусмотрен удаляемый элемент 410, такой как, например, винт 410, который может вводиться в удерживающий узел 400 для удержания бетонного анкера 300. После того, как удаляемый элемент (например, винт) удален, может удаляться бетонный сегмент, в то время как внутренняя опалубка 220 остается на своем месте (без удаления удерживающих узлов 400), так что остается только сборный бетонный элемент 200, имеющий по меньшей мере один бетонный анкер 300. Первый конец 310 бетонного анкера 300 может быть, например, выполнен так, чтобы к нему внутри башни ветроэнергетической установки можно было крепить встроенные части или навесные части. Это можно осуществить, например, предусмотрев (внутреннюю) резьбу.
После затвердевания бетона 230 бетонный анкер 300 достаточно прочно закреплен анкером в сегменте башни из сборного бетонного элемента, так что на бетонном анкере или, соответственно, на его первом конце 310 могут крепиться встраиваемые и навесные части.
Удерживающий узел 400, предлагаемый изобретением, крепится на внутренней стороне внутренней опалубки 220 в области отверстий или, соответственно, проемов 240. Удерживающий узел 400 выполнен так, что первый конце 230 бетонного анкера или, соответственно, предусмотренный на первом конце или внутри него съемный элемент 410 может вводиться в удерживающий узел 400 таким образом, чтобы бетонный анкер был закреплен удерживающим узлом 400, т.е. бетонный анкер удерживается удерживающим узлом. Это крепление осуществляется, например, посредством вставления съемного элемента 410 первого конца 310 бетонного анкера через проем 240 в удерживающий узел 400. После того, как бетонный анкер 300 введен съемным элементом 410 в удерживающий узел, бетонный анкер 300 надежно закреплен, так что после этого между внутренней и наружной опалубкой может вводиться бетон 230.
Благодаря наличию удерживающего узла 400 на внутренней стороне внутренней опалубки 220, для монтажа бетонного анкера 230 нужен только один человек, так как благодаря этому монтаж бетонного анкера 300 возможен одним человеком снаружи внутренней опалубки. Опционально удерживающий узел 400 может быть выполнен таким образом, чтобы был возможен ввод первого конца 310 бетонного анкера, однако блокировалось движение в противоположном направлении.
Опционально удерживающий узел 400 может иметь подпружинивание при вводе бетонного анкера, а также блокировку для удаления бетонного анкера.
Предлагаемый изобретением удерживающий узел служит для удержания бетонного анкера в его положении при изготовлении сегмента башни из сборного бетонного элемента без необходимости удержания бетонного анкера иным образом.
На фиг. 3 показан схематичный вид сечения фрагмента сегмента башни из сборного бетонного элемента по второму примеру осуществления. Сегмент башни из сборного бетонного элемента по второму примеру осуществления может основываться на сегменте башни из сборного бетонного элемента по первому примеру осуществления с фиг. 2. Удерживающий узел 400 крепится во внутренней стороне внутренней опалубки 220, например, посредством приваривания. Удерживающий узел 400 предусматривается, в частности, вокруг отверстий 240 во внутренней опалубке 220. Бетонный анкер 300 первым концом 310, который имеет удаляемый элемент 410, вводится через проем 240 в удерживающий узел 400. Удерживающий узел 400 удерживает и блокирует удаляемый элемент 410, так что удаление бетонного анкера 300 больше невозможно.
Удерживающий узел 400 может иметь две плиты 420, которые расположены параллельно друг другу и посредством пальцев 426 могут крепиться друг к другу или, соответственно, скрепляться друг с другом. Плиты 420 имеют на своем первом конце два крепежных участка 425, посредством которых удерживающий узел 400 может крепиться к внутренней опалубке 220. Крепление может осуществляться, например, посредством сварки. Между двумя крепежными участками 425, 425 предусмотрена выемка 423, а также опционально участки 422a, 422b для облегчения монтажа. Выемка 423 предусматривается, чтобы через эту выемку 423 мог стекать выходящий бетон. Участки 422a, 422b служат для облегчения монтажа.
На своем втором конце плиты 420 имеют по выемке 424. Выемка 424 предусматривается, чтобы удаляемый элемент 410 мог удаляться монтажником, предпочтительно после того, как бетон 230 затвердел, так что бетонный анкер больше не может двигаться.
Бетонный анкер 300 имеет первый конец 310 и второй конец 320. Первый конец 310 имеет (внутреннюю) резьбу и предусматривается у внутренней опалубки 220. Второй конец 320 вдается в бетон 230. Посредством внутренней резьбы 311 на первом конце 310 внутри сегмента 200 башни могут крепиться навесные или встроенные части.
На фиг. 4A показан вид сверху плиты 420 удерживающего узла по второму примеру осуществления. Плита 420 на одном своем конце имеет крепежные участки 425 и между ними выемку 423, а также выемки 422a, 422b, которые служат для облегчения монтажа. На втором конце плиты 420 предусмотрена выемка 424. Плита 420 имеет также несколько отверстий или, соответственно, отверстий 421 для пальцев 426.
На фиг. 4B показан вид сверху удерживающего узла по второму примеру осуществления. Удерживающий узел имеет две параллельно расположенные удерживающие плиты 420, распорные пластины 440, а также два удерживающих элемента 430. Удерживающие элементы 430 имеют первый пружинящий конец 433, стопорный участок 431, а также второй конец 434. Второй конец 432 удерживается посредством двух пальцев, в то время как пружинящий конец 433 удерживается одним пальцем.
На фиг. 5 показан вид в перспективе удерживающего узла, предлагаемого изобретением. На изображении фиг. 5 одна из плит 420 отсутствует. На фиг. 5 показан бетонный анкер 300 с его первым и вторым концом 310, 320, при этом удаляемый элемент 410 закреплен в первом конце 310. Удаляемый элемент 310 может, например, представлять собой винт, который ввернут в (внутреннюю) резьбу 311 на первом конце 310 бетонного анкера. При монтаже бетонного анкера 300 первый конец удаляемым элементом 410 вводится через отверстие 240 в закрепленный на внутренней опалубке 220 удерживающий узел 400. Двумя стопорными участками 431 удерживающий узел 400 входит в зацепление с наружной резьбой удаляемого элемента 410 и удерживает удаляемый элемент во введенном положении. Оба стопорных участка 431 соединены каждый с одной пружиной 433, так что эффект стопорения обладает также пружинящим эффектом. При этом варианте осуществления стопорных участков 431 бетонный анкер 300, имеющий удаляемый элемент 410, может только вводиться в удерживающий узел, но не удаляться снова.
По одному из аспектов настоящего изобретения удерживающий узел 400 может быть выполнен в виде зажимных губок. Зажимные губки могут тогда крепиться или, соответственно, привариваться к внутренней опалубке изнутри. Положение удерживающих элементов 400 задается положением проемов или, соответственно, отверстий 240 во внутренней опалубке 220. После того, как внутренняя опалубка 220 с закрепленными на ней удерживающими элементами 400 установлена, рабочий может вводить бетонный анкер 310, имеющий удаляемый элемент, например, в виде винта с внутренним шестигранником, снаружи внутренней опалубки через отверстие 240 в зажимную губку 400. Опционально бетонный анкер может после этого поворачиваться, например, на 40°, так что наружная резьба винта входит в зацепление с выступами на стопорном участке 431, и при этом бетонный анкер для крепления тянется во внутреннюю опалубку. После того, как объем между внутренней и наружной опалубкой был заполнен бетоном 230, винт 410 с внутренним шестигранником может вывертываться из удерживающего узла или, соответственно, из зажимной губки, и внутренняя опалубка 220 может удаляться.
В соответствии с изобретением опционально при изготовлении сегмента башни ветроэнергетической установки из сборного бетонного элемента на внутреннюю сердцевину, имеющую внутреннюю опалубку, посредством крана может сажаться или, соответственно, устанавливаться арматурный каркас. После этого бетонные анкеры (например, волновой анкер или трубчатый дюбель), имеющие ввернутый резьбовой палец, могут вводиться или вдавливаться в предлагаемые изобретением удерживающие узлы, которые закреплены на внутренней стороне внутренней опалубки. В соответствии с изобретением бетонные анкеры могут, например, применяться для крепления башенной лестницы, держателя кабеля и пр. После этого (даже после того, как на внутреннюю сердцевину был установлен каркас) может сажаться наружная опалубка и подаваться и привертываться все бетонные анкеры. После этого в опалубку может вводиться бетон. После затвердевания бетона из предлагаемых изобретением удерживающих узлов могут вывертываться резьбовые прутки или, соответственно, удаляемые элементы, так чтобы между бетонным сегментом и внутренней опалубкой уже не было соединения. После этого наружная опалубка может отсоединяться и отставляться, так чтобы бетонный сегмент был свободно доступен снаружи. Потом готовый бетонный сегмент может, например, посредством крана сниматься с внутренней опалубки и может транспортироваться в другое место на дальнейшую обработку.
1. Способ изготовления сегмента башни ветроэнергетической установки из сборного бетонного элемента, включающий в себя шаги:
установка внутренней опалубки (220), имеющей по меньшей мере одно отверстие (240) и по меньшей мере один удерживающий узел (400) на внутренней стороне внутренней опалубки (220) в области отверстия (240),
ввод первого конца (310) бетонного анкера (300) или удаляемого элемента (410) на первом конце (310) бетонного анкера с наружной стороны внутренней опалубки (220) через отверстие (240) в удерживающий узел (400) для удержания бетонного анкера (300),
установка наружной опалубки (210),
заливка бетона между внутренней и наружной опалубкой (220, 210),
удаление удаляемого элемента (410) в первом конце (310) или первого конца (310) бетонного анкера (300), и
удаление внутренней и наружной опалубки (220, 210),
при этом удерживающий узел (400) имеет первую и вторую удерживающие плиты, расположенные параллельно друг другу, распорные пластины и первый и второй удерживающие элементы,
при этом каждый из первого и второго удерживающих элементов имеет первый пружинящий конец, стопорный участок и второй конец,
причем первые пружинящие концы первого и второго удерживающих элементов создают подпружинивание при вводе первого конца (310) бетонного анкера (300) в первом направлении, а стопорные участки первого и второго удерживающих элементов создают блокировку во втором направлении, противоположном первому направлению.
2. Способ по п. 1, при этом
первый конец (310) бетонного анкера (300) имеет внутреннюю резьбу (311), в которую ввернут удаляемый элемент (410) и посредством которой в сегменте башни могут крепиться навесные и встроенные части.
3. Сегмент башни ветроэнергетической установки из сборного бетонного элемента, который может изготавливаться или изготовлен способом по п. 1.
4. Опалубка сегмента башни из сборного бетонного элемента для изготовления башни ветроэнергетической установки, включающая в себя
внутреннюю опалубку (220), имеющую по меньшей мере одно отверстие (240), и
по меньшей мере один удерживающий узел (400) на внутренней опалубке (220) в области отверстия (240),
при этом удерживающий узел (400) выполнен для того, чтобы удерживать бетонный анкер (300), когда первый конец (310) бетонного анкера (300) или удаляемый элемент (410) на первом конце (310) бетонного анкера вводится с наружной стороны внутренней опалубки (220) через отверстие (240) в удерживающий узел (400),
при этом удерживающий узел (400) имеет первую и вторую удерживающие плиты, расположенные параллельно друг другу, распорные пластины и первый и второй удерживающие элементы,
при этом каждый из первого и второго удерживающих элементов имеет первый пружинящий конец, стопорный участок и второй конец,
причем первые пружинящие концы первого и второго удерживающих элементов создают подпружинивание при вводе первого конца (310) бетонного анкера (300) в первом направлении, а стопорные участки первого и второго удерживающих элементов создают блокировку во втором направлении, противоположном первому направлению.
5. Удерживающий узел (400) для удержания бетонного анкера (300) при изготовлении сегмента башни ветроэнергетической установки из сборного бетонного элемента, включающий в себя
по меньшей мере один крепежный участок (425) для крепления удерживающего узла (400) к внутренней опалубке (220), и
по меньшей мере один пружинящий удерживающий элемент (430), который допускает ввод бетонного анкера (300) в первом направлении и препятствует удалению бетонного анкера (300) во втором направлении,
при этом второе направление противоположно первому направлению,
при этом удерживающий узел (400) имеет первую и вторую удерживающие плиты, расположенные параллельно друг другу, распорные пластины и первый и второй удерживающие элементы,
при этом каждый из первого и второго удерживающих элементов имеет первый пружинящий конец, стопорный участок и второй конец,
причем первые пружинящие концы первого и второго удерживающих элементов создают подпружинивание при вводе первого конца (310) бетонного анкера (300) в первом направлении, а стопорные участки первого и второго удерживающих элементов создают блокировку во втором направлении, противоположном первому направлению.
