本实用新型涉及风力发电技术领域，具体涉及一种用于分段式叶片的连接装置、分段式叶片及风力发电机组。
背景技术：
随着风力发电机组的单机容量不断增大，风力发电机组的叶片的直径也随之增大。目前，风力发电机组的最大叶片的长度大约为88.4m，风轮直径大约为180m。由此可知，叶片正朝向巨型化趋势发展。
叶片的长度增长，导致叶片模具刚度、加工精度、翻转机构的载重以及场地的需求等需要满足一定的要求。此外，由于大型叶片的表面积大、局部复合材料铺层厚，因此现有的叶片成型工艺可能无法满足要求。如果叶片成型工艺出现问题，则导致整个叶片报废。此外，在运输方面，出于安全考虑，铁路和公路的管理部门对运载货物的长度、高度等都有一定的限制，而大型叶片的长度均属于超限的范围。
为了解决大型风力发电机组的叶片的制造和运输难题，提出一种分段式叶片。大型风力发电机组采用分段式叶片，可以充分利用现有的设备、场地和技术条件生产更长的叶片，降低了叶片生产对工艺、设备和工装的要求。此外，叶片分段后长度变为原来的一半或者更短，运输难度和成本显著降低，而且采用分段式叶片还可以降低现场吊装的难度。
然而，目前的分段式叶片通常采用螺栓连接形式，即，通过一个中间法兰将两个叶片段分别连接到法兰两侧，从而通过螺栓实现两个叶片段的连接。法兰通常包括整体法兰和单个螺栓组连接法兰。就整体法兰而言，加工时需要整体下料，其材料利用率相对较低，导致材料浪费严重，成本增加。就单螺栓组法兰而言，随着螺栓增多，法兰相应地增多，如果加工精度达不到要求，则会导致相互干涉的机率增加，导致装配效率下降。此外，为了满足避雷的要求，需要将所有金属件连接到避雷通道上，单螺栓组相互间不接触，连接点增多，叶片运行中，如果一个连接点失效，可能导致避雷失效。同时随着单个螺栓连接单元组的增多，法兰侧面壁厚累积起来将占据较大空间，从而降低螺栓布置数量，增大单个螺栓的承载。因此，亟需一种新型结构的分段式叶片，以解决上述问题。
技术实现要素：
因此，本实用新型的目的在于提供一种用于分段式叶片的连接装置、分段式叶片及风力发电机组，以解决现有的连接装置在连接叶片段时存在诸如成本增加、装配效率低、连接螺栓承载大等问题。
根据本实用新型的一方面，一种用于分段式叶片的连接装置可包括：第一连接组件，第一连接组件包括多个弯板，多个弯板在待连接的第一叶片段和第二叶片段的压力面侧从第一叶片段和第二叶片段的前缘至后缘顺序地设置，以将第一叶片段和第二叶片段彼此连接；第二连接组件，第二连接组件包括多个弯板，多个弯板在第一叶片段和第二叶片段的吸力面侧从第一叶片段和第二叶片段的前缘至后缘顺序地设置，以将第一叶片段和第二叶片段彼此连接。
优选地，第一连接组件的多个弯板可沿前缘至后缘顺序地拼合设置，多个弯板中的相邻的两个弯板的拼合处的对应点的曲率相同，第二连接组件的多个弯板可沿前缘至后缘顺序地拼合设置，多个弯板中的相邻的两个弯板的拼合处的对应点的曲率相同。
优选地，第一连接组件的多个弯板和第二连接组件的多个弯板分别具有根据第一叶片段和第二叶片段的连接截面的曲率变化而设定的不同宽度。
优选地，第一连接组件的多个弯板和第二连接组件的多个弯板均包括：底板；第一侧壁和第二侧壁，沿第一叶片段和第二叶片段的展向方向形成在底板的两侧，并且第一侧壁和第二侧壁上分别形成有多个第一连接孔和多个第二连接孔。
优选地，第一连接组件的多个弯板和第二连接组件的多个弯板均还包括第三侧壁和第四侧壁，第三侧壁和第四侧壁分别将第一侧壁和第二侧壁彼此连接。
优选地，连接装置还可包括第一翼型板和第二翼型板，第一翼型板和第二翼型板分别覆盖第一连接组件的多个弯板和第二连接组件的多个弯板，并且第一翼型板和第二翼型板在第一叶片段和第二叶片段的弦向方向上的两侧彼此连接。
优选地，第一翼型板和第二翼型板的外表面的气动轮廓可对应于第一叶片段和第二叶片段的外表面的气动轮廓。
根据本实用新型的另一方面，一种分段式叶片可包括沿分段式叶片的展向方向彼此拼接的至少两个叶片段，至少两个叶片段中彼此相邻的两个叶片段包括第一叶片段和第二叶片段，第一叶片段和第二叶片段使用如上所述的连接装置而连接。
优选地，第一连接组件的多个弯板和第二连接组件的多个弯板均包括：底板；第一侧壁和第二侧壁，沿分段式叶片的展向方向形成在底板的两侧，并且第一侧壁和第二侧壁上分别形成有多个第一连接孔和多个第二连接孔，第一叶片段和第二叶片段在与第一侧壁和第二侧壁对应的连接端面上形成有多个第三连接孔，以与多个第一连接孔和多个第二连接孔对应，第一叶片段和第二叶片段通过穿过多个第一连接孔、多个第二连接孔以及多个第三连接孔的紧固件彼此连接。
优选地，连接装置还可包括第一翼型板和第二翼型板，第一翼型板和第二翼型板分别覆盖第一连接组件的多个弯板和第二连接组件的多个弯板，并且第一翼型板和第二翼型板在第一叶片段和第二叶片段的弦向方向上的两侧彼此连接，其中，第一叶片段和第二叶片段在彼此连接的区域沿着弦向方向分别形成有第一凹入和第二凹入，第一翼型板和第二翼型板设置在第一凹入和第二凹入上。
优选地，第一叶片段可包括竖直地设置在第一叶片段内并用于支撑第一叶片段的多个第一连接腹板，多个第一连接腹板从第一叶片段沿展向方向朝向第二叶片段延伸，第二叶片段包括竖直地设置在第二叶片段内并用于支撑第二叶片段的多个第二连接腹板，多个第二连接腹板从第二叶片段沿展向方向朝向第一叶片段延伸，多个第一连接腹板分别与多个第二连接腹板彼此连接。
根据本实用新型的另一方面，一种风力发电机组可包括如上所述的分段式叶片。
根据本实用新型的连接装置，通过多个弯板从待连接的叶片段的前缘至后缘顺序地设置，易于实现叶片段的连接截面处的曲面吻合，降低装配容差要求和加工装配难度。
此外，根据本实用新型的连接装置，由于使用多个弯板来连接叶片段，因此与整体法兰式连接相比，在加工制造时无需整体下料，降低材料成本，同时与单螺栓组法兰式连接相比，可减少结构部件的数量，提高安装效率。
此外，根据本实用新型的连接装置，由于第一连接孔和第二连接孔分别形成在第一侧壁和第二侧壁中，因此可在叶片段的内部进行连接和运维，提高操作的安全性，并且降低运维成本。
此外，根据本实用新型的连接装置，由于多个弯板由金属形成，因此可降低紧固件载荷分配系数，从而降低分布在紧固件上的载荷。
此外，根据本实用新型的连接装置，由于多个弯板设置在分段式叶片的主梁区域上，因此可避免载荷直接传递到前缘和后缘等薄弱区域。
此外，通过本实用新型的连接装置进行连接而形成的分段式叶片除了具有与上述的连接装置的有益效果相同的有益效果之外，还具有如下优点：通过第一连接腹板和第二连接腹板可提高分段式叶片整体结构的抗剪切和抗扭转能力，因此可降低分布在紧固件上的载荷。
附图说明
通过下面结合附图对实施例进行的描述，本实用新型的上述以及其他目的和特点将会变得更加清楚，在附图中：
图1是根据本实用新型的实施例的连接装置在连接第一叶片段和第二叶片段时的部分结构示意图。
图2是示出根据本实用新型的实施例的连接装置连接第一叶片段和第二叶片段的连接区域的截面图。
图3是示出根据本实用新型的实施例的连接装置的第一翼型板和第二翼型板的结构示意图。
附图标号说明：
10：第一叶片段；11：第一凹入；12：第一连接腹板；20：第二叶片段；21：第二凹入；22：第二连接腹板；30：第一连接组件；40：第二连接组件；31、32、33、41、42、43：弯板；311、321、331、411、421、431：第一侧壁；311a、321a、331a、411a、421a、431a：第一连接孔；312、322、332、412、422、432：第二侧壁；312a、322a、332a、412a、422a、432a：第二连接孔；50：螺栓套；60：螺栓；70：螺母；80：第一翼型板；90：第二翼型板。
具体实施方式
现在，将参照附图详细地描述根据本实用新型的实施例，其示例在附图中示出，其中，相同的标号始终表示相同的组件。
如图1所示，根据本实用新型的实施例的连接装置可包括第一连接组件30和第二连接组件40。第一连接组件30可包括多个弯板31、32和33。多个弯板31、32和33可在待连接的第一叶片段10和第二叶片段20的压力面侧从第一叶片段10和第二叶片段20的前缘至后缘顺序地设置，以将第一叶片段10和第二叶片段20彼此连接。类似地，第二连接组件40可包括多个弯板41、42和43。多个弯板41、42和43可在第一叶片段10和第二叶片段20的吸力面侧从第一叶片段10和第二叶片段20的前缘至后缘顺序地设置，以将第一叶片段10和第二叶片段20彼此连接。
具体地，根据待连接的第一叶片段10和第二叶片段20的连接截面的形状，弯板31、32和33可具有不同的曲率，并且弯板31、32和33可具有根据第一叶片段10和第二叶片段20的连接截面的曲率变化而设定的不同宽度，以适用于第一叶片段10和第二叶片段20的连接截面的不同区域。具体地，弯板31的宽度可小于弯板32的宽度，弯板32的宽度可小于弯板33的宽度。第一叶片段10和第二叶片段20的连接端面的曲率变化相对大的部分(例如，靠近前缘的部分)可设置弯板31。第一叶片段10和第二叶片段20的连接端面的曲率变化相对平缓的部分(例如，靠近后缘的部分)可设置弯板33。弯板32可设置在弯板31和33之间。也就是说，可在第一叶片段10和第二叶片段20的连接端面的曲率变化相对大的部分设置单个尺寸相对小的弯板或者两个尺寸相对小的弯板。可在第一叶片段10和第二叶片段20的连接端面的曲率变化相对平缓的部分设置尺寸相对较大的弯板，以降低装配容差的要求。
此外，弯板31、32和33中的相邻的两个弯板的拼合处的对应点的曲率可以相同。具体地，弯板32和弯板31在第一叶片段10和第二叶片段20的连接端面拼合设置，弯板32和弯板31的拼合处的对应点的曲率可以相同，以使得弯板32的外表面和弯板31的外表面形成为光顺的表面。类似地，弯板32和弯板33的拼合处的对应点的曲率可以相同，以使得弯板32的外表面和弯板33的外表面形成为光顺的表面。因此，通过上述设置，可使得弯板31的外表面、弯板32的外表面和弯板33的外表面整体形成为光顺的表面，以与第一叶片段10和第二叶片段20的连接截面相对应。
弯板41、42和43的结构形式和设置方式与弯板31、32和33的结构形式和设置方式相同，因此将省略其的描述。此外，虽然图1和图2中示出了第一连接组件30和第二连接组件40分别包括三个弯板，但是不限于此。可根据实际使用情况，合理地设计弯板的数量，只要按照上述能够降低装配容差的要求即可。
下面，将描述多个弯板31、32、33、41、42和43的具体结构。
需了解的是，由于弯板31、32、33、41、42和43与第一叶片段10和第二叶片段20连接的方式相同，因此仅以图2作为示例示出了弯板31、32、33、41、42和43与第一叶片段10和第二叶片段20连接的连接区域。
如图1和图2所示，弯板31、32和33可均包括底板以及第一侧壁311、321和331以及第二侧壁312、322和332。第一侧壁311、321和331以及第二侧壁312、322和332可沿第一叶片段10和第二叶片段20的展向方向形成在底板的两侧，以分别与第一叶片段10和第二叶片段20连接。具体地，为了连接，第一侧壁311、321和331以及第二侧壁312、322和332上可分别形成有多个第一连接孔311a、321a和331a以及多个第二连接孔312a、322a和332a。
类似地，弯板41、42和43也可包括底板以及第一侧壁411、421和431以及第二侧壁412、422和432。第一侧壁411、421和431以及第二侧壁412、422和432可沿第一叶片段10和第二叶片段20的展向方向形成在底板的两侧，以分别与第一叶片段10和第二叶片段20连接。具体地，为了连接，第一侧壁411、421和431以及第二侧壁412、422和432上可分别形成有多个第一连接孔411a、421a和431a以及多个第二连接孔412a、422a和432a。
在第一连接孔311a、321a、331a、411a、421a和431a以及第二连接孔312a、322a、332a、412a、422a和432a分别形成在411、421和431以及第二侧壁412、422和432中的情况下，可在第一叶片段10和第二叶片段20的内部进行连接和运维操作，因此提高了操作的安全性。
此外，为了增强弯板31、32、33、41、42和43的强度，弯板31、32、33、41、42和43还可包括将第一侧壁和与第二侧壁彼此连接的第三侧壁和第四侧壁。即，如图1所示，弯板33的内表面形成有一个凹槽。另外，为了进一步增强弯板31、32、33、41、42和43的强度，弯板31、32、33、41、42和43可由金属形成。由金属形成的弯板可降低紧固件载荷分配系数，因此可降低分布在紧固件上的载荷。
可选地，弯板31、32、33、41、42和43可设置在第一叶片段10和第二叶片段20的主梁区域(即，前缘和后缘之间)上，以通过充分利用翼型高度相对大的区域来避免载荷直接传递到前缘和后缘等薄弱区域。
此外，为了防止弯板31、32、33、41、42和43受到外部环境影响，连接装置还可包括第一翼型板80和第二翼型板90。第一翼型板80和第二翼型板90可分别覆盖弯板31、32、33、41、42和43，并且第一翼型板80和第二翼型板90在第一叶片段10和第二叶片段20的弦向方向上的两侧彼此连接。此外，第一翼型板80和第二翼型板90的外表面的气动轮廓可对应于第一叶片段10和第二叶片段20的外表面的气动轮廓。
下面，将描述多个待连接的叶片段之间使用上述连接装置进行连接而形成的分段式叶片。
根据本实用新型的分段式叶片可包括沿分段式叶片的展向方向彼此拼接的至少两个叶片段。至少两个叶片段中彼此相邻的两个叶片段可包括第一叶片段10和第二叶片段20，第一叶片段10和第二叶片段20使用上述的连接装置而连接。
具体地，为了与连接装置的弯板31、32、33、41、42、43连接，待连接的第一叶片段10和第二叶片段20可在与第一侧壁311、321、331、411、421和431以及第二侧壁312、322、332、412、422和432对应的连接端面上形成有多个第三连接孔50，以与多个第一连接孔311a、321a、331a、411a、421a和431a以及多个第二连接孔312a、322a、332a、412a、422a和432a对应。第一叶片段10和第二叶片段20可通过穿过多个第一连接孔311a、321a、331a、411a、421a和431a、多个第二连接孔312a、322a、332a、412a、422a以及多个第三连接孔50的紧固件60彼此连接。
在本实施例中，第三连接孔50可通过在第一叶片段10和第二叶片段20中预埋螺栓套而与第一叶片段10和第二叶片段20一体形成，但不限于此。此外，紧固件60可以为螺栓、螺钉等。在紧固件60为螺栓时，紧固件60可与螺母70配合使用。
此外，为了便于设置连接装置的第一翼型板80和第二翼型板90，第一叶片段10和第二叶片段20在彼此连接的区域沿着弦向方向可分别形成有第一凹入11和第二凹入21。第一翼型板80和第二翼型板90可分别在压力面侧和吸力面侧设置在第一凹入11和第二凹入21上。虽然图3中仅示出了一个第一翼型板80和一个第二翼型板90，但第一翼型板80和第二翼型板90的数量不限于此，第一翼型板80和第二翼型板90的数量可根据实际情况适当地设计。在使用一个第一翼型板80和一个第二翼型板90的情况下，第一翼型板80和第二翼型板90的厚度可与第一凹入11和第二凹入21的深度相同，以使得形成的分段式叶片的外部轮廓光顺。当然，沿着分段式叶片的展向方向上，第一翼型板80和第二翼型板90的数量也不限于此，在分段式叶片的压力面侧或吸力面侧，也可以根据需要布置有多个第一翼型板80或多个第二翼型板90，用于覆盖吸力面侧或压力面侧的第一凹入11和第二凹入21。此外，第一翼型板80和第二翼型板90可通过粘结胶粘结在第一凹入11和第二凹入21上。通过上述设置，可使得形成的分段式叶片的外部轮廓光顺，同时保证连接区域的密封性。
可选地，为了使得第一叶片段10和第二叶片段20通过上述连接装置连接而形成的分段式叶片具有优异的稳固性以及优异的抗剪切和抗扭转能力，第一叶片段10和第二叶片段20可包括多个第一连接腹板12和多个第二连接腹板22。第一连接腹板12可竖直地设置在第一叶片段10内并用于支撑第一叶片段10，并且从第一叶片段10沿展向方向朝向第二叶片段20延伸。第二连接腹板22可竖直地设置在第二叶片段20内并用于支撑第二叶片段20，并且从第二叶片段20沿展向方向朝向第一叶片段10延伸，多个第一连接腹板12可分别与多个第二连接腹板22彼此连接。
在使用根据本实用新型的连接装置连接第一叶片段10和第二叶片段20时，首先使第一叶片段10和第二叶片段20在展向方向上对齐。然后，将多个第一连接腹板12和多个第二连接腹板22彼此对接，然后进行手糊补强，以使多个第一连接腹板12和多个第二连接腹板22彼此连接。然后，从第一叶片段10和第二叶片段20的内部通过紧固件60将第一连接组件30的弯板31、32和33以及第二连接组件40的弯板41、42和43分别连接到第一叶片段10和第二叶片段20，并且通过螺母70拧紧。然后，将第一翼型板80和第二翼型板90粘结在第一凹入11和第二凹入21上。通过执行上述操作，可将第一叶片段10和第二叶片段20连接为一体，从而形成分段式叶片。
根据本实用新型的连接装置，通过多个弯板从待连接的叶片段的前缘至后缘顺序地设置，易于实现叶片段的连接截面处的曲面吻合，降低装配容差要求和加工装配难度。
此外，根据本实用新型的连接装置，由于使用多个弯板来连接叶片段，因此与整体法兰式连接相比，在加工制造时无需整体下料，降低材料成本，同时与单螺栓组法兰式连接相比，可减少结构部件的数量，提高安装效率。
此外，根据本实用新型的连接装置，由于第一连接孔和第二连接孔分别形成在第一侧壁和第二侧壁中，因此可在叶片段的内部进行连接和运维，提高操作的安全性，并且降低运维成本。
此外，根据本实用新型的连接装置，由于多个弯板由金属形成，因此可降低紧固件载荷分配系数，从而降低分布在紧固件上的载荷。
此外，根据本实用新型的连接装置，由于多个弯板设置在叶片段的主梁区域上，因此可避免载荷直接传递到前缘和后缘等薄弱区域。
此外，通过本实用新型的连接装置进行连接而形成的分段式叶片除了具有与上述的连接装置的有益效果相同的有益效果之外，还具有如下优点：通过第一连接腹板和第二连接腹板可提高分段式叶片整体结构的抗剪切和抗扭转能力，因此可降低分布在紧固件上的载荷。
此外，本实用新型的另一实施例为包括上述分段式叶片的风力发电机组，其具有与上述的分段式叶片的有益效果相同的有益效果，故不赘述。
虽然上面已经详细描述了本实用新型的实施例，但本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，可对本实用新型的实施例做出各种修改和变形。但是应当理解，在本领域技术人员看来，这些修改和变形仍将落入权利要求所限定的本实用新型的实施例的精神和范围内。