CN102009451A - 真空闭模空心风力发电叶片成型模具及其成型工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及真空闭模空心风力发电叶片成型模具及其成型工艺，在模具的内腔中设有上层织物、成型袋膜和下层织物，所述的成型袋膜边缘处通过小孔管自上模和下模之间穿出模具，并与充气系统连接；所述的上模和下模在两侧的接触面处分别设有内、外两条密封条，并在内、外密封条之间的模具上设有真空合模抽气孔，该真空合模抽气孔连接真空系统。所述成型工艺为：在下模上依序铺设下层织物、成型袋膜和上层织物，将成型袋膜边缘连的小孔管延伸至模具外部，合模抽真空，在内、外密封条之间形成织物层的合模真空区；通过小孔管向成型袋膜内充气，使上层织物与上模内腔紧贴，下层织物与下模内腔紧贴，通过树脂注入孔将树脂注入至真空区，树脂充分浸渍织物后固化制成叶片。具有成型效率高、成本低、产品质量分布均匀和环境污染少的特点。
Description
技术领域
本发明涉及空心风力机叶片制作，尤其是一种真空闭模空心风力发电叶片成型模具及其成型工艺。
背景技术
在当今不可再生能源日渐短缺、气候急剧变化、环境日益恶化的全球背景下，风能作来可再生、绿色环保能源受到各国高度关注，也将是我国当前新能源利用的主要方向。在风力发电机组中，风力机叶片设计、制造非常重要，直接影响风机寿命，性能。制造工艺上由起初的手糊，发展到机械化的喷射，拉挤，模压等工艺，现在兴起的真空导入工艺，与真空导入相关的工艺还有树脂传递模塑（RTM），真空辅助RTM （VARTM），真空袋压，SCRIMP, SRIM （Structural Reaction Injection Molding）, RTI（resin film infusion）。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种真空闭模空心风力发电叶片成型模具，使叶片制造在闭合模具中可以真空导入树脂并一次成型。
本发明所要解决的另一技术问题在于提供利用上述模具的真空闭模空心风力发电叶片成型工艺。
本发明解决上述技术问题所采取的技术方案是：一种真空闭模空心风力发电叶片成型模具，包括由铰链连接的上模和下模，上模和下模上分别设有树脂导出孔和树脂注入孔，树脂导出孔连接带树脂收集器的真空系统，树脂注入孔连接盛放树脂的容器，在模具的内腔中设有上层织物、成型袋膜和下层织物，其中，
所述的上层织物和下层织物包覆中间的成型袋膜；
所述的成型袋膜在边缘处通过小孔管自上模和下模之间穿出模具，并与充气系统连接；
所述的上模和下模在两侧的接触面处分别设有内、外两条密封条，并在内、外密封条之间的模具上设有真空合模抽气孔，该真空合模抽气孔连接真空系统。
在上述方案的基础上，由于与内侧的成型袋膜联通的小孔管需穿过模具通到外侧，必然要穿过由内、外密封条所限定的合模真空区，为了保证锁模的可靠性，所述的小孔管外围包覆有真空密封胶条，与内、外密封条相密封。
在上述方案的基础上，所述的成型袋膜为一层或二层。成型袋膜一般为一层，在成型袋膜材料强度不够的情况下也可以设置二层，甚至三层。
利用上述模具的真空闭模空心风力发电叶片成型工艺，包括下述步骤：
第一步：在上模和下模的内表面涂脱模剂，再喷涂胶衣，模具表面决定制品表面，胶衣树脂以选择耐候型为佳，如间苯型胶衣、间苯新戊二醇型胶衣、邻苯型胶衣等，模具温度应该比胶衣温度高 2℃～5℃为佳；
第二步：在下模上连续铺设下层织物，再在下层织物上放置成型袋膜，成型袋膜在边缘连有小孔管，然后在成型袋膜上铺设上层织物，并将至少一层的下层织物从两侧向上翻折，与上层织物交叠铺设；
第三步：合模，成型袋膜的小孔管从上模和下模之间穿出到模具外部，与外接充气系统连接，真空系统通过模具上的真空合模抽气孔抽真空，在内、外密封条之间形成合模真空区；
第四步：带树脂收集器的真空系统通过树脂导出孔抽真空，在模具和成型袋膜之间形成织物层真空区，同时充气系统通过小孔管向成型袋膜内充气，将上层织物与下层织物之间撑开，上层织物紧贴上模的内表面，下层织物紧贴下模的内表面，并通过树脂注入孔将容器内的树脂注入织物层真空区内；待树脂从导出孔连续导出后停止树脂注入。
第五步：树脂固化，开模并脱模，去除飞边，制成风电真空叶片。
本发明通过用上层织物和下层织物包覆在成型袋膜上下，在成型加工时，对位于中间的成型袋膜进行充气的同时抽出织物层空气至真空，将上层织物和下层织物相互撑开，使上层织物紧贴在上模的内表面，下层织物紧贴在下模的内表面，从而在真空条件下注入树脂，使成型袋膜与模具之间的织物层真空区完全充满树脂，由此将织物充分浸渍，待固化后形成真空叶片。
而在模具上设置真空合模抽气孔便于对内、外密封条之间进行抽真空，形成合模真空区从而对上模和下模进行锁模，确保了在树脂注入的过程中，各密封区域的相对密封。
在上述方案的基础上，第二步中，铺设二层或二层以上的上层织物及二层或二层以上的下层织物，多层织物在接缝处相互错开。根据叶片的设计特点，在叶根部位处可铺设二层及以上的织物，在叶尖端部一般铺设较少层数的织物。而将多层织物在接缝处相互错开可以有效避免叶片在接缝处产生强度下降的问题。
在上述方案的基础上，由于与内侧的成型袋膜联通的小孔管需穿过模具通到外侧，必然要穿过由内、外密封条所限定的合模真空区，为了保证锁模的可靠性，第三步中，小孔管经内、外密封条从上模和下模之间穿出到模具外部，在小孔管外围包覆真空密封胶条，使小孔管与内、外密封条相密封。
本发明的有益效果是：
本发明将成型袋膜置于模具内腔并通过小孔管通到模具外部的结构来形成叶片内部空心，且使叶片制造一步完成，提高了叶片的成型效率及叶片质量；且不需专用设备，生产成本低；成型产品具有质量分布均匀，工艺重复性好的特点，且成型工艺较之手糊工艺和湿法铺放工艺，有害气体挥发少，既能减少环境污染，又可保障操作人员的健康，益于推广实施。
附图说明
图1为本发明在下模上铺设下层织物、成型袋膜和上层织物的剖示图。
图2为本发明合模并对成型袋膜充气状态下的剖视图。
图3为本发明小孔管处的剖面结构示意图。
附图中标号说明
1－上层织物 2－成型袋膜 3－下层织物
4－下模 51、52－内、外密封条 6－树脂注入孔
7－树脂导出孔 8－真空合模抽气孔 9－铰链
10－上模 11－小孔管 12－真空密封胶条。
具体实施方式
请参阅图1为本发明在下模上铺设下层织物、成型袋膜和上层织物的剖示图，图2为本发明合模并对成型袋膜充气状态下的剖视图和图3为本发明小孔管处的剖面结构示意图所示，一种风电真空叶片真空导入成型模具结构，模具包括由铰链9连接的上模10和下模4，上模10和下模4上分别设有树脂导出孔7和树脂注入孔6，树脂导出孔7连接带树脂收集器的真空系统，树脂注入孔连接盛放树脂的容器，在模具的内腔中设有上层织物1、成型袋膜2和下层织物3，其中，
所述的上层织物2和下层织物3包覆在中间层成型袋膜2的上下两侧；
所述的成型袋膜2在边缘处通过小孔管11自上模10和下模4之间穿出模具，小孔管11外围包覆有真空密封胶条12，与内、外密封条51、52相密封，并在外部与充气系统连接；
所述的上模10和下模4在两侧的接触面处分别设有内、外密封条51、52，并在内、外密封条51、52之间的上模10上设有真空合模抽气孔8，该真空合模抽气孔8连接真空系统。
成型工艺包括下述步骤：
第一步：在上模10和下模4的内表面涂脱模剂，再喷涂胶衣；
第二步：在下模10上连续铺设多层的下层织物3，多层下层织物3在接缝处相互错开，再在下层织物3上放置成型袋膜2，成型袋膜2在边缘连有小孔管11，然后在成型袋膜2上连续铺设多层的上层织物1，多层上层织物1在接缝处相互错开，并将至少一层的下层织物3从两侧向上翻折，与上层织物1交叠铺设；
第三步：合模，成型袋膜2的小孔管11从上模10和下模4之间穿出到模具外部，在小孔管11外围包覆有真空密封胶条12，使之与内、外密封条51、52相密封，并在外部与充气系统连接,真空系统通过上模10上的真空合模抽气孔8抽真空，在内、外密封条51、52之间形成合模真空区；
第四步：带树脂收集器的真空系统通过树脂导出孔7抽真空，在模具和成型袋膜2之间形成织物层真空区，同时充气系统通过小孔管11向成型袋膜2内充气，将上层织物1与下层织物3之间撑开，上层织物1紧贴上模10的内表面，下层织物3紧贴下模4的内表面，通过树脂注入孔6将容器内的树脂注入织物层真空区内，待树脂从树脂导出孔7连续导出后停止树脂注入；
第五步：树脂固化，开模并脱模，去除飞边，制成风电真空叶片。
Claims (6)
1.一种真空闭模空心风力发电叶片成型模具，包括由铰链连接的上模和下模，上模和下模上分别设有树脂导出孔和树脂注入孔，树脂导出孔连接带树脂收集器的真空系统，树脂注入孔连接盛放树脂的容器，其特征在于：在模具的内腔中设有上层织物、成型袋膜和下层织物，其中，
所述的上层织物和下层织物包覆中间的成型袋膜；
所述的成型袋膜在边缘处通过小孔管自上模和下模之间穿出模具，并与充气系统连接；
所述的上模和下模在两侧的接触面处分别设有内、外两条密封条，并在内、外密封条之间的模具上设有真空合模抽气孔，该真空合模抽气孔连接真空系统。
2.根据权利要求1所述的真空闭模空心风力发电叶片成型模具，其特征在于：所述的小孔管外围包覆有真空密封胶条，与内、外密封条相密封。
3.根据权利要求1所述的真空闭模空心风力发电叶片成型模具，其特征在于：所述的成型袋膜为一层或二层。
4.利用权利要求1至3之一所述模具的真空闭模空心风力发电叶片成型工艺，其特征在于包括下述步骤：
第一步：在上模和下模的内表面涂脱模剂，再喷涂胶衣；
第二步：在下模上连续铺设下层织物，再在下层织物上放置成型袋膜，成型袋膜在边缘连有小孔管，然后在成型袋膜上连续铺设多层的上层织物，并将至少一层的下层织物从两侧向上翻折，与上层织物交叠铺设；
第三步：合模，成型袋膜的小孔管从上模和下模之间穿出到模具外部，与外接充气系统连接，真空系统通过模具上的真空合模抽气孔抽真空，在内、外密封条之间形成合模真空区；
第四步：带树脂收集器的真空系统通过树脂导出孔抽真空，在模具和成型袋膜之间形成织物层真空区，同时充气系统通过小孔管向成型袋膜内充气，将上层织物与下层织物之间撑开，上层织物紧贴上模的内表面，下层织物紧贴下模的内表面，并通过树脂注入孔将容器内的树脂注入织物层真空区内；
第五步：树脂固化，开模并脱模，去除飞边，制成空心风力发电叶片。
5.根据权利要求4所述的真空闭模空心风力发电叶片成型工艺，其特征在于：第二步中，铺设二层或二层以上的上层织物及二层或二层以上的下层织物，多层织物在接缝处相互错开。
6.根据权利要求4所述的真空闭模空心风力发电叶片成型工艺，其特征在于：第三步中，小孔管经内、外密封条从上模和下模之间穿出到模具外部，在小孔管外围包覆真空密封胶条，使小孔管与内、外密封条相密封。
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