風力發電機分段葉片的製作方法

2023-04-27 20:59:26

本實用新型涉及一種風力發電機分段葉片。

背景技術：

目前，公開號為CN102192110 B的中國專利披露了一種風力機分段葉片及其裝配方法，其中閥風力機分段葉片既要實現有效連接又能通過外延外輪廓保證氣動外形，人員必須從葉片內部安裝擰緊螺栓，從外部是無法裝配的，連接採用的是雙頭反向螺紋螺杆，所以只能採用機械式扭矩扳手打緊，無法使用液壓扭矩扳手或拉伸器。而葉片內部空間非常狹小，扭矩扳手很難有操作空間，設計本身是著重考慮裝配的方便性，實際上是限制了螺杆大小、規格及安裝範圍。實際情況中，葉片內部空間狹小，人員能否從內部進入分段葉片連接部位都是問題，更不用說人員及扳手操作空間的局限性；另外，分段葉片僅是外延部分接觸，接觸面小，導致接觸面壓力大，不利於葉片連接處的接觸面疲勞損傷；如果螺杆沒有並緊，接觸面壓力較小，極端情況下螺杆需要承受全部的彎曲應力、離心力、重力等各種力，那麼螺杆的疲勞斷裂風險極為堪憂。

技術實現要素：

本實用新型所要解決的技術問題是克服現有技術的缺陷，提供一種風力發電機分段葉片，它不僅能夠採用葉片分段運輸，實現人員方便、可靠地連接分段葉片，而且保證了兩段葉片連接處的氣動性能不損失，具備防松、免維護能力，即使遇到可能的故障，維修處理也很方便。

為了解決上述技術問題，本實用新型的技術方案是：一種風力發電機分段葉片，包括：

至少兩段葉片；

以及設置在相鄰兩段葉片之間的葉片連接組件，所述葉片連接組件包括葉片端面抵接部分和雙頭反向螺紋螺柱組，雙頭反向螺紋螺柱組具有多個雙頭反向螺紋螺柱；在相鄰的兩段葉片中，雙頭反向螺紋螺柱的一端部與其中一個葉片相連，雙頭反向螺紋螺柱的另一端部與另外一個葉片相連，所述葉片端面抵接部分的一端面與其中一個葉片的端面相抵，所述葉片端面抵接部分的另一端面與另外一個葉片的端面相抵，並且葉片端面抵接部分包裹住雙頭反向螺紋螺柱的中部，葉片端面抵接部分的外壁面與兩個葉片的外壁面保持一致的氣體動力學外形。

進一步提供了一種雙頭反向螺紋螺柱與相鄰的兩個葉片之間的連接結構，所述葉片的端部設置有螺柱連接件；在相鄰的兩個葉片中，所述雙頭反向螺紋螺柱的的一端部與其中一個葉片內的螺栓連接件相連，所述雙頭反向螺紋螺柱的另一端部與另外一個葉片內的螺栓連接件相連。

進一步，所述螺柱連接件為預埋在葉片內的螺栓套。

進一步，在相鄰的兩個葉片中，其中一個葉片中的螺栓連接件為預埋在葉片內的螺栓套，另外一個葉片中的螺栓連接件為置於葉片中的螺母。

進一步為了能夠實現單個雙頭反向螺紋螺柱的獨立裝配，另外一個葉片上設置有和螺母對應並沿著雙頭反向螺紋螺柱的軸向延伸的腰形孔，所述螺母置於腰形孔內。

進一步提供了一種葉片端面抵接部分的具體結構，所述葉片端面抵接部分包括法蘭和填充物層，法蘭位於填充物層的內側，並且雙頭反向螺紋螺柱組中的多個雙頭反向螺紋螺柱位於法蘭的外側，所述填充物層的外壁面與相鄰的兩個葉片的外壁面保持一致的氣體動力學外形。

進一步，所述法蘭內設置有減重孔。

進一步提供了另外一種葉片端面抵接部分的具體結構，所述葉片端面抵接部分包括法蘭和填充物層，法蘭位於填充物層的外側，並且雙頭反向螺紋螺柱組中的多個雙頭反向螺紋螺柱位於法蘭的內側，所述法蘭的外壁面與相鄰的兩個葉片的外壁面保持一致的氣體動力學外形。

進一步，所述雙頭反向螺紋螺柱中部的螺母為六角螺母或方形螺母。

進一步，所述雙頭反向螺紋螺柱中部的螺母分別與相鄰的兩個葉片的端面之間設置有緩衝墊。

採用了上述技術方案後，本實用新型具有以下的有益效果：

1、兩個相鄰的葉片之間共用一個葉片端面抵接部分的法蘭，可以最大程度的利用連接處的接觸面，增加接觸面面積有利於提高雙頭反向螺紋螺柱及法蘭接觸面的疲勞性能；

2、對於內部施工不便的葉片，人員可以在葉片外部方便的對接安裝葉片，有足夠的操作空間，很方便的給雙頭反向螺紋螺柱施加扭矩；

3、當葉片端面抵接部分中的法蘭位於外側時，法蘭外形不必嚴格的與葉片連接處翼型隨型，可以略微凹陷一點，降低法蘭的製造難度，空隙利用填充劑、泡沫、結構膠等填充，施工方便，成型容易且隨型，能保證連接處的翼型外輪廓；且具有切割、去除、修型的良好工藝性，後續維護也方便；填實的縫隙又阻止了雙頭反向螺紋螺柱的轉動，起到防松作用。

4、能夠更方便、可靠的解決兆瓦級分段葉片的連接問題,且不影響連接部位的氣動性能；

附圖說明

圖1為本實用新型的第一種結構的風力發電機分段葉片的裝配立體圖；

圖2為圖1中的葉片的端面示意圖；

圖3為圖1中的法蘭的結構示意圖；

圖4為圖2的A-A剖視圖；

圖5為本實用新型的第二種結構的風力發電機分段葉片的裝配立體圖；

圖6為圖5中的葉片的端面示意圖；

圖7為圖5中的法蘭的結構示意圖；

圖8為圖6的B-B剖視圖；

圖9為本實用新型的雙頭反向螺紋螺柱與兩個葉片之間的連接的第一種變形的結構示意圖；

圖10為圖9的俯視狀態下的局部剖視圖；

圖11為本實用新型的雙頭反向螺紋螺柱與兩個葉片之間的連接的第二種變形的結構示意圖；

圖12為圖11的俯視狀態下的局部剖視圖。

具體實施方式

為了使本實用新型的內容更容易被清楚地理解，下面根據具體實施例並結合附圖，對本實用新型作進一步詳細的說明。

實施例一

如圖1～4所示，一種風力發電機分段葉片，它包括：

至少兩段葉片1；

以及設置在相鄰兩段葉片1之間的葉片連接組件，所述葉片連接組件包括葉片端面抵接部分和雙頭反向螺紋螺柱組，雙頭反向螺紋螺柱組具有多個雙頭反向螺紋螺柱5；在相鄰的兩段葉片1中，雙頭反向螺紋螺柱5的一端部與其中一個葉片1相連，雙頭反向螺紋螺柱5的另一端部與另外一個葉片1相連，所述葉片端面抵接部分的一端面與其中一個葉片1的端面相抵，所述葉片端面抵接部分的另一端面與另外一個葉片1的端面相抵，並且葉片端面抵接部分包裹住雙頭反向螺紋螺柱5的中部，葉片端面抵接部分的外壁面與兩個葉片1的外壁面保持一致的氣體動力學外形。

所述葉片1的端部設置有螺柱連接件；在相鄰的兩個葉片1中，所述雙頭反向螺紋螺柱5的的一端部與其中一個葉片1內的螺栓連接件相連，所述雙頭反向螺紋螺柱5的另一端部與另外一個葉片1內的螺栓連接件相連。

螺柱連接件可以如下設置：

1、所述螺柱連接件為預埋在葉片1內的螺栓套61，雙頭反向螺紋螺柱5的兩端分別通過螺紋連接在相應的螺栓套61內；

2、如圖9、10所示，葉片1中，至少其中一段葉片1採用後打孔工藝，在打孔一側裝入螺母62，鑑於螺母62與殼體裝配孔一般有一定的配合間隙，更有利於雙頭反向螺紋螺柱5的擰緊安裝，不需要過程中嚴格同步擰雙頭反向螺紋螺柱5，具體的結構如下：在相鄰的兩個葉片1中，其中一個葉片1中的螺栓連接件為預埋在葉片內的螺栓套61，另外一個葉片1中的螺栓連接件為置於葉片1中的螺母62，雙頭反向螺紋螺柱5的一端通過螺紋連接在其中一個葉片1中的螺栓套61內，雙頭反向螺紋螺柱5的另一端穿過另外一個葉片1並連接在其中的螺母62內；

3、如圖11、12所示，另外一個葉片1上設置有和螺母62對應並沿著雙頭反向螺紋螺柱5的軸向延伸的腰形孔11，所述螺母62置於腰形孔11內，這樣的設置是為了單個雙頭反向螺紋螺柱5單獨裝配，即每個雙頭反向螺紋螺柱5從安裝到打緊的過程都可以是獨立的，不需要與其它雙頭反向螺紋螺柱5同步安裝，不僅安裝更方便，有故障時拆卸或更換雙頭反向螺紋螺柱5也方便，且不影響其它性能。

如圖1所示，所述葉片端面抵接部分包括法蘭2和填充物層3，法蘭2位於填充物層3的內側，並且雙頭反向螺紋螺柱組中的多個雙頭反向螺紋螺柱5位於法蘭2的外側，所述填充物層3的外壁面與相鄰的兩個葉片1的外壁面保持一致的氣體動力學外形。

如圖2、3所示，所述法蘭2內設置有減重孔。

所述雙頭反向螺紋螺柱5中部的螺母為六角螺母或方形螺母。

所述雙頭反向螺紋螺柱5中部的螺母分別與相鄰的兩個葉片1的端面之間設置有緩衝墊4。

實施例二

本實施例與實施例一的結構基本相同，不同的是：如圖5所示，所述葉片端面抵接部分包括法蘭2和填充物層3，法蘭2位於填充物層3的外側，並且雙頭反向螺紋螺柱組中的多個雙頭反向螺紋螺柱5位於法蘭2的內側，所述法蘭2的外壁面與相鄰的兩個葉片1的外壁面保持一致的氣體動力學外形。

1、針對兩段以上的葉片1，在分段處整個輪廓上鋪層加強，與通常的葉根鋪層類似，在螺栓附近區域等厚鋪層，並向遠離分段面方向逐步減少、變窄鋪層過渡處理；

2、葉片1製造時預埋螺栓套61，連接兩段葉片1的雙頭反向螺紋螺柱5的螺紋旋向相反；

3、葉片1的連接端面是平面，端面能夠緊貼法蘭2的法蘭面，連接端面的寬度，即鋪層厚度，可以根據需要調整；

4、其中一段葉片1上安裝預成型的法蘭2(金屬材料或複合材料)，作為葉片1端面的共同的法蘭2，法蘭2厚度超過雙頭反向螺紋螺柱5中部的螺母厚度；法蘭2中間區域可以根據實際或工藝需要開各種形式的減重孔；

5、根據分段部位的施工空間確定分段連接是人員內部連接施工或外部連接施工；可以內部連接施工的，外圈型的法蘭2作為分段連接主要接觸面(附圖5、6、7、8)，內部施工不方便的用內圈型的法蘭2作為分段連接主要接觸面(附圖1、2、3、4)；

6、分段葉片組裝步驟：

1)兩段葉片1對齊拼裝到位；

2)同時並緊雙頭反向螺紋螺柱5，擰緊到規定的扭矩；

3)防松、修型處理，複合材料填充法蘭表面與葉片內或外表面的空隙，填充物略高於表面，以便打磨，優先但不限的方案，首先用膩子等填充劑填充雙頭反向螺紋螺柱5中部的螺母底部與法蘭的空隙，然後用PVC泡沫、結構膠、碎玻纖填充上部縫隙；填實的複合材料可預防螺栓鬆動。

4)表面打磨平整；

5)法蘭處外表面油漆處理；

以上所述的具體實施例，對本實用新型解決的技術問題、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施例而已，並不用於限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。