[實用新型]連接法蘭

無效

• 申請號: 200720002665.1
• 申請日: 2007-01-26
• 公開（公告）號: CN201027737Y
• 公開（公告）日: 2008-02-27
• 發明（設計）人: 馬人樂
• 申請（專利權）人: 國水投資集團包頭風電科技有限公司
• 主分類號: F16B7/18
• 分類號: F16B7/18;F03D11/00;F03D11/04
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司
• 代理人: 楊俊波

技術領域

本實用新型有關于一種管件的連接法蘭，特別是有關于一種連接大型鋼管管件例如大型風力發電機的圓管型塔柱(又稱塔筒)、以及其它受力性質雷同的鋼管結構的連接法蘭。

背景技術

風力發電機受到風翼旋轉的循環動作用，要求塔柱具有足夠的結構強度和連接強度來抵抗這種疲勞動力荷載，也要求能承受最大風壓的極限荷載作用。對疲勞動力荷載，要求法蘭連接要具有不變的抗彎剛度。

參見圖1，目前的鋼管連接一般采用剛性法蘭，該鋼性法蘭包括：沿鋼管3的管壁焊接的法蘭板1，在法蘭板1上設有多個螺栓孔11，法蘭板1的后面設有多個加勁板2，這些加勁板2與鋼管3的管壁、法蘭板1的后面之間焊接固定。這種連接法蘭的法蘭板1的厚度有限，螺栓直徑又很大，較難達到摩擦型高強螺栓的預緊力要求，其連接焊縫7受到螺栓拉力的剪力作用和彎矩作用，在螺栓拉力越大、螺栓離管壁越遠的情況下，彎矩作用越大，這一彎矩作用透過加勁板2作用于鋼管3的管壁而使得鋼管3的管壁受到徑向壓力，從而使管壁出現很大的環向拉應力，對鋼管3受力不利，受拉力大的螺栓處法蘭會沿上、下法蘭貼合面開裂，不能保證不變的抗彎剛度，所以不能用于風力發電機的塔筒連接。

現有大型風力發電機的圓管型塔柱一般是采用厚型法蘭連接，如圖2所示，該厚型法蘭包括法蘭板1、連接管14，該連接管14與鋼管3的管壁接觸面31相焊接，法蘭板1上設有多個螺栓孔，供螺栓16穿設螺固。厚型法蘭的法蘭板1厚度較大，螺栓長度較長，因此施加預緊力和控制預緊力大小比剛性法蘭方便，能夠同時滿足大型風力發電機的圓管型塔柱連接的強度和剛度不變的要求。但該厚型法蘭最大的缺點是用鋼量大，而且要求法蘭整體鍛造成型，每噸重的造價是普通鋼結構平均造價的2.5～3倍，且目前制造此種法蘭的材料來源主要依靠進口，因此，此種厚型法蘭提高了風力發電機組結構部分的成本，嚴重影響了風力發電機推廣和發展速度。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種連接法蘭，適用于大型鋼管的連接，例如大型風力發電機的圓管型塔柱的連接，既有可靠的連接強度，又能確保在循環動力荷載下抗彎剛度不變，可完全滿足風力發電機塔筒的受力要求，同時也能節約用鋼量，降低加工難度，從而大幅降低制造及組裝成本。

本實用新型提供的一種連接法蘭，包括法蘭板及多個加勁板，在法蘭板上設有多個螺栓孔，在沿鋼管的管身軸向指向管壁接觸面的方向上，各加勁板位于法蘭板的前側，且加勁板的前端面設有平衡接觸面。

根據上述方案，本實用新型相對于現有技術的效果是顯著的，具有如下有益的技術效果：

一、本實用新型的連接法蘭，與現有剛性法蘭與加勁板的連接關系相反，是使加勁板由目前位于法蘭板的后側，調整為位于法蘭板前側，相對于現有法蘭是反向的，且在加勁板上設有平衡接觸面，在組裝時，不但對接鋼管的鋼管管壁接觸面受壓，加勁板的平衡接觸面也受壓，該平衡接觸面產生的壓應力彎矩可以基本上抵消螺栓通過加勁板作用于鋼管管壁的拉應力力矩，消除加勁板與鋼管壁連接焊縫的彎矩作用，減小鋼管環向拉力，減小焊縫受力，減小加勁板的高度。可見，本實用新型的特點是“反向”和“平衡”，因此本實用新型的連接法蘭可稱為“反向平衡法蘭”。

二、相對于現有厚型法蘭，減少了用鋼量，本實用新型的連接法蘭重量低于現有厚型法蘭的50％以上，單位重量的造價僅是目前厚型法蘭的40～50％，整個法蘭的組裝成本降低70％左右。

三、本實用新型相對現有厚型法蘭，不需增加法蘭板厚度就能增加摩擦型高強螺栓的長度，螺栓桿長、直徑相對較小，從而方便螺栓施加預緊力和控制預緊力大小，以實現受力過程中抗彎剛度不變。且螺栓操作間距不受加勁板的干擾，因而螺栓間距可以布置得細而密，可以減小法蘭板的平面尺寸，計算跨度，從而減少法蘭板厚度，最終節省鋼材。

附圖說明

圖1為現有剛性法蘭的剖視示意圖。

圖2為現有厚型法蘭的剖視示意圖。

圖3為本實用新型實施例1的連接法蘭的剖視圖。

圖4為本實用新型實施例2的連接法蘭的剖視圖。

圖5為圖4中的連接法蘭的局部立體圖。

圖6為沿鋼管的軸向觀視圖4中的連接法蘭的整體端部視圖。

具體實施方式