CN101970331B - 用于处理风力发电机叶片的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

一种用于处理风力发电机叶片的方法和设备，其提供了在没有叶片中的负载的不平衡分布的情况下处理风力发电机叶片的多用途装置。本方法包括在已收回上模具之后将上安装部件(103)定位在叶片上方；使用提升装置从下模具提升叶片和上安装部件；将叶片定位在下安装部件(104)上方，所述下安装部件固定地附接至下方可移动支架(102)；将上安装部件附接至下安装部件，其中，上、下安装部件一起具有基本与叶片的外轮廓剖面的形状对应的内表面。本发明进一步包括一种用于处理风力发电机叶片的设备。

Description

用于处理风力发电机叶片的方法和设备
技术领域
本发明涉及一种用于处理风力发电机叶片的方法和设备。
背景技术
用于由风产生电力的风力发电机叶片，也被称为风力转子叶片或风轮机叶片，在现有技术中是众所周知的。多数用于高于1.0MW应用的商用叶片的长度都在约25至60米(约82至196英尺)的范围内，其具有从约1.5至5米(约3.3至16.4英尺)的最大弦(chord)。由于对再生能源的需求的增加，叶片的尺寸已增加，因此现今正在设计甚至更大的叶片。
多数已知的用于制造风力发电机叶片的工序都使用固定的下模具和可旋转的上模具，其中根据模具的内表面将多个层压在一起而形成具有外气动外形的两个外壳。这些层可由任何适当的材料制成，诸如但不限于纤维、金属、塑料、木材和/或其组合，这些材料通过树脂层压，该树脂包括但不限于环氧树脂、乙烯基酯、聚酯树脂和/或其组合。许多工序都可用于层压树脂，包括但不限于树脂传递模塑、树脂薄膜注入等。除了限定气动轮廓的外壳之外，诸如抗剪腹板(shear web)和翼梁盖(spar cap)等一些额外的内部结构件可在外壳的结构加固和支撑方面提供重要辅助。一些部件，诸如但不限于翼梁盖、抗剪腹板、根部段和/或其部件可预形成或预加工。在层压两个外壳半部并定位附加的内部结构件之后，使用活动铰链机构或起重机闭合两个模具，并将两个外壳半部胶合在一起。在使树脂固化之后，收回上模具，并通常用由高架起重机驱动的带子从下模具提升叶片，这些带子将叶片移动至后续的制造步骤，诸如外表面抛光和上漆。在这些步骤期间，会期望叶片围绕其轴线从“水平”位置(即，弦线基本处于水平位置)旋转至“竖直”位置(即，弦线基本处于竖直位置)。并且会期望将叶片从一个生产线位置移动至高架起重机达不到的另一生产线位置。
发明内容
然而，众所周知的是，风力发电机叶片设计是针对气动设计的，其目标是对特定风速分布使能量输出最大化，并且对于失速调节的机构则限制最大功率输出；尽管优化了结构设计(包括材料选择)，以限制极端负载和疲劳负载，避免共振并使重量和成本最小化，但所有这些均为“现场”工作条件。因此，在制造工序期间正确地处理叶片变成一个相当复杂的问题。例如，叶片的一些部分(诸如后缘和前缘)会是相对易碎的。因此，由柔性带子造成的不平衡负载可对叶片边缘造成损伤。根据叶片的结构设计，在处理期间负载的不平衡分布可造成不可补救的损伤或甚至使叶片完全折断。为了解决该问题，本发明包含用于处理风力发电机叶片的方法和设备，其提供了一种用于在没有叶片中的负载的不平衡分布的情况下处理风力发电机叶片的多用途装置。
附图说明
附图并非按比例绘制。在图中，各图中示出的每个完全相同或几乎相同的部件用相同的标号表示。为了清晰起见，并非每个部件都在每幅图中标出。
图1是本发明的实施例的透视图，其具有下方支架、带子及处于基本水平的位置的安装部件。
图2是本发明的实施例的透视图，其具有处于基本水平的位置的安装部件以及位于安装部件的每侧中的一个竖直支架。
图3是竖直支架的横截面图。
具体实施方式
本发明在其应用方面并不限于以下描述中阐述的或图中示出的部件的构造及布置的细节。本发明可具有其它实施方式，并可以多种方式实施或执行。而且，文中使用的措辞和术语仅出于说明的目的，而不应被视为是限制性的。文中使用的“包括”、“由...组成”、或“具有”、“包含”、“含有”及其变体意在包括其后所列的各项及其等效物以及附加项。
图1以透视图示出了本发明的一个示例性实施方式，其具有安装部件(mounting)、下方支架(inferior support)和带子。安装部件处于基本水平的位置，即，叶片(未示出)的弦线处于基本水平的位置。
安装部件适于接收带子101，所述带子被构造为保持安装部件和所支撑的叶片，并确保安装部件和叶片一起围绕其轴线旋转，其中，这种安装部件适于当该安装部件处于基本水平的位置时固定地置于下方支架102中，并且所述安装部件进一步包括上安装部件103和下安装部件104，其中，上安装部件103被构造为固定地连接至下安装部件104。
上安装部件103包括：主框架105，该主框架具有两端、两个侧面106、一个外侧107和一个内侧；一个侧支撑板109，位于主框架105的每个侧面106中(为了清晰起见，图1中未示出该参考标号)；上层，通过侧支撑板109固定在主框架的内侧下方，该上层具有基本与叶片的外轮廓剖面的一侧的形状对应的表面；以及连接至主框架105的外侧的多个上滚轴110。
下安装部件104相应地包括(为了清晰起见，未示出参照标号)：主框架，该主框架具有两端、两个侧面、一个外侧和一个内侧；位于主框架的每个侧面中的一个侧支撑板；通过侧支撑板固定在主框架的内侧下方的上层，该上层具有基本与叶片的外轮廓剖面的一侧的形状对应的表面；以及连接至主框架的外侧的多个下滚轴。在本发明的一个实施方式中，侧支撑板可具有多个孔，以减轻板的重量。在上安装103和下安装104主框架的每端中，主框架可具有至少一个端侧附接孔，以接收用于将上安装部件103牢固地附接至下安装部件104的紧固件111。附接孔可定位在连接至上安装103和下安装104主框架的端部的接合板中。下安装部件104主框架的侧支撑板可具有用于接收锁定销112的通道孔。下方支架102进一步包括用于接收锁定销112头部的轴承113，所述锁定销112具有通过下安装104的通道孔的本体，以固定地支撑下安装部件104。下方支架可以是可移动的。
图2是本发明的实施例的透视图，其具有处于基本水平的位置的安装部件以及位于安装部件的每侧中的一个竖直支架。图3是竖直支架的横截面图。
竖直支架114适于当安装部件处于基本竖直的位置时固定和拆卸上安装部件103和/或下安装部件104。竖直支架可具有底座115和在底座115向上延伸的结构框架。该结构框架可包括用于支撑上安装部件或下安装部件的滚轴的轴承116。结构框架可具有用于将轴承116附接在滚轴中的可调结构117，从而在将底座115固定在限定位置之后，调节可调结构117的高度和宽度以适于接收上安装部件103或下安装部件104的滚轴。竖直支架114可以是可移动的。下安装部件104可适于当安装部件处于基本竖直的位置时直接固定地置于可替代的诸如适合的摇架(cradle)的下方支架中。
在又一方面中，本发明可通过一种处理风力发电机叶片的方法来执行，其特征在于，该方法包括以下步骤：在已收回上模具之后，将上安装部件定位在叶片上方；使用提升装置从下模具提升叶片和上安装部件；将叶片定位在下安装部件上方，该下安装部件固定地附接至可移动下方支架；将上安装部件附接至下安装部件，其中，上、下安装部件一起具有基本与叶片的外轮廓剖面的形状对应的内表面。
本方法可进一步包括使用可移动下方支架将叶片和安装部件从第一位置移动至第二位置的步骤。本方法可进一步包括固定安装部件结构和带子及拆卸下安装部件与可移动下方支架的固定连接的步骤。
本方法可进一步包括从下安装部件下方移走可移动下方支架的步骤。本方法可进一步包括使安装部件和叶片一起围绕其轴线从第一位置旋转至第二位置的步骤，其中，所述第一位置可以为基本水平的位置，第二位置可以为基本竖直的位置。在移走可移动下方支架且使叶片和安装部件旋转至竖直位置之后，将第一可移动竖直支架固定地附接至下安装部件，并将第二可移动竖直支架附接至上安装部件。

Claims (21)

1.一种用于处理风力发电机叶片的方法，其特征在于，包括：
在已收回上模具之后，将上安装部件定位在所述叶片上方；
使用提升装置从下模具提升所述叶片和所述上安装部件；
将所述叶片定位在下安装部件上方，所述下安装部件固定地附接至可移动下方支架；
将所述上安装部件附接至所述下安装部件，
其中，所述上、下安装部件一起具有基本与所述叶片的外轮廓剖面的形状对应的内表面。
2.根据权利要求1所述的用于处理风力发电机叶片的方法，进一步包括使用所述可移动下方支架将所述叶片和所述上安装部件及所述下安装部件从第一位置移动至第二位置。
3.根据权利要求1所述的用于处理风力发电机叶片的方法，进一步包括用带子固定所述上安装部件及所述下安装部件；以及拆卸所述下安装部件与所述可移动下方支架的固定连接。
4.根据权利要求3所述的用于处理风力发电机叶片的方法，进一步包括从所述下安装部件下方移走所述可移动下方支架。
5.根据权利要求4所述的用于处理风力发电机叶片的方法，进一步包括使所述上安装部件及所述下安装部件和所述叶片一起围绕其轴线从第一位置旋转至第二位置。
6.根据权利要求5所述的用于处理风力发电机叶片的方法，其中，所述第一位置为基本水平的位置，所述第二位置为基本竖直的位置。
7.根据权利要求6所述的用于处理风力发电机叶片的方法，其中，在移走所述可移动下方支架且使所述叶片和所述上安装部件及所述下安装部件旋转至竖直位置之后，将第一可移动竖直支架固定地附接至所述下安装部件，并将第二可移动竖直支架附接至所述上安装部件。
8.一种用于处理风力发电机叶片的设备，其特征在于，所述设备包括适于接收带子的安装部件，所述带子被构造为保持所述安装部件和所支撑的叶片，并确保所述安装部件和所述叶片一起围绕其轴线旋转，其中，这种安装部件适于当所述安装部件处于基本水平的位置时固定地置于下方支架中，并且所述安装部件进一步包括上安装部件和下安装部件，其中，所述上安装部件被构造为固定地连接至所述下安装部件。
9.根据权利要求8所述的用于处理风力发电机叶片的设备，其中，所述下安装部件进一步适于当所述安装部件处于基本竖直的位置时固定地置于下方支架中。
10.根据权利要求8所述的用于处理风力发电机叶片的设备，其中，所述上安装部件包括：
主框架，具有两端、两个侧面、一个外侧和一个内侧；
侧支撑板，位于所述主框架的每个侧面中；
上层，通过所述侧支撑板固定在所述主框架的内侧下方，所述上层具有基本与所述叶片的外轮廓剖面的一侧的形状对应的表面；以及
多个上滚轴，连接至所述主框架的外侧。
11.根据权利要求8所述的用于处理风力发电机叶片的设备，其中，所述下安装部件包括：
主框架，具有两端、两个侧面、一个外侧和一个内侧；
侧支撑板，位于所述主框架的每个侧面中；
上层，通过所述侧支撑板固定在所述主框架的内侧下方，所述上层具有基本与所述叶片的外轮廓剖面的一侧的形状对应的表面；以及
多个下滚轴，连接至所述主框架的外侧。
12.根据权利要求10或11所述的用于处理风力发电机叶片的设备，其中，所述侧支撑板具有多个孔，以减轻所述侧支撑板的重量。
13.根据权利要求10或11所述的用于处理风力发电机叶片的设备，其中，在所述上、下安装部件主框架的每端中，所述主框架具有至少一个端侧附接孔，以接收用于将所述上安装部件牢固地附接至所述下安装部件的紧固件。
14.根据权利要求13所述的用于处理风力发电机叶片的设备，其中，所述端侧附接孔定位在连接至所述上、下安装部件主框架的端部的接合板中。
15.根据权利要求11所述的用于处理风力发电机叶片的设备，其中，所述下安装部件主框架的侧支撑板具有至少一个用于接收锁定销的通道孔。
16.根据权利要求15所述的用于处理风力发电机叶片的设备，其中，所述下方支架进一步包括用于接收锁定销头部的轴承，所述锁定销具有穿过所述下安装部件的通道孔的本体，以固定地支撑所述下安装部件。
17.根据权利要求8所述的用于处理风力发电机叶片的设备，其中，所述下方支架是可移动的。
18.根据权利要求8所述的用于处理风力发电机叶片的设备，进一步包括用于当所述安装部件处于基本竖直的位置时固定和拆卸所述上或下安装部件的竖直支架。
19.根据权利要求18所述的用于处理风力发电机叶片的设备，其中，所述竖直支架具有底座和在所述底座向上延伸的结构框架，所述结构框架包括用于支撑所述上或下安装部件的滚轴的轴承。
20.根据权利要求19所述的用于处理风力发电机叶片的设备，其中，所述结构框架具有用于将所述轴承附接于所述滚轴的可调结构，从而，在将所述底座固定在限定位置之后，调节所述可调结构的高度和宽度，以接收所述上或下安装部件的滚轴。
21.根据权利要求18所述的用于处理风力发电机叶片的设备，其中，所述竖直支架是可移动的。
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