CN116146582B - 一种分段式风电叶片螺栓连接结构及其更换方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及风电叶片连接技术领域，尤其涉及一种分段式风电叶片螺栓连接结构及其更换方法，该连接结构包括第一连接段、第二连接段以及用于连接第一连接段和第二连接段的连接件，连接件包括连接杆、第一连接螺母以及与第二连接螺母；第一连接段和第二连接段具有连接通道，连接通道穿过二者的对接面并朝向远离对方的方向延伸；第一连接段上在连接通道的一端上具有定位孔；第二连接段上在连接通道的另一端上具有操作孔，操作孔用于第二连接螺母的紧固或者拆卸；其中，第二连接段上还具有更换通道，更换通道设置在远离对接面的一端，更换通道与操作孔连通，并且与连接通道共线设置，用于连接杆的取放。本发明通过上述设置，降低了连接杆更换的难度。

Description

一种分段式风电叶片螺栓连接结构及其更换方法

技术领域

本发明涉及风电叶片连接技术领域，尤其涉及一种分段式风电叶片螺栓连接结构及其更换方法。

背景技术

目前，风电叶片开始逐渐朝向大型化、轻量化的方向发展，碳纤维复合材料在风电叶片领域中的应用也越来越广泛，为了适应大型化风电叶片的制作和运输安装，分段式风电叶片也逐渐得到应用，在分段叶片中，叶片的连接结构起到了至关重要的作用；

现有技术中，对于风电叶片的分段连接结构多采用螺栓的形式来连接，如公开号为CN102562486A的中国发明专利申请于2012年7月11日公开了一种分段式风机叶片及其安装方法，其通过在相邻叶片部的连接区域之间使用多个T型螺栓实现简单有效的T型螺栓连接；

然而发明人在实施上述方案时发现，上述连接结构对螺栓的维护较为麻烦，由于采用对接的形式，需要将所有的螺母进行拆卸，将两个分段连接部分进行分离露出所有的螺栓之后才可以将螺栓取出并进行更换，更换过程较为繁琐。

发明内容

鉴于以上技术问题中的至少一项，本发明提供了一种分段式风电叶片螺栓连接结构及其更换方法，采用结构的改进以简化螺栓的更换方式。

根据本发明的第一方面，提供一种分段式风电叶片螺栓连接结构，包括对接的第一连接段、第二连接段以及用于连接所述第一连接段和第二连接段的连接件，所述连接件包括连接杆、与所述连接杆的一端螺接的第一连接螺母以及与所述连接杆的另一端螺接的第二连接螺母；

所述第一连接段和第二连接段具有连接通道，所述连接通道穿过二者的对接面并朝向远离对方的方向延伸，所述连接通道被配置为所述连接杆在其中可相对移动；

所述第一连接段上在所述连接通道的一端上具有与所述连接通道垂直的定位孔，所述定位孔与所述第一连接螺母适配；

所述第二连接段上在所述连接通道的另一端上具有与所述连接通道垂直的操作孔，所述操作孔用于所述第二连接螺母的紧固或者拆卸；

其中，所述第二连接段上还具有更换通道，所述更换通道设置在远离对接面的一端，所述更换通道与所述操作孔连通，并且与所述连接通道共线设置，用于所述连接杆的取放。

在本发明的一些实施例中，所述第一连接段和第二连接段均由复合材料制备而成。

在本发明的一些实施例中，所述第一连接段和第二连接段均包括外增强层、增厚层和内增强层，所述连接通道和更换通道设置均设置在所述增厚层中，所述外增强层和内增强层铺设在所述增厚层的两侧。

在本发明的一些实施例中，所述增厚层在所述更换通道所在处呈楔形面结构，所述楔形面结构将所述更换通道倾斜切割。

在本发明的一些实施例中，所述内增强层上具有与所述更换通道对应的椭圆孔以及用于封堵所述椭圆孔的封盖。

在本发明的一些实施例中，所述增强层内在所述更换通道内还预埋有加强管，所述加强管的内径大于所述连接杆的外径。

在本发明的一些实施例中，所述加强管为玻璃钢圆管，所述加强管的外壁与所述楔形面结构齐平。

在本发明的一些实施例中，所述第一连接段和第二连接段成型于风电叶片的连接处。

在本发明的一些实施例中，所述第一连接螺母为圆柱形螺母、所述第二连接螺母为锁紧螺母，所述连接杆上还套设有滑套以及与所述滑套抵接的半圆柱型垫圈。

根据本发明的第二方面，还提供了一种如第一方面所述的分段式风电叶片螺栓连接结构的更换方法，包括以下步骤：

从所述操作孔中拆卸第二连接螺母，并且将所述连接杆与所述第一连接螺母分离；

打开所述封盖，将所述连接杆移动至所述更换通道中并取出；

从所述更换通道内置入新的连接杆，并与所述第一连接螺母螺接；

通过所述操作孔紧固所述第二连接螺母，并将所述封盖固定在内增强层上。

本发明的有益效果为：本发明通过在第二连接段上设置的与所述连接杆所在的连通通道共线的更换通道的设置，使得在连接杆上的第二连接螺母拆卸后可以移动至更换通道内取出，与现有技术相比，在进行连接杆的更换时，在不影响其他连接杆的情况下可以实现单个连接杆的取出和更换，进而降低了工作量和工作难度，并且对整体的结构不会产生影响，进而提高了连接结构的使用寿命和可靠性。

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为本发明实施例中分段式风电叶片螺栓连接结构的结构示意图；

图2为本发明实施例中连接件的结构示意图；

图3为本发明实施例中图1中的A处局部放大结构示意图；

图4为本发明实施例中分段式风电叶片螺栓连接结构的俯视图；

图5为本发明实施例中图4中的B-B向剖视结构示意图；

图6为本发明实施例中连接杆更换的步骤流程结构示意图；

图7为本发明实施例中图1中的爆炸分解结构示意图；

图8为本发明实施例中分段式风电叶片螺栓连接结构的更换方法的步骤流程图。

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。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1至图7所示的分段式风电叶片螺栓连接结构，包括对接的第一连接段1、第二连接段2以及用于连接第一连接段1和第二连接段2的连接件3，如图2中所示，连接件3包括连接杆31、与连接杆31的一端螺接的第一连接螺母32以及与连接杆31的另一端螺接的第二连接螺母33；在本发明实施例中，连接件3为双头连接，例如双头螺栓的形式；

请参照图3至图5，第一连接段1和第二连接段2具有连接通道11，连接通道11穿过二者的对接面并朝向远离对方的方向延伸，连接通道11被配置为连接杆31在其中可相对移动；在具体进行连接时，连接件3穿过该连接通道11并且两端分别与设置在第一连接段1上的第一连接螺母32和设置在第二连接段2上的第二连接螺母33连接，从而实现第一连接段1和第二连接段2的连接。

请继续参照图3至图5，在本发明实施例中，第一连接段1上在连接通道11的一端上具有与连接通道11垂直的定位孔12，定位孔12与第一连接螺母32适配；在本发明一些实施例中，定位孔12设置为圆柱腔结构，第一连接螺母32为圆柱形，其螺孔设置穿过轴心并与轴线垂直的方向，这样，在将第一连接螺母32放置在定位孔12中以后，第一连接螺母32的螺纹孔与连接通道11对应，可以实现从连接通道11内将连接件3的一端螺接在第一连接螺母32上；

第二连接段2上在连接通道11的另一端上具有与连接通道11垂直的操作孔13，操作孔13用于第二连接螺母33的紧固或者拆卸；在连接件3螺接在第一连接螺母32上以后，其余部分裸露在第一连接段1外端，接着将第二连接段2上的连接通道11穿过该连接件3的裸露部分，使得连接件3的自由端进入至操作孔13内，接着在操作孔13内连接第二连接螺母33，并通过扳手进行紧固，即可实现将第一连接段1和第二连接段2进行连接的操作；

在本发明实施例中，如图3至图5中所示，第二连接段2上还具有更换通道14，更换通道14设置在远离对接面的一端，更换通道14与操作孔13连通，并且与连接通道11共线设置，用于连接杆31的取放。更换通道14与外界连通，具体的连通方式可以是一端与外界连通，也可以是通过盖、壳的方式将更换通道14的外壁进行拆卸，进而从更换通道14中实现将连接件3进行取出的操作；

在具体进行连接件3的更换时，如图6中所示，首先从操作孔13中将第二连接螺母33进行拆卸，使得连接杆31自由端裸露，然后通过拧动连接杆31的方式使得连接杆31的另一端与第一连接螺母32实现脱离，接着将连接杆31朝向更换通道14内移动，使得连接杆31从连接通道11移动至更换通道14内，由于更换通道14与外界连通，此时可以实现将连接杆31从更换通道14内取出的操作，如图6中的箭头所示，通过反向操作可以实现新的连接杆31的更换。

在上述实施例中，通过在第二连接段2上设置的与所述连接杆31所在的连通通道共线的更换通道14的设置，使得在连接杆31上的第二连接螺母33拆卸后可以移动至更换通道14内取出，与现有技术相比，在进行连接杆31的更换时，在不影响其他连接杆31的情况下可以实现单个连接杆31的取出和更换，进而降低了工作量和工作难度，并且对整体的结构不会产生影响，进而提高了连接结构的使用寿命和可靠性。

在上述实施例的基础上，在本发明实施例中，第一连接段1和第二连接段2均成型于风电叶片上，例如可以是设置于主梁的对接端的位置处，第一连接段1和第二连接段2均由复合材料制备而成。

具体如图7中所示，在本发明实施例中，第一连接段1和第二连接段2均包括外增强层40、增厚层和内增强层60，连接通道11和更换通道14设置均设置在增厚层中，外增强层40和内增强层60铺设在增厚层的两侧。在具体进行实施时，外增强层40、内增强层60以及加厚层50均为复合材料，例如碳纤维复合材料或者其他材质的复合材料结构。

为了便于连接杆31的取出，在本发明实施例中，如图7中搜索时，增厚层在更换通道14所在处呈楔形面结构51，楔形面结构51将更换通道14倾斜切割。通过这种楔形面结构51的设置，使得更换通道14沿着与轴线呈一定角度被切开，呈现出椭圆形的裸露面，进而在连接杆31进入至更换通道14内以后，大部分处于裸露在外界的状态，从而更加便于对连接杆31的取出和放置。

请继续参照图7，在本发明实施例中，内增强层60上具有与更换通道14对应的椭圆孔以及用于封堵椭圆孔的封盖。通过这种设置，可以保证外形的完整性，在具体进行实时时，内增强层60可以设置在风电叶片的外壁上，也可以设置在风电叶片壳体的内侧，在需要进行连接杆31的更换时，将封盖取下后即可实现对连接杆31的取放作业；对封盖的取下可以采用切割的方式，对封盖的固定可以采用胶铆连接或者胶粘的方式实现。

在本发明实施例中，为了进一步提高更换通道14的结构强度，如图7中所示，增强层内在更换通道14内还预埋有加强管52，加强管52的内径大于连接杆31的外径。通过预埋加强管52的形式，不仅可以保证更换通道14的强度，而且还有利于提高连接杆31在其中滑动的平顺性。在本发明一些实施例中，加强管52为玻璃钢圆管，加强管52的外壁与楔形面结构51齐平。

请继续参照图2和图3，在本发明一些实施例中，第一连接螺母32为圆柱形螺母、第二连接螺母33为锁紧螺母，连接杆31上还套设有滑套34以及与滑套34抵接的半圆柱型垫圈35。在具体进行实施时，半圆柱型垫圈35设置在操作孔13内，通过半圆柱型垫圈35的设置，可以均衡操作孔13内的受力，减少开裂的风险；通过滑套34的设置，可以提高连接杆31在移动时的平滑性，同时也可以减少连接杆31在连接通道11内的晃动。

在本发明实施例中，还提供了一种上述分段式风电叶片螺栓连接结构的更换方法，该部分在上文中已经进行了详细描述，本领域技术人员可参照上文进行理解，这里不再进行赘述，如图8中所示，包括以下步骤：

S10：从操作孔13中拆卸第二连接螺母33，并且将连接杆31与第一连接螺母32分离；

S20：打开封盖，将连接杆31移动至更换通道14中并取出；

S30：从更换通道14内置入新的连接杆31，并与第一连接螺母32螺接；

S40：通过操作孔13紧固第二连接螺母33，并将封盖固定在内增强层60上。

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 (7)

1.一种分段式风电叶片螺栓连接结构，其特征在于，包括对接的第一连接段、第二连接段以及用于连接所述第一连接段和第二连接段的连接件，所述连接件包括连接杆、与所述连接杆的一端螺接的第一连接螺母以及与所述连接杆的另一端螺接的第二连接螺母；

所述第一连接段和第二连接段具有连接通道，所述连接通道穿过二者的对接面并朝向远离对方的方向延伸，所述连接通道被配置为所述连接杆在其中可相对移动；

所述第一连接段上在所述连接通道的一端上具有与所述连接通道垂直的定位孔，所述定位孔与所述第一连接螺母适配；

所述第二连接段上在所述连接通道的另一端上具有与所述连接通道垂直的操作孔，所述操作孔用于所述第二连接螺母的紧固或者拆卸；

其中，所述第二连接段上还具有更换通道，所述更换通道设置在远离对接面的一端，所述更换通道与所述操作孔连通，并且与所述连接通道共线设置，用于所述连接杆的取放；

所述第一连接段和第二连接段均包括外增强层、增厚层和内增强层，所述连接通道和更换通道均设置在所述增厚层中，所述外增强层和内增强层铺设在所述增厚层的两侧；

所述内增强层上具有与所述更换通道对应的椭圆孔以及用于封堵所述椭圆孔的封盖；

所述增厚层内在所述更换通道内还预埋有加强管，所述加强管的内径大于所述连接杆的外径。

2.根据权利要求1所述的分段式风电叶片螺栓连接结构，其特征在于，所述第一连接段和第二连接段均由复合材料制备而成。

3.根据权利要求1所述的分段式风电叶片螺栓连接结构，其特征在于，所述增厚层在所述更换通道所在处呈楔形面结构，所述楔形面结构将所述更换通道倾斜切割。

4.根据权利要求3所述的分段式风电叶片螺栓连接结构，其特征在于，所述加强管为玻璃钢圆管，所述加强管的外壁与所述楔形面结构齐平。

5.根据权利要求1所述的分段式风电叶片螺栓连接结构，其特征在于，所述第一连接段和第二连接段成型于风电叶片的连接处。

6.根据权利要求1所述的分段式风电叶片螺栓连接结构，其特征在于，所述第一连接螺母为圆柱形螺母、所述第二连接螺母为锁紧螺母，所述连接杆上还套设有滑套以及与所述滑套抵接的半圆柱型垫圈。

7.一种根据权利要求1至6中任一项所述的分段式风电叶片螺栓连接结构的更换方法，其特征在于，包括以下步骤：

从所述操作孔中拆卸第二连接螺母，并且将所述连接杆与所述第一连接螺母分离；

打开所述封盖，将所述连接杆移动至所述更换通道中并取出；

从所述更换通道内置入新的连接杆，并与所述第一连接螺母螺接；

通过所述操作孔紧固所述第二连接螺母，并将所述封盖固定在内增强层上。

Images