CN112292524A - 用于风力涡轮转子叶片的抗剪腹板 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种用于风力涡轮的转子叶片的抗剪腹板及其制造和组装的方法。转子叶片大体上包括上部壳体部件和下部壳体部件,上部壳体部件具有构造在其内表面上的上部翼梁帽,下部壳体部件具有构造在其内表面上的下部翼梁帽。此外,抗剪腹板沿着叶片的纵向长度在翼梁帽之间延伸。另外,抗剪腹板包括至少部分地包围芯体材料的第一外部拉挤层和第二外部拉挤层,其中第一外部拉挤层和第二外部拉挤层的端部部分在抗剪腹板的相对端部处形成压缩凸缘。
Description
技术领域
本发明大体上涉及风力涡轮的领域,并且更特别地涉及一种用于风力涡轮转子叶片的拉挤抗剪腹板。
背景技术
风力被认为是目前可用的最清洁、对环境最友好的能源之一,并且在这方面,风力涡轮已得到越来越多的关注。现代风力涡轮典型地包括塔架、发电机、齿轮箱、机舱以及一个或多个转子叶片。转子叶片为用于将风能转换成电能的主要元件。叶片具有翼型件的横截面轮廓,使得在操作期间,空气在叶片上方流动,从而在侧部之间产生压力差。因此,从压力侧朝向吸力侧引导的升力作用在叶片上。升力在主转子轴上生成扭矩,该主转子轴齿轮连接到发电机,以用于产生电。
转子叶片典型地由吸力侧壳体和压力侧壳体组成,吸力侧壳体和压力侧壳体沿着转子叶片的前缘和后缘在结合线处结合在一起。内部抗剪腹板在压力侧壳体部件与吸力侧壳体部件之间延伸,并且结合到翼梁帽,该翼梁帽附连到壳体部件的内面。为了使抗剪腹板跨越在翼梁帽之间并在翼梁帽与抗剪腹板之间实现具有足够宽度和厚度尺寸的结合,需要相对精确的长度尺寸。实现这些尺寸以及充分的结合可为困难的,并且在翼梁帽与抗剪腹板之间的接合为耗时且繁重的过程,其通常需要大量的返工。另外,在翼梁帽与抗剪腹板之间通常存在最小的结合表面。
另外,常规的抗剪腹板使用例如经由真空灌注形成的增强的层压复合材料构成。尽管这样的材料为构件提供期望的强度和/或刚度,但是这样的材料可将额外的重量添加至风力涡轮。
因此,行业将受益于解决某些常规构造的缺陷中的一个或多个的改进的抗剪腹板。
发明内容
本发明的方面和优点将在以下描述中得到部分阐述,或可根据描述而为显然的,或可通过实践本发明而了解。
在一个方面,本公开涉及一种用于风力涡轮的转子叶片组件。转子叶片组件包括上部壳体部件和下部壳体部件,上部壳体部件具有构造在其内表面上的上部翼梁帽,下部壳体部件具有构造在其内表面上的下部翼梁帽。此外,转子叶片组件包括抗剪腹板,其沿着叶片的纵向长度在翼梁帽之间延伸。另外,抗剪腹板包括第一外部拉挤层和第二外部拉挤层。此外,第一外部拉挤层和第二外部拉挤层的端部部分在抗剪腹板的相对端部处形成压缩凸缘,该压缩凸缘结合到上部翼梁帽和下部翼梁帽。
在一个实施例中,压缩凸缘大体上平行于抗剪腹板的长度方向轴线延伸。在另一实施例中,上部翼梁帽和下部翼梁帽可分成两个翼梁帽构件并且由间隙分离。在这样的实施例中,压缩凸缘可分别结合在翼梁帽中的各个的间隙内。在又一实施例中,压缩凸缘可分别结合在翼梁帽中的各个的凹槽内。备选地,压缩凸缘可仅仅结合到翼梁帽的最外表面。
在额外的实施例中,第一外部拉挤层和第二外部拉挤层可至少部分地包围芯体材料。照此,在一个实施例中,压缩凸缘可包括包含芯体材料的区域和没有芯体材料的区域。另外,在某些实施例中,压缩凸缘可大体上垂直于抗剪腹板的长度方向轴线从芯体材料的一侧延伸。备选地,压缩凸缘可沿相对于抗剪腹板的长度方向轴线大体上垂直的方向从芯体材料的相对侧延伸。例如,在一个实施例中,第一外部拉挤层和第二外部拉挤层的端部部分可分开或分离并且朝向芯体材料挠曲,以形成可从芯体材料的相对侧延伸的压缩凸缘。
在额外的实施例中,转子叶片组件还可包括构造在压缩凸缘与翼梁帽之间的界面处的粘合剂。例如,在某些实施例中,粘合剂可包括下者中的一种或下者的组合:结合膏、粘结剂、胶带、树胶、蜡、灰泥、水泥浆、树脂、环氧树脂、密封剂、胶水或类似物。
在另一实施例中,第一外部拉挤层和第二外部拉挤层可至少部分地由增强的复合层压材料构成。例如,在一个实施例中,增强的复合层压材料可包括热塑性材料。在另外的实施例中,芯体材料可至少部分地由泡沫、软木、复合物或轻木中的至少一种构成。
在另外的实施例中,抗剪腹板还可包括通道(例如,定位在芯体材料中),该通道构造成接收一根或多根线缆,诸如雷电保护系统的引下线线缆。
在另一方面,本公开涉及一种用于将抗剪腹板组装在风力涡轮的转子叶片中的方法。方法包括提供转子叶片的主体壳体,该主体壳体具有构造在其内表面上的至少一个翼梁帽。方法还包括例如经由三维(3D)拉挤同时地拉挤第一外部层和第二外部层,以便形成抗剪腹板,该抗剪腹板在其相对端部处具有压缩凸缘。照此,压缩凸缘由第一外部拉挤层和第二外部拉挤层的端部部分形成。另外,方法包括经由压缩凸缘将拉挤抗剪腹板固定到至少一个翼梁帽。
在一个实施例中,方法可包括将压缩的芯体材料或额外的材料板材中的至少一种插入第一外部层和第二外部层的端部部分之间,使得端部部分在压缩凸缘形成时不结合在一起。在另一实施例中,方法包括:随后对第一外部层和第二外部层的端部部分进行加热;使第一外部层和第二外部层的端部部分分离;移除额外的材料板材或压缩的芯体材料中的至少一种;使端部部分抵靠芯体材料挠曲,以便形成压缩凸缘;以及经由压缩凸缘将抗剪腹板固定到至少一个翼梁帽。
在另一实施例中,将抗剪腹板固定到至少一个翼梁帽的步骤可包括经由热塑性焊接、粘合剂或类似物将抗剪腹板结合到相对的翼梁帽。更具体地,在某些实施例中,将抗剪腹板结合到相对的翼梁帽的步骤可包括将抗剪腹板的压缩凸缘结合在相应的翼梁帽的间隙内。
在又一另外的实施例中,方法可包括随后从抗剪腹板移除压缩凸缘并且将抗剪腹板结合到至少一个翼梁帽。
在又一方面,本公开涉及一种用于制造用于风力涡轮的转子叶片的抗剪腹板的方法。方法包括围绕芯体材料例如经由3D拉挤同时地拉挤第一外部层和第二外部层,以便形成抗剪腹板。方法还包括压缩第一外部层和第二外部层的端部部分以及芯体材料,以在抗剪腹板的相对端部处形成压缩凸缘。照此,压缩凸缘构造成提供用于转子叶片的翼梁帽的结合表面。应当理解的是,抗剪腹板可进一步包括如本文中描述的额外特征中的任何特征。
在另一实施例中,方法还可包括使内部层和外部层的端部部分分离,使得分离的端部部分大体上垂直于抗剪腹板的长度方向轴线从芯体材料的相对侧延伸,其中分离的端部部分形成压缩凸缘。
参考以下描述和所附权利要求书,本发明的这些及其它特征、方面和优点将变得更好理解。并入本说明书中并且构成本说明书的部分的附图图示了本发明的实施例,并且与描述一起用于阐释本发明的原理。
附图说明
在参考附图的说明书中阐述了本发明(包括其最佳模式)的针对本领域普通技术人员的完整且能够实现的公开,在附图中:
图1图示根据本公开的风力涡轮的一个实施例的透视图;
图2图示根据本公开的风力涡轮的转子叶片的一个实施例的透视图;
图3图示根据本公开的风力涡轮的转子叶片组件的一个实施例的横截面视图,其特别地图示具有构造在分开的翼梁帽构件之间的压缩凸缘的抗剪腹板;
图4图示图3的抗剪腹板的横截面视图;
图5图示根据本公开的风力涡轮的转子叶片组件的另一实施例的横截面视图,其特别地图示具有构造在翼梁帽的凹槽内的压缩凸缘的抗剪腹板;
图6图示根据本公开的风力涡轮的转子叶片组件的另一实施例的横截面视图,其特别地图示具有压缩凸缘的抗剪腹板,该压缩凸缘从抗剪腹板的芯体材料的相对侧延伸并结合到相对的翼梁帽;
图7图示图6的抗剪腹板的横截面视图;
图8图示根据本公开的风力涡轮的转子叶片组件的又一实施例的横截面视图,其特别地图示具有压缩凸缘的抗剪腹板,该压缩凸缘从抗剪腹板的芯体材料的一侧延伸并结合到相对的翼梁帽;
图9图示图8的抗剪腹板的横截面视图;
图10图示根据本公开的风力涡轮转子叶片的抗剪腹板的一个实施例的俯视图,其特别地图示由芯体材料构成的抗剪腹板,该芯体材料由延伸经过芯体材料的宽度的拉挤层环绕;
图11图示沿着线11-11的图11的抗剪腹板的横截面视图;
图12图示根据本公开的风力涡轮转子叶片的抗剪腹板的一个实施例的俯视图,其特别地图示由芯体材料构成的抗剪腹板,该芯体材料由延伸经过芯体材料的宽度的折叠的拉挤层环绕;
图13图示沿着线13-13的图12的抗剪腹板的横截面视图;
图14图示沿着线14-14的图12的抗剪腹板的横截面视图;
图15图示沿着线15-15的图12的抗剪腹板的横截面视图;
图16图示根据本公开的风力涡轮的转子叶片组件的再一实施例的横截面视图,其特别地图示具有构造在芯体材料内的通道的抗剪腹板;
图17图示用于将抗剪腹板组装在风力涡轮的转子叶片中的方法的一个实施例的流程图;以及
图18图示根据本公开的用于制造用于风力涡轮的转子叶片的抗剪腹板的方法的一个实施例的流程图。
具体实施方式
现在将详细地参考本发明的实施例,其一个或多个示例在附图中图示。各个示例通过阐释本发明而非限制本发明的方式提供。实际上,对本领域技术人员而言将显而易见的是,在不脱离本发明的范围或精神的情况下,可在本发明中作出多种修改和变型。例如,作为一个实施例的部分而图示或描述的特征可与另一实施例一起使用以产生再一个另外的实施例。因此,意图的是,本发明包括如归入所附权利要求书及其等同体的范围内的这样的修改和变型。
大体上,本公开涉及一种用于风力涡轮的转子叶片的抗剪腹板及其制造和组装的方法。转子叶片大体上包括上部壳体部件和下部壳体部件,上部壳体部件和下部壳体部件具有构造在它们相应的内表面上的上部翼梁帽和下部翼梁帽。此外,抗剪腹板沿着叶片的纵向长度在翼梁帽之间延伸。另外,抗剪腹板由至少部分地包围芯体材料的第一外部拉挤层和第二外部拉挤层形成。此外,第一外部拉挤层和第二外部拉挤层的端部部分以及任选地芯体材料在抗剪腹板的相对端部处形成压缩凸缘,该压缩凸缘可容易地结合或安装到上部翼梁帽和下部翼梁帽。照此,可快速且容易地制造本公开的抗剪腹板,以便向转子叶片提供额外的刚度和/或强度。
现在参考附图,图1图示根据本公开的风力涡轮10的一个实施例。如示出的,风力涡轮10包括塔架12,其中机舱14安装在塔架12上。多个转子叶片16安装到转子毂18,转子毂18继而连接到使主转子轴转动的主凸缘。风力涡轮发电和控制构件容纳在机舱14内。仅出于说明性目的而提供图1的视图,以将本发明置于示例性使用领域中。应当认识到的是,本发明不限于任何特定类型的风力涡轮构造。
现在参考图2,图示图1的转子叶片16中的一个的更详细的视图。如示出的,转子叶片16包括上部壳体部件20和下部壳体部件22。此外,上部壳体部件20构造为叶片16的吸力侧表面,而下部壳体部件22构造为叶片16的压力侧表面。转子叶片16还包括前缘24和后缘26,以及根部部分28和末梢部分30。如本领域中众所周知的,上部壳体部件20和下部壳体部件22可在前缘24和后缘26或任何其它合适的位置处连结在一起。转子叶片16还包括内部腔25(图3),在内部腔25中可构造多种结构部件,诸如翼梁帽32、34和根据本公开的一个或多个抗剪腹板30。
现在参考图3-10,图示并入本发明的多种方面的转子叶片16的抗剪腹板28的多种横截面视图。更具体地,如图3、图6、图8和图10中示出的,上部壳体部件20包含构造在其内表面上的上部翼梁帽32。类似地,下部壳体部件22包含构造在其内表面上的下部翼梁帽34。照此,抗剪腹板28在大体上展向方向上沿着叶片16的纵向长度在翼梁帽32、34之间延伸。另外,抗剪腹板28的横截面可具有任何合适的形状。例如,如示出的,抗剪腹板28的横截面形状可具有大体上正方形或矩形形状。应当认识到的是,如本文中使用的,近似用语(诸如“近似”、“基本上”、“大体上”或“大约”)指代在百分之十的误差裕度内。
此外,如大体上在图中示出的,抗剪腹板28包括至少部分地环绕或包围一种或多种芯体材料30的至少一个外部层或板材(例如,拉挤外部层36、38)。例如,如图4-7中示出的,抗剪腹板28包括大体上包围芯体材料30的第一外部层36和第二外部层38。更具体地,如图4中示出的,第一外部层36构造在芯体材料30的第一侧上,并且第二外部层38构造在芯体材料30的相反的第二侧上。照此,第一外部层36和第二外部层38大体上对应于芯体材料30的外部横截面形状。更具体地,如图4和图9中示出的,第一外部层36和第二外部层38的端部部分46、48以及芯体材料30的压缩部分(即,压缩的芯体凸缘40、42)在抗剪腹板28的相对端部处形成抗剪腹板28的压缩凸缘37、39,压缩凸缘37、39可结合到它们相应的翼梁帽32、34,这将在下面更详细地论述。
例如,芯体材料30可包括一个或多个压缩凸缘40、42,即,由压缩的芯体材料制成的凸缘。更具体地,如图4、图7和图9中示出的,芯体材料30可包括在芯体材料30的相反端部上的第一压缩凸缘40和第二压缩凸缘42。此外,在某些实施例中,如图4和图7中示出的,芯体材料凸缘40、42可沿基本上平行于芯体材料30的长度方向轴线44的方向从芯体材料30的相对端部33、35延伸。照此,抗剪腹板28的压缩凸缘37、39也可大体上平行于抗剪腹板28的长度方向轴线44延伸。此外,如示出的,压缩凸缘37、39可基本上在端部33、35的中心处从相对端部33、35延伸(如示出的),或者可定位成更接近端部33、35中的各个的左侧或右侧。
备选地,如图9中示出的,压缩的芯体材料凸缘40、42可沿基本上垂直于芯体材料30的长度方向轴线44的方向从芯体材料30的相对端部33、35延伸。在这样的实施例中,抗剪腹板28的压缩凸缘37、39也可大体上垂直于抗剪腹板28的长度方向轴线44延伸。更具体地,如图8和图9中示出的,压缩凸缘37、39从抗剪腹板28的同一侧延伸。在备选的实施例中,压缩凸缘37、39可从抗剪腹板28的相对侧延伸,即,一个从左侧延伸,并且一个从右侧延伸,使得凸缘相对于芯体材料30沿相反的方向延伸。
在某些实施例中,抗剪腹板28(并且更特别地,第一外部层36和第二外部层38)可经由拉挤过程形成。例如,在一个实施例中,抗剪腹板28可经由二维(2D)拉挤过程形成。备选地,本文中描述的抗剪腹板28可经由3D拉挤来快速且容易地形成。在这样的实施例中,拉挤抗剪腹板28可至少部分地由热固性材料或热塑性材料构成。如本文中使用的,用语“拉挤”或类似用语大体上描述增强材料(例如,纤维或者机织或编织股线),该增强材料浸渍有树脂(例如,热固性或热塑性聚合物)并被拉动通过固定模具,使得树脂固化或者经历聚合。照此,拉挤过程典型地以复合材料的连续过程为特征,该连续过程产生具有恒定横截面的复合零件。此外,3D拉挤大体上以类似于2D拉挤的制造过程为特征,但是可适应三维弯曲轮廓。另外,3D拉挤过程可用于生成具有多种非线性或可变横截面形状而不是恒定横截面的拉挤构件。
此外,拉挤构件可由增强的热固性或热塑性材料构成。另外,拉挤构件可由粗纱产生,该粗纱大体上包含长且窄的纤维束,该长且窄的纤维束不组合,直到由固化树脂连结。
如本文中描述的热塑性材料大体上包含本质上可逆的塑性材料或聚合物。例如,热塑性材料典型地在被加热到一定温度时变得柔韧或可模制,并且在冷却时凝固。此外,热塑性材料可包括无定形热塑性材料和/或半结晶热塑性材料。例如,一些无定形热塑性材料可大体上包括但不限于苯乙烯、乙烯基、纤维素、聚酯、丙烯酸、聚砜和/或酰亚胺。更具体地,示例性无定形热塑性材料可包括聚苯乙烯、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、乙二醇化聚对苯二甲酸乙二酯(PET-G)、聚碳酸酯、聚乙酸乙烯酯、无定形聚酰胺、聚氯乙烯(PVC)、聚偏二氯乙烯、聚氨酯或任何其它合适的无定形热塑性材料。另外,示例性半结晶热塑性材料可大体上包括但不限于聚烯烃、聚酰胺、含氟聚合物、丙烯酸乙基甲酯、聚酯、聚碳酸酯和/或乙缩醛。更具体地,示例性半结晶热塑性材料可包括聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚丙烯、聚苯硫醚、聚乙烯、聚酰胺(尼龙)、聚醚酮或任何其它合适的半结晶热塑性材料。此外,如本文中描述的热固性材料大体上包含本质上不可逆的塑性材料或聚合物。例如,热固性材料一旦固化,就不可容易地重新模制或返回到液体状态。照此,在初始成形之后,热固性材料大体上抵抗热、腐蚀和/或蠕变。示例性热固性材料可大体上包括但不限于一些聚酯、酯、环氧树脂或任何其它合适的热固性材料。
在备选的实施例中,抗剪腹板28的第一外部拉挤层36和第二外部拉挤层38可由增强的层压复合材料、塑料、金属或任何其它合适的材料构成。
还应当理解的是,本文中描述的芯体材料30可由任何合适的材料构成,这些材料包括但不限于低密度泡沫、软木、复合物、轻木、复合物或类似物。合适的低密度泡沫材料可包括但不限于聚苯乙烯泡沫(例如,膨胀聚苯乙烯泡沫)、聚氨酯泡沫(例如,聚氨酯闭孔泡沫)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)泡沫、其它泡沫橡胶/树脂基泡沫以及多种其它开孔和闭孔泡沫。
大体上参考图,本公开的抗剪腹板28可通过任何合适的结合或附接手段附连到相应的翼梁帽32、34。例如,如图3中示出的,翼梁帽32、34中的各个可分成两个翼梁帽构件(例如,构件31),使得抗剪腹板28的压缩凸缘37、39可经由粘合剂(诸如结合膏)直接地结合在间隙54内,间隙54定位在相应的分开的翼梁帽构件31之间。在额外的实施例中,翼梁帽32、34可仅仅包括如图5中示出的构造成接收压缩凸缘37、39的凹槽56或类似物,而不是使翼梁帽32、34分开。
备选地,如图6和图7中示出的,第一外部拉挤层36和第二外部拉挤层38的端部部分46、48可分离或挠曲成凸缘(如由箭头指示的),该凸缘可经由粘合剂直接地结合到相应的翼梁帽32、34。在这样的实施例中,可移除芯体材料30的第一凸缘40和第二凸缘42,以便产生具有较大结合表面区域的平坦凸缘,该平坦凸缘可容易地结合到翼梁帽32、34。在再一实施例中,如图8和图9中示出的,抗剪腹板28的压缩凸缘37、39可基本上垂直于芯体材料30的长度方向轴线44延伸。在这样的实施例中,抗剪腹板28的压缩凸缘37、39可例如经由粘合剂直接地结合到相应的分开的翼梁帽32、34,而不必移除芯体材料30的第一凸缘40和第二凸缘42,并且不必使翼梁帽32、34分开。应当理解的是,本文中描述的粘合剂可包括下者中的一种或下者的组合:结合膏、粘结剂、胶带、树胶、蜡、灰泥、水泥浆、树脂、环氧树脂、密封剂、胶水或类似物。另外,抗剪腹板28可经由任何其它合适的手段(诸如热塑性焊接(在适用的情况下))安装到翼梁帽32、34。
另外,如图8和图9中示出的,压缩凸缘37、39可大体上垂直于抗剪腹板28的长度方向轴线44从芯体材料30的一侧延伸。例如,如示出的,压缩凸缘37、39两者都从芯体材料30的侧部45延伸。在备选的实施例中,如图6和图7中示出的,压缩凸缘37、39可大体上垂直于抗剪腹板28的长度方向轴线44从芯体材料30的相对侧43、45延伸。例如,如提及的,第一外部拉挤层36和第二外部拉挤层38的端部部分46、48可分离并挠曲,以便形成可从芯体材料30的相对侧43、45延伸的压缩凸缘37、39。
现在参考图10-15,抗剪腹板28的压缩凸缘37、39可包括具有芯体材料30的区域58和没有芯体材料30的区域60。更具体地,如示出的,芯体材料30具有固定的宽度(如在此描述的,宽度意指关于抗剪腹板28的高度),其中第一外部拉挤层36和第二外部拉挤层38在顶部和底部上。此外,如图11中示出的,第一外部拉挤层36和第二外部拉挤层38可在任一方向或两个方向上延伸经过芯体材料30的宽度。如图12中示出的,由于抗剪腹板28在高度方面沿着跨度渐缩,因此芯体/玻璃的端部区域被压缩(图13-15);然而,所得的压缩凸缘37、39的一些区域可包含拉挤层36、38和芯体材料30,并且其它区域仅包含拉挤层36、38。
现在参考图16,如本文中描述的抗剪腹板28还可构造成容纳一根或多根线缆,诸如风力涡轮10的雷电保护系统(未示出)的引下线线缆50。更具体地,如示出的,抗剪腹板28可包括通道52(例如,定位在芯体材料30中),通道52构造成接收引下线线缆50。照此,引下线线缆50或任何其它合适的线缆或线材可构造在通道52的中空横截面内。例如,如图16中示出的,引下线线缆50可在叶片根部部分28处插入到通道52中,并且从叶片末梢30被拉动通过转子叶片16。在备选的实施例中,引下线线缆50可在叶片末梢30处插入到通道52中,并且从叶片根部部分28被拉动通过转子叶片16。照此,引下线线缆50可容易地安装、更换和/或维修。
现在参考图17,图示了根据本公开的用于组装风力涡轮10的转子叶片16的抗剪腹板28的方法100的流程图。如在102处示出的,方法100包括提供转子叶片16的主体壳体,该主体壳体具有构造在其内表面上的至少一个翼梁帽32、34。在一个实施例中,如提及的,主体壳体可包括上部壳体部件20和下部壳体部件22,上部壳体部件20具有构造在其内表面上的至少一个翼梁帽32,下部壳体部件22具有构造在其内表面上的至少一个翼梁帽34。
如在104处示出的,方法100包括围绕芯体材料30同时地拉挤第一外部层36和第二外部层38,以便形成抗剪腹板28,抗剪腹板28在其相对端部处具有压缩凸缘37、39。此外,如图4、图7和图9中示出的,压缩凸缘37、39可由压缩的芯体材料40、42以及第一外部层36和第二外部层38的端部部分46、48形成。另外,如在106处示出的,方法100包括经由压缩凸缘37、39将抗剪腹板28固定到至少一个翼梁帽。例如,在一个实施例中,方法100可包括经由粘合剂中的至少一种将抗剪腹板28结合在相对的翼梁帽32、34之间。更具体地,在如图3中示出的某些实施例中,将抗剪腹板28结合到相对的翼梁帽32、34的步骤可包括将抗剪腹板的压缩凸缘37、39结合在相应的翼梁帽32、34的间隙内。
在另外的实施例中,如图7中示出的,方法100可进一步包括使第一外部层36和第二外部层38的端部部分46、48分离并挠曲,以及移除压缩的芯体材料(即,凸缘40、42),以便形成压缩凸缘37、39。更具体地,在一个实施例中,可随后对端部部分46、48进行加热,使得部分46、48可容易地形成为压缩凸缘37、39。
现在参考图18,图示了根据本公开的用于制造风力涡轮10的转子叶片16的抗剪腹板28的方法200的流程图。如在202处示出的,方法200包括围绕芯体材料30同时地拉挤第一外部层36和第二外部层38,以便形成抗剪腹板28。如在204处示出的,方法200还包括压缩第一外部层36和第二外部层38的端部部分46、48以及芯体材料30,以在抗剪腹板28的相对端部处形成压缩凸缘37、39。照此,压缩凸缘37、39构造成提供用于转子叶片16的翼梁帽32、34的结合表面。
虽然已关于具体示例性实施例及其方法详细地描述本主题,但是将认识到的是,本领域技术人员在获得前述内容的理解时可容易地产生对这样的实施例的变更、变型和等同体。因此,本公开的范围通过示例的方式而不是通过限制的方式,并且主题公开不排除包括如对本领域普通技术人员而言将容易显而易见的对本主题的这样的修改、变型和/或添加。
Claims (20)
1.一种用于风力涡轮的转子叶片组件,包括:
上部壳体部件,所述上部壳体部件具有构造在其内表面上的至少一个上部翼梁帽;
下部壳体部件,所述下部壳体部件具有构造在其内表面上的至少一个下部翼梁帽;以及
抗剪腹板,其沿着所述转子叶片的纵向长度在所述翼梁帽之间延伸,所述抗剪腹板包括第一外部拉挤层和第二外部拉挤层,
其中所述第一外部拉挤层和所述第二外部拉挤层的端部部分在所述抗剪腹板的相对端部处形成压缩凸缘,所述压缩凸缘结合到所述上部翼梁帽和所述下部翼梁帽。
2.根据权利要求1所述的转子叶片组件,其特征在于,所述压缩凸缘大体上平行于所述抗剪腹板的长度方向轴线延伸。
3.根据权利要求2所述的转子叶片组件,其特征在于,所述上部翼梁帽和所述下部翼梁帽包括由间隙分离的两个翼梁帽构件,所述压缩凸缘分别结合在所述翼梁帽中的各个的所述间隙内。
4.根据权利要求1所述的转子叶片组件,其特征在于,所述第一外部拉挤层和所述第二外部拉挤层至少部分地包围芯体材料。
5.根据权利要求4所述的转子叶片组件,其特征在于,所述压缩凸缘包括包含所述芯体材料的区域和没有所述芯体材料的区域。
6.根据权利要求4所述的转子叶片组件,其特征在于,所述压缩凸缘大体上垂直于所述抗剪腹板的长度方向轴线从所述芯体材料的一侧延伸。
7.根据权利要求4所述的转子叶片组件,其特征在于,所述压缩凸缘大体上垂直于所述抗剪腹板的长度方向轴线从所述芯体材料的相对侧延伸。
8.根据权利要求7所述的转子叶片组件,其特征在于,所述第一外部拉挤层和所述第二外部拉挤层的所述端部部分分离,以形成所述压缩凸缘。
9.根据权利要求1所述的转子叶片组件,其特征在于,所述转子叶片组件进一步包括构造在所述压缩凸缘与所述翼梁帽之间的界面处的粘合剂,其中所述粘合剂包括下者中的一种或下者的组合:结合膏、粘结剂、胶带、树胶、蜡、灰泥、水泥浆、树脂、环氧树脂、密封剂或胶水。
10.根据权利要求1所述的转子叶片组件,其特征在于,所述第一外部拉挤层和所述第二外部拉挤层至少部分地由增强的复合层压材料构成,其中所述增强的复合层压材料包括热塑性材料。
11.根据权利要求1所述的转子叶片组件,其特征在于,所述抗剪腹板进一步包括通道。
12.一种用于将抗剪腹板组装在风力涡轮的转子叶片中的方法,所述方法包括:
提供所述转子叶片的主体壳体,所述主体壳体具有构造在其内表面上的至少一个翼梁帽;
同时地拉挤第一外部层和第二外部层,以便形成所述抗剪腹板,所述抗剪腹板在其相对端部处具有压缩凸缘,所述压缩凸缘至少由所述第一外部层和所述第二外部层的端部部分形成;以及
将所述抗剪腹板固定到所述至少一个翼梁帽。
13.根据权利要求12所述的方法,其特征在于,所述方法进一步包括将压缩的芯体材料或额外的材料板材中的至少一种插入所述第一外部层和所述第二外部层的所述端部部分之间,使得所述端部部分在所述压缩凸缘形成时不结合在一起。
14.根据权利要求13所述的方法,其特征在于,所述方法进一步包括:随后对所述第一外部层和所述第二外部层的所述端部部分进行加热;使所述第一外部层和所述第二外部层的所述端部部分分离;移除压缩的芯体材料或所述额外的材料板材中的至少一种;使所述端部部分抵靠所述芯体材料挠曲,以便形成所述压缩凸缘;以及经由所述压缩凸缘将所述抗剪腹板固定到所述至少一个翼梁帽。
15.根据权利要求12所述的方法,其特征在于,将所述抗剪腹板固定到所述至少一个翼梁帽进一步包括经由粘合剂或热塑性焊接中的至少一种将所述抗剪腹板结合到相对的翼梁帽。
16.根据权利要求15所述的方法,其特征在于,将所述抗剪腹板结合到相对的翼梁帽进一步包括将所述抗剪腹板的所述压缩凸缘结合在所述相应的翼梁帽的间隙内。
17.根据权利要求12所述的方法,其特征在于,所述方法进一步包括随后从所述抗剪腹板移除所述压缩凸缘并且将所述抗剪腹板结合到所述至少一个翼梁帽。
18. 一种用于制造用于风力涡轮的转子叶片的抗剪腹板的方法,所述方法包括:
围绕芯体材料同时地拉挤第一外部层和第二外部层,以便形成所述抗剪腹板;以及
压缩所述第一外部层和所述第二外部层的端部部分以及所述芯体材料,以在所述抗剪腹板的相对端部处形成压缩凸缘,
其中所述压缩凸缘提供用于所述转子叶片的翼梁帽的结合表面。
19.根据权利要求18所述的方法,其特征在于,所述压缩凸缘大体上平行于所述抗剪腹板的长度方向轴线延伸。
20.根据权利要求18所述的方法,其特征在于,所述压缩凸缘大体上垂直于所述抗剪腹板的长度方向轴线从所述芯体材料的一侧延伸。
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