CN113334650B - 一种风电叶片模具分段法兰间缝隙的连接结构及拼接方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种风电叶片模具分段法兰间缝隙的连接结构及拼接方法，涉及风电发电叶片技术领域。本发明风电叶片模具分段法兰间缝隙的拼接方法包括以下步骤：对风电叶片模具中的分段法兰进行预处理；在风电叶片模具的分段法兰之间的拼接缝中设置胶体连接结构；在所述拼接缝中靠近风电叶片模具外缘的一侧设置固定垫板；对所述胶体连接结构进行固化处理，在风电叶片模具型面靠近所述拼接缝的表层铺设表层灌注层；对风电叶片模具的拼接缝表层进行修整。本发明风电叶片模具分段法兰间缝隙的拼接方法可以快速有效地实现叶片模具的拼接并对叶片模具相邻分段法兰较大拼接缝进行高效稳定的拼接，也为现场的工作人员提供了一种便于操作的处理方法。

Description

一种风电叶片模具分段法兰间缝隙的连接结构及拼接方法

技术领域

本发明属于风电发电叶片技术领域，特别是涉及一种风电叶片模具分段法兰间缝隙的连接结构及拼接方法。

背景技术

风力发电叶片长度取决于整台机组的设计功率和风场状况。在同一风场下，功率越大叶片越长，在同一功率下，年平均风速较低的风场则需要更长的叶片。目前风力发电的功率要求不断增大，叶片的长度由原来的三十多米的叶片增长到现在的九十米左右，给叶片模具的生产制造及运输造成很大的问题。

目前针对上述问题所采用的方式为叶片模具采用整体制造、切割分段运输的方式。在对风电叶片整体制作过程中，国内外大型风电叶片的主流生产工艺是将风电叶片的两个面粘接组装而成，分别为Pressure side(压力面；简称PS面)、Suction side(吸力面；简称SS面)。风电叶片的制造商为确保叶形满足设计要求，叶片模具设计成SS面为固定面、PS面为翻转面，两个面在叶片模具上单独制作，制作完成后依据叶片模具液压翻转系统将PS面翻转至SS面模具法兰面。由于模具的不断加长、叶片重量、模具重量随之不断的加大，进而叶片模具拼接缝处理的有效性、持久性提供了一个非常严苛的要求。而现有技术中常规拼接方案对叶片模具拼接缝的拼接存在主模具SS面及小件模具钢架较低需要现场工人爬到钢架底部进行操作，操作困难较大及拼接缝处理周期较长的问题。因此需要提供一种风电叶片模具分段法兰间缝隙的拼接方法以解决上述技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种风电叶片模具分段法兰间缝隙的连接结构及拼接方法，用于解决现有的风电叶片模具拼接缝的拼接方法在实际操作过程中操作难度较大以及对缝隙宽度大的拼接缝处理周期较长的技术问题。

为实现上述目的及其它相关目的，本发明提供了一种风电叶片模具分段法兰间缝隙的拼接方法，其中；所述拼接方法则至少包括以下步骤：

S1、对风电叶片模具中的分段法兰进行预处理；S2、将相邻的风电叶片分段模具进行对齐，在对齐的分段法兰之间的拼接缝中设置胶体连接结构，所述胶体连接结构设置在所述拼接缝中靠近风电叶片模具中模具型面的一侧；S3、在所述拼接缝中靠近风电叶片模具分段法兰外缘的一侧设置固定垫板；S4、对所述胶体连接结构进行固化处理；S5、在风电叶片模具型面靠近所述拼接缝的表层铺设纤维布，并利用复合材料固化连接在所述拼接缝间和模具型面上形成表层灌注层；S6、对风电叶片模具的拼接缝表层进行修整。

于本发明的一实施方式中，在所述步骤S1中的预处理包括：先使用砂纸对风电叶片模具的分段法兰均匀打磨；在打磨完成后使用丙酮将风电叶片模具的分段法兰擦拭干净。

于本发明的一实施方式中，所述步骤S2包括以下步骤：S21、在所述拼接缝中靠近风电叶片模具内表面的一侧设置填充板体；S22、在所述填充板体的一端设置加热铜管，将所述加热铜管固定连接于所述填充板体靠近风电叶片模具内侧的一端；S23、在所述填充板体和加热铜管周围进行打胶，使胶体包裹所述填充板体和加热铜管并填充满对应的所述拼接缝区域。

于本发明的一实施方式中，在所述步骤S21中：所述填充板体的厚度与所述拼接缝的宽度之间间距大于等于5mm。

于本发明的一实施方式中，在所述步骤S21中：所述填充板体为泡沫板。

于本发明的一实施方式中，所述步骤S3包括以下步骤：S31、在所述拼接缝中所述胶体连接结构的一端设置固定垫板，所述固定垫板位于所述胶体连接结构靠近风电叶片模具外侧的一端；S32、在风电叶片模具分段法兰外侧设置加固钢板，所述加固钢板在风电叶片模具分段法兰上的位置对应于所述固定垫板在所述拼接缝中的位置；S33、通过多个螺栓将所述加固钢板和固定垫板一起固定于风电叶片模具分段法兰上和所述拼接缝中。

本发明还提供了一种风电叶片模具分段法兰间拼接缝的连接结构，包括：胶体连接结构，其设置在风电叶片模具的分段法兰之间的拼接缝中，所述胶体连接结构位于所述拼接缝靠近风电叶片模具内表面的一侧；固定垫板，其固定连接于所述拼接缝中，所述固定垫板位于所述胶体连接结构靠近风电叶片模具外缘的一侧；以及表面铺层，其为玻璃纤维布，所述表面铺层铺设在所述拼接缝于风电叶片模具内侧表面上。

于本发明的一示例中，所述胶体连接结构包括填充板体和加热铜管，所述填充板体设在所述拼接缝中，所述加热铜管固定连接在所述填充板体靠近风电叶片模具内侧的一端，所述填充板体和加热铜管被胶体包裹并固定在所述拼接缝中。

于本发明的一示例中，所述固定垫板设置在所述胶体连接结构中靠近风电叶片模具外侧一端，在相邻两个风电叶片模具分段法兰外侧对应所述固定垫板的位置上还各设有一加固钢板。

于本发明的一示例中，所述加固钢板和固定垫板通过多个螺栓固定连接于所述拼接缝的外围和内部中。

综上所述，本发明的风电叶片模具分段法兰间缝隙的拼接方法提供了一种适用于分段风电叶片模具拼接缝的快速拼接的方案，可以快速有效地实现叶片模具的拼接并对叶片模具相邻分段法兰较大拼接缝(宽度超过30mm)进行高效稳定的拼接，也为现场的工作人员提供了一种便于操作的处理方法。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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为本发明所述风电叶片模具分段法兰间缝隙的拼接方法的流程步骤示意图。

图2为本发明所述风电叶片模具分段法兰间缝隙的拼接方法中步骤S2具体流程步骤示意图。

图3为本发明所述风电叶片模具分段法兰间缝隙的拼接方法中步骤S3具体流程步骤示意图。

图4为本发明所述风电叶片模具的结构示意图。

图5为本发明所述风电叶片模具分段法兰拼接缝间的连接结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1 第一法兰

2 第二法兰

3 拼接缝

31 胶体连接结构

311 填充板体

312 加热铜管

32 固定垫板

33 加固钢板

331 螺栓

4 表层灌注层

5 模具型面

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。还应当理解，本发明实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本发明的保护范围。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件，或者按照各制造商所建议的条件。

当实施例给出数值范围时，应理解，除非本发明另有说明，每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用。除非另外定义，本发明中使用的所有技术和科学术语与本技术领域的技术人员对现有技术的掌握及本发明的记载，还可以使用与本发明实施例中所述的方法、设备、材料相似或等同的现有技术的任何方法、设备和材料来实现本发明。

本发明提供了一种风电叶片模具分段法兰间缝隙的拼接方法，用于解决现有的风电叶片模具拼接缝的拼接方法在实际操作过程中操作难度较大以及对缝隙宽度大的拼接缝处理周期较长的技术问题。

为实现上述目的及其它相关目的，请参照图1至图4，图1示出了本发明风电叶片模具分段法兰间缝隙的拼接方法的流程步骤示意图，图2示出了本发明风电叶片模具分段法兰间缝隙的拼接方法中步骤S2具体流程步骤示意图，图3示出了本发明风电叶片模具分段法兰间缝隙的拼接方法中步骤S3具体流程步骤示意图，图4示出了本发明风电叶片模具的结构示意图；图5示出了本发明风电叶片模具分段法兰拼接缝间的连接结构示意图。

风电叶片模具在运输前沿叶片延展方向分成多段，风电叶片模具中两相邻分段模具的截面外缘上分别设置有第一法兰1和第二法兰2。当风电叶片模具运输至生产现场，需要将多段风电叶片模具进行拼接，则可通过将相邻分段模具上的第一法兰1和第二法兰2对齐来进行定位，进而进行分段模具的拼接工作。其中，第一法兰1和第二法兰2对齐后之间缝隙为拼接缝3，在对多段风电叶片模具的拼接过程时需对上述拼接缝3进行拼接处理，以保证分段模具之间缝隙的完全封闭。

如图1所示，上述风电叶片模具分段法兰间缝隙的拼接方法，包括如下步骤：

S1、对风电叶片模具中需进行拼接的相邻分段法兰进行预处理，如第一法兰1和第二法兰2，使相邻的第一法兰1和第二法兰2的拼接面平整光滑，以便于进行后续的拼接操作。

S2、将相邻的风电叶片分段模具进行对齐，在风电叶片分段模具对齐时相邻的第一法兰1和第二法兰2沿分段模具的外缘对齐并紧靠在一起；在对齐后的第一法兰1和第二法兰2之间的拼接缝3中设置胶体连接结构31，上述胶体连接结构31沿着拼接缝3延伸方向设置并充满拼接缝3，胶体连接结构31位于拼接缝3中靠近风电叶片模具型面5的一侧。

S3、在拼接缝3中靠近风电叶片模具分段法兰外缘的一侧设置固定垫板32，使固定垫板32固定连接于拼接缝3中的第一法兰1和第二法兰3上，进而能够加强相邻的第一法兰1和第二法兰2的连接，以保证在对拼接缝3进行拼接过程中第一法兰1和第二法兰2的位置关系维持不变。

S4、对胶体连接结构31进行固化处理，常温固化4至5小时，待胶体连接结构中胶体固化后，对拼接缝3中胶体连接结构31进行保压测试，检测胶体连接结构31是否符合设定的技术指标。

S5、在风电叶片模具型面5靠近拼接缝3的表层铺设纤维布，并使用与风电叶片模具同树脂体系的复合材料固化填充模具型面5与拼接缝3之间的空隙使得纤维布平整的铺设在模具型面5上，形成风电叶片模具型面上的表层灌注层4。

S6、对风电叶片模具的拼接缝3的表层进行修整。

其中，在本发明的一实施方式中，在上述步骤S1中的预处理步骤包括：先使用砂纸对风电叶片模具的分段法兰进行均匀打磨；在打磨完成后使用丙酮将风电叶片模具的分段法兰擦拭干净并静置5-15min。

如图2所示，上述步骤S2具体包括以下步骤：

S21、在拼接缝3中靠近风电叶片模具内表面的一侧设置填充板体311，上述填充板体311的厚度要比拼接缝3的宽度小，填充板体311在拼接缝3中与拼接缝3两侧第一法兰1和第二法兰2间距应大于等于5mm，以确保为胶体连接结构31对填充板体311外围打胶处理时留足空间，能够使胶体均匀无死角的填充至填充板体311与拼接缝3的第一法兰1和第二法兰2之间，避免拼接缝3的胶体连接结构31中存在残留气体。其中，上述填充板体311可使用例如聚氯乙烯及其他材料的泡沫板；

S22、在填充板体311的一端设置加热铜管312，将加热铜管312通过粘接的方式固定连接于填充板体311靠近风电叶片模具内侧的一端；

S23、在所述填充板体311和加热铜管312的周围进行打胶处理，使胶体包裹填充板体311和加热铜管312并均匀填充对应的拼接缝3区域。

需要注意的是，在步骤S2中于拼接缝3设置胶体连接结构31时，需要保证胶体连接结构31中结构胶的有效厚度不小于50mm。

如图3所示，上述步骤S3具体包括以下步骤：

S31、在拼接缝3中胶体连接结构31的一端设置固定垫板32，上述固定垫板32位于胶体连接结构31靠近风电叶片模具分段法兰外缘的一端，而上述固定垫板32可以为玻璃钢垫板，其中，上述固定垫板32的厚度可以不受限定，在本发明的一实施例中，固定垫板32的厚度可根据拼接缝3中第一法兰1和第二法兰2的间距进行调整，保证固定垫板32在拼接缝3内与第一法兰1和第二法兰2紧密接触不留空隙；

S32、在风电叶片模具分段法兰外侧设置加固钢板33，上述加固钢板33分别位于第一法兰1和第二法兰2对应于固定垫板32在拼接缝3中的位置上；

S33、通过多个螺栓331将加固钢板33和固定垫板32分别固定在风电叶片模具分段法兰外侧和之间的拼接缝3中。并且在使用螺栓331固定加固钢板33和固定垫板32过程中，需要随时关注拼接缝3的胶背挤出的情况，若出现胶背基础则在固定完成后使用刮板将挤出的胶体刮平即可。

请参见图4，本发明还提供了一种风电叶片模具拼接缝的连接结构，上述风电叶片模具分段法兰间缝隙的连接结构包括胶体连接结构31、固定垫板32及表层灌注层4。

如图4所示，上述胶体连接结构31设置在风电叶片模具相邻分段法兰间的拼接缝3中，胶体连接结构31位于拼接缝3中靠近风电叶片模具型面5的一侧。上述胶体连接结构31沿着拼接缝3延伸方向设置并将拼接缝3充满。

如图4所示，上述固定垫板32设置在拼接缝3中，固定垫板32位于拼接缝3中胶体连接结构31靠近风电叶片模具外缘的一侧。固定垫板32的两侧固定连接于拼接缝3中的第一法兰1和第二法兰3上，进而能够加强相邻的第一法兰1和第二法兰2的连接，以保证在对拼接缝3进行拼接过程中第一法兰1和第二法兰2的位置关系维持不变。

如图4所示，上述表层灌注层4设置在拼接缝3在靠近风电叶片模具型面5的表层上，上述表层灌注层4在于模具型面5的同一平面上设置纤维布，并在纤维布与拼接缝3之间的空隙设置固化的复合材料，上述复合材料将纤维布与拼接缝3之间的空隙均匀充满并固化为一体。其中，上述复合材料可使用与风电叶片模具同树脂体系的材料。

如图4所示，在本发明的一实施例中，上述胶体连接结构31包括填充板体311、加热铜管312及结构胶，上述填充板体311设置在拼接缝3中靠近模具型面5的一侧，上述加热铜管312通过粘接的方式固定连接在填充板体311靠近风电叶片模具内侧的一端，上述填充板体311和加热铜管312的外围被结构胶包裹并通过固化连接固定在拼接缝3中。其中，上述填充板体311的厚度要比拼接缝3的宽度小，填充板体311在拼接缝3中与拼接缝3两侧第一法兰1和第二法兰2间距应大于等于5mm，以确保为胶体连接结构31对填充板体311外围打胶处理时留足空间，能够使结构胶均匀无死角的填充至填充板体311与拼接缝3的第一法兰1和第二法兰2之间，避免拼接缝3的胶体连接结构31中存在残留气体。并且，胶体连接结构31中结构胶在拼接缝3中的有效厚度不小于50mm。

如图4所示，在本发明的一实施例中，上述固定垫板32设置在拼接缝3中胶体连接结构31靠近风电叶片模具法兰外缘的一端，在拼接缝3两侧的第一法兰1和第二法兰2外侧设置有加固钢板33，上述加固钢板33分别位于第一法兰1和第二法兰2对应于固定垫板32在拼接缝3中的位置上，而上述固定垫板32和加固钢板33通过多个螺栓331固定连接在风电叶片模具分段法兰外侧和之间的拼接缝3中。其中，上述固定垫板32可以为玻璃钢垫板，上述固定垫板32的厚度可以不受限定，在本发明的一实施例中，固定垫板32的厚度可根据拼接缝3中第一法兰1和第二法兰2的间距进行调整，保证固定垫板32在拼接缝3内与第一法兰1和第二法兰2紧密接触不留空隙。

综上所述，本发明的风电叶片模具分段法兰间缝隙的拼接方法提供了一种适用于分段风电叶片模具拼接缝的快速拼接的方案，可以快速有效地实现叶片模具的拼接并对叶片模具相邻分段法兰较大拼接缝(宽度超过30mm)进行高效稳定的拼接，也为现场的工作人员提供了一种便于操作的处理方法。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (8)

1.一种风电叶片模具分段法兰间缝隙的拼接方法，其特征在于，所述拼接方法至少包括：

S1、对风电叶片模具中的分段法兰进行预处理；

S2、将相邻的风电叶片分段模具进行对齐，在对齐的分段法兰之间的拼接缝中设置胶体连接结构，所述胶体连接结构设置在所述拼接缝中靠近风电叶片模具中模具型面的一侧；

S3、在所述拼接缝中靠近风电叶片模具分段法兰外缘的一侧设置固定垫板；

S4、对所述胶体连接结构进行固化处理；

S5、在风电叶片模具型面靠近所述拼接缝的表层铺设纤维布，并利用复合材料固化连接在所述拼接缝间和模具型面上形成表层灌注层；

S6、对风电叶片模具的拼接缝表层进行修整；

其中，所述步骤S2包括以下步骤：

S21、在所述拼接缝中靠近风电叶片模具内表面的一侧设置填充板体；

S22、在所述填充板体的一端设置加热铜管，将所述加热铜管固定连接于所述填充板体靠近风电叶片模具内侧的一端；

S23、在所述填充板体和加热铜管周围进行打胶，使结构胶包裹所述填充板体和加热铜管并充满对应的所述拼接缝区域。

2.根据权利要求1所述的风电叶片模具分段法兰间缝隙的拼接方法，其特征在于，在所述步骤S1中的预处理包括：先使用砂纸均匀打磨风电叶片模具的分段法兰；在打磨完成后使用丙酮将风电叶片模具的分段法兰擦拭干净。

3.根据权利要求1所述的风电叶片模具分段法兰间缝隙的拼接方法，其特征在于，在步骤S21中：所述填充板体的厚度与所述拼接缝的宽度之间间距大于等于5mm。

4.根据权利要求1所述的风电叶片模具分段法兰间缝隙的拼接方法，其特征在于，在步骤S21中：所述填充板体为泡沫板。

5.根据权利要求1所述的风电叶片模具分段法兰间缝隙的拼接方法，其特征在于，步骤S3包括以下步骤：

S31、在所述拼接缝中所述胶体连接结构的一端设置固定垫板，所述固定垫板位于所述胶体连接结构靠近风电叶片模具外侧的一端；

S32、在风电叶片模具分段法兰外侧设置加固钢板，所述加固钢板在风电叶片模具分段法兰上的位置对应于所述固定垫板在所述拼接缝中的位置；

S33、通过多个螺栓将所述加固钢板和固定垫板一起固定于风电叶片模具分段法兰上和所述拼接缝中。

6.一种风电叶片模具拼接缝的连接结构，其特征在于，包括：

胶体连接结构，其设置在风电叶片模具的分段法兰之间的拼接缝中，所述胶体连接结构位于所述拼接缝靠近风电叶片模具的模具型面一侧；

固定垫板，其固定连接于所述拼接缝中，所述固定垫板位于所述胶体连接结构靠近风电叶片模具外缘的一侧；以及

表面铺层，其为玻璃纤维布，所述表面铺层铺设在所述拼接缝于风电叶片模具的模具型面上；

其中，所述胶体连接结构包括填充板体和加热铜管，所述填充板体设在所述拼接缝中，所述加热铜管固定连接在所述填充板体靠近风电叶片模具内侧的一端，所述填充板体和加热铜管被胶体包裹并固定在所述拼接缝中。

7.根据权利要求6所述的风电叶片模具拼接缝的连接结构，其特征在于，所述固定垫板设置在所述胶体连接结构中靠近风电叶片模具外侧一端，所述拼接缝中相邻两个风电叶片模具分段法兰外侧各设有一加固钢板，所述加固钢板在风电叶片模具分段法兰上的位置对应于所述固定垫板在所述拼接缝中的位置。

8.根据权利要求7所述的风电叶片模具拼接缝的连接结构，其特征在于，所述加固钢板和固定垫板通过多个螺栓固定连接于所述拼接缝的外侧和内部。

Images