一种抗强风暴风电机叶片自闭合固定加强板套组及其施工方法

本发明涉及固定加强板，具体为一种抗强风暴暴风电机叶片自闭合固定加强板套组。

背景技术：

1、风能是一种无污染、可再生的能源，其蕴能巨大，在科学技术领域应用广泛。作为一种分布广泛的绿色能源，风能受到了世界各国的亲睐，并不断对其进行发掘和应用。无论是内陆广阔无垠的草原或是一望无际的海洋，都可以通过风力发电的方式进行捕获和利用风能。风力发电机，简称风电机，是一种能够将风能转化为机械能的大型装置。它的运作原理基于空气对于风电机叶片的推动力。当气流通过风电机大型叶片时，风的动能被转移到旋转的轴上。这个旋转的轴连接到发电机，通过磁力感应的原理将机械能转化为电能。然而，传统的风电机存在一些问题。为了增大受风面积，风电机的叶片通常被制作得十分巨大。当遭遇强风暴天气时，这些巨大的叶片可能会转变为造成风电机组折断破坏的严重安全隐患。由于强风暴可能造成极高的风速和巨大的力量，对风电机的叶片造成严重的压力和振动，导致风电机塔筒折断、转子叶片破裂、断裂或完全损坏。

2、现有技术针对强风暴天气下风力发电机组破坏问题，尚未有完全解决的成熟技术。然而，一种有望应对这一问题的解决方案是引入一种抗强风暴的风电机叶片自闭合固定加强板装置。这种装置通过自动调节风电机叶片的开合程度，可以在强风暴天气下保证风电机组的安全运行。当监测到强风暴天气即将到来时，装置中的感应器会检测到风速的变化。然后，自闭合固定加强板装置会自动调节叶片受风面积与开合程度，以减少叶片的曝露面积，降低对风电机组的风载荷负担。这样，即使在强风暴天气中，风电机组也能通过减小曝露面积和调节叶片角度来降低受力，并在一定范围内保持稳定运行。这种抗强风暴的风电机叶片自闭合固定加强板装置有望成为未来风力发电技术的关键创新之一，为安全可靠地利用风能提供了新的解决方案。通过该装置，我们可以大大减少强风暴对风电机组的破坏风险，同时提高风电的可持续性和可靠性。

技术实现思路

1、（一）解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种抗强风暴风电机叶片自闭合固定加强板套组，解决了现有的风电机组在强风暴等极端天气下由于超限转速和巨大的风推力导致的的风电机塔筒折断、转子叶片破裂、断裂或完全损坏问题，保障了风电机组的可持续运行，降低了后期维护成本，具有良好的社会效应和经济效应。

3、（二）技术方案

4、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种抗强风暴暴风电机叶片自闭合固定加强板套组，所述固定加强板套组由三个直径不等又彼此接触的套环组合而成，包括固定加强板套环1、固定加强板套环2和固定加强板套环3，所述固定加强板套环1仅在侧面（厚度方向）与叶片拼接处开设若干安装孔1.1，用于连接和固定风电机叶片4，安装孔孔壁配置机械齿轮用以实现叶片自传动；固定加强板套环2、固定加强板套环3的侧面（厚度方向）与叶片拼接处开设若干贯穿固定加强板端面的安装孔2.1、3.1，用于连接和固定叶片4，安装孔孔壁配置机械齿轮用以实现叶片自传动。

5、优选的，所述固定加强板套组横截面呈矩形；所述固定加强板套环1端面呈现圆形，固定加强板套环2和固定加强板套环3端面呈现圆环形。

6、优选的，所述固定加强板套环1侧面开孔用于安装和固定风电机叶片4.1；固定加强板套环2侧面开孔用于安装和固定风电机叶片4.2，并在加强板套环2侧面远离安装孔2.1处开凿完全贯穿于圆环的轨道孔2.2，以套环组中心为圆周中心，开孔角度为120度，风电机叶片4.1通过轨道孔2.2，当装置做自闭合运动时，轨道孔可为风电机叶片4.1提供转动空间；固定加强板套环3侧面开孔用于安装和固定风电机叶片4.3，并在加强板套环3侧面远离安装孔3.1处开凿完全贯穿于圆环的轨道孔3.2，以套环组中心为圆周中心，开孔角度为240度，风电机叶片4.1和4.2通过轨道孔3.2，当装置做自闭合运动时，轨道孔可为风电机叶片4.1和4.2提供转动空间。

7、优选的，所述安装孔1.1、2.1、3.1均至少为1个，且安装孔孔壁应配置机械齿轮用以实现叶片自传动。

8、优选的，所述固定加强板套环1与固定加强板套环2、固定加强板套环2与固定加强板套环3彼此间接触面应做到光滑，避免在强板制动时接触面产生过大的摩擦阻碍。

9、优选的，所述叶片4的底端通过高强紧固螺栓4-b连接和固定在固定加强板套组安装孔1.1、2.1、3.1上。

10、优选的，所述高强紧固螺栓4-b为圆柱直杆全螺纹螺栓，与风电机叶片一体浇筑形成，并与和固定加强板套环1、2、3连接紧固，形成整体。

11、优选的，所述高强紧固螺栓4-b与垫片配合使用。

12、一种抗强风暴风电机制动系统，包括抗强风暴风电机叶轮，所述风电机叶轮与三根彼此嵌套的高强钢管5连接，高强钢管5.1为等厚度实心圆钢，其一端通过焊接固定于加强板套环1上，另一端连接至机舱内部制动系统与供电系统；所述高强钢管5.2、5.3为等厚度中空变截面圆钢管，其一端通过焊接固定于加强板套环2、3上，另一端连接至机舱内部制动系统与供电系统。

13、优选的，所述三根彼此嵌套的高强钢管5中与机舱连接一端最外侧钢管外径不得超过风电机机舱开洞处直径，对于与风电机机舱连接一侧的高强钢管进行必要的截面放缩，以满足连接要求和节约钢材。所述三根彼此嵌套的高强钢管5具有相同的自转中心，且各高强钢管彼此间互不接触、互不干扰，具备独立转动能力。

14、（三）有益效果

15、本发明提供了一种抗强风暴风电机叶片自闭合固定加强板套组，具备了以下有益效果：本发明中通过工厂预制及现场装配的方式，现场施工工人通过吊车依次将叶片吊装插入固定加强板套组，并依次将叶片底端的插块插入与其相适配的安装孔内。然后用高强紧固螺栓进行连接和固定，并拧紧高强紧固螺栓，以实现风电机组的安装。

技术特征：

1.一种抗强风暴暴风电机叶片自闭合固定加强板套组，所述固定加强板套组由三个直径不等又彼此接触的套环组合而成，包括固定加强板套环（1）、固定加强板套环（2）和固定加强板套环（3），其特征在于所述固定加强板套环（1）仅在侧面（厚度方向）与叶片拼接处开设若干安装孔（1.1），用于连接和固定风电机叶片（4），安装孔孔壁配置机械齿轮用以实现叶片自传动；所述固定加强板套环（2）和固定加强板套环（3），其特征在于固定加强板套环（2）、固定加强板套环（3）的侧面（厚度方向）与叶片拼接处开设若干贯穿固定加强板端面的安装孔（2.1）、（3.1），用于连接和固定风电机叶片（4），安装孔孔壁配置机械齿轮用以实现叶片自传动。

2.根据权利要求1所述的一种抗强风暴暴风电机叶片自闭合固定加强板套组，其特征在于：所述固定加强板套组横截面呈矩形；所述固定加强板套环（1）端面呈现圆形，固定加强板套环（2）和固定加强板套环（3）端面呈现圆环形。

3.根据权利要求1所述的一种抗强风暴风电机叶片自闭合固定加强板套组，其特征在于：所述固定加强板套环（1）侧面开孔用于安装和固定风电机叶片（4.1）；固定加强板套环（2）侧面开孔用于安装和固定风电机叶片（4.2），并在加强板套环（2）侧面远离安装孔（2.1）处开凿完全贯穿于圆环的轨道孔（2.2），以套环组中心为圆周中心，开孔角度为120度，风电机叶片（4.1）通过轨道孔（2.2），当装置做自闭合运动时，轨道孔可为风电机叶片（4.1)提供转动空间；固定加强板套环（3）侧面开孔用于安装和固定风电机叶片（4.3），并在加强板套环（3）侧面远离安装孔（3.1）处开凿完全贯穿于圆环的轨道孔（3.2），以套环组中心为圆周中心，开孔角度为240度，风电机叶片（4.1）和（4.2）通过轨道孔（3.2），当装置做自闭合运动时，轨道孔可为风电机叶片（4.1)和（4.2）提供转动空间。

4.根据权利要求1所述的一种抗强风暴风电机叶片自闭合固定加强板套组，其特征在于：所述安装孔（1.1）、（2.1）、（3.1）至少为1个，且安装孔孔壁应配置机械齿轮用以实现叶片自传动。

5.根据权利要求1所述的一种抗强风暴风电机叶片自闭合固定加强板套组，其特征在于：所述固定加强板套环（1）与固定加强板套环（2）、固定加强板套环（2）与固定加强板套环（3）彼此间接触面应做到光滑，避免在强板制动时接触面产生过大的摩擦阻碍。

6.一种抗强风暴风电机叶轮，包括权利要求1-5任意一项所述的一种抗强风暴暴风电机叶片自闭合固定加强板套组以及权利要求1所述的风电机叶片（4），其特征在于：所述叶片（4）的底端设有高强紧固螺栓（4-b），用于连接和固定至固定加强板套组安装孔（1.1）、（2.1）、（3.1）上。

7.一种抗强风暴暴风电机安装用高强紧固螺栓，套接于权利要求1-5任意一项所述的一种风电机叶片固定加强板套组，其特征在于：所述高强紧固螺栓（4-b）为圆柱直杆全螺纹螺栓，与风电机叶片一体浇筑形成，并与和固定加强板套环（1）、（2）、（3）连接紧固，形成整体。

8.根据权利要求书7所述的一种抗强风暴暴风电机安装用高强紧固螺栓，其特征在于：所述高强紧固螺栓（4-b）与垫片配合使用。

9.一种抗强风暴风电机制动系统，包括权利要求6所述的一种抗强风暴风电机叶轮，其特征在于：所述风电机叶轮与三根彼此嵌套的高强钢管套组（5）连接，高强钢管（5.1）为等厚度的实心圆钢，其一端通过焊接固定于加强板套环（1）上，另一端连接至机舱内部制动系统与供电系统；所述高强钢管（5.2）、（5.3）为等厚度中空变截面圆钢管，其一端通过焊接固定于加强板套环（2）、（3）上，另一端连接至机舱内部制动系统与供电系统。

10.根据权利要求9所述的一种抗强风暴风电机制动系统，其特征在于：所述三根彼此嵌套的高强钢管（5）中在与机舱连接一端最外侧钢管外径不得超过风电机机舱开洞处直径，对于与风电机机舱连接一侧的高强钢管进行必要的截面放缩，以满足连接要求和节约钢材；所述的三根彼此嵌套的高强钢管（5）具有相同的自转中心，且各高强钢管彼此间互不接触、互不干扰，具备独立转动能力。

技术总结本发明公开一种抗强风暴风电机叶片自闭合固定加强板套组，涉及加强板技术领域，所述固定加强板由三个直径不等又彼此接触的套环组合而成，所述固定加强板套环1与叶片拼接处内部开若干安装孔，用于连接和固定叶片，安装孔孔壁配置机械齿轮以实现叶片自传动；固定加强板套环2、3的侧面与叶片拼接处开设若干贯穿固定加强板端面的安装孔，用于连接和固定叶片，安装孔孔壁配置机械齿轮以实现叶片自转动。固定加强板套组与叶片通过叶片尾部高强紧固螺栓连接。所述固定加强板套组各套环相互接触面应做到光滑，以降低摩擦力作用。加强板侧边焊接有三根彼此嵌套的高强钢管，并接设至风电机机舱内部制动系统与供电系统，实现风电机自闭合。技术研发人员：张敏,陈仁淦,卢旦,陈宜虎受保护的技术使用者：桂林理工大学技术研发日：技术公布日：2024/7/15