CN115059589A - 复合材料拉挤板材及风电叶片大梁材料结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复合材料拉挤板材及风电叶片大梁材料结构，通过在复合材料拉挤板材的两侧外壁上各设置两条导流凹槽，能够在复合材料拉挤板材叠放灌注树脂时形成箭头结构的树脂导流缝，从而大幅提高了将树脂灌注至相邻板材主体表面之间的速度，即大幅提升了真空灌注树脂的渗透速率，有效解决了现有复合材料拉挤板材灌注树脂渗透缓慢的问题；并且，通过设置进液缝隙，能够使树脂易于流入进液缝隙，进一步提升了真空灌注树脂的渗透速率。

Description

复合材料拉挤板材及风电叶片大梁材料结构

技术领域

本发明涉及风电叶片材料技术领域，具体涉及一种复合材料拉挤板材及风电叶片大梁材料结构。

背景技术

我国具有丰富的风能资源，为有效利用绿色环保的风能资源，风力发电具有非常重大的意义。

为了能够生产出更大、更长、性能更优异的风力发电机叶片，目前叶片制造厂多采用拥有高性能高模量的玻纤(碳纤)增强复合材料拉挤板材作为风电叶片的大梁主材。

目前，将复合材料拉挤板材制造成风电叶片大梁材料，首先是在相邻的两块复合材料拉挤板材之间铺设一层织物作为导流用，再采取真空灌注工艺将树脂灌注在两块复合材料拉挤板材之间。但是，现有的复合材料拉挤板材的两侧外壁均为平面结构，极易将两块复合材料拉挤板材之间的织物压得过紧，导致真空灌注时树脂渗透的速率极低。

解决以上问题成为当务之急。

发明内容

为解决以上的技术问题，本发明提供了一种复合材料拉挤板材及风电叶片大梁材料结构。

其技术方案如下：

一种复合材料拉挤板材，包括呈板状结构的拉挤板材基体，其要点在于：所述拉挤板材基体的两侧外壁上相对地设置有树脂导流结构，所述树脂导流结构均包括两条贯穿拉挤板材基体长度方向两端的导流凹槽，同一树脂导流结构的两条导流凹槽分别靠近拉挤板材基体宽度方向的两侧外缘；

所述拉挤板材基体两侧外壁位于同一树脂导流结构的两条导流凹槽之间的部分均为板材主体表面，所述拉挤板材基体两侧外壁位于各导流凹槽远离相邻板材主体表面一侧的部分均为板材边缘表面，相互正对的两个板材边缘表面之间的间距均小于两个板材主体表面之间的间距；

各导流凹槽靠近相邻板材主体表面的一侧槽壁分别与该相邻的板材主体表面平滑过渡，从而形成槽深朝着靠近相邻板材主体表面方向渐变减小的灌注导流部。

采用以上结构，在复合材料拉挤板材的两侧外壁上均设有两条导流凹槽以及与两条导流凹槽相邻的两个板材边缘表面，从而使复合材料拉挤板材叠放时，相邻的两个灌注导流部之间能够形成截面呈箭头结构的导流缝隙，使树脂更易于灌注到两个板材主体表面之间，从而能够大幅提升真空灌注树脂的渗透速率；并且，由于两组相互正对的两个板材边缘表面之间的间距均小于两个板材主体表面之间的间距，从而使复合材料拉挤板材叠放时，相邻的两个板材边缘表面之间留有间隙，使树脂易于流入两个灌注导流部之间的导流缝隙中。

作为优选：所述灌注导流部为斜面结构或弧面结构。

采用以上结构，能够提升对树脂的导流能力，从而进一步提高真空灌注树脂的渗透速率。

作为优选：所述导流凹槽均还包括槽底与板材主体表面平行的平直灌注部，各平直灌注部分别位于对应灌注导流部靠近相邻板材边缘表面的一侧，各灌注导流部均由对应平直灌注部的槽底延伸至相邻的板材主体表面。

采用以上结构，使导流凹槽能够蓄积更多的树脂，从而使树脂更易于渗透到两个板材主体表面之间，进一步提升树脂的灌注速率。

作为优选：所述平直灌注部的槽深等于脱模布的厚度，当拉挤板材基体的两侧外壁各贴有一张脱模布时，各脱模布贴附在对应的板材主体表面上，并向两侧延伸至相邻平直灌注部远离对应板材主体表面的一侧槽壁。

采用以上结构，能够配合模具和脱模布，使导流凹槽更易于成型，降低工艺难度。

一种风电叶片大梁材料结构，其要点在于：包括至少两张并排叠放在一起的上述的复合材料拉挤板材以及分别铺设在相邻复合材料拉挤板材之间的织物，各织物的两侧分别与相邻的板材主体表面接触，各织物的两侧分别与相邻导流凹槽的槽底之间形成有导流缝隙，各织物两侧两对设置的导流缝隙共同构成横截面为箭头结构的树脂导流缝，各织物的两侧分别与相邻的板材边缘表面之间形成有进液缝隙，各进液缝隙分别与相邻的导流缝隙连通，从而使树脂能够在织物引导下，先流经进液缝隙，再蓄积在导流缝隙中，最后由导流缝隙导流至相邻复合材料拉挤板材的板材主体表面之间。

采用以上结构，能够通过箭头结构的树脂导流缝将树脂更高效地导流至相邻板材主体表面之间，从而大幅提升了真空灌注树脂的渗透速率。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

采用以上技术方案的复合材料拉挤板材及风电叶片大梁材料结构，通过在复合材料拉挤板材的两侧外壁上各设置两条导流凹槽，能够在复合材料拉挤板材叠放灌注树脂时形成箭头结构的树脂导流缝，从而大幅提高了将树脂灌注至相邻板材主体表面之间的速度，即大幅提升了真空灌注树脂的渗透速率，有效解决了现有复合材料拉挤板材灌注树脂渗透缓慢的问题；并且，通过设置进液缝隙，能够使树脂易于流入进液缝隙，进一步提升了真空灌注树脂的渗透速率。

附图说明

图1为复合材料拉挤板材的结构示意图；

图2为复合材料拉挤板材的截面图；

图3为复合材料拉挤板材贴有脱模布的截面图；

图4为风电叶片大梁材料结构的示意图。

具体实施方式

以下结合实施例和附图对本发明作进一步说明。

如图1和图2所示，一种复合材料拉挤板材，其主要包括呈板状结构的拉挤板材基体1，拉挤板材基体1的两侧外壁上相对地设置有树脂导流结构，即：拉挤板材基体1两侧外壁的树脂导流结构相对设置，以便于两块或多块复合材料拉挤板材叠放时相邻树脂导流结构之间形成配合。

树脂导流结构均包括两条贯穿拉挤板材基体1长度方向两端的导流凹槽11，同一树脂导流结构的两条导流凹槽11分别靠近拉挤板材基体1宽度方向的两侧外缘。拉挤板材基体1两侧外壁位于同一树脂导流结构的两条导流凹槽11之间的部分均为板材主体表面12，即：拉挤板材基体1的任一侧外壁上，两条导流凹槽11之间的部分为板材主体表面12。拉挤板材基体1两侧外壁位于各导流凹槽11远离相邻板材主体表面12一侧的部分均为板材边缘表面13，即：各导流凹槽11分别与拉挤板材基体1宽度方向相邻的一侧外缘之间的部分均为板材边缘表面13。并且，相互正对的两个板材边缘表面13之间的间距均小于两个板材主体表面12之间的间距，即：拉挤板材基体1靠近外缘部分的厚度小于其中间部分的厚度。

各导流凹槽11靠近相邻板材主体表面12的一侧槽壁分别与相邻的板材主体表面12平滑过渡，从而形成槽深朝着靠近相邻板材主体表面12方向渐变减小的灌注导流部111。

因此，在复合材料拉挤板材的两侧外壁上均设有两条导流凹槽11以及与两条导流凹槽11相邻的两个板材边缘表面13，从而使复合材料拉挤板材叠放时，相邻的两个灌注导流部111之间能够形成截面呈箭头结构的导流缝隙，使树脂更易于灌注到两个板材主体表面之间，从而能够大幅提升真空灌注树脂的渗透速率；并且，由于两组相互正对的两个板材边缘表面13之间的间距均小于两个板材主体表面12之间的间距，从而使复合材料拉挤板材叠放时，相邻的两个板材边缘表面13之间留有间隙，使树脂易于流入两个灌注导流部之间的导流缝隙中。

进一步地，请参见图2，灌注导流部111为斜面结构或弧面结构，能够提升对树脂的导流能力，从而进一步提高真空灌注树脂的渗透速率，其中，弧面结构可以是外凸的弧面结构，也可以是内凹的弧面结构。

并且，导流凹槽11均还包括槽底与板材主体表面12平行的平直灌注部112，即：平直灌注部112的槽深保持不变。各平直灌注部112分别位于对应灌注导流部111靠近相邻板材边缘表面13的一侧，各灌注导流部111均由对应平直灌注部112的槽底延伸至相邻的板材主体表面12。通过设置平直灌注部112，使导流凹槽11能够蓄积更多的树脂，从而使树脂更易于渗透到相邻的两个板材主体表面13之间，进一步提升树脂的灌注速率。

请参见图3，平直灌注部112的槽深等于脱模布2的厚度，当拉挤板材基体1的两侧外壁各贴有一张脱模布2时，各脱模布2贴附在对应的板材主体表面12上，并向两侧延伸至相邻平直灌注部112远离对应板材主体表面12的一侧槽壁，即：每张脱模布2能够完整地覆盖板材主体表面12以及与其相邻的两个导流凹槽11。因此，这样的设计能够配合模具和脱模布2，使导流凹槽11更易于成型，降低工艺难度，同时易于脱模。

请参见图4，一种风电叶片大梁材料结构，包括至少两张并排叠放在一起的上述的复合材料拉挤板材以及分别铺设在相邻复合材料拉挤板材之间的织物3，各织物3的两侧分别与相邻的板材主体表面12接触，各织物3的两侧分别与相邻导流凹槽11的槽底之间形成有导流缝隙4，各织物3两侧两对设置的导流缝隙4共同构成横截面为箭头结构的树脂导流缝，各织物3的两侧分别与相邻的板材边缘表面13之间形成有进液缝隙5，各进液缝隙5分别与相邻的导流缝隙4连通，从而使树脂能够在织物3引导下，先流经进液缝隙5，再蓄积在导流缝隙4中，最后由导流缝隙4导流至相邻复合材料拉挤板材的板材主体表面12之间。

因此，通过相对设置在织物3两侧的导流缝隙4组合形成横截面为箭头结构的树脂导流缝，能够将树脂更高效地导流至相邻的板材主体表面12之间，从而大幅提升了真空灌注树脂的渗透速率。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

最后需要说明的是，上述描述仅仅为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种复合材料拉挤板材，包括呈板状结构的拉挤板材基体(1)，其特征在于：所述拉挤板材基体(1)的两侧外壁上相对地设置有树脂导流结构，所述树脂导流结构均包括两条贯穿拉挤板材基体(1)长度方向两端的导流凹槽(11)，同一树脂导流结构的两条导流凹槽(11)分别靠近拉挤板材基体(1)宽度方向的两侧外缘；

所述拉挤板材基体(1)两侧外壁位于同一树脂导流结构的两条导流凹槽(11)之间的部分均为板材主体表面(12)，所述拉挤板材基体(1)两侧外壁位于各导流凹槽(11)远离相邻板材主体表面(12)一侧的部分均为板材边缘表面(13)，相互正对的两个板材边缘表面(13)之间的间距均小于两个板材主体表面(12)之间的间距；

各导流凹槽(11)靠近相邻板材主体表面(12)的一侧槽壁分别与该相邻的板材主体表面(12)平滑过渡，从而形成槽深朝着靠近相邻板材主体表面(12)方向渐变减小的灌注导流部(111)。

2.根据权利要求1所述的复合材料拉挤板材，其特征在于：所述灌注导流部(111)为斜面结构或弧面结构。

3.根据权利要求1或2所述的复合材料拉挤板材，其特征在于：所述导流凹槽(11)均还包括槽底与板材主体表面(12)平行的平直灌注部(112)，各平直灌注部(112)分别位于对应灌注导流部(111)靠近相邻板材边缘表面(13)的一侧，各灌注导流部(111)均由对应平直灌注部(112)的槽底延伸至相邻的板材主体表面(12)。

4.根据权利要求3所述的复合材料拉挤板材，其特征在于：所述平直灌注部(112)的槽深等于脱模布(2)的厚度，当拉挤板材基体(1)的两侧外壁各贴有一张脱模布(2)时，各脱模布(2)贴附在对应的板材主体表面(12)上，并向两侧延伸至相邻平直灌注部(112)远离对应板材主体表面(12)的一侧槽壁。

5.一种风电叶片大梁材料结构，其特征在于：包括至少两张并排叠放在一起的权利要求1-4中任一项所述的复合材料拉挤板材以及分别铺设在相邻复合材料拉挤板材之间的织物(3)，各织物(3)的两侧分别与相邻的板材主体表面(12)接触，各织物(3)的两侧分别与相邻导流凹槽(11)的槽底之间形成有导流缝隙(4)，各织物(3)两侧两对设置的导流缝隙(4)共同构成横截面为箭头结构的树脂导流缝，各织物(3)的两侧分别与相邻的板材边缘表面(13)之间形成有进液缝隙(5)，各进液缝隙(5)分别与相邻的导流缝隙(4)连通，从而使树脂能够在织物(3)引导下，先流经进液缝隙(5)，再蓄积在导流缝隙(4)中，最后由导流缝隙(4)导流至相邻复合材料拉挤板材的板材主体表面(12)之间。

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