专利名称：一种可拆卸风力发电机组叶片及其装拆方法
技术领域：
本发明涉及一种可拆卸风力发电机组叶片及其装拆方法。
背景技术：
我国东南沿海经济比较发达，用电量大，而且几乎没有煤炭资源，依赖化石能源来解决能源需求的问题十分困难。东南沿海及其岛屿风力资源丰富，具备发展风力发电的基本条件和强烈的开发欲望。但该地区每年的夏季均会受到台风的袭击，每次台风登陆后沿海地区都有一次大风过程，随着全球气候变暖，台风强度也有逐年增强的趋势。强风加上来自台风中心剧烈的旋转增强，成倍增大的湍流强度和湍能会对风力发电机组产生极大的破坏力，而风轮叶片受损尤为严重。传统的风力发电机组风轮叶片均是一体成型的，尽管也有分段叶片，但其出发点主要是为了便于运输和安装。专利号为CN201210225362.1的中国在先申请《一种大型风力发电机组叶片及其应用》公开了一种在叶片长度方向上的可折叠式叶片，叶片由底段、顶段和折叠机构组成，折叠位置设置在距叶尖15%至50%叶片长度处。叶片底段及叶片顶段通过折叠轴连接，且叶片顶段可绕折叠轴旋转。叶片折叠后，可减小叶片受力的作用力臂；并使叶片顶段所受的升力与阻力的方向反向，从而使叶片顶段与底段的受力有部分相互抵消，降低叶片根部及机组的载荷，从而提高叶片在台风工况下的抵御强风的能力。折叠机构中的驱动装置为电机驱动或液压驱动。叶片在完全折叠或完全打开状态时使用锁定装置，锁定装置为液压锁定或电磁锁定，并有用于识别叶片当前状态以及折叠动作控制的折叠位置状态传感器。该在先申请存在的最大问题在于折叠机构中的驱动和执行装置必须安装在叶片内部，在驱动折叠机构使叶片折叠过程中，其所需的驱动力非常大，为了保证折叠机构能平稳可靠地工作，折叠机构的体积必然非常庞大，折叠机构的重量也随之加大，这不仅从根本上改变了叶片原有的质量和重心，也对叶片的空气动力性能产生极大的影响。即便是专门为其设计叶片，折叠机构和锁定装置的可靠性也很难保证，只要其中任何一个叶片的折叠机构和锁定装置发生故障，就有可能发生机毁人亡的恶性事故。此外，当叶片折叠后，伴随台风而至的暴雨会倾注到至少一个叶片的内腔中，大量的雨水注入后，必然对风轮内部的电气控制系统造成极为严重的损害，甚至导致机组发生火灾、倾覆等严重的后果。
发明内容
本发明要解决的技术问题是:克服现有技术的不足，提供一种可拆卸风力发电机组叶片及其装拆方法，在台风工况下减少风轮叶片的受力，提高风力发电机组抵御台风的能力。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种可拆卸风力发电机组叶片，所述叶片分成至少两个部分，所述至少两个部分包括至少一叶片底段与至少一叶片尖段，所述叶片底段的端部与叶片尖段在长度方向上可拆卸式连接，所述叶片底段上设有纵梁槽，所述叶片尖段设有纵梁，所述纵梁上设有拉索孔，所述叶片尖段被吊起时叶片尖段的纵梁插入叶片底段的纵梁槽配合锁定。进一步地，所述叶片底段与叶片尖段相对应的端部连接处均设有用于叶片底段与叶片尖段相连接的纵向连接板，所述叶片底段的纵向连接板以及叶片尖段的纵向连接板上均设有螺栓孔，叶片尖段的纵向连接板上设有螺母，纵向连接螺栓穿过叶片底段纵向连接板的螺栓孔以及叶片尖段的纵向连接板的螺栓孔后旋入叶片尖段的纵向连接板设有的螺母中固定。进一步地，所述叶片底段与叶片尖段相对应的端部的外周均设有金属连接板固定螺孔，金属连接板固定螺钉穿过金属连接板直至叶片底段的金属连接板固定螺孔固定或至叶片尖段的金属连接板固定螺孔固定，实现金属连接板分别与叶片底段或叶片尖段的固定连接。一种可拆卸风力发电机组叶片的装拆方法，所述的可拆卸风力发电机组叶片分成至少两个部分，所述至少两个部分包括至少一叶片底段与至少一叶片尖段，风力发电机组具有轮毂，最靠近轮毂的叶片底段的底部与轮毂连接，所述叶片底段的端部与叶片尖段在长度方向上可拆卸式连接，所述叶片底段上设有纵梁槽，所述叶片尖段设有纵梁，所述纵梁上设有拉索孔，所述叶片尖段被吊起时叶片尖段的纵梁插入叶片底段的纵梁槽配合锁定，所述轮毂内设有卷扬机，所述卷扬机的拉索连接至纵梁的拉索孔，所述卷扬机卷起或放松拉索相应地将叶片尖段提升或降落。所述叶片底段与叶片尖段相对应的端部连接处均设有用于叶片底段与叶片尖段相连接的纵向连接板，所述叶片底段的纵向连接板以及叶片尖段的纵向连接板上均设有螺栓孔，叶片尖段的纵向连接板上设有螺母，纵向连接螺栓穿过叶片底段的纵向连接板的螺栓孔以及叶片尖段的纵向连接板的螺栓孔后旋入叶片尖段的纵向连接板设有的螺母中固定。所述叶片底段与叶片尖段相对应的端部的外周均设有金属连接板固定螺孔，金属连接板固定螺钉穿过金属连接板直至叶片底段的金属连接板固定螺孔固定或至叶片尖段的金属连接板固定螺孔固定，实现金属连接板分别与叶片底段或叶片尖段的固定连接。所述可拆卸风力发电机组叶片的装拆方法包括安装方法与拆卸方法，所述拆卸方法为:在台风来临之前进行拆卸，拆卸步骤为:拆卸前先将叶片的叶片尖段朝下，锁定轮毂然后解除卷扬机锁定并使拉索放松，再次锁定卷扬机后，先拆除金属连接板，以及拆卸纵向连接螺栓，将叶片尖段的纵梁从纵梁槽中退出，纵梁退出后再解除卷扬机的锁定，将叶片尖段降落至地面，将防水端盖安装在叶片底段的端部，将叶片底段与叶片尖段拆卸成分离的两段。所述安装方法为:台风过后进行安装，安装步骤为:拆除叶片底段的端部的防水端盖，用卷扬机卷起拉索将叶片尖段提升使叶片尖段的纵梁插入叶片底段的纵梁槽配合锁定，卷扬机锁定，纵向连接螺栓穿过叶片底段纵向连接板的螺栓孔以及叶片尖段的纵向连接板的螺栓孔后旋入叶片尖段的纵向连接板设有的螺母中固定，然后紧固金属连接板，叶片底段与叶片尖段固定连接在一起。进一步地，风力发电机组具有塔筒、悬梯，所述塔筒的侧壁上设有可供操作人员出入的人孔，人孔的高度与叶片底段与叶片尖段的连接处的高度相当，所述人孔外设有密封门，在人孔的上部设有可调整长度的绳缆，可伸缩的水平的悬梯平时置于塔筒内部，当需要将风力发电机组叶片拆卸或安装时，悬梯伸出，操作人员借助水平的悬梯至叶片底段与叶片尖段的连接处。本发明的有益效果是:(I)本发明由于将叶片分为可拆卸的多段叶片底段与叶片尖段，在台风前将叶片尖段拆除，可极大地提高叶片在台风工况下抵御强风的能力；(2)由于叶片尖段拆除后，在叶片底段安装防水端盖，因而可有效地防止雨水注入到叶片的内腔；
(3)由于卷扬机安装在轮毂内，因而对叶片的空气动力学影响极小；(4)由于在叶片尖段和叶片底段分别设置了纵梁和纵梁槽，同时使用了拉索和高强度的金属连接板，提高了叶片整体的机械强度，从而能承受较大的扭矩。
下面结合附图对本发明进一步说明。图1是本发明中叶片尖段空腔内的局部剖视图；图2是本发明中叶片底段空腔内的局部剖视图；图3是本发明中叶片底段的端部与叶片尖段连接处的局部放大图；图4是本发明中轮毂与卷扬机的装配关系示意图；图5是具有本发明的风力发电机组叶片的风力发电机组的安装示意图；其中:1.叶片底段，1-1.金属连接板，1-2.纵梁槽，1-3.金属连接板固定螺孔，
1-4.金属连接板固定螺钉，1-5.纵向连接板，2.叶片尖段，2-1.纵梁，2-2.螺栓孔，2-3.拉索孔，2-4.纵向连接螺栓，3.塔筒，3-1.人孔，4.悬梯，5.轮毂，5-1.卷扬机，5-2.拉索。
具体实施例方式现在结合附图对本发明作进一步的说明。这些附图均为简化的示意图仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。如图1图2所示，一种可拆卸风力发电机组叶片，叶片分成两个部分，两个部分包括一叶片底段I与一叶片尖段2，叶片底段I的端部与叶片尖段2在长度方向上可拆卸式连接，叶片底段I上设有纵梁槽1-2，叶片尖段2设有纵梁2-1，纵梁2-1上设有拉索孔2-3，叶片尖段2被吊起时叶片尖段2的纵梁2-1插入叶片底段I的纵梁槽1-2配合锁定。如图3所示，叶片底段I与叶片尖段2相对应的端部连接处均设有用于叶片底段I与叶片尖段2相连接的纵向连接板1-5，叶片底段I的纵向连接板1-5以及叶片尖段2的纵向连接板1-5上均设有螺栓孔2-2，叶片尖段2的纵向连接板1-5上设有螺母，纵向连接螺栓2-4穿过叶片底段I纵向连接板1-5的螺栓孔2-2以及叶片尖段2的纵向连接板1_5的螺栓孔2-2后旋入叶片尖段2的纵向连接板1-5设有的螺母中固定。如图3所示，叶片底段I与叶片尖段2相对应的端部的外周均设有金属连接板固定螺孔1-3，金属连接板固定螺钉1-4穿过金属连接板1-1直至叶片底段I的金属连接板固定螺孔1-3固定或至叶片尖段2的金属连接板固定螺孔1-3固定，实现金属连接板1-1分别与叶片底段I或叶片尖段2的固定连接。一种可拆卸风力发电机组叶片的装拆方法，可拆卸风力发电机组叶片分成至少两个部分，至少两个部分包括至少一叶片底段与至少一叶片尖段，如图4图5所示，风力发电机组具有轮毂5，最靠近轮毂5的叶片底段的底部与轮毂5连接，叶片底段I的端部与叶片尖段2在长度方向上可拆卸式连接，叶片底段I上设有纵梁槽1-2，叶片尖段2设有纵梁2-1，纵梁2-1上设有拉索孔2-3，叶片尖段2被吊起时叶片尖段2的纵梁2_1插入叶片底段I的纵梁槽1-2配合锁定，轮毂5内设有卷扬机5-1，卷扬机5-1的拉索5-2连接至纵梁
2-1的拉索孔2-3，卷扬机5-1卷起或放松拉索5-2相应地将叶片尖段2提升或降落。叶片底段I与叶片尖段2相对应的端部连接处均设有用于叶片底段I与叶片尖段2相连接的纵向连接板，叶片底段I的纵向连接板1-5以及叶片尖段2的纵向连接板1-5上均设有螺栓孔2-2，叶片尖段2的纵向连接板1-5上设有螺母，纵向连接螺栓2-4穿过叶片底段I纵向连接板1-5的螺栓孔2-2以及叶片尖段2的纵向连接板1-5的螺栓孔2-2后旋入叶片尖段2的纵向连接板1-5设有的螺母中固定。叶片底段I与叶片尖段2的连接处机械连接为一体。叶片底段I与叶片尖段2相对应的端部的外周均设有金属连接板固定螺孔1-3，金属连接板固定螺钉1-4穿过金属连接板1-1直至叶片底段I的金属连接板固定螺孔1-3固定或至叶片尖段2的金属连接板固定螺孔1-3固定，实现金属连接板1-1分别与叶片底段I或叶片尖段2的固定连接。金属连接板1-1除有效地实现叶片底段I与叶片尖段2的外表面光滑连接外，同时也加强了叶片连接处即叶片底段I与叶片尖段2连接处的机械强度。可拆卸风力发电机组叶片的装拆方法包括安装方法与拆卸方法，其拆卸方法为:在台风来临之前进行拆卸，拆卸步骤为:拆卸前先将叶片的叶片尖段2朝下，锁定轮毂5然后解除卷扬机5-1锁定并使拉索5-2放松，再次锁定卷扬机5-1后，先拆除金属连接板1-1，以及拆卸纵向连接螺栓2-4，将叶片尖段2的纵梁2-1从纵梁槽1-2中退出，纵梁2-1退出后再解除卷扬机5-1的锁定，将叶片尖段2降落至地面，将防水端盖安装在叶片底段I的端部，将叶片底段I与叶片尖段2拆卸成分离的两段；其安装方法为:台风过后进行安装，安装步骤为:拆除叶片底段I的端部的防水端盖，用卷扬机5-1卷起拉索5-2将叶片尖段2提升使叶片尖段2的纵梁2-1插入叶片底段I的纵梁槽1-2配合锁定，卷扬机5-1锁定，纵向连接螺栓2-4穿过叶片底段I纵向连接板1-5的螺栓孔2-2以及叶片尖段2的纵向连接板1-5的螺栓孔2-2后旋入叶片尖段2的纵向连接板1-5设有的螺母中固定，然后紧固金属连接板1-1，叶片底段I与叶片尖段2固定连接在一起。风力发电机组具有塔筒3、悬梯4，塔筒3的侧壁上设有可供操作人员出入的人孔
3-1，人孔3-1的高度与叶片底段I与叶片尖段2的连接处的高度相当，人孔3-1外设有密封门，在人孔3-1的上部设有可调整长度的绳缆，可伸缩的水平的悬梯4平时置于塔筒3内部，当需要将风力发电机组叶片拆卸或安装时，悬梯3伸出，操作人员借助悬梯3至叶片底段I与叶片尖段2的连接处。本发明尤其适用于台风频发地区使用，本发明在台风工况下可以有效减少风轮叶片受力的作用力臂，提高叶片抵御强风的能力，在叶片尖段2分离后，雨水无法注入到叶片的内腔中，在台风过后可比较方便地实现叶片尖段2重新复位。本发明的风力发电机组可配置多段叶片底段与叶片尖段，相应的叶片底段I与叶片尖段2之间的连接方式如上图1图2图3所示的连接形式。可根据台风的风力情况，具体选择需拆除的叶片尖段2的数量。
叶片底段I与叶片尖段2在长度方向可连接成一体，在有必要时也可拆卸成分离的两段。当台风来临之前，操作人员可通过设在塔筒3上部的人孔3-1和可伸缩的水平的悬梯4接近叶片底段I与叶片尖段2的连接处，将叶片底段I与叶片尖段2的连接处的机械连接部件拆除，置于轮毂5内的卷扬机5-1可将叶片尖段2吊下，在叶片尖段2卸下后，利用卷扬机5-1将防水端盖吊上，并将防水端盖固定在叶片底段I的开口端部；叶片尖段2全部卸下后，将可伸缩的水平的悬梯4拉入塔筒3内部，并将塔筒3上部的人孔3-1处的密封门关闭。在台风过后，操作人员可通过设在塔筒3上部的人孔3-1和可伸缩的水平的悬梯4至叶片的分段处即叶片底段I与叶片尖段2的连接处，拆除叶片底段2的防水端盖，用卷扬机5-1将叶片尖段2吊起并安装好，并将叶片底段I与叶片尖段2连接处的机械连接部件安装固定，风轮恢复正常工作状态后便可投入使用。(I)本发明由于将叶片分为可拆卸的多段叶片底段I与叶片尖段2，在台风前将叶片尖段2拆除，可极大地提高叶片在台风工况下抵御强风的能力；(2)由于叶片尖段2拆除后，在叶片底段I安装防水端盖，因而可有效地防止雨水注入到叶片的内腔；(3)由于卷扬机5-1安装在轮毂5内，因而对叶片的空气动力学影响极小；(4)由于在叶片尖段2和叶片底段I分别设置了纵梁2-1和纵梁槽1-2，同时使用了拉索5-2和高强度的金属连接板1-1，提高了叶片整体的机械强度，从而能承受较大的扭矩。以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
权利要求
1.一种可拆卸风力发电机组叶片，其特征在于:所述叶片分成至少两个部分，所述至少两个部分包括至少一叶片底段(I)与至少一叶片尖段(2)，所述叶片底段(I)的端部与叶片尖段(2)在长度方向上可拆卸式连接，所述叶片底段(I)上设有纵梁槽(1-2)，所述叶片尖段(2)设有纵梁(2-1)，所述纵梁(2-1)上设有拉索孔(2-3)，所述叶片尖段(2)被吊起时叶片尖段(2)的纵梁(2-1)插入叶片底段(I)的纵梁槽(1-2)配合锁定。
2.根据权利要求1所述的一种可拆卸风力发电机组叶片，其特征在于:所述叶片底段(I)与叶片尖段(2 )相对 应的端部连接处均设有用于叶片底段(I)与叶片尖段(2 )相连接的纵向连接板(1-5)，所述叶片底段(I)的纵向连接板(1-5)以及叶片尖段(2)的纵向连接板(1-5)上均设有螺栓孔(2-2)，叶片尖段(2)的纵向连接板(1-5)上设有螺母，纵向连接螺栓(2-4)穿过叶片底段(I)纵向连接板(1-5)的螺栓孔(2-2)以及叶片尖段(2)的纵向连接板(1-5)的螺栓孔(2-2)后旋入叶片尖段(2)的纵向连接板(1-5)设有的螺母中固定。
3.根据权利要求1所述的一种可拆卸风力发电机组叶片，其特征在于:所述叶片底段(1)与叶片尖段(2)相对应的端部的外周均设有金属连接板固定螺孔(1-3)，金属连接板固定螺钉(1-4)穿过金属连接板(1-1)直至叶片底段(I)的金属连接板固定螺孔(1-3)固定或至叶片尖段(2)的金属连接板固定螺孔(1-3)固定，实现金属连接板(1-1)分别与叶片底段(I)或叶片尖段(2)的固定连接。
4.一种可拆卸风力发电机组叶片的装拆方法，其特征在于:所述的可拆卸风力发电机组叶片分成至少两个部分，所述至少两个部分包括至少一叶片底段(I)与至少一叶片尖段(2)，风力发电机组具有轮毂(5)，最靠近轮毂(5)的叶片底段(I)的底部与轮毂(5)连接，所述叶片底段(I)的端部与叶片尖段(2 )在长度方向上可拆卸式连接，所述叶片底段(I)上设有纵梁槽(1-2)，所述叶片尖段(2)设有纵梁(2-1)，所述纵梁(2-1)上设有拉索孔(2-3)，所述叶片尖段(2)被吊起时叶片尖段(2)的纵梁(2-1)插入叶片底段(I)的纵梁槽(1-2)配合锁定，所述轮毂(5)内设有卷扬机(5-1)，所述卷扬机(5-1)的拉索(5-2)连接至纵梁(2-1)的拉索孔(2-3)，所述卷扬机(5-1)卷起或放松拉索(5-2)相应地将叶片尖段(2)提升或降落； 所述叶片底段(I)与叶片尖段(2)相对应的端部连接处均设有用于叶片底段(I)与叶片尖段(2)相连接的纵向连接板(1-5)，所述叶片底段(I)的纵向连接板(1-5)以及叶片尖段(2)的纵向连接板(1-5)上均设有螺栓孔(2-2)，叶片尖段(2)的纵向连接板(1-5)上设有螺母，纵向连接螺栓(2-4)穿过叶片底段(I)纵向连接板(1-5)的螺栓孔(2-2)以及叶片尖段(2)的纵向连接板(1-5)的螺栓孔(2-2)后旋入叶片尖段(2)的纵向连接板(1-5)设有的螺母中固定； 所述叶片底段(I)与叶片尖段(2)相对应的端部的外周均设有金属连接板固定螺孔(1-3)，金属连接板固定螺钉(1-4)穿过金属连接板(1-1)直至叶片底段(I)的金属连接板固定螺孔(1-3)固定或至叶片尖段(2)的金属连接板固定螺孔(1-3)固定，实现金属连接板(1-1)分别与叶片底段(I)或叶片尖段(2)的固定连接； 所述可拆卸风力发电机组叶片的装拆方法包括安装方法与拆卸方法，所述拆卸方法为:在台风来临之前进行拆卸，拆卸步骤为:拆卸前先将叶片的叶片尖段(2)朝下，锁定轮毂(5)然后解除卷扬机(5-1)锁定并使拉索(5-2)放松，再次锁定卷扬机(5-1)后，先拆除金属连接板(1-1)，以及拆卸纵向连接螺栓(2-4)，将叶片尖段(2)的纵梁(2-1)从纵梁槽(1-2)中退出，纵梁(2-1)退出后再解除卷扬机(5-1)的锁定，将叶片尖段(2)降落至地面，将防水端盖安装在叶片底段(I)的端部，将叶片底段(I)与叶片尖段(2)拆卸成分离的两段； 所述安装方法为:台风过后进行安装，安装步骤为:拆除叶片底段(I)的端部的防水端盖，用卷扬机(5-1)卷起拉索(5)将叶片尖段(2)提升使叶片尖段(2)的纵梁(2-1)插入叶片底段(I)的纵梁槽(1-2)配合锁定，卷扬机(5-1)锁定，纵向连接螺栓(2-4)穿过叶片底段(I)的纵向连接板(1-5)的螺栓孔(2-2)以及叶片尖段(2)的纵向连接板(1-5)的螺栓孔(2-2)后旋入叶片尖段(2)的纵向连接板(1-5)设有的螺母中固定，然后紧固金属连接板(1-1)，叶片底段(I)与叶片尖段(2)固定连接在一起。
5.根据权利要求4所述的一种可拆卸风力发电机组叶片的装拆方法，其特征在于:风力发电机组具有塔筒(3)、悬梯(4)，所述塔筒(3)的侧壁上设有可供操作人员出入的人孔(3-1)，人孔(3-1)的高度与叶片底段(I)与叶片尖段(2)的连接处的高度相当，所述人孔(3-1)外设有密封门，在人孔(3-1)的上部设有可调整长度的绳缆，可伸缩的水平的悬梯(4)平时置于塔筒内部，当需要将风力发电机组叶片拆卸或安装时，悬梯(4)伸出，操作人员借助水平的悬梯(4)至叶片底段(I)与叶片尖段(2)的连接处。 ·
全文摘要
本发明涉及一种可拆卸风力发电机组叶片，叶片分成至少两个部分，至少两个部分包括至少一叶片底段与至少一叶片尖段，叶片底段的端部与叶片尖段在长度方向上可拆卸式连接，叶片底段上设有纵梁槽，叶片尖段设有纵梁，纵梁上设有拉索孔，叶片尖段被吊起时叶片尖段的纵梁插入叶片底段的纵梁槽配合锁定。一种可拆卸风力发电机组叶片的装拆方法，风力发电机组具有轮毂，最靠近轮毂的叶片底段的底部与轮毂连接，轮毂内设有卷扬机，卷扬机的拉索连接至纵梁的拉索孔，卷扬机卷起或放松拉索相应地将叶片尖段提升或降落。本发明由于将叶片分为可拆卸的多段叶片底段与叶片尖段，在台风前将叶片尖段拆除，可极大地提高叶片在台风工况下抵御强风的能力。
文档编号F03D11/00GK103195664SQ20131008198
公开日2013年7月10日 申请日期2013年3月14日 优先权日2013年3月14日
发明者周鹏, 相海军, 郭廷福, 付跃登 申请人:江苏新誉重工科技有限公司, 新誉集团有限公司