CN116252499A - 风电叶片的成型方法及风电叶片 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种风电叶片的成型方法及风电叶片。方法包括将拉挤板和织物层交替层叠铺设，获得拉挤板梁；在模具上铺设导流层，并在导流层背离模具的一侧铺设拉挤板梁；在拉挤板梁背离导流层的一侧设置透气膜，密封并抽真空后灌注胶液，获得待拼接产品；将待拼接产品拼接形成风电叶片。根据本申请实施例的风电叶片的成型方法及风电叶片，能够使得胶液充分浸润拉挤板之间的织物层，提高风电叶片的质量。
Description
技术领域
本申请属于风电叶片成型技术领域，尤其涉及一种风电叶片的成型方法及风电叶片。
背景技术
随着风电叶片大型化、轻量化的发展，越来越多的风电叶片制造企业开始使用拉挤板进行风电叶片的生产。采用拉挤板生产风电叶片需要将拉挤板和织物层交替层叠设置，然后和蒙皮层一起安装至蒙皮模具中，再灌注胶液获得待拼接产品，最后将带拼接产品粘接到一起形成风电叶片。但该成型方法在灌注胶液时，拉挤板之间的织物层不容易完全被胶液浸透，经常出现织物层干纱、半干纱缺陷，导致获得的风电叶片质量降低，甚至失效。
发明内容
本申请实施例提供一种风电叶片的成型方法及风电叶片，能够使得胶液充分浸润拉挤板之间的织物层，提高风电叶片的质量。
本申请第一方面实施例提供一种风电叶片的成型方法，包括：
将拉挤板和织物层交替层叠铺设，获得拉挤板梁；
在模具上铺设导流层，并在导流层背离模具的一侧铺设拉挤板梁；
在拉挤板梁背离导流层的一侧设置透气膜，密封并抽真空后灌注胶液，获得待拼接产品；
将待拼接产品拼接形成风电叶片。
根据本申请第一方面的实施方式，在拉挤板梁背离导流层的一侧设置透气膜，密封并抽真空后灌注胶液，获得待拼接产品，包括：
在拉挤板梁背离导流层的表面铺设透气膜，密封并抽真空后灌注胶液，获得拉挤梁预制件；
将所述拉挤梁预制件与叶片蒙皮层共同铺设到蒙皮模具内，灌注胶液得到待拼接产品。
根据本申请第一方面前述任一实施方式，在拉挤板梁背离导流层的一侧设置透气膜，密封并抽真空后灌注胶液，获得待拼接产品，包括：
在拉挤板梁背离导流层的表面铺设蒙皮层；
在蒙皮层背离拉挤板梁的表面铺设透气膜；
密封并抽真空后灌注胶液，获得待拼接产品。
根据本申请第一方面前述任一实施方式，在拉挤板梁背离导流层的一侧设置透气膜，密封并抽真空后灌注胶液，获得待拼接产品的步骤中，
用密封膜包覆模具以及拉挤板梁的外周面以完成密封，获得密封组件；
采用抽气装置抽出密封组件内的空气。
根据本申请第一方面前述任一实施方式，在拉挤板梁背离导流层的一侧设置透气膜，密封并抽真空后灌注胶液，获得待拼接产品的步骤中，
密封并抽真空后，灌注胶液过程中采用抽气装置透过透气膜持续抽气，抽气装置的抽气速度大于或等于灌注胶液的速度。
根据本申请第一方面前述任一实施方式，方法还包括铺设工艺结构层，工艺结构层铺设于导流层和拉挤板梁之间或/和拉挤板梁和透气膜之间。
根据本申请第一方面前述任一实施方式，相邻两层织物层之间包括多个拉挤板，多个拉挤板沿拉挤板梁的宽度方向并排设置。
根据本申请第一方面前述任一实施方式，每一层织物层包括多个织物子层，多个织物子层沿拉挤板梁的宽度方向并排设置，多个织物子层和多个拉挤板一一对应。
根据本申请第一方面前述任一实施方式，沿拉挤板梁的宽度方向，导流层的尺寸小于或等于拉挤板梁的尺寸。
根据本申请第一方面前述任一实施方式，沿拉挤板梁的宽度方向，透气膜的尺寸小于或等于拉挤板梁的尺寸。
根据本申请第一方面前述任一实施方式，在模具上铺设导流层，并在导流层上铺设拉挤板梁的步骤中，沿远离模具的方向，拉挤板沿拉挤板梁长度方向的尺寸逐层减小。
本申请第二方面实施例提供了一种风电叶片，该风电叶片采用前述第一方面中任一项的方法制备。
本申请实施例的风电叶片的成型方法及风电叶片，将拉挤板和织物层交替层叠铺设，获得拉挤板梁；在模具上铺设导流层，并在导流层背离模具的一侧铺设拉挤板梁；在拉挤板梁背离导流层的一侧设置透气膜，密封并抽真空后灌注胶液，获得待拼接产品；将待拼接产品拼接形成风电叶片。本申请实施例的风电叶片的成型方法，设置了透气膜在灌注胶液之前能透过透气膜抽出内部的空气，在灌胶过程中也能够持续透过透气膜抽出内部的气体，能够消除空气对胶层浸润织物层的影响，使得胶液能够充分浸润拉挤板之间的织物层，提高风电叶片的质量。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，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为本申请第一方面实施例的风电叶片的成型方法的流程图；
图2为本申请第一方面实施例的风电叶片的成型方法中部分结构铺设示意图；
图3为本申请第一方面实施例的风电叶片的成型方法中的拉挤板的结构示意图；
图4为本申请第一方面实施例的风电叶片的成型方法中的拉挤板梁的立体结构示意图；
图5为本申请第一方面实施例的风电叶片的成型方法中的拉挤板梁的结构示意图。
具体实施方式
下面将详细描述本申请的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本申请进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅意在解释本申请，而不是限定本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本申请的示例来提供对本申请更好的理解，在附图和下面的描述中，至少部分的公知结构和技术没有被示出，以便避免对本申请造成不必要的模糊；并且，为了清晰，可能夸大了部分结构的尺寸。此外，下文中所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。
需要说明的是，在本文中，除非另有说明，“多个”的含义是两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。此外，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本申请的实施例的具体结构进行限定。在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”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；可以是直接相连，也可以间接相连。应当理解，在描述部件的结构时，当将一层、一个区域称为位于另一层、另一个区域“上面”或“上方”时，可以指直接位于另一层、另一个区域上面，或者在其与另一层、另一个区域之间还包含其它的层或区域。并且，如果将部件翻转，该一层、一个区域将位于另一层、另一个区域“下面”或“下方”。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
随着风电叶片大型化、轻量化的发展，越来越多的风电叶片制造企业开始使用拉挤板进行风电叶片的生产。采用拉挤板生产风电叶片的工艺流程如下：步骤一、将拉挤板按照设计顺序进行摆放，过程中将织物层铺设到拉挤板之间，最后完成组装，得到拉挤板梁；步骤二、将组装好的拉挤板梁安装到蒙皮模具内，铺设蒙皮层；步骤三、拉挤板梁与蒙皮共同灌注胶液成型，得到待拼接产品；步骤四、将成型后的待拼接产品粘接到一起形成风电叶片。但该成型方法在灌注胶液时，胶液灌入后在层间流动，由于空气不能够被及时的抽掉，使得部分空气被残留到织物中，拉挤板之间的织物层不容易完全被胶液浸透，经常出现织物层干纱、半干纱缺陷，导致获得的风电叶片质量降低，甚至失效。
为解决上述问题，本申请实施例提供了一种风电叶片的成型方法及风电叶片，能够使得胶液充分浸润拉挤板之间的织物层，提高风电叶片的质量。
请通篇参照图1、图2和图3，本申请第一方面实施例提供了一种风电叶片的成型方法，包括以下步骤：
S1、将拉挤板1和织物层2交替层叠铺设，获得拉挤板梁10。
其中拉挤板1可以由料坯按照一定的长度切割打磨得到，拉挤板1沿长度方向的两端具有斜角，也就是说，拉挤板1沿长度方向的两端的厚度小于拉挤板1中间的厚度。织物层2能够提升拉挤板1之间的结合效果，示例性的，织物层2为布料。织物层2还可以具有一定的导流作用，使得后续步骤中灌注胶液后，胶液能够更快的流经每一层，提高灌注效率。拉挤板1和织物层2交替层叠铺设后，可以用工具将层叠设置的拉挤板1和织物层2捆绑到一起，便于运输。
S2、在模具5上铺设导流层3，并在导流层3背离模具5的一侧铺设拉挤板梁10。
其中，导流层3可以是导流网、连续毡、导流布中的一种或多种，也可以是其他具有导流作用的材料。导流层3可以减小胶液流动的阻力，使得胶液能够充分浸润织物层2。拉挤板梁10为步骤S1中拉挤板1和织物层2交替层叠铺设而成。
S3、在拉挤板梁10背离导流层3的一侧设置透气膜4，密封并抽真空后灌注胶液，获得待拼接产品。
其中，透气膜4可以是VAP膜，空气能够穿过该膜层，但胶液无法穿过该膜层，灌注的胶液可以是树脂。在灌注胶液之前需将模具5、导流层3、拉挤板梁10和透气膜4等层密封，然后抽出内部的空气，再进行灌注，这样能够消除内部的空气对胶液浸润织物层2的影响，使得胶液能够充分浸润拉挤板1与拉挤板1之间的织物层2。
S4、将待拼接产品拼接形成风电叶片。
本申请实施例提供的风电叶片的成型方法，将拉挤板1和织物层2交替层叠铺设，获得拉挤板梁10；在模具5上铺设导流层3，并在导流层3背离模具5的一侧铺设拉挤板梁10；在拉挤板梁10背离导流层3的一侧设置透气膜4，密封并抽真空后灌注胶液，获得待拼接产品；将待拼接产品拼接形成风电叶片。在灌注胶液之前进行密封并抽调内部的空气，在灌胶时，能够减小或者消除内部的空气对胶液浸润织物层2的影响，使得胶液能够充分浸润拉挤板1之间的织物层2，提高风电叶片的质量。
在一些可选实施例中，S3包括：
S31、在拉挤板梁10背离导流层3的表面铺设透气膜4，密封并抽真空后灌注胶液，获得拉挤梁预制件。
S32、在拉挤梁预制件背离模具5的一侧铺设蒙皮层，灌注胶液得到待拼接产品。
其中，蒙皮层为包裹在拉挤梁预制件外表面的结构，自身重量轻，但具有较大的承载力和刚度，起到承受和传递气动载荷的作用。此外，蒙皮层还应该表面光滑，有较高的抗腐蚀能力。示例性的，蒙皮层的材料为镁铝合金、钛合金或者复合材料。可选的，在拉挤板梁10和透气膜4之间铺设工艺结构层，进一步提高结构强度。
在这些可选实施例中，采用两次灌注胶液制成待拼接产品，第一次将胶液灌注至导流层3、拉挤板1和织物层2组成的组合体内，需要密封并抽真空后灌注，使得胶液能够充分浸润织物层2，第二次灌注胶液是为了连接蒙皮层和拉挤梁预制件，该步骤中不需密封抽真空，直接灌注即可。两次灌注胶液的工艺，能够降低密封和抽真空的难度，工艺简单。
在另一些可选实施例中，S3包括：
S33、在拉挤板梁10背离导流层3的表面铺设蒙皮层。
可选的，在拉挤板梁10和蒙皮层之间铺设工艺结构层，进一步提高结构强度。
S34、在蒙皮层背离拉挤板梁10的表面铺设透气膜4。
S35、密封并抽真空后灌注胶液，获得待拼接产品。
在这些可选实施例中，将导流层3、拉挤板梁10、蒙皮层和透气膜4依次层叠铺设，密封抽真空后，一次灌注胶液获得待拼接产品，减少工艺步骤，提高灌注胶液效率，节约时间成本。
在一些可选实施例中，在S3中包括：
S031：用密封膜包覆模具5以及拉挤板梁10的外周面以完成密封，获得密封组件。
S032：采用抽气装置抽出密封组件内的空气。
可选的，密封膜可以是真空膜，能够阻隔空气穿过。在步骤S031中，用密封膜包覆模具5以及拉挤板梁10的外周面后，还可以缠绕密封胶进一步提高密封效果，然后用抽气装置将内部的空气抽出。抽气装置可以安装在密封组件的侧面，也可以安装在透气膜4的表面。为了保证在灌注胶液过程中密封组件内一直保持真空或较少的空气，可以在透气膜4上表面添加辅助抽气材料和密封材料。可选的，可以设置VAP膜抽气袋抽出密封组件内的空气。
在这些可选实施例中，采用密封袋密封获得密封组件并用抽气装置抽出密封组件内的空气，能够使得密封组件的空气减少，减少空气在织物层2中的残留。
在一些可选实施例中，在S3中，密封并抽真空后，灌注胶液过程中采用抽气装置透过透气膜4持续抽气，抽气装置的抽气速度大于或等于灌注胶液的速度。在抽真空后，灌注胶液时，为防止有空气残留，在灌注胶液时，持续抽气，由于灌注胶液后，除透气膜4以外的其他区域，会被流动的胶液堵住，抽气装置需透过透气膜4持续抽气。抽气装置的抽气速度大于或等于灌注胶液的速度，示例性的，灌注胶液的速度为每分钟灌注5L的胶液，那么抽气装置能够达到的抽气速度应该等于或者大于5L/min。
在这些可选实施例中，灌注胶液时，采用抽气装置透过透气膜4持续抽出密封组件的气体，减少残余的空气和胶液带进去的空气，进一步减小空气含量，提升密封组件的质量。
在一些可选实施例中，沿拉挤板梁10的宽度方向，透气膜4的尺寸小于或等于拉挤板梁10的尺寸。也就是说，拉挤板梁10表面铺设的透气膜4可以满覆盖拉挤板梁10表面，也可以局部覆盖拉挤板梁10的表面。
在这些可选实施例中，透气膜4的尺寸小于或者等于拉挤板梁10的尺寸。局部覆盖透气膜4，既能够透过透气膜4抽出密封组件内的空气，又能够减少空气从透气膜4进入，并且节约材料，降低成本。
在一些可选实施例中，在导流层3和拉挤板梁10之间还铺设一层工艺结构层。其中工艺结构层为玻璃纤维或者碳纤维中的一种或多种。铺设工艺结构层能够提高结构的强度，提高风电叶片的性能。
在一些可选实施例中，沿拉挤板梁10的宽度方向，导流层3的尺寸小于或等于拉挤板梁10的尺寸。也就是说拉挤板梁10靠近模具5的表面铺设的导流层3的范围在拉挤板梁10的宽度方向上可以覆盖整个拉挤板梁10的表面，也可以覆盖拉挤板梁10的部分表面。
在这些可选实施例中，导流层3覆盖拉挤板梁10的部分表面，既能够起到导流的作用，又能够节省材料，降低成本。
在一些可选实施例中，在S2中，沿远离模具5的方向，拉挤板1沿拉挤板梁10长度方向的尺寸逐层减小。那么在S1中，拉挤板1和织物层2交替层叠设置时，拉挤板1和织物层2沿拉挤板梁10的长度方向的尺寸应逐层减小，且每一层的多个拉挤板1的尺寸应当一致。在将导流层3和拉挤板梁10铺设至模具5时，只需要将拉挤板梁10沿长度方向尺寸较大的一面与导流层3贴合即可。
在这些可选实施例中，沿远离模具5的方向，拉挤板1沿拉挤板梁10长度方向的尺寸逐层减小，后续步骤中灌注胶液从拉挤板梁10远离模具5的一侧灌注，胶液自上而下流动，越靠近模具5，流经的面积越大，更容易充分浸润拉挤板梁10内部的织物层2，使得拉挤板1与拉挤板1连接更紧密，提高风电叶片的质量。
请结合参照图4和图5，在一些可选实施例中，相邻两层织物层2之间包括多个拉挤板1，多个拉挤板1沿拉挤板梁10的宽度方向并排设置。也就是说每一层拉挤板1包括多个拉挤板1，多个拉挤板1拼接成一层，每一块拉挤板1尺寸较小，便于操作。
相应的，多个拉挤板1并排设置形成一层拉挤板1，拉挤板1与拉挤板1之间的织物层2也可以是多块拼接而成，即每一层织物层2包括多个织物子层，多个织物子层也沿拉挤板梁10的宽度方向并排设置，多个织物层2可以与多个拉挤板1一一对应。当然，相邻两层拉挤板1之间的织物层2也可以是完整的一层。
在这些可选实施例中，设置一一对应的织物子层和拉挤板1，后续灌注胶液时，胶液在织物层2和拉挤板1之间存在更多的流路，胶液能够更好的浸润织物层2，提高拉挤板1的质量。
本申请第二方面实施例提供了一种风电叶片，采用前述第一方面中任一项的方法制备，可参见前述各实施例提供的风电叶片的成型方法，为避免重复，在此不再赘述。
还需要说明的是，本申请中提及的示例性实施例，基于一系列的步骤或者装置描述一些方法或系统。但是，本申请不局限于上述步骤的顺序，也就是说，可以按照实施例中提及的顺序执行步骤，也可以不同于实施例中的顺序，或者若干步骤同时执行。
依照本申请如上文的实施例，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本申请的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本申请以及在本申请基础上的修改使用。应理解，本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。
Claims (12)
1.一种风电叶片的成型方法，其特征在于，包括：
将拉挤板和织物层交替层叠铺设，获得拉挤板梁；
在模具上铺设导流层，并在所述导流层背离模具的一侧铺设所述拉挤板梁；
在所述拉挤板梁背离所述导流层的一侧设置透气膜，密封并抽真空后灌注胶液，获得待拼接产品；
将所述待拼接产品拼接形成风电叶片。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述拉挤板梁背离所述导流层的一侧设置透气膜，密封并抽真空后灌注胶液，获得待拼接产品，包括：
在所述拉挤板梁背离所述导流层的表面铺设透气膜，密封并抽真空后灌注胶液，获得拉挤梁预制件；
将所述拉挤梁预制件与叶片蒙皮层共同铺设到蒙皮模具内，灌注胶液得到所述待拼接产品。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述拉挤板梁背离所述导流层的一侧设置透气膜，密封并抽真空后灌注胶液，获得待拼接产品，包括：
在所述拉挤板梁背离所述导流层的表面铺设蒙皮层；
在所述蒙皮层背离所述拉挤板梁的表面铺设透气膜；
密封并抽真空后灌注胶液，获得待拼接产品。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述拉挤板梁背离所述导流层的一侧设置透气膜，密封并抽真空后灌注胶液，获得待拼接产品的步骤中，
用密封膜包覆模具以及拉挤板梁的外周面以完成密封，获得密封组件；
采用抽气装置抽出密封组件内的空气。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述拉挤板梁背离所述导流层的一侧设置透气膜，密封并抽真空后灌注胶液，获得待拼接产品的步骤中，
密封并抽真空后，灌注胶液过程中采用抽气装置透过所述透气膜持续抽气，所述抽气装置的抽气速度大于或等于灌注胶液的速度。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括铺设工艺结构层，所述工艺结构层铺设于所述导流层和所述拉挤板梁之间或/和所述拉挤板梁和所述透气膜之间。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，相邻两层织物层之间包括多个所述拉挤板，多个所述拉挤板沿所述拉挤板梁的宽度方向并排设置。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，每一层所述织物层包括多个织物子层，多个织物子层沿所述拉挤板梁的宽度方向并排设置，多个所述织物子层和多个所述拉挤板一一对应。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，沿所述拉挤板梁的宽度方向，所述导流层的尺寸小于或等于所述拉挤板梁的尺寸。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，沿所述拉挤板梁的宽度方向，所述透气膜的尺寸小于或等于所述拉挤板梁的尺寸。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在模具上铺设导流层，并在导流层上铺设所述拉挤板梁的步骤中，沿远离所述模具的方向，所述拉挤板沿所述拉挤板梁长度方向的尺寸逐层减小。
12.一种风电叶片，其特征在于，采用权利要求1至11中任一项所述的方法制备。
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