CN110435051A - 提高温度均匀性的叶片模具的电加热方法、装置及模具 - Google Patents
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Abstract
本发明公开提高温度均匀性的叶片模具的电加热方法、装置及模具，所述方法包括步骤：获取所述叶片模具的第一分区划分型面；将所述第一分区划分型面划分为第一区域，第二区域及第三区域；确定所述第一区域、第二区域、第三区域的分区数并对各个区域进行分区，并在每个分区中铺设独立的电加热丝；电加热丝在通电时对所述叶片模型进行加热。所述装置包括获取单元，划分单元，分区单元及控制单元。所述装置包括若干个分区，每个分区中铺设独立的电加热丝，电加热丝通电时对所述叶片模型进行加热。所述模具为加热系统采用所述的方法进行加热；和/或加热系统包括所述的装置的叶片模具。旨在解决现有的叶片模具的电加热的温度均匀性较差的问题。
Description
技术领域
本发明涉及风能发电装置领域，尤其涉及一种提高温度均匀性的叶片模具的电加热方法、装置及模具。
背景技术
风能发电作为一种清洁的可再生能源，这几年在国内得到快速发展。风力发电机中的部件叶片，其形式多种多样，对应的模具也相应繁多。为提高这种大型叶片产品的质量和快速成型，必须采用高精度、结构复杂的模具，其中至少要包含自动翻转系统和加热系统。加热系统一般有水加热和电加热两种形式。由于水加热模具的缺点是由于水的比热容较高，造成模具升温慢，降温更慢。这就会使得模具生产周期比电加热模具长，模具电加热系统由于更好的可控性、更高的加热效率与更便捷的智能化集成，现在更多的模具采用电加热系统，模具采用电加热系统也已成为趋势。但是电加热系统的设计与生产对模具供应商提出了更高的要求，模具电加热的温度必须确保均匀性。温差越小模具生产出来的产品质量越好，由于叶片的形状不规则性和电加热的特性，目前还没有很好的方法消除温差，只能通过控制各个环节，将温差维持在一个较小的范围。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的至少在于提供一种提高温度均匀性的叶片模具的电加热方法、装置及模具，旨在解决现有的叶片模具的电加热的温度均匀性较差的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明的一个实施方式提供一种提高温度均匀性的叶片模具的电加热方法，包括步骤：
获取所述叶片模具的第一分区划分型面；
将所述第一分区划分型面划分为第一区域，第二区域及第三区域；
确定所述第一区域的分区数并对所述第一区域进行分区，并在每个分区中铺设独立的电加热丝；
确定所述第二区域的分区数并对所述第二区域进行分区，并在每个分区中铺设独立的电加热丝；
确定所述第三区域的分区数并对所述第三区域进行分区，并在每个分区中铺设独立的电加热丝；
所述电加热丝在通电的情况下对所述叶片模型进行加热。
可选地，所述的获取所述第一分区划分型面包括步骤：
根据铺层设计，确定加热丝的偏置距离；
根据所述偏置距离、已知的所述叶片模具的三维模型，得到第一分区划分型面。
可选地，所述的将所述第一分区划分型面划分为第一区域，第二区域及第三区域包括步骤：
根据已知的所述叶片模具的三维模型中的第一初始区域，得到所述的第一分区划分型面中的第一区域；
根据所述的第一区域，获取所述第一分区划分型面中的第二区域及第三区域。
可选地，所述的确定所述第一区域的分区数并对所述第一区域进行分区包括步骤：
根据单个分区面积规格、所述第一区域的总面积，确定第一区域的分区数；
将所述第一区域按照所述分区数进行分区。
可选地，所述的确定所述第二区域的分区数并对所述第二区域进行分区包括步骤：
根据单个分区面积规格、所述第二区域的总面积，确定第二区域的分区数；
将所述第二区域按照所述分区数进行分区。
可选地，所述的确定所述第三区域的分区数并对所述第三区域进行分区包括步骤：
根据单个分区面积规格、所述第第三区域的总面积，确定第三区域的分区数；
将所述第三区域按照所述分区数进行分区。
可选地，所述的将所述第一区域按照所述分区数进行分区包括步骤：
以分区数为依据，自左向右依次对各分区进行编号，一个分区对应一个编号，并确定好每一分区每一编号所对应的分区面积，以所述第一区域的左边界线为起始左边界，以第一区域的上下边界为上下边界，以最左侧对应的分区的分区面积为目标条件，所述右边界线平行于米标线，确定最左侧分区的右边界线；
剩余分区右边界线的确定条件为：
以当下分区左侧的分区的右边界线为当下分区的左边界线，以第一区域的上下边界为上下边界，以当下分区的分区面积为目标条件，所述右边界线平行于米标线，确定该分区的右边界线。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明的一个实施方式提供一种提高温度均匀性的叶片模具的装置，包括：
获取单元，配制用于获取所述叶片模具的第一分区划分型面；
划分单元，配制用于将所述第一分区划分型面划分为第一区域，第二区域及第三区域；
分区单元，配制用于确定所述第一区域的分区数并对所述第一区域进行分区，并在每个分区中铺设独立的电加热丝；确定所述第二区域的分区数并对所述第二区域进行分区，并在每个分区中铺设独立的电加热丝；确定所述第三区域的分区数并对所述第三区域进行分区，并在每个分区中铺设独立的电加热丝；
控制单元，配制用于控制所述电加热丝在通电的情况下对所述叶片模型进行加热。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明的一个实施方式提供一种叶片模具的电加热装置，所述电加热装置包括若干个分区，每个分区中铺设独立的电加热丝，所述电加热丝在通电的情况下对所述叶片模型进行加热。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明的一个实施方式提供一种叶片模具，所述叶片模具的加热系统采用的是所述的方法进行加热；
和/或
所述叶片模具的加热系统包括所述的电加热装置。
本发明实施方式提供的上述技术方案，通过所述方法可以得到更准确的叶片模具加热分区，从而使后续的加热温度更理想，使模具整体温差更小，提高叶片的产品质量。利用本发明所述技术方案能够提高了叶片模具的电热均匀性；采用本发明所述的方法更规范，能够提高了电加热模具的生产效率；采用此技术方案划分的面积更准确，可以使电阻误差保证在百分之五，整体模具表面温差控制在±5度。
附图说明
图1显示为本发明某一实施例的加热分区轴向定位俯视图；
图2显示为本发明某一实施例的加热分区弦向定位立体图。
元件标号说明
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
须知，本说明书附图中所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
本发明的一个实施方式提供一种提高温度均匀性的叶片模具的电加热方法，包括步骤：
获取所述叶片模具的第一分区划分型面；
将所述第一分区划分型面划分为第一区域(D区域)，第二区域(Q区域)及第三区域(H区域)；
确定所述第一区域的分区数并对所述第一区域进行分区，并在每个分区中铺设独立的电加热丝；
确定所述第二区域的分区数并对所述第二区域进行分区，并在每个分区中铺设独立的电加热丝；
确定所述第三区域的分区数并对所述第三区域进行分区，并在每个分区中铺设独立的电加热丝；所述电加热丝在通电的情况下对所述叶片模型进行加热。
在某一实施方式中，所述的获取所述第一分区划分型面包括步骤：
根据铺层设计，确定加热丝的偏置距离；
根据所述偏置距离、已知的所述叶片模具的三维模型，得到偏置距离后的三维模型及其新的分区划分型面，根据偏置距离后的三维模型及其新的分区划分型面，由于偏置距离后的三维模型即为铺设至加热层的叶片模具的模型，所以将偏置距离后的三维模型及其新的分区划分型面对应到叶片模具中，便可得到叶片模具的第一分区划分型面。叶片模具的三维模型是在接受客户委托时由客户提供的，是已知的。
在某一实施方式中，所述的将所述第一分区划分型面划分为第一区域，第二区域及第三区域包括步骤：
根据已知的所述叶片模具的三维模型中的D区域即第一原始区域，得到偏置距离后的三维模型所对应的新的D区域，再根据偏置距离后的三维模型所对应的新的D区域，得到所述的第一分区划分型面中的第一区域；叶片模具的三维模型中的D区域也是在接受客户委托时，由客户在提供三维模型时一并提供的，是已知的。
根据所述的第一区域，获取所述第一分区划分型面中的第二区域及第三区域。例如，位于第一区域上方的为第二区域，位于第一区域下方的为第三区域，第二区域与第三区域相邻的部分的分界线为第一区域的上边界线的延长线。需要说明的是，此处的第一区域，第二区域及第三区域只是区域的名称，区域的名称并不具备限定作用，仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围。第一区域为大梁区域。客户一般会要求大梁单独加热，在提供三维模型的时候会给出D区域(第一原始区域)即大梁区域。
在某一实施方式中，所述的确定所述第一区域的分区数并对所述第一区域进行分区包括步骤：
根据单个分区面积规格、所述第一区域的总面积，确定第一区域的分区数；
确定第一区域的分区数的原则是：其中sD为第一区域的总面积，si为第i个分区的分区面积，si为单个分区面积规格里的数值；n为分区数，n取正整数，此处的下标D作为第一区域的标注，采用大梁区域的缩写，并不是起到限定作用。
将所述第一区域按照所述分区数进行分区。每个分区的分区面积确定原则是：其中sD为第一区域的总面积，si为第i个分区的分区面积，si为单个分区面积规格里的数值；n为分区数，n取正整数，此处的下标D作为第一区域的标注，采用大梁区域的缩写，并不是起到限定作用。
所述的确定所述第二区域的分区数并对所述第二区域进行分区包括步骤：
根据单个分区面积规格、所述第二区域的总面积，确定第二区域的分区数；确定第二区域的分区数的原则是：其中sQ为第二区域的总面积，si为第i个分区的分区面积，si为单个分区面积规格里的数值；m为分区数，m取正整数，此处的下标Q仅仅作为第二区域的标注，并不是起到限定作用。
将所述第二区域按照所述分区数进行分区。每个分区的分区面积确定原则是：其中sQ为第二区域的总面积，si为第i个分区的分区面积，si为单个分区面积规格里的数值；m为分区数，m取正整数，此处的下标Q仅仅作为第二区域的标注，并不是起到限定作用。
所述的确定所述第三区域的分区数并对所述第三区域进行分区包括步骤：
根据单个分区面积规格、所述第第三区域的总面积，确定第三区域的分区数；确定第二区域的分区数的原则是：其中sH为第三区域的总面积，si为第i个分区的分区面积，si为单个分区面积规格里的数值；h为分区数，h取正整数，此处的下标H仅仅作为第三区域的标注，并不是起到限定作用。
将所述第三区域按照所述分区数进行分区。每个分区的分区面积确定原则是：其中sH为第三区域的总面积，si为第i个分区的分区面积，si为单个分区面积规格里的数值；h为分区数，h取正整数，此处的下标H仅仅作为第三区域的标注，并不是起到限定作用。
不同的单个分区面积规格对应不同的电阻丝(即电加热丝)规格，电阻丝的规格与单个分区面积规格对应关系，如下表所示：
在某一实施方式中，所述的将所述第一区域按照所述分区数进行分区包括步骤：
以分区数为依据，自左向右依次对各分区进行编号，一个分区对应一个编号，并确定好每一分区每一编号所对应的分区面积，以所述第一区域的左边界线为起始左边界，以第一区域的上下边界为上下边界，以最左侧对应的分区的分区面积为目标条件，所述右边界线平行于米标线，确定最左侧分区的右边界线；
剩余分区右边界线的确定条件为：
以当下分区左侧的分区的右边界线为当下分区的左边界线，以第一区域的上下边界为上下边界，以当下分区的分区面积为目标条件，所述右边界线平行于米标线，确定该分区的右边界线。
所述的将所述第二区域按照所述分区数进行分区包括步骤：
以分区数为依据，自左向右依次对各分区进行编号，一个分区对应一个编号，并确定好每一分区每一编号所对应的分区面积，以所述第二区域的左边界线为起始左边界，以第二区域的上下边界为上下边界，以最左侧对应的分区的分区面积为目标条件，所述右边界线平行于米标线，确定最左侧分区的右边界线；
剩余分区右边界线的确定条件为：
以当下分区左侧的分区的右边界线为当下分区的左边界线，以第二区域的上下边界为上下边界，以当下分区的分区面积为目标条件，所述右边界线平行于米标线，确定该分区的右边界线。
如图1-2所示，具体地实施过程为：1、热层厚度的计算，根据铺层设计，确定加热丝的偏置距离，例如加热丝需要铺设在模具层距离内表面10mm处，则划分面积的三维数模，就要在原有的三维型面基础上向外偏置10mm，得到新的分区划分型面。在处理后的三维数模上利用三维软件将数模分成若干一定面积大小的加热分区，并编好序号，得到第一分区编号4，其面积大小根据加热功率和电阻丝确定(确定过程如前文所述)，每个分区轴向上的边界线必须平行于前后缘米标线1的连线，便于后续的轴向定位即确定左右边界线，例如图1中的后院分区边界线3以及图2中的分区边界线5。
2、弦向定位(即上下边界线)的确定，现在加热模具都会要求大梁单独加热(因此，客户会在三维模型中提供D区域)，故用靠近模具中线的大梁边界线2为弦向定位中线，通过测量处理后的三维数模，给出每米米标处截面的分区弧长8，由于复合材料模具的特性，在实际生产制作中三维测量的分区弧长8可能会与实际弧长有偏差，将偏差匀入到整个截面分区中(即第二区域与第三区域的进行误差平分，例如三维测量数据是X，实际树脂是Y，则在确定弦向定位线时，各个区域在三维测量数值上添加)，即可得到在误差允许的弦向定位。
3、轴向定位线(左右边界线)的确定，叶片模具一般均是通过阳模翻制，阳模的型面会有米标标记，但制作模具时会将米标标记覆盖掉，所以在制作模具前，需要将米标线引出到阳模型面外，得到米标线引出线7。在确定加热分区时，以引出的米标线为加热分区的轴向定位基准，在处理后的三维数模上利用三维软件将数模分成若干一定面积大小的加热分区，并编好序号，得到第二分区编号6，其分区边界线5根据面积确定，其面积大小根据加热功率和电阻丝确定(确定过程如前文所述)。
4、轴向定位线误差的消除，因为叶片模具的摆角和前后缘法兰高度不一致，导致俯视图中前后缘米标不在一条竖直线上，就需要选择一边米标，通过此边米标做竖直线，以此竖直线，为轴向定位基准。
5、特殊区域处理方法，特殊区域主要是不规则的狭长分区或者是分区边界短距离内波动较大，实际生产过程中，这种区域很容易出现问题，因为分区轴向边界都是与米标连线平行，所以只要控制好弦向边界的定位，就能保证分区面积，本发明专利采用加密在特殊分区位置的弧长效验。例如普通分区，只在米标处给出分区弧长，而特殊分区区域约每隔200mm到300mm，给出一个分区弧长测量数据，用于效验和弦向定位参照。通过加热层厚度的计算、轴向定位线的确定、弦向定位线的确定、轴向定位线误差的消除、特殊区域处理，即可保证每个加热分区的面积，从而得到更理想的模具加热温度。
本发明的一个实施方式还提供一种提高温度均匀性的叶片模具的装置，包括：
获取单元，配制用于获取所述叶片模具的第一分区划分型面；
划分单元，配制用于将所述第一分区划分型面划分为第一区域，第二区域及第三区域；
分区单元，配制用于确定所述第一区域的分区数并对所述第一区域进行分区，并在每个分区中铺设独立的电加热丝；确定所述第二区域的分区数并对所述第二区域进行分区，并在每个分区中铺设独立的电加热丝；确定所述第三区域的分区数并对所述第三区域进行分区，并在每个分区中铺设独立的电加热丝；
控制单元，配制用于控制所述电加热丝在通电的情况下对所述叶片模型进行加热。
本发明的一个实施方式还提供一种叶片模具的电加热装置，所述电加热装置包括若干个分区，每个分区中铺设独立的电加热丝，所述电加热丝在通电的情况下对所述叶片模型进行加热。所述分区是按照上述电加热方法获取的。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明的一个实施方式提供一种叶片模具，所述叶片模具的加热系统采用的是所述的方法进行加热；
和/或
所述叶片模具的加热系统包括电加热装置，所述电加热装置包括若干个分区，每个分区中铺设独立的电加热丝，所述电加热丝在通电的情况下对所述叶片模型进行加热。
本发明中所述的独立的电加热丝是指各个电加热丝之间彼此独立，互不影响，能够独立完成加热工作，即使其余电加热丝出现故障，也不影响当前电加热丝的工作。即各个分区里的电加热丝并联于电路之中。电加热丝通过控制单元连接电源供电单元，控制单元能够控制电加热丝达到预定的加热温度。电源供电单元为整个装置或整个叶片模具供电。
本发明实施方式提供的上述技术方案，通过所述方法可以得到更准确的叶片模具加热分区，从而使后续的加热温度更理想，使模具整体温差更小，提高叶片的产品质量。利用本发明所述技术方案能够提高了叶片模具的电热均匀性；采用本发明所述的方法更规范，能够提高了电加热模具的生产效率；采用此技术方案划分的面积更准确，可以使电阻误差保证在百分之五，整体模具表面温差控制在±5度。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种提高温度均匀性的叶片模具的电加热方法，其特征在于，包括步骤：
获取所述叶片模具的第一分区划分型面；
将所述第一分区划分型面划分为第一区域，第二区域及第三区域；
确定所述第一区域的分区数并对所述第一区域进行分区，并在每个分区中铺设独立的电加热丝；
确定所述第二区域的分区数并对所述第二区域进行分区，并在每个分区中铺设独立的电加热丝；
确定所述第三区域的分区数并对所述第三区域进行分区，并在每个分区中铺设独立的电加热丝；
所述电加热丝在通电的情况下对所述叶片模型进行加热。
2.根据权利要求1所述的提高温度均匀性的叶片模具的电加热方法，其特征在于，所述的获取所述第一分区划分型面包括步骤：
根据铺层设计，确定加热丝的偏置距离；
根据所述偏置距离、已知的所述叶片模具的三维模型，得到第一分区划分型面。
3.根据权利要求1所述的提高温度均匀性的叶片模具的电加热方法，其特征在于，所述的将所述第一分区划分型面划分为第一区域，第二区域及第三区域包括步骤：
根据已知的所述叶片模具的三维模型中的第一初始区域，得到所述的第一分区划分型面中的第一区域；
根据所述的第一区域，获取所述第一分区划分型面中的第二区域及第三区域。
4.根据权利要求1所述的提高温度均匀性的叶片模具的电加热方法，其特征在于，所述的确定所述第一区域的分区数并对所述第一区域进行分区包括步骤：
根据单个分区面积规格、所述第一区域的总面积，确定第一区域的分区数；
将所述第一区域按照所述分区数进行分区。
5.根据权利要求1所述的提高温度均匀性的叶片模具的电加热方法，其特征在于，所述的确定所述第二区域的分区数并对所述第二区域进行分区包括步骤：
根据单个分区面积规格、所述第二区域的总面积，确定第二区域的分区数；
将所述第二区域按照所述分区数进行分区。
6.根据权利要求1所述的提高温度均匀性的叶片模具的电加热方法，其特征在于，所述的确定所述第三区域的分区数并对所述第三区域进行分区包括步骤：
根据单个分区面积规格、所述第第三区域的总面积，确定第三区域的分区数；
将所述第三区域按照所述分区数进行分区。
7.根据权利要求4所述的提高温度均匀性的叶片模具的电加热方法，其特征在于，所述的将所述第一区域按照所述分区数进行分区包括步骤：
以分区数为依据，自左向右依次对各分区进行编号，一个分区对应一个编号，并确定好每一分区每一编号所对应的分区面积，以所述第一区域的左边界线为起始左边界，以第一区域的上下边界为上下边界，以最左侧对应的分区的分区面积为目标条件，所述右边界线平行于米标线，确定最左侧分区的右边界线；
剩余分区右边界线的确定条件为：
以当下分区左侧的分区的右边界线为当下分区的左边界线，以第一区域的上下边界为上下边界，以当下分区的分区面积为目标条件，所述右边界线平行于米标线，确定该分区的右边界线。
8.一种提高温度均匀性的叶片模具的装置，其特征在于，包括：
获取单元，配制用于获取所述叶片模具的第一分区划分型面；
划分单元，配制用于将所述第一分区划分型面划分为第一区域，第二区域及第三区域；
分区单元，配制用于确定所述第一区域的分区数并对所述第一区域进行分区，并在每个分区中铺设独立的电加热丝；确定所述第二区域的分区数并对所述第二区域进行分区，并在每个分区中铺设独立的电加热丝；确定所述第三区域的分区数并对所述第三区域进行分区，并在每个分区中铺设独立的电加热丝；
控制单元，配制用于控制所述电加热丝在通电的情况下对所述叶片模型进行加热。
9.一种叶片模具的电加热装置，其特征在于，所述电加热装置包括若干个分区，每个分区中铺设独立的电加热丝，所述电加热丝在通电的情况下对所述叶片模型进行加热。
10.一种叶片模具，其特征在于，所述叶片模具的加热系统采用的是权利要求1-7任一所述的方法进行加热；
和/或
所述叶片模具的加热系统包括权利要求9所述的装置。
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