CN107605668B - 叶片的外补强方法和用于风力发电机组的叶片 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种叶片的外补强方法和用于风力发电机组的叶片。所述方法可包括：将补强布逐层铺设在所述叶片的待补强的位置；在所述补强布的外侧覆盖柔性板；在所述柔性板的外侧布置真空系统；抽真空并在抽真空后灌注树脂；使所述树脂固化成型；拆除所述真空系统和所述柔性板。根据本发明，通过利用柔性板模拟灌注树脂时的模具，并在真空状态下灌注树脂并使树脂固化，可使外补强型面随型，从而解决因补强布的布层错层之间存在明显台阶以及手工赶平补强布而产生的外补强型面不随型的问题。

Description

叶片的外补强方法和用于风力发电机组的叶片
技术领域
本发明涉及一种叶片的外补强方法和用于风力发电机组的叶片，更具体地说，本发明涉及一种能够使叶片外补强型面随型的叶片的外补强方法和用于风力发电机组的叶片。
背景技术
风力发电机组的叶片是风力发电机组的关键部件。通常，可通过将两个半壳体粘合在一起而形成一支叶片。并且，叶片粘合缝的外表面通常要进行补强，以保证叶片不发生开裂。
图1是示出根据现有技术的叶片的外补强方法的流程图，图2是在根据现有技术的叶片的外补强方法中，各个层的布置方式的示意图。
根据现有技术的叶片外补强方法包括以下步骤：利用树脂浸润补强布(S1)；将浸润有树脂的补强布铺设在需要进行外补强的位置(S2)，如图2所示，可由内至外铺设四层补强布1(补强布1的尺寸由内至外越来越小)；手动赶除补强布中的气泡(S3)；在外补强的位置布置真空系统2并进行真空灌注树脂(S4)；加热，使树脂固化，从而树脂与补强布形成强度较高的玻璃钢(S5)。
然而，如上所述的叶片外补强方法存在叶片外补强型面不随型的问题。具体而言，根据现有技术的叶片外补强方法，固化后的树脂的形状与铺设的补强布的形状相同，由于补强布的布层错层存在明显台阶，因此导致形成的外补强层存在明显的台阶，这会导致补强型面不随型(即，补强后的型面与叶片设计形状出现形状偏差)，从而会导致叶片的气动性能与设计值不匹配。此外，根据现有技术的叶片外补强方法，采用手工驱赶气泡的方式来赶平补强布，这也导致补强型面不随型。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够使叶片外补强型面随型的叶片的外补强方法和用于风力发电机组的叶片。
根据本发明的一方面，提供一种叶片的外补强方法，所述方法包括：将补强布逐层铺设在所述叶片的待补强的位置；在所述补强布的外侧覆盖柔性板；在所述柔性板的外侧布置真空系统；抽真空并在抽真空后灌注树脂；使所述树脂固化成型；拆除所述真空系统和所述柔性板。
可选地，所述方法还可包括：在覆盖所述柔性板之前，在所述补强布的外侧布置导流材料。
可选地，所述导流材料可以为连续毡或导流网。
可选地，所述柔性板的面向补强布的内侧表面可以为平滑表面。
可选地，所述柔性板可以为硅胶板或橡胶板。
可选地，所述柔性板的厚度为2mm-8mm。
可选地，在所述树脂固化的过程中，对所述树脂进行加热。
可选地，所述柔性板的面积大于所述补强布的面积，所述真空系统的面积大于所述柔性板的面积。
可选地，所述补强布为玻纤布，所述树脂为环氧树脂，所述柔性板的厚度为3mm-5mm。
可选地，所述补强布为多层，多层所述补强布的尺寸由内向外逐渐减小，并且多层所述补强布的边缘错层布置。
根据本发明的另一方面，提供一种用于风力发电机组的叶片，所述叶片包括补强层，所述补强层通过如上所述的叶片的外补强方法来形成。
根据本发明，通过利用柔性板模拟灌注树脂时的模具，并在真空状态下灌注树脂并使树脂固化，可使外补强型面随型，从而解决因补强布的布层错层之间存在明显台阶以及手工赶平补强布而产生的外补强型面不随型的问题。
附图说明
图1是示出根据现有技术的叶片的外补强方法的流程图；
图2是在根据现有技术的叶片的外补强方法中，各个层的布置方式的示意图；
图3是根据本发明的示例性实施例的叶片的外补强方法的流程图；
图4是在根据本发明的示例性实施例的叶片的外补强方法中，各个层的布置方式的示意图。
具体实施方式
以下参照附图详细说明本发明的实施例。
图3是根据本发明的示例性实施例的叶片的外补强方法的流程图，图4是在根据本发明的示例性实施例的叶片的外补强方法中，各个层的补强布的布置方式的示意图。
如图3所示，根据本发明的示例性实施例的叶片的外补强方法包括：将补强布10逐层铺设在叶片的待补强的位置(S10)；在补强布的外侧覆盖柔性板20(S30)；在柔性板20的外侧布置真空系统30(S40)；抽真空并在抽真空后灌注树脂(S50)；使树脂固化成型(S60)；拆除真空系统(30)和柔性板(20)(S70)。
根据本发明的示例性实施例，在步骤S10之前，可首先对叶片的待补强位置进行划线定位。当叶片是由两个叶片壳体对接而成时，需要对两个叶片壳体粘接的粘合缝的外表面进行外补强，以防止叶片的粘合缝发生开裂。因此，叶片的待补强的位置可以是两个叶片壳体的粘合缝附近的外表面。
在步骤S10中，可将补强布10铺设在叶片的待补强的位置，补强布10用于与稍后将要描述的固化后的树脂一起形成外补强层。虽然图4中示出了铺设4层补强布10的示例，但本发明不限于此，补强布10的层数可根据强度等具体需要而确定，例如铺设7层或8层。
根据本发明的实施例，补强布10的尺寸可按照由内向外逐渐减小的顺序逐层铺设，优选地，各层的边缘部分沿厚度方向错开。与多层补强布10的尺寸完全相同的情况相比，通过使补强布10的尺寸由内向外逐渐减小并沿厚度方向错开，可减小铺设补强布10时产生的台阶。
可选地，补强布10可以为玻纤布，然而本发明不限于此，补强布10还可以为其它类似的增强材料。
在步骤S20中，可在补强布10上铺设导流材料(未示出)。导流材料用于将真空灌注的树脂引流到补强布10内，以充分浸润补强布10。可选地，导流材料可以为导流网。当导流材料为导流网时，可同时使用多孔膜以更好地导流。
当导流材料为导流网时，由于导流网的纹理粗糙，因此可能会使最终形成的外补强层的纹路粗糙。
根据本发明的实施例，优选地，可使用连续毡来代替导流网和多孔膜作为导流材料。当使用连续毡作为导流材料时，可减少或避免使用导流网时产生的粗糙纹路。
可选地，还可在铺设导流材料后，在所述导流材料上铺设脱模布(未示出)。通过铺设脱模布，在树脂固化后，通过撕除脱模布可在外补强层上形成毛面，从而有利于后续在外补强层上喷漆并使漆更稳固地附着到叶片外表面上。
在步骤S30中，可在导流材料上覆盖柔性板20。如图4所示，柔性板20可将补强布10完全覆盖。在铺设了脱模布的情况下，柔性板20铺设在脱模布的外侧。柔性板20呈具有一定柔韧性的薄板状，优选地，柔性板20的面向补强布10的内侧表面为平滑表面。
根据本发明的实施例，柔性板20可耐受树脂固化时的最高温度。可考虑树脂固化时的加热温度和树脂固化反应放热峰两个方面来确定树脂固化时的最高温度。“耐受”可意指柔性板20在树脂固化时的最高温度下不发生变形、软化等物理或化学变化。可选地，当灌注的树脂为环氧树脂时，柔性板20可耐受大约150℃～200℃的温度。
根据本发明的实施例，柔性板20可以为硅胶板或橡胶板，然而本发明不限于此，柔性板20还可以是其它呈现柔性的材料。
根据本发明的实施例，柔性板20的厚度为2mm-8mm，优选为3mm-5mm，以在起到模具作用的同时更好地呈现其柔性，从而在抽真空后贴附到叶片的外表面并与叶片的外表面随型。
在步骤S40中，可在柔性板20的外侧布置真空系统30。如图4所示，真空系统30可将补强布10和柔性板20完全覆盖。例如，可通过在导流材料的边缘铺设注胶管，然后在柔性板20上铺设真空袋膜来布置真空系统30。然而，也可使用本领域中的其它方式来布置真空系统30。
在步骤S50中，抽真空并在抽真空后灌注树脂。具体地，利用真空系统30抽真空，然后通过注胶管灌注树脂，树脂可通过抽真空形成的负压流入导流材料，并通过导流材料的导流作用快速地浸润所有的补强布10。作为树脂的示例，可选择环氧树脂等热固性树脂。
在步骤S60中，使树脂固化成型。例如，可通过加热树脂以使树脂快速固化成型。固化后的树脂可与补强布10一起形成外补强层。固化后的树脂与补强布10(例如，玻纤布)可一起形成强度极高的玻璃钢，因此可保证叶片的粘合缝减少开裂。
在步骤S70中，可拆除真空系统、柔性板、脱模布和导流材料，从而完成叶片的外补强操作。
根据本发明的实施例的叶片的外补强方法，与现有技术中的叶片的外补强方法相比，在导流材料上铺设内侧表面为平滑表面的柔性板20。在这种情况下，当抽真空后，由于抽真空而产生的负压，柔性板20可沿着叶片的外型紧紧地贴合在叶片上，从而柔性板20可与叶片的外型一致。在这种情况下，当灌注树脂时，可利用柔性板20模拟灌注树脂的模具的型面，树脂可沿着柔性板20的内侧表面浸润补强布10，并且树脂可沿着柔性板20的平滑的内侧表面固化成型。
因此，一方面，在真空灌注的过程中，柔性板20起到模具的作用，限定了灌注树脂的空间外边界，由于真空负压的作用，柔性板20与叶片外型随型，因此，灌注的树脂可沿着与叶片的外型一致的柔性板20的内侧表面成型，从而，树脂固化后形成的外补强层与叶片的外型一致，使得外补强层的型面与叶片外型随型。从而，可使外补强后的叶片的外型与原始设计的叶片的外型相一致。另一方面，由于柔性板20的内侧表面为平滑表面，树脂固化成型后所形成的外补强层的外表面为平滑表面，避免了因补强布的布层错层而产生的台阶。通过采用柔性板20来限定外补强层的外型，能够使外补强后的叶片的气动性能与原始设计的叶片的气动性能相一致，而不产生偏差。
因此，根据本发明的优选实施方式，利用柔性板20模拟模具，覆盖在补强区域外侧，从而在灌注树脂时，柔性板20的内表面成为模具型面，压平布层和树脂，从而对补强层进行塑型，解决补强布错层台阶、布层纹路、补强型面不随型的问题，提高外补强型面质量，降低外补强修型难度，减少材料用量，节省材料成本。
虽然已表示和描述了本发明的一些实施例，但本领域技术人员应该理解，在不脱离由权利要求及其等同物限定其范围的本发明的原理和精神的情况下，可以对这些实施例进行修改。

Claims (11)

1.一种叶片的外补强方法，其特征在于，所述方法包括：
将补强布(10)逐层铺设在所述叶片的待补强的位置；
在所述补强布(10)的外侧覆盖柔性板(20)；
在所述柔性板(20)的外侧布置真空系统(30)；
抽真空并在抽真空后灌注树脂；
使所述树脂固化成型；
拆除所述真空系统(30)和所述柔性板(20)，
其中，所述柔性板(20)的面积大于所述补强布(10)的面积，以将所述补强布(10)完全覆盖。
2.根据权利要求1所述的外补强方法，其特征在于，所述方法还包括：
在覆盖所述柔性板(20)之前，在所述补强布(10)的外侧布置导流材料。
3.根据权利要求2所述的外补强方法，其特征在于，所述导流材料为连续毡或导流网。
4.根据权利要求1所述的外补强方法，其特征在于，所述柔性板(20)的面向补强布(10)的内侧表面为平滑表面。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的外补强方法，其特征在于，所述柔性板(20)为硅胶板或橡胶板。
6.根据权利要求5所述的外补强方法，其特征在于，所述柔性板(20)的厚度为2mm-8mm。
7.根据权利要求1所述的外补强方法，其特征在于，在所述树脂固化的过程中，对所述树脂进行加热。
8.根据权利要求1所述的外补强方法，其特征在于，所述真空系统(30)的面积大于所述柔性板(20)的面积。
9.根据权利要求1所述的外补强方法，其特征在于，所述补强布为玻纤布，所述树脂为环氧树脂，所述柔性板(20)的厚度为3mm-5mm。
10.根据权利要求1所述的外补强方法，其特征在于，所述补强布(10)为多层，多层所述补强布(10)的尺寸由内向外逐渐减小，并且多层所述补强布(10)的边缘错层布置。
11.一种用于风力发电机组的叶片，所述叶片包括补强层，所述补强层通过如权利要求1-10中任一项所述的叶片的外补强方法来形成。
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