叶根预埋件、风电叶片及风电叶片制造方法与流程

1.本发明涉及风电叶片制造技术领域，尤其涉及一种叶根预埋件、风电叶片及风电叶片制造方法。


背景技术：

2.风电叶片与风电机组之间通过根部的连接螺栓进行连接。连接螺栓通过“t”型圆螺母或预埋螺栓套与叶片根部进行连接。其中，利用“t”型圆螺母的连接方式需要对叶片根部进行打孔安装，容易削弱叶片根部的强度。利用预埋螺栓套的连接方式可以避免叶片根部开孔的问题；且可以根据实际需要选择预埋螺栓套的数量，进而选择连接螺栓的数量，为不同体积和重量的风电叶片提供合理和可靠的连接。
3.叶片根部预埋螺栓套的工艺在风电叶片行业内应用广泛，其连接强度主要由预埋螺栓套外部和叶根玻璃钢铺层之间夹设的玻璃钢层的粘接强度提供。现有的风电叶片根部预埋螺栓套一般呈圆柱形，预埋螺栓套结束位置存在刚度突变现象，容易造成应力集中，对风电叶片连接系统的承载能力造成一定削弱。
4.预埋螺栓套之间通过ud块进行填充。现有的ud块无法在提升“成型方便性和填充效果”与提升“粘接强度”之间进行平衡。可能降低预埋螺栓套与叶片根部之间的连接强度，导致风电叶片与轮毂的连接系统损坏，甚至发生安全事故。
5.因此，亟需一种叶根预埋件、风电叶片及风电叶片制造方法，以解决以上问题。


技术实现要素：

6.根据本发明的一个方面，目的在于提供一种叶根预埋件，该叶根预埋件能够防止应力集中，并有效提高风电叶片根部的连接性能，避免风电叶片松动脱落的风险。
7.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
8.叶根预埋件，包括：
9.壳体结构，所述壳体结构同轴衔接于叶片本体的根部；
10.预埋螺栓套，所述预埋螺栓套为多个，多个所述预埋螺栓套沿所述叶片本体的根部的周向依次间隔设置于所述壳体结构中；
11.螺栓套间插设块，所述螺栓套间插设块为多个，相邻两个所述预埋螺栓套之间均设置有所述螺栓套间插设块；
12.楔形块，所述楔形块为多个，多个所述楔形块一一对应于多个所述预埋螺栓套，并分别抵靠于多个所述预埋螺栓套的端部。
13.作为本发明提供的叶根预埋件的优选方案，所述预埋螺栓套包括螺栓套本体，所述螺栓套本体呈空心长方体结构。
14.作为本发明提供的叶根预埋件的优选方案，所述预埋螺栓套还包括螺栓套头部和螺栓套尾部，所述螺栓套头部和所述螺栓套尾部分别固连于所述螺栓套本体的两端，所述楔形块连接于所述螺栓套尾部。
15.作为本发明提供的叶根预埋件的优选方案，所述楔形块的端部固连于所述螺栓套尾部，所述楔形块的端部和所述螺栓套尾部之间夹设第一密封件。
16.作为本发明提供的叶根预埋件的优选方案，所述螺栓套本体的外侧设置沟槽结构，所述螺栓套本体的周侧缠绕纤维纱，所述纤维纱嵌设于所述沟槽结构中。
17.作为本发明提供的叶根预埋件的优选方案，所述螺栓套间插设块包括夹设部和倾斜部，所述夹设部夹设于相邻两个所述预埋螺栓套之间，且其高度等于所述预埋螺栓套的高度，所述倾斜部衔接于所述夹设部的一端，沿远离所述夹设部的方向，所述倾斜部的上端面逐渐靠近所述倾斜部的下端面。
18.作为本发明提供的叶根预埋件的优选方案，所述楔形块的上端面与所述倾斜部的上端面齐平。
19.作为本发明提供的叶根预埋件的优选方案，所述壳体结构包括第一蒙皮、第一增强层、第二蒙皮和第二增强层，所述第一蒙皮和所述第二蒙皮分别覆设于多个所述预埋螺栓套、多个所述螺栓套间插设块和多个所述楔形块的上下两侧，所述第一增强层铺设于所述第一蒙皮正对所述第二蒙皮的一侧，所述第二增强层铺设于所述第二蒙皮正对所述第一蒙皮的一侧。
20.根据本发明的再一个方面，目的在于提供一种风电叶片，所述风电叶片包括叶片本体，还包括如上述方案任一所述的叶根预埋件，所述叶根预埋件固连于所述叶片本体的根部。
21.根据本发明的又一个方面，目的在于提供一种风电叶片制造方法，如上述方案所述的风电叶片采用所述风电叶片制造方法制造，所述风电叶片制造方法包括如下步骤：
22.步骤s100、于风电叶片模具内依次铺设第一蒙皮及第一增强层；
23.步骤s200、于第一增强层上布置预埋螺栓套，并将螺栓套头部固定于模具法兰；
24.步骤s300、于相邻的两个预埋螺栓套之间布置螺栓套间插设块；
25.步骤s400、于螺栓套尾部处布置楔形块；
26.步骤s500、于预埋螺栓套、螺栓套间插设块和楔形块背离第一增强层的一侧依次铺设第二增强层和第二蒙皮；
27.步骤s600、真空灌注，形成叶根预埋件；
28.步骤s700、将叶根预埋件固连于叶片本体的根部。
29.本发明的有益效果：
30.本发明提供的叶根预埋件包括壳体结构、预埋螺栓套、螺栓套间插设块以及楔形块。壳体结构同轴衔接于叶片本体的根部，该预埋螺栓套为多个，多个预埋螺栓套沿叶片本体的根部的周向依次间隔设置于壳体结构中。也就是说，该壳体结构能够对预埋螺栓套、螺栓套间插设块以及楔形块形成保护，加强其结构强度。该螺栓套间插设块为多个，相邻两个该预埋螺栓套之间均设置有该螺栓套间插设块。也就是说，该螺栓套间插设块能够作为相邻两个预埋螺栓套之间的结构补充，增加多个预埋螺栓套相对于圆形的叶片本体根部的随型程度。该楔形块为多个，多个该楔形块一一对应于多个该预埋螺栓套，并分别抵靠于多个该预埋螺栓套的端部。也就是说，该楔形块能够在平行于该预埋螺栓套的轴向的方向上对预埋螺栓套进行定位，防止错位。该叶根预埋件能够防止应力集中，并有效提高风电叶片根部的连接性能，避免风电叶片松动脱落的风险。
附图说明
31.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
32.图1是本发明实施例提供的叶根预埋件的结构示意图；
33.图2是本发明实施例提供的叶根预埋件的部分结构示意图一；
34.图3是本发明实施例提供的预埋螺栓套和楔形块的连接示意图；
35.图4是本发明实施例提供的预埋螺栓套的结构示意图一；
36.图5是本发明实施例提供的预埋螺栓套的结构示意图二；
37.图6是本发明实施例提供的螺栓套间插设块的结构示意图；
38.图7是本发明实施例提供的楔形块的结构示意图。
39.图中：
40.100、壳体结构；110、第一蒙皮；130、第二蒙皮；
41.200、预埋螺栓套；210、螺栓套本体；211、沟槽结构；220、螺栓套头部；230、螺栓套尾部；
42.300、螺栓套间插设块；310、夹设部；320、倾斜部；
43.400、楔形块。
具体实施方式
44.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
45.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。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。
46.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
47.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、“左”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
48.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终
相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
49.图1示出本发明实施例提供的叶根预埋件的结构示意图；图2示出本发明实施例提供的叶根预埋件的部分结构示意图一；图3示出本发明实施例提供的预埋螺栓套和楔形块的连接示意图。参照图1-图3，本实施例提供了一种叶根预埋件。该叶根预埋件包括壳体结构100、预埋螺栓套200、螺栓套间插设块300以及楔形块400。
50.具体地，壳体结构100同轴衔接于叶片本体的根部。该预埋螺栓套200为多个，多个预埋螺栓套200沿叶片本体的根部的周向依次间隔设置于壳体结构100中。该螺栓套间插设块300为多个，相邻两个该预埋螺栓套200之间均设置有该螺栓套间插设块300。该楔形块400为多个，多个该楔形块400一一对应于多个该预埋螺栓套200，并分别抵靠于多个该预埋螺栓套200的端部。也就是说，该壳体结构100能够对预埋螺栓套200、螺栓套间插设块300以及楔形块400形成保护，加强其结构强度。该螺栓套间插设块300能够作为相邻两个预埋螺栓套200之间的结构补充，增加多个预埋螺栓套200相对于圆形的叶片本体根部的随型程度。该楔形块400能够在平行于该预埋螺栓套200的轴向的方向上对预埋螺栓套200进行定位，防止错位。
51.再为具体地，该壳体结构100包括第一蒙皮110、第一增强层、第二蒙皮130和第二增强层。该第一蒙皮110和该第二蒙皮130分别覆设于多个该预埋螺栓套200、多个该螺栓套间插设块300和多个该楔形块400的上下两侧。该第一增强层铺设于该第一蒙皮110正对该第二蒙皮130的一侧，该第二增强层铺设于该第二蒙皮130正对该第一蒙皮110的一侧。在本实施例中，该第一增强层和第二增强层均可以选择纤维布。
52.图4示出本发明实施例提供的预埋螺栓套的结构示意图一；图5示出本发明实施例提供的预埋螺栓套的结构示意图二。参照图4和图5，该预埋螺栓套200包括螺栓套本体210、螺栓套头部220和螺栓套尾部230。
53.具体地，该螺栓套本体210呈空心长方体结构，其内部设置内螺纹，便于后续在其中螺接安装螺栓，实现风电叶片和风电机组的连接。将该螺栓套本体210设计成长方体结构，能够避免预埋螺栓套200端部位置发生刚度突变现象，造成明显的应力集中的问题。
54.再为具体地，该螺栓套头部220和该螺栓套尾部230分别一体成型固连于该螺栓套本体210的两端，该楔形块400能够连接于该螺栓套尾部230。该螺栓套头部220能够在制作风电叶片时，连接于风电叶片模具的模具法兰，用以实现预埋螺栓套200在风电叶片模具中的可靠定位。
55.更为具体地，该螺栓套本体210的外侧设置沟槽结构211。该沟槽结构211可以为多个沿螺栓套本体210轴向间隔开设的环形凹槽，在螺栓套本体210的外部形成波浪状或锯齿状结构。该螺栓套本体210的周侧缠绕纤维纱，该纤维纱嵌设于该沟槽结构211中。该纤维纱的缠绕程度以将沟槽结构211完全填充为准，其缠绕厚度方向的最外侧与螺栓套本体210周侧部的最外侧相齐平。通过该纤维纱，增强该螺栓套本体210与第一增强层和第二增强层之间的连接强度。
56.作为优选地，在缠绕纤维纱之前，需要对预埋螺栓套200的外表面进行喷砂处理，以提高其外表面的清洁度和粗糙度。
57.图6示出本发明实施例提供的螺栓套间插设块的结构示意图，参照图2和图6，该螺
栓套间插设块300包括夹设部310和倾斜部320。该夹设部310夹设于相邻两个该预埋螺栓套200之间，且其高度等于该预埋螺栓套200的高度。该倾斜部320衔接于该夹设部310的一端，沿远离该夹设部310的方向，该倾斜部320的上端面逐渐靠近该倾斜部320的下端面。该螺栓套间插设块300可选用现有技术中的ud块。
58.图7示出本发明实施例提供的楔形块的结构示意图，参照图2、图3和图7，该楔形块400的端部插设于该螺栓套尾部230中，该楔形块400的上端面与该倾斜部320的上端面齐平。该楔形块400端部的外侧和该螺栓套尾部230的内壁之间夹设第一密封件。该第一密封件可选用橡胶密封圈，该第一密封件能够保证预埋螺栓套200内部空间的自密封，防止后续在风电叶片根部灌注成型工序中，树脂自螺栓套尾部230进入预埋螺栓套200的内部。
59.本实施例还提供了一种风电叶片，该风电叶片包括叶片本体，还包括本实施例提供的叶根预埋件。该叶根预埋件固连于该叶片本体的根部。
60.本实施例还提供了一种风电叶片制造方法。本实施例提供的风电叶片采用该风电叶片制造方法进行制造。该风电叶片制造方法包括如下步骤：
61.步骤s100、于风电叶片模具内依次铺设第一蒙皮110及第一增强层；
62.步骤s200、于第一增强层上布置预埋螺栓套200，并将螺栓套头部220固定于模具法兰；
63.步骤s300、于相邻的两个预埋螺栓套200之间布置螺栓套间插设块300；
64.步骤s400、于螺栓套尾部230处布置楔形块400；
65.步骤s500、于预埋螺栓套200、螺栓套间插设块300和楔形块400背离该第一增强层的一侧依次铺设第二增强层和第二蒙皮130；
66.步骤s600、真空灌注，形成叶根预埋件；
67.步骤s700、将叶根预埋件固连于叶片本体的根部。
68.具体地，在步骤s200中，该螺栓套头部220的外侧和模具法兰的内侧夹设有第二密封件。该第二密封件同样可以选择现有技术中的橡胶密封圈，防止后续在风电叶片根部灌注成型工序中，树脂自螺栓套头部220进入预埋螺栓套200的内部。
69.再为具体地，按照自风电叶片模具中心轴线位置向两侧的方向对多个预埋螺栓套200和多个螺栓套间插设块300进行布置。
70.更为具体地，在步骤s600中，建立真空导流系统和真空系统，采用真空灌注的方式向风电叶片模具中灌注树脂，用以形成叶根预埋件。
71.可选地，在步骤s700中，可以在形成叶根预埋件的同时进行风电叶片的叶片本体的真空灌注，使该叶根预埋件一体成型于叶片本体的根部。
72.显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

技术特征：
1.叶根预埋件，其特征在于，包括：壳体结构(100)，所述壳体结构(100)同轴衔接于叶片本体的根部；预埋螺栓套(200)，所述预埋螺栓套(200)为多个，多个所述预埋螺栓套(200)沿所述叶片本体的根部的周向依次间隔设置于所述壳体结构(100)中；螺栓套间插设块(300)，所述螺栓套间插设块(300)为多个，相邻两个所述预埋螺栓套(200)之间均设置有所述螺栓套间插设块(300)；楔形块(400)，所述楔形块(400)为多个，多个所述楔形块(400)一一对应于多个所述预埋螺栓套(200)，并分别抵靠于多个所述预埋螺栓套(200)的端部。2.根据权利要求1所述的叶根预埋件，其特征在于，所述预埋螺栓套(200)包括螺栓套本体(210)，所述螺栓套本体(210)呈空心长方体结构。3.根据权利要求2所述的叶根预埋件，其特征在于，所述预埋螺栓套(200)还包括螺栓套头部(220)和螺栓套尾部(230)，所述螺栓套头部(220)和所述螺栓套尾部(230)分别固连于所述螺栓套本体(210)的两端，所述楔形块(400)连接于所述螺栓套尾部(230)。4.根据权利要求3所述的叶根预埋件，其特征在于，所述楔形块(400)的端部固连于所述螺栓套尾部(230)，所述楔形块(400)的端部和所述螺栓套尾部(230)之间夹设第一密封件。5.根据权利要求2所述的叶根预埋件，其特征在于，所述螺栓套本体(210)的外侧设置沟槽结构(211)，所述螺栓套本体(210)的周侧缠绕纤维纱，所述纤维纱嵌设于所述沟槽结构(211)中。6.根据权利要求1所述的叶根预埋件，其特征在于，所述螺栓套间插设块(300)包括夹设部(310)和倾斜部(320)，所述夹设部(310)夹设于相邻两个所述预埋螺栓套(200)之间，且其高度等于所述预埋螺栓套(200)的高度，所述倾斜部(320)衔接于所述夹设部(310)的一端，沿远离所述夹设部(310)的方向，所述倾斜部(320)的上端面逐渐靠近所述倾斜部(320)的下端面。7.根据权利要求6所述的叶根预埋件，其特征在于，所述楔形块(400)的上端面与所述倾斜部(320)的上端面齐平。8.根据权利要求1所述的叶根预埋件，其特征在于，所述壳体结构(100)包括第一蒙皮(110)、第一增强层、第二蒙皮(130)和第二增强层，所述第一蒙皮(110)和所述第二蒙皮(130)分别覆设于多个所述预埋螺栓套(200)、多个所述螺栓套间插设块(300)和多个所述楔形块(400)的上下两侧，所述第一增强层铺设于所述第一蒙皮(110)正对所述第二蒙皮(130)的一侧，所述第二增强层铺设于所述第二蒙皮(130)正对所述第一蒙皮(110)的一侧。9.风电叶片，包括叶片本体，其特征在于，还包括如权利要求1-8任一所述的叶根预埋件，所述叶根预埋件固连于所述叶片本体的根部。10.风电叶片制造方法，其特征在于，如权利要求9所述的风电叶片采用所述风电叶片制造方法制造，包括如下步骤：s100、于风电叶片模具内依次铺设第一蒙皮(110)及第一增强层；s200、于第一增强层上布置预埋螺栓套(200)，并将螺栓套头部(220)固定于模具法兰；s300、于相邻的两个预埋螺栓套(200)之间布置螺栓套间插设块(300)；s400、于螺栓套尾部(230)处布置楔形块(400)；
s500、于预埋螺栓套(200)、螺栓套间插设块(300)和楔形块(400)背离第一增强层的一侧依次铺设第二增强层和第二蒙皮(130)；s600、真空灌注，形成叶根预埋件；s700、将叶根预埋件固连于叶片本体的根部。

技术总结
本发明属于风电叶片制造技术领域，公开了一种叶根预埋件、风电叶片及风电叶片制造方法，该叶根预埋件包括壳体结构、预埋螺栓套、螺栓套间插设块以及楔形块。该壳体结构同轴衔接于叶片本体的根部；该预埋螺栓套为多个，多个预埋螺栓套沿叶片本体的根部的周向依次间隔设置于壳体结构中；该螺栓套间插设块为多个，相邻两个该预埋螺栓套之间均设置有该螺栓套间插设块；该楔形块为多个，多个该楔形块一一对应于多个该预埋螺栓套，并分别抵靠于多个该预埋螺栓套的端部。该叶根预埋件能够防止应力集中，并有效提高风电叶片根部的连接性能，避免风电叶片松动脱落的风险。免风电叶片松动脱落的风险。免风电叶片松动脱落的风险。


技术研发人员：乔小亮 董安
受保护的技术使用者：中复连众（酒泉）复合材料有限公司
技术研发日：2023.02.15
技术公布日：2023/7/3