CN103670910B - 一种分段式风力机叶片的连接装置及连接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分段式风力机叶片的连接装置，连接装置包括叶片壳体连接装置和剪切肋连接装置，壳体连接装置包括若干个玻璃钢法兰，玻璃钢法兰直接成型在每段叶片连接处的截面上，相对接的两个玻璃钢法兰上分别设有相互对应的螺孔，螺孔上设有螺栓，螺栓上设有自锁螺母；剪切肋连接装置包括若干个泡沫和若干个玻璃钢板，泡沫分别设置在相对应的两段剪切肋之间，泡沫上设有通孔，玻璃钢板分别设置在相对应的两段剪切外侧的连接处，玻璃钢板与剪切肋上设有相对应的螺孔，螺孔与泡沫上的通孔相对应，剪切肋连接装置还包括若干个螺栓和自锁螺母。本发明整体性好、连接强度高、装置自重轻，对叶片的叶片疲劳寿命影响小。

Description

一种分段式风力机叶片的连接装置及连接方法

技术领域

本发明涉及风电领域，特别是涉及风力发电机分段式叶片的连接装置及连接方式。

背景技术

我国自改革开放以来，国民经济迅速发展，用电量急剧增加。传统的化石燃料发电存在巨大的环保问题和碳排放问题。为此，发展清洁能源成为当务之急，风电就是其中之一。

近几年来，风力发电机组单机功率不断提高，且低风速机组的市场份额不断提高，这两个原因造成了风力发电机组叶片（以下简称“叶片”）的长度不断加长。目前国内安装超大、超长叶片，特别是低风速叶片的地区主要是经济欠发达地区，有的甚至是山区，道路条件普遍不好。这对于大型叶片的安装是极大的考验，很多项目往往因无法运输而搁浅。即使勉强实现运输，也会采取许多特殊车辆、技术手段，这样往往造成成本高企，效率低下。而采用分段式技术制造的叶片，可大大扩展超大、超长或低风速叶片的应用地区范围，提升市场需求，提高产品的附加值。

现有的分段叶片连接的相关技术存在相应的缺点。如专利US2011/0091326描述的插入式连接方式，是将带有延长体的叶片分段插入另一带有狭槽的叶片中，通过螺栓铆接或粘接的方式将两段叶片连成整体。这种方式造成叶片结构和安装工序比较复杂。如国电联合动力技术有限公司申请的专利（申请号201210026153.4）采用的是T型螺栓的连接方式，该方式连接装置重量大，整体性差，对叶片的疲劳寿命造成不良影响的缺点。

发明内容

本发明要解决的技术问题是现有：现有的分段叶片连接装置重量大，整体性差，对叶片的疲劳寿命造成不良影响的缺点，从而提供一种分段式风力机叶片的连接装置及连接方法。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种分段式风力机叶片的连接装置，所述连接装置包括叶片壳体连接装置和剪切肋连接装置，

所述壳体连接装置包括若干个玻璃钢法兰，所述玻璃钢法兰直接成型在每段叶片连接处的截面上，相对接的两个玻璃钢法兰上分别设有相互对应的螺孔，所述螺孔上设有螺栓，所述螺栓上设有自锁螺母；

所述剪切肋连接装置包括若干个泡沫和若干个玻璃钢板，所述泡沫分别设置在相对应的两段剪切肋之间，所述泡沫上设有通孔，所述玻璃钢板分别设置在相对应的两段剪切外侧的连接处，所述玻璃钢板与剪切肋上设有相对应的螺孔，所述螺孔与泡沫上的通孔相对应，所述剪切肋连接装置还包括若干个与螺孔和通孔相配合的螺栓和自锁螺母。

在本发明的一个优选实施例中，所述相对接的两玻璃钢法兰之间设有一橡皮，所述橡皮与玻璃钢法兰的形状相同，所述橡皮上设有与玻璃钢法兰相对应的螺孔。

在本发明的一个优选实施例中，所述泡沫的厚度与相对应的两段剪切肋内侧的间距相等。

一种分段式风力机叶片的连接方法，所述连接方法包括如下步骤：

（1）首先将相邻的叶片进行定位，在叶片一侧的玻璃钢法兰对接面上固定一层橡皮，

（2）然后进行叶片上的剪切肋连接：

a、在两段剪切肋中间放置一个硬质泡沫，然后采用打孔机通过剪切肋上的螺孔将硬质泡沫打穿；

b、然后在两段剪切肋同侧的接缝处填充环氧胶粘剂，并用环氧胶粘剂将玻璃钢板粘接在两段剪切肋外侧的连接处；

c、最后将螺栓依次穿过一侧的玻璃钢板的螺孔、一侧剪切肋的螺孔、硬质泡沫的通孔、另一侧的剪切肋的螺孔和另一侧的玻璃钢板的螺孔，在螺栓的另一头依次套上垫片、自锁螺母，再旋紧自锁螺母，

（3）然后再进行叶片壳体的连接：

a、将螺栓依次穿过叶片上玻璃钢法兰上预留的螺孔，在螺栓另一头依次套上垫片、自锁螺母，再旋紧自锁螺母；

b、最后在两分段叶片的连接缝处填充密封胶或胶粘剂，然后打磨，喷漆。

通过上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明采用在叶片分段截面处预制玻璃钢法兰，然后用螺栓连接的方式，具有结构轻便、简单有效、可操作性强的特点。

本发明整体性好、连接强度高、装置自重轻，对叶片的叶片疲劳寿命影响小。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为分段式叶片的整体结构示意图；

图2为分段式叶片连接区域的截面示意图；

图3为泡沫与剪切肋的连接示意图；

图4为图2中的B向剖视图；

图5为图2中的A-A剖视图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

分段式叶片至少包括两段叶片部分，在本发明的实施例中将分段式叶片分成两个两段叶片部分。

参见图1，分段式叶片包括叶片部分100和叶片部分200，这两个叶片部分通过连接装置进行固定连接。

参见图2，连接装置包括叶片壳体连接装置和剪切肋连接装置。

叶片壳体连接装置包括若干个玻璃钢法兰300，其设置在每个叶片部分的截面上。

本发明采用的玻璃钢法兰300，其是通过模具与叶片熔铸为一体，直接成型在每个叶片部分的截面上。

参见图5，在相对接的两个玻璃钢法兰300上分别设有相对应的螺孔，这样本发明可以通过在螺孔上安插螺栓320和螺母，将相对接的两个玻璃钢法兰300固定，从而将两个叶片部分连接固定。

为了增强两个叶片部分之间的密封性，在相对接的两玻璃钢法兰300之间设有一层橡皮310。

橡皮310，其形状与玻璃钢法兰300形状相同，在橡皮310上设有与玻璃钢法兰300上的螺孔相对应的螺孔，方便玻璃钢法兰300之间的连接。

参见图2，剪切肋连接装置，其是用于将两个叶片部分上的剪切肋400进行连接，其包括若干个泡沫410和若干个玻璃钢板420。

参见图3和图4，泡沫410，为硬质泡沫，其厚度与两个叶片部分上的剪切肋400内侧的间距相等，其设置在分别设置在相对应的两段剪切肋400之间，并且泡沫410上设有通孔。

泡沫410，其是用来分散螺栓440固定时给剪切肋400施加的载荷，防止剪切肋400变形、损伤。

玻璃钢板420，其分别设置在相对应的两段剪切肋400外侧的连接处，具体可通过在两段剪切肋400同侧的接缝处填充环氧胶粘剂430，然后通过玻璃钢板420与环氧胶粘剂430的配合，从而粘贴在两段剪切肋400外侧的连接处。

在玻璃钢板420与剪切肋400上设有相对应的螺孔，并且螺孔与泡沫410上的通孔相对应，这样通过螺栓440依次穿过一侧的玻璃钢板420的螺孔、一侧剪切肋400的螺孔、硬质泡沫410的通孔、另一侧的剪切肋400的螺孔和另一侧的玻璃钢板420的螺孔，在螺栓440的另一头依次套上垫片、自锁螺母，再旋紧自锁螺母，从而将两个剪切肋400连接固定。

下面是分段式风力机叶片的连接步骤：

（1）首先将相邻的叶片进行定位，在叶片一侧的玻璃钢法兰300对接面上固定一层橡皮310（参见图1和图5），

（2）然后进行叶片上的剪切肋连接：

a、在两段剪切肋中间放置一个硬质泡沫410，然后采用打孔机通过剪切肋400上的螺孔将硬质泡沫410打穿（参见图2）；

b、然后在两段剪切肋400同侧的接缝处填充环氧胶粘剂430，并用环氧胶粘剂430将玻璃钢板420粘接在两段剪切肋400外侧的连接处（参加图4）；

c、最后将螺栓依次穿过一侧的玻璃钢板420的螺孔、一侧剪切肋400的螺孔、硬质泡沫410的通孔、另一侧的剪切肋400的螺孔和另一侧的玻璃钢板420的螺孔，在螺栓440的另一头依次套上垫片、自锁螺母，再旋紧自锁螺母；（参见图2）

（3）然后再进行叶片壳体的连接（参见图2和图5）：

a、将螺栓320依次穿过叶片上玻璃钢法兰300上预留的螺孔，在螺栓320另一头依次套上垫片、自锁螺母，再旋紧自锁螺母；

b、最后在两分段叶片的连接缝处填充密封胶或胶粘剂，然后打磨，喷漆。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种分段式风力机叶片的连接装置，其特征在于，所述连接装置包括叶片壳体连接装置和剪切肋连接装置，

所述壳体连接装置包括若干个玻璃钢法兰，所述玻璃钢法兰直接成型在每段叶片连接处的截面上，相对接的两个玻璃钢法兰上分别设有相互对应的螺孔，所述螺孔上设有螺栓，所述螺栓上设有自锁螺母；

所述剪切肋连接装置包括若干个泡沫和若干个玻璃钢板，所述泡沫分别设置在相对应的两段剪切肋之间，所述泡沫上设有通孔，所述玻璃钢板分别设置在相对应的两段剪切外侧的连接处，所述玻璃钢板与剪切肋上设有相对应的螺孔，所述螺孔与泡沫上的通孔相对应，所述剪切肋连接装置还包括若干个与螺孔和通孔相配合的螺栓和自锁螺母。

2.根据权利要求1所述的一种分段式风力机叶片的连接装置，其特征在于，所述相对接的两玻璃钢法兰之间设有一橡皮，所述橡皮与玻璃钢法兰的形状相同，所述橡皮上设有与玻璃钢法兰相对应的螺孔。

3.根据权利要求1所述的一种分段式风力机叶片的连接装置，其特征在于，所述泡沫的厚度与相对应的两段剪切肋内侧的间距相等。

4.一种分段式风力机叶片的连接方法，其特征在于，所述连接方法包括如下步骤：

(1)首先将相邻的叶片进行定位，在叶片一侧的玻璃钢法兰对接面上固定一层橡皮，

(2)然后进行叶片上的剪切肋连接：

a、在两段剪切肋中间放置一个硬质泡沫，然后采用打孔机通过剪切肋上的螺孔在硬质泡沫上开设一个通孔；

b、然后在两段剪切肋同侧的接缝处填充环氧胶粘剂，并用环氧胶粘剂将玻璃钢板粘接在两段剪切肋外侧的连接处；

c、最后将螺栓依次穿过一侧的玻璃钢板的螺孔、一侧剪切肋的螺孔、硬质泡沫的通孔、另一侧的剪切肋的螺孔和另一侧的玻璃钢板的螺孔，在螺栓的另一头依次套上垫片、自锁螺母，再旋紧自锁螺母，

(3)然后再进行叶片壳体的连接：

a、将螺栓依次穿过叶片上玻璃钢法兰上预留的螺孔，在螺栓另一头依次套上垫片、自锁螺母，再旋紧自锁螺母；

b、最后在两分段叶片的连接缝处填充密封胶或胶粘剂，然后打磨，喷漆。