CN110328868B - 一种风机叶片的全自动智能化真空灌注系统及灌注方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种风机叶片的全自动智能化真空灌注系统，属于风力发电技术领域，该真空灌注系统包括叶片模具、真空袋膜和若干连接有分流管的注胶支管；该系统包括胶液传感器、控制器和电磁阀，胶液传感器安装分流管与注胶支管的灌注端口处，电磁阀安装在分流管靠近灌注端口的一端；胶液传感器与控制器电连接，控制器与电磁阀电连接；该系统还包括横向设置的供胶主管，所有分流管均与供胶主管连通，供胶主管连接有真空泵和胶液桶。本发明还提供了一种风机叶片的全自动智能化真空灌注方法。本发明能够实现真空灌注过程完全自动化，提升叶片的制造质量和生产效率，改善叶片后续的运行效果。

Description

一种风机叶片的全自动智能化真空灌注系统及灌注方法
技术领域
本发明涉及风力发电技术领域，特别是一种风机叶片的全自动智能化真空灌注系统；本发明还涉及一种使用前述风机叶片的全自动智能化真空灌注系统进行真空灌注的方法。
背景技术
随着大兆瓦叶片生产的高效化和市场的多元化，叶片的生产效率、质量保障、成本控制的要求也越来越高。叶片壳体是叶片最核心的部分，是叶片的主结构，是所有后续力学的运行载体。
叶片制造行业普遍采用真空灌注树脂胶液的工艺进行叶片壳体的生产成型，目前真空灌注大多采用人工判别的方式来手动开启或关闭电磁阀。该灌注方式需要生产人员关注的参数较多，极容易因人为操作不当产生缺陷。而且依靠现场工人观察叶片表面树脂胶液的浸润情况并根据生产经验来判断注胶量，对注胶量的控制不够精确。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种能够实现真空灌注过程完全自动化的风机叶片的全自动智能化真空灌注系统，降低了工人的劳动强度，提升了叶片的制造质量和生产效率，改善了叶片后续的运行效果。
本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种风机叶片的全自动智能化真空灌注方法。
本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的：本发明是一种风机叶片的全自动智能化真空灌注系统，包括叶片模具，叶片模具的内表面铺设有真空袋膜，沿叶片模具根部到叶片模具尖部的方向设有若干纵向设置的注胶支管，所述注胶支管铺设在真空袋膜和叶片模具之间，每个注胶支管上均连接有分流管，其特点是：
该系统包括胶液传感器、控制器和电磁阀，所述胶液传感器安装在除最靠近叶片模具根部的分流管与注胶支管外的分流管与注胶支管的灌注端口处，所述电磁阀安装在分流管靠近灌注端口的一端；胶液传感器与控制器电连接，控制器与电磁阀电连接，胶液传感器用于检测树脂胶液是否浸润铺层的所有立面区域并传输至控制器；
该系统还包括沿叶片模具横向设置的供胶主管，所述供胶主管的一端靠近叶片模具根部，供胶主管的另一端靠近叶片模具尖部；所有分流管均与供胶主管连通，供胶主管分别通过抽气管和进胶管连接有真空泵和胶液桶。
以上所述的风机叶片的全自动智能化真空灌注系统，其进一步优选的技术方案是：各分流管通过近端连接的方式连接在供胶主管与注胶支管相近的区域。
以上所述的风机叶片的全自动智能化真空灌注系统，其进一步优选的技术方案是：所述供胶主管的一端通过抽气管与真空泵的进气口连接，供胶主管的另一端通过送气管与真空泵的排气口连接；供胶主管远离送气管的一端连接有胶液排出管，所述胶液排出管在远离供胶主管的一端安装有密封口。
以上所述的风机叶片的全自动智能化真空灌注系统，其进一步优选的技术方案是：所述供胶主管内安装有粘度传感器、流速传感器和温度传感器，所述粘度传感器、流速传感器和温度传感器均与控制器电连接，粘度传感器用于检测树脂胶液的粘度，流速传感器用于检测树脂胶液的流速，温度传感器用于检测树脂胶液的温度，控制器根据粘度传感器检测的粘度、流速传感器检测的流速和温度传感器检测的温度进行报警并控制电磁阀的开关。
以上所述的风机叶片的全自动智能化真空灌注系统，其进一步优选的技术方案是：在进胶管上安装有树脂脱泡机。
本发明还提供了一种风机叶片的全自动智能化真空灌注方法，其特点是：该方法使用以上所述的风机叶片的全自动智能化真空灌注系统，其步骤如下：
（1）将真空袋膜和叶片模具之间的灌注空间按照叶片模具根部到叶片模具尖部的方向依次划分为第一铺层、第二铺层，直至第若干铺层；设置在第一铺层内的注胶支管为第一注胶支管，与第一注胶支管连接的分流管为第一分流管；设置在第二铺层内的注胶支管为第二注胶支管，与第二注胶支管连接的分流管为第二分流管，以此类推；
（2）灌注开始前，所有电磁阀的初始状态均为闭合状态；首先对真空袋膜进行抽真空处理，使真空袋膜和叶片模具之间处于真空状态，真空度为0.098MPa；然后打开真空泵对供胶主管进行抽真空处理，使供胶主管内部处于真空状态，真空度为0.098MPa～0.1MPa，利用供胶主管内的负压持续地将胶液桶内的树脂胶液吸入供胶主管中；
（3）打开控制器开始灌注，控制器控制第一分流管上的电磁阀打开，利用真空袋膜和叶片模具之间的负压将供胶主管内的树脂胶液经由第一分流管和第一注胶支管注入第一铺层的灌注空间内，使树脂胶液在第一铺层内依靠负压流动；
（4）第二分流管与第二注胶支管的灌注端口处的胶液传感器检测到树脂胶液已经浸润第一铺层的所有立面区域后，控制器控制第二分流管上的电磁阀打开，按照步骤（3）相同的方法将树脂胶液注入第二铺层的灌注空间内并依靠负压流动；
（5）按照上述相同的方法，控制器控制第三分流管至第若干分流管上的电磁阀依次打开，将树脂胶液注入相应的铺层内；
（6）灌注空间内树脂胶液的注胶量满足设计要求后，控制器控制各分流管上的电磁阀关闭，结束灌注。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
（1）本发明通过胶液传感器、控制器和电磁阀组成的控制系统，实现了风机叶片真空灌注过程的完全自动化，能够提升叶片的制造质量和生产效率，改善叶片后续的运行效果；通过设置与各分流管连通的供胶主管，便于各注胶支管灌注过程的统一控制。
（2）本发明通过进一步优选的技术方案，分流管通过近端连接的方式与供胶主管连接，缩短了树脂胶液的流动距离，提高了灌注效率。
（3）本发明通过进一步优选的技术方案，供胶主管的两端分别通过抽气管和送气管与真空泵的进气口和排气口连接，能够实现对供胶主管进行抽真空和送气处理，既可以在灌注过程中确保供胶主管内的树脂胶液充沛，又可以在灌注结束后避免供胶主管内的树脂胶液堆积。
（4）本发明通过进一步优选的技术方案，在供胶主管内设置粘度传感器、流速传感器和温度传感器，当树脂胶液的粘度、流速和温度超过安全区间时控制器进行报警并控制电磁阀关闭，保障生产成型的叶片质量。
（5）本发明通过进一步优选的技术方案，在胶液桶和供胶主管之间的进胶管上安装树脂脱泡机，对树脂胶液进行脱泡处理，避免叶片内出现孔洞，提高叶片的制造质量。
附图说明
图1为本发明的一种结构示意图；
图2为图1中A—A的局部剖面图；
图3为胶液传感器、粘度传感器、流量传感器、温度传感器、控制器和电磁阀的连接框图。
图中：1—叶片模具，2—真空袋膜，3—注胶支管，4—分流管，5—胶液传感器，6—控制器，7—电磁阀，8—供胶主管，9—抽气管，10—真空泵，11—胶液桶，12—送气管，13—胶液排出管，14—密封口，15—粘度传感器，16—流速传感器，17—温度传感器，18—树脂脱泡机。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作详细的说明，以便于本领域的技术人员进一步理解本发明，而不构成对其权利的限制。
实施例1：参照图1～图3，一种风机叶片的全自动智能化真空灌注系统，包括叶片模具1，叶片模具1的内表面铺设有真空袋膜2，沿叶片模具1根部到叶片模具1尖部的方向设有若干纵向设置的注胶支管3，所述注胶支管3铺设在真空袋膜2和叶片模具1之间，每个注胶支管3上均连接有分流管4；
该系统包括胶液传感器5、控制器6和电磁阀7，所述胶液传感器5安装在除最靠近叶片模具1根部的分流管4与注胶支管3外的分流管4与注胶支管3的灌注端口处，所述电磁阀7安装在分流管4靠近灌注端口的一端；胶液传感器5与控制器6电连接，控制器6与电磁阀7电连接，胶液传感器5用于检测树脂胶液是否浸润铺层的所有立面区域并传输至控制器6；
该系统还包括沿叶片模具1横向设置的供胶主管8，所述供胶主管8的一端靠近叶片模具1根部，供胶主管8的另一端靠近叶片模具1尖部；所有分流管4均与供胶主管8连通，供胶主管8分别通过抽气管9和进胶管连接有真空泵10和胶液桶11。
控制器6为写入了相关控制程序的单片机，具体的控制方法如下：
（1）电磁阀7处于闭合状态：若胶液传感器5检测到树脂胶液没有浸润铺层的所有立面区域且电磁阀7不满足开启时间，控制器6控制电磁阀7保持闭合状态；若胶液传感器5检测到树脂胶液已经浸润但电磁阀7不满足开启时间，或当电磁阀7满足开启时间但胶液传感器5检测到树脂胶液没有浸润，控制器6控制电磁阀7保持闭合状态；若胶液传感器5检测到树脂胶液已经浸润且电磁阀7满足开启时间，控制器6控制电磁阀7打开；
（2）电磁阀7处于开启状态：若树脂胶液的注胶量不满足设计要求，控制器6控制电磁阀7保持开启状态；若树脂胶液的注胶量满足设计要求，控制器6控制电磁阀7关闭。
由于大兆瓦叶片模具1一般比较巨大，因此需要在叶片模具1的内表面上铺设两层真空袋膜2，并在真空袋膜2上设置多个供分流管4穿过的注胶口，且两层真空袋膜2分别连接有两个用于抽真空处理的抽真空管路。
该真空灌注系统的工作过程为：打开真空泵10对真空袋膜2和供胶主管8进行抽真空处理，使真空袋膜2内的真空度为0.098MPa，供胶主管8内的真空度为0.098MPa～0.1MPa，利用供胶主管8内的负压持续地将胶液桶11内的树脂胶液吸入供胶主管8中；当电磁阀7满足开启条件时，控制器6控制各分流管4上的电磁阀7依次打开，利用真空袋膜2和叶片模具1之间的负压将供胶主管8内的树脂胶液经由分流管4和注胶支管3注入真空袋膜2内，使树脂胶液在真空袋膜2内依靠负压流动；当电磁阀7满足闭合条件时，控制器6控制各分流管4上的电磁阀7关闭，灌注结束。
实施例2：参照图1，实施例1所述的一种风机叶片的全自动智能化真空灌注系统中，各分流管4通过近端连接的方式连接在供胶主管8与注胶支管3相近的区域。
近端连接指的是分流管4与供胶主管8的连接位置为供胶主管8上距离注胶支管3较近的区域，且各分流管4之间不交叉。
本实施例中，分流管4与供胶主管8的最佳连接位置为供胶主管8上距离注胶支管3最近的位置。
实施例3：参照图1，实施例1所述的一种风机叶片的全自动智能化真空灌注系统中，所述供胶主管8的一端通过抽气管9与真空泵10的进气口连接，供胶主管8的另一端通过送气管12与真空泵10的排气口连接；供胶主管8远离送气管12的一端连接有胶液排出管13，所述胶液排出管13在远离供胶主管8的一端安装有密封口14。
灌注开始前，真空泵10工作在抽气模式时，通过抽气管9对供胶主管8进行抽真空处理，利用供胶主管8内的负压持续地吸入树脂胶液，确保灌注过程中供胶主管8内的树脂胶液充沛；灌注结束后，真空泵10工作在送气模式时，通过送气管12对供胶主管8进行送气处理，将供胶主管8内多余的树脂胶液从密封口14已打开的胶液排出管13排出，避免灌注结束后供胶主管8内的树脂胶液堆积爆聚影响后续真空灌注效果。
实施例4：参照图3，实施例1所述的一种风机叶片的全自动智能化真空灌注系统中，所述供胶主管8内安装有粘度传感器15、流速传感器16和温度传感器17，所述粘度传感器15、流速传感器16和温度传感器17均与控制器6电连接，粘度传感器15用于检测树脂胶液的粘度，流速传感器16用于检测树脂胶液的流速，温度传感器17用于检测树脂胶液的温度，控制器6根据粘度传感器15检测的粘度、流速传感器16检测的流速和温度传感器17检测的温度进行报警并控制电磁阀7的开关。
若粘度传感器15检测的树脂胶液粘度处于粘度的安全区间内，且流速传感器16检测的树脂胶液流速处于流速的安全区间内，且温度传感器17检测的树脂胶液温度处于温度的安全区间内，控制器6不报警且控制电磁阀7保持之前的状态；若粘度传感器15检测的树脂胶液粘度超过粘度的安全区间，或流速传感器16检测的树脂胶液流速超过流速的安全区间，或温度传感器17检测的树脂胶液温度超过温度的安全区间，控制器6报警且控制电磁阀7关闭，提醒现场工人对胶液桶11内和供胶主管8内的树脂胶液进行检查，将树脂胶液的粘度、温度及流速调整到安全区间内。
实施例5：参照图1，实施例1所述的一种风机叶片的全自动智能化真空灌注系统中，在进胶管上安装有树脂脱泡机18。
实施例6：参照图1、图3，一种风机叶片的全自动智能化真空灌注方法，该方法使用实施例1—5中任何一例所述的一种风机叶片的全自动智能化真空灌注系统，其步骤如下：
（1）将真空袋膜2和叶片模具1之间的灌注空间按照叶片模具1根部到叶片模具1尖部的方向依次划分为第一铺层、第二铺层，直至第若干铺层；设置在第一铺层内的注胶支管3为第一注胶支管，与第一注胶支管连接的分流管4为第一分流管；设置在第二铺层内的注胶支管3为第二注胶支管，与第二注胶支管连接的分流管4为第二分流管，以此类推；
（2）灌注开始前，所有电磁阀7的初始状态均为闭合状态；首先对真空袋膜2进行抽真空处理，使真空袋膜2和叶片模具1之间处于真空状态，真空度为0.098MPa；然后打开真空泵10对供胶主管8进行抽真空处理，使供胶主管8内部处于真空状态，真空度为0.098MPa～0.1MPa，利用供胶主管8内的负压持续地将胶液桶11内的树脂胶液吸入供胶主管8中；
（3）打开控制器6开始灌注，控制器6控制第一分流管上的电磁阀7打开，利用真空袋膜2和叶片模具1之间的负压将供胶主管8内的树脂胶液经由第一分流管和第一注胶支管注入第一铺层的灌注空间内，使树脂胶液在第一铺层内依靠负压流动；
（4）第二分流管与第二注胶支管的灌注端口处的胶液传感器5检测到树脂胶液已经浸润第一铺层的所有立面区域后，控制器6控制第二分流管上的电磁阀7打开，按照步骤（3）相同的方法将树脂胶液注入第二铺层的灌注空间内并依靠负压流动；
（5）按照上述相同的方法，控制器6控制第三分流管至第若干分流管上的电磁阀7依次打开，将树脂胶液注入相应的铺层内；
（6）灌注空间内树脂胶液的注胶量满足设计要求后，控制器6控制各分流管4上的电磁阀7关闭，结束灌注。

Claims (3)

1.一种风机叶片的全自动智能化真空灌注系统，包括叶片模具，叶片模具的内表面铺设有真空袋膜，沿叶片模具根部到叶片模具尖部的方向设有若干纵向设置的注胶支管，所述注胶支管铺设在真空袋膜和叶片模具之间，每个注胶支管上均连接有分流管，其特征在于：
该系统包括胶液传感器、控制器和电磁阀，所述胶液传感器安装在除最靠近叶片模具根部的分流管与注胶支管外的分流管与注胶支管的灌注端口处，所述电磁阀安装在分流管靠近灌注端口的一端；胶液传感器与控制器电连接，控制器与电磁阀电连接，胶液传感器用于检测树脂胶液是否浸润铺层的所有立面区域并传输至控制器；
该系统还包括沿叶片模具横向设置的供胶主管，所述供胶主管的一端靠近叶片模具根部，供胶主管的另一端靠近叶片模具尖部；所有分流管均与供胶主管连通，供胶主管分别通过抽气管和进胶管连接有真空泵和胶液桶；
所述供胶主管的一端通过抽气管与真空泵的进气口连接、另一端通过送气管与真空泵的排气口连接；供胶主管远离送气管的一端连接有胶液排出管，所述胶液排出管在远离供胶主管的一端安装有密封口；
所述供胶主管内安装有粘度传感器、流速传感器和温度传感器，所述粘度传感器、流速传感器和温度传感器均与控制器电连接，粘度传感器用于检测树脂胶液的粘度，流速传感器用于检测树脂胶液的流速，温度传感器用于检测树脂胶液的温度，控制器根据粘度传感器检测的粘度、流速传感器检测的流速和温度传感器检测的温度进行报警并控制电磁阀的开关；
使用该全自动智能化真空灌注系统进行全自动智能化真空灌注方法步骤如下：
（1）将真空袋膜和叶片模具之间的灌注空间按照叶片模具根部到叶片模具尖部的方向依次划分为第一铺层、第二铺层，直至第若干铺层；设置在第一铺层内的注胶支管为第一注胶支管，与第一注胶支管连接的分流管为第一分流管；设置在第二铺层内的注胶支管为第二注胶支管，与第二注胶支管连接的分流管为第二分流管，以此类推；
（2）灌注开始前，所有电磁阀的初始状态均为闭合状态；首先对真空袋膜进行抽真空处理，使真空袋膜和叶片模具之间处于真空状态，真空度为0.098MPa；然后打开真空泵对供胶主管进行抽真空处理，使供胶主管内部处于真空状态，真空度为0.098MPa～0.1MPa，利用供胶主管内的负压持续地将胶液桶内的树脂胶液吸入供胶主管中；
（3）打开控制器开始灌注，控制器控制第一分流管上的电磁阀打开，利用真空袋膜和叶片模具之间的负压将供胶主管内的树脂胶液经由第一分流管和第一注胶支管注入第一铺层的灌注空间内，使树脂胶液在第一铺层内依靠负压流动；
（4）第二分流管与第二注胶支管的灌注端口处的胶液传感器检测到树脂胶液已经浸润第一铺层的所有立面区域后，控制器控制第二分流管上的电磁阀打开，按照步骤（3）相同的方法将树脂胶液注入第二铺层的灌注空间内并依靠负压流动；
（5）按照上述相同的方法，控制器控制第三分流管至第若干分流管上的电磁阀依次打开，将树脂胶液注入相应的铺层内；
（6）灌注空间内树脂胶液的注胶量满足设计要求后，控制器控制各分流管上的电磁阀关闭，结束灌注。
2.根据权利要求1所述的一种风机叶片的全自动智能化真空灌注系统，其特征在于：各分流管通过近端连接的方式连接在供胶主管与注胶支管相近的区域。
3.根据权利要求1所述的一种风机叶片的全自动智能化真空灌注系统，其特征在于：在进胶管上安装有树脂脱泡机。
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