CN1163185A - 模制中空的风机叶片的方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种使用树脂注入模塑技术、通过使树脂在模具模制区域均匀分布的方式来模制中空物体的方法和装置。这是通过将彼此相互面对、彼此隔开的诸槽设置在模具内并将树脂直接注入这些槽内而实现的。通过这种注入，在树脂被挤过一位于两模制表面之间的微小间隙而进入模具模制区域之前，树脂沿着槽穿行并填满所述槽(通过取道阻力最小的通道)。当树脂被强行注入模具中的诸布条层内时，一通气口可以将被树脂从布条排出的空气释放出去。这种树脂注入和模子排气将一直持续直到不再有空气排出而相反从模具中排出的是100％的树脂时为止。一旦发生这种情况，树脂的进一步注入将停止，让所述注入的树脂变硬和塑化。一次性使用的压力袋使注入树脂所产生的模制压力在模子内均匀分布。因此，所述压力袋能制造出一种高质量、无气孔的塑料叶片。本发明还揭示了一种充气增压所述压力袋并同时能保持密封、防止树脂泄漏的装置。

Description

说明书 模制中空的风机叶片的方法和装置

本发明总的涉及风机叶片，特别涉及一种利用树脂注入模塑技术来模制中空风机叶片的方法和装置。

一种制造中空风机叶片的常用方法是树脂注入模塑法。该方法将树脂强行注入一模具内，所述模具通常容纳有多个围绕一充气袋的布条。目的在于在树脂变硬或塑化之前渗透这些布条。随后，将所述充气袋通过一开口(诸如通过风机叶片的颈部)取出并将所述叶片从所述模具中取出以便进行随后的清洗和检查。

这种树脂注入方法带来的问题是空气将陷在所述模具内。如果在注射树脂时未彻底将所述空气排出(即，将树脂取代容纳在模具中布层内的空气)，则所述叶片发生塑化时，叶片内将有气泡，这些气泡可以显著降低叶片的强度。在诸布层内夹带有气泡的结果是出现了没有被适当数量树脂浸湿的布的“干燥”区域。

本发明的目的在于提供一种能比较均匀地将树脂散布在整个模具内的方法和装置。本发明的另一目的在于提供一种对一内部压力袋进行充气而同时仍能通过压力口注入树脂的方法。本发明的又一目的在于提供一种能模制各种形状不同的、高质量的中空风机叶片(或其它有关构件)的方法和装置。本发明的另一目的在于提供一种将陷在诸布层内的空气排出，使树脂填满空隙并适当地渗透诸布层的装置。本发明的又一目的在于通过降低废品率来提高模制风机叶片的生产率。本发明的再一目的在于提供一种模制更具空气动力形状的叶片的装置。本发明的这些和其它目的通过进一步的描述将变得更为清楚。

图1是本发明的俯视图，为了清晰起见，移去了上模。

图2是沿图1中线2-2截取的本发明的颈部区域的剖视图。

图3是沿图1中线3-3截取的本发明的颈部区域的剖视图。

图4是沿图1中线4-4截取的本发明的颈部区域的剖视图。

图5是沿图1中线5-5截取的树脂注射区域的剖视图。

图6是沿图1中线6-6截取的通风区域的剖视图。

本发明所揭示的是一种模制系统，所述系统主要包括一第一模具和一可分离的但相匹配的第二模具。当将这些第一和第二模具放在一起时，在该两者之间形成一凹陷的模制区域。在其中一个或两个模具中形成有一个树脂槽，所述树脂槽沿着边侧延伸但与所述模制区域相隔开。当将两个模具固定在一起时，在第一和第二模具之间存在一个微小的间隙，所述间隙在外树脂槽和内模制区域之间延伸。利用一树脂注入组件，强行将树脂注入所述树脂槽内，而不是注入所述模制区域内。然后，所述树脂取道阻力最小的路径在被强行通过间隙驱出树脂槽之前首先沿着所述树脂槽穿行，然后流入第一和第二模具的所述模制区域内。一通风管被固定于或连接于模制区域，以便在将树脂注入模制区域中的布内时进行排气。所述通风管与所述树脂槽隔开，并且其位置设计得在排出任何这种树脂之前使模具内的布首先被树脂填满。为了防止树脂泄漏出模制区域，在第一和第二模具之间进行密封，所述密封同时密封或封闭了所述模制区域和树脂槽。

请参阅图1。图1示出了本发明的模制系统10的俯视图。所述模制系统10包括上模12(为了清晰起见，图1中移去了上模)和相匹配的下模14，该两模都具有相匹配的凹的模制区域16。一可充气压力袋18通常放置在所述凹的模制区域16内，并且所述压力袋18通常被很多布条20以通常的方式所覆盖。通常，这些布条由玻璃纤维制成，但是，诸布条20也可以使用其它类型的材料。

沿着凹的模制区域16的相对两侧延伸的是诸树脂槽22，在本实施例中，诸树脂槽如图所示是设置在下模14内的。但是，诸树脂槽22也可以位于上模12内，或者如果需要，可以同时设置在上模12和下模14两模具之内。这些树脂槽22通常围绕着大部分(如果不是全部的话)模制区域16。诸树脂槽22可以呈任何大小或形状，只要注入的树脂24能自由地沿着树脂槽穿行就可以。这种树脂24是通过注射口26被注入一个树脂槽22内的，如图所示，但是，如果需要，可以相对于设置在对面的树脂槽22设置另一相同的注射口26。因此，树脂24不是象通常那样直接被注入模制区域16内，相反，树脂24是先被注入诸槽22内，在树脂通过上模12和下模14之间的微小间隙50被强行注入模制区域16内的布20中之前，先在所述诸树脂槽22内穿行。

位于模制系统10的颈部区域28处的是一用来将相互面对、彼此分开的诸树脂槽22相互连接起来的树脂交叉槽30。如图2和图4所示，该交叉槽30设置在上模12内，但是如果需要，对模制系统10作简单的设计变化，所述交叉槽也可以设置在下模14内。从基本上来说，交叉槽30提供了一用来将相互面对、彼此分开的诸树脂槽22相互连接起来并横过进气口32的装置。如图1和图4中箭头33所示。

请参阅图1至图3。位于颈部28内的进气口32提供了直接通向压力袋18内部的通道，因此一旦将进气口32连接于一压力源(未示)就能使压力袋18充气增压。该进气口32由弹性密封条34所围绕，所述弹性密封条设置在颈部28内的槽36之内。弹性密封条34稍稍延伸到槽36的上方，当上、下模12和14被密封在一起时，密封条34被压缩由此密封地紧抵着槽36，从而防止了树脂24泄漏入压力袋18内或沿着槽36泄漏出颈部28。此外，再由紧靠着密封条34的横向O形密封圈来实现辅助密封。

图5示出了注射口26的剖视图。该注射口26也具有设置在槽40内的弹性密封件38。但是，如图所示的那样，槽40没有一直延伸至模制区域16，相反，槽40不到所述模制区域16就停止并终止在树脂槽22处或刚好超过树脂槽22，如图所示。同样，弹性密封件38稍稍延伸到槽40的上方，当上模12和下模14密封在一起时，弹性密封件38被压缩从而密封地紧抵槽40，从而防止了树脂24通过槽40泄漏出模制系统10。相反，所有的注入的树脂24都被强行注入树脂槽22内。

现请参阅图6。图6示出了如图1所示通常位于模制的叶片(或其它构件)顶端的通气口42。换句话说，通气口42位于离开诸树脂槽22一定距离处，因此，通气口42成为注入树脂24最后到达的地方。因此，到树脂24到达通气口42(所述树脂渗透诸布条20并排出其内的空气)的时候，压力袋18外部的整个模制区域16区域将被这种树脂24所填满。因此，一旦通气口42开始渗出或排出100％的树脂24时，由于位于压力袋18外侧的整个模制区域16现在充满了这种树脂24，因此不再需要将树脂24注入模制系统10内。当这种情况发生时，所有的布条20也将被树脂24所饱和或渗透。

但是，在100％的树脂24开始通过通气口42排出之前，所述通气口42将首先提供一用来将空气排离模制区域16的装置，所述空气是被注入的树脂24所排出来的。此外，通气口42具有一压力密封件44，该密封件设置在槽46内，所述槽46可以设置在上模12内或者下模14内，或者上模12和下模14内都可设置。当将模12和14密封在一起时，所述密封件44将以一种通常的方式被压缩。这种压缩作用将使得压力密封件44密封地紧靠在槽46上。同时，如图6所示，通气口42一直延伸至模制区域16，因此，位于压力袋18和上、下模12和14之间的空气可以通过所述通气口42排出。

附图中还揭示了O形密封圈48，该O形密封圈延伸在下模12的紧靠外圆周的内侧，以便将树脂槽22和模制区域16都包围或封闭起来。同样，如果需要，O形密封圈48可以是任一种结构，并且也可以沿着上模14延伸。O形密封圈48具有一定大小并以普通方式稍稍延伸到相应槽的上方，因此，当上、下模12和14闭合起来时，将形成密封。但是，一微小的间隙50仍存在于上、下模12和14之间的树脂槽22附近，所述间隙50的厚度是几个千分之一英寸的数量级。当树脂24从树脂槽22和30进入模制区域16时，树脂24是穿过所述间隙50而进入的。

由于树脂24是被强行注入模制系统10内的，因此，此能量将是使树脂24沿着树脂槽22和30的长度朝着模制区域16的方向挤过间隙50的驱动力。但是，O形密封圈48将防止树脂24泄漏出模制系统10，即将这种增压的树脂容纳在其边界内。由于这种构造方法，在树脂24已经塑化并且模制系统10打开之后，塑化树脂24有一薄的延伸部分将需要被削除掉或者从模制好的叶片或其它构件的周缘除去。

应予注意的是，O形密封圈沿着模制系统10的周缘是不连续的。相反，如图3所示，在颈部区域38处，O形密封圈48内将有一小的间隙，该间隙的宽度刚好足以将弹性密封条34安装在其间。因此，当所述弹性密封条34受到压缩时，所述密封条不仅是密封与其相应的槽36，并且还密封O形密封圈48从而防止了树脂24的泄漏。同样，如图6所示，在通气口42处，O形密封圈48内也存在一类似的间隙，该间隙的大小刚好足以设置压力密封件44。因此，当模制系统闭合时，压力密封件44将被强行与O形密封圈48一起形成密封。采用这种方式，虽然O形密封圈48实际上是不连续的，但是它能象一个连续的O形密封圈那样起作用。如图5所示，O形密封圈48经过入射口26的下方以及与它相连的槽40。采用这种方式，O形密封圈48和弹性密封件38将相互接触以防止有任何树脂泄漏出模制系统10。

在操作时，模制系统10将被打开以使压力袋18和诸布条20能被放置在模制区域16内。压力袋18的端部将如图所示的那样大体上延伸到模制系统10的外面，从而使进入口32可以固定在位以使压力袋18充气增压。上、下模12和14的闭合将有效地密封模制区域16，而由O形密封圈防止模制系统10有任何泄漏或溢出。然后强行将树脂24注入树脂槽22内。并且驱出的空气经由通气口42排出。所述树脂24将取道阻力最小的路径，沿着槽22和交叉槽30穿行直到树脂被强行通过或挤压过小间隙50而进入模制区16为止。一旦树脂24开始进入模制区16，树脂将渗透那些放置在模制区内的布条20并填满压力袋18和位于上、下模12和14之间的区域。在该过程中，任何位于槽22或30内的空气以及任何位于压力袋18和上、下模12和14之间区域的空气将被强行排出通气口42直到不再有空气排出并且藉通气口42排出的是100％的树脂为止。此时，树脂的进一步注入将停止，以使模制系统10内的树脂24得以塑化。然后，打开模制系统10并取出经模制的叶片或机翼。

虽然上述模制系统10主要是用在制造大量不同的中空或风机叶片机翼的，但是，也可以很容易地对所述系统10的诸特征略加变化，从而采用此工艺过程及类似的结构生产出其它的产品。例如，通过去除压力袋18，可以较为方便地形成实心的产品。

Claims (16)

1.一种模制系统，包括：

(a)一第一模具和一可分离而匹配的第二模具，所述第一和第二模具之间形成一凹进的模制区域；

(b)至少位于所述第一模具内的树脂槽，所述树脂槽沿着侧边延伸并与所述模制区域隔开；

(c)当所述第一和第二模具固定在一起时，所述第一和第二模具中之间形成一间隙，所述间隙形成一位于所述树脂槽和所述模制区域之间的通道；

(d)连接于所述树脂槽、用来迫使树脂注入所述槽内的树脂注入装置，所述树脂沿着所述槽穿行并接着被驱出所述槽，穿过所述间隙并进入所述第一和第二模具的模制区域内；

(e)连接于所述模制区域、用来排出所述模制区域的空气的排出装置，所述排出装置与所述树脂槽相隔开；

(f)用来密封或封闭所述模制区域和所述树脂槽的密封装置。

2.如权利要求1所述的模制系统，其特征在于，所述模制系统呈细长形，并且一所述树脂槽沿着所述模制区域的相互面对的纵向两侧而延伸。

3.如权利要求2所述的模制系统，其特征在于，所述排出装置位于所述模制系统的第一纵向端处。

4.如权利要求3所述的模制系统，还包括一设置在所述模制系统的第二纵向端附近的树脂交叉槽，所述树脂交叉槽将所述彼此相对设置的诸树脂槽相互连接起来。

5.如权利要求4所述的模制系统，还包括一插在所述模制区域内的可充气袋，所述可充气袋连接于一进气口，所述进气口用来充气增压所述模制区域内的所述袋。

6.如权利要求5所述的模制系统，其特征在于，所述进气口位于所述模制系统的所述第二纵向端处。

7.如权利要求6所述的模制系统，其特征在于，所述树脂交叉槽位于所述第二模具内。

8.如权利要求7所述的模制系统，其特征在于，所述模制区域呈一机翼形状。

9.一种模制方法，包括以下步骤：

(a)构造并设置一第一模具和一可分开的而相匹配的第二模具，所述第一和第二模具之间形成一内凹的模制区域；

(b)在至少所述第一模具内设置一树脂槽，所述树脂槽沿着侧边延伸但与所述模制区域隔开；

(c)形成一当所述第一和第二模具固定在一起时位于所述第一和第二模具中间的间隙，所述间隙形成一位于所述树脂槽和所述模制区域之间的通道；

(d)将一树脂注入组件连接于所述树脂槽上，以便迫使树脂注入所述槽内，所述树脂沿着所述槽穿行并最后被驱出所述槽，穿过所述间隙并进入所述第一和第二模具的模制区域内；

(e)将一排出组件连接于所述模制区域以便使所述模制区域的空气排出，所述排出组件与所述树脂槽相隔开；

(f)利用一密封组件来密封或封闭所述模制区域和所述树脂槽。

10.如权利要求9所述的模制方法，还包括将所述模制系统构造成呈细长形的步骤，其中一所述树脂槽沿着所述模制区域的相互面对的纵向两侧而延伸。

11.如权利要求10所述的模制方法，还包括将所述排出组件设置在所述模制系统的第一纵向端处的步骤。

12.如权利要求11所述的模制方法，还包括将一树脂交叉槽设置在所述第一模具的第二纵向端附近的步骤，所述树脂交叉槽将所述彼此相对设置的诸树脂槽相互连接起来。

13.如权利要求12所述的模制方法，还包括将一可充气袋插在所述模制区域内的步骤，所述可充气袋连接于一进气口，所述进气口用来充气增压所述模制区域内的所述袋。

14.如权利要求13所述的模制方法，还包括将所述进气口设置在所述第一模具的所述第二纵向端处或附近的步骤。

15.如权利要求14所述的模制方法，还包括将所述树脂交叉槽设置在所述第二模具内的步骤。

16.如权利要求15所述的模制方法，还包括将所述模制区域构造和设置成一机翼形状的步骤。

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