CN207728484U - 一种分段式抗台风型风机叶片连接结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种分段式抗台风型风机叶片连接结构，分有叶根段和叶尖段，所述叶根段和叶尖段为可拆卸连接，通过螺栓能够连接成为一个叶片整体；其中，所述螺栓为能够爆炸断裂的爆炸螺栓，其内部设有空腔，并容置有炸药和引爆该炸药的引爆装置，所述引爆装置通过导线连接风机的控制器，当风速超过限定值后，所述引爆装置会接到控制器传送的动作信号引爆炸药，实现主动断开叶尖段。本实用新型能够保证风机正常运行要求，当风速达到限定值时，通过螺栓内部的引爆装置引爆螺栓内的炸药，达到使叶片主动断裂的目的。

Description

一种分段式抗台风型风机叶片连接结构

技术领域

本实用新型涉及可再生新能源风力发电风机叶片的技术领域，尤其是指一种分段式抗台风型风机叶片连接结构。

背景技术

作为绿色清洁能源，风力发电在我国得到迅猛发展。海上风机和沿海区域的风机，要求风机具有抗台风能力。然而超大台风下，机组容易损坏，特别是叶片损坏概率高，常见损坏形式有叶片开裂或折断。

随着技术的发展，风机的单机功率逐步提高。风机叶轮直径从最初的70多米到现在超过145米。有些新型机组的叶轮直径甚至超过了180m。叶尖速度成倍增大，承受的载荷也成倍增加，增大了台风下风机损坏的概率。

针对台风对风机的破坏原理，有些设计者提出了一种分段式抗台风叶片设计：正常风速下，风机正常运行；如遇到超强台风，风速超出设计风速时，叶片局部主动折断。通过这种局部破坏的形式保护风机不发生毁灭性破坏。分段叶片的设计理念由此产生：在叶片上设计一处应力薄弱点，当叶片遇到极限风载时，该位置主动断裂，叶片总长度变短，扫风面积变小，机组推力减小，从而避免了风机的其它部件损坏。

这种分段式叶片的设计理念要求，风机正常运行时，叶片薄弱点的强度足够大，保证机组运行安全。极限风速下，风机启动紧急措施，叶片薄弱处能够断开，不出现因连接部件本身强度过大无法断开的情况。但是，对于单个风机叶片，其屈服极限存在很大的不确定因素，单纯从叶片应力角度控制，很有可能无法达到预期的效果。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，降低风机叶片在台风来袭时叶根折断破坏率，提出了一种分段式抗台风型风机叶片连接结构，能够保证风机正常运行要求，当风速达到限定值时，通过螺栓内部的引爆装置引爆螺栓内的炸药，达到使叶片主动断裂的目的。

为实现上述目的，本实用新型所提供的技术方案为：一种分段式抗台风型风机叶片连接结构，分有叶根段和叶尖段，所述叶根段和叶尖段为可拆卸连接，通过螺栓能够连接成为一个叶片整体；其中，所述螺栓为能够爆炸断裂的爆炸螺栓，其内部设有空腔，并容置有炸药和引爆该炸药的引爆装置，所述引爆装置通过导线连接风机的控制器，当风速超过限定值后，所述引爆装置会接到控制器传送的动作信号引爆炸药，实现主动断开叶尖段。

所述爆炸螺栓上形成有一薄弱断裂位，易于炸药爆炸断裂。

所述叶根段连接叶尖段的截面处内置有按先后顺序依次放入的PVC楔形条和预埋螺套，所述叶尖段连接截面处的轴向截面打圆孔，弦向截面打U型跑道孔，且所述U型跑道孔交叉错位排布，以避免所有U型跑道孔处于同一截面位置，造成该截面强度不足，所述螺栓的一端与预埋螺套相连，其另一端从叶尖段的连接截面伸进入相应U型跑道孔中，并采用U形孔半圆柱垫和圆螺母进行拧紧固定，从而减小叶尖段连接位置处的应力集中。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：

采用爆炸螺栓作为分段式叶片的连接方式，改变了叶片可能出现的超高风速下叶片不断裂，导致飞车的危险，同时也提高了分段式叶片设计的可行性，有效的减少整只叶片的报废率，降低维修更换成本，从而提高风机的整机安全。

附图说明

图1为抗台风型风机叶片安装示意图。

图2为分段叶片示意图。

图3为图2的F局部放大图。

图4为分段叶片在分段连接位置的结构示意图(图3所示A-A剖视图)。

图5为叶片连接处爆炸螺栓示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型作进一步说明。

参见图1至图5所示，本实施例所提供的分段式抗台风型风机叶片连接结构，是将全尺寸叶片在叶尖某个位置分开，分有叶根段1和叶尖段2，分两段制作后运输到风场，再采用机械连接方式连接起来。其中，所述叶根段1和叶尖段2为可拆卸连接，通过螺栓5能够连接成为一个叶片整体；所述叶根段1连接叶尖段2的截面处内置有按先后顺序依次放入的PVC楔形条3和预埋螺套4，所述叶尖段2连接截面处的轴向截面打圆孔，弦向截面打U型跑道孔，且所述U型跑道孔交叉错位排布，以避免所有U型跑道孔处于同一截面位置，造成该截面强度不足，所述螺栓5的一端与预埋螺套4相连，其另一端从叶尖段2的连接截面伸进入相应U型跑道孔中，并采用U形孔半圆柱垫6和圆螺母7进行拧紧固定，从而减小了叶尖段2连接位置处的应力集中。其中，为了有效降低风机叶片在台风来袭时叶根折断破坏率，本实施例所述的螺栓5为能够爆炸断裂的爆炸螺栓，其内部设有空腔，并容置有炸药8和引爆该炸药8的引爆装置(图中未画出)，所述引爆装置通过导线9连接风机的控制器(图中未画出)，当风速超过限定值后，所述引爆装置会接到控制器传送的动作信号引爆炸药8，实现主动断开叶尖段2，此外，为了确保爆炸螺栓在具备足够强度来满足机组正常运行要求的同时，也易于爆炸断裂，所述爆炸螺栓上形成有一薄弱断裂位10，炸药爆炸后该处会最先断裂，从而满足叶片主动断裂的目的。而台风过后从分段连接位置更换叶尖段损坏的叶片，然后用爆炸螺栓连接新叶尖段，风机即可正常运行发电。

以上所述之实施例子只为本实用新型之较佳实施例，并非以此限制本实用新型的实施范围，故凡依本实用新型之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (3)

1.一种分段式抗台风型风机叶片连接结构，分有叶根段和叶尖段，所述叶根段和叶尖段为可拆卸连接，通过螺栓能够连接成为一个叶片整体；其特征在于：所述螺栓为能够爆炸断裂的爆炸螺栓，其内部设有空腔，并容置有炸药和引爆该炸药的引爆装置，所述引爆装置通过导线连接风机的控制器，当风速超过限定值后，所述引爆装置会接到控制器传送的动作信号引爆炸药，实现主动断开叶尖段。

2.根据权利要求1所述的一种分段式抗台风型风机叶片连接结构，其特征在于：所述爆炸螺栓上形成有一薄弱断裂位，易于炸药爆炸断裂。

3.根据权利要求1所述的一种分段式抗台风型风机叶片连接结构，其特征在于：所述叶根段连接叶尖段的截面处内置有按先后顺序依次放入的PVC楔形条和预埋螺套，所述叶尖段连接截面处的轴向截面打圆孔，弦向截面打U型跑道孔，且所述U型跑道孔交叉错位排布，以避免所有U型跑道孔处于同一截面位置，造成该截面强度不足，所述螺栓的一端与预埋螺套相连，其另一端从叶尖段的连接截面伸进入相应U型跑道孔中，并采用U形孔半圆柱垫和圆螺母进行拧紧固定，从而减小叶尖段连接位置处的应力集中。