CN116021775A - 一种模块化叶片粘接加热装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种模块化叶片粘接加热装置及其使用方法，采用红外加热管对叶片模块的施胶区域进行加热；在实施过程中，加热装置包括针对叶片模块高度两侧粘接面的两个加热组件，沿叶片轴向设置多个加热装置形成整体叶片模块的加热机构；其中，加热组件由若干加热单元拼接组成，加热单元可以由PID控制器进行独立控制，从而保证在叶片模块长距离施胶中温控均匀。为了保证粘接面处结构胶受温的准确性，在加热组件上设置测温装置，通过测温装置实时测定温度并反馈至PID控制器，通过对比程序设定温度，再进一步控制红外加热管工作实现施胶区域温度的升降，同时加热组件还能够通过动力装置驱动在预设转角区间内匀速转动，实现对施胶区域的均匀加热。

Description

一种模块化叶片粘接加热装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及风电叶片生产设备技术领域，尤其涉及一种模块化叶片粘接加热装置及其使用方法。

背景技术

随着风机的大型化发展，风电叶片的长度和重量不断增加，使其制造难度和运输难度加大；为解决上述问题，采用一种新型的模块化叶片制造方法，将整只叶片沿其弦长方向拆解成前缘部、中间部和后缘部，再经过组装、粘接等工序成型。在粘接过程中需要对结构胶均匀加温使其固化，而结构胶粘接性能会直接影响整只叶片的使用寿命。

现有的加温方式包括在施胶区域铺贴加热毯加热，以及使用热风机对粘接腔内整体升温加热。其中采用加热毯的加热方式，在叶片模块的顶部和曲面不便于布置加热毯，需要支架辅助，但拆卸困难，且针对叶片轴向约50米的加热长度，无法实现精准控温导致粘接面温控不均；采用热风机的加热方式会使出风口区域与腔体中部区域温差较大，导致局部过热或温度不达标的情况，严重影响其粘接工艺要求，且加热效率低，导致局部结构胶无法固化，降低生产效率，同时对能源浪费较大。

发明内容

本发明提供了一种模块化叶片粘接加热装置及其使用方法，可有效解决背景技术中的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种模块化叶片粘接加热装置，包括支撑架和设置其上的加热组件及动力装置，在所述加热组件上设置有测温装置，所述加热组件沿叶片轴向设置且平行设置有两个，所述加热组件与设置在其长度两端的两所述支撑架转动连接，并通过所述动力装置驱动转动；

所述支撑架包括支撑杆和设置在其两端的轴承座，在所述轴承座远离所述支撑杆的一侧设置有支脚，两所述加热组件分别与两所述轴承座转动连接，所述动力装置包括设置在所述轴承座上的减速电机；

所述加热组件包括沿叶片轴向设置的支撑管，以及沿所述支撑管长度方向设置的若干加热单元，在所述支撑管的一侧对应所述加热单元设置有槽口，所述加热单元包括红外加热管和保持架，所述保持架固定在所述支撑管内壁，所述红外加热管的两端以及所述测温装置均设置在所述保持架上。

进一步的，所述支撑管设置为两端贯通的圆柱体结构，并在其两端设置有法兰盘；

所述保持架设置为圆盘结构，并与所述支撑管同心设置。

进一步的，所述红外加热管平行设置有两个，且分别靠近所述槽口的两侧长边设置，在所述支撑管位于所述槽口的反侧内壁设置有反射涂层。

进一步的，两所述红外加热管相对所述保持架中心的夹角与所述反射涂层的圆心角相对设置。

进一步的，所述测温装置设置为探针热电偶，且其测针沿所述保持架径向设置；

所述测温装置设置在两所述红外加热管之间，且其测针朝向所述支撑管设有所述槽口的一侧突出设置。

进一步的，所述测温装置沿所述支撑管长度方向间隔设置在所述保持架上，并与设置在其两侧的所述红外加热管电性连接。

进一步的，所述支脚在所述支撑杆两侧对称设置，且所述支脚均沿所述轴承座径向设置；

在所述支脚远离所述轴承座的一端设置有滑轮，所述滑轮的旋转轴心与所述支撑管长度方向垂直设置。

进一步的，在所述支脚杆体上设置有伸缩结构。

一种模块化叶片粘接加热装置的使用方法，采用上述模块化叶片粘接加热装置，包括以下步骤：

根据叶片模块高度将叶片模块沿其轴向分割成多个加热段，根据各加热段尺寸进行加热装置的组装；

将组装完成的加热装置从叶片模块的端部推至其腔体内部，并行进至对应加热段；

通过加热单元对叶片模块的施胶区域进行加热，通过测温装置实时采集施胶区域的温度并反馈至PID控制器；

通过动力装置驱动同一加热组件上的若干加热单元在预设转角区间内转动，对施胶区域全面加热和温度检测；

各加热组件中各PID控制器控制与其相连的加热单元功率，将各加热段的施胶区域均加热至预设温度。

进一步的，在加热装置的组装过程中，根据加热段的高度和长度分别设置支撑杆和支撑管的长度；

加热组件的预设转角区间，根据测温装置对施胶区域的全域检测区间设置，通过动力装置匀速控制加热组件在预设转角区间摆动，对施胶区域均匀加热。

本发明的有益效果为：

在本发明中，采用红外加热管对叶片模块的施胶区域进行加热；在实施过程中，加热装置包括针对叶片模块高度两侧粘接面的两个加热组件，沿叶片轴向设置多个加热装置形成整体叶片模块的加热机构；其中，加热组件由若干加热单元拼接组成，加热单元可以由PID控制器进行独立控制，从而保证在叶片模块长距离施胶中温控均匀。

为了保证粘接面处结构胶受温的准确性，在加热组件上设置测温装置，通过测温装置实时测定温度并反馈至PID控制器，通过对比程序设定温度，再进一步控制红外加热管工作实现施胶区域温度的升降，同时加热组件还能够通过动力装置驱动在预设转角区间内匀速转动，实现对施胶区域的均匀加热。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中模块化叶片粘接加热装置的结构示意图；

图2为本发明实施例中加热组件的结构示意图；

图3为本发明实施例中加热单元的结构示意图；

图4为本发明实施例中加热单元的红外加热示意图；

图5为图1中A处的局部结构放大图；

图6为本发明实施例中叶片模块的结构示意图；

图7为本发明实施例中加热装置与叶片模块的配合示意图；

图8为本发明实施例中温控系统示意图。

附图标记：1、支撑架；11、支撑杆；12、轴承座；13、支脚；131、滑轮；132、伸缩结构；2、加热组件；21、支撑管；211、槽口；212、法兰盘；213、反射涂层；22、加热单元；221、红外加热管；222、保持架；3、动力装置；31、减速电机；4、测温装置。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1至图8所示的一种模块化叶片粘接加热装置，包括支撑架1和设置其上的加热组件2及动力装置3，在加热组件2上设置有测温装置4，加热组件2沿叶片轴向设置且平行设置有两个，加热组件2与设置在其长度两端的两支撑架1转动连接，并通过动力装置3驱动转动；

支撑架1包括支撑杆11和设置在其两端的轴承座12，在轴承座12远离支撑杆11的一侧设置有支脚13，两加热组件2分别与两轴承座12转动连接，动力装置3包括设置在轴承座12上的减速电机31；

加热组件2包括沿叶片轴向设置的支撑管21，以及沿支撑管21长度方向设置的若干加热单元22，在支撑管21的一侧对应加热单元22设置有槽口211，加热单元22包括红外加热管221和保持架222，保持架222固定在支撑管21内壁，红外加热管221的两端以及测温装置4均设置在保持架222上。

本发明针对模块化叶片粘接过程中加热不均等问题提出一种新的加热方式，采用红外加热管221对叶片模块的施胶区域进行加热；在实施过程中，加热装置包括针对叶片模块高度两侧粘接面的两个加热组件2，沿叶片轴向设置多个加热装置形成整体叶片模块的加热机构；其中，加热组件2由若干加热单元22拼接组成，加热单元22可以由PID控制器进行独立控制，从而保证在叶片模块长距离施胶中温控均匀。

为了保证粘接面处结构胶受温的准确性，在加热组件2上设置测温装置4，通过测温装置4实时测定温度并反馈至PID控制器，通过对比程序设定温度，再进一步控制红外加热管221工作实现施胶区域温度的升降，同时加热组件2还能够通过动力装置3驱动在预设转角区间内匀速转动，实现对施胶区域的均匀加热。

在本发明中，支撑管21设置为两端贯通的圆柱体结构，并在其两端设置有法兰盘212；保持架222设置为圆盘结构，并与支撑管21同心设置。

其中，保持架222设置为石墨或陶瓷材质，在加热组件2中提供固定测温装置4和红外加热管221的作用，同时起到隔热、防止触电的安全保护作用；支撑管21的两端设置有法兰盘212，能够实现多组加热组件2之间的快速连接，便于根据叶片模块的不同加热段长度拼接加热组件2。

如图2所示，红外加热管221平行设置有两个，且分别靠近槽口211的两侧长边设置，在支撑管21位于槽口211的反侧内壁设置有反射涂层213。两红外加热管221相对保持架222中心的夹角与反射涂层213的圆心角相对设置。

支撑管21的侧面对应加热单元22均布槽口211，为远红外加热光线出口，涂覆在支撑管21内壁的反射涂层213用于红外加热管221发射光线的反射作用，进一步聚焦加热，便于控制加热区域。

在本发明中，测温装置4设置为探针热电偶，且其测针沿保持架222径向设置；测温装置4设置在两红外加热管221之间，且其测针朝向支撑管21设有槽口211的一侧突出设置。

具体的，PID控制器通过热电偶探针实时检测粘接面温度，并与设定的粘接面加热温度进行比较，根据比较结果调整红外加热管221的功率，使粘接面被加热至设定温度。采用PID控制方法，实现温度的闭环控制，温度把控精度高，反应快，且控制稳定。

进一步参见图3所示，测温装置4沿支撑管21长度方向间隔设置在保持架222上，并与设置在其两侧的红外加热管221电性连接。由于叶片模块的上下檐口位置的施胶区域暴露在外，通过测温装置4检测局部施胶区域的加热温度，并反馈至PID控制器进而控制与该测温装置4相邻设置的加热单元22的加热功率。

测温装置4配合相邻设置的加热单元22形成独立的加热模块，便于对加热装置进行局部加热控制，能够根据叶片模块上的不同施胶区域的实时温度，及时调整加热功率，使施胶区域加热温度能够精准把控，实现整体施胶区域的均匀加热。

在本发明中，支脚13在支撑杆11两侧对称设置，且支脚13均沿轴承座12径向设置；在支脚13远离轴承座12的一端设置有滑轮131，滑轮131的旋转轴心与支撑管21长度方向垂直设置。在支脚13杆体上设置有伸缩结构132。

支脚13滑轮131的设置，便于加热装置推行至叶片模块的腔体内部，在支脚13上设置伸缩结构132，由压缩弹簧提供伸缩余量，保证整个加热装置在叶片模块腔体内按照固定行进路劲稳定前进，避免其倾斜。

本发明还进一步公开了一种模块化叶片粘接加热装置的使用方法，包括以下步骤：

根据叶片模块高度将叶片模块沿其轴向分割成多个加热段，根据各加热段尺寸进行加热装置的组装；

将组装完成的加热装置从叶片模块的端部推至其腔体内部，并行进至对应加热段；

通过加热单元22对叶片模块的施胶区域进行加热，通过测温装置4实时采集施胶区域的温度并反馈至PID控制器；

通过动力装置3驱动同一加热组件2上的若干加热单元22在预设转角区间内转动，对施胶区域全面加热和温度检测；

各加热组件2中各PID控制器控制与其相连的加热单元22功率，将各加热段的施胶区域均加热至预设温度。

在实施过程中，在叶片模块的上下檐口位置的外侧涂覆结构胶液体，利用加热装置散发的热量将结构胶从液体状态转变为固体状态，从而达到固化的目的。

其中，在加热装置的组装过程中，根据加热段的高度和长度分别设置支撑杆11和支撑管21的长度；

加热组件2的预设转角区间，根据测温装置4对施胶区域的全域检测区间设置，通过动力装置3匀速控制加热组件2在预设转角区间摆动，对施胶区域均匀加热。

本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种模块化叶片粘接加热装置，其特征在于，包括支撑架和设置其上的加热组件及动力装置，在所述加热组件上设置有测温装置，所述加热组件沿叶片轴向设置且平行设置有两个，所述加热组件与设置在其长度两端的两所述支撑架转动连接，并通过所述动力装置驱动转动；

所述支撑架包括支撑杆和设置在其两端的轴承座，在所述轴承座远离所述支撑杆的一侧设置有支脚，两所述加热组件分别与两所述轴承座转动连接，所述动力装置包括设置在所述轴承座上的减速电机；

所述加热组件包括沿叶片轴向设置的支撑管，以及沿所述支撑管长度方向设置的若干加热单元，在所述支撑管的一侧对应所述加热单元设置有槽口，所述加热单元包括红外加热管和保持架，所述保持架固定在所述支撑管内壁，所述红外加热管的两端以及所述测温装置均设置在所述保持架上。

2.根据权利要求1所述的模块化叶片粘接加热装置，其特征在于，所述支撑管设置为两端贯通的圆柱体结构，并在其两端设置有法兰盘；

所述保持架设置为圆盘结构，并与所述支撑管同心设置。

3.根据权利要求2所述的模块化叶片粘接加热装置，其特征在于，所述红外加热管平行设置有两个，且分别靠近所述槽口的两侧长边设置，在所述支撑管位于所述槽口的反侧内壁设置有反射涂层。

4.根据权利要求3所述的模块化叶片粘接加热装置，其特征在于，两所述红外加热管相对所述保持架中心的夹角与所述反射涂层的圆心角相对设置。

5.根据权利要求3所述的模块化叶片粘接加热装置，其特征在于，所述测温装置设置为探针热电偶，且其测针沿所述保持架径向设置；

所述测温装置设置在两所述红外加热管之间，且其测针朝向所述支撑管设有所述槽口的一侧突出设置。

6.根据权利要求1所述的模块化叶片粘接加热装置，其特征在于，所述测温装置沿所述支撑管长度方向间隔设置在所述保持架上，并与设置在其两侧的所述红外加热管电性连接。

7.根据权利要求1所述的模块化叶片粘接加热装置，其特征在于，所述支脚在所述支撑杆两侧对称设置，且所述支脚均沿所述轴承座径向设置；

在所述支脚远离所述轴承座的一端设置有滑轮，所述滑轮的旋转轴心与所述支撑管长度方向垂直设置。

8.根据权利要求7所述的模块化叶片粘接加热装置，其特征在于，在所述支脚杆体上设置有伸缩结构。

9.一种模块化叶片粘接加热装置的使用方法，其特征在于，采用上述权利要求1~8任一项所述的模块化叶片粘接加热装置，包括以下步骤：

根据叶片模块高度将叶片模块沿其轴向分割成多个加热段，根据各加热段尺寸进行加热装置的组装；

将组装完成的加热装置从叶片模块的端部推至其腔体内部，并行进至对应加热段；

通过加热单元对叶片模块的施胶区域进行加热，通过测温装置实时采集施胶区域的温度并反馈至PID控制器；

通过动力装置驱动同一加热组件上的若干加热单元在预设转角区间内转动，对施胶区域全面加热和温度检测；

各加热组件中各PID控制器控制与其相连的加热单元功率，将各加热段的施胶区域均加热至预设温度。

10.根据权利要求9所述的模块化叶片粘接加热装置的使用方法，其特征在于，在加热装置的组装过程中，根据加热段的高度和长度分别设置支撑杆和支撑管的长度；

加热组件的预设转角区间，根据测温装置对施胶区域的全域检测区间设置，通过动力装置匀速控制加热组件在预设转角区间摆动，对施胶区域均匀加热。

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