CN104742381B - 一种风电叶片预埋螺栓套端头的密封结构及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种风电叶片预埋螺栓套端头的密封结构及方法，以螺栓套本身为模具，将螺栓套一端外壁缠绕隔离物，并将该端对齐置于一开口容器中，之后在开口容器中加入事先调配好的树脂，树脂沿开口容器底壁的空隙进入螺栓套内部，树脂固化成型后在螺栓套内部成型螺栓套堵头，同步完成密封堵头的制造和装配，以提高预埋螺栓套端头密封操作的方便性，适应性和可靠性，克服了现有技术的缺点和不足。

Description

一种风电叶片预埋螺栓套端头的密封结构及方法

技术领域

本发明涉及一种螺栓套端头的制备方法，尤其涉及一种风电叶片预埋螺栓套端头的密封结构及方法，该方法以螺栓套本身为模具，在其内部成型螺栓套堵头。

背景技术

风力发电作为一种清洁能源已经越来越多地受到社会关注。作为风力发电机的主要部件之一——转子叶片，随着风电行业的发展也在不断的更新完善。这些年新型叶片的长度不断增加，长叶片已达到80米以上。叶片长度越长，其重量也越大，对于叶片根部与整机连接的可靠性要求也越高。

目前风力发电机转子叶片的根部连接部件主要有两种，一种是预埋螺栓套，它是在生产叶片过程中预先放置在叶片根部与叶片一体成型；另一种是T型螺栓，它是在叶片成型后通过根部打孔然后装入。预埋螺栓套作为叶片根部连接部件中主要的一种，其应用也越来越多。目前叶片的生产方式主要有真空辅助树脂传递模塑成型工艺和预浸料成型工艺,使用的主要原材料是树脂、增强织物、芯材、结构胶和涂料等。对于真空辅助树脂传递模塑成型，其工艺过程一般是先在模具上铺放增强织物，再铺放芯材、预制件、预埋螺栓套等，再铺放增强织物及真空辅材，最后真空吸注树脂，加热固化树脂成型。预埋螺栓套也参与到真空吸注树脂和加热固化成型过程中，如果其端头密封不良，一方面会让空气经由螺栓套进入到叶片根部，导致成型后叶片根部发白，影响产品质量；另一方面树脂会进入到预埋螺栓套内部，固化后极难清理，若不清理将无法装入连接螺栓，影响其使用。现有的螺栓套密封方式是采用预先制造的专用堵头，这种堵头有机加工的金属堵头和注塑成型的塑料堵头等。这些堵头一般带有螺纹，使用时拧入螺栓套的端部，配合使用密封胶或橡胶密封圈，起到密封的作用。

现用的螺栓套专用堵头在使用的过程中较易出现密封不良的问题，主要与堵头尺寸加工精度，密封圈或密封胶的质量以及工人的操作有关。这种密封方式操作较复杂，堵头一般是不透明体，有问题时也不易被发现，可靠性不易保证。其次，对于专用螺栓套堵头，不同型号尺寸的螺栓套需要使用不同的堵头，涉及到加工图纸的变更，对于塑料堵头还需要使用不同的模具，涉及到重新开模等问题。再次，堵头需要找专门的生产商生产，有问题时不容易更换，供应不足时会影响整个叶片的生产。

发明内容

针对现有技术以上这些问题，本发明旨在提供一种全新的风电叶片预埋螺栓套端头的密封结构及方法，以螺栓套本身为模具，在其内部成型螺栓套堵头，同步完成密封堵头的制造和装配，以提高预埋螺栓套端头密封操作的方便性，适应性和可靠性。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案如下：

一种风电叶片预埋螺栓套端头的密封方法，其特征在于，所述密封方法包括以下步骤：

SS1.准备一水平放置的开口容器，所述开口容器包括容器主体1和溢流口2，所述容器主体1的底壁等厚且其内表面是平坦的，所述溢流口2设置在所述容器主体1的靠近开口的侧壁上，所述溢流口2的高度根据风电叶片预埋螺栓套端头密封段的长度设定；

SS2.准备若干风电叶片预埋螺栓套，将各风电叶片预埋螺栓套的端头外侧表面使用隔离物缠绕；

SS3.在所述开口容器的底壁铺放导流介质和脱模辅助介质，然后放入步骤SS2中准备好的风电叶片预埋螺栓套，各风电叶片预埋螺栓套缠绕隔离物的一端贴近所述开口容器的底壁；

SS4.将风电叶片预埋螺栓套放置完成后，在所述开口容器中加入事先调配好的树脂，树脂沿铺放在所述开口容器底壁的导流介质中的空隙进入各风电叶片预埋螺栓套内部；

SS5.使步骤SS4中的树脂固化成型，进入风电叶片预埋螺栓套内部的树脂固化成型后成为螺栓套的堵头；

SS6.从所述开口容器中取出各风电叶片预埋螺栓套，依次去除风电叶片预埋螺栓套外壁的固化树脂和缠绕隔离物，至此风电叶片预埋螺栓套堵头的制造和装配同步完成。

本发明的开口容器1带溢流口2，当加入的树脂液体的高度超过溢流口2时，树脂从溢流口2中流出，以保持开口容器中的树脂液体始终在同一高度。溢流口2的高度根据螺栓套端头密封段长度设定，以保证螺栓套内树脂固化后有足够的抗压强度，同时保证螺栓套内供螺栓连接用的螺纹段有效长度。

优选地，所述开口容器采用疏水性材料制造，如聚四氟乙烯(PTFE)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等。这样的材料与树脂的界面粘接力弱，树脂固化后易于清除容器中残留的树脂，以备下一次使用。

优选地，所述开口容器的内壁铺设有疏水性膜，使树脂不直接接触容器内壁，树脂固化后可直接脱除疏水性膜和残留的树脂。

优选地，步骤SS2中缠绕风电叶片预埋螺栓套的隔离物为胶带或其它类似隔离物。胶带起隔离树脂和螺栓套外壁的作用，以便于树脂固化后胶合在一起的螺栓套分离。优选地，胶带宜选用与树脂界面粘结力弱的材质，如普通透明胶带等。

优选地，步骤SS3中，铺放在所述开口容器底部的导流介质为导流网，脱模辅助介质为脱模布或带孔隔离膜等。导流介质提供螺栓套与容器底部接触面中的空隙，便于树脂进入螺栓套内部。脱模辅助介质，起隔离螺栓套底部与导流介质的作用，便于树脂固化后分离。

优选地，步骤SS4中的树脂为热固性液态树脂。

优选地，所述热固性液态树脂为环氧树脂、不饱和聚酯树脂或乙烯基树脂。

优选地，步骤SS5中，对于需加热固化的热固性液态树脂，可以选用适当的加热设备加热固化，如在容器底部放置电热毯或使用热风机等；对于室温固化的热固性液态树脂，直接放置固化即可。树脂固化后为透明体，方便检查密封效果和缺陷。为提高树脂的耐热性，挑选出密封良好的螺栓套放入烘箱内加热后固化。

一种可能的替代方案是，在制作容器时，容器底部内侧设计成带有凹凸不平的颗粒表面，可以不使用导流介质，而直接使用脱模辅助介质。

根据本发明的另一方面，还提供了一种根据本发明的上述方法所制备的风电叶片预埋螺栓套，其堵头由树脂直接固化形成在螺栓套一端的内壁空腔中。

不同于先制造堵头再装配的常规方式，本发明的风电叶片预埋螺栓套端头的密封结构及方法，以螺栓套本身为模具，使用液态热固性树脂密封螺栓套，在其内部成型螺栓套堵头，同步完成密封堵头的制造和装配，以提高预埋螺栓套端头密封操作的方便性，适应性和可靠性。此外，树脂固化后为透明体，方便检查密封效果和缺陷。在成形堵头的过程中，使用带溢流口的容器，保证螺栓套内密封段的长度。

与现有专用的螺栓套堵头相比，本发明的风电叶片预埋螺栓套端头的密封结构及方法，主要有以下几个优点：1)对于专用螺栓套堵头，不同型号尺寸的螺栓套需要使用不同的堵头，涉及到加工图纸的变更，对于塑料堵头还需要使用不同的模具，涉及到重新开模等问题。本发明不需要考虑螺栓套的尺寸，适用性强，对于不同型号的螺栓套均可使用。2)本发明螺栓套堵头的制造和装配同步完成，避免专用堵头使用时所需的人工装配相关工序，简单方便。3)所使用的树脂固化后为透明体，方便检查密封效果和缺陷，保证密封的可靠性。4)树脂可以选用叶片生产用树脂，叶片生产过程中因配料过多而剩下的树脂可以用于螺栓套的密封，减少浪费，降低成本。

附图说明

图1为本发明中制备螺栓套所使用的开口容器，其中A为开口容器的侧剖图，B为俯视图；

图2为外壁缠绕隔离物的风电叶片预埋螺栓套；

图3为将多个螺栓套放置于开口容器的示意图，其中A为侧视图，B为俯视图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。

如图1至3所示，本发明在制备风电叶片预埋螺栓套端头的堵头时，以螺栓套本身为模具，在其内部成型螺栓套堵头，同步完成密封堵头的制造和装配，以提高预埋螺栓套端头密封操作的方便性，适应性和可靠性。具体制备过程如下：

首先，如图1所示，准备一水平放置的开口容器10，开口容器10包括容器主体11和溢流口12，容器主体11的底壁等厚且其内表面是平坦的，溢流口12设置在容器主体11的靠近开口的侧壁上，溢流口12的高度根据风电叶片预埋螺栓套20的端头密封段的长度设定。

其次，如图2所示，准备若干风电叶片预埋螺栓套20，将各风电叶片预埋螺栓套20的端头外侧表面使用隔离物21缠绕。之后，如图3所示，在开口容器10的底壁铺放导流介质5和脱模辅助介质4，然后放入准备好的风电叶片预埋螺栓套20，各风电叶片预埋螺栓套20的缠绕隔离物的一端贴近开口容器10的底壁。将风电叶片预埋螺栓套20放置完成后，在开口容器10中加入事先调配好的树脂，树脂沿铺放在开口容器10底壁的导流介质5中的空隙进入各风电叶片预埋螺栓套20内部。之后脂固化成型，进入风电叶片预埋螺栓套20内部的树脂固化成型后成为螺栓套的堵头。最后，从开口容器10中取出各风电叶片预埋螺栓套20，依次去除风电叶片预埋螺栓套20外壁的固化树脂和缠绕隔离物21，至此风电叶片预埋螺栓套20的堵头的制造和装配同步完成。

本发明的开口容器10带溢流口12，当加入的树脂液体的高度超过溢流口12时，树脂从溢流口12中流出，以保持开口容器10中的树脂液体始终在同一高度。溢流口12的高度根据螺栓套20的端头密封段长度设定，以保证螺栓套20内树脂固化后有足够的抗压强度，同时保证螺栓套内供螺栓连接用的螺纹段有效长度。

开口容器10采用疏水性材料制造，如聚四氟乙烯(PTFE)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等。这样的材料与树脂的界面粘接力弱，树脂固化后易于清除容器中残留的树脂，以备下一次使用。开口容器10的内壁铺设有疏水性膜，使树脂不直接接触容器内壁，树脂固化后可直接脱除疏水性膜和残留的树脂。

缠绕风电叶片预埋螺栓套20的隔离物21为胶带或其它类似隔离物。胶带起隔离树脂和螺栓套外壁的作用，以便于树脂固化后胶合在一起的螺栓套分离。优选地，胶带宜选用与树脂界面粘结力弱的材质，如普通透明胶带等。

铺放在开口容器10底部的导流介质5为导流网，脱模辅助介质4为脱模布或带孔隔离膜等。导流介质提供螺栓套与容器底部接触面中的空隙，便于树脂进入螺栓套内部。脱模辅助介质，起隔离螺栓套底部与导流介质的作用，便于树脂固化后分离。

对于需要加热固化的树脂，可以选用适当的加热设备加热固化，如在容器10底部放置电热毯或使用热风机等。对于室温固化的树脂，直接放置固化即可。树脂固化后为透明体，方便检查密封效果和缺陷。为提高树脂的耐热性，挑选出密封良好的螺栓套20放入烘箱内加热后固化。

一种可能的替代方案是，在制作容器10时，容器底部内侧设计成带有凹凸不平的颗粒表面，可以不使用导流介质，而直接使用脱模辅助介质。

不同于先制造堵头再装配的常规方式，本发明的风电叶片预埋螺栓套端头的密封结构及方法，以螺栓套本身为模具，使用液态热固性树脂密封螺栓套，在其内部成型螺栓套堵头，同步完成密封堵头的制造和装配，以提高预埋螺栓套端头密封操作的方便性，适应性和可靠性。此外，树脂固化后为透明体，方便检查密封效果和缺陷。

本书面说明书使用示例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使得本领域的任何技术人员能够实践本发明，包括制作和使用任何装置或系统以及执行任何结合的方法。本发明可被授予专利的范围通过权利要求书限定，并且可包括由本领域技术人员想到的其它示例。如果此类其它示例具有与权利要求书的文字语言并无不同的结构元件，或者它们包括与权利要求书的文字语言无本质区别的等价结构元件，则此类其它示例意图处在权利要求书的范围内。

Claims (8)

1.一种风电叶片预埋螺栓套端头的密封方法，其特征在于，所述密封方法包括以下步骤：

SS1.准备一水平放置的开口容器，所述开口容器包括容器主体和溢流口，所述容器主体的底壁等厚且其内表面是平坦的，所述溢流口设置在所述容器主体的靠近开口的侧壁上，所述溢流口的高度根据风电叶片预埋螺栓套端头密封段的长度设定；

SS2.准备若干风电叶片预埋螺栓套，将各风电叶片预埋螺栓套的端头外侧表面使用隔离物缠绕；

SS3.在所述开口容器的底壁铺放导流介质和脱模辅助介质，然后放入步骤SS2中准备好的风电叶片预埋螺栓套，各风电叶片预埋螺栓套缠绕隔离物的一端贴近所述开口容器的底壁；

SS4.将风电叶片预埋螺栓套放置完成后，在所述开口容器中加入事先调配好的树脂，树脂沿铺放在所述开口容器底壁的导流介质中的空隙进入各风电叶片预埋螺栓套内部；

SS5.使步骤SS4中的树脂固化成型，进入风电叶片预埋螺栓套内部的树脂固化成型后成为螺栓套的堵头；

SS6.从所述开口容器中取出各风电叶片预埋螺栓套，依次去除风电叶片预埋螺栓套外壁的固化树脂和缠绕隔离物，至此风电叶片预埋螺栓套堵头的制造和装配同步完成。

2.根据权利要求1所述的密封方法，其特征在于，所述开口容器采用聚四氟乙烯(PTFE)、聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)制造。

3.根据权利要求1所述的密封方法，其特征在于，步骤SS2中缠绕风电叶片预埋螺栓套的隔离物为胶带。

4.根据权利要求3所述的密封方法，其特征在于，胶带选用与树脂界面粘结力弱的材质。

5.根据权利要求1所述的密封方法，其特征在于，步骤SS3中，铺放在所述开口容器底部的导流介质为导流网，脱模辅助介质为脱模布或带孔隔离膜。

6.根据权利要求1所述的密封方法，其特征在于，步骤SS4中的树脂为热固性液态树脂或室温固化液态树脂。

7.根据权利要求6所述的密封方法，其特征在于，所述热固性液态树脂为环氧树脂、不饱和聚酯树脂或乙烯基树脂。

8.一种风电叶片预埋螺栓套端头的密封方法，其特征在于，所述密封方法包括以下步骤：

SS1.准备一水平放置的开口容器，所述开口容器包括容器主体和溢流口，所述容器主体的底壁等厚且其内表面为带有凹凸不平的颗粒表面，所述溢流口设置在所述容器主体的靠近开口的侧壁上，所述溢流口的高度根据风电叶片预埋螺栓套端头密封段的长度设定；

SS2.准备若干风电叶片预埋螺栓套，将各风电叶片预埋螺栓套的端头外侧表面使用隔离物缠绕；

SS3.在所述开口容器的底壁铺放脱模辅助介质，然后放入步骤SS2中准备好的风电叶片预埋螺栓套，各风电叶片预埋螺栓套缠绕隔离物的一端贴近所述开口容器的底壁；

SS4.将风电叶片预埋螺栓套放置完成后，在所述开口容器中加入事先调配好的树脂，树脂从所述开口容器底壁的空隙进入各风电叶片预埋螺栓套内部；

SS5.使步骤SS4中的树脂固化成型，进入风电叶片预埋螺栓套内部的树脂固化成型后成为螺栓套的堵头；

SS6.从所述开口容器中取出各风电叶片预埋螺栓套，依次去除风电叶片预埋螺栓套外壁的固化树脂和缠绕隔离物，至此风电叶片预埋螺栓套堵头的制造和装配同步完成。