CN116181564A - 风电叶片及其制作方法 - Google Patents

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CN116181564A CN202310069207.3A CN202310069207A CN116181564A CN 116181564 A CN116181564 A CN 116181564A CN 202310069207 A CN202310069207 A CN 202310069207A CN 116181564 A CN116181564 A CN 116181564A
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黄辉秀
苑轶南
李壮
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Zhongfu Lianzhong (Lianyungang) Wind Power Blade Co.,Ltd.
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Zhongfu Lianzhong Jiuquan Composite Materials Co ltd
Lianyungang Zhongfu Lianzhong Composites Group Co Ltd
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Abstract

本发明属于风电叶片制造技术领域，公开了一种风电叶片及其制作方法，该风电叶片包括叶片外壳、腹板机构以及支撑机构。该腹板机构包括第一腹板和第二腹板，该第一腹板和该第二腹板间隔布置于该叶片外壳中，支撑该叶片外壳内部的相对两侧；该支撑机构连接于该第一腹板和该第二腹板之间，该支撑机构的长度能够调节。该风电叶片结构强度高，能够解决叶片外壳中发生腹板弯曲导致的风电叶片抗剪切强度失效的问题。

Description

风电叶片及其制作方法
技术领域
本发明涉及风电叶片制造技术领域，尤其涉及一种风电叶片及其制作方法。
背景技术
腹板是风电叶片中起结构支撑作用的主要部件，对于风电叶片的整体结构起到至关重要的作用。
目前，随着风电叶片尺寸的增加，叶根节圆直径已超过4000毫米，叶片重量超过30吨。脱模后的叶片根部极易发生变形，前缘腹板和后缘腹板也会随之发生弯曲变形。当前缘腹板或后缘腹板发生弯曲变形后，风电叶片的抗剪切强度会严重降低，从而导致风电叶片在风场运行过程中发生断裂，造成严重的人身和财产安全问题。
因此，亟需一种风电叶片及其制作方法，以解决以上问题。
发明内容
根据本发明的一个方面，目的在于提供一种风电叶片，该风电叶片结构强度高，能够解决叶片外壳中发生腹板弯曲导致的风电叶片抗剪切强度失效的问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
风电叶片，包括：
叶片外壳；
腹板机构，所述腹板机构包括第一腹板和第二腹板，所述第一腹板和所述第二腹板间隔布置于所述叶片外壳中，支撑所述叶片外壳内部的相对两侧；
支撑机构，所述支撑机构连接于所述第一腹板和所述第二腹板之间，所述支撑机构的长度能够调节。
作为本发明提供的风电叶片的优选方案，所述支撑机构包括支撑杆，所述第一腹板开设第一安装孔，所述第二腹板开设第二安装孔，所述第一安装孔正对所述第二安装孔，所述支撑杆穿设连接于所述第一安装孔和所述第二安装孔。
作为本发明提供的风电叶片的优选方案，所述支撑机构还包括第一调节部，所述第一调节部设置于所述支撑杆与所述第一腹板的连接处，所述支撑杆远离所述第一腹板的一端连接于所述第二腹板，所述第一调节部被配置为调节所述支撑杆夹设于所述第一腹板和所述第二腹板之间的一部分的长度；和/或，
所述支撑机构还包括第二调节部，所述第二调节部设置于所述支撑杆与所述第二腹板的连接处，所述第二调节部被配置为调节所述支撑杆夹设于所述第一腹板和所述第二腹板之间的一部分的长度。
作为本发明提供的风电叶片的优选方案，所述支撑杆的一侧设置第一连接部，所述第一连接部穿设于所述第一安装孔，所述第一调节部包括第一内锁定件和第一外锁定件，所述第一内锁定件和所述第一外锁定件分别可拆卸连接于所述第一连接部，所述第一腹板的一部分夹设于所述第一内锁定件和所述第一外锁定件之间；和/或，
所述支撑杆的另一侧设置第二连接部，所述第二连接部穿设于所述第二安装孔，所述第二调节部包括第二内锁定件和第二外锁定件，所述第二内锁定件和所述第二外锁定件分别可拆卸连接于所述第二连接部，所述第二腹板的一部分夹设于所述第二内锁定件和所述第二外锁定件之间。
作为本发明提供的风电叶片的优选方案，所述第一调节部还包括至少两个第一垫片，所述第一内锁定件和所述第一腹板之间以及所述第一外锁定件和所述第一腹板之间分别设置有所述第一垫片；和/或，
所述第二调节部还包括至少两个第二垫片，所述第二内锁定件和所述第二腹板之间以及所述第二外锁定件和所述第二腹板之间分别设置有所述第二垫片。
作为本发明提供的风电叶片的优选方案，所述第一垫片和所述第二垫片均为橡胶材质。
作为本发明提供的风电叶片的优选方案，所述第一腹板中嵌设第一加强预制件，所述第一安装孔开设于所述第一加强预制件；和/或，
所述第二腹板中嵌设第二加强预制件，所述第二安装孔开设于所述第二加强预制件。
作为本发明提供的风电叶片的优选方案，所述支撑杆的一端设置第一防脱部，所述第一防脱部衔接于所述第一连接部，并伸出所述第一安装孔，位于所述第一腹板背离所述第二腹板的一侧；和/或，
所述支撑杆的另一端设置第二防脱部，所述第二防脱部衔接于所述第二连接部，并伸出所述第二安装孔，位于所述第二腹板背离所述第一腹板的一侧。
作为本发明提供的风电叶片的优选方案，所述第一腹板包括第一腹板芯材和第一腹板蒙皮，所述第一腹板蒙皮敷设于所述第一腹板芯材外部；所述第二腹板包括第二腹板芯材和第二腹板蒙皮，所述第二腹板蒙皮敷设于所述第二腹板芯材外部。
根据本发明的另一个方面，目的在于提供一种风电叶片的制作方法，以上方案任一所述的风电叶片采用所述风电叶片制作方法制作，所述制作方法具体包括如下步骤：
步骤S1、于第一腹板和第二腹板分别开设第一安装孔和第二安装孔；
步骤S2、于第一腹板和第二腹板之间安装支撑机构；
步骤S3、安装第一腹板、第二腹板和支撑机构于叶片外壳内部；
步骤S4、调整支撑杆夹设于第一腹板和第二腹板之间的一部分的长度。
本发明的有益效果：
本发明提供的风电叶片包括叶片外壳、腹板机构以及支撑机构。该腹板机构包括第一腹板和第二腹板，该第一腹板和该第二腹板间隔布置于该叶片外壳中，支撑于该叶片外壳内部的相对两侧。也就是说，该第一腹板和该第二腹板能够作为叶片外壳的骨架结构，对其进行支撑，保证其结构强度。该支撑机构连接于该第一腹板和该第二腹板之间，该支撑机构的长度能够调节。也就是说，该支撑机构能够保持第一腹板和该第二腹板之间的合理间距，且可以在第一腹板和该第二腹板之间的间距变化时，对两者之间的距离进行调节，防止两者发生弯曲等形变问题，防止风电叶片的结构强度下降。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，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，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的风电叶片的部分结构示意图；
图2是本发明实施例提供的腹板机构的结构示意图。
图中：
100、腹板机构；110、第一腹板；111、第一加强预制件；112、第一腹板芯材；113、第一腹板蒙皮；120、第二腹板；121、第二加强预制件；122、第二腹板芯材；123、第二腹板蒙皮；
200、支撑机构；210、支撑杆；211、第一连接部；212、第二连接部；213、第一防脱部；214、第二防脱部；220、第一调节部；221、第一内锁定件；222、第一外锁定件；223、第一垫片；230、第二调节部；231、第二内锁定件；232、第二外锁定件；233、第二垫片。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。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。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、“左”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
图1示出本发明实施例提供的风电叶片的部分结构示意图。参照图1，本实施例提供了一种风电叶片。该风电叶片包括叶片外壳、腹板机构100以及支撑机构200。该腹板机构100设置于叶片外壳内部的腔体中，对该叶片外壳内部的相对两侧进行支撑。该支撑机构200用于对腹板机构100的形态进行调整，保证其支撑强度。
图2示出本发明实施例提供的腹板机构的结构示意图。参照图1和图2，该腹板机构100包括第一腹板110和第二腹板120，该第一腹板110和该第二腹板120相互平行间隔布置于该叶片外壳中，支撑该叶片外壳内部的相对两侧，作为叶片外壳的骨架结构，对其进行支撑，保证其结构强度。
具体地，参照图2，该第一腹板110包括第一腹板芯材112和第一腹板蒙皮113。该第一腹板蒙皮113敷设于该第一腹板芯材112外部，将其完全包裹，对第一腹板芯材112进行保护。同样地，该第二腹板120包括第二腹板芯材122和第二腹板蒙皮123。该第二腹板蒙皮123敷设于该第二腹板芯材122外部，将其完全包裹，对第二腹板芯材122进行保护。
再为具体地，该第一腹板110开设第一安装孔，该第二腹板120开设第二安装孔，该第一安装孔正对该第二安装孔，且该第一安装孔和第二安装孔的开设位置分别位于第一腹板110和第二腹板120上易发生弯曲的位置。该第一安装孔和第二安装孔能够为支撑机构200提供安装位置。
作为优选地，该第一腹板110中嵌设第一加强预制件111，该第一安装孔开设于该第一加强预制件111；和/或，该第二腹板120中嵌设第二加强预制件121，该第二安装孔开设于该第二加强预制件121。第一加强预制件111和第二加强预制件121能够分别对第一腹板芯材112的外露面和第二腹板芯材122的外露面进行封堵，防止第一腹板芯材112裸露处和第二腹板芯材122的裸露处发生结构失效，加强第一腹板芯材112和第二腹板芯材122的结构可靠性。
可选地，该第一加强预制件111和第二加强预制件121可以采用预制玻璃钢块或填充玻纤布制成。
继续参照图1，该支撑机构200连接于该第一腹板110和该第二腹板120之间，该支撑机构200的长度能够调节。也就是说，该支撑机构200能够保持第一腹板110和该第二腹板120之间的合理间距，且可以在第一腹板110和该第二腹板120之间的间距变化时，对两者之间的距离进行调节，防止两者发生弯曲等形变问题，避免风电叶片的结构强度下降。
具体地，该支撑机构200包括支撑杆210、第一调节部220和第二调节部230。该第一调节部220设置于该支撑杆210与该第一腹板110的连接处，该第二调节部230设置于该支撑杆210与该第二腹板120的连接处。通过该第一调节部220和/或该第二调节部230能够调节该支撑杆210夹设于该第一腹板110和该第二腹板120之间的一部分的长度，进而调整第一腹板110和该第二腹板120之间的间距。
再为具体地，该支撑杆210的一侧设置第一连接部211，该第一连接部211穿设于该第一安装孔，并位于第一安装孔中。该第一调节部220包括第一内锁定件221和第一外锁定件222，该第一内锁定件221和该第一外锁定件222分别可拆卸连接于该第一连接部211，该第一腹板110的一部分夹设于该第一内锁定件221和该第一外锁定件222之间。同样地，该支撑杆210的另一侧设置第二连接部212，该第二连接部212穿设于该第二安装孔，并位于第二安装孔中。该第二调节部230包括第二内锁定件231和第二外锁定件232，该第二内锁定件231和该第二外锁定件232分别可拆卸连接于该第二连接部212，该第二腹板120的一部分夹设于该第二内锁定件231和该第二外锁定件232之间。
更为具体地，该第一连接部211和第二连接部212均设置有外螺纹，该第一连接部211、第二连接部212以及支撑杆210的主体同轴设置，形成双头螺杆结构。该第一内锁定件221、第一外锁定件222、第二内锁定件231和第二外锁定件232均可以选择现有技术中的六角螺母。该第一内锁定件221和该第一外锁定件222分别螺接于该第一连接部211，并分别抵紧该第一加强预制件111的相对两侧部；该第二内锁定件231和该第二外锁定件232分别螺接于该第二连接部212，并分别抵紧该第二连接部212的相对两侧部。
作为优选地，该第一调节部220还包括至少两个第一垫片223。该第一内锁定件221和该第一加强预制件111的内侧部之间以及该第一外锁定件222和该第一加强预制件111的外侧部之间分别设置有该第一垫片223。同样地，该第二调节部230还包括至少两个第二垫片233，该第二内锁定件231和该第二腹板120之间以及该第二外锁定件232和该第二腹板120之间分别设置有该第二垫片233。在本实施例中，该第一垫片223和该第二垫片233均为橡胶材质。该第一垫片223能够避免第一腹板蒙皮113和第一腹板芯材112被第一内锁定件221和第一外锁定件222夹伤；该第二垫片233能够避免第二腹板蒙皮123和第二腹板芯材122被第二内锁定件231和第二外锁定件232夹伤。
可选地，该支撑杆210的一端设置第一防脱部213，该第一防脱部213衔接于该第一连接部211的端部，并伸出该第一安装孔，位于该第一腹板110背离该第二腹板120的一侧。和/或，该支撑杆210的另一端设置第二防脱部214，该第二防脱部214衔接于该第二连接部212的端部，并伸出该第二安装孔，位于该第二腹板120背离该第一腹板110的一侧。该第一防脱部213能够防止第一连接部211脱出第一腹板110，该第二防脱部214能够防止第二连接部212脱出第二腹板120，造成第一腹板110和第二腹板120之间的支撑失效的问题。
本实施例提供的支撑机构200可以为多个，多个支撑机构200沿第一腹板110和第二腹板120的高度方向间隔布置在两者之间，可以根据实际生产中第一腹板110和第二腹板120的尺寸进行选择。一般来说，当仅设置一个支撑机构200时，用于供支撑机构200安装的第一安装孔和第二安装孔应该分别开设于第一腹板110和第二腹板120的高度方向的中间位置。
本实施例还提供了一种风电叶片制作方法，本实施例提供的风电叶片采用该风电叶片制作方法制作，该风电叶片制作方法包括如下步骤：
步骤S1、于第一腹板110和第二腹板120分别开设第一安装孔和第二安装孔；
步骤S2、于第一腹板110和第二腹板120之间安装支撑机构200；
步骤S3、安装第一腹板110、第二腹板120和支撑机构200于叶片外壳内部；
步骤S4、调整支撑杆210夹设于第一腹板110和第二腹板120之间的一部分的长度。
具体地，在步骤S1中，以第一腹板110为例，在第一腹板110进行真空灌注前，在第一安装孔的打孔位置提前嵌设第一加强预制件111，使后续第一安装孔完全打在第一加强预制件111上，以避免第一腹板芯材裸露处结构失效。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.风电叶片，其特征在于，包括：
叶片外壳；
腹板机构(100)，所述腹板机构(100)包括第一腹板(110)和第二腹板(120)，所述第一腹板(110)和所述第二腹板(120)间隔布置于所述叶片外壳中，支撑所述叶片外壳内部的相对两侧；
支撑机构(200)，所述支撑机构(200)连接于所述第一腹板(110)和所述第二腹板(120)之间，所述支撑机构(200)的长度能够调节。
2.根据权利要求1所述的风电叶片，其特征在于，所述支撑机构(200)包括支撑杆(210)，所述第一腹板(110)开设第一安装孔，所述第二腹板(120)开设第二安装孔，所述第一安装孔正对所述第二安装孔，所述支撑杆(210)穿设连接于所述第一安装孔和所述第二安装孔。
3.根据权利要求2所述的风电叶片，其特征在于，所述支撑机构(200)还包括第一调节部(220)，所述第一调节部(220)设置于所述支撑杆(210)与所述第一腹板(110)的连接处，所述支撑杆(210)远离所述第一腹板(110)的一端连接于所述第二腹板(120)，所述第一调节部(220)被配置为调节所述支撑杆(210)夹设于所述第一腹板(110)和所述第二腹板(120)之间的一部分的长度；和/或，
所述支撑机构(200)还包括第二调节部(230)，所述第二调节部(230)设置于所述支撑杆(210)与所述第二腹板(120)的连接处，所述第二调节部(230)被配置为调节所述支撑杆(210)夹设于所述第一腹板(110)和所述第二腹板(120)之间的一部分的长度。
4.根据权利要求3所述的风电叶片，其特征在于，所述支撑杆(210)的一侧设置第一连接部(211)，所述第一连接部(211)穿设于所述第一安装孔，所述第一调节部(220)包括第一内锁定件(221)和第一外锁定件(222)，所述第一内锁定件(221)和所述第一外锁定件(222)分别可拆卸连接于所述第一连接部(211)，所述第一腹板(110)的一部分夹设于所述第一内锁定件(221)和所述第一外锁定件(222)之间；和/或，
所述支撑杆(210)的另一侧设置第二连接部(212)，所述第二连接部(212)穿设于所述第二安装孔，所述第二调节部(230)包括第二内锁定件(231)和第二外锁定件(232)，所述第二内锁定件(231)和所述第二外锁定件(232)分别可拆卸连接于所述第二连接部(212)，所述第二腹板(120)的一部分夹设于所述第二内锁定件(231)和所述第二外锁定件(232)之间。
5.根据权利要求4所述的风电叶片，其特征在于，所述第一调节部(220)还包括至少两个第一垫片(223)，所述第一内锁定件(221)和所述第一腹板(110)之间以及所述第一外锁定件(222)和所述第一腹板(110)之间分别设置有所述第一垫片(223)；和/或，
所述第二调节部(230)还包括至少两个第二垫片(233)，所述第二内锁定件(231)和所述第二腹板(120)之间以及所述第二外锁定件(232)和所述第二腹板(120)之间分别设置有所述第二垫片(233)。
6.根据权利要求5所述的风电叶片，其特征在于，所述第一垫片(223)和所述第二垫片(233)均为橡胶材质。
7.根据权利要求4所述的风电叶片，其特征在于，所述第一腹板(110)中嵌设第一加强预制件(111)，所述第一安装孔开设于所述第一加强预制件(111)；和/或，
所述第二腹板(120)中嵌设第二加强预制件(121)，所述第二安装孔开设于所述第二加强预制件(121)。
8.根据权利要求4所述的风电叶片，其特征在于，所述支撑杆(210)的一端设置第一防脱部(213)，所述第一防脱部(213)衔接于所述第一连接部(211)，并伸出所述第一安装孔，位于所述第一腹板(110)背离所述第二腹板(120)的一侧；和/或，
所述支撑杆(210)的另一端设置第二防脱部(214)，所述第二防脱部(214)衔接于所述第二连接部(212)，并伸出所述第二安装孔，位于所述第二腹板(120)背离所述第一腹板(110)的一侧。
9.根据权利要求1所述的风电叶片，其特征在于，所述第一腹板(110)包括第一腹板芯材(112)和第一腹板蒙皮(113)，所述第一腹板蒙皮(113)敷设于所述第一腹板芯材(112)外部；所述第二腹板(120)包括第二腹板芯材(122)和第二腹板蒙皮(123)，所述第二腹板蒙皮(123)敷设于所述第二腹板芯材(122)外部。
10.风电叶片制作方法，其特征在于，权利要求1-9任一所述的风电叶片采用所述风电叶片制作方法制作，所述风电叶片制作方法包括如下步骤：
S1、于第一腹板(110)和第二腹板(120)分别开设第一安装孔和第二安装孔；
S2、于第一腹板(110)和第二腹板(120)之间安装支撑机构(200)；
S3、安装第一腹板(110)、第二腹板(120)和支撑机构(200)于叶片外壳内部；
S4、调整支撑杆(210)夹设于第一腹板(110)和第二腹板(120)之间的一部分的长度。
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