一种模块化叶片腹板与主梁连接结构、连接方法及叶片与流程

1.本发明涉及风电叶片技术领域，尤其涉及一种模块化叶片腹板与主梁连接结构、连接方法及叶片。


背景技术：

2.叶片作为风力发电机组中捕捉风能的部件，在风电机组中起到极为重要的作用，随着风能行业的发展，叶片的尺寸逐渐大型化，而随着叶片尺寸的增大，其叶片的重量也随之增大，对风力发电机提出了更高的要求，同时需要投入大型工装来实现叶片的制造，需要占据大量空间，因此，如何实现大尺寸风电叶片轻量化、模块化成为其发展方向。
3.在现有模块化叶片腹板与主梁连接结构，由于制造因素的影响，腹板和增强层之间存在高度差，导致腹板与主梁连接时，腹板与主梁之间存在孔洞和间隙，对叶片安全系数造成较大的影响。
4.公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的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已为本领域技术人员所公知的现有技术。


技术实现要素：

5.本发明提供了一种模块化叶片腹板与主梁连接结构、连接方法及叶片，从而有效解决背景技术中的问题。
6.为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种模块化叶片腹板与主梁连接结构，包括：腹板、玻璃钢、包裹层、第一增强层、第二增强层和定位件；所述腹板垂直所述主梁设置，所述腹板靠近所述主梁的一端设有玻璃钢；所述包裹层设于所述腹板和所述玻璃钢的外层；所述包裹层的两侧设有第一增强层和第二增强层；所述包裹层、所述玻璃钢和所述第一增强层沿平行于主梁方向设有第一通孔；所述第二增强层设有第二通孔；所述第一通孔和所述第二通孔内设有定位件，所述第二增强层和包裹层之间设有结构胶；使所述包裹层、所述第一增强层和所述第二增强层底部齐平，并与主梁面贴平。
7.进一步地，所述第一增强层与所述腹板、所述包裹层为一体灌注成型，第二增强层通过所述结构胶手动粘结。
8.进一步地，其中所述腹板和所述包裹层为一体灌注成型，两侧的所述第一增强层和所述第二增强层通过所述结构胶手动设置。
9.进一步地，所述包裹层为l型结构，包括第一延伸边和第二延伸边，所述第一延伸边包裹所述腹板周圈，所述第二延伸边与主梁表面平行设置。
10.进一步地，所述第二延伸边向远离所述第二增强层的一侧延伸。
11.进一步地，所述第二延伸边向靠近所述第二增强层的一侧延伸。
12.进一步地，所述第一增强层靠近所述玻璃钢的一侧长度或宽度方向逐渐减小。
13.进一步地，所述第一增强层靠近所述玻璃钢的一侧长度和宽度方向逐渐减小。
14.本发明还包括一种连接方法，使用上述的模块化叶片腹板与主梁连接结构，包括如下步骤：将腹板、玻璃钢和第一增强层底部齐平，并一体灌注成型，制作完成后沿平行于主梁方向加工第一通孔；将第二增强层在相应位置加工第二通孔；腹板与第二增强层粘接，在第二增强层和腹板之间涂结构胶，将定位件安装在第一通孔和第二通孔内定位；将上述模块化叶片腹板与主梁连接。
15.本发明还包括一种叶片，包括权上述的模块化叶片腹板与主梁连接结构和壳体，所述模块化叶片腹板与主梁连接结构设于所述壳体内部。
16.本发明的有益效果为：本发明通过设置腹板、玻璃钢、包裹层、第一增强层、第二增强层和定位件；腹板垂直主梁设置，腹板靠近主梁的一端设有玻璃钢；包裹层设于腹板和玻璃钢的外层；包裹层的两侧设有第一增强层和第二增强层；包裹层、玻璃钢和第一增强层沿平行于主梁方向设有第一通孔；第二增强层设有第二通孔；第一通孔和第二通孔内设有定位件，第二增强层和包裹层之间设有结构胶；使包裹层、第一增强层和第二增强层底部齐平，并与主梁面贴平，消除腹板与增强层之间的高度差，避免出现台阶，腹板底面与主梁连接时，腹板底部与主梁之间避免出现孔洞和间隙，提高了叶片的质量和安全系数。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明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发明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。
18.图1为实施例1中模块化叶片腹板与主梁连接结构示意图；图2为在图1中a处的局部放大图；图3为实施例1中包裹层的结构示意图；图4为实施例1中增强层的长度方向逐渐减小的结构示意图；图5为实施例2中增强层的宽度方向逐渐减小的结构示意图；图6 为实施例3中增强层的长度和宽度方向逐渐减小的结构示意图；图7为实施例4中包裹层的结构示意图；图8为实施例5中模块化叶片腹板与主梁连接结构示意图；图9为本发明中叶片的结构示意图；图10为本发明中模块化叶片腹板与主梁连接方法的流程图。
19.附图标记：1、主梁；2、腹板；3、玻璃钢；31、第一通孔；4、包裹层；41、第一延伸边；42、第二延伸边；5、第一增强层；6、第二增强层；61、第二通孔；7、定位件；8、结构胶；9、壳体。
具体实施方式
20.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
21.在本发明的描述中，需要说明的是，属于“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
22.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
23.实施例1：如图1至4所示：一种模块化叶片腹板与主梁连接结构，包括：腹板2、玻璃钢3、包裹层4、第一增强层5、第二增强层6和定位件7；腹板2垂直主梁1设置，腹板2靠近主梁1的一端设有玻璃钢3；包裹层4设于腹板2和玻璃钢3的外层；包裹层4的两侧设有第一增强层5和第二增强层6；包裹层4、玻璃钢3和第一增强层5沿平行于主梁1方向设有第一通孔31；第二增强层6设有第二通孔61；第一通孔31和第二通孔61内设有定位件7，第二增强层6和包裹层4之间设有结构胶8；使包裹层4、第一增强层5和第二增强层6底部齐平，并与主梁1面贴平。
24.通过设置腹板2、玻璃钢3、包裹层4、第一增强层5、第二增强层6和定位件7；腹板2垂直主梁1设置，腹板2靠近主梁1的一端设有玻璃钢3；包裹层4设于腹板2和玻璃钢3的外层；包裹层4的两侧设有第一增强层5和第二增强层6；包裹层4、玻璃钢3和第一增强层5沿平行于主梁1方向设有第一通孔31；第二增强层6设有第二通孔61；第一通孔31和第二通孔61内设有定位件7，第二增强层6和包裹层4之间设有结构胶8；使包裹层4、第一增强层5和第二增强层6底部齐平，并与主梁1面贴平，消除腹板2与第一增强层5和第二增强层6之间的高度差，避免出现台阶，腹板2底面与主梁1连接时，腹板2底部与主梁1之间避免出现孔洞和间隙，提高了叶片的质量和安全系数。
25.本实施例中的定位件7为玻璃钢销钉，也可以是其他形式，如螺栓等插入第一通孔31和第二通孔61内定位。
26.上述玻璃钢3由无捻玻璃纤维束与环氧树脂经拉挤成型的复合结构，或均为由单轴玻璃纤维织物与树脂经拉挤成型的复合结构。
27.玻璃钢3的设置一方面方便加工第一通孔31，另一方面可以避免抽真空时收缩变形导致与增强层的平面出现台阶，保证底面的平整，消除腹板2与主梁1之间间隙，进一步提高了叶片的安全系数。
28.包裹层4的两侧设有第一增强层5和第二增强层6，具有扶正增强作用，增加了腹板2与主梁1连接的稳定性。
29.腹板2和玻璃钢3为平直结构，平直型腹板2制造简单，容易成型，降低加工成本。
30.作为上述实施例的优选，第一增强层5与腹板2、包裹层4为一体灌注成型，第二增强层6通过结构胶8手动粘结。
31.如图2所示，通过第一增强层5与腹板2、包裹层4为真空灌注成型的方式一体成型，成为一个整体后，在靠近主梁1的一端，加工第一通孔31，第一通孔31穿过包裹层4、玻璃钢3和第一增强层5，先真空灌注成型的方式一体成型，再一次性加工第一通孔31，保证了第一通孔31在包裹层4、玻璃钢3和第一增强层5上的位置统一性和精确性，从而保证包裹层4底部和第一增强层5底部的平整，第二增强层6上的第二通孔61按照图纸孔定位尺寸加工，在第二增强层6粘结区涂结构胶8，通过玻璃销钉定位与腹板2粘结，从而保证第二增强层6底部与腹板2底部平整。
32.在本实施例中，包裹层4为l型结构，包括第一延伸边41和第二延伸边42，第一延伸边41包裹腹板2周圈，第二延伸边42与主梁1表面平行设置。
33.如图3所示，通过将包裹层4设置成l型结构，第一延伸边41与第二延伸边42垂直，第一延伸边41包裹腹板2周圈，第二延伸边42与主梁1表面平行设置，第二延伸边42增加腹板2底板与主梁1的粘结的接触面积，使得粘接更加牢固。
34.其中，第二延伸边42向远离第二增强层6的一侧延伸。
35.第二延伸边42一侧与主梁1贴合，另一侧与第一增强层5贴合，便于将包裹层4和第一增强层5真空辅助灌注成型，更加紧实。
36.如图4所示，作为上述实施例的优选，第一增强层5靠近玻璃钢3的一侧长度方向逐渐减小。
37.通过第一增强层5靠近玻璃钢3的一侧长度方向逐渐减小，腹板2与主梁1连接端向外侧扶持作用逐渐减弱，故通过该种长度渐窄的结构形式设置，既可以保证第一增强层5与主梁1的连接结构强度，又可以减少材料的浪费，提高产品的利用率。
38.实施例2：如图5所示，与实施例1不同的是，第一增强层5靠近玻璃钢3的一侧宽度方向逐渐减小，既可以保证第一增强层5与主梁1的连接结构强度，又可以减少材料的浪费，提高产品的利用率的目的。
39.实施例3：如图6所示，与实施例1不同的是，第一增强层5靠近玻璃钢3的一侧长度和宽度方向逐渐减小。
40.通过设置第一增强层5靠近玻璃钢3的一侧长度和宽度方向同时逐渐减小，同样能达到既可以保证第一增强层5与主梁1的连接结构强度，又可以减少材料的浪费，提高产品的利用率的目的。
41.实施例4：如图7所示，与实施例1不同的是，第二延伸边42向靠近第二增强层6的一侧延伸。
42.通过第二延伸边42向靠近第二增强层6的一侧延伸，第二延伸边42一侧与主梁1贴合，另一侧与第二增强层6贴合，同样能实现底部平整的效果，但实施例1中的效果好。
43.实施例5：如图8所示，与实施例1不同的是，其中腹板2和包裹层4为一体灌注成型，两侧的第
一增强层5和第二增强层6通过结构胶8手动设置。
44.通过设置腹板2和包裹层4为一体灌注成型，完成后加工第一通孔31，分别在第一增强层5和第二增强层6上按照图纸加工第二通孔61，再将两侧的第一增强层5和第二增强层6粘结区涂结构胶8，通过玻璃销钉定位与腹板2粘结，从而保证第二增强层6底部与腹板2底部平整，实施例2比实施例1工序复杂，但同样达到第一增强层5、第二增强层6和腹板2底板平整的效果。
45.如图10所示，本实施例中还包括一种连接方法，使用如上述的模块化叶片腹板2与主梁1连接结构，包括如下步骤：将腹板2、玻璃钢3和第一增强层5底部齐平，并一体灌注成型，制作完成后沿平行于主梁1方向加工第一通孔31；将第二增强层6在相应位置加工第二通孔61；腹板2与第二增强层6粘接，在第二增强层6和腹板2之间涂结构胶8，将定位件7安装在第一通孔31和第二通孔61内定位；将上述模块化叶片腹板2与主梁1连接。
46.如图9所示，本实施例中还包括一种叶片，包括如上述的模块化叶片腹板2与主梁1连接结构和壳体9，模块化叶片腹板2与主梁1连接结构设于壳体9内部。
47.通过设置腹板2、玻璃钢3、包裹层4、第一增强层5、第二增强层6和定位件7；腹板2垂直主梁1设置，腹板2靠近主梁1的一端设有玻璃钢3；包裹层4设于腹板2和玻璃钢3的外层；包裹层4的两侧设有第一增强层5和第二增强层6；包裹层4、玻璃钢3和第一增强层5沿平行于主梁1方向设有第一通孔31；第二增强层6设有第二通孔61；第一通孔31和第二通孔61内设有定位件7，第二增强层6和包裹层4之间设有结构胶8；使包裹层4、第一增强层5和第二增强层6底部齐平，并与主梁1面贴平，消除腹板2与第一增强层5和第二增强层6之间的高度差，避免出现台阶，腹板2底面与主梁1连接时，腹板2底部与主梁1之间避免出现孔洞和间隙，提高了叶片的质量和安全系数。
48.本行业的技术人员应该了解，本发明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发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明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发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

技术特征：
1.一种模块化叶片腹板与主梁连接结构，其特征在于，包括：腹板、玻璃钢、包裹层、第一增强层、第二增强层和定位件；所述腹板垂直主梁设置，所述腹板靠近主梁的一端设有玻璃钢；所述包裹层设于所述腹板和所述玻璃钢的外层；所述包裹层的两侧设有第一增强层和第二增强层；所述包裹层、所述玻璃钢和所述第一增强层沿平行于主梁方向设有第一通孔；所述第二增强层设有第二通孔；所述第一通孔和所述第二通孔内设有定位件，所述第二增强层和包裹层之间设有结构胶；使所述包裹层、所述第一增强层和所述第二增强层底部齐平，并与主梁面贴平。2.根据权利要求1所述的模块化叶片腹板与主梁连接结构，其特征在于，所述第一增强层与所述腹板、所述包裹层为一体灌注成型，第二增强层通过所述结构胶手动粘结。3.根据权利要求1所述的模块化叶片腹板与主梁连接结构，其特征在于，其中所述腹板和所述包裹层为一体灌注成型，两侧的所述第一增强层和所述第二增强层通过所述结构胶手动设置。4.根据权利要求1所述的模块化叶片腹板与主梁连接结构，其特征在于，所述包裹层为l型结构，包括第一延伸边和第二延伸边，所述第一延伸边包裹所述腹板周圈，所述第二延伸边与主梁表面平行设置。5.根据权利要求4所述的模块化叶片腹板与主梁连接结构，其特征在于，所述第二延伸边向远离所述第二增强层的一侧延伸。6.根据权利要求4所述的模块化叶片腹板与主梁连接结构，其特征在于，所述第二延伸边向靠近所述第二增强层的一侧延伸。7.根据权利要求1所述的模块化叶片腹板与主梁连接结构，其特征在于，所述第一增强层靠近所述玻璃钢的一侧长度或宽度方向逐渐减小。8.根据权利要求1所述的模块化叶片腹板与主梁连接结构，其特征在于，所述第一增强层靠近所述玻璃钢的一侧长度和宽度方向逐渐减小。9.一种连接方法，其特征在于，使用如权利要求1至8所述的模块化叶片腹板与主梁连接结构，包括如下步骤：将腹板、玻璃钢和第一增强层底部齐平，并一体灌注成型，制作完成后沿平行于主梁方向加工第一通孔；将第二增强层在相应位置加工第二通孔；腹板与第二增强层粘接，在第二增强层和腹板之间涂结构胶，将定位件安装在第一通孔和第二通孔内定位；将上述模块化叶片腹板与主梁连接。10.一种叶片，其特征在于，包括权利要求1至8所述的模块化叶片腹板与主梁连接结构和壳体，所述模块化叶片腹板与主梁连接结构设于所述壳体内部。

技术总结
本发明涉及风电叶片技术领域，尤其涉及一种模块化叶片腹板与主梁连接结构、连接方法及叶片，包括腹板、玻璃钢、包裹层、第一增强层、第二增强层和定位件；腹板靠近主梁的一端设有玻璃钢；包裹层设于腹板和玻璃钢的外层；包裹层的两侧设有第一增强层和第二增强层；包裹层、玻璃钢和第一增强层设有第一通孔；第二增强层设有第二通孔；第一通孔和第二通孔内设有定位件，第二增强层和包裹层之间设有结构胶；使包裹层、第一增强层和第二增强层底部齐平，并与主梁面贴平，消除腹板与增强层之间的高度差，避免出现台阶，腹板底面与主梁连接时，腹板底部与主梁之间避免出现孔洞和间隙，提高了叶片的质量和安全系数。的质量和安全系数。的质量和安全系数。


技术研发人员：谈昆伦 张健 刘叶霖
受保护的技术使用者：新创碳谷集团有限公司
技术研发日：2023.08.15
技术公布日：2023/10/19