CN106089568A - 分段式风电叶片及其装配方法 - Google Patents

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刘奇星
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Abstract

本发明公开了一种分段式风电叶片及其装配方法。叶片包括至少两段叶片段，各叶片段之间均连接有连接装置，连接装置包括连接框架，连接框架两端与各叶片段连接端面形状适配，连接框架沿其两端面的周向方向开设有多个安装孔，各安装孔内设置有用于与叶片段紧固连接的紧固螺栓，连接框架的侧面设有便于拆装各紧固螺栓的拆装空间。方法包括以下步骤：S1：制造运输；S2：安装；S3：建立叶片气动外形。本发明具有连接强度高、拆装方便、利于维护的优点。

Description

分段式风电叶片及其装配方法
技术领域
本发明主要涉及风力发电设备技术领域，尤其涉及一种分段式风电叶片及其装配方法。
背景技术
目前风电叶片朝着大型化的方向发展，像丹麦维塔斯的V164-7MW机型叶片长度长达80m，叶片长度增加给叶片的运输带来了很大的困难，并且长大型叶片对叶片模具的刚度要求越高，制造困难，因此将叶片分段制造，分段运输可以较好的解决上述问题。
目前，分段叶片的机械连接方案中通常用螺栓等将分段的叶片直接刚性连接。螺栓作为主要的传力部件必须保证有足够多的螺栓数目才能达到连接强度要求，但是目前的方案中由于结构设计原因往往螺栓数目较少，连接强度较低，并且分段叶片在不完全拆解的情况下螺栓很难从中完全拧出，对分段叶片后期的维护十分不便。而且，目前的机械连接方案中中间连接件和两端叶片的接触面积较小，接触区域容易产生应力集中，导致叶片结构损伤破坏。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种连接强度高、拆装方便、利于维护的分段式风电叶片及其装配方法。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种分段式风电叶片，包括至少两段叶片段，各叶片段之间均连接有连接装置，所述连接装置包括连接框架，所述连接框架两端与各叶片段连接端面形状适配，所述连接框架沿其两端面的周向方向开设有多个安装孔，各所述安装孔内设置有用于与叶片段紧固连接的紧固螺栓，所述连接框架的侧面设有便于拆装各所述紧固螺栓的拆装空间。
作为上述技术方案的进一步改进：
所述连接框架包括两块呈对称布置的连接板，各安装孔开设在所述连接板上，两块连接板靠端部之间固设有连接杆。
两块连接板之间还固装有连接块。
所述连接块包括两块弧形板和设置在两块弧形板之间的支承梁，两块弧形板的两端分别与两块连接板端口的内壁固接。
所述连接块设置为间隔布置的工字钢结构。
所述叶片段靠近连接端的外表铺装有纤维加强层，所述纤维加强层的厚度由连接端向中间逐渐递减。
所述叶片段于连接端面上预埋有与各安装孔对应的螺栓套筒，各所述紧固螺栓与相应的螺栓套筒螺纹连接。
一种基于上述的分段式风电叶片的装配方法，包括以下步骤：
S1：制造运输：将叶片段与连接装置在生产基地分别制造，然后分别运输到装机地点；
S2：安装：用紧固螺栓穿过各连接框架的安装孔，使紧固螺栓与连接框架两侧的叶片段形成紧固连接，紧固时在连接框架侧面的拆装空间内进行；
S3：建立叶片气动外形：在各叶片段的连接端外围粘结一层蒙皮，蒙皮为玻璃纤维材料。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、本发明的分段式风电叶片，叶片段和中间的连接装置均可以在生产基地分别预制，然后分别运往安装地点，到达装机地点之后再将中间的连接装置和叶片段通过紧固螺栓进行固连，拆装空间便于施工人员对紧固螺栓操作施工，大大提高了叶片拆装的方便性，同时，紧固螺栓可以在各叶片段不全部拆解的情况下从拆装空间拧出，方便分段叶片的后期维护；
2、本发明的分段式风电叶片，由于该连接装置的连接框架能设置足够多的安装孔以配置多个紧固螺栓，极大的提到了叶片段和中间连接装置的连接强度；
3、本发明的分段式风电叶片，连接框架两端与各叶片段1连接端面形状适配，增大了连接框架和各叶片段的接触面积，接触区域不容易产生应力集中，保证了叶片段的强度。
4、本发明基于上述分段式风电叶片的装配方法，由于包含上述的分段式风电叶片结构，因此具备上述分段式风电叶片相应的技术效果。
附图说明
图1是本发明分段式风电叶片实施例1的结构示意图。
图2是本发明分段式风电叶片实施例1中连接装置的结构示意图。
图3是本发明分段式风电叶片实施例1中连接框架的结构示意图。
图4是本发明分段式风电叶片实施例1中叶片段的结构示意图。
图5是本发明分段式风电叶片实施例2的结构示意图。
图6是本发明分段式风电叶片实施例2中连接装置的结构示意图。
图7是本发明分段式风电叶片的装配方法的流程图。
图中各标号表示：
1、叶片段；11、螺栓套筒；2、连接装置；21、连接框架；211、安装孔；212、连接板；213、连接杆；214、连接块；2141、弧形板；2142、支承梁；22、紧固螺栓；23、拆装空间。
具体实施方式
以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
叶片实施例1：
图1至图4示出了本发明分段式风电叶片的第一种实施例，该风电叶片包括至少两段叶片段1，各叶片段1之间均连接有连接装置2，连接装置2包括连接框架21，连接框架21两端与各叶片段1连接端面形状适配，连接框架21沿其两端面的周向方向开设有多个安装孔211，各安装孔211内设置有用于与叶片段1紧固连接的紧固螺栓22，连接框架21的侧面设有便于拆装各紧固螺栓22的拆装空间23。该结构中，叶片段1和中间的连接装置2均可以在生产基地分别预制，然后分别运往安装地点，到达装机地点之后再将中间的连接装置2和叶片段1通过紧固螺栓22进行固连，拆装空间23便于施工人员对紧固螺栓22操作施工，大大提高了叶片拆装的方便性，同时，紧固螺栓22可以在各叶片段1不全部拆解的情况下从拆装空间23拧出，方便分段叶片的后期维护；由于该连接装置2的连接框架21能设置足够多的安装孔211以配置多个紧固螺栓22，极大的提到了叶片段1和中间连接装置2的连接强度；而连接框架21两端与各叶片段1连接端面形状适配，增大了连接框架21和各叶片段1的接触面积，接触区域不容易产生应力集中，保证了叶片段1的强度。
本实施例中，两块连接板212之间还固装有连接块214。该连接块214设置在两块连接板212的中腹位置，是主要的承力部件，起到提高连接框架21整体结构强度和稳定性的作用。
本实施例中，连接框架21包括两块呈对称布置的连接板212，各安装孔211开设在连接板212上，两块连接板212靠端部之间固设有连接杆213。该结构中，连接框架21前后缘位置分别固设有连接杆213，进一步提高了连接框架21整体结构强度和稳定性。
本实施例中，连接块214包括两块弧形板2141和设置在两块弧形板2141之间的支承梁2142，两块弧形板2141的两端分别与两块连接板212端口的内壁固接。该结构中，两块弧形板2141结构之间为支承梁2142，支承梁2142可以为一个或多个，其结构简单可靠。
本实施例中，叶片段1靠近连接端的外表铺装有纤维加强层，纤维加强层的厚度由连接端向中间逐渐递减。该纤维加强层的厚度应从分段位置分别向叶片段1中间进行平滑过渡的递减，在分段处叶片厚度最大，以保证分段处叶片的强度和刚度。
本实施例中，叶片段1于连接端面上预埋有与各安装孔211对应的螺栓套筒11，各紧固螺栓22与相应的螺栓套筒11螺纹连接。在叶片段1的分段处连接端面都预埋有螺栓套筒11，预埋有螺栓套筒11的叶片部分厚度应保持不变，用于和紧固螺栓22螺纹连接。
叶片实施例2：
图5至图6示出了本发明分段式风电叶片的第二种实施例，该风电叶片一实施例1基本相同，区别仅在于：本实施例中，连接块214设置为间隔布置的工字钢结构。前缘工字梁的安装位置相对于叶片的腹板大梁位置，为主要的承力机构，后缘工字梁位于前缘工字梁和后缘连接杆213之间，起到稳定作用。
方法实施例：
如图7所示，本发明基于上述分段式风电叶片的装配方法的流程图，包括以下步骤：
S1：制造运输：将叶片段1与连接装置2在生产基地分别制造，然后分别运输到装机地点；
S2：安装：用紧固螺栓22穿过各连接框架21的安装孔211，使紧固螺栓22与连接框架21两侧的叶片段1形成紧固连接，紧固时在连接框架21侧面的拆装空间23内进行；
S3：建立叶片气动外形：在各叶片段1的连接端外围粘结一层蒙皮，蒙皮为玻璃纤维材料。
采用该方法，叶片段1和中间的连接装置2均可以在生产基地分别预制，然后分别运往安装地点，到达装机地点之后再将中间的连接装置2和叶片段1通过紧固螺栓22进行固连，拆装空间23便于施工人员对紧固螺栓22操作施工，大大提高了叶片拆装的方便性，同时，紧固螺栓22可以在各叶片段1不全部拆解的情况下从拆装空间23拧出，方便分段叶片的后期维护；由于该连接装置2的连接框架21能设置足够多的安装孔211以配置多个紧固螺栓22，极大的提到了叶片段1和中间连接装置2的连接强度；而连接框架21两端与各叶片段1连接端面形状适配，增大了连接框架21和各叶片段1的接触面积，接触区域不容易产生应力集中，保证了叶片段1的强度。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (9)

1.一种分段式风电叶片，包括至少两段叶片段（1），各叶片段（1）之间均连接有连接装置（2），其特征在于：所述连接装置（2）包括连接框架（21），所述连接框架（21）两端与各叶片段（1）连接端面形状适配，所述连接框架（21）沿其两端面的周向方向开设有多个安装孔（211），各所述安装孔（211）内设置有用于与叶片段（1）紧固连接的紧固螺栓（22），所述连接框架（21）的侧面设有便于拆装各所述紧固螺栓（22）的拆装空间（23）。
2.根据权利要求1所述的分段式风电叶片，其特征在于：所述连接框架（21）包括两块呈对称布置的连接板（212），各安装孔（211）开设在所述连接板（212）上，两块连接板（212）靠端部之间固设有连接杆（213）。
3.根据权利要求2所述的分段式风电叶片，其特征在于：两块连接板（212）之间还固装有连接块（214）。
4.根据权利要求3所述的分段式风电叶片，其特征在于：所述连接块（214）包括两块弧形板（2141）和设置在两块弧形板（2141）之间的支承梁（2142），两块弧形板（2141）的两端分别与两块连接板（212）端口的内壁固接。
5.根据权利要求3所述的分段式风电叶片，其特征在于：所述连接块（214）设置为间隔布置的工字钢结构。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的分段式风电叶片，其特征在于：所述叶片段（1）靠近连接端的外表铺装有纤维加强层，所述纤维加强层的厚度由连接端向中间逐渐递减。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的分段式风电叶片，其特征在于：所述叶片段（1）于连接端面上预埋有与各安装孔（211）对应的螺栓套筒（11），各所述紧固螺栓（22）与相应的螺栓套筒（11）螺纹连接。
8.根据权利要求6所述的分段式风电叶片，其特征在于：所述叶片段（1）于连接端面上预埋有与各安装孔（211）对应的螺栓套筒（11），各所述紧固螺栓（22）与相应的螺栓套筒（11）螺纹连接。
9.一种基于权利要求1至8中任一项所述的分段式风电叶片的装配方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：制造运输：将叶片段（1）与连接装置（2）在生产基地分别制造，然后分别运输到装机地点；
S2：安装：用紧固螺栓（22）穿过各连接框架（21）的安装孔（211），使紧固螺栓（22）与连接框架（21）两侧的叶片段（1）形成紧固连接，紧固时在连接框架（21）侧面的拆装空间（23）内进行；
S3：建立叶片气动外形：在各叶片段（1）的连接端外围粘结一层蒙皮，蒙皮为玻璃纤维材料。
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