CN113339191A - 一种抗剪切连接结构及分段式风电叶片 - Google Patents

Abstract

本发明涉及风电叶片技术领域，尤其涉及一种抗剪切连接结构及分段式风电叶片，抗剪切连接结构包括：沿风电叶片长度方向设置的第一分段和第二分段，第一分段和第二分段之间设置第一连接结构，第一连接结构平行于风电叶片长度方向，对第一分段和第二分段进行固定；连接件，包括至少一配合面，连接件在配合面处与第一分段和第二分段相互配合，配合面平行于风电叶片长度方向，连接件上设置有第二连接结构，第二连接结构沿垂直于风电叶片长度方向穿过配合面，且分别将第一分段和第二分段与连接件进行固定。本发明中，对风电叶片分段之间的长度方向和垂直于长度方向都进行固定连接，能够很好的抵抗风电叶片旋转时的剪切力，保证了连接强度。

Description

一种抗剪切连接结构及分段式风电叶片

技术领域

本发明涉及风电叶片技术领域，尤其涉及一种抗剪切连接结构及分段式风电叶片。

背景技术

大量化石能源的利用在推动技术发展的同时也增加地球生态环境的负担，大气污染威胁着人类的生命和健康，可再生能源逐渐成为优先选择的能源，在各国能源结构中占据着越来越重要的地位。风能作为一种可再生能源形式，具有开发成本较低，技术成熟，分布广泛等优点，成为近年来可再生能源发展的重点方向。

为了充分利用风能资源，风力机也逐步走向大型化，其叶片长度也不断增加，而风资源丰富的地区往往是一些偏远山区、荒漠地带、海上或海边等人迹较少的地区，交通条件差，运输长叶片相当困难，而当叶片到达一定长度后，这也是运输禁止的范围。由此可见，风力机大型化受到运输条件的制约。

目前，存在一些分段式的风电叶片，但是风电叶片在旋转时，会存在一个剪切力，分段式的风电叶片的失效方式往往是由于这个剪切力，导致分段连接处开裂、断裂等。

鉴于上述问题的存在，本设计人基于从事此类产品工程应用多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种抗剪切连接结构及分段式风电叶片，使其更具有实用性。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明提供了一种抗剪切连接结构及分段式风电叶片，从而有效解决背景技术中的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种抗剪切连接结构，包括：

沿风电叶片长度方向设置的第一分段和第二分段，所述第一分段和第二分段之间设置第一连接结构，所述第一连接结构平行于风电叶片长度方向，对所述第一分段和第二分段进行固定；

连接件，所述连接件包括至少一配合面，所述连接件在所述配合面处与所述第一分段和第二分段相互配合，所述配合面平行于风电叶片长度方向，所述连接件上设置有第二连接结构，所述第二连接结构沿垂直于风电叶片长度方向穿过所述配合面，且分别将所述第一分段和第二分段与所述连接件进行固定。

进一步地，所述第一连接结构包括螺栓和螺母，所述第一连接结构穿过所述连接件，对所述第一分段、第二分段和连接件进行固定。

进一步地，所述连接件在风电叶片长度方向的截面为工字型，所述连接件包括两平行段和连接段，两所述平行段平行于风电叶片长度方向，所述第一分段和第二分段位于两所述平行段之间，所述第一连接结构穿过所述连接段，所述第二连接结构为螺钉，所述螺钉穿过所述平行段，将所述连接件与所述第一分段和第二分段进行固定。

进一步地，所述连接件在风电叶片长度方向的截面为T型，所述连接件包括平行于风电叶片长度方向的水平段和垂直于风电叶片长度方向的竖直段，所述第一分段和第二分段分别设置在所述竖直段两端，所述第一连接结构穿过所述竖直段，所述第二连接结构为螺钉，所述螺钉穿过所述水平段，将所述连接件与所述第一分段和第二分段进行固定。

进一步地，所述第一分段和第二分段上设置有工艺孔，所述螺栓两端分别设置在两所述工艺孔内，通过所述工艺孔对所述螺母进行拧紧。

进一步地，所述工艺孔设置在风电叶片外表面，且向内部延伸。

进一步地，所述工艺孔设置在风电叶片内表面，且向外部延伸。

进一步地，所述竖直段向风电叶片内部延伸，所述竖直段在风电叶片内部的两端设置有L型支撑板，所述L型支撑板一端与所述竖直段贴合，另一端分别与所述第一分段和第二分段贴合，所述螺栓穿过两所述L型支撑板和所述竖直段，两所述L型支撑板另一端分别设置有第二连接结构，所述第二连接结构分别将所述第一分段和第二分段与所述L型支撑板进行固定。

进一步地，所述第一连接结构包括螺栓和螺母，所述第一分段和第二分段在风电叶片内部分别设置有连接筋板，所述连接筋板垂直于风电叶片长度方向，所述螺栓穿过两所述连接筋板，对所述第一分段和第二分段进行固定。

进一步地，所述连接件在风电叶片长度方向的截面为工字型，所述连接件包括两平行段和连接段，两所述平行段平行于风电叶片长度方向，所述第一分段和第二分段位于两所述平行段之间，所述第二连接结构为螺钉，所述螺钉穿过所述平行段，将所述连接件与所述第一分段和第二分段进行固定。

进一步地，所述连接件在风电叶片长度方向的截面为T型，所述连接件包括平行于风电叶片长度方向的水平段和垂直于风电叶片长度方向的竖直段，所述第一分段和第二分段分别设置在所述竖直段两端，所述第二连接结构为螺钉，所述螺钉穿过所述水平段，将所述连接件与所述第一分段和第二分段进行固定。

进一步地，所述竖直段向风电叶片内部延伸，所述竖直段在风电叶片内部的两端设置有L型支撑板，所述L型支撑板一端与所述竖直段贴合，另一端分别与所述第一分段和第二分段贴合，两所述L型支撑板与所述竖直段固定连接，两所述L型支撑板另一端分别设置有第二连接结构，所述第二连接结构分别将所述第一分段和第二分段与所述L型支撑板进行固定。

本发明还包括一种分段式风电叶片，包括沿长度方向设置的若干分段，每两个分段之间设置有抗剪切连接结构，所述抗剪切连接结构沿风电叶片轮廓方向绕设。

本发明的有益效果为：本发明通过设置连接件、第一连接结构和第二连接结构，第一连接结构平行于风电叶片长度方向，对第一分段和第二分段进行固定，连接件在配合面处设置有第二连接结构，第二连接结构垂直于风电叶片长度方向，且对第一分段和第二分段与连接件进行固定，从而对风电叶片分段之间的长度方向和垂直于长度方向都进行固定连接，能够很好的抵抗风电叶片旋转时的剪切力，保证了连接强度，增加了风电叶片的使用寿命。

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中记载的一些实施例，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为风电叶片的正面视图；

图2为实施例1沿图1中A-A剖开得到的剖视图；

图3为实施例2沿图1中A-A剖开得到的剖视图；

图4为实施例3沿图1中A-A剖开得到的剖视图；

图5为实施例4沿图1中A-A剖开得到的剖视图；

图6为实施例5沿图1中A-A剖开得到的剖视图；

图7为风电叶片的正面视图；

图8为实施例6沿图7中B-B剖开得到的剖视图；

图9为实施例7沿图7中B-B剖开得到的剖视图；

附图标记：1、第一连接结构；2、连接件；21、配合面；22、第二连接结构；23、L型支撑板；3、工艺孔；4、连接筋板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要说明的是，属于“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

如图1至2所示：一种抗剪切连接结构，包括：

沿风电叶片长度方向设置的第一分段和第二分段，第一分段和第二分段之间设置第一连接结构1，第一连接结构1平行于风电叶片长度方向，对第一分段和第二分段进行固定；

连接件2，连接件2包括至少一配合面21，连接件2在配合面21处与第一分段和第二分段相互配合，配合面21平行于风电叶片长度方向，连接件2上设置有第二连接结构22，第二连接结构22沿垂直于风电叶片长度方向穿过配合面21，且分别将第一分段和第二分段与连接件2进行固定。

通过设置连接件2、第一连接结构1和第二连接结构22，第一连接结构1平行于风电叶片长度方向，对第一分段和第二分段进行固定，连接件2上设置有第二连接结构22，第二连接结构22沿垂直于风电叶片长度方向穿过配合面21，且分别将第一分段和第二分段与连接件2进行固定，从而对风电叶片分段之间的长度方向和垂直于长度方向都进行固定连接，能够很好的抵抗风电叶片旋转时的剪切力，保证了连接强度，增加了风电叶片的使用寿命。

在本实施例中，第一连接结构1包括螺栓和螺母，第一连接结构1穿过连接件2，对第一分段、第二分段和连接件2进行固定。由于第一连接结构1穿过连接件2、第一分段和第二分段，从而连接件2与第一分段和第二分段的连接强度更高。

其中，连接件2在风电叶片长度方向的截面为工字型，连接件2包括两平行段和连接段，两平行段平行于风电叶片长度方向，第一分段和第二分段位于两平行段之间，第一连接结构1穿过连接段，第二连接结构22为螺钉，螺钉穿过平行段，将连接件2与第一分段和第二分段进行固定，在螺钉连接位置，可以设置预埋螺套，通过预埋螺套来实现与螺钉的配合，从而进行固定，也可以设置螺纹孔，通过螺纹孔来实现与螺钉的配合，从而进行固定。

第一分段和第二分段上设置有工艺孔3，螺栓两端分别设置在两工艺孔3内，通过工艺孔3对螺母进行拧紧，工艺孔3设置在风电叶片内表面，且向外部延伸。

第一分段和第二分段上设置有工艺孔3，螺栓两端分别设置在两工艺孔3内，通过工艺孔3对螺母进行拧紧。

在本实施例中，由于连接件2在风电叶片长度方向的截面为工字型，可以对两平行段都使用第二连接结构22，从而加强风电叶片的抗剪切能力。且工艺孔3设置在风电叶片内部，其密封性较好，防止风电叶片内部进水，从而防止风电叶片内部连接结构发生锈蚀，增加其使用寿命，在风电叶片外表面，设置有连接件2处，可覆盖有蒙皮，来进行密封防水。

实施例2：

如图3所示：与实施例1不同的是，工艺孔3设置在风电叶片外表面，且向内部延伸，由于工艺孔3设置在风电叶片外表面，从而在后续进行检修时更方便，无需进入风电叶片内部即可对第一连接结构1进行检修。

实施例3：

如图4所示：与实施例1不同的是，连接件2在风电叶片长度方向的截面为T型，连接件2包括平行于风电叶片长度方向的水平段和垂直于风电叶片长度方向的竖直段，第一分段和第二分段分别设置在竖直段两端，第一连接结构1穿过竖直段，第二连接结构22为螺钉，螺钉穿过水平段，将连接件2与第一分段和第二分段进行固定。

由于连接件2在风电叶片长度方向的截面为T型，虽然其抗剪切能力稍弱，但是与实施例1相比，第一分段和第二分段在对接安装时更加方便。

工艺孔3设置在风电叶片内部，其密封性较好，防止风电叶片内部进水，从而防止风电叶片内部连接结构发生锈蚀，增加其使用寿命，在风电叶片外表面，设置有连接件2处，可覆盖有蒙皮，来进行密封防水。

实施例4：

如图5所示：与实施例3不同的是，工艺孔3设置在风电叶片外表面，且向内部延伸，由于工艺孔3设置在风电叶片外表面，从而在后续进行检修时更方便，无需进入风电叶片内部即可对第一连接结构1进行检修。

实施例5：

如图6所示：与实施例3不同的是，连接件2的竖直段向风电叶片内部延伸，竖直段在风电叶片内部的两端设置有L型支撑板23，L型支撑板23一端与竖直段贴合，另一端分别与第一分段和第二分段贴合，螺栓穿过两L型支撑板23和竖直段，两L型支撑板23另一端分别设置有第二连接结构22，第二连接结构22分别将第一分段和第二分段与L型支撑板23进行固定。

在本实施例中，由于连接件2的竖直段向风电叶片内部延伸，从而无需对风电叶片进行打孔即可实现第一连接结构1的安装，增加了风电叶片的结构强度。

为了增强连接强度和抗剪切能力，在竖直段的两端设置有L型支撑板23，第一连接结构1的螺栓穿过两L型支撑板23和竖直段，两L型支撑板23另一端分别设置有第二连接结构22，第二连接结构22分别将第一分段和第二分段与L型支撑板23进行固定，从而将第一分段、第二分段和连接件2在风电叶片长度方向通过第一连接结构1连接，在垂直于长度方向有两组第二连接结构22进行连接，抗拉伸强度和抗剪切强度高。

实施例6：

如图7至8所示：与实施例1不同的是，第一连接结构1包括螺栓和螺母，第一分段和第二分段在风电叶片内部分别设置有连接筋板4，连接筋板4垂直于风电叶片长度方向，螺栓穿过两连接筋板4，对第一分段和第二分段进行固定。

连接件2在风电叶片长度方向的截面为工字型，连接件2包括两平行段和连接段，两平行段平行于风电叶片长度方向，第一分段和第二分段位于两平行段之间，第二连接结构22为螺钉，螺钉穿过平行段，将连接件2与第一分段和第二分段进行固定，在螺钉连接位置，可以设置预埋螺套，通过预埋螺套来实现与螺钉的配合，从而进行固定，也可以设置螺纹孔，通过螺纹孔来实现与螺钉的配合，从而进行固定。

由于将第一连接结构1通过第一分段和第二分段上的连接筋板4进行连接，从而无需对风电叶片进行打孔操作，保证了风电叶片的结构强度。

实施例7：

如图9所示：与实施例6不同的是，连接件2在风电叶片长度方向的截面为T型，连接件2包括平行于风电叶片长度方向的水平段和垂直于风电叶片长度方向的竖直段，第一分段和第二分段分别设置在竖直段两端，第二连接结构22为螺钉，螺钉穿过水平段，将连接件2与第一分段和第二分段进行固定，在螺钉连接位置，可以设置预埋螺套，通过预埋螺套来实现与螺钉的配合，从而进行固定，也可以设置螺纹孔，通过螺纹孔来实现与螺钉的配合，从而进行固定。

竖直段向风电叶片内部延伸，竖直段在风电叶片内部的两端设置有L型支撑板23，L型支撑板23一端与竖直段贴合，另一端分别与第一分段和第二分段贴合，两L型支撑板23与竖直段固定连接，两L型支撑板23另一端分别设置有第二连接结构22，第二连接结构22分别将第一分段和第二分段与L型支撑板23进行固定。

在本实施例中，由于连接件2在风电叶片长度方向的截面为T型，且竖直段向风电叶片内部延伸，且竖直段两端设置有L型支撑板23，所以在风电叶片长度方向不光有第一连接结构1进行固定，还有L型支撑板23固定在竖直段来进行固定，增加了风电叶片长度方向的结构强度，增加了抗拉强度，且在垂直风电叶片长度方向，也分别对配合面21和L型支撑板23使用第二连接结构22进行固定，增加了抗剪切强度，从而风电叶片的结构强度和连接强度都更高，使用寿命更长。

本发明还包括一种分段式风电叶片，包括沿长度方向设置的若干分段，每两个分段之间设置有抗剪切连接结构，抗剪切连接结构沿风电叶片轮廓方向绕设。

对风电叶片分段之间的长度方向和垂直于长度方向都进行固定连接，能够很好的抵抗风电叶片旋转时的剪切力，保证了连接强度，增加了风电叶片的使用寿命。

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 (13)

1.一种抗剪切连接结构，其特征在于，包括：

沿风电叶片长度方向设置的第一分段和第二分段，所述第一分段和第二分段之间设置第一连接结构，所述第一连接结构平行于风电叶片长度方向，对所述第一分段和第二分段进行固定；

连接件，所述连接件包括至少一配合面，所述连接件在所述配合面处与所述第一分段和第二分段相互配合，所述配合面平行于风电叶片长度方向，所述连接件上设置有第二连接结构，所述第二连接结构沿垂直于风电叶片长度方向穿过所述配合面，且分别将所述第一分段和第二分段与所述连接件进行固定。

2.根据权利要求1所述的抗剪切连接结构，其特征在于，所述第一连接结构包括螺栓和螺母，所述第一连接结构穿过所述连接件，对所述第一分段、第二分段和连接件进行固定。

3.根据权利要求2所述的抗剪切连接结构，其特征在于，所述连接件在风电叶片长度方向的截面为工字型，所述连接件包括两平行段和连接段，两所述平行段平行于风电叶片长度方向，所述第一分段和第二分段位于两所述平行段之间，所述第一连接结构穿过所述连接段，所述第二连接结构为螺钉，所述螺钉穿过所述平行段，将所述连接件与所述第一分段和第二分段进行固定。

4.根据权利要求2所述的抗剪切连接结构，其特征在于，所述连接件在风电叶片长度方向的截面为T型，所述连接件包括平行于风电叶片长度方向的水平段和垂直于风电叶片长度方向的竖直段，所述第一分段和第二分段分别设置在所述竖直段两端，所述第一连接结构穿过所述竖直段，所述第二连接结构为螺钉，所述螺钉穿过所述水平段，将所述连接件与所述第一分段和第二分段进行固定。

5.根据权利要求3或4所述的抗剪切连接结构，其特征在于，所述第一分段和第二分段上设置有工艺孔，所述螺栓两端分别设置在两所述工艺孔内，通过所述工艺孔对所述螺母进行拧紧。

6.根据权利要求5所述的抗剪切连接结构，其特征在于，所述工艺孔设置在风电叶片外表面，且向内部延伸。

7.根据权利要求5所述的抗剪切连接结构，其特征在于，所述工艺孔设置在风电叶片内表面，且向外部延伸。

8.根据权利要求4所述的抗剪切连接结构，其特征在于，所述竖直段向风电叶片内部延伸，所述竖直段在风电叶片内部的两端设置有L型支撑板，所述L型支撑板一端与所述竖直段贴合，另一端分别与所述第一分段和第二分段贴合，所述螺栓穿过两所述L型支撑板和所述竖直段，两所述L型支撑板另一端分别设置有第二连接结构，所述第二连接结构分别将所述第一分段和第二分段与所述L型支撑板进行固定。

9.根据权利要求1所述的抗剪切连接结构，其特征在于，所述第一连接结构包括螺栓和螺母，所述第一分段和第二分段在风电叶片内部分别设置有连接筋板，所述连接筋板垂直于风电叶片长度方向，所述螺栓穿过两所述连接筋板，对所述第一分段和第二分段进行固定。

10.根据权利要求9所述的抗剪切连接结构，其特征在于，所述连接件在风电叶片长度方向的截面为工字型，所述连接件包括两平行段和连接段，两所述平行段平行于风电叶片长度方向，所述第一分段和第二分段位于两所述平行段之间，所述第二连接结构为螺钉，所述螺钉穿过所述平行段，将所述连接件与所述第一分段和第二分段进行固定。

11.根据权利要求9所述的抗剪切连接结构，其特征在于，所述连接件在风电叶片长度方向的截面为T型，所述连接件包括平行于风电叶片长度方向的水平段和垂直于风电叶片长度方向的竖直段，所述第一分段和第二分段分别设置在所述竖直段两端，所述第二连接结构为螺钉，所述螺钉穿过所述水平段，将所述连接件与所述第一分段和第二分段进行固定。

12.根据权利要求11所述的抗剪切连接结构，其特征在于，所述竖直段向风电叶片内部延伸，所述竖直段在风电叶片内部的两端设置有L型支撑板，所述L型支撑板一端与所述竖直段贴合，另一端分别与所述第一分段和第二分段贴合，两所述L型支撑板与所述竖直段固定连接，两所述L型支撑板另一端分别设置有第二连接结构，所述第二连接结构分别将所述第一分段和第二分段与所述L型支撑板进行固定。

13.一种分段式风电叶片，其特征在于，包括沿长度方向设置的若干分段，每两个分段之间设置有如权利要求1至12任一项所述的抗剪切连接结构，所述抗剪切连接结构沿风电叶片轮廓方向绕设。

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