CN103878988B - 一种用于制造风叶大梁的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于制造风叶大梁的装置及方法。其中，用于制造风叶大梁的装置包括：第一模具部件，包括彼此连接的第一垂直部分和第一水平部分；第二模具部件，包括设置在第一水平部分上且平行于第一垂直部分延伸的第二垂直部分；密封膜，用于密封式覆盖在第一模具部件和第二模具部件上，从而共同形成了成型腔。其中，用于制造风叶大梁的预成型体布置在成型腔内，并且预成型体的侧边分别由第一和第二垂直部分限定。根据本发明的用于制造风叶大梁的装置，能够有效地避免密封膜残留在玻纤布层之间，由此消除夹杂情况的出现。

Description

一种用于制造风叶大梁的装置及方法

技术领域

本发明涉及用于制造风叶大梁的装置及方法，该风叶大梁尤其应用在风力发电机组中。

背景技术

随着人文和科技的发展，清洁能源的概念已经深入人心，使得太阳能、风能、地热能和海洋能等得到足够的重视和发展。其中，能够有效应用风能的风力发电机组也得到了良好的发展。在风力发电机组中，风叶大梁是叶片的主要承载部件，能够提供给叶片足够的刚度及强度，以保证叶片能够正常使用。

目前，通常采用真空灌注工艺制作风叶大梁。以下参照图1叙述该方法，把承载有脱模材料的袋膜22密封式覆盖到铺设有多层玻纤布23的模具21上，然后将其内部抽成真空，向其内部注入胶液（例如树脂），并使其固化并形成风叶大梁。然而，这种方法缺点是，在抽真空的过程中，袋膜22将紧密地贴合于多层玻纤布23的侧边，容易致使袋膜22夹杂在玻纤布层之间，如图1中G处所示。这种情况下，胶液在固化过程后会把被夹的袋膜22残留在玻纤布层之间，从而造成夹杂。为了保证风叶大梁的质量，就需要使用切割机切除该夹杂的物质。但是，切除工序又会带来更不好的影响，如存在切伤风叶大梁的隐患、切除后的风叶大梁的强度降低，以及切割过程产生的粉尘会对人体造成伤害等。

发明内容

本发明为了解决上述部分或全部技术问题，本发明提供一种风叶大梁的制作装置及其使用方法，能够有效地避免袋膜（即本发明的密封膜）残留在玻纤布层之间，由此消除夹杂情况的出现。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于制造风叶大梁的装置，包括：第一模具部件，包括彼此连接的第一垂直部分和第一水平部分；第二模具部件，包括设置在第一水平部分上且平行于第一垂直部分延伸的第二垂直部分；密封膜，用于密封式覆盖在第一模具部件和第二模具部件上，从而共同形成了成型腔。其中，用于制造风叶大梁的预成型体布置在成型腔内，并且预成型体的侧边分别由第一和第二垂直部分限定。

在一个实施例中，第二模具部件还包括分别从第二垂直部分的两端朝相反方向延伸的第三水平部分和第四水平部分。其中，第三水平部分部分地限定成型腔的顶部，第四水平部分用于与第一水平部分相接合。

在一个实施例中，第二模具包括依次叠加的隔离层、阻胶层和支撑层，其中隔离层与成型腔相接触。优选地，隔离层由尼龙材料制成，阻胶层PVC或PE材料制成，支撑层由玻璃纤维编织材料制成。

在一个实施例中，在第三水平部分的端头处，隔离层、阻胶层和支撑层的水平长度依次递减。

在一个实施例中，在密封膜上设有浇注口。优选地，浇注口通过穿透第二垂直部分的通道与成型腔连通。

根据本发明的第二方面，提供了一种用于制作风叶大梁的方法，包括步骤：把预成型体布置到根据本发明第一方面所述的装置的成型腔内；通过所述装置的浇注口把其成型腔的内部抽成真空状态；再通过浇注口向成型腔内注入液态树脂，并使树脂固化，形成风叶大梁。

在一个实施例中，预成型体是由叠加式铺设在成型腔内的玻纤布来形成的。

在一个实施例中，为了便于调节第二模具部件相对于第一模具部件的位置，真空状态的压力选为-0.03Mpa～0.05Mpa。

根据本发明的用于制造风叶大梁的装置及方法，通过第一垂直部分和第二垂直部分把预成型体的两个侧边限定起来，可以有效地避免密封膜残留在玻纤布层之间，由此消除夹杂情况的出现，进而可以消除因切除工序而带来的不良影响和危害。此外，根据本发明的用于制造风叶大梁的装置及方法，可以适当地修改传统工艺中的模具部件，然后继续使用该模具部件，这样可以有效地节约生产成本，为企业创造更大收益。

根据本发明的用于制造风叶大梁的装置的结构简单，加工方便，生产成本低，使用安全高效，便于实施推广应用。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：

图1显示了现有技术中用于制造风叶大梁的装置；

图2是根据本发明的用于制造风叶大梁的装置的横向截面图；以及

图3是图2所示A处的局部放大图。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

图2是根据本发明的用于制造风叶大梁的装置10的横向截面图。其中，所述的风叶大梁尤其应用在风力发电机组的叶片中。该装置10包括第一模具部件1。第一模具部件1优选由金属材料制成。

如图1所示，第一模具部件1可包括第一垂直部分1a和第一水平部分1b，从而形成一个大致L形的结构。另外，装置10还包括第二模具部件2。第二模具部件2包括设在第一水平部分1b的第二垂直部分2c。第二垂直部分2c平行于第一水平部分1b。除此之外，装置10还包括密封膜4，密封膜4密封式覆盖于第一模具部件1与第二模具部件2上，从而在三者之间形成有成型腔5。成型腔5用于容纳风叶大梁的预成型体3，即叠加式铺设在成型腔5内的玻纤布。通过第一垂直部分1a和第二垂直部分2c把预成型体5的两个侧边限定起来，可以有效地避免密封膜5残留在玻纤布层之间，由此消除夹杂情况的出现，进而可以消除因切除工序而带来的不良影响和危害。

在一个实施例中，密封膜4至少由脱模层和袋膜层组成。脱模层用于与成型腔5相接合，以便于密封膜4脱模；而袋膜层用于与外界相接触，阻止胶注时的胶液外流。其中，脱模层例如由尼龙材料制成，而袋膜层优选由PE或PP材料制成。

需要说明的是，虽然图示出的成型腔5为大致矩形，但是本领域技术人员容易理解，成型腔5的形状应该与风叶大梁的形状大致相同。由此可知，所述的各个垂直部分和水平部分都应理解成大致垂直或平行，其用于与风叶大梁相接触的面应该构造成与风叶大梁的相应部分吻合。

在本实施例中，第二模具部件2还包括分别从第二垂直部分2c的两端朝相反方向延伸的第三水平部分2a和第四水平部分2b。其中，第三水平部分2a部分地限定了成型腔5的顶部，而第四水平部分2b用于与第一水平部分1b相接合。第四水平部分2b与第一水平部分1b例如采用胶接方式连接。由此，可以防止灌注时第二模具部件2出现移位或倾斜，同时还可以便于第二模具部件2从第一模具部件1上拆除。

如图3所示，第二模具部件2可包括依次叠加的隔离层2f、阻胶层2e和支撑层2d。其中，隔离层2f设置成与密封腔5相接触，用于促进脱模。紧邻隔离层2f的阻胶层2e用于阻止胶液向其外侧溢出。最外层的支撑层2d例如设置成与外界相接触，起到支撑隔离层2f和阻胶层2e的作用。然而，由于隔离层2f直接与注入到成型腔5内的胶液相接触，因而隔离层2f应选用脱模材料，例如尼龙材料。阻胶层2e优选由VC或PE材料制成，支撑层2d优选由玻璃纤维布或玻璃纤维编织材料制成。

在一个优选的实施例中，在第三水平部分2a的端头处，隔离层2f、阻胶层2e和支撑层2d的水平长度依次递减。因此，通过这种设置，可以便于第二模具部件2的拆除。

在一个优选的实施例中，隔离层2f由厚度为0.1mm尼龙材料制成，阻胶层2e由厚度约为0.1mm的PVC或PE材料制成，支撑层2d由密度为450～1200g/m²或厚度约为1～2mm的玻璃纤维编织材料制成。

根据本发明，密封膜4通过边缘密封式覆盖在成型腔5的顶部，例如粘接方式来实现连接和密封，以防止灌注时胶液外流或泄露。密封膜4可以完全覆盖第二模具部件2的第三水平部分2a。在密封膜4上可设有浇注口5。浇注口5例如通过穿透第一侧壁3a的通道（未示出）来连通成型腔5，由此从浇注口5进入的胶液能够顺利地进入成型腔5内。所述的通道的构造属于本来技术人员的熟知的，在此不作详细的描述。

根据本发明第二方面，提供了一种用于制作风叶大梁的方法。该方法的具体步骤是：首先，在根据本发明第一方面所述的用于制造风叶大梁的装置的成型腔5内逐层地铺设玻纤布，即预成型体3；然后，通过浇注口4把成型腔5内抽成真空状态，促使密封膜4紧紧贴合于处于最顶层的玻纤布；最后，再通过浇注口4向成型腔5内注入液态胶液（例如树脂）并使其固化，从而形成风叶大梁。

通过大量实验验证，当真空状态的压力选为-0.03Mpa～0.05Mpa之间时，便于调节第二模具部件2相对于第一模具部件1的位置。

根据本发明的用于制造风叶大梁的装置10及方法，通过第一垂直部分1a和第二垂直部分2c把预成型体5的两个侧边限定起来，可以有效地避免密封膜5残留在玻纤布层之间，由此消除夹杂情况的出现，进而可以消除因切除工序而带来的不良影响和危害。此外，根据本发明的用于制造风叶大梁的装置10及方法，可以适当地修改传统工艺中的模具部件，然后继续使用该模具部件，这样可以有效地节约生产成本，为企业创造更大收益。

虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (8)

1.一种用于制造风叶大梁的装置，包括：

第一模具部件，包括彼此连接的第一垂直部分和第一水平部分；

第二模具部件，包括设置在所述第一水平部分上且平行于所述第一垂直部分延伸的第二垂直部分；

密封膜，用于密封式覆盖在所述第一模具部件和第二模具部件上，从而共同形成了成型腔；

其中，用于制造风叶大梁的预成型体布置在所述成型腔内，并且所述预成型体的侧边分别由所述第一和第二垂直部分限定；

其中，第二模具部件还包括分别从所述第二垂直部分的两端朝相反方向延伸的第三水平部分和第四水平部分，其中所述第三水平部分部分地限定所述成型腔的顶部，而第四水平部分用于与第一水平部分相接合；

其中，所述第二模具部件还包括依次叠加的隔离层、阻胶层和支撑层，所述隔离层与成型腔相接触。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，在第三水平部分的端头处，所述隔离层、阻胶层和支撑层的水平长度依次递减。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述隔离层由尼龙材料制成，所述阻胶层PVC或PE材料制成，所述支撑层由玻璃纤维编织材料制成。

4.根据权利要求1到3中任一项所述的装置，其特征在于，在所述密封膜上设有浇注口。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，还包括连通所述浇注口并穿透所述第二垂直部分的通道。

6.一种用于制作风叶大梁的方法，其特征在于，包括步骤：

步骤1，把预成型体布置到在根据权利要求1到5中任一项所述的装置的成型腔内；

步骤2，通过所述装置的浇注口把其所述成型腔的内部抽成真空状态；

步骤3，通过所述浇注口向所述成型腔内注入液态树脂，并使所述树脂固化，形成所述风叶大梁。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在步骤1中，所述预成型体是由叠加式铺设所述成型腔内的玻纤布形成的。

8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述真空度的压力为-0.03Mpa～0.05Mpa。