CN102661252B - 一种分段风机叶片及其制备和装配方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种分段风机叶片，它包括风机叶片后缘段(1)和风机叶片本体段(2)，所述的风机叶片后缘段(1)包括上壳体(1-1)、下壳体(1-2)和连接上壳体(1-1)和下壳体(1-2)的辅助粘贴角(1-3)，所述的上壳体(1-1)和下壳体(1-2)由蒙皮(1-4)、芯材(1-5)和辅梁(1-6)构成，所述的风机叶片本体段包括本体段上壳体(2-1)、本体段下壳体(2-2)及筋板(2-3)，所述的本体段上壳体(2-1)和本体段下壳体(2-2)由大梁(2-4)和夹芯结构(2-4)构成，所述的筋板(2-3)由夹芯结构(2-4)构成。本发明提供的分段风机叶片，结构设计合理，机械强度高，为分段式风机叶片设计，可以解决大型叶片装车高度过高运输困难的问题，运输成本低，并且本发明提供的分段风机叶片的制备及组装方法，组装方便，工作效率高，可靠性高。
Description
技术领域
本发明涉及一种风机叶片，具体涉及一种分段的风机叶片及其制备和装配分段的风机叶片的方法，属于属于风力发电领域。
背景技术
风电机组是将风能转化为电能的装置，其中叶片作为风电机组的核心部件之一。为了提高风能利用率，风力机单机容量不断增加，叶片的长度及根部直径也在不断增加。随之而来的叶片运输问题却长期无法得到妥善的解决。运输安全问题及运输费用问题是关键所在。如何在保证安全运输的同时又能够有效的降低叶片运输成本成为本领域技术人员关注的问题。分段式叶片技术的应用可以有效的解决上述问题。现有分段叶片技术都是考虑如何缩短叶片的长度，然而随着叶片长度的增加，叶片高度也在增加，目前商业化最长叶片已经达到62.0m，其最大弦长也接近5m，因此很有必要设计一种能够降低叶片高度的分段叶片制造技术。并且由于风机叶片在运转过程中需要很高的机械强度，现有技术将分段式叶片结构组装成强度符合要求的完整风机叶片具有一定的难度。因此很有必要在现有技术的基础之上设计一种结构设计合理，强度符合要求的分段风机叶片及其装配方法。
发明内容
发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种结构设计合理，强度符合要求的风机分段叶片，本发明另一个目的是提供一种连接稳定、装配效率高的风机分段叶片的制备方法及其装配连接方法。
技术方案：为了实现本发明的目的，本发明采取的技术方案为：
一种分段风机叶片，它包括风机叶片后缘段和风机叶片本体段，所述的风机叶片后缘段包括上壳体、下壳体和连接上壳体和下壳体的辅助粘贴角，所述的上壳体和下壳体由蒙皮、芯材和辅梁构成，所述的风机叶片本体段包括本体段上壳体、本体段下壳体及支撑在本体段上壳体和本体段下壳体之间的筋板，所述的本体段上壳体和本体段下壳体由大梁和夹芯结构构成，所述的筋板由夹芯结构构成。
本发明所述的分段风机叶片，所述的风机叶片后缘段和风机叶片本体截面形状相适配，能相互对接。
本发明所述的分段风机叶片，所述的蒙皮包裹在芯材的上下两面，芯材和辅梁对接构成构成风机叶片后缘段包括上壳体、下壳体，并通过辅助粘贴角将上壳体、下壳体连接在一起。
以上所述的分段风机叶片，所述的蒙皮由预浸环氧树脂的玻璃纤维布制成，所述的芯材由PVC制成，所述的辅梁由预浸环氧树脂的玻璃纤维布制成。
所述的夹芯结构由预浸树脂的玻璃纤维制成，所述的树脂优选环氧树脂。
一种分段风机叶片的制备及组装方法，它包括以下步骤：
a、风机叶片后缘段的制备：
分别在上壳体和下壳体的壳体模具中铺设蒙皮、芯材和辅梁，然后对上壳体和下壳体的壳体模具抽真空后并注入树脂，加热固化成型分别得到上壳体和下壳体；然后在固化成型的上壳体和下壳体上制作辅助粘贴角，具体做法为：首先在制作成型的上壳体和下壳体表面分别垫上一层10毫米厚的PVC膜，然后分别在PVC表面湿法铺设预浸环氧树脂的玻璃纤维布，然后分别抽真空加热使预浸环氧树脂的玻璃纤维布固化成型，分别得到上壳体玻璃钢工件和下壳体玻璃钢工件，然后通过合模的方式将上壳体玻璃钢工件和下壳体玻璃钢工件粘接在一起，得到辅助粘贴角的模具，然后将辅助粘贴角的模具表面打磨光滑，涂抹脱模剂，然后在辅助粘贴角的模具表面湿法铺设预浸环氧树脂的玻璃纤维布，加热固化成型得到辅助粘贴角；然后在上壳体和下壳体及其辅助粘贴角上刮胶粘剂，通过合模的方式将上壳体和下壳体通过辅助粘贴角粘接得到完整的风机叶片后缘段，备用；
b、风机叶片本体段的制备：
首先对大梁模具及筋板模具抽真空，然后灌注树脂成型工艺制作预制大梁及筋板，然后将预制好的大梁放入本体段上壳体、本体段下壳体的壳体模具中，与夹芯结构连接一起构成风机叶片本体段的上壳体和下壳体，再将预制好的筋板装配在风机叶片本体段的上壳体和下壳体之间，构成完整的叶片本体段，备用；
c、风机叶片后缘段和风机叶片本体段连接用主粘贴角的制备：
首先在制作成型的风机叶片后缘段和风机叶片本体段壳体中翻制主粘贴角的模具，主粘贴角的模具制备方法为；首先在制作成型的叶片后缘段上壳体和叶片后缘段下壳体表面，叶片本体段上壳体和叶片本体段下壳体表面分别垫上一层20mm厚的PVC膜，然后分别在PVC表面湿法铺设预浸环氧树脂的玻璃纤维布，然后抽真空加热使预浸环氧树脂的玻璃纤维布固化成型，分别得到叶片后缘段上壳体和叶片后缘段下壳体玻璃钢工件，叶片本体段上壳体和叶片本体段下壳体玻璃钢工件，然后通过合模的方式将叶片后缘段上壳体和叶片后缘段下壳体玻璃钢工件，叶片本体段上壳体和叶片本体段下壳体玻璃钢工件粘接在一起，制备得到主粘贴角的模具；然后将主粘贴角模具表面打磨光滑，涂抹脱模剂，在主粘贴角模具表面湿法铺设预浸环氧树脂的玻璃纤维布，加热固化成型得到主粘贴角，备用；
d、将主粘贴角使用胶粘剂粘接在风机叶片本体段上，再使用胶粘剂将风机叶片后缘段与风机叶片本体段、主粘贴角粘接在一起，最后在风机叶片后缘段和风机叶片本体段外部粘接缝处糊制外补强工件，最后组装得到一个整体的风机叶片。
风机叶片后缘段的制备：上壳体和下壳体的壳体模具中采用复合材料层压真空灌注成型工艺制作，实际过程中可根据叶片壳体厚度分别在上壳体和下壳体的壳体模具中依次铺设外蒙皮、芯材、辅梁、内蒙皮，然后抽真空注入树脂，加热固化成型。所述的蒙皮由预浸环氧树脂的玻璃纤维布制成，芯材由PVC制成，辅梁由浸环氧树脂的玻璃纤维布制成。
以上所述的分段风机叶片的制备及组装方法，在制作成型的叶片壳体中翻制主粘贴角模具，模具采用复合材料湿法铺层制作，实际制作主粘贴角模具时要根据需要主粘贴角的厚度，胶粘剂的厚度，制作出的主粘贴角尺寸符合叶片粘接区域外形。
以上所述的分段风机叶片的制备及组装方法，步骤d在风机叶片后缘段和风机叶片本体段外部粘接缝处糊制外补强工件，能够加强对接缝处强度并防止外界环境侵蚀的作用，能够满足风机叶片高强度的要求。
以上所述的分段风机叶片的制备及组装方法，所述的外补强工件由预浸树脂的玻璃纤维制成。所述的树脂优选环氧树脂。
以上所述的分段风机叶片的制备及组装方法，所述的夹芯结构由预浸树脂的玻璃纤维制成。所述的树脂优选环氧树脂。
有益效果：本发明提供的分段风机叶片及其制备及组装方法，和现有技术相比具有以下优点：
本发明所述的分段风机叶片，结构设计合理，机械强度高，符合风机叶片高强度的要求，分段式结构可以保证安全运输的同时降低运输成本。
本发明提供的分段风机叶片制备及组装方法，制备效率高，可以根据不同尺寸的分段风机叶片需求而制作，首先根据实际需要，设计风机叶片后缘段模具并制备得到风机叶片后缘段，并根据风机叶片要求设计制备得到风机叶片本体段，然后根据分段风机叶片的后缘段和本体段结构设计制备主粘贴角，将分段风机叶片本体段和风机叶片后缘段牢固粘接组装在一起，不仅组装方便，工作效率高，适用性、操作性强。
附图说明
图1为本发明所述的分段风机叶片的结构示意图。
图2为本发明分段风机叶片的后缘段的结构示意图。
图3为本发明分段风机叶片的本体段的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
如图1所示，一种分段风机叶片，它包括风机叶片后缘段(1)和风机叶片本体段(2)，所述的风机叶片后缘段(1)包括上壳体(1-1)、下壳体(1-2)和连接上壳体(1-1)和下壳体(1-2)的辅助粘贴角(1-3)，所述的上壳体(1-1)和下壳体(1-2)由蒙皮(1-4)、芯材(1-5)和辅梁(1-6)构成，所述的风机叶片本体段包括本体段上壳体(2-1)、本体段下壳体(2-2)及支撑在本体段上壳体(2-1)和本体段下壳体(2-2)之间的筋板(2-3)，所述的本体段上壳体(2-1)和本体段下壳体(2-2)由大梁(2-4)和夹芯结构(2-4)构成，所述的筋板(2-3)由夹芯结构(2-4)构成。
本发明提供的分段风机叶片的制备及组装方法，具体包括以下步骤：
a、风机叶片后缘段(1)的制备：
分别在上壳体(1-1)和下壳体(1-2)的壳体模具中铺设蒙皮(1-4)、芯材(1-5)和辅梁(1-6)，然后对上壳体(1-1)和下壳体(1-2)的壳体模具抽真空后并注入树脂，加热固化成型分别得到上壳体(1-1)和下壳体(1-2)；然后在固化成型的上壳体(1-1)和下壳体(1-2)上制作辅助粘贴角(1-3)，具体做法为：首先在制作成型的上壳体（1-1）和下壳体（1-2）表面分别垫上一层10毫米厚的PVC膜，然后分别在PVC表面湿法铺设预浸环氧树脂的玻璃纤维布，然后分别抽真空加热使预浸环氧树脂的玻璃纤维布固化成型，分别得到上壳体玻璃钢工件和下壳体玻璃钢工件，然后通过合模的方式将上壳体玻璃钢工件和下壳体玻璃钢工件粘接在一起，得到辅助粘贴角(1-3)的模具，然后将辅助粘贴角(1-3)的模具表面打磨光滑，涂抹脱模剂，然后在辅助粘贴角(1-3)的模具表面湿法铺设预浸环氧树脂的玻璃纤维布，加热固化成型得到辅助粘贴角(1-3)；然后在上壳体(1-1)和下壳体(1-2)及其辅助粘贴角(1-3)上刮胶粘剂，通过合模的方式将上壳体(1-1)和下壳体(1-2)通过辅助粘贴角(1-3)粘接得到完整的风机叶片后缘段(1)，如图2所示，备用；
b、风机叶片本体段(2)的制备：
首先对大梁(2-4)模具及筋板(2-3)模具抽真空，然后灌注树脂成型工艺制作预制大梁(2-4)及筋板(2-3)，然后将预制好的大梁(2-4)放入本体段上壳体(2-1)、本体段下壳体(2-2)的壳体模具中，与夹芯结构(2-5)连接一起构成风机叶片本体段的上壳体(2-1)和下壳体(2-2)，再将预制好的筋板(2-3)装配在风机叶片本体段的上壳体(2-1)和下壳体(2-2)之间，构成完整的叶片本体段(2)，如图3所示，备用；
c、风机叶片后缘段(1)和风机叶片本体段(2)连接用主粘贴角(3)的制备：
首先在制作成型的风机叶片后缘段(1)和风机叶片本体段(2)壳体中翻制主粘贴角(3)的模具，主粘贴角(3)的模具制备方法为；首先在制作成型的叶片后缘段上壳体（1-1）和叶片后缘段下壳体（1-2）表面，叶片本体段上壳体（2-1）和叶片本体段下壳体（2-2）表面分别垫上一层20mm厚的PVC膜，然后分别在PVC表面湿法铺设预浸环氧树脂的玻璃纤维布，然后抽真空加热使预浸环氧树脂的玻璃纤维布固化成型，分别得到叶片后缘段上壳体和叶片后缘段下壳体玻璃钢工件，叶片本体段上壳体和叶片本体段下壳体玻璃钢工件，然后通过合模的方式将叶片后缘段上壳体和叶片后缘段下壳体玻璃钢工件及叶片本体段上壳体和叶片本体段下壳体玻璃钢工件粘接在一起，制备得到主粘贴角(3)的模具；然后将主粘贴角(3)模具表面打磨光滑，涂抹脱模剂，在主粘贴角(3)模具表面湿法铺设预浸环氧树脂的玻璃纤维布，加热固化成型得到主粘贴角(3)，备用；
d、将主粘贴角(3)使用胶粘剂粘接在风机叶片本体段(2)上，再使用胶粘剂将风机叶片后缘段(1)与风机叶片本体段(2)、主粘贴角(3)粘接在一起，最后在风机叶片后缘段(1)和风机叶片本体段(2)外部粘接缝处糊制外补强工件(4)，最后组装得到一个整体的风机叶片。
以上所述的分段风机叶片的制备及组装方法，所述的外补强工件(4)由预浸环氧树脂的玻璃纤维制成；所述的夹芯结构(2-4)由预浸环氧树脂的玻璃纤维制成。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种分段风机叶片的制备及组装方法，其特征在于，它包括以下步骤：
a、风机叶片后缘段(1)的制备：
分别在上壳体(1-1)和下壳体(1-2)的壳体模具中铺设蒙皮(1-4)、芯材(1-5)和辅梁(1-6)，然后对上壳体(1-1)和下壳体(1-2)的壳体模具抽真空后并注入树脂，加热固化成型分别得到上壳体(1-1)和下壳体(1-2)；然后在固化成型的上壳体(1-1)和下壳体(1-2)上制作辅助粘贴角(1-3)，具体做法为：首先在制作成型的上壳体（1-1）和下壳体（1-2）表面分别垫上一层10毫米厚的PVC膜，然后分别在PVC表面湿法铺设预浸环氧树脂的玻璃纤维布，然后分别抽真空加热使预浸环氧树脂的玻璃纤维布固化成型，分别得到上壳体玻璃钢工件和下壳体玻璃钢工件，然后通过合模的方式将上壳体玻璃钢工件和下壳体玻璃钢工件粘接在一起，得到辅助粘贴角(1-3)的模具，然后将辅助粘贴角(1-3)的模具表面打磨光滑，涂抹脱模剂，然后在辅助粘贴角(1-3)的模具表面湿法铺设预浸环氧树脂的玻璃纤维布，加热固化成型得到辅助粘贴角(1-3)；然后在上壳体(1-1)和下壳体(1-2)及其辅助粘贴角(1-3)上刮胶粘剂，通过合模的方式将上壳体(1-1)和下壳体(1-2)通过辅助粘贴角(1-3)粘接得到完整的风机叶片后缘段，备用；
b、风机叶片本体段(2)的制备：
首先对大梁(2-4)模具及筋板(2-3)模具抽真空，然后灌注树脂成型工艺制作预制大梁(2-4)及筋板(2-3)，然后将预制好的大梁(2-4)放入本体段上壳体(2-1)、本体段下壳体(2-2)的壳体模具中，与夹芯结构(2-5)连接一起构成风机叶片本体段的上壳体(2-1)和下壳体(2-2)，再将预制好的筋板(2-3)装配在风机叶片本体段的上壳体(2-1)和下壳体(2-2)之间，构成完整的叶片本体段(2)，备用；
c、风机叶片后缘段(1)和风机叶片本体段(2)连接用主粘贴角(3)的制备：
首先在制作成型的风机叶片后缘段(1)和风机叶片本体段(2)壳体中翻制主粘贴角(3)的模具，主粘贴角(3)的模具制备方法为；首先在制作成型的叶片后缘段上壳体（1-1）和叶片后缘段下壳体（1-2）表面，叶片本体段上壳体（2-1）和叶片本体段下壳体（2-2）表面分别垫上一层20mm厚的PVC膜，然后分别在PVC表面湿法铺设预浸环氧树脂的玻璃纤维布，然后抽真空加热使预浸环氧树脂的玻璃纤维布固化成型，分别得到叶片后缘段上壳体和叶片后缘段下壳体玻璃钢工件，叶片本体段上壳体和叶片本体段下壳体玻璃钢工件，然后通过合模的方式将叶片后缘段上壳体和叶片后缘段下壳体玻璃钢工件及叶片本体段上壳体和叶片本体段下壳体玻璃钢工件粘接在一起，制备得到主粘贴角(3)的模具；然后将主粘贴角(3)模具表面打磨光滑，涂抹脱模剂，在主粘贴角(3)模具表面湿法铺设预浸环氧树脂的玻璃纤维布，加热固化成型得到主粘贴角(3)，备用；
d、将主粘贴角(3)使用胶粘剂粘接在风机叶片本体段(2)上，再使用胶粘剂将风机叶片后缘段(1)与风机叶片本体段(2)、主粘贴角(3)粘接在一起，最后在风机叶片后缘段(1)和风机叶片本体段(2)外部粘接缝处糊制外补强工件(4)，最后组装得到一个整体的风机叶片。
2.根据权利要求1所述的分段风机叶片的制备及组装方法，其特征在于，所述的外补强工件(4)由预浸树脂的玻璃纤维制成。
3.根据权利要求1所述的分段风机叶片的制备及组装方法，其特征在于，所述的夹芯结构(2-5)由预浸树脂的玻璃纤维制成。
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