一种模块化复合材料风电叶片结构

本技术属于风电叶片，具体涉及一种模块化复合材料风电叶片结构。

背景技术：

1、随着风电行业的发展，整机的兆瓦级也随着水涨船高，风电叶片越做越大，越做越长。由此带来的困难是叶片制作难度大幅提升，生产过程工艺控制难度大幅提升，叶片维护难度大幅提升。

2、传统叶片的结构制作过程是将已成型的腹板(前、后缘腹板)，粘接在背风面壳体上。然后在其粘接牢固后，将迎风面壳体在后缘区域、前缘区域、腹板粘接区域，使用结构胶与已经粘接好的结构(背风面和腹板)再次粘接牢固，从而完成叶片制作。

3、传统叶片制造方式为两个半壳(迎风面、背风面)通过环氧结构胶进行粘接成型的方式。该方式对粘接工艺要求高，质量控制难度大，在两个半壳出现粘接缺陷的情况下，很容易在风机运行过程中，出现半壳与半壳粘接面之间开裂损坏，给叶片及整机带来致命的风险；叶片两个半壳体积大，不便于安装、拆卸的，同时也不便于叶片后期维修、维护。

技术实现思路

1、为解决上述背景技术中提出的问题。本实用新型提供了一种模块化复合材料风电叶片结构，背风面叶片卡设在间隔两个的背风面骨架之间；迎风面叶片卡设在间隔两个的迎风面骨架之间；背风面叶片和迎风面叶片通过滑块滑动在腹板两侧面的滑槽上，且通过铆钉经铆钉孔与腹板固定连接；提高了叶片整体安全可靠性能；排除了因结构胶粘接开裂、缺胶、损坏造成叶片损伤报废的风险；模块化叶片方便叶片安装、拆卸；也方便叶片后期维修、维护；模块化叶片设置杜绝了风电叶片在运行过程中发生大面积损伤的可能性。

2、为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种模块化复合材料风电叶片结构，包括主梁、腹板、尖段壳体、叶根段壳体、龙骨架和模块化叶片；主梁顶部和底部一体成型设置有腹板，主梁和腹板两侧上限位滑动连接有若干个龙骨架，龙骨架之间卡设有模块化叶片，模块化叶片沿主梁长度方向间隔分布在该主梁上，模块化叶片与腹板相互滑动连接，模块化叶片限位卡设在龙骨架上，主梁的加强腔内部采用真空灌注玻璃纤维，主梁和腹板的两端采用真空灌注工艺分别与尖段壳体、叶根段壳体一体成型设置，作为整个风电叶片结构的主承力结构。

3、作为本实用新型一种模块化复合材料风电叶片结构的优选方案，所述龙骨架由背风面骨架和迎风面骨架组成，背风面骨架和迎风面骨架上下端上设置有第一滑块和第二滑块，且通过第一滑块和第二滑块分别滑动设置在腹板两侧面的滑槽上，且通过铆钉经第一铆钉孔与腹板固定连接，背风面骨架和迎风面骨架的中部上一体成型设置有加强杆，加强杆的顶端上安装有限位滑块，加强杆通过限位滑块滑动设置在主梁两侧的限位滑槽上。

4、作为本实用新型一种模块化复合材料风电叶片结构的优选方案，所述背风面骨架和迎风面骨架的侧面上均开设有限位卡槽，模块化叶片包括背风面叶片和迎风面叶片，背风面叶片和迎风面叶片的两端上安装有第一限位卡块和第二限位卡块，背风面叶片通过第一限位卡块卡设在间隔两个的背风面骨架之间；迎风面叶片通过第二限位卡块卡设在间隔两个的迎风面骨架之间；背风面叶片和迎风面叶片的上下端上分别设置有第三滑块和第四滑块，且通过第三滑块和第四滑块分别滑动设置在腹板两侧面的滑槽上，且通过铆钉经第一铆钉孔和第二铆钉孔与腹板固定连接。

5、作为本实用新型一种模块化复合材料风电叶片结构的优选方案，所述背风面叶片由背风叶片基板和第一填芯腔块组成，迎风面叶片由迎风叶片基板和第二填芯腔块组成；第一填芯腔块和第二填芯腔块内通过真空导入口采用真空灌注有环氧树脂。

6、作为本实用新型一种模块化复合材料风电叶片结构的优选方案，所述背风叶片基板和迎风叶片基板外表面上喷涂设有聚氨酯漆。

7、与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

8、本实用新型以主梁、腹板连接多个背风面骨架和迎风面骨架，作为整个风电叶片结构的主承力结构；

9、背风面叶片卡设在间隔两个的背风面骨架之间；迎风面叶片卡设在间隔两个的迎风面骨架之间；背风面叶片和迎风面叶片通过滑块滑动在腹板两侧面的滑槽上，且通过铆钉经铆钉孔与腹板固定连接；提高了叶片整体安全可靠性能；排除了因结构胶粘接开裂、缺胶、损坏造成叶片损伤报废的风险；

10、模块化叶片方便叶片安装、拆卸；也方便叶片后期维修、维护；模块化叶片设置杜绝了风电叶片在运行过程中发生大面积损伤的可能性。在损坏模块化的背风面叶片和迎风面叶片，仅需要进行修补、灌注环氧树脂或者更换背风面叶片7和迎风面叶片的单个模块即可。

技术特征：

1.一种模块化复合材料风电叶片结构，其特征在于：包括主梁（1）、腹板（2）、尖段壳体（3）、叶根段壳体（4）、龙骨架和模块化叶片；主梁（1）顶部和底部一体成型设置有腹板（2），主梁（1）和腹板（2）两侧上限位滑动连接有若干个龙骨架，龙骨架之间卡设有模块化叶片，模块化叶片沿主梁（1）长度方向间隔分布在该主梁（1）上，模块化叶片与腹板（2）相互滑动连接，模块化叶片限位卡设在龙骨架上，主梁（1）的加强腔（12）内部采用真空灌注玻璃纤维，主梁（1）和腹板（2）的两端采用真空灌注工艺分别与尖段壳体（3）、叶根段壳体（4）一体成型设置，作为整个风电叶片结构的主承力结构。

2.根据权利要求1所述的一种模块化复合材料风电叶片结构，其特征在于：所述龙骨架由背风面骨架（5）和迎风面骨架（6）组成，背风面骨架（5）和迎风面骨架（6）上下端上设置有第一滑块（51）和第二滑块（61），且通过第一滑块（51）和第二滑块（61）分别滑动设置在腹板（2）两侧面的滑槽（22）上，且通过铆钉经第一铆钉孔（21）与腹板（2）固定连接，背风面骨架（5）和迎风面骨架（6）的中部上一体成型设置有加强杆（9），加强杆（9）的顶端上安装有限位滑块，加强杆（9）通过限位滑块滑动设置在主梁（1）两侧的限位滑槽（11）上。

3.根据权利要求2所述的一种模块化复合材料风电叶片结构，其特征在于：所述背风面骨架（5）和迎风面骨架（6）的侧面上均开设有限位卡槽（14），模块化叶片包括背风面叶片（7）和迎风面叶片（8），背风面叶片（7）和迎风面叶片（8）的两端上安装有第一限位卡块（71）和第二限位卡块（81），背风面叶片（7）通过第一限位卡块（71）卡设在间隔两个的背风面骨架（5）之间；迎风面叶片（8）通过第二限位卡块（81）卡设在间隔两个的迎风面骨架（6）之间；背风面叶片（7）和迎风面叶片（8）的上下端上分别设置有第三滑块（72）和第四滑块（82），且通过第三滑块（72）和第四滑块（82）分别滑动设置在腹板（2）两侧面的滑槽（22）上，且通过铆钉经第一铆钉孔（21）和第二铆钉孔（13）与腹板（2）固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种模块化复合材料风电叶片结构，其特征在于：所述背风面叶片（7）由背风叶片基板（73）和第一填芯腔块（74）组成，迎风面叶片（8）由迎风叶片基板（83）和第二填芯腔块（84）组成；第一填芯腔块（74）和第二填芯腔块（84）内通过真空导入口（10）采用真空灌注有环氧树脂。

5.根据权利要求4所述的一种模块化复合材料风电叶片结构，其特征在于：所述背风叶片基板（73）和迎风叶片基板（83）外表面上喷涂设有聚氨酯漆。

技术总结本技术属于风电叶片技术领域，尤其为一种模块化复合材料风电叶片结构，包括主梁、腹板、龙骨架和模块化叶片；主梁顶部和底部一体成型设置有腹板，主梁和腹板两侧上限位滑动连接有若干个龙骨架，龙骨架之间卡设有模块化叶片，模块化叶片沿主梁长度方向间隔分布在该主梁上，模块化叶片与腹板相互滑动连接，模块化叶片限位卡设在龙骨架上。本技术背风面叶片卡设在背风面骨架之间；迎风面叶片卡设在迎风面骨架之间；模块化叶片滑动设在腹板两侧面的滑槽上，通过铆钉固定；提高了叶片整体安全可靠性能；模块化叶片方便叶片安装、拆卸；也方便后期维修、维护；杜绝了叶片在运行过程中发生大面积损伤的可能性。技术研发人员：闫金顺受保护的技术使用者：吕梁学院技术研发日：20231220技术公布日：2024/6/26