CN108407339A - 一种风轮叶片及其外补强灌注成型方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种风轮叶片及其外补强灌注成型方法，涉及风力发电设备领域。风轮叶片外补强灌注成型方法包括：将补强布层固定于补强区域后，在补强布层的外侧布置真空系统，抽真空后灌注树脂，并加热树脂使其固化成型后，拆除真空系统。补强布层由以下方法铺设：将第一补强布沿合模缝对称铺设在叶片的补强区域，将第二补强布与第三补强布依次交替逐层沿风轮叶片的弦向上下错层铺设形成台阶，第一补强布、第二补强布与第三补强布的尺寸相同，其操作简单，同时，补强区强度好，补强区域更加平整，节省后期涂料用量。制得的具有补强层的风轮叶片，其重量低，质量好，作业环境更优。

Description

一种风轮叶片及其外补强灌注成型方法
技术领域
本发明涉及风力发电设备领域，且特别涉及一种风轮叶片及其外补强灌注成型方法。
背景技术
风电叶片安装在整机轮毂之上，在风的作用下带动发电机进行发电；目前大型的水平轴风力发电机组按叶片的数量分为单叶片、双叶片和三叶片等几种类型，其中三叶片的风能利用效率最高，目前风电市场基本上都采用三叶片的风力发电机组。
目前市场上大多数叶片均是将整的叶片分为两半来制作，然后通过粘连的方式，将两个半页粘连在一起，粘接完成后，对叶片外侧粘接区域进行补强处理，从而形成一个整的叶片。但是这种方式对后补强宽度要求高，作业环境差，产品质量大，同时由于玻纤布是手糊的，会产生大量的气泡，虽然后期会刮除气泡，但是仍会有一些气泡残留在外补强区域内，进而会影响补强区域的强度，导致强度不足，这样，后期修型和维修难度会增大。此外，手糊区域不均匀，补强玻纤布的含胶量人为控制精度差，树脂浪费严重且补强强度不稳定，并且还会存在树脂流挂造成叶片表面大面积污染，且边沿区域易产生毛刺，影响补强外观及补强质量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种风轮叶片，其重量低，质量好，作业环境更优。
本发明的另一目的在于提供一种风轮叶片的外补强灌注成型方法，操作简单，同时，补强区强度好，补强区域更加平整，节省后期涂料用量。
本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
本发明提出一种风轮叶片外补强灌注成型方法，包括：
将补强布层固定于补强区域后，在补强布层的外侧布置真空系统，抽真空后灌注树脂，并加热树脂使其固化成型后，拆除真空系统。
补强布层由以下方法铺设：将第一补强布沿合模缝对称铺设在叶片的补强区域，将第二补强布与第三补强布依次交替逐层沿风轮叶片的弦向上下错层铺设形成台阶，第一补强布、第二补强布与第三补强布的尺寸相同。
优选地，本发明较佳的实施例中，第二补强布的数量为至少4层，第三补强布的数量与第二补强布的数量相等，每层台阶沿风轮叶片弦向的距离相同。
优选地，本发明较佳的实施例中，第二补强布的数量为4层，第三补强布的数量为4层。
优选地，本发明较佳的实施例中，采用喷胶将补强布层固定于补强区域。
优选地，本发明较佳的实施例中，布置真空抽气系统包括:于补强布层的外侧依次铺放脱模布，隔离膜和导流材料后，于脱模布位于合模缝的上沿风轮叶片的轴线设置螺旋抽气管，于导流网的下部沿风轮叶片的轴线设置双排螺旋管后，布置密封袋膜。
优选地，本发明较佳的实施例中，脱模布的面积大于第三补强布，脱模布罩覆于第三补强布以及第二补强布。
优选地，本发明较佳的实施例中，导流材料为连续毡或导流网。
优选地，本发明较佳的实施例中，第一补强布、第二补强布与第三补强布分别为玻纤布。
优选地，本发明较佳的实施例中，将补强布层固定于补强区域前，还包括将清除补强区域的脱模布及富树脂。
本发明提出一种风轮叶片，风轮叶片包括补强层，补强层通过上述风轮叶片外补强灌注成型方法制得。
本发明实施例的风轮叶片及其外补强灌注成型方法的有益效果是：
1、采用本发明提供的补强布层的设置方法，铺设真空灌注成型外补强，弦向错层搭接尺寸准确。
2、采用灌注成型，产品含胶量为23-28％，手糊成型含胶量约40％，相对手糊成型，产品重量低，质量好，作业环境更优。
3、采用灌注成型时，相对手糊制作，补强区域更加平整，节省后期涂料用量。
同时采用上述方法得到的补强层，强度佳，性能好，降低后期修补难度，确保叶片在运行期间不会出现开裂等现象。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例提供的补强布层的设计图；
图2为本发明实施例提供的补强布的第一视角的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的补强布的第二视角的结构示意图。
图标：2-补强布层；21-第一补强布；22-第二补强布；23-第三补强布；24-间隙。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例的风轮叶片及其外补强灌注成型方法进行具体说明。
一种风轮叶片，其包括补强层(图未示)，补强层通过以下风轮叶片外补强灌注成型方法制得。
具体地，风轮叶片外补强灌注成型方法包括：
清除补强区域的脱模布及富树脂，确保补强区域干净、粗糙，从而有助于提高后续铺设的玻纤布对叶片表面的附着度，便于使补强布层2固定于补强区域。
将补强布层2固定于补强区域。
具体地，补强布层2由以下方法铺设：将第一补强布21沿合模缝对称铺设在叶片的补强区域，将第二补强布22与第三补强布23依次交替逐层沿风轮叶片的弦向上下错层铺设，第一补强布21、第二补强布22与第三补强布23的尺寸相同。上述设置条件下，使得补强后的型面与风轮叶片设计形状不会出现较大的形状偏差。
为了使得铺设的过程更顺畅，优选地，清理补强区域后，采用水性笔、钢尺等工具画出风轮叶片的前后缘补强布层2的轴向以及弦向错层线的设计图；在合模缝位置画线，画出各层的位置，有效提高补强布层2设置的精准度，提高后续补强区域的强度。如图1所示。
其中，第二补强布22的数量为至少4层，例如5层、6层等，第三补强布23的数量与第二补强布22的数量相等。本实施例中，第二补强布22的数量为4层，第三补强布23的数量为4层。
如图2以及图3所示，图2为补强布层2平铺后的正面的结构示意图，图3为补强布层2平铺后的侧面的剖面结构示意图。
第二补强布22与第三补强布23沿风轮叶片的弦向的两端形成间隙24，风轮叶片，进一步便于后续进行灌注树脂。
同时，可采用喷胶将补强布层2固定于补强区域，其中，喷胶是指以气雾罐形式包装和使用的手持式喷雾压敏不干胶。
具体地，相邻的任意第二补强布22与第三补强布23通过喷胶固定。固定效果佳，同时与后续树脂的作用佳，形成的补强区域的强度大。
接着在补强布层2的外侧布置真空系统。
具体地，布置真空抽气系统包括:于补强布层2的外侧依次铺放脱模布(图未示)，隔离膜(图未示)和导流材料(图未示)后，于脱模布位于合模缝的上沿风轮叶片的轴线设置螺旋抽气管(图未示)，于导流网的下部沿风轮叶片的轴线设置双排螺旋管(图未示)后，布置密封袋膜(图未示)。
其中，双排螺旋管铺设在导流网的下边缘部分上，从而能够防止将注胶管直接铺设在补强布层2上而导致的补强布层2产生压痕。双排螺旋管可设有多个注胶口，注胶口可沿补强布层2的长度方向均匀分布。双排螺旋管在注入树脂时，可将树脂注入到导流材料中，然后树脂通过导流材料流动到补强布层2上，然后缓慢渗入到补强布层2内。
布置一次性的密封袋膜参考现有技术，使得密封袋膜密封补强布层2，以及脱模布，隔离膜和导流材料等辅材，使补强区域形成密封环境，便于后续抽真空，进行树脂的灌注，防止气泡的产生，有效提高其强度。
需注意的是，密封一次性密封袋膜过程中，先预抽紧该区域一次性密封袋膜，调整一次性密封袋膜及螺旋管位置，防止螺旋管及导流网等辅材掉落现象。
其中，隔离膜和导流材料位于脱模布上，便于后续除去。
其中，脱模布的面积大于第三补强布23，脱模布罩覆于第三补强布23以及第二补强布22。便于后续进行脱除附件，损伤补强布层2。
导流材料为连续毡或导流网，优选为导流网，使得后续灌注树脂更为均匀，进而有效提高补强层的强度。
然后，抽真空后灌注树脂，并加热树脂使其固化成型，使树脂与补强布形成强度较高的玻璃钢(图未示)。
其中，真空灌注树脂的具体参数可参考现有的相关资料，可选地，加热是树脂固化过程中科进行保压操作，使得得到的补强层结构更为致密。
其中，树脂优选为环氧树脂。
最后，拆除真空系统。
同时，采用本实施例中的方式对同一规格的风轮叶片进行多次外补强灌注成型，得到该方法制得的风轮叶片含胶量为23-28％。
综上，本发明实施例提供的风轮叶片，其重量低，质量好，作业环境更优。风轮叶片的外补强灌注成型方法，操作简单，同时，补强区强度好，补强区域更加平整，节省后期涂料用量。
以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种风轮叶片外补强灌注成型方法，其特征在于，包括：
将补强布层固定于补强区域后，在所述补强布层的外侧布置真空系统，抽真空后灌注树脂，并加热所述树脂使其固化成型后，拆除所述真空系统；
所述补强布层由以下方法铺设：将第一补强布沿合模缝对称铺设在所述叶片的补强区域，将第二补强布与第三补强布依次交替逐层沿所述风轮叶片的弦向上下错层铺设，所述第一补强布、第二补强布与所述第三补强布的尺寸相同。
2.根据权利要求1所述的风轮叶片外补强灌注成型方法，其特征在于，所述第二补强布的数量为至少4层，所述第三补强布的数量与所述第二补强布的数量相等，每层台阶沿所述风轮叶片弦向的距离相同。
3.根据权利要求2所述的风轮叶片外补强灌注成型方法，其特征在于，所述第二补强布的数量为4层，所述第三补强布的数量为4层。
4.根据权利要求1所述的风轮叶片外补强灌注成型方法，其特征在于，采用喷胶将所述补强布层固定于补强区域。
5.根据权利要求2所述的风轮叶片外补强灌注成型方法，其特征在于，布置真空抽气系统包括:于所述补强布层的外侧依次铺放脱模布，隔离膜和导流材料后，于所述脱模布位于所述合模缝的上沿风轮叶片的轴线设置螺旋抽气管，于导流网的下部沿风轮叶片的轴线设置双排螺旋管后，布置密封袋膜。
6.根据权利要求5所述的风轮叶片外补强灌注成型方法，其特征在于，所述脱模布的面积大于所述第三补强布，所述脱模布罩覆于所述第三补强布以及所述第二补强布。
7.根据权利要求5所述的风轮叶片外补强灌注成型方法，其特征在于，所述导流材料为连续毡或导流网。
8.根据权利要求1所述的风轮叶片外补强灌注成型方法，其特征在于，所述第一补强布、第二补强布与所述第三补强布分别为玻纤布。
9.根据权利要求1所述的风轮叶片外补强灌注成型方法，其特征在于，将补强布层固定于补强区域前，还包括将清除所述补强区域的脱模布及富树脂。
10.一种风轮叶片，其特征在于，所述风轮叶片包括补强层，所述补强层通过如权利要求1-9中任一项所述的风轮叶片外补强灌注成型方法制得。
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