CN113074090B - 一种碳玻混合风电叶片大梁及其制备方法 - Google Patents

一种碳玻混合风电叶片大梁及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及风电叶片大梁，具体是一种碳玻混合风电叶片大梁及其制备方法，其包括数个碳纤维和数个玻璃纤维，碳纤维和玻璃纤维的长度方向与叶片的长度方向一致，数个碳纤维和数个玻璃纤维沿叶片的宽度方向排列。本发明的有益效果是，本发明通过碳纤维和玻璃纤维的结合，使得大梁重量轻，刚性强度高，力学性能优异，兼顾成本和性能，提高了成型效率，叶片在运行时，如果遭受雷击，则电流会沿着碳纤维传递，并经由避雷导线传导到地面，避免玻璃纤维被击穿导致的叶片损伤情况，降低了风电叶片雷击损伤风险，效果更好。

Description

一种碳玻混合风电叶片大梁及其制备方法
技术领域
本发明涉及风电叶片大梁，具体是一种碳玻混合风电叶片大梁及其制备方法。
背景技术
为提高风电叶片大梁成型效率，风电叶片大梁(后简称大梁)多采用拉挤板材铺设，为了减轻重量并保证大梁的力学性能，现有大梁多采用碳纤维拉挤板(后简称碳板)成型，但是碳板的成本太高，为了兼顾成本和性能，碳玻混合结构大梁应运而生，常规的碳板混合大梁结构为碳板和玻纤板沿叶片的厚度方向上而下交替铺设，由于碳板为导体，玻纤板为绝缘体，叶片在运行时，如果遭受雷击，则会出现玻纤板被击穿的情况，导致叶片损伤，机组无法继续运行，造成巨额经济损失。
发明内容
本发明要解决的技术问题是叶片遭受雷击会出现玻纤板被击穿的情况，为了解决该问题，本发明提供一种碳玻混合风电叶片大梁及其制备方法，其能够避免玻纤板被击穿导致的叶片损伤情况。
本发明的内容为一种碳玻混合风电叶片大梁，包括数个碳纤维和数个玻璃纤维，碳纤维和玻璃纤维的长度方向与叶片的长度方向一致，数个碳纤维和数个玻璃纤维沿叶片的宽度方向排列。
进一步地，所述的数个碳纤维和数个玻璃纤维交错排列构成数个碳玻混合板。
进一步地，叶片的厚度方向相邻的碳玻混合板之间设置导流层。
进一步地，所述的数个碳纤维构成数个碳板，数个玻璃纤维构成数个玻纤板，数个碳板和数个玻纤板沿叶片的宽度方向交错排列。
进一步地，所述的数个碳板沿叶片的厚度方向排列，数个玻纤板沿叶片的厚度方向排列，相邻的碳板之间和相邻的玻纤板之间均设置导流层。
一种碳玻混合风电叶片大梁的制备方法，包括以下步骤：
准备风电叶片主梁模具；
将数个碳玻混合板在工装上堆叠码垛，并绑扎牢固；
将绑扎好的数个碳玻混合板整体吊入主梁模具；
铺设真空系统，并保证预定压力值；
将树脂导入主梁模具，并加热固化；
待树脂完全固化后脱模，制备得到碳玻混合风电叶片大梁。
进一步地，所述的将数个碳玻混合板按照需求截面在工装上堆叠码垛时，在叶片的厚度方向相邻的碳玻混合板之间铺设导流层。
一种碳玻混合风电叶片大梁的制备方法，包括以下步骤：
分别完成数个碳板和数个玻纤板的成型；
将数个碳板和数个玻纤板在工装上堆叠码垛，并绑扎牢固；
将绑扎好的数个碳板和数个玻纤板整体吊入主梁模具；
铺设真空系统，并保证预定压力值；
将树脂导入主梁模具，并加热固化；
待树脂完全固化后脱模，制备得到碳玻混合风电叶片大梁。
进一步地，所述的将数个碳板和数个玻纤板在工装上堆叠码垛时，数个碳板沿叶片的厚度方向排列，数个玻纤板沿叶片的厚度方向排列，数个碳板和数个玻纤板沿叶片的宽度方向交错排列。
进一步地，所述的将数个碳板和数个玻纤板在工装上堆叠码垛时，在叶片的厚度方向相邻的碳板之间和相邻的玻纤板之间均铺设导流层。
本发明的有益效果是，本发明通过碳纤维和玻璃纤维的结合，使得大梁重量轻，刚性强度高，力学性能优异，兼顾成本和性能，提高了成型效率，叶片在运行时，如果遭受雷击，则电流会沿着碳纤维传递，并经由避雷导线传导到地面，避免玻璃纤维被击穿导致的叶片损伤情况，降低了风电叶片雷击损伤风险，效果更好。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1的Ⅰ部放大图；
图3为本发明的另一种结构示意图；
图4为图3的Ⅱ部放大图。
在图中，1、碳板2、玻纤板3、导流层4、碳玻混合板。
具体实施方式
一种碳玻混合风电叶片大梁，包括数个碳纤维和数个玻璃纤维，碳纤维和玻璃纤维的长度方向与叶片的长度方向一致，数个碳纤维和数个玻璃纤维沿叶片的宽度方向排列。这种结构通过碳纤维和玻璃纤维的结合，使得大梁重量轻，刚性强度高，力学性能优异，兼顾成本和性能，提高了成型效率，叶片在运行时，如果遭受雷击，则电流会沿着碳纤维传递，并经由避雷导线传导到地面，避免玻璃纤维被击穿导致的叶片损伤情况，降低了风电叶片雷击损伤风险，效果更好。
如图1和图2所示，所述的数个碳纤维和数个玻璃纤维交错排列构成数个碳玻混合板4。碳玻混合板4能够提高大梁的刚性强度和力学性能，降低大梁的重量。
如图1和图2所示，叶片的厚度方向相邻的碳玻混合板4之间设置导流层3。导流层3能够承接树脂，使得灌注的树脂能够将同一层面上的碳玻混合板4完全浸润，使得树脂灌注均匀，碳玻混合板4的力学性能达标。
如图3和图4所示，所述的数个碳纤维构成数个碳板1，数个玻璃纤维构成数个玻纤板2，数个碳板1和数个玻纤板2沿叶片的宽度方向交错排列。这种结构能够提高大梁的刚性强度和力学性能，降低大梁的重量，提高了成型效率，叶片在运行时，如果遭受雷击，则电流会沿着碳纤维传递，并经由避雷导线传导到地面，避免玻璃纤维被击穿导致的叶片损伤情况，降低了风电叶片雷击损伤风险，效果更好。
如图3和图4所示，所述的数个碳板1沿叶片的厚度方向排列，数个玻纤板2沿叶片的厚度方向排列，相邻的碳板1之间和相邻的玻纤板2之间均设置导流层3。导流层3能够承接树脂，使得灌注的树脂能够将同一层面上的碳板1和玻纤板2完全浸润，使得树脂灌注均匀，碳板1和玻纤板2的力学性能达标。
一种碳玻混合风电叶片大梁的制备方法，包括以下步骤：
准备风电叶片主梁模具；
将数个碳玻混合板4在工装上堆叠码垛，并绑扎牢固；
将绑扎好的数个碳玻混合板4整体吊入主梁模具；
铺设真空系统，并保证预定压力值；
将树脂导入主梁模具，并加热固化；
待树脂完全固化后脱模，制备得到碳玻混合风电叶片大梁。
所述的将数个碳玻混合板4按照需求截面在工装上堆叠码垛时，在叶片的厚度方向相邻的碳玻混合板4之间铺设导流层3。
一种碳玻混合风电叶片大梁的制备方法，包括以下步骤：
分别完成数个碳板1和数个玻纤板2的成型；
将数个碳板1和数个玻纤板2在工装上堆叠码垛，并绑扎牢固；
将绑扎好的数个碳板1和数个玻纤板2整体吊入主梁模具；
铺设真空系统，并保证预定压力值；
将树脂导入主梁模具，并加热固化；
待树脂完全固化后脱模，制备得到碳玻混合风电叶片大梁。
所述的将数个碳板1和数个玻纤板2在工装上堆叠码垛时，数个碳板1沿叶片的厚度方向排列，数个玻纤板2沿叶片的厚度方向排列，数个碳板1和数个玻纤板2沿叶片的宽度方向交错排列。
所述的将数个碳板1和数个玻纤板2在工装上堆叠码垛时，在叶片的厚度方向相邻的碳板1之间和相邻的玻纤板2之间均铺设导流层3。
叶片在运行时，如果遭受雷击，则电流会沿着碳板1传递，并经由避雷导线传导到地面，避免玻纤板2被击穿导致的叶片损伤情况，这种结构兼顾成本和性能，提高了成型效率，降低了风电叶片雷击损伤风险，效果更好。

Claims (5)

1.一种碳玻混合风电叶片大梁，其特征在于：包括数个碳纤维和数个玻璃纤维，碳纤维和玻璃纤维的长度方向与叶片的长度方向一致，数个碳纤维和数个玻璃纤维沿叶片的宽度方向排列；
所述的数个碳纤维构成数个碳板，数个玻璃纤维构成数个玻纤板，数个碳板和数个玻纤板沿叶片的宽度方向交错排列；所述的数个碳板沿叶片的厚度方向排列，数个玻纤板沿叶片的厚度方向排列；叶片厚度方向上位于同一列的均为碳板或均为玻纤板。
2.如权利要求1所述的一种碳玻混合风电叶片大梁，其特征在于：相邻的碳板之间和相邻的玻纤板之间均设置导流层。
3.如权利要求1所述的一种碳玻混合风电叶片大梁的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
分别完成数个碳板和数个玻纤板的成型；
将数个碳板和数个玻纤板在工装上堆叠码垛，并绑扎牢固；
将绑扎好的数个碳板和数个玻纤板整体吊入主梁模具；
铺设真空系统，并保证预定压力值；
将树脂导入主梁模具，并加热固化；
待树脂完全固化后脱模，制备得到碳玻混合风电叶片大梁。
4.如权利要求3所述的一种碳玻混合风电叶片大梁的制备方法，其特征在于：所述的将数个碳板和数个玻纤板在工装上堆叠码垛时，数个碳板沿叶片的厚度方向排列，数个玻纤板沿叶片的厚度方向排列，数个碳板和数个玻纤板沿叶片的宽度方向交错排列。
5.如权利要求4所述的一种碳玻混合风电叶片大梁的制备方法，其特征在于：所述的将数个碳板和数个玻纤板在工装上堆叠码垛时，在叶片的厚度方向相邻的碳板之间和相邻的玻纤板之间均铺设导流层。
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