CN109968689A - 一种用于预埋型风电叶片叶根的灌注系统及灌注成型工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于预埋型风电叶片叶根的灌注系统，包括铺设于叶根壳体内表面玻纤布上的一层或多层导流网，所述导流网表面设有真空袋膜，所述导流网与真空袋膜之间设有相交且垂直布置的展向注胶欧姆管和弦向注胶欧姆管，所述展向注胶欧姆管和弦向注胶欧姆管相交处设有注胶口。本发明还相应提供一种风电叶片叶根的灌注成型工艺。本发明的灌注系统采用呈T型布置的展向注胶欧姆管和弦向注胶欧姆管，仅需2根注胶管和1个注胶口，树脂有展向流动和弦向的流动配合，保证叶根灌透，灌注过程只需开管一次易于操作控制，解决了多根注胶管开关时机不易控制，而出现包流导致浸润不良的问题，同时也降低了多个注胶口灌注漏气风险。

Description

一种用于预埋型风电叶片叶根的灌注系统及灌注成型工艺

技术领域

本发明属于复合材料成型领域，尤其涉及一种用于风电叶片叶根的灌注系统及灌注成型工艺。

背景技术

随着国家节能减排政策的推进，绿色环保能源是未来重点发展方向。风能具有能耗低、环保、储量大的优点，已成为国内外重点发展的能源。风电机组是将风能转化成电能的装置，其中叶片为风电机组的核心部件之一。在叶片生产过程中，流道铺设工序作为最关键的成型工序，流道铺设的质量直接影响叶片的灌注效果。

在整个叶片中，叶片根部的玻纤布层是最厚的，也是整个叶片受力最大的区域，因此叶根的灌注质量至关重要，而叶根的流道铺设直接关系到叶根的灌注质量，因此设计出既能保证叶根灌注质量，同时也便于操作控制、成本低、风险小的叶根灌注系统及灌注方法是叶片制作的趋势。

公开号为CN107199715A的中国发明专利公开了一种螺栓套预埋叶片叶根灌注方法，该方法采用单向布置注胶管，即注胶管管芯朝向为叶片展向方向，多管弦向并排布置，按这种方法制作的叶根流道，注胶管数量需要多根，注胶口较多，灌注漏气风险大，灌注过程中各注胶管的开管时机需要控制准确，开管时机控制不好，易出现包流问题，导致叶根浸润不良，此外，该流道操作起来不够简单快捷，成本相对较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种用于预埋型风电叶片叶根的灌注系统及灌注成型工艺，该灌注系统具有操控简单、易于控制、产品质量好等优点。为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种用于预埋型风电叶片叶根的灌注系统，包括铺设于叶根壳体内表面玻纤布上的一层或多层(一层以上)导流网，所述导流网表面设有真空袋膜(还需要连接其他附属设备以组成真空系统)，所述导流网与真空袋膜之间设有相交且垂直布置的展向注胶欧姆管和弦向注胶欧姆管(预弯型)，所述展向注胶欧姆管和弦向注胶欧姆管相交处设有注胶口。上述展向注胶欧姆管和弦向注胶欧姆管呈T型布置。

上述灌注系统中，优选的，所述导流网包括慢速导流网和快速导流网，所述导流网为两层，由下至上依次为慢速导流网和快速导流网。本发明的灌注系统采用慢速导流网与快速导流网相结合的双层导流网，能够有效提升叶根灌注树脂走胶速度。

上述灌注系统中，优选的，所述慢速导流网为160±10g/m²的编织型慢速导流网，所述快速导流网为200±10g/m²的挤压型快速导流网。

上述灌注系统中，优选的，所述慢速导流网的展向起点与叶根部法兰盘之间的距离d₁为100±20mm，展向终点与叶根部法兰盘之间的距离d₂为1100±20mm，弦向与叶根部前后缘分型线之间的距离d₃分别为50±20mm。

上述灌注系统中，优选的，所述快速导流网的展向起点与叶根部法兰盘之间的距离h₁为150±20mm，展向终点与叶根部法兰盘之间的距离h₂为1050±20mm，弦向与叶根部前后缘分型线之间的距离h₃分别为100±20mm。

上述慢速导流网与快速导流网的布置方式便于树脂的流动，更加有利于得到高质量的风电叶片叶根。

上述灌注系统中，优选的，所述展向注胶欧姆管的展向起点与叶根部法兰盘之间的距离f₁为200±20mm，展向终点与叶根部法兰盘之间的距离f₂为1050±20mm，弦向与大梁后缘边(主梁后缘边)平齐。

上述灌注系统中，优选的，所述弦向注胶欧姆管的展向起点与叶根部法兰盘之间的距离k₁为200±20mm，弦向与叶根部前后缘分型线之间的距离k₃分别为150±20mm。

上述展向注胶欧姆管、弦向注胶欧姆管的布置位置与慢速导流网、快速导流网的布置位置相互配合，对最终得到的风电叶片的质量提升有非常大的帮助。研究表明，本发明中通过利用慢速导流网与快速导流网相结合的双层导流网、利用呈T型布置的展向注胶欧姆管和弦向注胶欧姆管，再通过对上述双层导流网的布置位置进行优化，通过对展向注胶欧姆管和弦向注胶欧姆管的布置位置进行优化，可以控制胶液的流动扩散方式、流动扩散速度，得到的风电叶片的质量稳定可靠。

上述灌注系统中，优选的，所述内表面玻纤布表面、导流网底部还设有脱模布和带孔隔离膜，所述脱模布设于内表面玻纤布表面，所述带孔隔离膜设于脱模布表面。

上述灌注系统中，优选的，所述展向注胶欧姆管和弦向注胶欧姆管下铺放有防压痕板。

作为一个总的技术构思，本发明还提供一种风电叶片叶根的灌注成型工艺，该成型工艺利用上述的灌注系统制备风电叶片叶根，包括以下步骤：

(1)在成型模具上依次铺设叶根壳体外表面玻纤布、预埋螺栓套、内表面玻纤布，再在内表面玻纤布表面依次铺设脱模布与带孔隔离膜；

(2)在带孔隔离膜表面铺设导流网；

(3)在导流网上布设展向注胶欧姆管和弦向注胶欧姆管，并在展向注胶欧姆管和弦向注胶欧姆管相交处设置注胶口；

(4)覆盖真空袋膜(如两层)，制作真空系统；

(5)利用真空灌注法从注胶口灌注，固化成型，脱模即得到风电叶片叶根。

本发明中的叶根区域流道布局为一个独立流道，与其他区域流道的导流网、欧姆管、注胶口等均是分开的，叶根区域布置独立流道，能更有效的提升叶根的灌注效率和灌注质量，能有效避免其他区域(玻纤布层薄区域)胶液在下表面形成包流，而导致浸润不良或灌不透的风险。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明的灌注系统采用呈T型布置的展向注胶欧姆管和弦向注胶欧姆管，仅需2根注胶管和1个注胶口，树脂有展向流动和弦向的流动配合，保证叶根灌透，灌注过程只需开管一次易于操作控制，解决了多根注胶管开关时机不易控制，而出现包流导致浸润不良的问题，同时也降低了多个注胶口灌注漏气风险。

2、本发明的灌注成型工艺具有操作简单、方便、快捷、成本低等优点，制备得到的产品质量好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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的附图。

图1为本发明风电叶片叶根的灌注系统的结构示意图(图中未示出脱模布、带孔隔离膜、防压痕板和真空袋膜)。

图2为本发明风电叶片叶根的灌注系统的俯视图(其他流道区域左边为叶根流道区域，图中未示出真空袋膜)。

图例说明：

1、内表面玻纤布；2、导流网；21、慢速导流网；22、快速导流网；3、展向注胶欧姆管；4、弦向注胶欧姆管；5、注胶口；6、外表面玻纤布；7、预埋螺栓套；10、叶根部法兰盘。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。

除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。

除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

实施例：

如图1、图2所示，一种用于预埋型风电叶片叶根的灌注系统，包括铺设于叶根壳体内表面玻纤布1上的脱模布、铺设于脱模布表面的带孔隔离膜，带孔隔离膜表面铺设有慢速导流网21，慢速导流网21表面铺设有快速导流网22，快速导流网22表面设有相交且垂直布置(呈T型布置)的展向注胶欧姆管3和弦向注胶欧姆管4(预弯型)，且展向注胶欧姆管3和弦向注胶欧姆管4相交处设有唯一的注胶口5，展向注胶欧姆管3和弦向注胶欧姆管4下铺放有防压痕板，展向注胶欧姆管3和弦向注胶欧姆管4上覆盖2层真空袋膜(用于与其他附属设备组成真空系统)。

本实施例还提供一种风电叶片叶根的灌注成型工艺，该成型工艺利用上述的灌注系统制备风电叶片叶根，包括以下步骤：

(1)根据叶片壳体成型工艺，在成型模具上依次铺设叶片PS及SS面叶根壳体外表面玻纤布6、预埋螺栓套7、内表面玻纤布1；

(2)分别在PS、SS面叶根0-1.2m区域整体铺放一层脱模布，铺设脱模布作用主要是为后工序制造粗糙面，同时也起到一定内表面防护作用；

(3)在PS、SS面叶根0-1.2m区域整体铺放一层带孔隔离膜，其作用是便于灌注固化后导流网2的撕除；

(4)在PS、SS面叶根区域带孔隔离膜上铺设一层160g/m²的编织型慢速导流网21，铺设具体尺寸要求有以下几点：慢速导流网21的展向起点与叶根部法兰盘10之间的距离d₁为100mm，展向终点与叶根部法兰盘10之间的距离d₂为1100mm，弦向与叶根部前后缘分型线之间的距离d₃分别为50mm；

(5)在编织型慢速导流网21上铺设一层200g/m²的挤压型快速导流网22，铺设具体尺寸要求有以下几点：快速导流网22的展向起点与叶根部法兰盘10之间的距离h₁为150mm，展向终点与叶根部法兰盘10之间的距离h₂为1050mm，弦向与叶根部前后缘分型线之间的距离h₃分别为100mm；

(6)在快速导流网22上布设展向注胶欧姆管3和弦向注胶欧姆管4，展向注胶欧姆管3和弦向注胶欧姆管4相交处使用专用三通连接，上述欧姆管具体铺设要求有以下几点：展向注胶欧姆管3的展向起点与叶根部法兰盘10之间的距离f₁为200mm，展向终点与叶根部法兰盘10之间的距离f₂为1050mm，弦向与大梁后缘边平齐；弦向注胶欧姆管4的展向起点与叶根部法兰盘10之间的距离k₁为200mm，弦向与叶根部前后缘分型线之间的距离k₃分别为150mm；

(7)覆盖2层真空袋膜，制作真空系统；

(8)利用真空灌注法从注胶口5灌注，固化成型，脱模即得到风电叶片叶根。

上述慢速导流网21、快速导流网22、展向注胶欧姆管3和弦向注胶欧姆管4的布置位置可以适当调整。

本实施例中的灌注系统采用慢速导流网21与快速导流网22相结合的双层导流网2，能够有效提升叶根灌注树脂走胶速度。采用呈T型布置的展向注胶欧姆管3和弦向注胶欧姆管4，仅需2根注胶管和1个注胶口5，灌注过程只需开管一次易于操作控制，解决了多根注胶管开关时机不易控制，而出现包流导致浸润不良的问题，同时也降低了多个注胶口5灌注漏气风险。

Claims (10)

1.一种用于预埋型风电叶片叶根的灌注系统，其特征在于，包括铺设于叶根壳体内表面玻纤布(1)上的一层或多层导流网(2)，所述导流网(2)表面设有真空袋膜，所述导流网(2)与真空袋膜之间设有相交且垂直布置的展向注胶欧姆管(3)和弦向注胶欧姆管(4)，所述展向注胶欧姆管(3)和弦向注胶欧姆管(4)相交处设有注胶口(5)。

2.根据权利要求1所述的灌注系统，其特征在于，所述导流网(2)包括慢速导流网(21)和快速导流网(22)，所述导流网(2)为两层，由下至上依次为慢速导流网(21)和快速导流网(22)。

3.根据权利要求2所述的灌注系统，其特征在于，所述慢速导流网(21)为160±10g/m²的编织型慢速导流网，所述快速导流网(22)为200±10g/m²的挤压型快速导流网。

4.根据权利要求2所述的灌注系统，其特征在于，所述慢速导流网(21)的展向起点与叶根部法兰盘(10)之间的距离d₁为100±20mm，展向终点与叶根部法兰盘(10)之间的距离d₂为1100±20mm，弦向与叶根部前后缘分型线之间的距离d₃分别为50±20mm。

5.根据权利要求2所述的灌注系统，其特征在于，所述快速导流网(22)的展向起点与叶根部法兰盘(10)之间的距离h₁为150±20mm，展向终点与叶根部法兰盘(10)之间的距离h₂为1050±20mm，弦向与叶根部前后缘分型线之间的距离h₃分别为100±20mm。

6.根据权利要求1-5任一项所述的灌注系统，其特征在于，所述展向注胶欧姆管(3)的展向起点与叶根部法兰盘(10)之间的距离f₁为200±20mm，展向终点与叶根部法兰盘(10)之间的距离f₂为1050±20mm，弦向与大梁后缘边平齐。

7.根据权利要求1-5任一项所述的灌注系统，其特征在于，所述弦向注胶欧姆管(4)的展向起点与叶根部法兰盘(10)之间的距离k₁为200±20mm，弦向与叶根部前后缘分型线之间的距离k₃分别为150±20mm。

8.根据权利要求1-5任一项所述的灌注系统，其特征在于，所述内表面玻纤布(1)表面、导流网(2)底部还设有脱模布和带孔隔离膜，所述脱模布设于内表面玻纤布(1)表面，所述带孔隔离膜设于脱模布表面。

9.根据权利要求1-5中任一项所述的灌注系统，其特征在于，所述展向注胶欧姆管(3)和弦向注胶欧姆管(4)下铺放有防压痕板。

10.一种风电叶片叶根的灌注成型工艺，其特征在于，包括以下步骤：

(1)在成型模具上依次铺设叶根壳体外表面玻纤布(6)、预埋螺栓套(7)、内表面玻纤布(1)，再在内表面玻纤布(1)表面依次铺设脱模布与带孔隔离膜；

(2)在带孔隔离膜表面铺设导流网(2)；

(3)在导流网(2)上布设展向注胶欧姆管(3)和弦向注胶欧姆管(4)，并在展向注胶欧姆管(3)和弦向注胶欧姆管(4)相交处设置注胶口(5)；

(4)覆盖真空袋膜，制作真空系统；

(5)利用真空灌注法从注胶口(5)灌注，固化成型，脱模即得到风电叶片叶根。