CN113474152A - 用于制造用于风力涡轮的转子叶片的叶片部段的结构部件的方法 - Google Patents

用于制造用于风力涡轮的转子叶片的叶片部段的结构部件的方法 Download PDF

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Abstract

一种用于制造用于风力涡轮(10)的分段转子叶片的叶片部段的结构部件的方法包括形成结构部件的第一部分和第二部分。第一部分和第二部分包括在弦向方向上对齐的相应的孔(174,178)。该方法还包括将结构部件的第一部分和第二部分放置到模具(180)中，使得它们相应的孔(174,178)在弦向方向上对齐。此外，该方法包括穿过对齐的孔(174,178)放置工具销(198)。此外，该方法包括将第一侧部和第二侧部(170,176)在第二模具(180)中经由树脂材料灌注在一起，以便形成结构部件。此外，该方法包括在结构部件已经固化之后移除工具销(198)。

Description

用于制造用于风力涡轮的转子叶片的叶片部段的结构部件的 方法
技术领域
本公开总体上涉及风力涡轮，并且更特别地涉及一种用于制造用于风力涡轮的分段转子叶片的叶片部段的结构部件(诸如梁结构或接纳区段)的方法。
背景技术
风力被认为是目前可用的最清洁、最环保的能量源之一，并且风力涡轮在这方面得到了越来越多的关注。现代风力涡轮典型地包括塔架、发电机、齿轮箱、机舱和转子，该转子具有带有一个或多个转子叶片的可旋转毂。转子叶片利用已知的翼型件原理捕获风的动能。转子叶片以旋转能量的形式传递动能，以便转动轴，该轴将转子叶片联接到齿轮箱，或者如果不使用齿轮箱则直接联接到发电机。发电机然后将机械能转换成电能，该电能可被部署到公用电网。
转子叶片大体上包括吸力侧壳和压力侧壳，这两个壳典型地使用模制工艺形成，它们在沿着叶片的前缘和后缘的结合线处结合在一起。此外，压力壳和吸力壳相对轻质，并且具有的结构特性(例如，刚度、抗屈曲性和强度)不被构造成承受在操作期间施加在转子叶片上的弯矩和其它载荷。因此，为了增加转子叶片的刚度、抗屈曲性和强度，典型地使用一个或多个结构部件(例如，相对的翼梁帽，在它们之间构造有抗剪腹板)来增强主体壳，这些结构部件接合壳半部的内部压力侧表面和吸力侧表面。翼梁帽和/或抗剪腹板可由各种材料构成，包括但不限于玻璃纤维层压复合材料和/或碳纤维层压复合材料。
此外，随着风力涡轮的尺寸持续增加，转子叶片的尺寸也持续增加。照此，现代转子叶片可分部段构造，这些部段在一个或多个接头处接合在一起。因此，某些接合的转子叶片包括具有梁结构的第一叶片部段，该梁结构接纳在第二叶片部段的接纳区段内，该第二叶片部段经由一个或多个展向和弦向延伸销进一步紧固在一起，该销将叶片弯矩从一个部段传递到另一个部段。此外，来自销的反作用力经由一个或多个衬套传递到在接头位置处的各种轴承座。
机加工叶片部段的大型结构部件可能是复杂的。例如，在某些情况下，可能需要执行复杂的固定过程，以将梁结构和/或接纳区段紧固到位，从而一致地定位零件中的销孔。此外，典型地需要昂贵的定制钻孔机来确保零件可在一个设置中钻孔，而不必在钻孔过程期间移动零件。此外，如果在钻孔过程中存在质量问题，整个结构部件可能有缺陷且无法使用。
因此，本公开涉及用于制造用于风力涡轮的分段转子叶片的叶片部段的结构部件的方法，该方法解决上述问题。
发明内容
本发明的方面和优点将在下面的描述中部分地阐述，或者可从描述中显而易见，或者可通过本发明的实践获知。
在一个方面，本公开涉及一种用于制造用于风力涡轮的分段转子叶片的叶片部段的结构部件的方法。该方法包括(a)提供结构部件的第一模具。第一模具具有外壁，该外壁限定结构部件的内表面的至少一部分。该方法还包括(b)将至少一个工具销紧固到第一模具的外壁，用于在结构部件中限定销接头槽。此外，该方法包括(c)在第一模具的顶部上铺叠一个或多个纤维层，以便至少部分地覆盖外壁。(多个)纤维层具有配合在(多个)工具销周围的至少一个孔。此外，该方法包括(d)将(多个)纤维层经由第一树脂材料灌注在一起，以便形成结构部件的第一侧部。此外，该方法包括(e)重复步骤(a)至(d)，以便形成结构部件的第二侧部。该方法还包括(f)将第一侧部和第二侧部在相反方向上放置到第二模具中，以致于它们相应的孔在弦向方向上对齐。照此，该方法包括(g)将第一侧部和第二侧部在第二模具中经由第二树脂材料灌注在一起。
在一个实施例中，第一侧部和第二侧部可对应于结构部件的前缘侧部和后缘侧部。在另一个实施例中，在第一模具的顶部上铺叠(多个)纤维层可包括：在模具的顶部上铺叠一个或多个内纤维层；在(多个)内纤维层的顶部上铺叠一个或多个结构特征；以及在(多个)结构特征的顶部上铺叠一个或多个外纤维层。
在另外的实施例中，该方法可包括在第二模具中的前侧部和后侧部之间放置至少一个心轴(mandrel)，以便提供用于成形结构部件的基本形状。此外，心轴可包括可压缩或固体材料，该材料具有延伸穿过其中的至少一个孔，该孔与前侧部和后侧部的相应孔对齐。此外，(多个)心轴可朝向结构部件的开口端部向外渐缩，以便于心轴的移除。此外，(多个)心轴可由两个或更多个互锁或渐缩的部分构成。更具体地，两个或更多个互锁或渐缩的部分可包括压力侧部分、中心部分和吸力侧部分。在这样的实施例中，该方法可包括在将第一侧部和第二侧部在第二模具中灌注到一起之后移除中心部分以及随后移除心轴的压力侧部分和吸力侧部分。在某些实施例中，心轴的各个部分可具有在结构部件的展向方向上渐缩的横截面。
在附加实施例中，该方法可包括在灌注之前在第二模具内围绕第一侧部和第二侧部以及至少一个心轴包裹一个或多个真空袋。在若干实施例中，该方法还可包括：将(多个)结构特征放置在(多个)纤维层的顶部上或之间；以及将一个或多个外纤维层和(多个)结构特征经由第一树脂材料灌注在一起。更具体地，在这样的实施例中，结构特征可包括一个或多个抗剪腹板。
在附加实施例中，该方法还可包括将衬套放置在第一侧部和第二侧部的相应孔内以及将(多个)工具销紧固在衬套内。在另一个实施例中，结构部件可对应于叶片部段的梁结构或接纳区段。
在另一个方面，本公开涉及一种用于制造用于风力涡轮的分段转子叶片的叶片部段的结构部件的方法。该方法包括提供结构部件的模具，该模具具有限定结构部件的外表面的外壁。该方法还包括将至少一个工具销紧固到外壁，用于在结构部件中限定销接头槽。此外，该方法包括在模具中铺叠一个或多个外纤维层，以便至少部分地覆盖外壁。(多个)外纤维层具有接纳(多个)工具销的至少一个孔。照此，(多个)外纤维层形成结构部件的外表面。此外，该方法包括将一个或多个结构特征放置在模具中的一个或多个外纤维层的顶部上。此外，该方法包括将(多个)外纤维层和(多个)结构特征经由树脂材料灌注在一起，以便形成结构部件。应当理解，该方法还可包括本文所述的附加特征和/过程步骤中的任何。
在又一个方面，本公开涉及一种用于制造用于风力涡轮的分段转子叶片的叶片部段的接纳区段的模制套件(molding kit)。该模制套件包括用于由一种或多种材料形成接纳区段的第一侧部和第二侧部的第一模具。该模制套件还包括至少一个工具销，用于在第一侧部和第二侧部中限定相应的孔，以便在制造期间在接纳区段中形成销接头槽。此外，模制套件包括第二模具，用于在相反方向上接纳第一侧部和第二侧部，以形成接纳区段的前缘侧部和后缘侧部。此外，模制套件包括布置在第二模具中的至少一个心轴，用于提供用于成形接纳区段的基本形状。此外，(多个)心轴由具有延伸穿过其中的孔的可压缩或固体材料构成。因此，接纳区段的第一侧部和第二侧部被构造成配合在(多个)心轴周围，以致于它们相应的孔与心轴的孔对齐。因此，第一侧部和第二侧部可在第二模具中经由树脂材料灌注在一起。
在一个实施例中，用于构造第一侧部和第二侧部的(多种)材料可包括例如一个或多个外纤维层、一个或多个拉挤成型层、一个或多个抗剪腹板和/或一个或多个内纤维层。此外，树脂材料可包括热固性树脂或热塑性树脂。应当理解，模制套件还可包括本文所述的附加特征中的任何。
参考以下描述和所附权利要求，本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解。并入并构成本说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并与描述一起用于解释本发明的原理。
附图说明
在参考附图的说明书中阐述了针对本领域普通技术人员的本发明的完整且能够实现的公开内容，包括其最佳模式，在附图中：
图1示出了根据本公开的风力涡轮的一个实施例的透视图；
图2示出了根据本公开的具有第一叶片部段和第二叶片部段的转子叶片的一个实施例的平面图；
图3示出了根据本公开的第一叶片部段的一个实施例的区段的透视图；
图4示出了根据本公开的在弦向接头处的第二叶片部段的区段的一个实施例的透视图；
图5示出了根据本公开的风力涡轮的转子叶片的一个实施例的组件，其具有与第二叶片部段接合的第一叶片部段；
图6示出了根据本公开的风力涡轮的转子叶片的组件的多个支撑结构的一个实施例的分解透视图；
图7示出了根据本公开的用于制造用于风力涡轮的分段转子叶片的叶片部段的接纳区段的方法的一个实施例的流程图；
图8A至图8G示出了根据本公开的制造用于风力涡轮的分段转子叶片的叶片部段的接纳区段的第一侧部和第二侧部的一个实施例的过程步骤；
图9A至图9F示出了根据本公开的制造用于风力涡轮的分段转子叶片的叶片部段的接纳区段的一个实施例的过程步骤；
图10示出了根据本公开的用于风力涡轮的分段转子叶片的叶片部段的接纳区段的一个实施例的展向视图，特别地示出了在其制造期间构造在接纳区段内的三件式心轴；
图11示出了根据本公开的用于风力涡轮的分段转子叶片的叶片部段的接纳区段的另一个实施例的展向视图，特别地示出了在其制造期间构造在接纳区段内的两件式心轴；以及
图12示出了根据本公开的用于制造用于风力涡轮的分段转子叶片的叶片部段的接纳区段的方法的另一个实施例的流程图。
具体实施方式
现在将详细参考本发明的实施例，其一个或多个示例在附图中示出。每个示例通过解释本发明、而非限制本发明的方式提供。事实上，对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明进行各种修改和变型。例如，作为一个实施例的一部分示出或描述的特征可与另一个实施例一起使用，以产生又一个实施例。因此，旨在本发明覆盖如归入所附权利要求及其等同物的范围内的这种修改和变型。
现在参考附图，图1示出了根据本发明的风力涡轮10的一个实施例的透视图。在图示实施例中，风力涡轮10是水平轴式风力涡轮。备选地，风力涡轮10可为竖直轴式风力涡轮。此外，如图所示，风力涡轮10可包括从支撑表面14延伸的塔架12、安装在塔架12上的机舱16、定位在机舱16内的发电机18、联接到发电机18的齿轮箱20、以及利用转子轴24可旋转地联接到齿轮箱20的转子22。此外，如图所示，转子22包括可旋转的毂26和至少一个转子叶片28，转子叶片28联接到可旋转的毂26并从可旋转的毂26向外延伸。如图所示，转子叶片28包括叶片尖部17和叶片根部19。
现在参考图2，示出了图1的转子叶片28中的一个的平面图。如图所示，转子叶片28可包括第一叶片部段30和第二叶片部段32。此外，如图所示，第一叶片部段30和第二叶片部段32可各自在相反方向上从弦向接头34延伸。此外，如图所示，叶片部段30、32中的每个可包括限定翼型件表面的至少一个壳构件，诸如压力侧壳构件和吸力侧壳构件。第一叶片部段30和第二叶片部段32至少通过内部支撑结构36连接，内部支撑结构36延伸到两个叶片部段30、32中，以便于叶片部段30、32的接合。箭头38示出了在图示示例中的分段转子叶片28包括两个叶片部段30、32，并且这些叶片部段30、32通过将内部支撑结构36插入第二叶片部段32中而接合。此外，如图所示，第二叶片部段包括多个翼梁结构66(在本文中也称为翼梁帽)，其纵向延伸以与第一叶片部段30的梁结构40连接(这在图3和图5中更详细地示出)。
现在参考图3，示出了根据本公开的第一叶片部段30的区段的透视图。如图所示，第一叶片部段30包括梁结构40，该梁结构40形成内部支撑结构36的一部分，并且纵向延伸以便在结构上与第二叶片部段32连接。此外，如图所示，梁结构40形成与吸力侧翼梁帽44和压力侧翼梁帽46连接的抗剪腹板42的至少一部分。此外，如图所示，第一叶片部段30可包括在梁结构40的接纳端部54处的一个或多个第一销接头。在一个实施例中，销接头可包括与衬套紧密过盈配合的销。更具体地，如图所示，(多个)销接头可包括位于梁结构40的接纳端部54上的至少一个销管52。因此，如图所示，销管52可定向在展向方向上。此外，第一叶片部段30还可包括位于梁结构40上的销接头槽50。此外，如图所示，销接头槽50可定向在弦向方向上。
现在参考图4，示出了根据本公开的第二叶片部段32的区段的透视图。如图所示，第二叶片部段32包括在第二叶片部段32内纵向延伸的接纳区段60，以用于接纳第一叶片部段30的梁结构40。此外，如图所示，接纳区段60可包括翼梁结构66，其纵向延伸以便与第一叶片部段30的梁结构40连接。此外，如图所示，接纳区段60可包括弦向构件48，弦向构件48具有穿过其限定的展向销接头槽56。此外，如图所示，接纳区段60可包括穿过其限定的弦向销接头槽58，弦向销接头槽58与梁结构40的销接头槽50对齐。
现在参考图5，示出了根据本公开的转子叶片28的组件70，该组件70具有与第二叶片部段32接合的第一叶片部段30。如图所示，组件70示出了在转子叶片28的外壳构件下方的多个支撑结构，其具有与第二叶片部段32接合的第一叶片部段30。更具体地，如图所示，梁结构40的接纳端部54的展向延伸销52被接纳在接纳区段60的展向销接头槽56内，以便将第一叶片部段30和第二叶片部段32紧固在一起。
现在参考图6，示出了组件70的多个支撑结构朝向转子叶片28的接纳区段60的分解透视图。如图所示，翼梁结构66被构造成接纳梁结构40，并且可包括与梁结构40的销接头槽50对齐的弦向销接头槽58，弦向延伸销62可穿过弦向销接头槽58插入。此外，如图所示，弦向延伸销62可被构造成在对齐的销接头槽50、58内保持紧密过盈配合，以致于翼梁结构66和梁结构40在组装期间接合在一起。此外，图6还示出了弦向构件48，弦向构件48包括销接头槽56，销接头槽56被构造成用于接纳梁结构40的销管52(在本文中也称为展向延伸销52)。照此，销管52被构造成形成紧密过盈配合的销式接头。
现在参考图7，示出了根据本公开的用于制造用于风力涡轮的分段转子叶片的叶片部段的结构部件(诸如梁结构或接纳区段)的方法的流程图100。一般地，方法100将在此参照图1至图6、图8至图9和图10至图11中所示的转子叶片28的接纳区段60进行描述。然而，应当理解，所公开的方法100可用具有任何其它合适构造的转子叶片来实施。此外，尽管图7为了说明和讨论的目的而描绘以特定顺序执行的步骤，但是本文讨论的方法不限于任何特定顺序或布置。使用本文提供的公开内容，本领域技术人员将理解，在不偏离本公开的范围的情况下，本文公开的方法的各种步骤可以各种方式被省略、重排、组合和/或修改。
如在(102)所示，方法100可包括(a)提供接纳区段60的第一模具。例如，如图8A中所示，第一模具150可限定外壁152，外壁152一旦形成便限定接纳区段60的内表面的至少一部分。此外，如在(104)所示，方法100可包括(b)将至少一个工具销154紧固到第一模具150的外壁152，用于在接纳区段60中限定销接头槽。例如，如图8A中所示，工具销154可紧固在第一模具150的外壁152的顶部上。如在(106)所示，方法100可包括(c)在第一模具150的顶部上铺叠一个或多个纤维层156、166，以便至少部分地覆盖外壁152。更具体地，如图8B中所示，一个或多个内纤维层156可放置在第一模具150的顶部上。此外，如图所示，(多个)内纤维层156可具有配合在工具销154周围的至少一个孔158。在另外的实施例中，如图8C中所示，方法100还可包括将(多个)结构特征160放置在(多个)内纤维层156的顶部上。更具体地，如图所示，结构特征160可包括一个或多个抗剪腹板162，抗剪腹板162具有在其中构造成配合在工具销154周围的至少一个孔164。此外，如图8D中所示，方法100可包括将一个或多个外纤维层166放置在(多个)结构特征160的顶部上。
因此，返回参考图7，如在(108)所示，方法100还可包括(d)将一个或多个纤维层156、166经由第一树脂材料168灌注在一起，以便形成接纳区段60的第一侧部170。例如，如图8E中所示，真空袋172和相关联的消耗品可放置在第一模具150、纤维层156、166和(多个)结构特征160的顶部上，以致于第一树脂材料168可将这样的部件真空灌注在一起。如图8F中所示，示出了接纳区段60的最终第一侧部170的一个实施例的前视图，特别地示出了具有形成在其中的孔174的第一侧部170，该孔174构成本文所述的销接头槽58的一部分。
返回参考图7，如在(110)所示，方法100还可包括(e)重复步骤(a)至(d)，以便形成接纳区段60的第二侧部176。照此，第一侧部170和第二侧部176是基本上相同的部件，并且被构造成分别形成接纳区段60的前缘侧部和后缘侧部。在附加实施例中，如图8G中所示，方法100还可包括将衬套196放置在第一侧部170和第二侧部176的相应孔174、178内以及将(多个)工具销154紧固在衬套196内。
因此，如在(112)所示，方法100可包括(f)将第一侧部170和第二侧部176在相反方向上放置到第二模具180中，以致于它们相应的孔174、178在弦向方向上对齐。更具体地，如图9A中所示，真空袋182和相关联的消耗品可首先被放置到第二模具180中。如9B中所示，第一侧部170然后可放置在真空袋182的顶部上。如图9C中所示，方法100然后可包括将至少一个心轴184放置在接纳区段60的第一侧部170的顶部上。因此，如图所示，(多个)心轴184被构造成提供用于成形接纳区段60的基本形状。
此外，心轴184可由可压缩或固体材料构成，所述材料具有延伸穿过其中的至少一个孔186，该孔与前侧部170和后侧部176的相应孔158、164对齐。此外，如图10和图11中所示，本文所述的(多个)心轴184可由多个部分或零件构成。例如，如图10中所示，(多个)心轴184可包括压力侧部分188、中心部分190和吸力侧部分192。在另一个实施例中，如图11中所示，(多个)心轴184可具有简单地包括压力侧部分188和吸力侧部分192的两件式构造。此外，如图10和图11中所示，心轴184的各个部分188、190、192可具有在接纳区段60的展向方向上渐缩的横截面。
返回参考图9D，在放置心轴184之后，接纳区段60的第二侧部176可放置在心轴184的顶部上。如图所示，接纳区段60的第二侧部还包括与第一侧部170的孔174和心轴184的孔186对齐的孔178。因此，如图9E中所示，另一个工具销198可穿过对齐的孔174、178、186插入。此外，如图所示，真空袋182然后可包裹在第一侧部170和第二侧部176以及心轴184周围。因此，返回参考图7，如在(114)所示，方法100可包括(g)将第一侧部170和第二侧部176在第二模具180中经由第二树脂材料194灌注在一起。图9F中示出了最终接纳区段的剖视图，特别地示出了形成在其中的预成形销接头槽58。
此外，如图所示，图示的接纳区段60仍然包括心轴184。因此，在这样的实施例中，方法100还可包括从接纳区段60内移除心轴184。例如，在使用三部分式心轴的情况下(图10)，心轴184的中心部分190在零件已经固化之后可首先被抽出(即，通过接纳区段60的开口端部之一)。照此，当心轴184的中心部分190被移除时，心轴184的压力侧部分188和吸力侧部分192集合在一起，以致于它们也可经由接纳区段60的开口端部之一被容易地从接纳区段60内移除。在使用两部分式心轴184的情况下(图11)，压力侧部分188或吸力侧部分192通过开口端部中的一个接着通过另一个被移除。此外，心轴184的各个部分188、190、192的渐缩横截面也被构造成进一步有助于抽出零件。此外，如所提及的，心轴184可为可压缩的；因此，它可包括空气，该空气可经由用于将结构部件灌注在一起的相同真空系统移除。照此，一旦心轴184放气，它可容易地从完成的接纳区段的尖部端部移除。心轴184也能够由可被容易地压缩以允许容易地移除的泡沫材料或类似物形成。
现在参考图12，示出了根据本公开的用于制造用于风力涡轮的分段转子叶片的叶片部段的结构部件(诸如梁结构或接纳区段)的方法的流程图200。一般地，方法200将在此参照图1至图6、图8至图9和图10至图11中所示的转子叶片28的接纳区段60进行描述。然而，应当理解，所公开的方法100可用具有任何其它合适构造的转子叶片来实施。此外，尽管图12为了说明和讨论的目的而描绘以特定顺序执行的步骤，但是本文讨论的方法不限于任何特定顺序或布置。使用本文提供的公开内容，本领域技术人员将理解，在不偏离本公开的范围的情况下，本文公开的方法的各种步骤可以各种方式被省略、重排、组合和/或修改。
如在(202)所示，方法200可包括提供结构部件的模具，该模具具有限定接纳区段60的内表面的外壁。如在(204)所示，方法200可包括将至少一个工具销紧固到外壁，用于在接纳区段60中限定销接头槽。如在(206)所示，方法200可包括在模具的顶部上铺叠一个或多个外纤维层，以便至少部分地覆盖外壁。(多个)外纤维层具有接纳(多个)工具销的至少一个孔。照此，(多个)外纤维层形成接纳区段60的内表面。如在(208)所示，方法200可包括将一个或多个结构特征放置在模具的顶部上的一个或多个外纤维层的顶部上。如在(210)所示，方法200可包括将(多个)外纤维层和(多个)结构特征经由树脂材料灌注在一起，以便形成接纳区段60。如在(212)所示，方法200可包括在接纳区段60已经固化之后从接纳区段60移除(多个)工具销。
本文所述的树脂材料168、194可包括例如热固性材料或热塑性材料。本文所述的热塑性材料可大体上涵盖性质上不可逆的塑性材料或聚合物。例如，热塑性材料在加热到一定温度时典型地变得柔韧或可模制，并在冷却时返回到更刚性的状态。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包括但不限于苯乙烯、乙烯树脂、纤维素、聚酯、丙烯酸树脂、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)、乙交酯聚对苯二甲酸乙二醇酯(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。此外，示例性半结晶热塑性材料可大体包括但不限于聚烯烃、聚酰胺、含氟共聚物(fluropolymer)、甲基丙烯酸乙酯、聚酯、聚碳酸酯和/或缩醛。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醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(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，如本文所述的热固性材料可大体上涵盖性质上不可逆的塑性材料或聚合物。例如，一旦固化，热固性材料就不能容易再模制或恢复到液态。照此，在初始形成之后，热固性材料通常耐热、耐腐蚀和/或耐蠕变。示例热固性材料可大体上包括但不限于一些聚酯、一些聚氨酯、酯、环氧树脂或任何其它合适的热固性材料。
此外，本文所述的纤维层可包括例如玻璃纤维、碳纤维、聚合物纤维、木纤维、竹纤维、陶瓷纤维、纳米纤维、金属纤维或它们的组合。此外，纤维的方向或取向可包括准各向同性、多轴、单向、双轴、三轴或任何其它另一合适的方向和/或它们的组合。
技术人员将认识到来自不同实施例的各种特征的可互换性。类似地，所描述的各种方法步骤和特征以及每个这样的方法和特征的其他已知等同物可由本领域的普通技术人员混合和匹配，以根据本公开的原理构建附加的系统和技术。当然，应当理解，不一定可根据任何特定实施例实现上述所有这些目的或优点。因此，例如，本领域技术人员将认识到，本文所述的系统和技术可以实现或优化本文所教导的一个优点或一组优点的方式来体现或执行，而不必实现本文可教导或建议的其他目的或优点。
虽然本文仅示出和描述了本发明的某些特征，但是本领域技术人员将想到许多修改和变化。因此，应当理解，所附权利要求旨在覆盖落入本发明的真实精神内的所有这些修改和变化。
本书面描述使用示例来公开本发明(包括最佳模式)，并且还使得本领域的任何技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何设备或系统以及执行任何并入的方法。本发明的可专利性范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它示例。如果这些其它示例包括不异于权利要求的字面语言的结构要素，或者如果它们包括与权利要求的字面语言具有非实质性差异的等效结构要素，则这些其它示例旨在处于权利要求的范围内。

Claims (20)

1.一种用于制造用于风力涡轮的分段转子叶片的叶片部段的结构部件的方法，所述方法包括：
(a)提供所述结构部件的第一模具，所述第一模具具有限定所述结构部件的内表面的至少一部分的外壁；
(b)将至少一个工具销紧固到所述第一模具的外壁，用于在所述结构部件中限定销接头槽；
(c)将一个或多个纤维层铺叠在所述第一模具的顶部上，以便至少部分地覆盖所述外壁，所述一个或多个纤维层具有至少一个孔，所述至少一个孔配合在所述至少一个工具销周围；
(d)将所述一个或多个纤维层经由第一树脂材料灌注在一起，以便形成所述结构部件的第一侧部；和
(e)重复步骤(a)至(d)，以便形成所述结构部件的第二侧部；
(f)将所述第一侧部和所述第二侧部在相反方向上放置到第二模具中，以致于它们相应的孔在弦向方向上对齐；和
(g)将所述第一侧部和所述第二侧部在所述第二模具中经由第二树脂材料灌注在一起。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一侧部和所述第二侧部对应于所述结构部件的前缘侧部和后缘侧部。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将一个或多个纤维层铺叠在所述第一模具的顶部上还包括：将一个或多个内纤维层铺叠在所述模具的顶部上；将一个或多个结构特征铺叠在所述一个或多个内纤维层的顶部上；以及将一个或多个外纤维层铺叠在所述一个或多个结构特征的顶部上。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括将至少一个心轴放置在所述第二模具中的所述前侧部和所述后侧部之间，以便提供用于成形所述结构部件的基本形状，所述心轴包括延伸穿过其中的至少一个孔，所述至少一个孔与所述前侧部和所述后侧部的相应孔对齐。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述至少一个心轴朝向所述结构部件的开口端部向外渐缩，以便于所述至少一个心轴的移除。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述至少一个心轴由两个或更多个互锁或渐缩的部分构成。
7. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述两个或更多个互锁或渐缩的部分包括压力侧部分、中心部分和吸力侧部分，所述方法还包括：
在将所述第一侧部和所述第二侧部在所述第二模具中灌注在一起之后，移除所述中心部分；和
随后移除所述压力侧部分和所述吸力侧部分。
8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括在灌注之前在所述第二模具内围绕所述第一侧部和所述第二侧部以及所述至少一个心轴包裹一个或多个真空袋。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：将一个或多个结构特征放置在所述一个或多个纤维层的顶部上或之间；以及将所述一个或多个外纤维层和所述一个或多个结构特征经由所述第一树脂材料灌注在一起。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述一个或多个结构特征包括一个或多个抗剪腹板。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括将衬套放置在所述第一侧部和所述第二侧部的所述相应孔内以及将所述至少一个工具销紧固在所述衬套内。
12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述结构部件包括所述叶片部段的梁结构或或接纳区段中的至少一者。
13.一种用于制造用于风力涡轮的分段转子叶片的叶片部段的结构部件的方法，所述方法包括：
提供所述结构部件的模具，所述模具具有限定所述结构部件的内表面的外壁；
将至少一个工具销紧固到所述外壁，用于在所述结构部件中限定销接头槽；
将一个或多个外纤维层铺叠在所述模具的顶部上，以便至少部分地覆盖所述外壁，所述一个或多个外纤维层具有至少一个孔，所述至少一个孔接纳所述至少一个工具销，所述一个或多个外纤维层形成所述结构部件的内表面；
将一个或多个结构特征放置在所述一个或多个外纤维层的顶部上；
将所述一个或多个外纤维层和所述一个或多个结构特征经由树脂材料灌注在一起，以便形成所述结构部件；和
在所述结构部件已经固化之后，从所述结构部件移除所述至少一个工具销。
14.一种用于制造用于风力涡轮的分段转子叶片的叶片部段的接纳区段的模制套件，所述模制套件包括：
第一模具，其用于由一种或多种材料形成所述接纳区段的第一侧部和第二侧部；
至少一个工具销，其用于在所述第一侧部和所述第二侧部中限定相应的孔，以便在制造期间在所述接纳区段中形成销接头槽；
第二模具，其用于在相反方向上接纳所述第一侧部和所述第二侧部，以形成所述接纳区段的前缘侧部和后缘侧部；和
至少一个心轴，其布置在所述第二模具中，用于提供用于成形所述接纳区段的基本形状，所述至少一个心轴由可压缩材料构成，所述可压缩材料具有延伸穿过其中的孔，
其中，所述接纳区段的第一侧部和第二侧部配合在所述至少一个心轴周围，以致于它们相应的孔与所述至少一个心轴的孔对齐，所述第一侧部和所述第二侧部在所述第二模具中经由树脂材料灌注在一起。
15.根据权利要求14所述的模制套件，其特征在于，所述一种或多种材料包括一个或多个外纤维层、一个或多个拉挤成型层、一个或多个抗剪腹板或一个或多个内纤维层中的至少一者，并且其中，所述树脂材料包括热固性树脂或热塑性树脂中的至少一者。
16.根据权利要求14所述的模制套件，其特征在于，所述第一模具限定外壁，所述外壁限定所述接纳区段的内表面的至少一部分。
17.根据权利要求14所述的模制套件，其特征在于，所述至少一个心轴由两个或更多个互锁或渐缩的部分构成。
18.根据权利要求17所述的模制套件，其特征在于，所述两个或更多个互锁或渐缩的部分包括压力侧部分、中心部分和吸力侧部分。
19.根据权利要求14所述的模制套件，其特征在于，还包括一个或多个真空袋，所述一个或多个真空袋被构造成在所述第二模具内接纳所述第一侧部和所述第二侧部以及所述至少一个心轴。
20.根据权利要求14所述的模制套件，其特征在于，还包括一个或多个衬套，所述一个或多个衬套被构造成用于接纳在所述第一侧部和所述第二侧部的相应孔内。
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