CN209908843U - 一种碳纤维和膨胀材料复合式风机叶片 - Google Patents
一种碳纤维和膨胀材料复合式风机叶片 Download PDFInfo
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Abstract
一种碳纤维和膨胀材料复合式风机叶片，其特征在于：该叶片由多层碳纤维布堆叠构成，多层碳纤维布之间分散夹设有多层膨胀材料，叶片的前缘、尾缘和叶尾处分别夹设有各自的碳布补强条，叶片中部沿叶片的长度和宽度方向也分别夹设有碳布补强条，相邻的碳纤维布、膨胀材料和碳布补强条之间均填充有环氧树脂，用于将叶片固化粘接成型。本实用新型的风机叶片具有刚度高，重量轻，韧性好，耐冲击，耐疲劳的优异性能，并具有无静电，防爆性好，低噪音，耐腐蚀等性能，与现有的金属制成的叶片相比环保性能也更加优异。
Description
技术领域
本实用新型涉及风机叶片领域，尤其涉及一种碳纤维和膨胀材料复合式风机叶片。
背景技术
碳纤维是一种高性能材料，具有弹性模量高、耐高温、耐腐蚀、耐摩擦、耐疲劳、重量轻、强度高等优点，在工业制造、体育器材、航天航空、医疗机械等领域都有应用，还能制造成杯子、眼镜框、戒指等，用途非常广泛，但在风机行业中并未得到广泛使用。风机叶片是风机的重要组成部分，风机叶要求具有刚度高，重量轻，韧性好，耐冲击，耐疲劳等性能，根据一些特殊的使用场合，风机叶还需要具有无静电，防爆性好，低噪音，耐腐蚀以及环保等多种性能，而现有的风机叶片通常采用金属材料，性能不足。
实用新型内容
为解决上述现有的风机叶片性能不足的问题，本实用新型提供了一种碳纤维和膨胀材料复合式风机叶片。
本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种碳纤维和膨胀材料复合式风机叶片，其特征在于：该叶片由多层碳纤维布堆叠构成，多层碳纤维布之间分散夹设有多层膨胀材料，叶片的前缘、尾缘和叶尾处分别夹设有各自的碳布补强条，叶片中部沿叶片的长度和宽度方向也分别夹设有碳布补强条，相邻的碳纤维布、膨胀材料和碳布补强条之间均填充有环氧树脂，用于将叶片固化粘接成型。
优选的，所述的多层碳纤维布和多层膨胀材料依次间隔设置。
优选的，所述的碳纤维布位于叶片外侧并包覆位于叶片内部的膨胀材料。
优选的，所述的碳纤维布和碳布补强条采用碳纤维单向布、碳纤维多向布、碳纤维斜纹布、碳纤维直纹布的其中一种。
优选的，所述的碳纤维布采用碳纤维预浸布。
根据上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
本实用新型提供的一种碳纤维和膨胀材料复合式风机叶片，由碳纤维布和膨胀材料复合构成，并在叶片中增设有碳布补强条，通过环氧树脂固化成型。由于采用了碳纤维材料并且采用了层叠式的复合结构，所以风机叶片具有刚度高，重量轻，韧性好，耐冲击，耐疲劳的优异性能，并具有无静电，防爆性好，低噪音，耐腐蚀等性能，与现有的金属制成的叶片相比环保性能也更加优异，并且，由于碳布补强条是夹设在叶片内部，从而使叶片内部受力要求较高的部位得到了强化，同时也就降低了对于叶片其余部位的制造要求，而现有的风机叶片通常整体的力学性能是相同的，使制造过程更为困难。
附图说明
图1为风机叶片的整体形状示意图；
图2为风机叶片沿长度方向的剖视示意图；
图3为风机叶片沿宽度方向的剖视示意图。
图中标记：1、碳纤维布，2、膨胀材料，3、碳布补强条。
具体实施方式
参见附图，具体实施方式如下：
一种碳纤维和膨胀材料复合式风机叶片，该叶片由多层碳纤维布1堆叠构成，多层碳纤维布1之间分散夹设有多层膨胀材料2，叶片的前缘、尾缘和叶尾处分别夹设有各自的碳布补强条3，叶片中部沿叶片的长度和宽度方向也分别夹设有碳布补强条3，相邻的碳纤维布1、膨胀材料2和碳布补强条3之间均填充有环氧树脂，用于将叶片固化粘接成型。
碳纤维布1和碳布补强条3采用碳纤维单向布、碳纤维多向布、碳纤维斜纹布、碳纤维直纹布的其中一种，碳纤维布1也可以采用碳纤维预浸布；不同位置的碳布补强条3的长度均不同，根据其所处位置的叶片尺寸分别确定。
在对碳纤维布1和膨胀材料2进行铺设时，可以将多层碳纤维布1和多层膨胀材料2依次间隔设置，即采用一层或多层碳纤维布1加一层或多层膨胀材料2轮流铺设，重复铺到一定厚度，保证碳纤维布1在最外层，并在叶片前缘、尾缘和叶尾处加一定数量的碳布补强条3且包裹起来。
在对碳纤维布1和膨胀材料2进行铺设时，也可以将碳纤维布1全部铺设至叶片外侧，并用碳纤维布1包覆位于叶片内部的膨胀材料2，即采用上下各多层碳纤维布1中间加一到多层的膨胀材料2，并在叶片前缘、尾缘和叶尾处加一定数量的碳布补强条3且包裹起来。
在对叶片进行成型时，采用先将碳纤维布1和膨胀材料2铺设到模具中作为预制件，再加热固化成型的方法，放预制件之前，模具用丙酮或者酒精清洗干净，擦拭封孔剂，之后擦拭一定量的脱模剂，放入加热板或者烘箱预热50℃到100℃。把做好的预制件放入模腔，锁紧上下模具。给模具加热的同时施加一定的压力，温度升至100℃到150℃之后，保温一个小时之后，自然冷却至室温，打开模具，取出制件。再对固化成型后叶片的打磨修补，使用锉刀、砂纸、植绒砂纸片及相应的树脂胶对成型后的叶片进行打磨修补保证制件的形状及尺寸。最后进行涂装喷漆，首先，采用P240、P600、P800及P1000的砂纸或植绒砂纸片打磨制件表面，除去制件表面的脱模剂，用酒精或者丙酮清洗干净，烘干之后涂刷树脂妮子，在50℃到100℃的烘烤箱里烤一个半小时；然后，把烘烤后的制件用细砂纸或者植绒砂纸片打磨表面，使其平整光滑，用酒精或者丙酮清洗干净，烘干之后使用树脂底漆喷涂，在50℃到100℃的烘烤箱里烤一个半小时，最后，使用树脂面漆喷涂制件，然后在50℃到100℃的烘烤箱里烤一个半小时。做出的叶片，质量轻且表面光滑。
Claims (5)
1.一种碳纤维和膨胀材料复合式风机叶片，其特征在于：该叶片由多层碳纤维布（1）堆叠构成，多层碳纤维布（1）之间分散夹设有多层膨胀材料（2），叶片的前缘、尾缘和叶尾处分别夹设有各自的碳布补强条（3），叶片中部沿叶片的长度和宽度方向也分别夹设有碳布补强条（3），相邻的碳纤维布（1）、膨胀材料（2）和碳布补强条（3）之间均填充有环氧树脂，用于将叶片固化粘接成型。
2.根据权利要求1所述的一种碳纤维和膨胀材料复合式风机叶片，其特征在于：所述的多层碳纤维布（1）和多层膨胀材料（2）依次间隔设置。
3.根据权利要求1所述的一种碳纤维和膨胀材料复合式风机叶片，其特征在于：所述的碳纤维布（1）位于叶片外侧并包覆位于叶片内部的膨胀材料（2）。
4.根据权利要求1所述的一种碳纤维和膨胀材料复合式风机叶片，其特征在于：所述的碳纤维布（1）和碳布补强条（3）采用碳纤维单向布、碳纤维多向布、碳纤维斜纹布、碳纤维直纹布的其中一种。
5.根据权利要求1所述的一种碳纤维和膨胀材料复合式风机叶片，其特征在于：所述的碳纤维布（1）采用碳纤维预浸布。
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| CN201920811713.4U CN209908843U (zh) | 2019-05-31 | 2019-05-31 | 一种碳纤维和膨胀材料复合式风机叶片 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113464382A (zh) * | 2021-08-13 | 2021-10-01 | 天津大学 | 一种高仿真浮式垂直轴风力机叶片实验模型及其制造方法 |
| CN114412827A (zh) * | 2021-12-22 | 2022-04-29 | 集美大学 | 一体化碳纤维风机叶片及其成型方法 |
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2019
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN113464382A (zh) * | 2021-08-13 | 2021-10-01 | 天津大学 | 一种高仿真浮式垂直轴风力机叶片实验模型及其制造方法 |
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