CN214944706U - 一种网格状可拆卸风电叶片保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种网格状可拆卸风电叶片保护装置，包括第一固定肋、第二固定肋、网格板、蒙皮和风电叶片复合保护膜，沿垂直于叶片长度方向固定设置若干根第一固定肋，沿平行于叶片长度方向固定设置若干根第二固定肋，第一固定肋和第二固定肋交接形成与叶片形状相适应的含有若干个网格的网状保护支架，网格板固定在网格内，且与网格四周的第一固定肋和第二固定肋可拆卸式连接，蒙皮固定贴附在网格板上，将整个风电叶片保护装置包覆，风电叶片复合保护膜粘接在蒙皮上。提供了一种方便拆除和可更换的风电叶片保护装置，其结构简单、质量轻、成本低，降低了风电叶片的维护成本。

Description

一种网格状可拆卸风电叶片保护装置

技术领域：

本实用新型属于风力装置技术领域，具体涉及一种网格状可拆卸风电叶片保护装置。

背景技术：

环保新能源应用日益广泛，风力发电已成为继火电、核电和水电后又一重要的电力来源，是电力行业发展的重中之重。风电叶片作为风电设备的核心组件，在实际应用中发挥着举足轻重的作用。风电叶片尤其是叶片前缘在使用过程中时常会受到沙粒、雨滴、冰雹等物体的不断撞击。由于叶片尖端线速度最高可达100米/秒，高速撞击的物体对叶片的冲击力极大，使原本设计寿命为几十年的风电叶片，仅仅使用几年后表面就出现裂纹、坑洞等破损情况，风电叶片原有的优良气动性能不复存在，严重影响发电效率。与此同时，叶片表面的破损、坑洞导致灰尘、冰块等的附着，叶片的抗污防结冰性能也会显著下降，发电效率进一步降低。叶片结冰等情况的出现还可能会改变三个叶片力矩的平衡，使风机转动时稳定性变差，极端情况下发生倒塔。

目前现有的叶片损伤解决方案主要是采用涂料修补的传统方法进行维护。但由于涂刷的涂料厚度薄、回弹性差、整体强度低，维修后的涂料防护层生命周期短，在不断冲击下短时间内可能再次出现破损。随着破损程度加大，叶片的气动性能下降，仍需再次进行涂刷作业，维修费用居高不下，无法实现一劳永逸。

实用新型内容：

本实用新型目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计一种网格状可拆卸风电叶片保护装置，其分块对风电叶片进行保护，及时更换和拆除损坏的叶片部分，降低维护成本。

为了实现上述目的，本实用新型涉及的一种网格状可拆卸风电叶片保护装置，包括第一固定肋、第二固定肋、网格板、蒙皮和风电叶片复合保护膜，沿垂直于叶片长度方向固定设置若干根第一固定肋，沿平行于叶片长度方向固定设置若干根第二固定肋，第一固定肋和第二固定肋交接形成与叶片形状相适应的含有若干个网格的网状保护支架，网格板固定在网格内，且与网格四周的第一固定肋和第二固定肋可拆卸式连接，蒙皮固定贴附在网格板上，将整个风电叶片保护装置包覆，风电叶片复合保护膜粘接在蒙皮上。

所述的网格状可拆卸风电叶片保护装置，第一固定肋和第二固定肋在交界处固定连接，且在第一固定肋和第二固定肋连接处固定设置连接角材。

进一步地，在每一个网格对应的第一固定肋和第二固定肋中心设置卡槽，对应地，在网格板侧边中心位置设置卡扣，卡扣卡入对应的卡槽，将网格板固定在第一固定肋和第二固定肋上。

进一步地，所述网格板为硬质塑料、半硬质塑料或发泡材料。

进一步地，所述复合保护膜为为PET保护膜、BOPP保护膜、UPE保护膜、PU保护膜、有机硅型保护膜、丙烯酸型保护膜中的一种。

本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：

(1)提供了一种方便拆除和可更换的风电叶片保护装置，其结构简单、质量轻、成本低，降低了风电叶片的维护成本；

(2)将复合保护膜直接粘贴在风电叶片保护装置上，当复合膜受损达到一定程度时，在保证叶片整体气动性能的前提下，只需更换损坏部位的复合膜，节约维护成本，延长叶片使用寿命。

附图说明：

图1是实施例1涉及的一种风电叶片保护装置结构示意图。

图2是实施例3涉及的复合模头侧面图。

图3是实施例3涉及的复合模头支撑层流道结构示意图。

图4是实施例3涉及的复合模头弹性体层流道结构示意图。

具体实施方式：

下面通过具体实施例并结合附图对本实用新型作进一步说明。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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，不能理解为对本实用新型的限制。

实施例1：

如图1所示，本实施例涉及的一种网格状可拆卸风电叶片保护装置，包括第一固定肋1、第二固定肋2、网格板3和蒙皮，沿垂直于叶片长度方向固定设置若干根第一固定肋1，沿平行于叶片长度方向固定设置若干根第二固定肋2，第一固定肋和第二固定肋交接形成与叶片形状相适应的含有若干个网格的网状保护支架，网格板3固定在网格内，且与网格四周的第一固定肋1和第二固定肋2可拆卸式连接，蒙皮固定贴附在网格板3上，将整个风电叶片保护装置包覆。

进一步地，第一固定肋1和第二固定肋2交接处，采用焊接、螺纹连接等牢固的连接方法，且在第一固定肋1和第二固定肋2连接处固定设置连接角材，来进一步提高网格的稳定性和强度。具体地，所述可拆卸式连接为卡接、螺纹连接等。具体地，在每一个网格对应的第一固定肋1和第二固定肋2中心设置卡槽4，对应地，在网格板3侧边中心位置设置卡扣5，卡扣4卡入对应的卡槽3，将网格板3固定在第一固定肋1和第二固定肋2上。

进一步地，所述网格板为硬质塑料(如：酚醛塑料、聚氨酯塑料、环氧塑料、不饱和聚酯塑料、呋喃塑料、有机硅树脂、丙烯基树脂等及其以有机硅树脂或丙烯基树脂为机体进行改性的塑料)、半硬质塑料或发泡材料。

实施例2：

实施例1所述风电叶片保护装置，还包括复合保护膜，复合保护膜粘接在风电叶片保护装置上。粘接过程分为两种情况，一种是在叶片出厂前将复合保护膜整体粘接在风电叶片上；另一种是采用真空灌注的方式让胶黏剂在叶片和保护膜中间均匀流动，该种方法既可以在叶片出厂前使用，又可以在户外维修过程中进行使用。

进一步地，所述复合保护膜为现有保护膜，现有保护膜包括但不限于PET保护膜、BOPP保护膜、UPE保护膜、PU保护膜、有机硅型保护膜、丙烯酸型保护膜中的一种。或是实施例3所述新型风电叶片保护膜，该膜具有重量轻、噪音低、抗静电、抗冲击、抗结垢、耐腐蚀、耐低温等优势。

实施例3：

本实施例涉及的风电叶片保护膜，包括支撑层和弹性层，支撑层采用具有一定强度的材料，弹性层包括但不限于热塑性弹性层、橡胶层、发泡层中的一种。

进一步地，上述风电叶片保护膜采用一步法直接制备而成，具体为：一种风电叶片保护膜的制备方法，具体包括以下步骤：

(1)将支撑层主料80-100份，抗氧剂0.5-10份、解缠结剂1-8份、着色剂0.5-5份、润滑剂2-15份和抗老化剂0-5份倒入混料机中搅拌5-60分钟，经过上料机输送到料仓中，通过双螺杆挤出机输送到模头挤出，经水环切刀切粒、干燥后得到改性后的支撑层原料颗粒；依据原料特性以及使用要求设计不同的螺杆组合，双螺杆挤出机各加热区间温度设置范围为150℃-290℃，双螺杆挤出机转速设定为30-200rpm，喂料频率设定区间为2-80Hz；

(2)将改性后的支撑层原料颗粒经上料机输送到含有温度控制的热风干燥机中干燥48-96小时，去除水分，再经过单螺杆挤出机、熔体管线、计量泵和换网器，最后输送到复合模头；单螺杆挤出机不同区间温度设定范围在150℃-290℃之间，转速设定为2-200转/分钟，扭矩范围设定为2-150Gpa之间；

(3)将弹性层原料颗粒经上料机输送到含有温度控制的热风干燥机中干燥48-96小时，去除水分，再经过单螺杆挤出机、熔体管线、计量泵和换网器，最后输送到复合模头；单螺杆挤出机不同区间温度设定范围在150℃-290℃之间，转速设定为2-200转/分钟，扭矩范围设定为2-150Gpa之间；

(4)步骤(2)中改性后的支撑层原料颗粒和步骤(3)中弹性层原料颗粒在复合摸头同时挤出，得到含有支撑层和弹性层的复合膜，复合模头温度设定150℃-290℃，复合膜挤出角度可以选择水平或垂直或倾斜，复合膜的挤出宽度可以在0.2-3m之间，挤出厚度可以在0.2-10mm之间；

(5)复合膜挤出后直接进入多辊压延机进行挤压复合，或经过纵向牵伸后，再进入多辊压延机进行挤压复合，最后由收卷机裁切收卷后制成需要的复合保护膜卷材。

进一步地，所述步骤(1)中的支撑层主料包括但不限于聚乙烯类、聚四氟乙烯类、玻璃纤维、碳纤维、环氧复合材料中的一种或多种，特别是粘均分子量为100-900万超高分子量聚乙烯，粘均分子量为20-100万的高分子量聚乙烯。

进一步地，当弹性层为热塑性弹性层时，弹性层原料颗粒由80％-100％的热塑性弹性层主料和0％-15％交联剂制备而成，热塑性弹性层主料包括但不限于芳香族烯烃类(SBS、SIS、SEBS、SEPS)、脂肪族烯烃类(TPB、TPI)、氯乙烯类(TPVC、TCPE)、氨酯类(TPU)、酯类(TPEE)、酰胺类(TPAE)、有机氟类(TPF)、有机硅类、热塑性硫化橡胶中的一种或多种,交联剂包括但不限于硫磺、过氧化物、热固性树脂、硫脲、硫脲衍生物、胺类、双酚中的一种或多种；当弹性层为橡胶层时，弹性层原料颗粒由80％-100％的橡胶层主料和0-15％交联剂制备而成，橡胶层主料包括但不限于乙丙橡胶、三元乙丙橡胶、聚丙烯酸酯橡胶、氟化碳橡胶、丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶、羧基丁腈橡胶、氢化羧基丁腈橡胶、天然橡胶、乙基乙烯基橡胶、氯化聚乙烯橡胶、氯磺酰聚乙烯橡胶、丁基橡胶、硅树脂橡胶、氟硅树脂橡胶、氯丁橡胶、氯醚橡胶、聚氨酯橡胶、异戊橡胶、顺丁橡胶、丁苯橡胶、聚氨酯橡胶、氯醇橡胶中的一种或多种，交联剂包括但不限于硫磺、过氧化物、热固性树脂、硫脲、硫脲衍生物、胺类、双酚中的一种或多种；当弹性层为发泡层时，弹性层原料颗粒由发泡材料、催化剂和发泡剂制备而成，所述发泡材料包括但不限于结构泡沫材料(PVC、PET、PMI、SAN、PEI、PI、PUR等种类)、软质发泡材料。其中软质发泡材料以发泡橡胶和发泡塑料与催化剂和发泡剂混合，通过物理发泡或者交联发泡工艺制备而成的。

进一步地，所述步骤(1)中抗氧剂包括主抗氧剂和辅助抗氧剂，其中主抗氧剂包括但不限于抗氧剂264、抗氧剂1076、抗氧剂CA、抗氧剂330、抗氧剂MEB、抗氧剂HBP、抗氧剂TBM、抗氧剂3114、抗氧剂300、抗氧剂1010、抗氧剂HLS、抗氧剂HSS、抗氧剂MMB、抗氧剂DOD、抗氧剂EBP中的一种或者多种，辅助抗氧剂包括但不限于抗氧剂TNP、抗氧剂TBP、抗氧剂DPD、抗氧剂DLTDP中的一种或者多种，润滑剂包括但不限于石蜡油、石蜡、聚乙烯蜡、氯化石蜡、天然石蜡、氯代烃、氟代烃、石蜡烃类中的一种或者多种，解缠结剂包括但不限于石墨烯、非金属纳米粒子、氧化石墨烯等中的一种或者多种，着色剂包括但不限于钛白粉、硝酸钙、碳酸钙、锌粉(氧化锌)、镉红、三氧化二铁、炭黑等中的一种或者多种。

进一步地，步骤(5)中纵向牵伸的倍数可以在0.02-50倍之间，多辊压延滚筒为2-12个，辊筒温度设定为40℃-100℃，辊筒间隙设定为0.1-5mm，辊筒直径为0.04-4m，辊筒宽度为0.25-8m，一个或多个辊筒表面可以是镜面辊筒，也可以是镜面辊筒和网纹或凸点或凹点表面辊筒的组合，网纹包含但不限于方形、菱形、圆形、无规则形状中的一种或多种的组合，凹点或凸点为圆柱形、陨石坑形、圆锥形、斜梯形中的一种或多种组合。

进一步地，步骤(5)中辊压后，采用电晕机对复合膜正面、反面中的任一面或两面处理，或者对复合膜正面、反面中的任一面或两面进行等离子处理，降低表面能，并且依据不同应用环境改变表面物承印能量，使分子结构重新排列，产生更多极性部位，去除表面污物。

进一步地，采用涂胶机对复合膜一面进行涂胶处理，可选择胶种为热熔胶、单组分胶、双组分胶等，涂胶量设定为10-400g/m²，涂胶方式包含但不限于满涂或螺旋圈涂或间隔条纹涂或者点涂或者多种涂法的组合，涂胶后可以将离型膜贴合到胶表面，离型膜材质选择聚酯类或者聚乙烯类，可以根据使用要求选择无色透明或彩色透明或白色不透明或彩色不透明离型膜。

进一步地，如图2-4所示，根据所制备的复合模头包括支撑层模头6、弹性层模头7和复合模唇8，复合模唇8由两扁平的进料通道801和一扁平的出料通道802组成，两进料通道801出口均和出料通道802进口连通，支撑层模头6和弹性层模头7左右依次固定设置，支撑层模头6和弹性层模头7底部分别与复合模唇8一进料通道801连通，每一个模头均包括流道601(或701)和流道歧管602(或702)，流道出口与流道歧管进口连通，流道歧管602(或702)为衣架式结构或鱼尾式结构，进口狭窄，出口扁平，进料通道801宽度小于流道歧管602(或702)的宽度，出料通道802的宽度小于进料通道801宽度，在每一个模头腔体表面均设置若干弧形的阻流块，以便调节物料的流动速度，一般情况下，沿着模头流出方向，流动性逐渐降低，流道歧管从中心向两边流动性也逐渐降低。依据不同层物料流动性差异进行单独流道设计，在不添加任何润滑剂的基础上可以正常进行模内共挤，并保证厚度的均一性。

Claims (6)

1.一种网格状可拆卸风电叶片保护装置，其特征在于，包括第一固定肋、第二固定肋、网格板和蒙皮，沿垂直于叶片长度方向固定设置若干根第一固定肋，沿平行于叶片长度方向固定设置若干根第二固定肋，第一固定肋和第二固定肋交接形成与叶片形状相适应的含有若干个网格的网状保护支架，网格板固定在网格内，且与网格四周的第一固定肋和第二固定肋可拆卸式连接，蒙皮固定贴附在网格板上，将整个风电叶片保护装置包覆。

2.根据权利要求1所述的网格状可拆卸风电叶片保护装置，其特征在于，网格状可拆卸风电叶片保护装置还包括风电叶片复合保护膜，风电叶片复合保护膜粘接在蒙皮上。

3.根据权利要求2所述的网格状可拆卸风电叶片保护装置，其特征在于，第一固定肋和第二固定肋在交界处固定连接，且在第一固定肋和第二固定肋连接处固定设置连接角材。

4.根据权利要求3所述的网格状可拆卸风电叶片保护装置，其特征在于，在每一个网格对应的第一固定肋和第二固定肋中心设置卡槽，对应地，在网格板侧边中心位置设置卡扣，卡扣卡入对应的卡槽，将网格板固定在第一固定肋和第二固定肋上。

5.根据权利要求4所述的网格状可拆卸风电叶片保护装置，其特征在于，所述网格板为硬质塑料、半硬质塑料或发泡材料。

6.根据权利要求5所述的网格状可拆卸风电叶片保护装置，其特征在于，所述复合保护膜为PET保护膜、BOPP保护膜、UPE保护膜、PU保护膜、有机硅型保护膜、丙烯酸型保护膜中的一种。

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