CN101463796B - 用于自对准的转子叶片接头的结构和方法 - Google Patents

用于自对准的转子叶片接头的结构和方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于自对准的转子叶片接头的结构和方法，具体而言，提供了一种发明性的自对准的叶片接头结构，以利于运载在运输车上的叶片段的组装和夹紧。该叶片接头结构包括对准销(160)和互补的母衬套(260)，从而容许接头的精密对准。该叶片接头结构还包括位于相邻的叶片主体段(100)，(200)的隔壁(130)，(230)中的通孔，从而容许在准备应用粘合剂结合接头时夹紧这些段。翼梁缘条(123)，(125)的一对阳斜接面(140)与翼梁缘条(223)，(225)的阴斜接面(240)接合。本发明提供了一种利用该自对准的叶片接头结构来组装叶片段的发明性方法。

Description

用于自对准的转子叶片接头的结构和方法
技术领域
本发明大致涉及组装风力涡轮机叶片的段，并且更具体地涉及用于组装多段式风力涡轮机叶片的对准和夹紧结构以及方法。
背景技术
在最近几年中，风力涡轮机在发电中已经变得日益重要。随着日益增加的与化石燃料发电相关联的对环境的担忧，风力在提供电力的各种方法中的重要性将增加。因此，将安装更多的风力涡轮机。出于经济性的原因，需要增加每涡轮机的装机功率。因为装机功率与涡轮机转子的直径成比例，所以转子尺寸和涡轮机尺寸变得更大。叶片长度持续增加以支持更高的每涡轮机的功率要求。当前设计的典型的叶片长度高达50米以及更大。
由于风力涡轮机电场的时常孤立的位置的原因，必须通过正常道路上的卡车将转子叶片运送到施工场地。大的叶片尺寸可能严重限制卡车的操纵性。长的单件式转子叶片的道路运输也是非常昂贵的。此外，卡车的路线可能受到限制，因为其不可能通过急弯和其它干扰。非常规的叶片长度还可使得装卸极端困难。转子叶片可能需要由船或甚至直升机运送至某些位置。
上述困难已经促进了多段式叶片的发展。虽然多段式叶片的单个段比单件式叶片小，但它们仍然长而且重。此外，在组装期间叶片段必须在将这些叶片段夹紧在一起之前将它们对准。对于长且重的叶片段，单个叶片段在接头处的精密对准造成了困难，特别是在目的风电场现场可能存在的自然条件之下。
因此，需要提供一种用于风力涡轮机叶片接头的结构和促进对准和组装的方法。
发明内容
本发明涉及一种对准和夹紧结构，以及用于组装多段式风力涡轮机叶片的方法。
简单地说，根据本发明的一个方面，提供了一种用于多段式风力涡轮机叶片的段的精确对准和夹紧的对准结构。至少包括第一段和第二段的多个叶片段形成相邻的叶片段之间的接头。
在外端处在第一段的外壳内表面上安装有隔壁。在内端处在第二段的外壳内表面上安装有隔壁。这些隔壁的其中一个隔壁或这两个隔壁可包括多个阳对准销，该阳对准销在外表面上处于预定的位置，并且垂直于相对隔壁的外表面而延伸。这些隔壁的其中一个隔壁或这两个隔壁可包括多个衬套，衬套处于预定的互补位置，用于容纳相对隔壁的多个阳对准销。相关联的阳对准销和衬套在隔壁的外端面上精确对准，以利于第一段和第二段的配合。用于第一段和第二段的隔壁还包括相应的对准通孔。当相邻的叶片段已经完全地，或几乎完全地接合时，通孔可设有螺母和螺栓或其它已知的紧固装置，以将隔壁夹紧在一起，并从而将第一段和第二段连接在一起。通过以这种方式将第一段和第二段夹紧在一起，合成一体的叶片获得了用于吊升或运动的足够的支撑，直至该接头被永久固定。
在第一段和第二段之间的接头还可包括至少一个抗剪腹板，该抗剪腹板纵向地沿着第一段的主体而延伸。顶部翼梁缘条纵向地沿着第一段的主体而延伸，定向成垂直于该至少一个抗剪腹板的顶面。底部翼梁缘条纵向地沿着第一段的主体而延伸，定向成垂直于该至少一个抗剪腹板的底面。在顶部翼梁缘条的外端形成了阳斜接面，该阳斜接面纵向地延伸预定的距离，超出第一段的主体的外端。在底部翼梁缘条的外端形成了阳斜接面，该阳斜接面纵向地延伸预定的距离，超出第一段的主体的外端。
至少一个抗剪腹板纵向地沿着第二段的主体而延伸。顶部翼梁缘条纵向地沿着第二段的主体而延伸，定向成垂直于该至少一个抗剪腹板的顶面。底部翼梁缘条纵向地沿着第二段的主体而延伸，定向成垂直于该至少一个抗剪腹板的底面。在第二段的主体的顶部翼梁缘条的内端形成了阴斜接面。在第二段的主体的底部翼梁缘条的内端形成了阴斜接面。
通过将粘合剂材料应用于在相应的表面之间所提供的空间内，从而通过相应的阳斜接面和阴斜接面的配合而形成了永久接头。
根据本发明的第二方面，提供了一种用于在组装期间使包括第一段和第二段的多段式风力涡轮机叶片的主体段对准的方法。该方法包括吊升第二段。然后将第二段定位成用于第二段的内端隔壁靠近用于第一段的外端隔壁。之后将第二段插入到第一段之上。通过从叶片的一个段延伸出来的阳对准销与相应的衬套的接合而促进了第一段和第二段的对准。利用螺母和螺栓或穿过第一段隔壁和第二段隔壁中相应地定位的通孔的其它类型的紧固件，将第二段夹紧到第一段上。接下来可从运输车上吊升夹紧的叶片，并放置在地面衬垫上或其它位置，直至应用粘合剂而永久地获得斜对接头。应该懂得，备选地可使第二段保持固定，并使第一段定位成与第二段对准并夹紧。
附图说明
当参照附图阅读以下具体实施方式时，将更好地理解本发明的这些以及其它特征、方面和优点，在附图中在所有图中相似的标号表示相似的部件，其中：
图1显示了一种示范性的风力涡轮机；
图2是用于支撑和/或运送一个或多个风力涡轮机转子叶片的一种当前技术的固定设备的局部分解的透视图；
图3显示了用于组装多段式风力涡轮机叶片的一个实施例的一种方法，其中通过起重机吊升第一段安装在运输车上，并吊升第二段；
图4A显示了一个风力涡轮机叶片实施例的第一段的纵向顶视图。
图4B显示了叶片的第一段的外端的外部横截面图。
图4C显示了叶片的第一段的一个实施例的外端的等轴视图；
图5A显示了一个风力涡轮机叶片实施例的第二段的纵向顶视图。
图5B显示了风力涡轮机叶片的第二段的一个实施例的内端视图；
图5C显示了位于内隔壁处的抗剪腹板和翼梁缘条的展开图，该视图针对一个风力涡轮机叶片实施例的第二段的内端视图；
图6A显示了叶片第二段的另一实施例的内端的等轴视图；
图6B显示了用于该发明性结构的实施例的第一段和第二段的已组装的接头，其中单个的抗剪腹板从第一段穿过第二段的隔壁；
图6C显示了从第二段看去的等轴视图，该视图针对用于组装后的风力涡轮机叶片除去外壳时的第一段和第二段的接头的一个实施例；
图6D显示了用于该叶片接头的发明性结构的纵切面的内侧视图；和
图7显示了用于使风力涡轮机叶片的第一段和第二段之间的接头精确对准的方法的实施例的流程图。
部件列表：
10风力涡轮机    32衬垫
14塔架          33衬垫
16短舱          34上部
18转子          36下部
20旋转轴线      38支柱
22轮毂          40支柱端部
24叶片          84轮毂末端
28固定装置      100第一段
30框架          102接头处的部分第一段
105外端                  206外端
107接头盖                207接头盖
110抗剪腹板              210抗剪腹板
112前缘                  212前缘
115后缘                  215后缘
123顶部翼梁缘条          223顶部翼梁缘条
125底部翼梁缘条          225底部翼梁缘条
130隔壁                  230隔壁
133内表面                233内表面
135外表面                235外表面
140阳斜接面              240阴斜接面
142顶部阳斜接面          242顶部阴斜接面
145底部阳斜接面          245底部阴斜接面
150入口盖                250入口盖
151入口                  251入口
160对准销                260对准销
163通孔                  263通孔
170外壳                  265紧固件
180切口                  270外壳
182用于阳抗剪腹板的切口  280切口
185用于顶部阳斜接面的切  282用于阳抗剪腹板的切口
口                       285用于顶部阴斜接面的切
187用于底部阳斜接面的切  口
口                       287用于底部阴斜接面的切
195预定的距离            口
200第二段                290抗剪腹板中用于阴斜接
202接头处的部分第二段    面的切口
205内端                  290垫片
295预定的距离    298重叠区域
具体实施方式
本发明的以下实施例具有许多优点，包括提供了用于使风力涡轮机叶片的相邻段之间的接头精确对准的结构和方法。
图1是示范性风力涡轮机10的示意图。在该示范性实施例中，风力涡轮机10是横轴风力涡轮机。风力涡轮机10包括塔架14、联接在塔架14上的短舱16、以及联接在短舱16上以围绕旋转轴线20而旋转的转子18。转子18包括可旋转的轮毂22和多个联接在轮毂22上的转子叶片(“叶片”)24。在该示范性实施例中，转子18包括三个叶片24。在一个备选实施例中，转子18可包括多于或少于三个叶片24。风力涡轮机10，更具体地说风力发电机12的总体操作、尺寸和结构在本领域中是已知的，因此在这里将不进行更详细的描述。
通常多段式叶片的主体段可在专用卡车上运送到风电场现场。在卡车上可安装固定装置，用于在框架中支撑和运送负荷。固定装置可包括位于框架的限定部分之间的空间。该空间可构造成容纳风力涡轮机叶片的一个段。卡车底板可设置成承载风力涡轮机叶片的多个段。这种布置可包括多个相同的段(例如，根段)或相同叶片的不同段(例如，根段和顶段)。
图2是根据Kookstra等人的(美国公开No.2007/01898895A1)用于支撑和/或运送一个或多个风力涡轮机转子叶片24(例如图1中所示叶片)的现有技术固定装置28的局部分解透视图。固定装置28包括框架30和多个联接在框架30上的衬垫32和33。总的说来，固定装置28支撑一个或多个风力涡轮机转子叶片24的至少一部分，以便通过任何合适的装置和/或方法，例如但不限于卡车、船舶和/或铁路而进行存储和/或运输。总的说来，衬垫32和33支撑和/或包含一个或多个叶片24的一部分，并可促进减少或消除例如在运输期间、装载到固定装置28中期间和/或从固定装置28上卸载期间，在叶片24中引起的振动应力和/或其它作用力。框架30包括支撑、存储和/或运送叶片24的上部34和下部36。上部34和下部36可以任何合适的方法、方式、排列、结构、定向，和/或通过任何合适的结构和/或装置而联接在一起。在某些实施例中，可以任何合适的方法、方式、排列、结构、定向，和/或通过任何合适的结构和/或装置(例如并列)而将两个固定装置28联接在一起。在示范性的Kookstra实施例中，与支柱端部40相对的一个或多个支柱38的端部44包括开口46和/或延伸部分(未示出)，用于与另一固定装置28的部分34或36上的相应支柱38的开口46和/或延伸部分相互连接，以促进例如两个固定装置28的堆叠(未示出)。
图3显示了用于组装多段式风力涡轮机叶片的一个实施例的方法，其中第一段安装在运输车上，而第二段由起重机吊升；运输车可以是带有平板90的卡车92。两个固定装置28为叶片的第一段提供支撑，该第一段可以是根段即轮毂段。叶片具有轮毂端84和外端105。叶片的第二段200在由起重机75的起重臂70进行定位时由吊升套环(hoisting collar)60和绳索65保持。第二段200可定位在第一叶片段100附近，以便于相应的叶片段的外端105和内端205之间的接头进行对准和组装。在组装第一段的外端105和第二段的内端205之间的接头之前，必须除去用于第一段的接头盖107和用于第二段的接头盖207。如图所示，在卡车90上，此装置承载一个叶片段。然而，运输车可运载承载两个相同的叶片段或不同的叶片段的固定装置。
当运送卡车到达风电场现场时，应尽可能快地进行卸载，以腾出卡车用于其它装载。限制叶片的运动操作的次数也是更有效且更经济的。因此，可能需要在其中一个相邻的段仍安装在卡车底板的运送固定装置上时，将相邻的叶片段对准和夹紧在一起，之后将夹紧的叶片移下卡车平板到地面上的衬垫或其它便利的位置上以便存储，直至准备组装接头的最后步骤或直至要安装叶片时为止。本发明提供了一种发明性的自对准的叶片接头结构，以促进叶片段的组装。此外，本发明提供了一种利用这种自对准的叶片接头结构来组装叶片段的发明性的方法。虽然叶片段的组装可关于与安装在卡车上的一个段的对准来描述，但这种对准结构和方法适合于其它运输车，包括铁路。此外，还设想将这种对准结构和方法用于其它情形，此时叶片段可能已经从运输车上卸载下来，并存储在地面上的合适的固定装置上。
图4A显示了用于风力涡轮机叶片的发明性结构的实施例的第一段100的纵向顶视图。图4B显示了叶片24的第一段100的外端105的外横截面图。图4C显示了叶片24的第一段的一个实施例的外端105的等轴视图。
第一段100可包括叶片的根(也称为轮毂或基底)段，但还可以是形成段之间的横向接头的内侧部分任何叶片段。叶片段提供了称为抗剪腹板的加固部件，并且还包括在相关领域中也被称为“翼梁缘条”的纵向弯曲承载结构。至少一个抗剪腹板110可纵向地沿着第一段100的内腔而延伸。对于本实施例显示了一个抗剪腹板。翼梁缘条123，125也可纵向地沿着第一段而延伸，连接在至少一个抗剪腹板110上，并定位在抗剪腹板110和外壳170之间。第一段的主体的外端105可包括基本上占据了叶片横截面的横隔壁130。在外端105处，横隔壁130可围绕其周边固定到第一叶片段的外壳170上。隔壁130为叶片段提供了结构强度，并且包括用于使叶片的第一段对准和夹紧到第二段上的构造(provision)。翼梁缘条123，125的阳斜接面142，145从第一段100的外端105延伸出来。抗剪腹板110和阳斜接面142，145可超出第一段的外端105。在翼梁缘条123，125的外端处形成有阳斜接面142，145。抗剪腹板110和阳斜接面142，145可延伸预定的距离195而超出第一段100的外端。
在第一叶片段100的顶面和底面的至少其中一个面上可提供入口盖150。隔壁130可提供多个阳对准销160，用于在该隔壁130与第一段100相接合时与第二段200精密对准。第二段200上的隔壁230可包括母衬套260，以容纳从第一段伸出的阳对准销160。或者，隔壁130可提供母衬套(未显示)以容纳从第二段的隔壁230伸出的阳对准销(未显示)。此外，对于对准特征的另一实施例，阳对准销160和母衬套(未显示)的组合可结合第二段200的阳对准销(未显示)和母衬套260而用于第一段100的隔壁130上。用于第一段的隔壁130的阳对准销160和相应的用于第二段200的隔壁230的母衬套260是精确预对准的，以确保当相应的末端105，205被夹紧在一起时叶片段的精确配合。隔壁130还可提供多个通孔163，用于夹紧叶片的第一段和第二段。
入口盖150可靠近第一叶片段100的至少一个抗剪腹板110定位。一个入口盖150可定位在前缘112的一侧，而一个入口盖150可定位在后缘115的一侧。各个入口盖150提供了通向内腔的通路，第一段的入口151也定位成紧靠隔壁130的内侧面133。当打开入口盖150时，入口151提供了到通孔163的通路，用于从第一段的一侧进行夹紧操作，并且用于将粘合剂应用于接头。
叶片24包括形成为具有前缘112和后缘115的翼型件剖面形状的外壳170。外壳170可包括玻璃纤维的夹层和轻质的芯部材料。在翼型件剖面内在顶部翼梁缘条123和底部翼梁缘条125之间设置有一个或多个纵向横梁(抗剪腹板)110。该至少一个抗剪腹板110适于承受作用在涡轮机叶片24上的空气动力剪力负荷。
抗剪腹板110可延伸预定的距离195而超出外端105的隔壁130。此外，在相关联的翼梁缘条123，125的外端处形成了顶部阳斜接面142和底部阳斜接面145。翼梁缘条123，125从隔壁130区域中的全厚度变窄，内表面是平的而外表面是渐缩的，从而形成阳斜接面142，145。隔壁130包括切口182，以允许至少一个抗剪腹板延伸预定的距离195而超出第一段的外端。隔壁180还包括用于顶部翼梁缘条123的切口185和用于底部翼梁缘条125的切口187，以延伸到第一段100的外端105之外，从而容许阳斜接面142，145突出。
图5A显示了风力涡轮机叶片的一个实施例的第二段200的纵向顶视图。图5B显示了叶片24的第二段200的内端205的外横截面图。图5C显示了位于内隔壁230处的抗剪腹板210和翼梁缘条223，225的展开图。
第二段200可以是叶片的顶段，但还可以是形成段之间的横向接头的外侧部分的叶片的任何段。至少一个抗剪腹板210可纵向地沿着第一段200的内腔而延伸。对于本发明的一个实施例显示了两个抗剪腹板(如图5A-5C中所示)。翼梁缘条223，225还可纵向地沿着第二段而延伸，连接到该至少一个抗剪腹板210上，并定位在抗剪腹板210和外壳270之间。第二段200主体的内端205可包括基本上占据了叶片横截面的横隔壁230。横隔壁230可在其围绕其周边固定到第二叶片段的外壳270上。隔壁230为叶片段提供了结构强度，并且包括用于使叶片的第二段200对准和夹紧到第一段100上的构造。翼梁缘条223，225的阴斜接面242，245可在第二段200的内端205附近形成。阴斜接面242，245沿着离翼梁缘条223，225的内端预定的距离295处而形成(图6A)。
如图5A中针对本发明一个实施例所示，抗剪腹板210可延伸至位于隔壁230处的第二段200的内端205。翼梁缘条223，225也延伸至内隔壁处，在第二段200内端的预定距离295处(图6A)是阴斜接面242，245，以提供互补表面，从而与来自第一段的阳斜接面142，145紧密配合，形成重叠区域298(图6C)。
在第二叶片段的顶面和底面的至少其中一个面上可提供入口盖250。隔壁230可提供多个母衬套260，用于当该隔壁230与第二段200相接合时与第一段100的阳对准销160精密对准。备选地，隔壁230可提供阳对准销(未显示)，用于与隔壁130上的母衬套(未显示)接合。作为另一备选对准特征，隔壁230上的阳对准销(未显示)和母衬套260的组合可与第一段上的阳对准销160和母衬套(未显示)协同使用。用于第二段的隔壁230的母衬套260和相应的用于第一段的隔壁130的对准销160是精确预对准的，以确保当段被夹紧在一起时，隔壁段精确地配合。隔壁230还可提供多个通孔263，以便通过螺母和螺栓或其它合适的紧固件而将叶片的第一段和第二段夹紧在一起。
第二叶片段200的入口盖250可靠近至少一个抗剪腹板210定位。一个入口盖250可定位在叶片前缘212的一侧，而一个入口盖250可定位在叶片后缘215的一侧。入口盖250在被除去时提供通向内腔的通路，第二段的入口251也紧靠隔壁230的内侧面233定位。当打开入口盖250时，入口251提供了到通孔263的通路，用于从第一段一侧进行夹紧操作，并且用于将粘合剂应用于接头。
叶片24包括形成为具有前缘212和后缘215的翼型件剖面形状的外壳270。外壳270可包括玻璃纤维的夹层和轻质的芯部材料。在翼型件剖面内在顶部翼梁缘条223和底部翼梁缘条225之间设置有一个或多个纵向横梁(抗剪腹板)210。
参看图5C，切口282和285容许抗剪腹板110和阳斜接面140从第一段穿入隔壁230中。第二段的抗剪腹板210也包括位于顶端和底端内侧的切口290。切口290容许第一段100的顶部阳斜接面142和底部阳斜接面145(虚线所示)以全部宽度穿入到第二段200的空腔中，以与第二段200的顶部阴斜接面242和底部阴斜接面245形成斜接接头。图中还以虚影显示了第一段的延展的抗剪腹板110。在顶部阴斜接面242和顶部阳斜接面142之间以及在底部阴斜接面245和底部阳斜接面145之间可形成多个垫片，以提供用于注入粘合剂的注入空间293，295，以便将表面粘合在一起，从而在叶片段之间形成接头。
图6A显示了叶片24的第二段200的另一实施例的内端205处的等轴视图。单个抗剪腹板210纵向地沿着第二段的中部而延伸。单个抗剪腹板210可以是凹进的，以允许第二段200容纳来自第一段的互补的延展的抗剪腹板110。隔壁230中的切口282和顶部及底部翼梁缘条切口285(图中只显示了底部切口285)给抗剪腹板110和阳斜接面140提供了从第一段进入第二段的通路。顶部阴斜接面242和底部阴斜接面245由相应的顶部翼梁缘条223和底部翼梁缘条225的渐缩体形成，该渐缩体从离隔壁230内侧表面向外预定距离处的全部厚度开始，沿着预定的距离295渐缩至隔壁230。
图6B显示了用于该发明性结构的实施例的第一段和第二段的已组装的接头，其中单个抗剪腹板110从第一段100穿过第二段200的隔壁230。相应的底部翼梁缘条125的底部阳斜接面145和底部翼梁缘条225的底部阴斜接面245紧密配合。相应的顶部翼梁缘条123的顶部阳斜接面142和顶部翼梁缘条222的顶部阴斜接面242也紧密配合(但未显示)。
图6C显示了从第二段看去的等轴视图，该视图针对组装后的风力涡轮机叶片除去外壳时用于第一段和第二段的接头的一个实施例。外壳表面170，270的除去更清楚地显示了两个段中的翼梁缘条的斜接面142和242及145和245的重叠区域298。用于第一段的隔壁130和用于第二段的隔壁230被紧固在一起。图中显示了两个代表性的对准销160和两个代表性的通孔263，对准销160从第一段100延伸穿过隔壁230和第二段200的母衬套260，然而对准销、衬套和通孔的数量可基于叶片段的尺寸、形状和重量而改变。紧固件265通过多个通孔263而穿过隔壁130，230，以将叶片段夹紧在一起。图中显示来自第一段100的抗剪腹板110穿过用于第二段200的隔壁230，并紧贴在第二段的单个抗剪腹板210上。抗剪腹板贴靠的位置可变换到隔壁的任一侧，以优化系统连接或改善对该接头的接近。
图6D显示了叶片接头的纵切面的内侧视图。抗剪腹板110穿过第一段100的隔壁130而超出第一段100的外端105，并穿过第二段200的隔壁230进入第二段200的空腔。抗剪腹板210从接头处凹入相应的距离。顶部翼梁缘条123的顶部阳斜接面142和底部翼梁缘条125的底部阳斜接面145定位在抗剪腹板110和第一段100的外壳170之间。顶部翼梁缘条223的顶部阴斜接面242和底部翼梁缘条225的底部阳斜接面145定位在抗剪腹板210和第二段200的外壳270之间。阳斜接面142，145从隔壁130延伸并穿过隔壁230预定的距离195而进入第二段中。顶部阳斜接面142与顶部阴斜接面242以及底部阳斜接面145与底部阴斜接面245的重叠区域298允许在第一和第二叶片段之间形成强的接头。斜接面可通过各种粘合剂复合物进行连接，粘合剂复合物可通过各种方式注入，这不是本发明的主题。
之前所述在第一叶片段和第二叶片段之间的斜接接头的实施例陈述了向外延伸超出第一叶片段末端的阳斜接面和凹入到第二叶片段内端中的阴斜接面。此外，之前所述实施例陈述了延伸到第二叶片段中的第一叶片段的抗剪腹板。应该认识到，本发明的一个备选实施例可包括阳斜接面和阴斜接面，其中阳斜接面从用于第二叶片段的顶部翼梁缘条和底部翼梁缘条向内延伸预定的距离而超出第二叶片段的内端，并且阴斜接面位于第一叶片段的顶部翼梁缘条和底部翼梁缘条上，从第一叶片段的外端向内延伸预定的距离。
本发明还提供了一种用于对准和夹紧包括第一段和第二段的多段式风力涡轮机叶片的主体段的方法。在组装期间，可利用起重机或其它合适的机构吊升第二段200。第二段200可直接从运输车例如平板卡车上的固定装置吊升，或者可从地面上的固定装置吊升。用于第二段的运输车可将第二段和不同的叶片段(例如第一段)保持在相同的平板上。备选地，一个运输车可运载一个或更多个第一叶片段，而不同的运输车可运载一个或更多个第二叶片段。叶片组装可在一个段保持在运输车上或在两个叶片段都从运输车上取下并放置在地面上的固定装置上的情况下进行。
第二段可在吊升期间定向，以利于与第一段的组装。如图3中所示，运输车上的第一段可优选地在前缘面向下且后缘面向上的情况下在运输车上的固定装置中运载。在运送期间和吊升期间，第二段应同样地定向。然而，根据要求可以其它的叶片定向来执行该方法。在准备接近位于第一段外端和第二段内端的隔壁区域处的叶片内部时，可除去接头盖和叶片入口盖。接头盖保护接头免受运输和存储期间的物理损坏和天气影响。入口盖定位成紧靠这些隔壁的通孔和叶片段的接头密封构件。优选地入口盖应在吊升之前打开。
然后使第二段的对准元件与第一段的相应元件紧密配合。通过将第二段的内端面定位成与第一段的外端面对准且平行，同时在第一段和第二段的元件之间保持物理隔离，首先将用于第二段的第一十字头部分定位成紧靠用于第一段的十字头部分。之后使第二段朝着第一段移动，直至第一段的阳斜接面的最外面的延展部分与相关联的第二段中的切口紧贴。将阳斜接面插入到隔壁切口中，使得阳斜接面与相应的阴斜接面重叠，从而开始了段的接合。第二段的至少一个抗剪腹板可以是凹入的，从而不会干涉第一段的阳斜接面的插入。如果第二段的至少一个抗剪腹板不是凹入的，那么将在第二段的至少一个抗剪腹板中提供切口，以容纳第一段的顶部阳斜接面和底部阳斜接面的插入。
继续将第一段的阳斜接面插入到相关联的第二段中的切口中，直至隔壁外表面的对准销紧贴在相对的隔壁表面的母衬套上。继续插入使得该隔壁的其中一个或两个外端面的对准销将完全与相对隔壁的相应母衬套接合。
夹紧步骤包括通过第一段的隔壁和第二段的隔壁中对应的通孔而将第一段的隔壁紧固到第二段的隔壁上。用紧固件将段夹紧在一起实现了这两个段的接合。这提供了足够的强度，以使组合的第一和第二叶片段能够共同地从运输车上吊升。在这时或组装时可执行将入口盖重置于夹紧的叶片的第一段和第二段上；或可暂时盖住开口，并且在已经完全组装好叶片，并应用粘合剂以结合斜接接头之后重置入口盖。为了腾出运输车用于其它运输，可从运输车中吊升夹紧的叶片，并可将其置于地面或衬垫上，以便后续对接头的斜接面进行胶粘密封以及对接头上的外壳表皮进行精整加工。
图7显示了用于对准和组装本发明接头的一个实施例的一种方法的流程图。该过程解决了相对于固定的第一段定位第二段的问题。应该懂得，可相反地相对于固定的第二段定位第一段。
在步骤710中，可分别除去第一段100和第二段200上的入口盖150，250和接头盖107，207。在步骤715中，吊升第二段200。在步骤720中，用于第二段200的隔壁230的内端205定位成邻近用于第一段100的隔壁130的外端105。在步骤721中，进一步定位第二段，使第二段的内端205与第一段的外端105对准并平行，同时在第一段和第二段的元件之间保持物理分离。
然后如下所述在步骤730中将第二段插入到第一段之上。在步骤731中使第二段朝着第一段移动，直至第一段的抗剪腹板110和阳斜接面140与相关联的第二段中的切口相接合。然后在步骤732中，进一步使第二段200朝着第一段移动，直至阳斜接面140开始与相应的第二段的阴斜接面240重叠。在步骤733中，如果第二段的抗剪腹板210延伸至第二段的隔壁230处，顶部阳斜接面142和底部阳斜接面可穿过第二段的抗剪腹板210中的切口。在步骤734中，可进一步使第二段朝着第一段移动，直至隔壁130，230的对准销160，260紧贴着相对隔壁230，130的对准孔262，162。在步骤735中，使第二段朝着第一段移动，直至隔壁的对准销160，260完全与隔壁260，160的对准孔262，162相接合。在步骤740中将第二段夹紧到第一段上，这包括通过这两个隔壁中相应的通孔160而将第二段的隔壁230紧固到第一段的隔壁130上。在步骤750中，从运输车或从地面衬垫上吊升夹紧的叶片。然后在步骤760中可将夹紧的叶片置于地面衬垫上。在770步骤中可应用粘合剂以结合接头。当不再需要使用入口151，251时，可在步骤780中重置入口盖150，250。
虽然本文描述了各种实施例，但是从本说明书应该理解，在本发明的范围内可实现各种元件的组合、变化或改良。

Claims (24)

1.一种用于多段式风力涡轮机叶片的段的对准和夹紧结构，包括：
形成相邻的叶片段之间的接头的多个叶片段，其包括形成接头的至少第一段和第二段；
在外端处安装在所述第一段的外壳的内表面上的隔壁；和在内端处安装在所述第二段的外壳的内表面上的隔壁；并且
对于所述第一段的所述隔壁和对于所述第二段的所述隔壁的至少其中一个隔壁包括至少一个阳对准销，所述阳对准销位于外表面上的预定位置，并垂直于相对隔壁的外表面而延伸，并且所述第一段的所述隔壁和所述第二段的所述隔壁的至少其中一个隔壁包括至少一个衬套，所述衬套位于预定的互补位置，用于容纳相对隔壁的所述至少一个阳对准销，处于互补位置的所述阳对准销和所述衬套精确地对准，以利于所述第一段的所述隔壁和所述第二段的所述隔壁的配合。
2.根据权利要求1所述的用于多段式风力涡轮机叶片的段的对准和夹紧结构，其特征在于，所述至少一个阳对准销安装在所述第一段的所述隔壁的所述外表面上，而多个衬套安装在所述第二段的所述隔壁的所述外表面上。
3.根据权利要求1所述的用于多段式风力涡轮机叶片的段的对准和夹紧结构，其特征在于，多个阳对准销安装在所述第二段的所述隔壁的所述外表面上，而多个衬套安装在所述第一段的所述隔壁的所述外表面上。
4.根据权利要求1所述的用于多段式风力涡轮机叶片的段的对准和夹紧结构，其特征在于，用于所述第一段的所述隔壁包括安装在所述隔壁的所述外表面上的至少一个阳对准销以及至少一个衬套，并且用于所述第二段的所述隔壁包括安装在所述隔壁的所述外表面上的至少一个衬套和至少一个阳对准销，所述阳对准销相对于相对的隔壁上的互补的衬套精确地定位，以利于所述叶片的所述第一段与第二段的配合。
5.根据权利要求2所述的用于多段式风力涡轮机叶片的段的对准和夹紧结构，其特征在于，用于所述第一段的所述隔壁包括多个通孔，而用于所述第二段的所述隔壁包括相应的多个互补的通孔，位于用于所述第一段的所述隔壁上的所述多个通孔和用于所述第二段的所述多个通孔精确地对准，以利于所述第一段和所述第二段的紧固。
6.根据权利要求5所述的用于多段式风力涡轮机叶片的段的对准和夹紧结构，其特征在于，利用紧固件将所述第一段和所述第二段夹紧在一起，所述紧固件穿过用于所述第一段的所述隔壁和用于所述第二段的所述隔壁中的多个相应的通孔。
7.根据权利要求6所述的用于多段式风力涡轮机叶片的段的对准和夹紧结构，其特征在于，所述结构还包括：用于所述第一段和所述第二段的顶面和底面中的至少一个，其包括提供通向所述接头的内部的通路的多个入口。
8.根据权利要求7所述的用于多段式风力涡轮机叶片的段的对准和夹紧结构，其特征在于，所述结构还包括：
至少一个抗剪腹板，其纵向地沿着所述第一段的主体延伸；
顶部翼梁缘条和底部翼梁缘条，所述顶部翼梁缘条纵向地沿着所述第一段的主体延伸，并定向成垂直于所述至少一个抗剪腹板的顶面，所述底部翼梁缘条纵向地沿着所述第一段的主体延伸，并定向成垂直于所述至少一个抗剪腹板的底面；
形成于所述第一段的主体的顶部翼梁缘条的外端处的斜接面；
形成于所述第一段的主体的底部翼梁缘条的外端处的斜接面；
至少一个抗剪腹板，其纵向地沿着所述第二段的主体延伸；
顶部翼梁缘条和底部翼梁缘条，所述顶部翼梁缘条纵向地沿着所述第二段的主体延伸，并定向成垂直于所述至少一个抗剪腹板的顶面，所述底部翼梁缘条纵向地沿着所述第二段的主体延伸，并定向成垂直于所述至少一个抗剪腹板的底面；
形成于所述第二段的主体的顶部翼梁缘条的内端处的斜接面；以及
形成于所述第二段的主体的底部翼梁缘条的内端处的斜接面。
9.根据权利要求8所述的用于多段式风力涡轮机叶片的段的对准和夹紧结构，其特征在于，位于所述第一段的顶部翼梁缘条的外端处的所述斜接面和位于所述第二段的顶部翼梁缘条的内端处的所述斜接面形成互补且重叠的斜接面，并且位于所述第一段的底部翼梁缘条的外端处的所述斜接面和位于所述第二段的底部翼梁缘条的内端处的所述斜接面形成互补且重叠的斜接面。
10.根据权利要求9所述的用于多段式风力涡轮机叶片的段的对准和夹紧结构，其特征在于，位于所述第一段的顶部翼梁缘条的外端处的所述斜接面和位于所述第一段的底部翼梁缘条的外端处的所述斜接面包括阳斜接面，所述阳斜接面向外延伸预定的距离而超出所述第一段的外端；并且位于所述第二段的顶部翼梁缘条的内端处的所述斜接面和位于所述第二段的底部翼梁缘条的内端处的所述斜接面包括阴斜接面，所述阴斜接面从所述第二段的内端向外延伸预定的距离。
11.根据权利要求9所述的用于多段式风力涡轮机叶片的段的对准和夹紧结构，其特征在于，位于所述第一段的顶部翼梁缘条的外端处的所述斜接面和位于所述第一段的底部翼梁缘条外端的所述斜接面包括阴斜接面，所述阴斜接面从所述第一段的外端向内延伸预定的距离；并且位于所述第二段的顶部翼梁缘条的内端处的所述斜接面和位于所述第二段的底部翼梁缘条的内端处的所述斜接面包括阳斜接面，所述阳斜接面向内延伸预定的距离而超出所述第二段的内端。
12.根据权利要求9所述的用于多段式风力涡轮机叶片的段的对准和夹紧结构，其特征在于，对于所述第一段的所述外端的所述隔壁和对于所述第二段的所述内端的所述隔壁包括用于阳斜接面的切口。
13.根据权利要求12所述的用于多段式风力涡轮机叶片的段的对准和夹紧结构，其特征在于，带阴斜接面的段的所述至少一个抗剪腹板的内端包括切口，以容纳来自相对的段的所述阳斜接面，以便接合。
14.根据权利要求1所述的用于多段式风力涡轮机叶片的段的对准和夹紧结构，其特征在于，所述第一段包括根段，而所述第二段包括顶段。
15.一种用于在组装期间用于对准和夹紧多段式风力涡轮机叶片的段的方法，所述多段式风力涡轮机叶片包括在外端处具有隔壁的第一段和在内端处具有隔壁的第二段，其中在所述第一段的外端处的所述隔壁上提供对准销和衬套中的至少一个，并且在所述第二段的内端处提供互补的衬套和互补的对准销中的至少一个，所述方法包括：
吊升所述第二段；
使所述第二段的所述内端处的隔壁与所述第一段的所述外端处的隔壁靠近定位；
将所述第二段插入到所述第一段上；
将所述第二段夹紧到所述第一段上；
从运输车上吊升夹紧的叶片；以及
将所述夹紧的叶片安置在地面上。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，吊升所述第二段的所述步骤包括：
直接从运输车上的固定装置或者从地面上的固定装置吊升所述第二段。
17.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，使所述第二段的内端靠近所述第一段的外端定位的步骤包括：
将所述第二段的内端表面定位成与所述第一段的外端表面对准且平行，且同时保持所述第一段与所述第二段的元件之间的物理隔离。
18.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，将所述第二段插入到所述第一段上的步骤包括：
使所述第二段朝着所述第一段移动，直至所述第一段的抗剪腹板和阳斜接面与所述第二段的所述隔壁中的相关联的切口接合；
使所述第二段朝着所述第一段移动，直至所述第一段的所述阳斜接面与所述第二段的对应的阴斜接面重叠；
使所述第二段朝着所述第一段移动，直至所述对准销紧贴相对的隔壁表面的所述互补的衬套；以及
使所述第二段朝着所述第一段移动，直至所述隔壁表面的对准销完全接合所述相对的隔壁表面的所述衬套。
19.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述夹紧步骤包括：
通过所述第一段的隔壁和所述第二段的隔壁中对应的通孔而将所述第一段的隔壁紧固到所述第二段的隔壁上。
20.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述方法还包括使所述第一段的抗剪腹板的阳延伸部插入通过所述第二段的隔壁切口，直至所述抗剪腹板的所述阳延伸部完全插入所述隔壁切口。
21.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
除去所述第一段和所述第二段上用于所述叶片接头的接头盖；
在将所述第二段插入到所述第一段上之前除去所述第一段和所述第二段上用于所述叶片接头的入口盖。
22.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，将所述第二段插入到所述第一段上的步骤包括：
使所述第二段朝着所述第一段移动，直至所述第二段的阳斜接面与所述第一段的所述隔壁中的相关联的切口接合；
使所述第二段朝着所述第一段移动，直至所述第二段的所述阳斜接面与所述第一段的对应的阴斜接面重叠；
使所述第二段朝着所述第一段移动，直至所述对准销紧贴相对的隔壁表面的所述互补的衬套；以及
使所述第二段朝着所述第一段移动，直至所述隔壁表面的对准销完全接合所述隔壁表面的所述衬套。
23.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，将所述第二段插入到所述第一段上的步骤包括：
使所述第一段的顶部阳斜接面和底部阳斜接面插入通过所述第二段的抗剪腹板的切口。
24.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述叶片的所述第一段包括根段，而所述叶片的所述第二段包括顶段。
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