CN105291299A - 用于脱气的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于脱气的装置和方法，更具体地涉及用于从至少一种可固化材料（2）脱去气态成分的装置（1），所述至少一种可固化材料（2）特别是用于构建复合部件的可固化材料，所述复合部件特别是用于风力涡轮机的转子叶片，所述装置（1）包括至少一个脱气室（3）和至少一个机械分离机构（13），所述至少一个脱气室（3）具有至少一个入口（5）和至少一个出口（7），所述至少一个入口（5）用于将用以构建所述复合部件的可固化材料（2）引入至所述脱气室（3）中，所述可固化材料包含气态成分，所述至少一个出口（7）用于将经脱气的可固化材料（2）从所述脱气室（3）移除；并且所述至少一个机械分离机构（13）其适于机械地分离包含在所述可固化材料（2）内的气态成分，以便将所述气态成分从所述可固化材料（2）释放。

Description

用于脱气的装置和方法

技术领域

本发明涉及一种用于自可固化材料、特别是用于构建复合部件（特别是用于风力涡轮机的转子叶片）的可固化材料脱去气态成分的装置。

背景技术

自可固化材料（即，特别地可固化基体材料，例如，反应型树脂或热固性树脂和/或可固化材料的各自的硬化成分、短型硬化剂）脱去气态成分对于制造复合部件（例如风力涡轮机的转子叶片）而言是特别重要的。

这是基于这样的事实，即包含在各自的可固化材料内的各自的气态成分在复合部件的各自后续制造工艺（即，通常为树脂熔渗或注塑工艺）期间通过在所制造的复合部件中形成气泡可能会造成问题，这使得有必要对所制造的复合部件的进行后处理和/或修复工艺。

用于自可固化材料、特别是用于构建复合部件（特别是用于风力涡轮机的转子叶片）的可固化基体材料脱去气态成分的已知装置是相当复杂和不起作用的。在与脱去比较小的气泡有关时，尤其是这种情况。

发明内容

本发明的目的是提供一种改进的装置，用于自可固化材料、特别是用于构建复合部件（特别是用于风力涡轮机的转子叶片）的可固化基体材料脱去气态成分。

所述目的由如上文所提到的装置来实现，所述装置包括：

－至少一个脱气室，其具有至少一个入口和至少一个出口，所述至少一个入口用于将用以构建所述复合部件的可固化材料引入至所述脱气室中，所述可固化材料包含气态成分，所述至少一个出口用于将经脱气的可固化材料从所述脱气室移除，以及

－至少一个机械分离机构，其适于机械地分离包含在所述可固化材料内的气态成分，以便将所述气态成分从所述可固化材料释放。

所述装置通常允许自可固化材料、特别是用于构建复合部件（特别是用于风力涡轮机的转子叶片）的可固化基体材料脱去气态成分。术语“可固化材料”涉及可固化的且因此可从可固化状态转变至固化状态的任何材料以及/或者可固化材料的各自的任何添加物或任何成分，其包含某些数量的气态成分，即特别地气泡。

因此，各自的可固化材料的可为单或多成分式反应或热固性树脂，例如环氧树脂或聚酯基树脂，其包含某些数量的气态成分，即特别地气泡。可固化材料的各自的添加物或成分可为粘合剂、硬化剂等等，其包含特定量的气态成分，即特别地气泡。

可固化材料可能提供作为给定粘度的液体。因此，气态成分可被包含（即被分散）在液体内。可固化材料还可能提供作为气溶胶或泡沫，特别是在低压或真空分别地施加在脱气室内时。因此，气态成分可分别地包含在气溶胶或泡沫内。

所述装置包括至少一个脱气室。所述脱气室可为中空的柱形部件。脱气室通常包括用于将可固化材料脱气的至少一个内体积，即在所述至少一个内体积中可实施使可固化材料脱气。

脱气室设置有至少一个入口和至少一个出口，所述入口用于将构建复合部件的可固化材料引入至脱气室中，所述可固化材料包含气态成分，所述至少一个出口用于将经脱气的可固化材料自脱气室移除。因此，待脱气的可固化材料可经由各自的入口引入至脱气室的内体积内。相应地，经脱气的可固化材料通常至少从设置有（一个或多个）入口的脱气室的内部分穿过至设置有（一个或多个）出口的脱气室的内部分，所述经脱气的可固化材料可自脱气室的内体积通过各自的出口而被移除。各自的入口通常配置在脱气室的上部或顶部，然而各自的出口通常配置在脱气室的下部或底部。

脱气室可设置成低压或真空室。因此，低压（即低于大气压力的压力）或真空可产生在脱气室内。在任一情况下，装置可与至少一个真空产生机构连接或包括该机构，其适于在脱气室内产生低于大气压力的压力，特别是真空。

装置还包括至少一个机械分离机构，其适于机械地分离包含在可固化材料内的气态成分，以便将气态成分自可固化材料释放。所述机械分离机构起到释放包含在可固化材料内的气态成分的作用。释放包含在可固化材料内的气态成分基于将机械力，特别是剪切力引入至可固化材料中，特别地，机械力允许破坏可固化材料的表面张力，从而形成了不同大小的气泡，所述气泡可容易地自可固化材料移除并且释放至脱气室的内体积。换言之，包含在可固化材料内的各自的气态成分借助于机械分离机构被机械地分离或破裂，以便自可固化材料释放。

可借助于至少一个气体排气道来实施移除自可固化材料释放的各自的气态成分，用于自脱气室移除由可固化材料释放的气态成分。因此，脱气室优选设置有至少一个气体排气道，用于自脱气室移除由可固化材料释放的气态成分。

根据示例性实施例，机械分离机构构建成喷嘴，特别是雾化喷嘴，其适于机械地分离包含在可固化材料内的气态成分，或者所述机械分离机构包括至少一个喷嘴，特别是雾化喷嘴，其适于机械地分离包含在可固化材料内的气态成分。因此，各自的机械力可通过喷嘴（例如使可固化材料流经喷嘴）施加至可固化材料。这通常需要可固化材料以某一压力加速至喷嘴中和/或穿过所述喷嘴。因此，可固化材料可借助于喷嘴转变成气溶胶或喷雾。将可固化材料转变成气溶胶或喷雾，即特别地使可固化材料雾化是一种从可固化材料机械地释放各自的气态成分的有效的方式。经脱气的可固化材料可再转变成它的初始状态，即特别地转变成已经过喷嘴之后的液体状态。

优选地，喷嘴配置在脱气室的入口处或集成在脱气室的入口内。因此，将可固化材料引入至脱气室中可借助于喷嘴来实施。

优选地，喷嘴向着至少一个气体排气道而指向或定向，用于移除自脱气室的可固化材料释放的气态成分。因此，通过各自的气体排气道来实现一种用于自脱气室将由可固化材料释放的气态成分移除的有效的方式。各自的气态成分向着各自的气体排气道而指向，这允许了将各自的气态成分自脱气室有效地移除。当然，所述喷嘴以这样的方式指向且定向，即经脱气的可固化材料保持在脱气室内。此外，施加在脱气室内的压力可选择成使得不可以将经脱气的可固化材料经由气体排气道移除。如上文所提到的，经脱气的可固化材料可经由各自的出口自脱气室移除。

根据另一示例性实施例，机械分离机构构建成旋转搅拌器，其适于机械地分离包含在可固化材料内的气态成分，或者所述机械分离机构包括至少一个旋转搅拌器，其适于机械地分离包含在可固化材料内的气态成分。因此，各自的机械力可通过旋转搅拌机（即通过在脱气室内搅拌）施加至可固化的材料。因此，通常适当的（即比较高的）搅拌速度是可取的，以便自可固化材料释放气态成分。

特别地，所述旋转搅拌器允许自构建在脱气室内的可固化材料泡沫结构释放气态成分（即特别地气泡），由于旋转搅拌器会破坏泡沫结构以便释放气态成分。

优选地，旋转搅拌器配置在至少一个气体排气道的区域中，用于将由可固化材料释放的气态成分自脱气室移除。因此，实现了一种用于将由可固化材料释放的气态成分自脱气室移除的有效的方式。

可能的是，设置至少一个表面增大元件，其适于增大脱气室的内表面。各自的表面增大元件为二维或三维形状的结构（例如，板或片的形状），所述表面增大元件安装在脱气室内以便增大脱气室的内表面。脱气室的内表面与脱气室的脱气表面（即，可发生各自的脱气过程的表面）相关联，使得设置各自的表面增大元件改善了脱去（仍）包含在可固化材料内的各自的气态成分的效率。

本发明还涉及一种用于脱去来自用于构建复合部件（特别地，风力涡轮机的转子叶片）的可固化材料的气态成分的方法。因此，如上文具体描述的至少一个装置被用于自可固化材料脱去气态成分。因此，与所述装置有关的所有附图标记以类似的方式适于所述方法。

附图说明

下文参考附图在本文中详细地描述本发明的特定的实施例，在附图中：

图1、2各自均示出根据本发明的示例性实施例的用于自可固化材料脱去气态成分的装置的原理图。

具体实施方式

图1示出根据本发明的示例性实施例的用于自可固化材料2脱去气态成分的装置1的原理图。图1为装置1的剖视图。

待脱气的可固化材料2为聚合热固性基体材料，例如环氧基或聚酯基树脂，其意图用于在它被脱气之后制造复合部件，例如风力涡轮机的转子叶片。可固化材料2可包括添加物，例如硬化剂。

装置1包括脱气室3，所述脱气室限定内体积4，用于自被引入至脱气室3内的可固化材料2脱去气态成分。脱气室3可具有柱形外形。

脱气室3设置有用于将包含气态成分的可固化材料2引入至内体积4中的入口5。如可辨别出的，入口5设置脱气室3的上部或顶部处。可固化材料2可自填充有可固化材料2的箱6处提供。可设置例如泵的搅拌机构（未详细示出）以便将可固化材料2自箱6搅动至入口5并且进一步至脱气室3的内体积4中。

脱气室3还设置有出口7，用于将经脱气的可固化材料2自内体积4移除。如可辨别出的，出口7设置在脱气室3的下部或底部。经脱气的可固化材料2可被提供至箱8或模制装置（未示出），用于模制复合部件（例如风力涡轮机的转子叶片）。可设置例如泵的搅拌机构（未详细示出）以便将经脱气的可固化材料2搅动至出口7并且进一步搅动出脱气室3的内体积4。

装置1还设置有真空产生机构9（例如真空泵），其适于在脱气室3的内体积4内产生低压（例如低于大气压力的压力），特别是真空。真空产生机构9与气体排气道10连接，该气体排气道设置在脱气室3的上部或顶部处。气体排气道10起到移除自脱气室3的内体积4内的可固化材料释放的气态成分的作用。

（任选的）溢流容器11设置有流体管线，该流体管线在气体排气道10和真空产生机构9之间延伸。

脱气机构3的内体积4还设置有一定数量的表面增大元件12，其各自均适于增大脱气室3的内表面。表面增大元件12可设置为由金属制成的安装在脱气室3的内体积的片或板。

使引入至脱气室3的内体积4中的可固化材料2脱气是由机械分离机构13来实现的，该机械分离机构适于机械地分离包含在可固化材料2内的气态成分以便自可固化材料2释放气态成分。如所提到的，气态成分（例如空气泡和/或水泡）可自脱气室3的内体积4处经由气体排气道10移除。

机械分离机构13设置成喷嘴14、特别是雾化喷嘴，待脱气的可固化材料2经由喷嘴被喷射在脱气室3的内体积4中。喷嘴14适于机械地分离包含在可固化材料2内的气态成分以便自可固化材料2释放气态成分。

喷嘴14集成在入口5内或配置在入口5的区域中。通过使用喷嘴14用于喷射待脱气到脱气室3的内体积4中的可固化材料2，机械力（特别是剪切力）被施加至可固化材料2，这引起了气态成分自可固化材料2释放。

喷嘴14向着气体排气道10定向，使得自可固化材料2释放的气态成分可直接地自脱气室3移除。经脱气的可固化材料2保持在脱气室3内并且向着出口7沿着各自的表面增大元件12流动。

图2示出根据本发明的另一示例性实施例的用于自可固化材料2脱去气态成分的装置1的原理图。图2也是装置1的剖视图。

与图1的实施例相比较，机械分离机构13布置成旋转搅拌器15。旋转搅拌器15适于机械地分离包含在可固化材料2内的气态成分以便自可固化材料2释放气态成分。

旋转搅拌器15设置在脱气室3的上部或顶部中并且特别地允许破坏构建在脱气室3的内体积4内的泡沫结构，从而释放气态成分，所述气态成分可能经由气体排气道10自脱气室3移除。泡沫结构包含各自的气态成分和可固化材料2并且通常源于脱气室3内所施加的低压。

一种用于自构建复合部件、特别是风力涡轮机的转子叶片的可固化材料2脱去气态成分的方法可能以根据图1、2的实施例的装置1来实施。

尽管已参考优选的实施例详细地描述了本发明，本发明并不由所公开的示例来限制，在不偏离本发明的范围的前提下，技术人员能够从所述示例得出其他变型。

Claims (9)

1.用于从至少一种可固化材料（2）脱去气态成分的装置（1），所述至少一种可固化材料（2）特别是用于构建复合部件的可固化材料，所述复合部件特别是用于风力涡轮机的转子叶片，所述装置（1）包括：

－至少一个脱气室（3），其具有至少一个入口（5）和至少一个出口（7），所述至少一个入口（5）用于将用以构建所述复合部件的可固化材料（2）引入至所述脱气室（3）中，所述可固化材料包含气态成分，所述至少一个出口（7）用于将经脱气的可固化材料（2）从所述脱气室（3）移除，以及

－至少一个机械分离机构（13），其适于机械地分离包含在所述可固化材料（2）内的气态成分，以便将所述气态成分从所述可固化材料（2）释放。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述机械分离机构（13）被构建成喷嘴（14），特别是雾化喷嘴，其适于机械地分离包含在所述可固化材料（2）内的气态成分，或者所述机械分离机构（13）包括至少一个喷嘴（14），特别是雾化喷嘴，其适于机械地分离包含在所述可固化材料（2）内的气态成分。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述喷嘴（14）被配置在所述脱气室（3）的所述入口（5）处或被集成在其内。

4.如权利要求2或3所述的装置，其特征在于，所述喷嘴（14）向着至少一个气体排气道（10）而指向或定向，用于移除从所述脱气室（3）的所述可固化材料（2）释放的气态成分。

5.如前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，所述机械分离机构（13）被构建成适于机械地分离包含在所述可固化材料（2）内的气态成分的旋转搅拌器（15），或者其包括适于机械地分离包含在所述可固化材料（2）内的气态成分的至少一个旋转搅拌器（15）。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述旋转搅拌器（15）被配置在至少一个气体排气道（10）的区域中，用于将从所述可固化材料（2）释放的气态成分从所述脱气室（3）移除。

7.如前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，设置至少一个表面增大元件（12），其适于增大所述脱气室（3）的内表面。

8.如前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，所述装置（1）还包括至少一个真空产生机构（9），其适于在所述脱气室（3）内产生低于大气压力的压力，特别是真空。

9.用于从可固化材料（2）脱去气态成分的方法，其用于构建特别是风力涡轮机的转子叶片的复合部件，其特征在于如前述权利要求中的任一项所述的装置（1）被用于从所述可固化材料（2）脱去所述气态成分。