模块化风电叶片分块连接结构的制作方法

1.本实用新型涉及风电叶片制造技术领域，尤其涉及一种模块化风电叶片分块连接结构。


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.然而上述结构形式由于各模块的结构强度有限，无法满足更大尺寸的风电叶片需求。
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：提供一种模块化风电叶片分块连接结构，实现更大尺寸的风电叶片安装形式。
7.为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种模块化风电叶片分块连接结构，所述风电叶片沿其长度方向上包括依次连接的叶根部、叶中部和叶尖部，所述叶中部沿长度方向分段设置，且在其宽度方向包括：
8.前缘体，所述前缘体呈开口的弧形结构；
9.主梁体，包括与所述前缘体的两端连接的主梁帽和与两所述主梁帽连接的腹板；
10.后缘壳体，所述后缘壳体的一端与所述两所述主梁帽的另一端连接；
11.后缘体，所述后缘体的两端与两所述后缘壳体的另一端连接；
12.其中，所述后缘体、后缘壳体、主梁帽以及前缘体围成封闭的叶片截面形状，且所述主梁帽的两端为斜面接触。
13.进一步地，所述主梁帽的两端均呈双斜面设置，且在与所述后缘壳体或者前缘体的对接面上包覆有增强层。
14.进一步地，所述后缘壳体的厚度大于所述后缘体的厚度。
15.进一步地，所述主梁体为单腹板结构，所述后缘体为开口结构。
16.所述后缘体在与所述后缘壳体的接触面上具有折弯，所述折弯与所述后缘壳体的斜面贴合。
17.进一步地，所述主梁体为单腹板结构，所述后缘体为闭口结构。
18.所述后缘体与所述后缘壳体的斜面贴合后连成闭合结构。
19.连接所述后缘体的两连接面的形成闭合结构的连接件与所述腹板平行设置。
20.进一步地，所述主梁体为单腹板结构，且所述后缘体与所述后缘壳体的接触面上具有连接法兰，二者通过所述连接法兰连接。
21.进一步地，所述主梁体为双腹板结构，构成主梁箱，所述后缘体为闭合结构。
22.本实用新型的有益效果为：本实用新型通过在主梁体和后缘体之间增加了后缘壳体的形式，增加了叶片在宽度方向上的承载能力，通过斜面接触的设置，进一步提高了连接的可靠性，与现有技术相比，更有利于更大宽度更大尺寸的风电叶片模块化制作。
附图说明
23.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。
24.图1为本实用新型背景技术中模块化风电叶片连接结构示意图；
25.图2为本实用新型实施例中模块化风电叶片分块连接结构俯视爆炸结构示意图；
26.图3为本实用新型实施例一中风电叶片叶中部的剖视结构示意图；
27.图4为本实用新型实施例一中图3中的a处局部放大图；
28.图5为本实用新型实施例一中图3中的b处局部放大图；
29.图6为本实用新型实施例二中风电叶片叶中部的剖视结构示意图；
30.图7为本实用新型实施例三中风电叶片叶中部的剖视结构示意图；
31.图8为本实用新型实施例四中风电叶片叶中部的剖视结构示意图。
具体实施方式
32.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。
33.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。
34.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。
35.实施例一
36.如图2至图5所示的模块化风电叶片分块连接结构，在本实用新型实施例中，风电叶片沿其长度方向上包括依次连接的叶根部10、叶中部20和叶尖部30，叶中部20沿长度方向分段设置，且在其宽度方向也以分块化的模式进行制作安装，通过这种形式，不仅便于制作和运输，也便于风电叶片在现场进行拼接安装，为了进一步实现风电叶片的大型化制作，
在本实用新型实施例中，对叶中部20的模块化结构进行了改进，如图3中所示，沿叶片的宽度方向，叶中部20包括前缘体21、主梁体22、后缘壳体23和后缘体24，其中：
37.前缘体21呈开口的弧形结构，前缘壳体设置在叶片宽度方向的最前端，其为碳纤维结构，通过模具制造成型；
38.主梁体22的在于支撑和连接，如图3中所示，主梁体22包括与前缘体21的两端连接的主梁帽22a和与两主梁帽22a连接的腹板22b；通过腹板22b将两个主梁帽22a进行连接，提升了叶片的整体性能，即在抗拉强度和抗压强度上得到了进一步提升；
39.后缘壳体23的一端与两主梁帽22a的另一端连接，后缘体24的两端与两后缘壳体23的另一端连接，后缘体24、后缘壳体23、主梁帽22a以及前缘体21围成封闭的叶片截面形状，且主梁帽22a的两端为斜面接触。本实用新型中通过后缘壳体23的设置，增加了叶中部20位在宽度方向上的尺寸，通过合理的强度设置，可以实现更大尺寸风电叶片的制作；
40.这里需要指出的是，在本实用新型实施例中，后缘体24、后缘壳体23、主梁体22与前缘体21的连接方式可以是通过胶粘连接，也可以通过法兰24b连接，主梁体22的结构形式可以是单腹板22b也可以是由双腹板22b构成的厢体结构，后缘体24可以是开口结构也可以是闭口结构，本领域技术人员可以在本实用新型实施例的基础上进行上述结构的组合，但上述任意形式的组合结构均落入本是实用新型的保护范围内；
41.在上述实施例中，通过在主梁体22和后缘体24之间增加了后缘壳体23的形式，增加了叶片在宽度方向上的承载能力，通过斜面接触的设置，进一步提高了连接的可靠性，与现有技术相比，更有利于更大宽度更大尺寸的风电叶片模块化制作。
42.在上述实施例的基础上，如图4中所示，主梁帽22a的两端均呈双斜面设置，且在与后缘壳体23或者前缘体21的对接面上包覆有增强层。主梁帽22a与前缘体21接触的面为朝内扩口设置的斜面，通过这种设置当叶片转动时，前缘体21受到的压力可以通过该斜面传递给腹板22b，使得腹板22b起到支撑的作用，从而提高了整体的强度，而主梁帽22a的另一斜面为缩口设置，通过该缩口的设置，可以通过增强层的设置，覆盖了部分主梁帽22a和部分前缘体21的内表面，从而增强了二者之间的连接强度，并且通过缩口的斜面设置，使得增强层的铺设更加平缓，提高了在宽度方向上的连接可靠性。
43.在本实用新型实施例中，后缘壳体23的厚度大于后缘体24的厚度，后缘壳体23为弧形板状结构，通过加厚设置的后缘壳体23，提高了叶中部20的整体强度，而且在本实用新型实施例中，主梁体22为单腹板22b结构，后缘体24为开口结构。如图3中所示，通过单个腹板22b的设置，使得整个主梁体22呈类似工字型的结构，提高了主梁体22的支撑强度；
44.为了进一步提高后缘体24与后缘壳体23之间的连接强度，在本发明实施例中，如图3和图5中所示，后缘体24在与后缘壳体23的接触面上具有折弯，折弯与后缘壳体23的斜面贴合。通过折弯的面与后缘壳体23的情形面的设置，提高了接触面积，进而提高了粘接的强度。
45.实施例二
46.在本实用新型实施例中，为了进一步提高连接的可靠性，在第二个实施例中将后缘体24设置为如图6中所示的闭口形式，主梁体22为单腹板22b结构，后缘体24为闭口结构。而且，后缘体24与后缘壳体23的斜面贴合后连成闭合结构。这样，不仅提高了后缘体24与后缘壳体23之间的接触面积，而且通过闭合结构的设置，使得后缘体24呈箱体形状，提高了整
体的强度；
47.为了进一步提高整体的支撑强度，在本实用新型实施例中，请继续参照图6，连接后缘体24的两连接面的形成闭合结构的连接件24a与腹板22b平行设置。通过与腹板22b平行的设置，使得叶片在受到压力时，腹板22b与该连接件24a同时起到支撑作用。
48.实施例三
49.在本实用新型的第三个实施例中，为了提高后缘体24与后缘壳体23之间的连接可靠性，对后缘壳体23与后缘体24之间的连接方式做了改进，如图7中所示，主梁体22为单腹板22b结构，且后缘体24与后缘壳体23的接触面上具有连接法兰24b，二者通过连接法兰24b连接。即在后缘壳体23与后缘体24的对接面上设置相互平行的带孔法兰24b，通过紧固件将二者进行连接，这种连接方式相比较粘接更加可靠便捷，而且法兰24b的设置也在一定程度上提高了后缘体24和后缘壳体23的强度。
50.实施例四
51.在本实用新型的第四个实施例中，若叶中部20的宽度大于上述三个实施例中的宽度，则可以考虑对主梁体22进行改进，如图8中所示，在本实用新型实施例中，主梁体22为双腹板22b结构，构成主梁箱，后缘体24为闭合结构。这里需要指出的是，此处的双腹板22b结构是指在靠近主梁帽22a的两端位置处分别连接形成主梁箱的结构，通过与后端后缘体24闭合的箱型结构配合，不仅提高了与后缘壳体23的连接可靠性，也进一步增加了整体的支撑可靠性。
52.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。