CN115782259A - 一种风电叶片腹板的制备方法及其成型模具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及风电叶片制备技术领域，具体提供了一种风电叶片腹板的成型模具，包括支撑架和位于支撑架上的加热组件和抽真空组件，支撑架上设有上平台和侧平台，侧平台上设有活动式挡块且上平台的侧端部与挡块之间留有容纳间隙，容纳间隙内设有可拆卸式软垫，软垫的上端面与上平台的上端面平齐设置。本发明还提供了一种风电叶片腹板的制备方法，包括步骤S1：根据容纳间隙的宽度要求安装挡块；S2：铺设多层玻纤布；S3：将软垫置于容纳间隙中；S4：将部分玻纤布的下部沿高度方向进行翻折并延伸铺设至上平台上；S5：在上平台上进行进一步的铺层操作并完成腹板的制备。本发明中的成型模具及制备方法可同时适用于C型腹板和工型腹板的加工要求。

Description

一种风电叶片腹板的制备方法及其成型模具

技术领域

本发明涉及风电叶片制备技术领域，尤其涉及一种风电叶片腹板的制备方法及其成型模具。

背景技术

随着国家节能减排的政策推进，绿色环保能源是未来的重点发展方向，风能作为一种无污染、可再生的绿色发展能源有着巨大的发展潜力，特别是对沿海岛屿、边远山区，草原牧场以及远离电网和短期内电网难以到达的农村和边疆地区，作为解决生产和生活能源的一种可靠途径，有着十分重要的意义。风能具有能耗低、环保、储量大的优点，风能的利用方式通常是通过风电机组将风能转化成电能，以此通过风力来发电，而风电叶片是风电机组的核心部件之一，风力发电需要通过风电叶片来实现。

风电叶片通常为由背风面和迎风面组合而成的中空复合材料制品，其中中空部分在长度方向上由腹板进行支撑，因此腹板是风电叶片制品的重要部件之一。现有技术中，有如下专利涉及风电叶片腹板或风电叶片腹板的制备工艺：

1、专利号为“201520812881.7”，专利名称为“一种通用型风机叶片腹板模具”的实用新型专利，包括钢架和钢底板，钢底板上至少设有2套钢立板，每套设有2块，2块钢立板沿风机叶片腹板的长度方向设置在钢底板的两侧，每块钢立板的底边通过可拆式机构与钢底板相接。该方案可加快腹板的生产速度，便于更换不同风机叶片腹板模具的钢立板，提高不同风机叶片腹板的成型效率。

2、专利号为“201310037981.2”，专利名称为“一种风电叶片腹板模具的制备方法”的发明专利，包括如下步骤：1）预制基础支架；2）在基础支架上方铺设模具加热层；3）在模具加热层上铺设表面钢板；4）在表面钢板上设置翻边机构；5）在翻边机构外侧开设真空孔；6）将每段风电叶片腹板模具沿其长向通过端部连接部件由宽段向窄段顺序连接，构成完整的风电叶片腹板模具。该方法工艺简捷，成本低，加工模具不易变形，可重复使用。

3、专利号为“202110814583.1”，专利名称为“一种风电叶片工字型腹板模具及其制备方法”的发明专利，其中风电叶片腹板模具包括模具板、挡板、加热层、保温层、高度调节支脚、抽真空接口、加热层、保温和发热部件；腹板的制备包括如下步骤：在模具板的底面焊接高度调节支脚、在模具板的底面布设加热层、在加热层的上方布设保温层、在模具板的上表面上安装挡板、加工抽真空接口。该发明可解决如何高效制备风电叶片腹板的问题。

但是，上述现有技术仍具有如下问题：

1、只能适用于C型腹板模具或工型腹板模具中的一种，不能同时满足C型腹板模具和工型腹板模具的加工需求；

2、该腹板模具的挡块不利于有负拔模角度的腹板产品出模，易导致腹板粘接面损伤；

3、现有的工型腹板粘接法兰不便于铺层制作和腹板产品的脱模。

综上所述，如何设计一种利于产品出模、铺层制作且C型腹板与工型腹板兼容的风电叶片腹板成型模具及成型方法，是当下亟需解决的问题。

发明内容

本发明为解决上述问题，提供了一种风电叶片腹板的制备方法及其成型模具，可对不同规格、不同叶型风电叶片的腹板进行制备，可同时满足C型腹板及工型腹板的加工要求且便于产品出模。

为达到上述目的，本发明提出如下技术方案：一种风电叶片腹板的成型模具，包括支撑架和位于支撑架上的加热组件和抽真空组件，支撑架上设有中部上平台和位于上平台侧部下方的侧平台，侧平台上设有活动式挡块且上平台的侧端部与挡块之间留有容纳间隙，容纳间隙内设有可拆卸式软垫，软垫的上端面与上平台的上端面平齐设置；通过将挡块在侧平台上水平移动以调整容纳间隙的宽度。

优选的，挡块包括位于侧平台上的底部安装块和从底部安装块靠近上平台的一侧侧端部向上延伸至上平台上方的侧部限位块，容纳间隙由侧部限位块和上平台之间的间隔空间形成；侧部限位块与软垫之间形成上连接点D1和下连接点D2，上连接点D1为软垫上端面与侧部限位块的交点且上连接点D1形成腹板铺层的拐点一，下连接点D2为软垫下端面与侧部限位块的交点且下连接点D2形成腹板铺层的拐点二。

优选的，侧平台上固接有螺杆，底部安装块上与螺杆匹配设有连接通孔且连接通孔的宽度大于螺杆的外径，通过连接通孔为挡块提供可调节的水平位移空间以调节侧部限位块与上平台之间容纳间隙的宽度；当挡块通过连接通孔安装至螺杆上后，在底部安装块将螺母安装至螺杆上对挡块进行固定。

优选的，上平台下方和侧平台下方分别设有位于支撑架上的调节螺栓一和调节螺栓二，通过调节螺栓一和调节螺栓二分别调节上平台和侧平台的高度以调节腹板的平面度并满足不同规格腹板的加工要求。

优选的，支撑架包括下支架和位于上平台与下支架之间的上支架，上支架和下支架的侧端部之间连接有侧支架；抽真空组件包括真空抽气嘴和与真空抽气嘴连通且位于侧支架上的真空管道，真空抽气嘴位于侧支架的外侧且连接于侧平台的底部。

优选的，调节螺栓一和调节螺栓二均包括双头螺柱和螺纹连接于双头螺柱两端的调节杆；调节螺栓一整体设于上平台与上支架之间，调节螺栓二整体设于侧平台与上支架之间且位于侧支架的正上方。

优选的，加热组件包括设于上平台下端的加热管一、设于侧平台下端的加热管二、设于加热管一下端的保温层一和设于加热管二下端的保温层二；加热管一、保温层一及上平台之间形成导热层一，加热管二、保温层二及侧平台之间形成导热层二；加热管二、保温层二和导热层二均位于调节螺栓二的内侧；侧支架上设有与加热管一、加热管二连通的加热管道。

一种风电叶片腹板的制备方法，采用上述成型模具制备风电叶片腹板，当制作C型腹板时，包括如下步骤：

S1：根据容纳间隙的宽度要求将挡块在侧平台上调整至相应位置，通过螺母和螺杆将挡块在底部安装块上进行固定；

S2：将软垫置于容纳间隙中，且确保软垫的上端面与上平台的上端面平齐；

S3：在侧部限位块的内壁上从上至下沿高度方向铺设多层玻纤布至上连接点D1处；

S4：以上连接点D1为起点沿水平方向将玻纤布延伸铺设至上平台上；

S5：在上平台上进行进一步的铺层操作并完成腹板的制备。

一种风电叶片腹板的制备方法，采用上述成型模具制备风电叶片腹板，当制作工型腹板时，包括如下步骤：

S1：根据容纳间隙的宽度要求将挡块在侧平台上调整至相应位置，通过螺母和螺杆将挡块在底部安装块上进行固定；

S2：在侧部限位块的内壁上沿高度方向铺设多层玻纤布，将部分玻纤布的下部沿高度方向向上翻折；

S3：将软垫置于容纳间隙中，且确保软垫的上端面与上平台的上端面平齐；

S4：将翻折的部分玻纤布以上连接点D1为起点沿水平方向延伸铺设至上平台上；

S5：在上平台上进行进一步的铺层操作并完成腹板的制备。

优选的，步骤S2包括如下子步骤：

S21：将玻纤布向下铺设至下连接点D2处；

S22：将远离侧部限位块内壁的部分玻纤布以上连接点D1为拐点向上进行翻折。

本发明有益效果是：

1、本发明中的制备方法和成型模具的适用性强，可通过调节螺栓一和调节螺栓二分别调节上平台和侧平台的高度以调节腹板的平面度及匹配腹板的高度，通过将挡块水平移动以匹配腹板的宽度，以此可对不同规格、不同叶型风电叶片的腹板进行制备，且可同时满足C型腹板及工型腹板的加工要求。

2、本发明中挡块与上平台之间设有容纳间隙，容纳间隙内设有软垫，挡块和软垫均为活动式结构，降低了操作的技术难度极对工作人员专业度的要求。

3、侧部限位块与限位块之间形成有玻纤布铺设的拐点一和拐点二，首先可兼容C型腹板及工型腹板的加工，同时便于负拔模角度的腹板产品出模，可避免腹板粘接面被损伤。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的成型模具的整体结构示意图。

图2是图1中A处的局部放大图（未铺设玻纤布）。

图3是本发明实施例提供的玻纤布铺设结构示意图（已铺设玻纤布）。

图4是本发明实施例二提供的玻纤布铺设结构示意图（已铺设玻纤布）。

附图标记：上平台1、侧平台2、挡块3、软垫5、底部安装块6、侧部限位块7、螺杆8、螺母10、调节螺栓一11、调节螺栓二12、上支架13、下支架14、侧支架15、真空抽气嘴16、真空管道17、双头螺柱18、调节杆19、隔热板20、加热管一21、加热管二22、保温层一23、保温层二24、导热层一25、导热层二26、加热管道27、玻纤布28。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图1-4及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，而不构成对本发明的限制。

实施例一

一种风电叶片腹板的成型模具，如图1-3所示，包括支撑架和位于支撑架上的加热组件和抽真空组件，支撑架上设有中部上平台1和位于上平台1侧部下方的侧平台2，侧平台2上设有活动式挡块3，上平台1的侧端部与挡块3之间留有容纳间隙，容纳间隙内设有可拆卸式软垫5，软垫5的上端面与上平台1的上端面平齐设置，以使得成型模具即可加工C型腹板，也可加工拱形腹板；通过将挡块3在侧平台2上水平移动可调整容纳间隙的宽度，以使得成型模具可加工不同宽度的腹板；本实施例中的软垫5为硅胶垫。

如图1所示，支撑架包括下支架14和上支架13，上支架13位于上平台1与下支架14之间，上支架13和下支架14的侧端部之间连接有侧支架15；上平台1下方和侧平台2下方分别设有位于支撑架上的调节螺栓一11和调节螺栓二12，调节螺栓一11整体设于上平台1与上支架13之间，调节螺栓二12整体设于侧平台2与上支架13之间且位于侧支架15的正上方，通过调节螺栓一11和调节螺栓二12分别调节上平台1和侧平台2的高度以调节腹板的平面度并满足不同高度规格腹板的加工要求；如图1、2所示，调节螺栓一11和调节螺栓二12均包括双头螺柱18和螺纹连接于双头螺柱18两端的调节杆19；调节螺栓二12与侧平台2之间设有隔热板20。

如图1所示，抽真空组件包括真空抽气嘴16和与真空抽气嘴16连通的真空管道17，真空管道17位于侧支架15上，真空抽气嘴16位于侧支架15的外侧且连接于侧平台2的底部。

如图1、2所示，加热组件包括设于上平台1下端的加热管一21、设于加热管一21下端的保温层一23、设于侧平台2下端的加热管二22和设于加热管二22下端的保温层二24，加热管一21、保温层一23及上平台1之间形成导热层一25，加热管二22、保温层二24及侧平台2之间形成导热层二26；加热管二22、保温层二24和导热层二26均位于调节螺栓二12的内侧；侧支架15上设有与加热管一21、加热管二22连通的加热管道27。

如图2、3所示，挡块3包括底部安装块6和侧部限位块7，底部安装块6位于侧平台2上，侧部限位块7由底部安装块6靠近上平台1的一侧侧端部向上延伸形成，侧部限位块7延伸至了上平台1的上方，容纳间隙由侧部限位块7和上平台1之间的间隔空间形成；侧平台2上固接有螺杆8，本实施例中的螺杆8通过焊接的方式固定在侧平台2的上端；底部安装块6上与螺杆8匹配设有连接通孔且连接通孔的宽度大于螺杆8的外径，通过连接通孔为挡块3提供可调节的水平位移空间以调节侧部限位块7与上平台1之间容纳间隙的宽度；当挡块3通过连接通孔安装至螺杆8上后，在底部安装块6将螺母10安装至螺杆8上对挡块3进行固定。

如图2、3所示，侧部限位块7与软垫5之间形成上连接点D1和下连接点D2，上连接点D1为软垫5上端面与侧部限位块7的交点且上连接点D1形成腹板铺层的拐点一，下连接点D2为软垫5下端面与侧部限位块7的交点且下连接点D2形成腹板铺层的拐点二。

一种风电叶片腹板的制备方法，采用上述成型模具制备风电叶片腹板，如图3所示，当制作C型腹板时，包括如下步骤：

S1：根据容纳间隙的宽度要求将挡块3在侧平台2上调整至相应位置，通过螺母10和螺杆8将挡块3在底部安装块6上进行固定。

S2：将软垫5置于容纳间隙中，且确保软垫5的上端面与上平台1的上端面平齐。

S3：在侧部限位块7的内壁上从上至下沿高度方向铺设多层玻纤布28至上连接点D1处；玻纤布28的层数根据实际需求进行设置，优选铺设2-8层玻纤布28，本实施例中具体铺设4层玻纤布28。

S4：以上连接点D1为起点沿水平方向将远离侧部限位块7内壁的2层玻纤布28延伸铺设至上平台1上；上平台1上铺设的玻纤布28如图3中M处所示。

S5：在上平台1上进行进一步的铺层操作并完成腹板的制备。

实施例二

本实施例与实施例一的区别在于，如图4所示，当制作工型腹板时，包括如下步骤：

S1：根据容纳间隙的宽度要求将挡块3在侧平台2上调整至相应位置，通过螺母10和螺杆8将挡块3在底部安装块6上进行固定。

S2：在侧部限位块7的内壁上沿高度方向铺设多层玻纤布28，将部分玻纤布28的下部沿高度方向向上翻折；玻纤布28的层数根据实际需求进行设置，优选铺设2-8层玻纤布28，本实施例中具体铺设4层玻纤布28；

S21：将玻纤布28向下铺设至下连接点D2处；

S22：将远离侧部限位块7内壁的2层玻纤布28以上连接点D1为拐点向上进行翻折。

S3：将软垫5置于容纳间隙中，且确保软垫5的上端面与上平台1的上端面平齐；软垫5与侧部限位块7之间铺设的玻纤布28如图4中N处所示。

S4：将翻折的2层玻纤布28以上连接点D1为起点沿水平方向延伸铺设至上平台1上；上平台1上铺设的玻纤布28如图4中M处所示。

S5：在上平台1上进行进一步的铺层操作并完成腹板的制备。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制。本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

以上本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种风电叶片腹板的成型模具，其特征在于，包括支撑架和位于支撑架上的加热组件和抽真空组件，所述支撑架上设有中部上平台（1）和位于上平台（1）侧部下方的侧平台（2），所述侧平台（2）上设有活动式挡块（3）且上平台（1）的侧端部与挡块（3）之间留有容纳间隙，所述容纳间隙内设有可拆卸式软垫（5），所述软垫（5）的上端面与上平台（1）的上端面平齐设置；通过将挡块（3）在侧平台（2）上水平移动以调整容纳间隙的宽度。

2.根据权利要求1所述风电叶片腹板的成型模具，其特征在于，所述挡块（3）包括位于侧平台（2）上的底部安装块（6）和从底部安装块（6）靠近上平台（1）的一侧侧端部向上延伸至上平台（1）上方的侧部限位块（7），所述容纳间隙由侧部限位块（7）和上平台（1）之间的间隔空间形成；所述侧部限位块（7）与软垫（5）之间形成上连接点D1和下连接点D2，所述上连接点D1为软垫（5）上端面与侧部限位块（7）的交点且上连接点D1形成腹板铺层的拐点一，所述下连接点D2为软垫（5）下端面与侧部限位块（7）的交点且下连接点D2形成腹板铺层的拐点二。

3.根据权利要求2所述风电叶片腹板的成型模具，其特征在于，所述侧平台（2）上固接有螺杆（8），底部安装块（6）上与螺杆（8）匹配设有连接通孔且连接通孔的宽度大于螺杆（8）的外径，通过连接通孔为挡块（3）提供可调节的水平位移空间以调节侧部限位块（7）与上平台（1）之间容纳间隙的宽度；当挡块（3）通过连接通孔安装至螺杆（8）上后，在底部安装块（6）将螺母（10）安装至螺杆（8）上对挡块（3）进行固定。

4.根据权利要求3所述风电叶片腹板的成型模具，其特征在于，所述上平台（1）下方和侧平台（2）下方分别设有位于支撑架上的调节螺栓一（11）和调节螺栓二（12），通过调节螺栓一（11）和调节螺栓二（12）分别调节上平台（1）和侧平台（2）的高度以调节腹板的平面度并满足不同规格腹板的加工要求。

5.根据权利要求4所述风电叶片腹板的成型模具，其特征在于，所述支撑架包括下支架（14）和位于上平台（1）与下支架（14）之间的上支架（13），所述上支架（13）和下支架（14）的侧端部之间连接有侧支架（15）；所述抽真空组件包括真空抽气嘴（16）和与真空抽气嘴（16）连通且位于侧支架（15）上的真空管道（17），所述真空抽气嘴（16）位于侧支架（15）的外侧且连接于侧平台（2）的底部。

6.根据权利要求5所述风电叶片腹板的成型模具，其特征在于，所述调节螺栓一（11）和调节螺栓二（12）均包括双头螺柱（18）和螺纹连接于双头螺柱（18）两端的调节杆（19）；所述调节螺栓一（11）整体设于上平台（1）与上支架（13）之间，调节螺栓二（12）整体设于侧平台（2）与上支架（13）之间且位于侧支架（15）的正上方。

7.根据权利要求6所述风电叶片腹板的成型模具，其特征在于，所述加热组件包括设于上平台（1）下端的加热管一（21）、设于侧平台（2）下端的加热管二（22）、设于加热管一（21）下端的保温层一（23）和设于加热管二（22）下端的保温层二（24）；所述加热管一（21）、保温层一（23）及上平台（1）之间形成导热层一（25），所述加热管二（22）、保温层二（24）及侧平台（2）之间形成导热层二（26）；所述加热管二（22）、保温层二（24）和导热层二（26）均位于调节螺栓二（12）的内侧；所述侧支架（15）上设有与加热管一（21）、加热管二（22）连通的加热管道（27）。

8.一种风电叶片腹板的制备方法，采用权利要求2-7中的成型模具制备风电叶片腹板，其特征在于，当制作C型腹板时，包括如下步骤：

S1：根据容纳间隙的宽度要求将挡块（3）在侧平台（2）上调整至相应位置，通过螺母（10）和螺杆（8）将挡块（3）在底部安装块（6）上进行固定；

S2：将软垫（5）置于容纳间隙中，且确保软垫（5）的上端面与上平台（1）的上端面平齐；

S3：在侧部限位块（7）的内壁上从上至下沿高度方向铺设多层玻纤布（28）至上连接点D1处；

S4：以上连接点D1为起点沿水平方向将玻纤布（28）延伸铺设至上平台（1）上；

S5：在上平台（1）上进行进一步的铺层操作并完成腹板的制备。

9.一种风电叶片腹板的制备方法，采用权利要求2-7中的成型模具制备风电叶片腹板，其特征在于，当制作工型腹板时，包括如下步骤：

S1：根据容纳间隙的宽度要求将挡块（3）在侧平台（2）上调整至相应位置，通过螺母（10）和螺杆（8）将挡块（3）在底部安装块（6）上进行固定；

S2：在侧部限位块（7）的内壁上沿高度方向铺设多层玻纤布（28），将部分玻纤布（28）的下部沿高度方向向上翻折；

S3：将软垫（5）置于容纳间隙中，且确保软垫（5）的上端面与上平台（1）的上端面平齐；

S4：将翻折的部分玻纤布（28）以上连接点D1为起点沿水平方向延伸铺设至上平台（1）上；

S5：在上平台（1）上进行进一步的铺层操作并完成腹板的制备。

10.根据权利要求9所述风电叶片腹板的制备方法，其特征在于，

步骤S2包括如下子步骤：

S21：将玻纤布（28）向下铺设至下连接点D2处；

S22：将远离侧部限位块（7）内壁的部分玻纤布（28）以上连接点D1为拐点向上进行翻折。

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