本發(fā)明涉及分段式風(fēng)力發(fā)電葉片，特別是與分段式風(fēng)力發(fā)電葉片的連接結(jié)構(gòu)和連接方法有關(guān)。

背景技術(shù)：

隨著環(huán)境污染問題的日益嚴(yán)重，清潔能源的發(fā)展越來越受到重視。風(fēng)電作為重要的清潔能源，其開發(fā)利用也日益受到重視。由于低風(fēng)速和大功率風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)展，要求葉片的尺寸不斷增加，葉片尺寸的增加是捕獲更多風(fēng)能提高風(fēng)機(jī)發(fā)電效率重要手段，因此，大型葉片的設(shè)計(jì)和制造是風(fēng)電技術(shù)發(fā)展的一個(gè)趨勢。然而由于風(fēng)場分布廣泛、地處偏遠(yuǎn)、交通不便，大型風(fēng)機(jī)葉片的運(yùn)輸難度大、成本高。在這種情況下，將大型葉片在工廠分段制造，然后分段運(yùn)輸?shù)斤L(fēng)場，然后再組裝連接成整體成為解決以上問題的有效手段，其中分段葉片的組裝連接是其中的關(guān)鍵技術(shù)。

現(xiàn)有技術(shù)中，分段葉片的連接主要有三種類型：一種是機(jī)械連接，即通過螺栓、鉚釘、中間轉(zhuǎn)接法蘭等進(jìn)行連接；一種是通過灌注或手糊的方法進(jìn)行連接；另一種是膠結(jié)，即通過結(jié)構(gòu)膠進(jìn)行粘接連接。一般分段葉片之間的連接通過其中的一種或多種方式進(jìn)行連接。機(jī)械連接具有操作方便，受環(huán)境要求影響較小，可以拆卸，出現(xiàn)故障以后可以分段更換，但缺點(diǎn)是增加了金屬件的重量，局部剛度可能會有較大變化容易引起應(yīng)力集中，而且會降低葉片工作效率。灌注和膠結(jié)連接的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)輕、抗疲勞、密封、減震及絕緣性好。其缺點(diǎn)是操作環(huán)境要求相對較高，連接性能受環(huán)境(濕，熱，腐蝕介質(zhì))影響較大，而且連接后不可拆卸。

目前國內(nèi)外采用螺栓連接的專利主要有：

1、中科院工程熱物理研究所(一種風(fēng)力機(jī)分段葉片及其裝配方法，申請?zhí)?專利號：201110156422.4，發(fā)明設(shè)計(jì)人：秦志文；趙曉路；楊科；徐宇； 黃宬武)通過在分段葉片的連接端預(yù)埋螺栓套，然后使用雙頭反向螺栓進(jìn)行連接。

2、國電聯(lián)合動力技術(shù)有限公司(一種分段式風(fēng)機(jī)葉片，申請?zhí)?專利號：201220038154.6，發(fā)明設(shè)計(jì)人：白宏偉；代海濤；秦明；張林中；劉偉超；閆文娟；趙靜)通過在分段葉片的連接端打孔然后采用T型螺栓連接。

專利1中通過雙頭反向螺栓連接，分段葉片在連接的時(shí)候需要所有的雙頭螺栓同步擰緊，在擰緊螺栓的時(shí)候需逐次扳動雙向反向螺栓，每個(gè)螺栓每次只能前進(jìn)很短的距離，因此操作起來不方便。專利2中通過T型螺栓連接，需要打軸向孔和徑向孔，打孔不但增加了工作量而且容易造成應(yīng)力集中。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的為提供一種可以避免軸向打孔、不需要每個(gè)螺栓同時(shí)擰緊從而提高強(qiáng)度和裝配效率的分段式風(fēng)力發(fā)電葉片連接結(jié)構(gòu)和連接方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種分段式風(fēng)力發(fā)電葉片連接結(jié)構(gòu)，用于連接分段式風(fēng)力發(fā)電葉片，所述葉片包括兩段以上葉片段，所述連接結(jié)構(gòu)包括多個(gè)雙頭螺栓和多個(gè)螺母以及多對成對設(shè)置的螺栓套，其中，每對所述螺栓套中一螺栓套預(yù)置于一葉片段中，則另一螺栓套預(yù)置于另一葉片段中，且每對所述螺栓套中一螺栓套無螺紋，另一螺栓套具有螺紋，在對應(yīng)所述無螺紋的螺栓套的所述葉片段上預(yù)設(shè)有安裝孔，在連接所述兩葉片段時(shí)，任一所述雙頭螺栓穿過所述無螺紋的螺栓套上的光孔，并與所述具有螺紋的螺栓套的螺紋配合連接，所述雙頭螺栓的另一螺紋部露出于所述安裝孔中，并于所述安裝孔中通過螺母擰緊所述雙頭螺栓。

在一可選的實(shí)施例中，所述兩葉片段上的所述無螺紋的螺栓套和所述具有螺紋的螺栓套交錯設(shè)置。

在一可選的實(shí)施例中，所述兩葉片段之間還夾設(shè)有金屬法蘭，所述金屬法蘭與避雷線相連。

在一可選的實(shí)施例中，所述安裝孔為盲孔。

在一可選的實(shí)施例中，所述螺栓套外周面為凸凹相間的結(jié)構(gòu)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供如下的技術(shù)方案：

一種分段式風(fēng)力發(fā)電葉片連接方法，用于連接分段式風(fēng)力發(fā)電葉片，所述葉片包括兩段以上葉片段，所述連接方法包括如下步驟：

在任意兩相連的葉片段上預(yù)置多對螺栓套，其中，每對所述螺栓套中一螺栓套預(yù)置于一葉片段中，則另一螺栓套預(yù)置于另一葉片段中，且每對所述螺栓套中一螺栓套無螺紋，另一螺栓套具有螺紋；

在對應(yīng)所述無螺紋的螺栓套的所述葉片段上預(yù)設(shè)有安裝孔；

在連接所述兩葉片段時(shí)，使用多個(gè)雙頭螺栓，且任一所述雙頭螺栓穿過所述無螺紋的螺栓套上的光孔，并與所述具有螺紋的螺栓套的螺紋配合連接；

所述雙頭螺栓的另一螺紋部露出于所述安裝孔中，于所述安裝孔中通過螺母擰緊所述雙頭螺栓，從而使所述兩葉片段相連。

在一可選的實(shí)施例中，所述兩葉片段上的所述無螺紋的螺栓套和所述具有螺紋的螺栓套交錯設(shè)置。

在一可選的實(shí)施例中，在將所述具有螺紋的螺栓套預(yù)置于所述葉片段中時(shí)包括如下步驟：

加工套裝孔；

將所述具有螺紋的螺栓套設(shè)置于所述套裝孔中；

將定位工裝抵靠所述具有螺紋的螺栓套的外側(cè)端面；

將定位螺栓穿過所述定位工裝和所述具有螺紋的螺栓套，并與所述具有螺紋的螺栓套的內(nèi)螺紋配合連接，并通過所述定位工裝對所述具有螺紋的螺栓套施以一定預(yù)緊力；

向所述具有螺紋的螺栓套灌注樹脂并固化；

取出所述定位螺栓和定位工裝。

在一可選的實(shí)施例中，在將所述無螺紋的螺栓套預(yù)置于所述葉片段中時(shí)包括如下步驟：

加工套裝孔和所述安裝孔，所述套裝孔和所述安裝孔連通；

在所述安裝孔中設(shè)置安裝座，所述安裝座對應(yīng)所述套裝孔的一面為平面，且該平面上加工有螺紋盲孔；

在所述平面上抵靠密封圈；

將所述無螺紋的螺栓套設(shè)置于所述套裝孔中，且所述螺栓套的內(nèi)側(cè)端面 抵靠所述密封圈；

將定位工裝抵靠所述無螺紋的螺栓套的外側(cè)端面；

將定位螺栓穿過所述定位工裝、所述無螺紋的螺栓套和所述密封圈，并與所述螺紋盲孔配合連接，所述定位螺栓將所述定位工裝、所述無螺紋的螺栓套和所述密封圈夾靠于所述安裝座與所述定位螺栓的螺栓頭之間，并施以一定預(yù)緊力；

向所述無螺紋的螺栓套灌注樹脂并固化；

取出所述定位螺栓、定位工裝、安裝座和密封圈。

在一可選的實(shí)施例中，所述螺栓套在設(shè)置于所述套裝孔中之前進(jìn)行噴砂處理。

本發(fā)明的有益效果在于，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明無需在葉片段上進(jìn)行軸向打孔，因此可提高強(qiáng)度，而且在進(jìn)行連接操作時(shí)，無需每個(gè)螺栓同時(shí)進(jìn)行擰緊操作，因此操作簡單方便、效率高，另外本發(fā)明不會額外增加葉片重量，從而避免影響葉片工作效率。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明：

圖1為本發(fā)明的分段式風(fēng)力發(fā)電葉片連接結(jié)構(gòu)一實(shí)施例的使用狀態(tài)剖視示意圖；

圖2為本發(fā)明的分段式風(fēng)力發(fā)電葉片連接結(jié)構(gòu)一實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的分段式風(fēng)力發(fā)電葉片連接結(jié)構(gòu)一實(shí)施例的個(gè)體立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明的分段式風(fēng)力發(fā)電葉片連接結(jié)構(gòu)一實(shí)施例的個(gè)體平面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明的分段式風(fēng)力發(fā)電葉片連接結(jié)構(gòu)一實(shí)施例的個(gè)體剖視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明的分段式風(fēng)力發(fā)電葉片連接結(jié)構(gòu)一實(shí)施例中的第一螺栓套的平面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明的分段式風(fēng)力發(fā)電葉片連接結(jié)構(gòu)一實(shí)施例中的第一螺栓套 的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本發(fā)明的分段式風(fēng)力發(fā)電葉片連接結(jié)構(gòu)一實(shí)施例中的第二螺栓套的平面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為本發(fā)明的分段式風(fēng)力發(fā)電葉片連接結(jié)構(gòu)一實(shí)施例中的第二螺栓套的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10為本發(fā)明的分段式風(fēng)力發(fā)電葉片連接結(jié)構(gòu)一實(shí)施例中的雙頭螺栓的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11為本發(fā)明的分段式風(fēng)力發(fā)電葉片連接結(jié)構(gòu)一實(shí)施例中的金屬法蘭的平面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖12為本發(fā)明的分段式風(fēng)力發(fā)電葉片連接方法一實(shí)施例中的第二螺栓套的預(yù)置操作結(jié)構(gòu)示意圖；

圖13為本發(fā)明的分段式風(fēng)力發(fā)電葉片連接方法一實(shí)施例中的安裝座結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

體現(xiàn)本發(fā)明特征與優(yōu)點(diǎn)的典型實(shí)施例將在以下的說明中詳細(xì)敘述。應(yīng)理解的是本發(fā)明能夠在不同的實(shí)施例上具有各種的變化，其皆不脫離本發(fā)明的范圍，且其中的說明及附圖在本質(zhì)上是當(dāng)作說明之用，而非用以限制本發(fā)明。

本發(fā)明的分段式風(fēng)力發(fā)電葉片連接結(jié)構(gòu)用于連接分段式風(fēng)力發(fā)電葉片，以使葉片形成整體結(jié)構(gòu)。如圖1和圖2所示，本實(shí)施例中，用于連接的兩葉片段分別定義為第一葉片段1和第二葉片段2，如圖中所示，第一葉片段1和第二葉片段2左右并排設(shè)置。

本實(shí)施例中，如圖3、圖4和圖5所示，連接結(jié)構(gòu)包括多個(gè)第一螺栓套4、第二螺栓套5、雙頭螺栓6、螺母7、墊片8和金屬法蘭9。其中，第一螺栓套4和第二螺栓套5為成對設(shè)置，即一個(gè)第一螺栓套4對應(yīng)一個(gè)第二螺栓套5。為提高第一葉片段1和第二葉片2之間的連接強(qiáng)度，需要設(shè)置多對螺栓套4和5，而且每個(gè)第一螺栓套4和第二螺栓套5均采用預(yù)置的方式固定設(shè)置于第一葉片段1和第二葉片段2中。另外，本實(shí)施例中，第一螺栓套4和第二螺栓套5采用交錯設(shè)置的方式，即在第一葉片段1上，一個(gè)第一螺栓套4的兩側(cè)均為第二螺栓套5，對應(yīng)地在第二葉片段2上，一個(gè)第二螺栓套5的兩 側(cè)均為第一螺栓套4。

本實(shí)施例中，第一螺栓套4的結(jié)構(gòu)如圖6和圖7所示，其外周面上間隔設(shè)置有凸部41和凹部42，以增強(qiáng)其與第一葉片段1和第二葉片段2之間的連接強(qiáng)度。第一螺栓套4的內(nèi)側(cè)設(shè)置有孔40，孔40的底部加工有內(nèi)螺紋43。第二螺栓套5的結(jié)構(gòu)如圖8和圖9所示，其外周面上間隔設(shè)置有凸部51和凹部52，以增強(qiáng)其與第一葉片段1和第二葉片段2之間的連接強(qiáng)度。第二螺栓套5的內(nèi)側(cè)設(shè)置有孔50，該孔50為光孔。

本實(shí)施例中，雙頭螺栓6的結(jié)構(gòu)如圖10所示，包括有第一螺紋部61、第二螺紋部62、第一錐部63、第二錐部64和光桿部65。其中，第一螺紋部61和第二螺紋部62分別位于雙頭螺栓6的兩端；光桿部65位于雙頭螺紋6的中部，且光桿部65的外徑小于第一螺紋部61和第二螺紋部62的外徑；第一錐部63連接于第一螺紋部61與光桿部65之間，具有一定錐度；第二錐部64連接于第二螺紋部62與光桿部65之間，也具有一定錐度。本實(shí)施例中，第二螺紋部62用于與第一螺栓套4中的內(nèi)螺紋43配合連接，第一螺紋部61用于與螺母7配合連接。為提高互換性，雙頭螺栓6可設(shè)置為左右對稱結(jié)構(gòu)，也就是說第一螺紋部61與第二螺紋部62相同，第一錐部63與第二錐部64相同，方便進(jìn)行裝配操作。

本實(shí)施例中，金屬法蘭9的結(jié)構(gòu)如圖11所示，法蘭本體90為片狀，外形結(jié)構(gòu)比照第一葉片段1和第二葉片段2，法蘭本體90上加工有多個(gè)通孔91，以穿過雙頭螺栓6。另外，在法蘭本體90上還設(shè)置有一個(gè)通孔92，以連接避雷線。

本實(shí)施例中，連接結(jié)構(gòu)的使用參考圖1-圖5所示。先將第一螺栓套4和第二螺栓套5以交錯設(shè)置的方式預(yù)置于第一葉片段1和第二葉片段2中，并在第一葉片段1和第二葉片段2上對應(yīng)第二螺栓套5的位置上開設(shè)安裝孔10，該安裝孔10為盲孔，其尺寸應(yīng)該與所采用的螺母7和雙頭螺栓6的長度相適應(yīng)并預(yù)留擰緊螺母7時(shí)所采用套筒等工具的空間。在連接第一葉片段1和第二葉片段2時(shí)，將雙頭螺栓6穿過第一螺栓套4上的孔40，并與內(nèi)螺紋43配合連接，多個(gè)雙頭螺栓6連接完畢后，穿過金屬法蘭9上的通孔91，使得金屬法蘭9靠于第一葉片段1或第二葉片段2上，然后對齊第一葉片段1和第二葉片段2，使得雙頭螺栓6對應(yīng)插入第二螺栓套5內(nèi)，并最終穿過第二 螺栓套5的光孔50外露于安裝孔10，將墊片8套裝于雙頭螺栓6上，最后再通過安裝孔10將螺母7套入雙頭螺栓6，使用工具將螺母7擰緊，多個(gè)螺母7與雙頭螺栓6的配合依次操作即可，直至全部完成。

本實(shí)施例中，為提高連接強(qiáng)度，墊片8可采用彈性墊片。另外，為方便對螺母7進(jìn)行操作，螺母7可采用六角螺母。但實(shí)際上，墊片8和螺母7并不以該種形式為限。

另外，本發(fā)明還提供了一種分段式風(fēng)力發(fā)電葉片連接方法，用于連接分段式風(fēng)力發(fā)電葉片，所述葉片包括兩段以上葉片段，本實(shí)施例中的連接方法包括如下步驟：

在任意兩相連的葉片段上預(yù)置多對螺栓套，其中，每對所述螺栓套中一螺栓套預(yù)置于一葉片段中，則另一螺栓套預(yù)置于另一葉片段中，且每對所述螺栓套中一螺栓套無螺紋，另一螺栓套具有螺紋。

在對應(yīng)所述無螺紋的螺栓套的所述葉片段上預(yù)設(shè)有安裝孔。

在連接所述兩葉片段時(shí)，使用多個(gè)雙頭螺栓，且任一所述雙頭螺栓穿過所述無螺紋的螺栓套上的光孔，并與所述具有螺紋的螺栓套的螺紋配合連接。

所述雙頭螺栓的另一螺紋部露出于所述安裝孔中，于所述安裝孔中通過螺母擰緊所述雙頭螺栓，從而使所述兩葉片段相連。

本實(shí)施例中，所述兩葉片段上的所述無螺紋的螺栓套和所述具有螺紋的螺栓套交錯設(shè)置，以減小應(yīng)力集中程度，增強(qiáng)安全性。

本實(shí)施例中，在將所述具有螺紋的螺栓套預(yù)置于所述葉片段中時(shí)包括如下步驟：

加工套裝孔。

將所述具有螺紋的螺栓套設(shè)置于所述套裝孔中。

將定位工裝抵靠所述具有螺紋的螺栓套的外側(cè)端面。

將定位螺栓穿過所述定位工裝和所述具有螺紋的螺栓套，并與所述具有螺紋的螺栓套的內(nèi)螺紋配合連接，并通過所述定位工裝對所述具有螺紋的螺栓套施以一定預(yù)緊力。

向所述具有螺紋的螺栓套灌注樹脂并固化。

取出所述定位螺栓和定位工裝。

本實(shí)施例中，如圖12和圖13所示，在將所述無螺紋的螺栓套105預(yù)置 于所述葉片段101中時(shí)包括如下步驟：

加工套裝孔和所述安裝孔，所述套裝孔和所述安裝孔連通。

在所述安裝孔中設(shè)置安裝座103，所述安裝座103對應(yīng)所述套裝孔的一面為平面，且該平面上加工有螺紋盲孔104。安裝座103的尺寸與定位螺栓102的螺紋相匹配，同時(shí)為了方便安裝座103拆卸，將其設(shè)置為楔形六面體，其底面面積比上面的面積稍小，與螺栓套105相鄰的一面為直面，另外三個(gè)面為斜面。安裝座103的功能包括保證預(yù)留安裝孔的尺寸和定位螺栓套105，安裝座103與螺栓套105之間設(shè)有密封圈107，防止灌注的時(shí)候進(jìn)膠，并且安裝座103需要打脫模劑方便拆卸。

在所述平面上抵靠密封圈107。

將所述無螺紋的螺栓套105設(shè)置于所述套裝孔中，且所述螺栓套105的內(nèi)側(cè)端面抵靠所述密封圈107。

將定位工裝106抵靠所述無螺紋的螺栓套105的外側(cè)端面。

將定位螺栓102穿過所述定位工裝106、所述無螺紋的螺栓套105和所述密封圈107，并與所述螺紋盲孔104配合連接，所述定位螺栓102將所述定位工裝106、所述無螺紋的螺栓套105和所述密封圈107夾靠于所述安裝座103與所述定位螺栓102的螺栓頭108之間，并施以一定預(yù)緊力。

向所述無螺紋的螺栓套105灌注樹脂并固化。

取出所述定位螺栓102、定位工裝109、安裝座103和密封圈107。

本實(shí)施例中，有無螺紋的所述螺栓套在設(shè)置于所述套裝孔中之前均進(jìn)行噴砂處理，還可以在所述螺栓套的凹槽內(nèi)纏紗，紗線要填滿凹槽并且均勻。

與現(xiàn)有最好技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

1、本發(fā)明針對分段葉片的連接問題，避免采用雙頭反向螺栓，而雙頭反向螺栓連接需要逐次扳動并且每次螺栓前進(jìn)距離微小，因此本發(fā)明可大幅提高了連接效率。

2、本發(fā)明無需打孔，減小了工序，避免了打孔造成的應(yīng)力損失。

本發(fā)明的技術(shù)方案已由可選實(shí)施例揭示如上。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)意識到在不脫離本發(fā)明所附的權(quán)利要求所揭示的本發(fā)明的范圍和精神的情況下所作的更動與潤飾，均屬本發(fā)明的權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。