分段式风力发电叶片连接结构和连接方法技术

本发明专利技术公开了一种分段式风力发电叶片连接结构和连接方法，用于连接分段式风力发电叶片，叶片包括两段以上叶片段，连接结构包括多个双头螺栓和多个螺母以及多对成对设置的螺栓套，每对螺栓套中一螺栓套预置于一叶片段中，则另一螺栓套预置于另一叶片段中，且每对螺栓套中一螺栓套无螺纹，另一螺栓套具有螺纹，在叶片段上预设有安装孔，任一双头螺栓穿过无螺纹的螺栓套上的光孔，并与具有螺纹的螺栓套的螺纹配合连接，双头螺栓的另一螺纹部露出于安装孔中，并于安装孔中通过螺母拧紧双头螺栓。本发明专利技术无需在叶片段上进行轴向打孔，而且在进行连接操作时，无需每个螺栓同时进行拧紧操作，另外本发明专利技术不会额外增加叶片重量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及分段式风力发电叶片，特别是与分段式风力发电叶片的连接结构和连接方法有关。
技术介绍
随着环境污染问题的日益严重，清洁能源的发展越来越受到重视。风电作为重要的清洁能源，其开发利用也日益受到重视。由于低风速和大功率风力发电机的发展，要求叶片的尺寸不断增加，叶片尺寸的增加是捕获更多风能提高风机发电效率重要手段，因此，大型叶片的设计和制造是风电技术发展的一个趋势。然而由于风场分布广泛、地处偏远、交通不便，大型风机叶片的运输难度大、成本高。在这种情况下，将大型叶片在工厂分段制造，然后分段运输到风场，然后再组装连接成整体成为解决以上问题的有效手段，其中分段叶片的组装连接是其中的关键技术。现有技术中，分段叶片的连接主要有三种类型：一种是机械连接，即通过螺栓、铆钉、中间转接法兰等进行连接；一种是通过灌注或手糊的方法进行连接；另一种是胶结，即通过结构胶进行粘接连接。一般分段叶片之间的连接通过其中的一种或多种方式进行连接。机械连接具有操作方便，受环境要求影响较小，可以拆卸，出现故障以后可以分段更换，但缺点是增加了金属件的重量，局部刚度可能会有较大变化容易引起应力集中，而且会降低叶片工作效率。灌注和胶结连接的优点是结构轻、抗疲劳、密封、减震及绝缘性好。其缺点是操作环境要求相对较高，连接性能受环境(湿，热，腐蚀介质)影响较大，而且连接后不可拆卸。目前国内外采用螺栓连接的专利主要有：1、中科院工程热物理研究所(一种风力机分段叶片及其装配方法，申请号/专利号：201110156422.4，专利技术设计人：秦志文；赵晓路；杨科；徐宇；黄宬武)通过在分段叶片的连接端预埋螺栓套，然后使用双头反向螺栓进行连接。2、国电联合动力技术有限公司(一种分段式风机叶片，申请号/专利号：201220038154.6，专利技术设计人：白宏伟；代海涛；秦明；张林中；刘伟超；闫文娟；赵静)通过在分段叶片的连接端打孔然后采用T型螺栓连接。专利1中通过双头反向螺栓连接，分段叶片在连接的时候需要所有的双头螺栓同步拧紧，在拧紧螺栓的时候需逐次扳动双向反向螺栓，每个螺栓每次只能前进很短的距离，因此操作起来不方便。专利2中通过T型螺栓连接，需要打轴向孔和径向孔，打孔不但增加了工作量而且容易造成应力集中。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的为提供一种可以避免轴向打孔、不需要每个螺栓同时拧紧从而提高强度和装配效率的分段式风力发电叶片连接结构和连接方法。为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种分段式风力发电叶片连接结构，用于连接分段式风力发电叶片，所述叶片包括两段以上叶片段，所述连接结构包括多个双头螺栓和多个螺母以及多对成对设置的螺栓套，其中，每对所述螺栓套中一螺栓套预置于一叶片段中，则另一螺栓套预置于另一叶片段中，且每对所述螺栓套中一螺栓套无螺纹，另一螺栓套具有螺纹，在对应所述无螺纹的螺栓套的所述叶片段上预设有安装孔，在连接所述两叶片段时，任一所述双头螺栓穿过所述无螺纹的螺栓套上的光孔，并与所述具有螺纹的螺栓套的螺纹配合连接，所述双头螺栓的另一螺纹部露出于所述安装孔中，并于所述安装孔中通过螺母拧紧所述双头螺栓。在一可选的实施例中，所述两叶片段上的所述无螺纹的螺栓套和所述具有螺纹的螺栓套交错设置。在一可选的实施例中，所述两叶片段之间还夹设有金属法兰，所述金属法兰与避雷线相连。在一可选的实施例中，所述安装孔为盲孔。在一可选的实施例中，所述螺栓套外周面为凸凹相间的结构。为实现上述目的，本专利技术还提供如下的技术方案：一种分段式风力发电叶片连接方法，用于连接分段式风力发电叶片，所述叶片包括两段以上叶片段，所述连接方法包括如下步骤：在任意两相连的叶片段上预置多对螺栓套，其中，每对所述螺栓套中一螺栓套预置于一叶片段中，则另一螺栓套预置于另一叶片段中，且每对所述螺栓套中一螺栓套无螺纹，另一螺栓套具有螺纹；在对应所述无螺纹的螺栓套的所述叶片段上预设有安装孔；在连接所述两叶片段时，使用多个双头螺栓，且任一所述双头螺栓穿过所述无螺纹的螺栓套上的光孔，并与所述具有螺纹的螺栓套的螺纹配合连接；所述双头螺栓的另一螺纹部露出于所述安装孔中，于所述安装孔中通过螺母拧紧所述双头螺栓，从而使所述两叶片段相连。在一可选的实施例中，所述两叶片段上的所述无螺纹的螺栓套和所述具有螺纹的螺栓套交错设置。在一可选的实施例中，在将所述具有螺纹的螺栓套预置于所述叶片段中时包括如下步骤：加工套装孔；将所述具有螺纹的螺栓套设置于所述套装孔中；将定位工装抵靠所述具有螺纹的螺栓套的外侧端面；将定位螺栓穿过所述定位工装和所述具有螺纹的螺栓套，并与所述具有螺纹的螺栓套的内螺纹配合连接，并通过所述定位工装对所述具有螺纹的螺栓套施以一定预紧力；向所述具有螺纹的螺栓套灌注树脂并固化；取出所述定位螺栓和定位工装。在一可选的实施例中，在将所述无螺纹的螺栓套预置于所述叶片段中时包括如下步骤：加工套装孔和所述安装孔，所述套装孔和所述安装孔连通；在所述安装孔中设置安装座，所述安装座对应所述套装孔的一面为平面，且该平面上加工有螺纹盲孔；在所述平面上抵靠密封圈；将所述无螺纹的螺栓套设置于所述套装孔中，且所述螺栓套的内侧端面抵靠所述密封圈；将定位工装抵靠所述无螺纹的螺栓套的外侧端面；将定位螺栓穿过所述定位工装、所述无螺纹的螺栓套和所述密封圈，并与所述螺纹盲孔配合连接，所述定位螺栓将所述定位工装、所述无螺纹的螺栓套和所述密封圈夹靠于所述安装座与所述定位螺栓的螺栓头之间，并施以一定预紧力；向所述无螺纹的螺栓套灌注树脂并固化；取出所述定位螺栓、定位工装、安装座和密封圈。在一可选的实施例中，所述螺栓套在设置于所述套装孔中之前进行喷砂处理。本专利技术的有益效果在于，本专利技术与现有技术相比，本专利技术无需在叶片段上进行轴向打孔，因此可提高强度，而且在进行连接操作时，无需每个螺栓同时进行拧紧操作，因此操作简单方便、效率高，另外本专利技术不会额外增加叶片重量，从而避免影响叶片工作效率。附图说明下面结合附图对本专利技术作进一步详细说明：图1为本专利技术的分段式风力发电叶片连接结构一实施例的使用状态剖视示意图；图2为本专利技术的分段式风力发电叶片连接结构一实施例的整体结构示意图；图3为本专利技术的分段式风力发电叶片连接结构一实施例的个体立体结构示意图；图4为本专利技术的分段式风力发电叶片连接结构一实施例的个体平面结构示意图；图5为本专利技术的分段式风力发电叶片连接结构一实施例的个体剖视结构示意图；图6为本专利技术的分段式风力发电叶片连接结构一实施例中的第一螺栓套的平面结构示意图；图7为本专利技术的分段式风力发电叶片连接结构一实施例中的第一螺栓套的剖视结构示意图；图8为本专利技术的分段式风力发电叶片连接结构一实施例中的第二螺栓套的平面结构示意图；图9为本专利技术的分段式风力发电叶片连接结构一实施例中的第二螺栓套的剖视结构示意图；图10为本专利技术的分段式风力发电叶片连接结构一实施例中的双头螺栓的立体结构示意图；图11为本专利技术的分段式风力发电叶片连接结构一实施例中的金属法兰的平面结构示意图；图12为本专利技术的分段式风力发电叶片连接方法一实施例中的第二螺栓套的预置操作结构示意图；图13为本专利技术的分段式风力发电叶片连接方法一实施例中的安装座结构示意图。具体实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分段式风力发电叶片连接结构，用于连接分段式风力发电叶片，所述叶片包括两段以上叶片段，其特征在于，所述连接结构包括多个双头螺栓和多个螺母以及多对成对设置的螺栓套，其中，每对所述螺栓套中一螺栓套预置于一叶片段中，则另一螺栓套预置于另一叶片段中，且每对所述螺栓套中一螺栓套无螺纹，另一螺栓套具有螺纹，在对应所述无螺纹的螺栓套的所述叶片段上预设有安装孔，在连接所述两叶片段时，任一所述双头螺栓穿过所述无螺纹的螺栓套上的光孔，并与所述具有螺纹的螺栓套的螺纹配合连接，所述双头螺栓的另一螺纹部露出于所述安装孔中，并于所述安装孔中通过螺母拧紧所述双头螺栓。

【技术特征摘要】
1.一种分段式风力发电叶片连接结构，用于连接分段式风力发电叶片，所述叶片包括两段以上叶片段，其特征在于，所述连接结构包括多个双头螺栓和多个螺母以及多对成对设置的螺栓套，其中，每对所述螺栓套中一螺栓套预置于一叶片段中，则另一螺栓套预置于另一叶片段中，且每对所述螺栓套中一螺栓套无螺纹，另一螺栓套具有螺纹，在对应所述无螺纹的螺栓套的所述叶片段上预设有安装孔，在连接所述两叶片段时，任一所述双头螺栓穿过所述无螺纹的螺栓套上的光孔，并与所述具有螺纹的螺栓套的螺纹配合连接，所述双头螺栓的另一螺纹部露出于所述安装孔中，并于所述安装孔中通过螺母拧紧所述双头螺栓。2.如权利要求1所述的分段式风力发电叶片连接结构，其特征在于，所述两叶片段上的所述无螺纹的螺栓套和所述具有螺纹的螺栓套交错设置。3.如权利要求1所述的分段式风力发电叶片连接结构，其特征在于，所述两叶片段之间还夹设有金属法兰，所述金属法兰与避雷线相连。4.如权利要求1所述的分段式风力发电叶片连接结构，其特征在于，所述安装孔为盲孔。5.如权利要求1所述的分段式风力发电叶片连接结构，其特征在于，所述螺栓套外周面为凸凹相间的结构。6.一种分段式风力发电叶片连接方法，用于连接分段式风力发电叶片，所述叶片包括两段以上叶片段，其特征在于，所述连接方法包括如下步骤：在任意两相连的叶片段上预置多对螺栓套，其中，每对所述螺栓套中一螺栓套预置于一叶片段中，则另一螺栓套预置于另一叶片段中，且每对所述螺栓套中一螺栓套无螺纹，另一螺栓套具有螺纹；在对应所述无螺纹的螺栓套的所述叶片段上预设有安装孔；在连接所述两叶片段时，使用多个双头螺栓，且任一所述双头螺栓穿过所述无螺纹的螺栓套上的光孔，并与所述具有螺纹的螺栓套的螺纹配合连接；所述双头螺栓的...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁晓峰，张颜明，王向东，唐金钱，李成良，
申请(专利权)人：中材科技风电叶片股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11