CN107866990A - 风电叶片的外包边真空灌注方法 - Google Patents

风电叶片的外包边真空灌注方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种风电叶片的外包边真空灌注方法，用于包裹并连接压力面和吸力面的外周缘。外包边真空灌注方法包括：步骤S1：在压力面的第一区域的外表面、以及与第一区域相对设置的吸力面的第二区域的外表面均铺设并固定增强材料层；步骤S2：在增强材料层的外表面依次铺设脱模布、导流网；步骤S3：在导流网的外表面铺设用于密封风电叶片的外包边的一密封膜；步骤S4：用真空装置对密封膜内进行真空灌注。本发明中的风电叶片的外包边真空灌注方法减少了纤维布含胶量和布层中的气泡，提高纤维含量，并提升了产品的机械性能，加强了产品性能稳定性，提高了产品的质量。

Description

风电叶片的外包边真空灌注方法
技术领域
本发明涉及一种风电叶片的外包边真空灌注方法。
背景技术
随着常规化石油能源的日渐枯竭，风能作为一种清洁的可再生能源，其开发潜力已被世界各国所认可。作为风力发电装置最关键最核心的部件之一—风电叶片，其设计与选材决定着风力发电装置的性能与功率，是保证机组正常稳定运行的重要因素。因此，提高风电叶片的综合性能、降低发电成本，对风电叶片的设计、选材及成型工艺提出了更高的要求。
目前，现有技术汇总，风电叶片的外包边的主要成型工艺为手糊成型。手糊工艺操作时存在含胶量大，布层气泡多的问题；另外手糊后无法直接加热，成型周期长。此外手糊工艺制品的产品存在质量不易控制，性能稳定性不高，产品的机械性能不高等问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中风电叶片的外包边存在质量不易控制、性能稳定性不高、产品的机械性能不高的缺陷，提供一种风电叶片的外包边真空灌注方法。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：
一种风电叶片的外包边真空灌注方法，所述风电叶片包括压力面和吸力面，所述压力面和所述吸力面相对设置，所述外包边真空灌注方法用于包裹并连接所述压力面和所述吸力面的外周缘，其特点在于，所述外包边真空灌注方法包括以下步骤：
步骤S1、在所述压力面的第一区域的外表面、与所述第一区域相对设置的所述吸力面的第二区域的外表面均铺设并固定增强材料层；
步骤S2、在所述增强材料层的外表面依次铺设脱模布、导流网；
步骤S3、在所述导流网的外表面铺设用于密封所述风电叶片的外包边的一密封膜；
步骤S4、用真空装置对所述密封膜内进行真空灌注。
这样，通过对增强材料层进行固定，使增强材料层不易在垂直方向下滑。
较佳地，在所述步骤S1之前，还包括将所述压力面的第一区域和所述吸力面的第二区域与其他区域隔离。
较佳地，在所述步骤S1中还包括铺设若干所述增强材料层，若干所述增强材料层依次铺设并固定于上一所述增强材料层，且位于所述压力面的若干所述增强材料层的外边缘依次缩进。
根据产品最终外观要求对铺设所需的若干所述增强材料层，并且若干所述增强材料层的铺设使产品的外观过渡更为圆滑。
较佳地，在所述步骤S2中包括以下步骤：
步骤S21、在所述增强材料层的外表面铺设脱模布，并将所述脱模布部分固定于所述增强材料层的外表面；
步骤S22、在所述脱模布的外表面铺设带孔隔离膜，并将所述带孔隔离膜部分固定于所述脱模布的外表面；
步骤S23、将所述导流网铺设于所述孔隔离膜的外表面，并通过第一固定件将所述导流网固定。
脱模布是真空灌注成型过程中的辅助材料，其主要是在玻璃布的一面途覆聚四氟乙烯，另一面途压敏胶制成，其中，玻璃布是用玻璃纤维织成的织物。导流网用于真空灌注成型中，能够使树脂均匀地渗透到各部位，导流网的材质为聚乙烯，简称PE。
铺设所述带孔隔离膜主要是为了在所述叶片真空灌注成型后，便于把所述导流网和所述脱模布分开。另外，如果所述脱模布已经过特殊处理，如经过具有不粘附性的特氟龙(聚四氟乙烯)处理，可以较为容易地与所述导流网分开，则该步骤可以省略。
较佳地，所述增强材料层的宽度和长度均大于所述导流网的宽度和长度。
较佳地，所述导流网的边缘到所述增强材料层的边缘的距离分别为：
在所述风电叶片的根端的边缘，所述距离为6cm；
在所述风电叶片的叶尖的边缘，所述距离为10cm；
在所述压力面的边缘，所述距离沿所述根端至所述叶尖方向由6cm逐渐递增至10cm；
在所述吸力面的边缘，所述距离为0。
通过控制导流网的大小和位置，使增强材料层能得到充分浸润。
较佳地，在所述步骤S3中，所述密封膜通过第二固定件固定于所述第一区域和所述第二区域的远离所述外包边的一侧。
较佳地，在所述步骤S4中包括以下步骤：
步骤S41、通过抽气管连通所述真空装置和设于所述密封膜上的抽气口，对所述密封膜的内部进行抽真空，所述密封膜的内部形成真空负压；
步骤S42、开启设于所述密封膜上的进料口并开始灌注树脂，直至灌注结束；
其中，所述进料口的数量为四个，所述风电叶片的前缘和后缘均在距所述风电叶片的根端距离为3米以及10米处设置一所述进料口。
为了加快树脂的流动速度，需要将所述进料口设置为多个。且所述进料口的个数、各所述进料口的位置以及各所述进料口之间的间距需要综合考虑树脂流动速度、成本等因素进行设置。
较佳地，所述第一固定件和所述第二固定件均为胶条，所述胶条的材质为橡胶。
较佳地，所述增强材料层的材质为玻璃纤维；所述密封膜为真空袋膜或真空覆膜。
所述真空袋膜比较薄，而所述真空覆膜相对较厚，可以根据实际需要，选择使用所述真空袋膜或所述真空覆膜。
本发明的积极进步效果在于：
1、本发明中的风电叶片的外包边真空灌注方法减少了纤维布含胶量和布层中的气泡，提高纤维含量，并可对制品表面进行加热；
2、本发明中的风电叶片的外包边真空灌注方法提升了产品的机械性能，加强了产品性能稳定性，提高了产品的质量；
3、本发明中的风电叶片的外包边真空灌注方法产生的有机挥发物非常少，改善了劳动条件，减少了操作者与有害物质的直接接触。
附图说明
图1为本发明一较佳实施例的风电叶片的外包边真空灌注方法的流程图。
图2为本发明一较佳实施例的增强材料层、脱模布、隔离膜、导流网和密封膜的铺设结构示意图。
附图标记说明
增强材料层 10
脱模布 20
隔离膜 30
导流网 40
密封膜 50
抽气口 51
进料口 52
真空装置 60
树脂收集器 70
抽气管 80
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
本发明所提供的一种风电叶片的外包边真空灌注方法，所述风电叶片包括压力面和吸力面，所述压力面和所述吸力面相对设置，所述外包边真空灌注方法用于包裹并连接所述压力面和所述吸力面的外周缘。
如图1所示，所述外包边真空灌注方法包括以下步骤：
步骤100，将所述压力面的第一区域和所述吸力面的第二区域与其他区域隔离；
步骤101，在所述压力面的第一区域的外表面、与所述第一区域相对设置的所述吸力面的第二区域的外表面均铺设并固定增强材料层10；
步骤102，在增强材料层10的外表面铺设脱模布20，并将脱模布20部分固定于增强材料层10的外表面；
步骤103，在脱模布20的外表面铺设带孔隔离膜30，并将带孔隔离膜30部分固定于脱模布20的外表面；
步骤104，将导流网40铺设于孔隔离膜30的外表面，并通过第一固定件将导流网40固定；
步骤105，在导流网40的外表面铺设用于密封所述风电叶片的外包边的一密封膜50；
步骤106，通过抽气管80连通真空装置60和设于密封膜50上的抽气口51，对密封膜50的内部进行抽真空，密封膜50的内部形成真空负压；
步骤107，开启设于密封膜50上的进料口52并开始灌注树脂，直至灌注结束。
在步骤100中，可以通过撕去所述压力面的第一区域和所述吸力面的第二区域原有的脱模布的方式将所述第一区域和所述第二区域与其他区域隔离。
在步骤101中，通过对增强材料层进行固定，使增强材料层不易在垂直方向下滑。在本实施例中，通过喷胶粘贴的方式对增强材料层进行固定，所采用的喷胶产品为市售产品。在其他实施例中，也可以通过其他的固定方式将所述增强材料层进行固定。
所述增强材料层为若干增强材料层，若干增强材料层依次铺设并固定于上一增强材料层，且位于所述压力面的若干增强材料层的外边缘依次缩进。这样，可以根据产品最终外观要求对铺设所需的若干所述增强材料层，并且若干所述增强材料层的铺设使产品的外观过渡更为圆滑。在本实施例中，所述增强材料层的材质为玻璃纤维。
在步骤102中，脱模布是真空灌注成型过程中的辅助材料，其主要是在玻璃布的一面途覆聚四氟乙烯，另一面途压敏胶制成，其中，玻璃布是用玻璃纤维织成的织物。导流网用于真空灌注成型中，能够使树脂均匀地渗透到各部位，导流网的材质为聚乙烯，简称PE。在本实施例中，通过部分喷胶粘贴的方式对脱模布进行部分固定，所采用的喷胶产品为市售产品。在其他实施例中，也可以通过其他的固定方式将所述脱模布进行部分固定。
在步骤103中，铺设带孔隔离膜主要是为了在所述叶片真空灌注成型后，便于把所述导流网和所述脱模布分开。另外，如果所述脱模布已经过特殊处理，如经过具有不粘附性的特氟龙(聚四氟乙烯)处理，可以较为容易地与所述导流网分开，则该步骤可以省略。在本实施例中，通过部分喷胶粘贴的方式对带孔隔离膜进行部分固定，所采用的喷胶产品为市售产品。在其他实施例中，也可以通过其他的固定方式将所述带孔隔离膜进行部分固定。
在步骤104中，第一固定件为胶条，胶条的材质为橡胶。
在步骤105中，密封膜通过第二固定件固定于第一区域和第二区域的远离外包边的一侧。具体来说，在距离增强材料层位置为10cm处粘贴第二固定件，粘贴前，先将将要粘贴第二固定件的位置擦干净灰尘，以便将来较容易地清理第二固定件。
第二固定件为胶条，胶条的材质为橡胶。在本实施例中，密封膜为真空袋膜或真空覆膜。真空袋膜比较薄，而真空覆膜相对较厚，可以根据实际需要，选择使用真空袋膜或真空覆膜。
在步骤106中，在本实施例中，抽气管的一端连通抽气口，抽气管的另一端可以先连通树树脂收集器70，再接入真空装置。所述真空装置为真空泵。抽气口与进料口相对设置。
在步骤107中，进料口的数量为四个，风电叶片的前缘和后缘均在距风电叶片的根端距离为3米以及10米处设置一进料口。为了加快树脂的流动速度，需要将所述进料口设置为多个。且所述进料口的个数、各所述进料口的位置以及各所述进料口之间的间距需要综合考虑树脂流动速度、成本等因素进行设置。
根据上述步骤铺设的增强材料层、脱模布、隔离膜、导流网和密封膜的结构如图2所示。
在本实施例中，所述脱模布的宽度比所述增强材料层的宽度大5～10cm。所述带孔隔离膜的宽度比所述脱模布的宽度小5～10cm；所述导流网的宽度比所述带孔隔离膜的宽度小3～10cm。
所述增强材料层的宽度和长度均大于所述导流网的宽度和长度。较佳地，所述导流网的边缘到所述增强材料层的边缘的距离分别为：在所述风电叶片的根端的边缘，所述距离为6cm；在所述风电叶片的叶尖的边缘，所述距离为10cm；在所述压力面的边缘，所述距离沿所述根端至所述叶尖方向由6cm逐渐递增至10cm；在所述吸力面的边缘，所述距离为0。这样，通过控制导流网的大小和位置，使增强材料层能得到充分浸润。具体说，就是通过对导流网的铺放位置以及导流网到增强材料层的边缘距离进行调整，使增强材料层能得到充分浸润。
本发明的风电叶片的外包边真空灌注方法，可以减少玻璃纤维布含胶量和玻璃纤维布层中的气泡，制品表观质量好，稳定性高，提高产品的质量。
本发明相比于传统外包边的制作方法，也就是通过手糊工艺对外包边进行制作，该手糊工艺操作时存在含胶量大，布层气泡多的问题；另外手糊后无法直接加热，成型周期长。此外，手糊工艺制品的产品质量不易控制，性能稳定性不高，产品的机械性能不高。使用本发明的风电叶片的外包边真空灌注方法，也就是真空灌注工艺来制备外包边能有效解决上述问题。本发明采取用喷胶粘贴的方式在垂直面上固定玻璃纤维布，并通过控制导流网的大小和位置，使玻璃纤维布能得到充分浸润。
同时，真空灌注工艺对产品的机械性能和产品外观有明显的提高，能提升产品的质量，提高产品的外观，过渡更随型，不易有褶皱。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种风电叶片的外包边真空灌注方法，所述风电叶片包括压力面和吸力面，所述压力面和所述吸力面相对设置，所述外包边真空灌注方法用于包裹并连接所述压力面和所述吸力面的外周缘，其特征在于，所述外包边真空灌注方法包括以下步骤：
步骤S1、在所述压力面的第一区域的外表面、与所述第一区域相对设置的所述吸力面的第二区域的外表面均铺设并固定增强材料层；
步骤S2、在所述增强材料层的外表面依次铺设脱模布、导流网；
步骤S3、在所述导流网的外表面铺设用于密封所述风电叶片的外包边的一密封膜；
步骤S4、用真空装置对所述密封膜内进行真空灌注。
2.如权利要求1所述的外包边真空灌注方法，其特征在于，在所述步骤S1之前，还包括将所述压力面的第一区域和所述吸力面的第二区域与其他区域隔离。
3.如权利要求1所述的外包边真空灌注方法，其特征在于，在所述步骤S1中还包括铺设若干所述增强材料层，若干所述增强材料层依次铺设并固定于上一所述增强材料层，且位于所述压力面的若干所述增强材料层的外边缘依次缩进。
4.如权利要求1所述的外包边真空灌注方法，其特征在于，在所述步骤S2中包括以下步骤：
步骤S21、在所述增强材料层的外表面铺设脱模布，并将所述脱模布部分固定于所述增强材料层的外表面；
步骤S22、在所述脱模布的外表面铺设带孔隔离膜，并将所述带孔隔离膜部分固定于所述脱模布的外表面；
步骤S23、将所述导流网铺设于所述孔隔离膜的外表面，并通过第一固定件将所述导流网固定。
5.如权利要求1所述的外包边真空灌注方法，其特征在于，所述增强材料层的宽度和长度均大于所述导流网的宽度和长度。
6.如权利要求5所述的外包边真空灌注方法，其特征在于，所述导流网的边缘到所述增强材料层的边缘的距离分别为：
在所述风电叶片的根端的边缘，所述距离为6cm；
在所述风电叶片的叶尖的边缘，所述距离为10cm；
在所述压力面的边缘，所述距离沿所述根端至所述叶尖方向由6cm逐渐递增至10cm；
在所述吸力面的边缘，所述距离为0。
7.如权利要求1所述的外包边真空灌注方法，其特征在于，在所述步骤S3中，所述密封膜通过第二固定件固定于所述第一区域和所述第二区域的远离所述外包边的一侧。
8.如权利要求1所述的外包边真空灌注方法，其特征在于，在所述步骤S4中包括以下步骤：
步骤S41、通过抽气管连通所述真空装置和设于所述密封膜上的抽气口，对所述密封膜的内部进行抽真空，所述密封膜的内部形成真空负压；
步骤S42、开启设于所述密封膜上的进料口并开始灌注树脂，直至灌注结束；
其中，所述进料口的数量为四个，所述风电叶片的前缘和后缘均在距所述风电叶片的根端距离为3米以及10米处设置一所述进料口。
9.如权利要求4或7所述的外包边真空灌注方法，其特征在于，所述第一固定件和所述第二固定件均为胶条，所述胶条的材质为橡胶。
10.如权利要求1-8任意一项所述的外包边真空灌注方法，其特征在于，所述增强材料层的材质为玻璃纤维；所述密封膜为真空袋膜或真空覆膜。
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