CN103826336A

CN103826336A - 风力发电机电热融冰转子叶片、电热芯片及成型装置和方法

Info

Publication number: CN103826336A
Application number: CN201410025123.0A
Authority: CN
Inventors: 李安民; 李献波; 黄军成; 刘中威
Original assignee: FANG YAQUAN
Current assignee: FANG YAQUAN
Priority date: 2014-01-20
Filing date: 2014-01-20
Publication date: 2014-05-28
Anticipated expiration: 2034-01-20
Also published as: CN103826336B

Abstract

本发明提供一种风力发电机电热融冰转子叶片、电热芯片及成型装置和方法，所述电热芯片包括玻璃纤维布，该玻璃纤维布上缝设有碳纤维束。所述成型装置，包括成型机、设于所述成型机前方的供料架、依次设于所述成型机后方的加热装置和收料装置，所述供料架上设有复数个滚动轴，所述滚动轴上缠绕有碳纤维。本发明将碳纤维束用成型机缝制于玻璃纤维布上，制造工艺简单，一体性强；本发明的电热芯片，由玻璃纤维布和碳纤维组成，不包含金属，符合转子叶片的材质要求；玻璃纤维布具有高渗透率，将电热芯片灌注在转子叶片中时，能够满足转子叶片的灌注工艺要求，制成的电热融冰转子叶片能够利用碳纤维通电后产生的热能，防止转子叶片结冰。

Description

风力发电机电热融冰转子叶片、电热芯片及成型装置和方法

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，特别涉及一种风力发电机电热融冰转子叶片、电热芯片及其成型装置和成型方法。

背景技术

风力发电是目前国内外应用很广的新能源，但由于气候的变化，特别是近几年我国冻雨天气增多危害严重，由于冻雨的影响，在风力发电机的转子叶片上产生结冰现象，对风力发电机造成很大的危害。

目前消除转子叶片上的结冰通常采用的方法是：在转子叶片结冰到一定程度时停机除冰，其除冰方法一是等待气温上升自然除冰，二是人工敲打除冰，上述方法存在如下缺点：影响发电机组的发电量；敲打会对发电机组造成损害。

中国发明专利200810049360.5公开了一种高压电塔自动辅助电热融冰装置，在直角两面板、底板和两端盖制作的长形壳体中，腔内纵向放置一个电热芯和绝热填充料，壳体截面为直角三角形；电热芯在壳体腔内的上部，绝缘填充料放置壳体内的下部，电热芯的发热功率为50～200W/m，电热芯是用表面有绝缘层的电热导线盘绕而成，其两端线从同端引出；该高压电塔自动辅助电热融冰装置安装在高压电塔塔体上，可防止高压电塔表面结冰和结冰后随时融冰的装置，形成了应用于高压电塔的电热融冰技术，但这种无法直接应用于风力发电机转子叶片上。发明人结合在电热融冰专业多年的研究和上述电热融冰原理，将电热融冰技术用于风力发电机的转子叶片上，解决了风力发电机转子叶片电热融冰过程中可能遇到的技术难题，研制成功可用于风力发电机的动力翼的电热芯片及其成型装置和成型方法，实时融化动力翼上的结冰。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种风力发电机电热融冰转子叶片、电热芯片及成型装置和方法，成型工艺简单，成型后的电热芯片渗透率高，能够直接装配在风力发电机的转子叶片上，避免转子叶片结冰。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种风力发电机电热融冰转子叶片用电热芯片，包括玻璃纤维布，该玻璃纤维布上缝设有碳纤维束。

其中，所述玻璃纤维布上相隔缝设有至少二束碳纤维束。

优选的方案，所述玻璃纤维布的厚度为0.4～0.8cm，所述至少二束碳纤维束之间的间隔为1～2cm；所述碳纤维束采用12～36K的碳纤维束。

本发明实施例还提供一种上述的风力发电机电热融冰转子叶片用电热芯片的成型装置，包括成型机、设于所述成型机前方的供料架、依次设于所述成型机后方的加热装置和收料装置，所述供料架上设有复数个滚动轴，所述滚动轴上缠绕有碳纤维束。

其中，所述成型机选用多针成型机，该多针成型机的送料辊上卷绕有玻璃纤维布。

其中，所述加热装置由旋转方向相反的上加热辊和下加热辊组成，所述上加热辊和下加热辊内均设有加热元件。

其中，所述收料装置由前后设置的卷筒和压辊构成，成型后的所述电热芯片卷绕于所述卷筒上。

本发明实施例还提供一种利用上述成型装置的电热芯片的成型方法，包括如下步骤：

（1）将碳纤维束对应地缠绕于供料架的滚动轴上；

（2）将卷状玻璃纤维布设置于成型机的送料辊上；

（3）将步骤（1）中的多束碳纤维束拉至成型机的针排与玻璃纤维布之间；

（4）启动成型机，将多束碳纤维束相隔缝制于玻璃纤维布上，制成电热芯片半成品；

（5）步骤（4）中所得电热芯片半成品经由成型机输送至加热装置，依次经过上加热辊和下加热辊后被烫平；

（6）烫平后的电热芯片在收料装置的压辊作用下卷绕于卷筒上，完成电热芯片的成型。

本发明实施例还提供一种风力发电机电热融冰转子叶片，包括外蒙皮玻璃钢层、芯材和内蒙皮玻璃钢层，所述外蒙皮玻璃钢层和芯材之间设置有所述的电热芯片。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

上述方案中，将碳纤维束用成型机缝制于玻璃纤维布上，制造工艺简单，一体性强；本发明的电热芯片，由玻璃纤维布和碳纤维组成，不包含金属，符合转子叶片的材质要求；玻璃纤维布具有高渗透率，将电热芯片灌注在转子叶片中时，能够满足转子叶片的灌注工艺要求，制成的电热融冰转子叶片能够利用碳纤维通电后产生的热能，防止转子叶片结冰。

附图说明

图1为本发明实施例一中电热芯片的结构示意图；

图2为本发明实施例一中成型装置的结构示意图；

图3为本发明实施例一中供料架的俯视图；

图4为本发明实施例一中加热装置处的俯视图；

图5为实施例一中托线机构的结构示意图；

图6为图5中A处的局部放大图；

图7为实施例一中穿面线机构的结构示意图；

图8为图7中B处的局部放大图；

图9为实施例一中梭子传动机构的结构示意图；

图10为梭子传动机构中梭排轴带动梭排往复运动的示意图；

图11为实施例一中车针传动机构的结构示意图；

图12为车针传动机构中针排轴带动针轴上下往复运动的示意图；

图13为实施例一中第一种针尺支架的结构示意图；

图14为实施例一中第二种针尺支架的结构示意图；

图15为本发明实施例一中转子叶片的结构示意图；

图16为图15中A处的局部放大图。

附图标记说明：

1、碳纤维束；

2、玻璃纤维布；

3、成型机；

4、供料架；40、滚动轴；

5、加热装置；50、上加热辊；51、下加热辊；

6、收料装置；60、卷筒；61、压辊；

13、电热芯片；

14、外蒙皮玻璃钢层；

15、芯材；

16、内蒙皮玻璃钢层；

1-1、线架；1-100、线柱；1-110、过线架；

1-2、线架支架；

1-3、横梁；

1-4、螺钉；

1-5、前线架撑杆；

1-6、后线架撑杆；

1-7、前卷布辊；1-700、前卷布轮；1-701、驱动轮；

1-8、后卷布辊；1-800、后卷布轮；

1-9、皮带；

1-10、过渡轮；

1-11、线轴；

1-12、弹簧；

1-13、机身；

2-20、导线杆；

2-3、上过线架；

2-4、压线器；

2-5、摆线架；2-50、摆线杆；2-51、摆块；2-52、摆线孔；

2-6、下过线架；2-60、前过线孔；2-61、后过线孔；

2-7、车针；

2-8、面线；

3-1、主轴；

3-2、梭床轴；

3-3、梭排座；

3-4、偏心轮；

3-5、连杆；

3-6、梭床摆臂；

3-7、梭排轴；

3-8、梭床传动架；

3-9、固定圈；

3-10、梭排；

3-11、梭子；

3-12、大轴承；

3-13、电动机；

3-14、皮带；

3-15、针排轴；

4-3、偏心轮；

4-4、连杆；

4-5、偏心轮摆臂；

4-6、针排摆臂；

4-7、针排连杆；

4-8、针轴；

4-9、针排座；

4-10、针排；

5-1、针尺；

5-2、针槽；

5-4、螺钉；

5-5、纺线；

5-6、针尺；

5-7、螺钉；

5-8、针槽；

5-10、纺线。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

如图1所示，本发明提供一种风力发电机电热融冰转子叶片用电热芯片，包括厚度为0.4～0.8cm的玻璃纤维布2，该玻璃纤维布2上缝设有碳纤维束1，所述碳纤维束1采用12～36K的碳纤维束。

所述玻璃纤维布2上相隔缝设有至少二束并行排布的碳纤维束1，所述至少2束碳纤维束1之间的间距根据实际应用中发热量的需要而定，本实施例中，碳纤维束1之间的间距设置为1～2cm。

如图15、图16所示，本发明实施例还提供一种风力发电机电热融冰转子叶片，包括外蒙皮玻璃钢层14、芯材15和内蒙皮玻璃钢层16，所述外蒙皮玻璃钢层14和芯材15之间设置有所述的电热芯片13。

其中，所述电热芯片13的厚度为1.8～2.2mm；所述外蒙皮玻璃钢层16的厚度为3～5mm；所述芯材14的厚度为8～50mm；所述芯材14的内侧为厚3～5mm的内蒙皮玻璃钢层16。

如图2和图3所示，本发明实施例还提供一种风力发电机电热融冰转子叶片用电热芯片的成型装置，包括成型机3、设于所述成型机3前方的供料架4、依次设于所述成型机3后方的加热装置5和收料装置6，所述供料架4上设有至少二个滚动轴40，如图3所示，每一所述滚动轴40上缠绕有一根所述碳纤维束；优选地，所述滚动轴40为32个。

本实施例中，所述成型机3选用多针成型机，该多针成型机的送料辊上卷绕有所述玻璃纤维布2。

再如图2所示，所述多针成型机上设有托线机构、穿面线机构、梭子传动机构、车针传动机构以及针尺支架。

如图5、图6所示，所述托线机构包括线架1-1和两个线架支架1-2，两个所述线架支架1-2分别通过4只M10螺钉1-4固定连接于所述多针成型机的横梁1-3的左、右两端。

每一所述线架支架1-2的上方可分离式连接有线架撑杆，所述线架1-1设于两所述线架撑杆之间，且其左、右端通过弹簧1-12对应地与两所述线架撑杆固定连接。

所述线架撑杆由前后设置的前线架撑杆1-5和后线架撑杆1-6组成，且所述前线架撑杆1-5短于后线架撑杆1-6,。

所述前线架撑杆1-5和后线架撑杆1-6分别通过弹簧1-12与所述线架1-1的端部固定连接。

所述线架1-1上固设有m行n列用于支撑线轴1-11的线柱1-100，m和n的竖直根据实际情况而定。

所述线架1-1的背侧设有过线架1-110，见图6。

如图5所示，所述线架支架1-2上横置有前卷布辊1-7和后卷布辊1-8，所述前卷布辊1-7上设有前卷布轮1-700，所述后卷布辊1-8上设有后卷布轮1-800，一皮带1-9卷绕于所述前卷布轮1-700和后卷布轮1-800上。

所述前卷布辊1-7上还设有驱动轮1-701，该驱动轮1-701位于所述前卷布轮1-700的外侧，所述多针成型机的机身1-13上设有过渡轮1-10，所述驱动轮1-701和过渡轮1-10之间带传动连接。

如图7、图8所示，所述穿面线机构设于线轴1-11和车针2-7之间，所述线轴1-11设于线架1-1上，所述线架1-1前侧固设有位于所述线轴1-11上方的导线杆2-20。

所述穿面线机构包括设于所述线架1-1背侧的上过线架2-3、设于所述线架1-1下方的压线器2-4、摆线架2-5和下过线架2-6。

所述下过线架2-6设于摆线架2-5的下方，所述下过线架2-6上设有前过线孔2-60和后过线孔2-61。

所述摆线架2-5由摆线杆2-50和摆块2-51组成，所述摆块2-51与所述多针成型机的机身转动连接，所述摆块2-51上设有滑孔，所述摆线杆2-50的一端滑设于该滑孔内，所述摆线杆2-50的另一端设有摆线孔2-52。

自所述线轴1-11引出的所述面线2-8绕过所述导向杆2-20后，依次经上过线架2-3、压线器2-4、前过线孔2-60、摆线孔2-52和后过线孔2-61后穿于所述车针2-7上。

如图9、图10所示，所述梭子传动机构包括设于所述多针成型机的机架上的主轴3-1、梭床轴3-2和梭排座3-3，所述梭床轴3-2通过数个大轴承3-12支撑于多针成型机的机架上。

所述多针成型机的机架上还设有电动机3-13，该电动机3-13的输出轴上设有主皮带轮，所述主轴3-1上设有从皮带轮，所述主皮带轮和从皮带轮通过皮带3-14传动连接。

所述多针成型机的机架上还设有针排轴3-15，与所述梭床轴3-2共用所述主轴3-1驱动。

所述主轴3-1上安装有偏心轮3-4，连杆3-5的一端设有第一外壳，另一端设有第二外壳，所述第一外壳套设于所述偏心轮4的外周。

所述梭床轴3-2上固设有梭床摆臂3-6，该梭床摆臂3-6上固设有与所述梭床轴3-2平行的短轴，所述第二外壳套设于所述短轴的外侧。

所述梭排座3-3上滑设有梭排轴3-7，所述梭床轴3-2上还设有梭床传动架3-8，该梭床传动架3-8上设有卡口，其内两侧设有两个小轴承，所述梭排轴3-7的端部通过两个固设于其上、位于所述卡口两侧的固定圈3-9卡设于所述卡口内。

所述梭排轴3-7上固接有梭排3-10，所述梭排3-10上设有复数条梭条，每一所述梭条由复数个梭子3-11组成。

如图11、图12所示，所述车针传动机构包括设于所述多针成型机的机架上的主轴3-1和针排轴3-15，所述针排轴3-15通过复数个轴承安装在所述多针成型机的机架上。

所述主轴3-1上设有偏心轮4-3，连杆4-4的一端设有外壳，所述外壳套设于所述偏心轮4-3的外围，所述连杆4-4的另一端与固设于所述针排轴3-15上的偏心轮摆臂4-5连接。

所述针排轴3-15上还固设有针排摆臂4-6，所述针排摆臂4-6与针排连杆4-7的一端转接，所述针排连杆4-7的另一端连接针轴4-8。

所述针轴4-8的下端通过针排座4-9与针排4-10固定连接，所述针排4-10上设有复数根车针2-7。

如图13所示的第一种针尺支架，包括针尺5-1，其上固设有复数个螺钉5-4，每相邻两个所述螺钉5-4之间的间隙构成针槽5-2，每一所述针槽5-2的左、右两侧各设有一定针槽，即每一所述螺钉5-4的头部与所述针尺5-1之间的间隙构成所述定针槽。

每一所述针槽5-2内设有一根车针2-7，所述车针2-7的头部距针尺5-1顶部0～3mm，所述针槽5-2的宽度为5～7mm，便于安装、调试车针。

每一所述车针2-7固设于与之对应的所述针槽5-2的同侧的定针槽内。

所述车针2-7上设有针线孔，所述针线孔的面向所述针槽5-2中心线的一端为进线端，另一端为出线端。

每一所述车针2-7固设于与之对应的所述针槽5-2的右侧的定针槽内，所述针线孔的左端为进线端，右端为出线端，即纺线5-5从针线孔的左端穿入，右端穿出。

如图14所示的第二种针尺支架，包括针尺5-6，其上固设有复数对螺钉5-7，每对的两所述螺钉5-7之间的间隙构成针槽5-8，每一所述针槽5-8的左、右两侧各设有一定针槽，每一所述螺钉5-7的头部与所述针尺5-6之间的间隙构成所述定针槽。

每一所述针槽5-8内设有两根分居于两所述定针槽内的车针2-7，所述车针2-7的头部距针尺5-6顶部0～3mm，所述针槽5-8的宽度为5～7mm，便于安装、调试车针。

所述车针5-9上设有针线孔，所述针线孔的面向所述针槽5-8中心线的一端为进线端，另一端为出线端，即位于左侧的车针上的纺线5-10从针线孔的右端穿入，左端穿出；位于右侧的车针上的纺线5-10从针线孔的左端穿入，右端穿出。

如图2所示，所述加热装置5由旋转方向相反的上加热辊50和下加热辊51组成，所述上加热辊50和下加热辊51内均设有加热元件。

如图4所示，所述收料装置6由前后设置的卷筒60和压辊61构成，成型后的电热芯片卷绕于所述卷筒60上。

本发明实施例还提供一种利用上述成型装置制造风力发电机电热融冰转子叶片用电热芯片的成型方法，包括如下步骤：

S01、将碳纤维束对应地缠绕于供料架的滚动轴上；

S02、将卷状玻璃纤维布设置于成型机的送料辊上；

S03、将步骤S01中的碳纤维束后拉至成型机的针排与玻璃纤维布之间；

S04、启动成型机，将多束碳纤维束相隔缝制于玻璃纤维布上，制成电热芯片半成品；

S05、步骤S04中所得电热芯片半成品经由成型机输送至加热装置，依次经过上加热辊和下加热辊后被烫平；

S06、烫平后的电热芯片在压辊的作用下紧实地卷绕于卷筒上，完成电热芯片的成型。

以上所述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，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进或替换，这些改进或替换也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种风力发电机电热融冰转子叶片用电热芯片，其特征在于，所述电热芯片包括玻璃纤维布，该玻璃纤维布上缝设有碳纤维束。

2.根据权利要求1所述的风力发电机电热融冰转子叶片用电热芯片，其特征在于，所述玻璃纤维布上相隔缝设有至少二束碳纤维束。

3.根据权利要求2所述的风力发电机电热融冰转子叶片用电热芯片，其特征在于，所述玻璃纤维布的厚度为0.4～0.8cm，所述至少二束碳纤维束之间的间隔为1～2cm；所述碳纤维束采用12～36K的碳纤维束。

4.一种如权利要求1～3中任一项所述的风力发电机电热融冰转子叶片用电热芯片的成型装置，其特征在于，包括成型机、设于所述成型机前方的供料架、依次设于所述成型机后方的加热装置和收料装置，所述供料架上设有复数个滚动轴，所述滚动轴上缠绕有碳纤维束。

5.根据权利要求4所述的风力发电机电热融冰转子叶片用电热芯片的成型装置，其特征在于，所述成型机选用多针成型机，该多针成型机的送料辊上卷绕有玻璃纤维布。

6.根据权利要求4所述的风力发电机电热融冰转子叶片用电热芯片的成型装置，其特征在于，所述加热装置由上加热辊和下加热辊组成，所述上加热辊和下加热辊内均设有加热元件。

7.根据权利要求4所述的风力发电机电热融冰转子叶片用电热芯片的成型装置，其特征在于，所述收料装置由前后设置的卷筒和压辊构成，成型后的所述电热芯片卷绕于所述卷筒上。

8.一种利用如权利要求1～3中任一项所述的风力发电机电热融冰转子叶片用电热芯片的成型方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）将碳纤维束对应地缠绕于供料架的滚动轴上；

（2）将卷状玻璃纤维布设置于成型机的送料辊上；

（4）启动成型机，将多束碳纤维束缝制于玻璃纤维布上，制成电热芯片半成品；

（6）烫平后的电热芯片在压辊的作用下卷绕于卷筒上，完成电热芯片的成型。

9.一种风力发电机电热融冰转子叶片，包括外蒙皮玻璃钢层、芯材和内蒙皮玻璃钢层，其特征在于，所述外蒙皮玻璃钢层和芯材之间设置有如权利要求1-3任一项所述的电热芯片。