CN217206722U - 一种风电叶片模块化腹板结构 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及风电叶片制造技术领域，尤其涉及一种风电叶片模块化腹板结构，包括：腹板主体，所述腹板主体包括根端模块、中间模块和尖端模块；PS面法兰，固定在所述腹板主体宽度方向上的一侧面上，且与所述腹板主体垂直设置；SS面法兰，固定在所述腹板主体宽度方向上的另一侧面上，且与所述腹板主体垂直；其中，所述中间模块包括多个平板结构，所述PS面法兰和SS面法兰在长度方向上拼接成型，且PS面法兰和SS面法兰的长度大于所述中间模块的单个平板结构的长度。本公开通过PS面法兰以及SS面法兰的连接，提高了腹板主体的整体连接强度，而且通过将PS面法兰和SS面法兰的长度设置为大于中间模块中单个平板结构长度，提高了腹板的整体受力性能。
Description
技术领域
本公开涉及风电叶片制造技术领域，尤其涉及一种风电叶片模块化腹板结构。
背景技术
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，随着风电叶片的尺寸规模逐渐扩展，如何对风电叶片进行合理的生产和组装也成为亟待解决的问题；
发明人知晓的相关技术中，为了便于风电叶片的制造和运输，多采用分段化制作的方式，即在风电叶片的长度方向上分为若干段进行制造和加工，然后分段运输到现场之后再进行组装；
然而发明人在实施上述技术方案的过程中发现，由于风电叶片的腹板也分段化制作，使得风电叶片的在组装完毕后的整体受力效果降低；
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本公开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。
实用新型内容
鉴于以上技术问题中的至少一项，本公开提供了一种风电叶片模块化腹板结构，采用粘接法兰对腹板中间分段模块进行连接，以提高腹板的整体受力效果。
根据本公开的一方面，提供一种风电叶片模块化腹板结构，包括：
腹板主体，所述腹板主体包括根端模块、中间模块和尖端模块；
PS面法兰，固定在所述腹板主体宽度方向上的一侧面上，且与所述腹板主体垂直设置；
SS面法兰，固定在所述腹板主体宽度方向上的另一侧面上，且与所述腹板主体垂直；
其中，所述中间模块包括多个平板结构，所述PS面法兰和SS面法兰在长度方向上拼接成型，且PS面法兰和SS面法兰的长度大于所述中间模块的单个平板结构的长度。
在本公开的一些实施例中，所述PS面法兰和SS面法兰均包括连接翼板和与所述连接翼板连接的连接卡槽，所述连接卡槽的中心线与所述连接翼板垂直设置，且所述腹板主体宽度方向上的两端与所述卡槽仿形设置。
在本公开的一些实施例中，所述连接翼板与叶片壳体的连接面为直线或弧线面。
在本公开的一些实施例中，所述连接卡槽的截面为V型或者U型结构，且所述连接卡槽通过结构胶与所述腹板主体连接。
在本公开的一些实施例中，所述根端模块与所述中间模块之间、所述中间模块与所述尖端模块之间以及所述中间模块各平板结构之间的对接面为胶粘结构，且在对接面两侧的连接面上覆盖有复合材料补强层。
在本公开的一些实施例中，所述对接面倾斜面或者折线型对接面。
在本公开的一些实施例中，所述对接面上凹槽型结构。
在本公开的一些实施例中，所述对接面为内凹的圆形壁，在对接面上还具有空心管。
在本公开的一些实施例中，所述根端模块与所述中间模块之间、所述中间模块与所述尖端模块之间以及所述中间模块各平板结构之间具有槽型粘接法兰，所述槽型粘接法兰与对接面以及对接面两侧的侧壁连接。
在本公开的一些实施例中，两相邻的所述PS面法兰以及两相邻的所述SS面法兰之间通过倾斜对接面粘接固定。
本公开的有益效果为：本公开通过将腹板主体设置为根端模块、中间模块和尖端模块，便于风电叶片的模块化制作，并且通过PS面法兰以及SS面法兰的连接，提高了腹板主体的整体连接强度，而且通过将PS面法兰和SS面法兰的长度设置为大于中间模块中单个平板结构长度，提高了腹板的整体受力性能。
附图说明
为了更清楚地说明本公开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公开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。
图1为本公开实施例中风电叶片模块化腹板结构的立体结构示意图；
图2为本公开实施例中风电叶片模块化腹板结构的主持图（省略部分长度）；
图3为本公开实施例中根端模块与部分中间模块的连接结构示意图；
图4为本公开实施例中图3中的A-A向剖视图；
图5为本公开实施例中图4中结构的变形形式；
图6为本公开实施例中带U型连接卡槽的PS面法兰或SS面法兰结构；
图7为本公开实施例中图6中的结构变型形式；
图8为本公开实施例中图3中的B-B向结构示意图；
图9为本公开实施例中一种对接面的结构变形形式；
图10为本公开实施例中具有对接凹槽的对接面结构形式；
图11为本公开实施例中具有空心管的对接面结构形式；
图12为本公开实施例中具有槽型法兰的对接面结构形式；
图13为本公开实施例中图12中的槽型法兰的变形形式；
图14为本公开实施例中SS面法兰的对接结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开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公开一部分实施例，而不是全部的实施例。
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。
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公开的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本公开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，不是旨在于限制本公开。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。
如图1至图3所示的风电叶片模块化腹板结构，包括腹板主体10、PS面法兰20和SS面法兰30，在本公开实施例中，腹板结构固定在风电叶片壳体内部，一侧与风电叶片的PS面连接，PS指的是背风面，腹板结构的另一侧与风电叶片的SS面连接，SS面指的是风电叶片的背风面；
具体如图2中所示，腹板主体10包括根端模块11、中间模块12和尖端模块13；在本公开实施例中，根端木块和尖端模块13的形状相对复杂，通过模具加工成型，对于中间部分的中间模块12，为平板结构，在本公开实施例中设置为标准尺寸的的平板制品，在现场进行裁切，加工成设计的尺寸，拼接后再与PS面法兰20以及SS面法兰30连接；
请继续参照图2，在本公开实施例中，PS面法兰20固定在腹板主体10宽度方向上的一侧面上，且与腹板主体10垂直设置；SS面法兰30固定在腹板主体10宽度方向上的另一侧面上，且与腹板主体10垂直；这样，PS面法兰20、腹板主体10以及SS面法兰30在横截面上构成工字型结构；
在具体进行拼接时，中间模块12包括多个平板结构，PS面法兰20和SS面法兰30在长度方向上拼接成型，且PS面法兰20和SS面法兰30的长度大于中间模块12的单个平板结构的长度。及在拼接时，先将多个平板结构拼合成中间模块12，然后再将根端模块11和尖端模块13与中间模块12连接，构成腹板主体10；最后在腹板主体10上下两侧固定PS面法兰20和SS面法兰30，由于PS面法兰20和SS面法兰30的长度设置的比单块平板结构要长，故可以在拼接面受力，并将受力传递给各个模块，通过上述方式，与发明人已知的方式相比，拼接面处的承载能力更强，整体受力效果更佳；当然这里需要指出的是，在本公开实施方式中，各模块以及模块与法兰之间的连接方式为粘接，在本公开的其他实施方式中，各模块以及模块与各法兰之间的连接方式为绝缘螺栓连接或者卡接；
在上述实施方式中，通过将腹板主体10设置为根端模块11、中间模块12和尖端模块13，便于风电叶片的模块化制作，并且通过PS面法兰20以及SS面法兰30的连接，提高了腹板主体10的整体连接强度，而且通过将PS面法兰20和SS面法兰30的长度设置为大于中间模块12中单个平板结构长度，提高了腹板的整体受力性能。
在本公开实施例中，关于PS法兰与SS面法兰30的具体结构，如图3和图4中所示，PS面法兰20和SS面法兰30均包括连接翼板21和与连接翼板21连接的连接卡槽22，连接卡槽22的中心线与连接翼板21垂直设置，且腹板主体10宽度方向上的两端与卡槽仿形设置。连接翼板21以腹板为对称中心对称设置，连接卡槽22与连接翼板21固定，具体在成型时可以通过拉挤工艺成型；这里的仿形是指腹板上下两端与卡槽的内壁贴合，如图4中所示，在本公开的一种实施例中连接卡槽22为倒置的V型，则对应的腹板顶部和底部设置为尖端，并且腹板的外端与连接卡槽22的内壁贴合，在具体进行连接时在二者的接触面内涂覆结构胶，将二者进行连接。
在本公开的一些实施例中，连接翼板21与叶片壳体的连接面为直线或弧线面。如图4中所示，连接翼板21的顶面为直线面，便于批量加工制造，如图5中所示，连接翼板21的顶面为为弧形面，弧形面的设置有利于与壳体随型连接，贴合程度更高，粘贴效果更佳；
在本公开的一些实施方式中，连接卡槽22设置有多种形式，请参照图4至图7，连接卡槽22的截面为V型或者U型结构，且连接卡槽22通过结构胶与腹板主体10连接。这里的V型或者U型指的是开口朝向远离连接翼板21的方向，设置为V型有利于结构胶的挤压粘接，设置为U型便于制造，无需对腹板的顶部和底部进行额外的裁切，而且接触面更广，使得承载受力更加稳定。
在本公开的一些实施方案中，关于腹板主体10的对接结构有多种形式，包括使用结构胶与粘贴补强层，具体为：根端模块11与中间模块12之间、中间模块12与尖端模块13之间以及中间模块12各平板结构之间的对接面为胶粘结构，且在对接面两侧的连接面上覆盖有复合材料补强层14。在本公开实施例中，复合材料补强层14为碳纤维或者玻璃纤维织物；
进一步，请参照图8和图9，对接面倾斜面或者折线型对接面。为了便于介绍，在本公开的下述实施例中，中间模块12的两个平板制品为例进行介绍拼接面，但不限于为两平板制品之间的连接，根端模块11与中间模块12之间以及尖端模块13与中间模块12之间也采用这种对接形式；在本公开的一些实施例中，如图8中所示，两模块的拼接面与厚度方向平行，在对接面上涂结构胶以后，再在对接面的两侧粘贴复合材料补强层14，通过补强层的设置，使得对接面的粘贴强度更高；在本公开的另一实施例中，如图9中所示，对接面中间位置为与厚度方向垂直的面，两端为倾斜面，通过这种设置，可以增加对接面的面积，更可以提高拼接后的粘贴可靠性，同样，在该实施例中，在对接面的两侧均贴附有复合材料补强层14；
在本公开实施例中，对接面还具有其他的变型形式，如图10中所示，对接面上凹槽型结构。即在两对接面的一面上具有凹槽，另一面上具有对应的凸起，在对接时，凸起***至凹槽内，并且对接面上涂覆结构胶，通过这种结构方式，便于提高对接精准度的同时，也增加了接触面积，有利于提高对接强度，这里需要指出的是，同样在该种结构形式中，模块在对接面处的两侧面上同样贴附有复合材料补强层14；
在本公开的另一种实施方式中，如图11所示，对接面为内凹的圆形壁，在对接面上还具有空心管15。这里的空心管15是玻璃钢或者碳纤维拉挤圆管，其结构强度满足对接需求，这样，通过将两个对接面设置为与空心管15的内壁贴合的圆弧结构，与空心管15充分接触，再在相对接的面两侧粘贴复合材料补强层14；
在本公开的一些实施方式中，还通过粘贴法兰将两模块进行对接，如图12中所示，根端模块11与中间模块12之间、中间模块12与尖端模块13之间以及中间模块12各平板结构之间具有槽型粘接法兰16，槽型粘接法兰16与对接面以及对接面两侧的侧壁连接。该槽型法兰具体为工字钢结构，两对界面分别伸入至工字钢两侧的槽中，这样，两个模块的对界面以及与对界面相邻的两侧面均与槽型法兰的内壁接触，在对接时，通过在槽型法兰内部涂胶的方式，实现与对接模块的可靠连接；这里需要指出的是，在本公开的一些实施例中，如图13中所示，工字型槽钢也可以变形为朝向一侧的U型槽，在另一侧通过补强层粘贴固定；
关于PS面法兰20以及SS面法兰30之间的对接形式，如图14中所示，在本公开一些实施例中，两相邻的PS面法兰20以及两相邻的SS面法兰30之间通过倾斜对接面粘接固定。即在具体固定时，相邻的两法兰底面设置倾斜角，使得二者的接触面更大，通过在接触面上涂覆结构胶的形式，提高二者之间的连接可靠性。
本行业的技术人员应该了解，本公开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公开的原理，在不脱离本公开精神和范围的前提下，本公开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公开范围内。本公开要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种风电叶片模块化腹板结构，其特征在于，包括：
腹板主体，所述腹板主体包括根端模块、中间模块和尖端模块；
PS面法兰，固定在所述腹板主体宽度方向上的一侧面上，且与所述腹板主体垂直设置；
SS面法兰，固定在所述腹板主体宽度方向上的另一侧面上，且与所述腹板主体垂直；
其中，所述中间模块包括多个平板结构，所述PS面法兰和SS面法兰在长度方向上拼接成型，且PS面法兰和SS面法兰的长度大于所述中间模块的单个平板结构的长度。
2.根据权利要求1所述的风电叶片模块化腹板结构，其特征在于，所述PS面法兰和SS面法兰均包括连接翼板和与所述连接翼板连接的连接卡槽，所述连接卡槽的中心线与所述连接翼板垂直设置，且所述腹板主体宽度方向上的两端与所述连接卡槽仿形设置。
3.根据权利要求2所述的风电叶片模块化腹板结构，其特征在于，所述连接翼板与叶片壳体的连接面为直线或弧线面。
4.根据权利要求2所述的风电叶片模块化腹板结构，其特征在于，所述连接卡槽的截面为V型或者U型结构，且所述连接卡槽通过结构胶与所述腹板主体连接。
5.根据权利要求1所述的风电叶片模块化腹板结构，其特征在于，所述根端模块与所述中间模块之间、所述中间模块与所述尖端模块之间以及所述中间模块各平板结构之间的对接面为胶粘结构，且在对接面两侧的连接面上覆盖有复合材料补强层。
6.根据权利要求5所述的风电叶片模块化腹板结构，其特征在于，所述对接面为倾斜面或者折线型对接面。
7.根据权利要求5所述的风电叶片模块化腹板结构，其特征在于，所述对接面上为凹槽型结构。
8.根据权利要求5所述的风电叶片模块化腹板结构，其特征在于，所述对接面为内凹的圆形壁，在对接面上还具有空心管。
9.根据权利要求1所述的风电叶片模块化腹板结构，其特征在于，所述根端模块与所述中间模块之间、所述中间模块与所述尖端模块之间以及所述中间模块各平板结构之间具有槽型粘接法兰，所述槽型粘接法兰与对接面以及对接面两侧的侧壁连接。
10.根据权利要求1所述的风电叶片模块化腹板结构，其特征在于，两相邻的所述PS面法兰以及两相邻的所述SS面法兰之间通过倾斜对接面粘接固定。
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| CN202221039029.7U CN217206722U (zh) | 2022-04-28 | 2022-04-28 | 一种风电叶片模块化腹板结构 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN116215592A (zh) * | 2023-03-24 | 2023-06-06 | 新创碳谷集团有限公司 | 一种连接结构、连接方法及轨道交通车体 |
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2022
- 2022-04-28 CN CN202221039029.7U patent/CN217206722U/zh active Active
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| CN116215592A (zh) * | 2023-03-24 | 2023-06-06 | 新创碳谷集团有限公司 | 一种连接结构、连接方法及轨道交通车体 |
| CN116215592B (zh) * | 2023-03-24 | 2023-10-17 | 新创碳谷集团有限公司 | 一种连接结构、连接方法及轨道交通车体 |
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| GR01 | Patent grant | ||
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