CN113147057B - 一种风电叶片根部预制件模具及其使用方法 - Google Patents

一种风电叶片根部预制件模具及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种风电叶片根部预制件模具及其使用方法，风电叶片根部预制件模具，通过两侧的法兰边设置在模具钢架上，包括从下至上依次铺设的保温层、加热层、玻璃钢层和胶衣层，预制件模具轴向的中部纵向设置有SS/PS根部预制件分型线，其中：胶衣层，用于根部预制件起模，分为内胶衣层和外胶衣层；玻璃钢层，包括多层三轴玻纤布或双轴玻纤布以及表面毡；加热层，包括多个加热管路。包括以下步骤：玻纤布裁剪；分型线标记；脱模布铺设；玻纤布铺设；脱模布铺设；复合导流网铺设；导流系统布置；抽气系统布置；抽紧真空袋膜后，对系统进行保压、真空灌注；预固化；切割修型。本发明可以用于同时制作吸力面和压力面的根部预制件模具。

Description

一种风电叶片根部预制件模具及其使用方法
技术领域
本发明涉及风电叶片领域，尤其涉及一种风电叶片根部预制件模具及其使用方法。
背景技术
为了人类的可持续发展、保护环境、低碳经济、节能减排，清洁能源成为经济发展的重要方向。风能是一种清洁的可再生能源，风力发电越来越受到世界各国的重视。其原理为：把风的动能转变成机械动能，再把机械能转化为电力动能。近年来，各地风场不断增多，陆地风场不断发展的同时，离岸型风场也已经开始建设。同时，随着风电技术的发展和机组性能逐步改进和提高，风电机组越来越经济和高效，单机容量也不断增大。
风电叶片是风力发电机的重要部件，主要分为两个部分，叶片根部和叶片本体。风机叶片的根部区域与风力发电机的轮毂相连接，承担着整个叶片传递过来的载荷，为保证可靠性和耐用性，叶片的根部设计，需要使用的玻纤布层数很多。
目前，风电叶片根部主要采用根部预制件技术制作。根部预制件技术既可以用于生产根部打孔叶片，也可以用于生产螺栓套预埋叶片。而且，吸力面和压力面的根部预制件需分别制作。如此一来，也就需要分别制作吸力面和压力面的根部预制件模具，导致成本增加，并且占用大量的有限空间，工作效率低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够同时一体制作SS/PS预制件、操作便利、减材环保的风电叶片根部预制件模具及其使用方法。
为实现上述目的，本发明的一种风电叶片根部预制件模具及其使用方法的具体技术方案为：
一种风电叶片根部预制件模具，通过两侧的法兰边设置在模具钢架上，包括从下至上依次铺设的保温层、加热层、玻璃钢层和胶衣层，预制件模具轴向的中部纵向设置有SS/PS根部预制件分型线，其中：
胶衣层，用于根部预制件起模，分为内胶衣层和外胶衣层；
玻璃钢层，包括多层三轴玻纤布或双轴玻纤布以及表面毡；
加热层，包括多个加热管路。
进一步，内胶衣层的厚度为400～600μm，外胶衣层的厚度为300～500μm。
进一步，保温层的下方的模具钢架采用60*60钢管焊接而成，用于支撑整个根部预制件模具。
进一步，加热层中的加热铜管与模温机相连通，用于向根部预制件模具加热。
进一步，根部预制件模具上方的两侧边沿的法兰边上设置有通孔。
一种的风电叶片根部预制件模具的使用方法，包括以下步骤：
步骤一，玻纤布裁剪：逐层裁剪根部预制件铺设所需玻纤布，包括从下至上依次铺设的保温层、加热层、玻璃钢层和胶衣层；
步骤二，分型线标记：在裁剪的玻纤布上做长度分型线标记，使用测量工具进行测量，沿弦向在玻纤布长度方向分型线位置处画线，做好玻纤布分型线标记；
步骤三，脱模布铺设：在根部预制件模具表面整体铺设脱模布；
步骤四，玻纤布铺设：根据铺层设计，将裁剪好的玻纤布逐层铺设在根部预制件模具上，铺设时，使玻纤布的长度分型线对齐预埋件模具上的分型线；
步骤五，脱模布铺设：在完成铺设的玻纤布表面整体铺设脱模布；
步骤六，复合导流网铺设：铺设复合导流网，复合导流网弦向距玻纤布边缘30～50mm，轴向距玻纤布边缘100～150mm；
步骤七，导流系统布置：根据玻纤布层数、预埋件大小进行注胶管路、注胶座布置；
步骤八，抽气系统布置：在模具法兰边上粘贴双排密封胶条，布置VAP单元、抽气管路，并铺设真空袋膜；
步骤九，抽紧真空袋膜后，对系统进行保压、真空灌注；
步骤十，预固化：根据树脂材料特性设计工艺进行预固化，完成SS/PS一体根部预制件；
步骤十一，切割修型：将SS/PS一体根部预制件起模，然后沿根部预制件分型线进行切割，获得SS/PS根部预制件。
进一步，步骤一中，在SS面和PS面根部设计一致时，根据根部预制件铺层所需玻纤布长度，乘以2倍并给出40至50mm余量的设计，进行各层玻纤布的裁剪。
进一步，步骤一中，SS/PS面预制件第n层所需玻纤布长度为L，裁剪长度为2L+50mm，依次裁出所需的玻纤布。
进一步，步骤一中，在SS面和PS面根部设计不一致时，则裁剪长度为SS面玻纤长度L1+PS面玻纤长度L2+50mm。
进一步，步骤三，通过喷胶对铺设的脱模布进行固定。
本发明的一种风电叶片根部预制件模具及其使用方法的优点在于：
1)可以用于同时制作吸力面和压力面的根部预制件模具，并在该模具上进行根部预制件的生产是非常有必要的；
2)可以减少模具占用空间，增加模具可摆放数量，增加预制件制作的可操作空间；
3)可以同时一体制作SS/PS预制件，操作使用方便、灵活，减少了辅材铺设、保压、树脂灌注等时间的叠加，大大缩短了生产工时，提高了生产效率；
4)模具一体制作可以减少一部分玻璃钢、钢架、管路等的投入，降低模具制作成本；
5)预制件一体制作，减少了各种辅材的使用及损耗，并可以减少残余灌注树脂，减少环境污染，保护环境。
附图说明
图1为本发明的第n层玻纤布的裁剪示意图二；
图2为本发明的第n层玻纤布的裁剪示意图二；
图3为本发明的预埋件模具的侧视图；
图4为本发明的预埋件模具的俯视图。
图中：1、胶衣层；2、玻璃钢层；3、加热层；4、保温层； 5、模具钢架；6、法兰边；7、分型线；
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，对本发明的一种风电叶片根部预制件模具及其使用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风电叶片根部预制件模具及其使用方法，风电叶片根部预制件模具包括依次铺设在两侧法兰边6中的胶衣层1、玻璃钢层2、加热层3和保温层4，预制件模具的两侧通过法兰边6设置在模具钢架5上，轴向的中部纵向设置有SS/PS根部预制件分型线7。
具体来说，胶衣层1是为了便于根部预制件起模，分为内胶衣层和外胶衣层，内胶衣层制作厚度为400～600μm，外胶衣层制作厚度为300～500μm。
胶衣层1的外侧为玻璃钢层2，由多层三轴玻纤布或双轴玻纤布以及表面毡构成，使用专用模具树脂通过真空灌注制作成型。
玻璃钢层2的外侧为加热层3，包括加热管路，加热管路采用铜管，加热管路之间通过填充铝粉导热。此外，加热层3中的加热铜管与模温机相连通，用于向根部预制件模具加热的模温机。
加热层3的外侧为保温层4，可以采用聚氨酯发泡泡沫或其他保温材料。
保温层4的下方为模具钢架5，采用60*60钢管焊接而成，支撑整个根部预制件模具。
进一步，根部预制件模具上方的两侧边沿为法兰边6，通过在法兰边上打孔，与抽气管连接形成下抽气系统，下抽气系统与额外配备的真空泵相连。
进一步，整个根部预制件模具的沿轴向方向的中间设置有SS/PS根部预制件分型线7，用于区分出SS面和PS面，根部预制件模具内腔的形状与叶片根部外形相匹配，通过分型线7对称。其中，分型线7高于模具表面2.5～3.5mm(优选3mm)，分型线7的宽度为2.5～3.5mm(优选3mm)。
本发明还公开了一种风电叶片根部预制件模具的使用方法，包括以下步骤：
步骤一，玻纤布裁剪：逐层裁剪根部预制件铺设所需玻纤布，包括从下至上依次铺设的保温层4、加热层3、玻璃钢层2和胶衣层。
当SS面和PS面根部设计一致时，根据根部预制件铺层所需的玻纤布长度，乘以2倍并给出40至50mm(优选50mm)余量的设计，进行各层玻纤布的裁剪。
例如，SS/PS面预制件的第n层所需玻纤布长度为L，则裁剪长度为2L+50mm，依次裁出所需的几块玻纤布，实际所需玻纤布块数根据玻纤布幅宽等因素设计。
当SS面和PS面根部设计不一致时，则裁剪长度为L1(SS面玻纤长度)+L2(PS面玻纤长度)+50mm。
步骤二，分型线标记：在裁剪的玻纤布上做长度分型线标记，使用卷尺等测量工具进行测量，用油性记号笔沿弦向在玻纤布长度方向分型线位置处画线，做好玻纤布分型线标记。
步骤三，脱模布铺设：在根部预制件模具表面整体铺设脱模布，可使用少量喷胶进行固定。
步骤四，玻纤布铺设：根据铺层设计，将裁剪好的玻纤布逐层铺设在根部预制件模具上。铺设时，使玻纤布的长度分型线对齐预埋件模具上的分型线。
步骤五，脱模布铺设：在完成铺设的玻纤布表面整体铺设脱模布，可使用少量喷胶进行固定。
步骤六，复合导流网铺设：铺设复合导流网，复合导流网弦向距玻纤布边缘30～50mm，轴向距玻纤布边缘100～150mm。
步骤七，导流系统布置：根据玻纤布层数、预埋件大小等进行注胶管路、注胶座布置，可以选择弦向导流或轴向导流。
步骤八，抽气系统布置：在模具法兰边上粘贴双排密封胶条，布置VAP单元、抽气管路，并铺设真空袋膜。
步骤九，用真空泵等设备抽紧真空袋膜后，对系统进行保压、真空灌注。
步骤十，预固化：根据树脂材料特性设计工艺进行预固化，完成SS/PS一体根部预制件。
步骤十一，切割修型：将SS/PS一体根部预制件起模，然后沿根部预制件分型线7进行切割，获得SS/PS根部预制件，以实现同时制作吸力面和压力面的根部预制件模具。
本发明的一种风电叶片根部预制件模具及其使用方法，可以用于同时制作吸力面和压力面的根部预制件模具；可以减少模具占用空间，增加模具可摆放数量，增加预制件制作的可操作空间；可以同时一体制作SS/PS预制件，操作使用方便、灵活，减少了辅材铺设、保压、树脂灌注等时间的叠加，大大缩短了生产工时，提高了生产效率；模具一体制作可以减少一部分玻璃钢、钢架、管路等的投入，降低模具制作成本；预制件一体制作，减少了各种辅材的使用及损耗，并可以减少残余灌注树脂，减少环境污染，保护环境。
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 (5)

1.一种风电叶片根部预制件模具，其特征在于，通过两侧的法兰边（6）设置在模具钢架（5）上，包括从下至上依次铺设的保温层（4）、加热层（3）、玻璃钢层（2）和胶衣层（1），预制件模具轴向的中部纵向设置有SS/PS根部预制件分型线，其中：
胶衣层（1），用于根部预制件起模，分为内胶衣层和外胶衣层，内胶衣层的厚度为400~600μm，外胶衣层的厚度为300~500μm；
玻璃钢层（2），包括多层三轴玻纤布或双轴玻纤布以及表面毡；
加热层（3），包括多个加热管路，加热层（3）中的加热铜管与模温机相连通，用于向根部预制件模具加热；
保温层（4）的下方的模具钢架（5）采用钢管焊接而成，用于支撑整个根部预制件模具。
2.根据权利要求1所述的风电叶片根部预制件模具，其特征在于，根部预制件模具上方的两侧边沿的法兰边（6）上设置有通孔。
3.一种风电叶片根部预制件模具的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，玻纤布裁剪：逐层裁剪根部预制件铺设所需玻纤布，包括从下至上依次铺设的保温层（4）、加热层（3）、玻璃钢层（2）和胶衣层（1），在SS面和PS面根部设计一致时，根据根部预制件铺层所需玻纤布长度，乘以2并给出40至50mm余量的设计，进行各层玻纤布的裁剪；在SS面和PS面根部设计不一致时，则裁剪长度为SS面玻纤长度+PS面玻纤长度+50mm；
步骤二，分型线标记：在裁剪的玻纤布上做长度分型线标记，使用测量工具进行测量，沿弦向在玻纤布长度方向分型线位置处画线，做好玻纤布分型线标记；
步骤三，脱模布铺设：在根部预制件模具表面整体铺设脱模布；
步骤四，玻纤布铺设：根据铺层设计，将裁剪好的玻纤布逐层铺设在根部预制件模具上，铺设时，使玻纤布的长度分型线对齐预埋件模具上的分型线；
步骤五，脱模布铺设：在完成铺设的玻纤布表面整体铺设脱模布；
步骤六，复合导流网铺设：铺设复合导流网，复合导流网弦向距玻纤布边缘30~50mm，轴向距玻纤布边缘100~150mm；
步骤七，导流系统布置：根据玻纤布层数、预埋件大小进行注胶管路、注胶座布置；
步骤八，抽气系统布置：在模具法兰边上粘贴双排密封胶条，布置VAP单元、抽气管路，并铺设真空袋膜；
步骤九，抽紧真空袋膜后，对系统进行保压、真空灌注；
步骤十，预固化：根据树脂材料特性设计工艺进行预固化，完成SS/PS一体根部预制件；
步骤十一，切割修型：将SS/PS一体根部预制件起模，然后沿SS/PS一体根部预制件分型线进行切割，获得SS/PS根部预制件。
4.根据权利要求3所述的风电叶片根部预制件模具的使用方法，其特征在于，步骤一，SS/PS面预制件第n层所需玻纤布长度为L，裁剪长度为2L+50mm，依次裁出所需的玻纤布。
5.根据权利要求3所述的风电叶片根部预制件模具的使用方法，其特征在于，步骤三，通过喷胶对铺设的脱模布进行固定。
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