CN105299006A - Mw级风力发电叶片腹板连接装置及叶片组装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种连接装置，连接装置用于连接两个单独的部件，连接装置包括：定位卡框，定位卡框具有两个侧臂，使用时定位卡框的两个侧臂能够分别与两个单独部件的外侧接触；和张紧器，张紧器包括操纵装置和活动限位件，操纵装置能够操纵活动限位件，能够使得活动限位件进入两个单独部件之间的内侧空间，并能够使得活动限位件和两个侧臂相互作用而夹紧两个单独部件，从而两个单独部件被连接装置连接且两个单独部件之间的相对位置被固定。操作操纵装置，还能够使得活动限位件与两个单独部件松开并从两个单独部件之间的内侧空间移出。本发明的连接装置轻便，整套安装、拆卸均可快速完成。

Description

MW级风力发电叶片腹板连接装置及叶片组装方法

技术领域

本发明涉及MW级风力发电叶片连接夹具，具体涉及风力发电叶片内部前、后缘腹板连接装置。

背景技术

腹板是用于提高MW风力发电叶片的剪切强度的部件，单独成型后，通过结构胶与叶片壳体粘接。腹板包括前缘腹板和后缘腹，两个腹板固定在叶片内且相对于叶片位置固定，从而起到支撑叶片、防止叶片变形的作用。

传统的连接方式是在两个腹板中间每隔一小段距离粘接一个尺寸加工好的连接件，这种工艺周期长，消耗人工和连接材料，同时叶在片内部增加了非设计的多余物。

目前使用的腹板定位工装上可以配制腹板的连接机构，但腹板定位工装自身尺寸大、配件多，经常需要校核且需要吊运安装，使用时每个工装需要同时配一名操作人员。因此实际生产时，只在沿着腹板纵向布置少数几个腹板定位工装，达到实现两个腹板整体快捷定位、升降和加压的功能，而难于同时实现腹板的整体精确连接。

发明内容

本发明的目的是提供一套MW级风力发电叶片腹板连接装置，该装置可以将两个腹板进行精确连接，且连接装置易于快捷安装拆卸。

根据本发明的第一方面，本发明提供了一种连接装置，连接装置用于连接两个单独的部件，连接装置包括：

定位卡框，定位卡框具有两个侧臂，使用时定位卡框的两个侧臂能够分别与两个单独部件的外侧接触；和

张紧器，张紧器包括操纵装置和活动限位件，操纵装置能够操纵活动限位件，使得活动限位件处于不同的状态；其中，

当活动限位件处于第一状态时，活动限位件能够进入两个单独部件之间的内侧空间，当活动限位件处于第二状态时，活动限位件和两个侧臂相互作用而夹紧两个单独部件，从而两个单独部件被连接装置连接且两个单独部件之间的相对位置被固定；

操作操纵装置，还能够使得活动限位件与两个单独部件松开，且活动限位件能够从两个单独部件之间的内侧空间移出，从而整个连接装置被从两个单独部件拆除。

在一优选实施例中，定位卡框包括由橫梁和分别位于横梁两侧并与横梁连接的两个纵梁构成，张紧器包括：

螺杆，螺杆可旋转地固定于定位卡框的横梁上且螺杆的顶部与螺杆手柄固定连接；

升降螺母，升降螺母啮合在螺杆的螺纹段上；

转动撑杆连接件、开槽螺母和开口销，转动撑杆连接件与开槽螺母套在螺杆的底端的非螺纹段，开口销穿过开槽螺母的凹槽并穿过螺杆底端的穿孔，使得开槽螺母和转动撑杆连接件被固定在螺杆的底端；

推板和多个转动撑杆，转动撑杆的一端通过螺栓组件与推板可旋转地连接，转动撑杆的另一端通过螺栓组件与升降螺母或转动撑杆连接件可旋转地连接；其中，

转动螺杆手柄使得螺杆转动时，升降螺母能够发生上下移动，进而带动转动撑杆发生转动，从而使推板在水平方向上发生左右移动。

在一优选实施例中，连接装置用于连接风力发电叶片的内置腹板，腹板包括前缘腹板和后缘腹板，连接装置的两个侧臂之间的距离等于前缘腹板和后缘腹板之间的距离，当连接装置稳定地连接腹板结构时，活动限位件挤压腹板使得腹板的外侧紧贴纵梁的内侧，从而使得前缘腹板和后缘腹板形成一个整体且相互之间距离被固定。

在一优选实施例中，连接装置包括两块推板和四个转动撑杆，其中两个转动撑杆的一端与升降螺母连接，另外两个转动撑杆的一端与转动撑杆连接件连接，四个转动撑杆相互之间在端部可旋转地连接，从而形成形状可改变的菱形结构。

在一优选实施例中，腹板在长度方向上每隔一定距离安装有一个连接装置，前、后缘腹板的高度以及两者之间的距离沿腹板的长度方向发生变化，从而安装在腹板上不同位置的连接装置的尺寸也发生变化。

在一优选实施例中，连接装置的尺寸包括横梁的宽度、纵梁的长度、纵梁内侧之间的距离和螺杆的长度。

在一优选实施例中，转动撑杆的横截面为U形。

在一优选实施例中，推板挤压腹板时，推板大致位于腹板高度方向上的中心位置。

根据本发明的另一个方面，提供了一种组装风力发电叶片的方法，所述叶片包括叶片上壳体和叶片下壳体，该方法包括以下步骤：

(a)提供前缘腹板、后缘腹板以及如前述权利要求任一项的连接装置；

(b)沿腹板长度方向通过多个连接装置将前缘腹板和后缘腹板连接成一体；

(c)在叶片下壳体和腹板底部要粘接的部位涂有结构胶，将步骤(b)中获得的连接成一体的腹板结构整体起吊并使得腹板结构落在叶片下壳体的待粘接处，

(d)对腹板结构进行整体加压，以利于腹板与叶片下壳体之间的粘接；

(e)粘接胶固化后，拆卸腹板上的连接装置；

(f)将叶片上壳体与叶片下壳体粘接或焊接，且将腹板结构的顶部与叶片上壳体粘接或焊接，从而完成叶片的组装。

在一优选实施例中，前述方法中通过连接装置将前缘腹板和后缘腹板连接成一体包括步骤：

(I)旋转螺杆手柄，使得螺杆转动，升降螺母上移使得转动撑杆和推板能够进入前缘腹板和后缘腹板之间的空间；

(II)使得螺杆以及转动撑杆和推板进入前、后缘腹板之间的空间，且前缘腹板的最高点抵触横梁的底面；

(III)转动螺杆手柄，使得升降螺母下移，转动撑杆相互转动，推板在水平方向上扩展直至将腹板压紧压紧于纵梁内侧。

在一优选实施例中，拆卸腹板上的连接装置包括步骤：

转动螺杆手柄，使得螺杆转动，升降螺母上移动，转动撑杆相互转动，推板在水平方向上收缩直至推板和转动撑杆能够从前、后缘腹板之间的空间移出。

本发明的连接装置轻便，整套安装、拆卸均可快速完成。前、后缘腹板通过腹板连接装置连接后，可以使用行车、腹板定位工装等方式进行整体起吊，整个过程中腹板的相对尺寸不发生改变。相比于现有技术中，本发明的安装过程更加快捷、且定位更加准确。而本发明的连接装置在前、后缘腹板与叶片下壳体粘接固定后，容易被拆除，避免了在叶片内部增加许多非设计的多余物，减少了人工消耗、节约了连接材料且缩短了叶片安装的工艺周期。

附图说明

图1a是本发明的连接装置的立体结构示意图；

图1b是本发明的连接装置的平面结构示意图；

图2是本发明的连接装置连接前后缘腹板时的示意图；

图3是本发明的一套连接装置沿腹板纵向安装的示意图；以及

图4是叶片完成安装后的剖面示意图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本发明的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本发明范围的限制，而只是为了说明本发明技术方案的实质精神。

图1a和1b示出了本发明的连接装置100的结构。如图1a和1b所示，本发明的连接装置包括定位卡框1和张紧器2，定位卡框1为由橫梁3和两个纵梁4组成的U形结构，该U形内侧距离即两个纵梁的内侧之间的距离为前后缘腹板外侧的距离。张紧器2包括螺杆手柄5、螺杆6、螺栓组件7、推板8、U形转动撑杆9、升降螺母10、转动撑杆连接件11、开槽螺母12和开口销13。

螺杆手柄5固定连接于螺杆6的顶端，在橫梁3的中间位置处设有供螺杆6穿过的通孔，螺杆6在垂直于横梁方向上的位置固定不动，而转动螺杆手柄5可带动螺杆旋转。螺杆6在卡框1内、横梁3下的较大部分设有螺纹，螺杆6的底端一小段不设有螺纹且底端设有穿孔(图未示)。在螺杆6的适当的中间位置啮合有升降螺母10，螺杆6旋转时，升降螺母在竖直方向的位置会发生变化。螺杆6的底端不设有螺纹的部分依次套有转动撑杆连接件11和开槽螺母12，开口销13穿过开槽螺母12的槽并穿过螺杆6底端的穿孔，从而将开槽螺母12固定在螺杆的底端，转动撑杆连接件11被开槽螺母顶住从而在竖直方向位置固定，螺杆6的底端一段可相对于转动撑杆连接件11转动。

两条U形转动撑杆9的一端通过螺栓组件7可旋转地连接于升降螺母10上，另外两条U形转动撑杆9的一端可旋转地连接于转动撑杆连接件上，且这四条U形转动撑杆9中的每两条的另一端可旋转地连接于推板8上。相互连接的四条U形撑杆形成了可活动的菱形结构。

用手转动螺杆手柄5可使螺杆6转动，从而使与螺杆6配合的升降螺母10发生上下移动，菱形结构最上方的顶点发生上下移动，四条U形撑杆相互之间发生转动，推板8的运动包括水平方向上的扩张或收缩。

本实施例中的U形转动撑杆9由折弯的U形钢板制作而成，但转动撑杆也可以采用其他任意合适的形状和材料。

图2是本发明的连接装置连接前、后缘腹板时的示意图。当升降螺母10位于螺杆的较高位置时，菱形结构能够下降进入两个腹板之间，直到前缘腹板14的最高点抵触定位卡框的横梁的底面(见图2)，定位卡框能够被支承。此时，手动旋转螺杆手柄5，使得升降螺母10下移，推板8外移直到由于两个推板8挤压腹板14、15使其分别紧贴定位卡框的两个纵梁4。

为了确保推板8对两个腹板的挤压均衡，挤压时，推板8大致位于腹板高度方向上的中心位置。

应理解，图示实施例中，连接装置的定位卡框的横梁为直线型且与纵梁垂直，实际上，横梁也可以制作成其他形状，例如制作成与前、后缘腹板贴合的形状等。

腹板16(包括前缘腹板14和后缘腹板15)在叶片的长度方向上尺寸随叶片尺寸发生改变，如图3所示，在该长度方向上每隔一小段距离安装一个本发明的连接装置100，每个连接装置的尺寸取决于其所在位置的腹板的尺寸。腹板沿纵向高度减小，腹板外侧距离也逐渐减小，因此定位卡框横、纵梁的长度、两纵梁内侧的距离、螺杆的长度都因其所在截面位置不同而进行相应的改变。每个连接装置在腹板上的安装位置是固定的，使用时不能随意调换连接装置的位置。

腹板连接装置轻便，整套连接装置在腹板上的安装可以快速完成。前、后缘腹板通过整套连接装置连接后，可以使用行车、腹板定位工装等方式进行整体起吊，在腹板与叶片下壳体粘接处施胶后，可以对腹板进行整体加压，粘接胶固化后，前、后缘腹板在叶片内的位置已经被固定，可以快捷拆卸整套连接装置，上述整个过程腹板的相对尺寸并不发生改变。

转动螺杆手柄5使得升降螺母10上行，带动两块推板8内收，菱形结构重新变得瘦高，从而拆除各个连接装置。然后再将叶片上壳体与叶片下壳体连接，前缘腹板和后缘腹板与叶片上壳体通过结构胶粘合。

图4是叶片完成安装后的剖面示意图。如图4所示，叶片上壳体17与叶片下壳体18在前后两侧分别通过前缘粘接胶19、后缘粘接胶20粘接。前缘腹板14和后缘腹板15通过腹板粘接胶分别在顶部与叶片上壳体，在底部与叶片下壳体粘接。前、后缘腹板起到支撑叶片、增加叶片剪切强度、防止叶片变形的作用。

应理解，本发明的图示实施例中，所述张紧器采用了螺杆螺母配合的方式，实际上张紧器的操作机构和活动限位件也可由其他任意合适的方式实现，例如连杆机构等。

本发明的优点

如前所述，相比于现有技术，本发明具有以下优点：

1.本发明的连接装置轻便，整套安装、拆卸均可快速完成。前、后缘腹板通过腹板连接装置连接后，可以使用行车、腹板定位工装等方式进行整体起吊，整个过程中腹板的相对尺寸不发生改变。相比于现有技术中，本发明的安装过程更加快捷、且定位更加准确。

2.现有技术中的在叶片内部增加连接件，使得叶片内部增加了许多非设计的多余物。而本发明的连接装置在前、后缘腹板与叶片下壳体粘接固定后，容易被拆除，减少了人工消耗、节约了连接材料且缩短了叶片安装的工艺周期。

以上已详细描述了本发明的较佳实施例，但应理解到，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改。这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种连接装置，所述连接装置用于连接两个单独的部件，其特征在于，所述连接装置包括：

定位卡框，所述定位卡框具有两个侧臂，使用时所述定位卡框的两个侧臂能够分别与所述两个单独部件的外侧接触；和

张紧器，所述张紧器包括操纵装置和活动限位件，所述操纵装置能够操纵所述活动限位件，使得所述活动限位件处于不同的状态；其中，

当所述活动限位件处于第一状态时，所述活动限位件能够进入所述两个单独部件之间的内侧空间，当所述活动限位件处于第二状态时，所述活动限位件和所述两个侧臂相互作用而夹紧所述两个单独部件，从而所述两个单独部件被所述连接装置连接且两个单独部件之间的相对位置被固定；

操作所述操纵装置，还能够使得所述活动限位件与所述两个单独部件松开，且所述活动限位件能够从所述两个单独部件之间的内侧空间移出，从而整个连接装置被从所述两个单独部件拆除。

2.根据权利要求1所述的连接装置，其特征在于，所述定位卡框包括由橫梁和分别位于所述横梁两侧并与所述横梁连接的两个纵梁构成，所述张紧器包括：

螺杆，所述螺杆可旋转地固定于所述定位卡框的横梁上且所述螺杆的顶部与螺杆手柄固定连接；

升降螺母，所述升降螺母啮合在所述螺杆的螺纹段上；

转动撑杆连接件、开槽螺母和开口销，所述转动撑杆连接件与开槽螺母套在所述螺杆的底端的非螺纹段，所述开口销穿过所述开槽螺母的凹槽并穿过所述螺杆底端的穿孔，使得所述开槽螺母和所述转动撑杆连接件被固定在所述螺杆的底端；

推板和多个转动撑杆，所述转动撑杆的一端通过螺栓组件与所述推板可旋转地连接，所述转动撑杆的另一端通过螺栓组件与所述升降螺母或所述转动撑杆连接件可旋转地连接；其中，

转动所述螺杆手柄使得螺杆转动时，所述升降螺母能够发生上下移动，进而带动所述转动撑杆发生转动，从而使所述推板在水平方向上发生左右移动。

3.根据权利要求1或2所述的连接装置，其特征在于，所述连接装置用于连接风力发电叶片的内置腹板，所述腹板包括前缘腹板和后缘腹板，所述连接装置的两个侧臂之间的距离等于所述前缘腹板和后缘腹板之间的距离，当所述连接装置稳定地连接所述腹板结构时，所述活动限位件挤压所述腹板使得所述腹板的外侧紧贴所述纵梁的内侧，从而使得所述前缘腹板和后缘腹板形成一个整体且相互之间距离被固定。

4.根据权利要求2所述的连接装置，其特征在于，所述连接装置包括两块推板和四个转动撑杆，其中两个转动撑杆的一端与所述升降螺母连接，另外两个转动撑杆的一端与所述转动撑杆连接件连接，四个转动撑杆相互之间在端部可旋转地连接，从而形成形状可改变的菱形结构。

5.根据权利要求3所述的连接装置，其特征在于，所述腹板在长度方向上每隔一定距离安装有一个所述连接装置，所述前、后缘腹板的高度以及两者之间的距离沿腹板的长度方向发生变化，从而安装在所述腹板上不同位置的连接装置的尺寸也发生变化。

6.根据权利要求5所述的连接装置，其特征在于，所述连接装置的尺寸包括所述横梁的宽度、纵梁的长度、纵梁内侧之间的距离和螺杆的长度。

7.根据权利要求2所述的连接装置，其特征在于，所述转动撑杆的横截面为U形。

8.一种组装风力发电叶片的方法，所述叶片包括叶片上壳体和叶片下壳体，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(a)提供前缘腹板、后缘腹板以及如前述权利要求任一项所述的连接装置；

(b)沿腹板长度方向通过多个所述连接装置将所述前缘腹板和所述后缘腹板连接成一体；

(c)在所述叶片下壳体和所述腹板底部要粘接的部位涂有结构胶，将步骤(b)中获得的连接成一体的腹板结构整体起吊并使得所述腹板结构落在叶片下壳体的待粘接处，

(d)对腹板结构进行整体加压，以利于腹板与叶片下壳体之间的粘接；

(e)粘接胶固化后，拆卸腹板上的所述连接装置；

(f)将叶片上壳体与叶片下壳体粘接或焊接，且将所述腹板结构的顶部与叶片上壳体粘接或焊接，从而完成叶片的组装。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，通过所述连接装置将所述前缘腹板和所述后缘腹板连接成一体包括步骤：

(I)旋转所述螺杆手柄，使得所述螺杆转动，升降螺母上移使得所述转动撑杆和所述推板能够进入所述前缘腹板和所述后缘腹板之间的空间；

(II)使得螺杆以及转动撑杆和推板进入前、后缘腹板之间的空间，且所述前缘腹板的最高点抵触横梁的底面；

(III)转动所述螺杆手柄，使得升降螺母下移，所述转动撑杆相互转动，所述推板在水平方向上扩展直至将所述腹板压紧压紧于所述纵梁内侧。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，拆卸腹板上的所述连接装置包括步骤：

转动螺杆手柄，使得螺杆转动，升降螺母上移动，所述转动撑杆相互转动，所述推板在水平方向上收缩直至所述推板和所述转动撑杆能够从所述前、后缘腹板之间的空间移出。