CN112848349A - 一种根部拼接式风电叶片及其制作方法 - Google Patents

一种根部拼接式风电叶片及其制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种根部拼接式风电叶片及其制作方法，包括：根部预制件，设置有多个，通过拼接形成风电叶片的根部圆；叶片主体，设置在拼接的根部预制件的内侧；以及内补强和外补强，分别设置在相邻的根部预制件的待拼接处的内侧和外侧。本发明既适用于根部打孔叶片，也适用于螺栓套预埋叶片；通过根部预制件采用四分之一圆，能够减少形变，提高根部预制件与壳体模具的随型性；铺设根部预制件玻纤布时，坡度变缓，可以减少玻纤布下滑，减少玻纤布褶皱，提高根部强度；使用此种根部预制件设计，可以减少预制件调整、修型时间，提高生产效率，减少灌注缺陷。

Description

一种根部拼接式风电叶片及其制作方法
技术领域
本发明涉及风力发电叶片领域，尤其涉及一种根部拼接式风电叶片及其制作方法。
背景技术
目前，风力发电叶片根部的铺层可以多达百余层。所以，通常将叶片根部的大部分玻璃纤维布使用单独的模具制作为预制件，然后将根部预制件放入壳体模具内，再同其他部件一起成型。这样就可以提高壳体模具的使用效率，防止叶片的根部铺层褶皱，降低灌注漏气导致的报废。
在现有风机叶片生产过程中，根部预制技术已经普遍应用，但是存在以下问题：一方面，随着使用时间的延长，根部预制件模具变形，与壳体模具的匹配性会变差。另一方面，根部预制件为半圆形，本身极易变形。这两种情况，都会导致根部预制件在放入壳体模具时不随型，间隙较大，不利于后续的玻纤布铺设以及真空灌注，影响叶片质量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种根部预制件与壳体模具的随型性高、灌注缺陷低的一种根部拼接式风电叶片及其制作方法。
为实现上述目的，本发明的一种根部拼接式风电叶片及其制作方法的具体技术方案为：
一种根部拼接式风电叶片，包括：根部预制件，设置有多个，通过拼接形成风电叶片的根部圆；叶片主体，设置在拼接的根部预制件的内侧；以及内补强和外补强，分别设置在相邻的根部预制件的待拼接处的内侧和外侧。
进一步，还包括合模胶，可用于将根部预制件固定拼接在一起。
进一步，根部预制件设置有多个，分别设置在前缘分型线、后缘分型线、SS面拼接缝和PS面拼接缝之间，前缘分型线、后缘分型线分别为SS面壳体和PS面壳体前后缘的分界线；SS面拼接缝、PS面拼接缝处分别位于SS面和PS面壳体上，且位于相邻的两个螺栓孔或螺栓套的中间。
进一步，根部预制件的起点与叶片主体的层铺起点位于同一处，层铺起点均为零点。
进一步，根部预制件的起点与叶片主体的层铺起点不同，层铺起点位于根部预制件的终点附近或与零点错层铺设处；叶片主体的层铺起点处弦向铺设有拼接补强层。
一种根部拼接式风电叶片的制作方法，包括以下步骤：
步骤一，对根部预制件进行层铺后，将根部预制件制作成型；
步骤二，对根部预制件进行修型；
步骤三，将根部预制件铺设至叶片壳体模具后，对根部预制件进行拼接、清理；
步骤四，在根部预制件上铺设叶片主体；
步骤五，叶片壳体成型；
步骤六，叶片合模及内补强制作；
步骤七，对叶片起模修型并进行外补强制作。
进一步，在步骤一中，将打孔叶片或螺栓套预埋叶片根部预制件的材料铺设在根部预制件模具中，铺设辅材，并通过真空灌注、预固化以形成成型的根部预制件。
进一步，在步骤二中，撕除部分辅材，将根部预制件位于SS面拼接缝和PS面拼接缝的一侧进行修型。
进一步，在步骤三中，将根部预制件吊装到叶片壳体模具上并进行固定贴合，再将相匹配的另一半根部预制件吊装到叶片壳体模具上定位并压实。
进一步，在步骤六中，完成叶片腹板吊装、合模胶刮涂、叶片合模操作后，在前后缘合模缝内侧、SS面和PS面拼接缝内侧制作内补强；在步骤七中，在前后缘合模缝外侧、SS面和PS面拼接缝外侧分别制作外补强。
本发明的一种根部拼接式风电叶片及其制作方法的优点在于：
1)既适用于根部打孔叶片，也适用于螺栓套预埋叶片；
2)通过根部预制件采用四分之一圆，能够减少形变，提高根部预制件与壳体模具的随型性；
3)铺设根部预制件玻纤布时，坡度变缓，可以减少玻纤布下滑，减少玻纤布褶皱，提高根部强度；
4)使用此种根部预制件设计，可以减少预制件调整、修型时间，提高生产效率，减少灌注缺陷。
附图说明
图1为本发明的根部拼接式风电叶片的实施例一的整体结构示意图；
图2为本发明的根部拼接式风电叶片的实施例二的整体结构示意图；
图3为本发明中的根部预制件成型后的结构示意图；
图4为本发明的实施例二中根部拼接式风电叶片制作时的结构示意图。
图中：1、根部预制件；2、叶片主体；3、合模胶；4、内补强；5、外补强；6、根部预制件模具；7、叶片壳体模具；8、拼接补强层。
具体实施方式
为了更好的了解本发明的目的、结构及功能，下面结合附图，对本发明的一种根部拼接式风电叶片及其制作方法做进一步详细的描述。
如图1至图4所示，其示为本发明的一种根部拼接式风电叶片及其制作方法，既适用于根部打孔叶片，也适用于螺栓套预埋叶片，包括根部预制件1、叶片主体2、合模胶3、内补强4和外补强5，根部预制件1设置有多个(图示为4个)，在根部预制件模具7上预制，能够拼接形成风电叶片的根部圆；叶片主体2设置在拼接的根部预制件1的内侧，在拼接的根部预制件1内完成风电叶片的拼接；合模胶3能够用于将根部预制件1固定拼接在一起；以及内补强和外补强，分别设置在相邻的根部预制件的待拼接处的内侧和外侧。
具体来说，每支叶片上均包含多个根部预制件1，每个根部预制件1的形状约为四分之一圆，以形成风电叶片的根部圆。需要说明的是，根部预制件1的数量和形状并不限于此，可以根据随型性及螺栓分布增加个数。相邻的根部预制件1之间可通过合模胶3粘接固定到一起。
进一步，多个根部预制件1分别设置在前缘分型线、后缘分型线、SS面拼接缝和PS面拼接缝之间，可通过合模胶3进行粘接，位于SS面和PS面上的2个根部预制件1，也可不进行粘接，直接与叶片主体2一体灌注成型。其中，前缘分型线、后缘分型线分别为SS面壳体和PS面壳体前后缘的分界线；SS面拼接缝、PS面拼接缝处分别位于SS面和PS面壳体上，且位于相邻的两个螺栓孔或螺栓套的中间，即避开螺栓孔和螺栓套处。
进一步，本发明的实施例一中，根部预制件1与叶片主体2的连接起始位置为叶片的零点，即根部预制件1的起点与叶片主体2的层铺起点均为零点(即位于同一处)。与实施例一稍有不同的是，本发明的实施例二为根部预制件1与叶片主体2的连接起始位置为非零点的叶片(即根部预制件1的起点与叶片主体2的层铺起点不同)，即根部预制件1的起点为零点，但叶片主体2的层铺起点不是零点。根据设计，叶片主体2的层铺起点可以位于根部预制件1的终点附近，或其余与根部预制件1的起点呈错层铺设方式的错层铺层处。
在实施例一中，叶片主体2设置在根部预制件1的内侧，包括玻纤布铺层、芯材、大梁等叶片部件。圆形的根部预制件1与叶片主体2的根部形成风电叶片的根部圆。
进一步，本发明中，在SS面和PS面壳体上，2个根部预制件1通过合模胶3粘接(也可不使用合模胶，直接拼接)后，再与内侧的叶片主体2通过真空灌注成为一体，即SS面和PS面壳体的成型过程。在前后缘分型线处，根部预制件1及叶片主体2作为成型后的一个整体，通过合模胶3直接粘接在一起，形成SS面和PS面的合模粘接过程。
进一步，为了对根部预制件1的连接位置进行加强，在相邻的根部预制件1的待拼接处的内侧设置有内补强4，外侧设置有外补强5。其中，内补强4和外补强5为多层双轴布，通过手糊或真空灌注制作而成。
如图2和图4所示，其示为本发明的实施例二，叶片主体2的层铺起点处弦向铺设有连接补强层8，以增加真空灌注浸润性的同时对连接位置进行补强。其中，连接补强层8为多层200-300mm宽的双轴布。叶片主体2铺设在根部预制件1的终点，层铺起点不是零点，而是根部预制件1的终点附近，或其余错层铺设方式。
本发明还公开了一种根部拼接式风电叶片的制作方法，包括以下步骤：
步骤一，对根部预制件1进行层铺后，将根部预制件制作成型。
具体来说，首先，将打孔叶片或螺栓套预埋叶片根部预制件1所需的玻纤布等材料铺设在根部预制件模具6中，其中打孔叶片为玻纤布，螺栓套预埋叶片包括玻纤布、螺栓套、UD棒、泡沫楔形条等。根部预制件模具6的形状与根部预制件1的形状相匹配，用于根部预制件1的预制成型。
并且，在铺设根部预制件1时，最下侧的2层玻纤布铺设到模具法兰边上至少200mm，用于后续固定、定位。
然后，铺设脱模布、隔离膜、导流网、真空管路、注胶管路、真空袋膜等辅材，并通过真空灌注、预固化制作根部预制件1，以形成成型的根部预制件1。本发明的实施例一和实施例二中以成型为四分之一圆形为例。
步骤二，对根部预制件1进行修型。
具体来说，撕除部分(除脱模布外)辅材，将根部预制件1位于SS面拼接缝和PS面拼接缝的一侧进行切割、打磨修型，切掉飞边，并将拼接面打磨平整。
步骤三，将根部预制件1铺设至叶片壳体模具7上后，对根部预制件进行拼接、清理。
具体来说，将根部预制件1吊装到叶片壳体模具7上，通过定位销等将根部预制件1与叶片壳体模具贴合定位好，在拼接面上涂抹合模胶(此步骤可省略)，然后将相匹配的另一半根部预制件1吊装到叶片壳体模具7上，定位并压实。
此外，清理挤出的合模胶3，启动模温机加热，进行合模胶预固化；待合模胶3基本固化后，撕除根部预制件1表面的脱模布，如不使用合模胶，则此步骤中关于合模胶的部分可省略。
步骤四，在根部预制件1上铺设叶片主体2。
具体来说，在实施例二中，在根部预制件1上弦向铺设多层双轴布作为连接补强层8(实施例一无此项)，然后根据设计完成叶片主体2的铺设，包括玻纤布铺层、芯材、大梁等。
步骤五，叶片壳体成型。
具体来说，铺设脱模布、隔离膜、导流网、真空管路、注胶管路、真空袋膜等辅材，并通过真空灌注、预固化完成叶片壳体成型。
步骤六，叶片合模及内补强制作。
完成叶片腹板吊装，合模胶刮涂，叶片合模等操作后，在前后缘合模缝内侧、SS面和PS面拼接缝内侧制作内补强4，选用双轴布通过手糊或真空灌注成型。
步骤七，对叶片起模修型，并进行外补强制作。
具体来说，完成后固化后，将叶片起模修型，并在前后缘合模缝外侧、SS面和PS面拼接缝外侧分别制作外补强5，外补强5选用双轴布通过手糊或真空灌注成型。
本发明的一种根部拼接式风电叶片及其制作方法，既适用于根部打孔叶片，也适用于螺栓套预埋叶片；通过根部预制件采用四分之一圆，能够减少形变，提高根部预制件与壳体模具的随型性；铺设根部预制件玻纤布时，坡度变缓，可以减少玻纤布下滑，减少玻纤布褶皱，提高根部强度；使用此种根部预制件设计，可以减少预制件调整、修型时间，提高生产效率，减少灌注缺陷。
以上借助具体实施例对本发明做了进一步描述，但是应该理解的是，这里具体的描述，不应理解为对本发明的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例做出的各种修改，都属于本发明所保护的范围。

Claims (10)

1.一种根部拼接式风电叶片，其特征在于，包括：
根部预制件(1)，设置有多个，通过拼接形成风电叶片的根部圆；
叶片主体(2)，设置在拼接的根部预制件(1)的内侧；以及
内补强(4)和外补强(5)，分别设置在相邻的根部预制件(1)的待拼接处的内侧和外侧。
2.根据权利要求1所述的根部拼接式风电叶片，其特征在于，还包括合模胶(3)，可用于将根部预制件(1)固定拼接在一起。
3.根据权利要求1所述的根部拼接式风电叶片，其特征在于，根部预制件(1)设置有多个，分别设置在前缘分型线、后缘分型线、SS面拼接缝和PS面拼接缝之间，前缘分型线、后缘分型线分别为SS面壳体和PS面壳体前后缘的分界线；SS面拼接缝、PS面拼接缝处分别位于SS面和PS面壳体上，且位于相邻的两个螺栓孔或螺栓套的中间。
4.根据权利要求1所述的根部拼接式风电叶片，其特征在于，根部预制件(1)的起点与叶片主体(2)的层铺起点位于同一处，层铺起点均为零点。
5.根据权利要求1所述的根部拼接式风电叶片，其特征在于，根部预制件(1)的起点与叶片主体(2)的层铺起点不同，层铺起点位于根部预制件(1)的终点附近或与零点错层铺设处；叶片主体(2)的层铺起点处弦向铺设有拼接补强层(8)。
6.一种根部拼接式风电叶片的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，对根部预制件(1)进行层铺后，将根部预制件制作成型；
步骤二，对根部预制件(1)进行修型；
步骤三，将根部预制件(1)铺设至叶片壳体模具(7)后，对根部预制件进行拼接、清理；
步骤四，在根部预制件(1)上铺设叶片主体(2)；
步骤五，叶片壳体成型；
步骤六，叶片合模及内补强制作；
步骤七，对叶片起模修型并进行外补强制作。
7.根据权利要求6所述的根部拼接式风电叶片的制作方法，其特征在于，在步骤一中，将打孔叶片或螺栓套预埋叶片根部预制件(1)的材料铺设在根部预制件模具(6)中，铺设辅材，并通过真空灌注、预固化以形成成型的根部预制件(1)。
8.根据权利要求6所述的根部拼接式风电叶片的制作方法，其特征在于，在步骤二中，撕除部分辅材，将根部预制件(1)位于SS面拼接缝和PS面拼接缝的一侧进行修型。
9.根据权利要求6所述的根部拼接式风电叶片的制作方法，其特征在于，在步骤三中，将根部预制件(1)吊装到叶片壳体模具(7)上并进行固定贴合，再将相匹配的另一半根部预制件(1)吊装到叶片壳体模具(7)上定位并压实。
10.根据权利要求6所述的根部拼接式风电叶片的制作方法，其特征在于，在步骤六中，完成叶片腹板吊装、合模胶刮涂、叶片合模操作后，在前后缘合模缝内侧、SS面和PS面拼接缝内侧制作内补强(4)；在步骤七中，在前后缘合模缝外侧、SS面和PS面拼接缝外侧分别制作外补强(5)。
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