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一种大型模块化风电叶片连接结构的制作方法

2022-06-18 03:20:08 来源:中国专利 TAG:


1.本实用新型涉及风电叶片制造技术领域,尤其涉及一种大型模块化风电叶片连接结构。


背景技术:

2.风电叶片是风电机组中将自然界风能转换为风力发电机组电能的核心部件,也是衡量风电机组设计和技术水平的主要依据。随着风电叶片技术的发展,其尺寸限制也在被不断突破,为了方便对大型叶片的制造和安装,分段式风电叶片逐渐得以应用推广。
3.相关技术中,采用了沿叶片宽度方向分模块的结构形式,如图1中所示,其沿着叶片的宽度方向包括依次连接的前缘体01、主梁02和后缘体03,通过粘接的形式将三者合为一个封闭型的结构,这种方式不仅提高了制作的效率,也便于叶片的运输和现场组装;
4.然而对于大尺寸模块化风电叶片来说,上述结构形式由于每个结构模块的承载能力有限,无法在宽度方向继续拓展,阻碍了大型模块化风电叶片的进一步发展。
5.公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本实用新型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本领域技术人员所公知的现有技术。


技术实现要素:

6.本实用新型所要解决的技术问题是:提供一种大型模块化风电叶片连接结构,实现大型模块化风电叶片的制造。
7.为了达到上述目的,本实用新型所采用的技术方案是:一种大型模块化风电叶片连接结构,该风电叶片沿其长度方向包括依次连接的叶根模块、叶中模块和叶尖模块,其中所述叶中模块在长度方向上分块设置,且在其宽度方向上依次包括前缘部、前主梁部、中间部、后主梁部和后缘部;
8.其中,所述前缘部呈开口弧形段设置,所述前主梁部与所述前缘部的开口端连接,中间部与所述前主梁部的另一端连接,所述后主梁部与所述中间部的另一端连接,所述后缘部的开口端与所述后主梁部的另一端连接,所述后缘部、后主梁部、中间部、前主梁部和前缘部构成封闭的叶片结构。
9.进一步地,所述中间部的两端设置为倾斜面。
10.进一步地,所述中间部位夹心结构,包括内部的内芯和包覆在所述内芯外表面的加强层。
11.进一步地,所述加强层为玻璃钢材质,所述内芯为轻木材质或者蜂窝状泡沫材质。
12.进一步地,所述前主梁部和后主梁部均包括两主梁帽和与两所述主梁帽连接的腹板。
13.进一步地,所述主梁帽的两端为倾斜面,且通过该倾斜面与所述前缘部、中间部或者中间部、后缘部连接。
14.进一步地,所述倾斜面在靠近所述风电叶片内部的一侧朝向两端延伸有凸台,所
述中间部内侧的两端与所述凸台连接。
15.进一步地,所述主梁帽的两端为双斜面尖状结构,两斜面分别用于对接以及通过连接层与风电叶片内部连接。
16.进一步地,所述前缘部或后缘部的开口端通过斜面粘接或者通过粘接法兰连接。
17.进一步地,所述前主梁部为箱梁结构,所述后主梁部为工字梁结构。
18.本实用新型的有益效果为:本实用新型通过在叶中模块增设中间部和后主梁部,使得叶中模块在宽度方向上的尺寸得以加长,通过后主梁部和前主梁部的支撑,提高了叶片整体的强度,与现有技术相比,满足了大型风电叶片制造、装配和使用过程中的强度需求。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型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实用新型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。
20.图1为本实用新型背景技术中风电叶片连接结构横截面的结构示意图;
21.图2为本实用新型实施例中大型模块化风电叶片连接结构的俯视爆炸结构示意图;
22.图3为本实用新型实施例一中叶中模块的横截面结构示意图;
23.图4为本实用新型实施例一中中间部的结构示意图;
24.图5为本实用新型实施例一中前主梁部和后主梁部的连接结构爆炸示意图;
25.图6为本实用新型实施例二中叶中模块的横截面结构示意图;
26.图7为本实用新型实施例二中图6中的a处局部放大图。
具体实施方式
27.下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型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实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。
28.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。
29.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实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本实用新型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,不是旨在于限制本实用新型。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。
30.实施例一
31.如图2至图5所示的大型模块化风电叶片连接结构,如图3中所示,该风电叶片沿其长度方向包括依次连接的叶根模块10、叶中模块20和叶尖模块30,其中叶中模块20在长度
方向上分块设置,如图3中所示,叶中模块20在长度方向上分块设置的基础上,每个模块在其宽度方向上依次包括前缘部21、前主梁部22、中间部23、后主梁部24和后缘部25;通过这种模块化的设置,不仅在宽度方向上额外增加了中间部23和后主梁部24使得宽度方向得以拓展,而且通过前主梁部22和后主梁部24的支撑以及连接,提高了整体的强度;
32.请继续参照图3,在本实用新型实施例中,前缘部21呈开口弧形段设置,前主梁部22与前缘部21的开口端连接,中间部23与前主梁部22的另一端连接,后主梁部24与中间部23的另一端连接,后缘部25的开口端与后主梁部24的另一端连接,后缘部25、后主梁部24、中间部23、前主梁部22和前缘部21构成封闭的叶片结构。这里的封闭的叶片结构是指前缘部21、前主梁部22、中间部23、后主梁部24和后缘部25的外表面形成平滑的曲线结构形式。
33.这里需要指出的是,这里的连接有很多种形式,可以是斜面通过粘胶的形式连接,也可以在端部设置连接法兰的连接形式,或者通过增强布进行连接,符合上述结构形式的模块化风电叶片均落入至本实用新型的保护范围内。
34.在上述实施例中,通过在叶中模块20增设中间部23和后主梁部24,使得叶中模块20在宽度方向上的尺寸得以加长,通过后主梁部24和前主梁部22的支撑,提高了叶片整体的强度,与现有技术相比,满足了大型风电叶片制造、装配和使用过程中的强度需求。
35.在上述实施例的基础上,如图4中所示,为了提高中间部23的连接强度,在本实用新型实施例中,中间部23的两端设置为倾斜面。这里的斜面是指与前主梁部22和后主梁部24的对接面沿厚度方向倾斜,目的在于增加接触面的面积,通过倾斜面的设置,使得连接面的接触面积更大,粘接效果更加稳定;
36.请继续参照图4,在本实用新型实施例中,为了提高中间部23的强度并降低中间部23的重量,中间部23位夹心结构,包括内部的内芯23a和包覆在内芯23a外表面的加强层23b。具体的,加强层23b为玻璃钢材质,内芯23a为轻木材质或者蜂窝状泡沫材质。通过对中间部23内部构造的改进,一方面降低了中间部23的整体重量,另一方面通过玻璃钢的设置,也提高了整体的结构强度;
37.关于主梁的结构,如图5中所示,在本实用新型实施例中,前主梁部22和后主梁部24均包括两主梁帽22a和与两主梁帽22a连接的腹板22b。这样,通过主梁帽22a与前缘部21、后缘部25以及中间部23连接,通过腹板22b将两个主梁帽22a进行支撑连接,在腹板22b与主梁帽22a连接时,腹板22b的两端可通过折弯或者其他形式提高与主梁帽22a的连接面积,进而增强两相对主梁帽22a之间的抗拉强度;
38.为了提高主梁帽22a与两侧部件的连接强度,在本实用新型实施例中,主梁帽22a的两端为倾斜面,且通过该倾斜面与前缘部21、中间部23或者中间部23、后缘部25连接。这里的斜面,可以是类似如图4中所示的单斜面,也可以是例如图7中所示的双斜面,通过斜面设置,提高粘接面积,另一方面可以使得增强层铺设在两个对接面时提高铺设的平滑性,进而在受力时减少应力集中;此外,在本实用新型实施例中,主梁可以采用单向ud纱线,织物或者拉挤板等形式,倾斜面的倾斜比例从1:1~1:10,根据具体的结构形式而定;
39.请继续参照图5,在本实用新型实施例中,倾斜面在靠近风电叶片内部的一侧朝向两端延伸有凸台22a1,中间部23内侧的两端与凸台22a1连接。这样,在固定中间部23时,中间部23不仅两端的斜面与主梁帽22a的斜面贴合,中间部23内侧的底面还与凸台22a1的上表面贴合,即除了斜面粘接的结构,还具有了搭接的形式通过两个主梁的支撑,进一步提高
了中间部23的固定强度;
40.当然除了上述凸台22a1搭接的形式,本实用新型实施例中主梁帽22a的两端还可以是如图7中所示的结构,主梁帽22a的两端为双斜面尖状结构,两斜面分别用于对接以及通过连接层与风电叶片内部连接。
41.关于前缘部21和后缘部25的连接形式,在本实用新型实施例中,前缘部21或后缘部25的开口端通过斜面粘接,斜面粘接与上文中的中间部23以及主梁帽22a的结构形式相同,这里不再进行赘述;在本实用新型实施例中由于前缘部21和后缘部25均为开口的一体结构,故可以通过粘接法兰连接,具体在设置是,粘接法兰可以设置为与倾斜面固定的斜法兰形式,也可以将法兰的内侧朝向风电叶片内部延伸,或者与凸台22a1贴合后再朝内延伸,通过粘接法兰的设置,一方面提高了开口结构本身的强度,使得连接处的强度更好,另一方面也加强了二者与其他部件连接时的连接强度。
42.实施例二
43.如图6和图7中所示的大型模块化风电叶片连接结构,为了进一步提高上文中结构形式的宽度限值,在本实用新型的第二个实施例中,对前主梁结构进行了改进,其余部件的结构形式和连接方式与上文中相同,这里不再进行赘述;
44.如图6中所示,前主梁部22为箱梁结构,后主梁部24为工字梁结构。这里的箱梁结构是指在两个主梁帽22a之间具有两个平行间隔设置的腹板22b,这样,使得前主梁体成为了一个箱体,通过箱体的承载,与工字梁结构形式的主梁相比,其承载能力更强,整体性更好,而且可以适当增加前主梁部22的宽度,从而为叶中部整体的宽度增加提供了基础;在本实用新型实施例中,后主梁部24依然采用单腹板22b结构,这里需要指出的是,上述前主梁部22和后主梁部24与其他部件的连接形式可以采用图6和图7中的形式,也可以采用上文中的连接形式,上述连接结构均落入至本实用新型的保护范围内。
45.本行业的技术人员应该了解,本实用新型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实用新型的原理,在不脱离本实用新型精神和范围的前提下,本实用新型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实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
再多了解一些

本文用于企业家、创业者技术爱好者查询,结果仅供参考。

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