CN217418929U - 一种风电叶片用高模量多轴向织物 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种风电叶片用高模量多轴向织物，包括自上而下依次设置的主纤维层、第二纤维层、第三纤维层和背面毡层，主纤维层、第二纤维层、第三纤维层均为玻璃纤维纱线束，第二纤维层的玻璃纤维纱线以主纤维层的玻璃纤维纱线为基准线，且与其的顺时针夹角为135°，第三纤维层的玻璃纤维纱线以主纤维层的玻璃纤维纱线为基准线，且与其的顺时针夹角为45°，主纤维层、第二纤维层、第三纤维层和背面毡层经涤纶高弹丝编织成一个整体。本织物在主纤维层、第二纤维层、第三纤维层的基础上增设背面毡层，使得其强度和模量得到了较大的提升，以满足风电叶片大型化发展的要求。
Description
技术领域
本实用新型涉及工业纺织品的技术领域，尤其是涉及一种风电叶片用高模量多轴向织物。
背景技术
随着海上风力资源的开发和陆上风力资源的开发，我国的风力发电叶片已经发展到4MW-6MW及以上功率叶型，叶片功率更大，叶片更长，风电叶片的发展趋势为大型化趋势。风电叶片越大，需要的材料越多，则重量也越大，如此会增加风力发电机组的负荷，也会导致风力发电机组的成本居高不下，轻量化、高强度和低成本成为了风电叶片的发展方向。
由于风电叶片为大型化发展，不仅对风电叶片的力学性能提出了更高的要求，同时在风电叶片制作过程中，对织物与树脂在浸透、结合性上要求更高，即风电叶片壳体的主体材料，需要满足更高的强度和模量要求，在开发设计新型织物结构时，需要综合考虑其力学性能、浸透、导流等多个方面，使得以其为主体材料制作的风电叶片壳体能够满足性能指标及生产工艺上的要求。
实用新型内容
本实用新型要解决的问题是针对现有技术中所存在的上述不足而提供一种风电叶片用高模量多轴向织物，其解决了现有技术中存在的铺设力学性能不佳的问题。
本实用新型的上述实用新型目的是通过以下技术方案得以实现的：一种风电叶片用高模量多轴向织物，包括自上而下依次设置的主纤维层、第二纤维层、第三纤维层和背面毡层，所述主纤维层、第二纤维层、第三纤维层均为玻璃纤维纱线束，所述第二纤维层的玻璃纤维纱线以主纤维层的玻璃纤维纱线为基准线，且与其的顺时针夹角为135°，第三纤维层的玻璃纤维纱线以主纤维层的玻璃纤维纱线为基准线，且与其的顺时针夹角为45°，所述主纤维层、第二纤维层、第三纤维层和背面毡层经涤纶高弹丝编织成一个整体。
本实用新型进一步设置为：所述主纤维层为高模量无碱玻璃纤维纱线束，所述主纤维层的规格为2400TEX，纱线密度为9~10根/英寸，纤维单位重量为830~900克。
本实用新型进一步设置为：所述主纤维层的高模量无碱玻璃纤维纱线束的单丝强度不小于0.45N/TEX，拉伸弹性模量为85Gpa。
本实用新型进一步设置为：所述第二纤维层为高模量环氧玻璃纤维纱线束，所述第二纤维层中高模量环氧玻璃纤维纱线的规格为300TEX，纱线密度为14~16根/英寸，纤维单位重量为245~255克。
本实用新型进一步设置为：所述第二纤维层的高模量环氧玻璃纤维纱线束的单丝强度不小于0.45N/TEX，拉伸弹性模量为85GPA。
本实用新型进一步设置为：所述第三纤维层为高模量环氧玻璃纤维纱线束，所述第三纤维层中高模量环氧玻璃纤维纱线的规格为300TEX，纱线密度为14~16根/英寸，纤维单位重量为245~255克。
本实用新型进一步设置为：所述第三纤维层的高模量环氧玻璃纤维纱线束的单丝强度不小于0.45N/TEX，拉伸弹性模量为85GPA。
本实用新型进一步设置为：所述背面毡层为玻璃纤维表面毡，所述背面毡层的纤维单位重量为30或50克。
本实用新型进一步设置为：所述涤纶高弹丝的规格为75D，纱线密度为12根/英寸，纤维单位重量为16~18克。
综上所述，本实用新型的有益技术效果为：本风电叶片用高模量多轴向织物自上而下依次设置有主纤维层、第二纤维层、第三纤维层和背面毡层，并利用涤纶高弹丝将主纤维层、第二纤维层、第三纤维层和背面毡层编织成整体，第二纤维层的高模量环氧玻璃纤维纱线以主纤维层的高模量无碱玻璃纤维纱线为基准线，且与其的顺时针夹角为135°，第三纤维层的高模量环氧玻璃纤维纱线以主纤维层的高模量无碱玻璃纤维纱线为基准线，且与其的顺时针夹角为45°，本风电叶片用高模量多轴向织物采用上述结构，可在原有横向受力有富余的情况下，使部分受力转移到0°方向，是0°方向可以承受更大的载荷，从而使风电叶片能够更大，捕风能力能够更好，以适用于超低风速区进行实用，且织物结构中设置有背面毡层，背面毡层为玻璃纤维表面毡，玻璃纤维表面毡具有耐腐蚀、防渗漏、抗压强度高等有点，通过设置玻璃纤维毡，能够显著改善风扇叶片用基材的耐腐蚀性、防渗漏性、抗压强度和外观质量，并能延长其使用寿命，本风电叶片用高模量多轴向织物的强度和模量得到了较大的提升，以满足风电叶片大型化发展的要求。
附图说明
图1是本实用新型中风电叶片用高模量多轴向织物的结构拆分图。
上述附图中：1、主纤维层；2、第二纤维层；3、第三纤维层；4、背面毡层。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与作用更加清楚及易于了解，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步阐述。
如图1所示，本实用新型提出了一种风电叶片用高模量多轴向织物，包括自上而下依次设置的主纤维层1、第二纤维层2、第三纤维层3和背面毡层4。
主纤维层1为玻璃纤维纱线束，玻璃纤维纱线束即由多根平行的玻璃纤维纱线编织成的平面状编织物，本实施例中，主纤维层1选取为高模量无碱玻璃纤维纱线束，高模量无碱玻璃纤维纱线束具有拉伸强度高、弹性系数高、吸水性小、耐热性佳等优点。主纤维层1的高模量无碱玻璃纤维纱线束的规格为2400TEX，纱线密度为9~10根/英寸，纤维单位重量为830~900克。主纤维层1的高模量无碱玻璃纤维纱线束的单丝强度不小于0.45N/TEX，拉伸弹性模量为85Gpa。
第二纤维层2为玻璃纤维纱线束，玻璃纤维纱线束即由多根平行的玻璃纤维纱线编织成的平面状编织物，本实施例中，第二纤维层2选取为高模量环氧玻璃纤维纱线束，高模量环氧玻璃纤维纱线束具有集束性好、强度高等优点。第二纤维层2的高模量环氧玻璃纤维纱线以主纤维层1的高模量无碱玻璃纤维纱线为基准线，且与其的顺时针夹角为135°，第二纤维层2的高模量环氧玻璃纤维纱线的规格为300TEX，纱线密度为14~16根/英寸，纤维单位重量为245~255克。第二纤维层2的高模量环氧玻璃纤维纱线束的单丝强度不小于0.45N/TEX，拉伸弹性模量为85GPA。
第三纤维层3为玻璃纤维纱线束，玻璃纤维纱线束即由多根平行的玻璃纤维纱线编织成的平面状编织物，本实施例中，第三纤维层3选取为高模量环氧玻璃纤维纱线束，高模量环氧玻璃纤维纱线束具有集束性好、强度高等优点。第三纤维层3的高模量环氧玻璃纤维纱线以主纤维层1的高模量无碱玻璃纤维纱线为基准线，且与其的顺时针夹角为45°，第三纤维层3的高模量环氧玻璃纤维纱线的规格为300TEX，密度为14~16根/英寸，纤维单位重量为245~255克。第三纤维层3的高模量环氧玻璃纤维纱线束的单丝强度不小于0.45N/TEX，拉伸弹性模量为85GPA。
背面毡层4为玻璃纤维表面毡，玻璃纤维表面毡是由连续原丝或短切原丝不定向地通过化学粘结剂或机械作用结合在一起制成的薄片状制品，通过设置玻璃纤维毡，能够显著改善风扇叶片用基材的耐腐蚀性、防渗漏性、抗压强度和外观质量，并能延长其使用寿命。
主纤维层1、第二纤维层2、第三纤维层3和背面毡层4经涤纶高弹丝编织成一个整体，涤纶高弹丝根据主纤维层1、第二纤维层2、第三纤维层3和背面毡层4的贴合点进行交错的编织，最后形成一条平行于主纤维层1的编织线。其中涤纶高弹丝的单位面积质量为16克/平方米，织物的总单位面积质量为1382克/平方米。
本风电叶片用高模量多轴向织物自上而下依次设置有主纤维层1、第二纤维层2、第三纤维层3和背面毡层4，并利用涤纶高弹丝将主纤维层1、第二纤维层2、第三纤维层3和背面毡层4编织成整体，第二纤维层2的高模量环氧玻璃纤维纱线以主纤维层1的高模量无碱玻璃纤维纱线为基准线，且与其的顺时针夹角为135°，第三纤维层3的高模量环氧玻璃纤维纱线以主纤维层1的高模量无碱玻璃纤维纱线为基准线，且与其的顺时针夹角为45°，本风电叶片用高模量多轴向织物采用上述结构，可在原有横向受力有富余的情况下，使部分受力转移到0°方向，是0°方向可以承受更大的载荷，从而使风电叶片能够更大，捕风能力能够更好，以适用于超低风速区进行实用，且织物结构中设置有背面毡层4，背面毡层4为玻璃纤维表面毡，玻璃纤维表面毡具有耐腐蚀、防渗漏、抗压强度高等有点，通过设置玻璃纤维毡，能够显著改善风扇叶片用基材的耐腐蚀性、防渗漏性、抗压强度和外观质量，并能延长其使用寿命，本风电叶片用高模量多轴向织物的强度和模量得到了较大的提升，以满足风电叶片大型化发展的要求。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (9)
1.一种风电叶片用高模量多轴向织物，其特征在于：包括自上而下依次设置的主纤维层(1)、第二纤维层(2)、第三纤维层(3)和背面毡层(4)，所述主纤维层(1)、第二纤维层(2)、第三纤维层(3)均为玻璃纤维纱线束，所述第二纤维层(2)的玻璃纤维纱线以主纤维层(1)的玻璃纤维纱线为基准线，且与其的顺时针夹角为135°，第三纤维层(3)的玻璃纤维纱线以主纤维层(1)的玻璃纤维纱线为基准线，且与其的顺时针夹角为45°，所述主纤维层(1)、第二纤维层(2)、第三纤维层(3)和背面毡层(4)经涤纶高弹丝编织成一个整体。
2.根据权利要求1所述的一种风电叶片用高模量多轴向织物，其特征在于：所述主纤维层(1)为高模量无碱玻璃纤维纱线束，所述主纤维层(1)的规格为2400TEX，纱线密度为9~10根/英寸，纤维单位重量为830~900克。
3.根据权利要求2所述的一种风电叶片用高模量多轴向织物，其特征在于：所述主纤维层(1)的高模量无碱玻璃纤维纱线束的单丝强度不小于0.45N/TEX，拉伸弹性模量为85Gpa。
4.根据权利要求1所述的一种风电叶片用高模量多轴向织物，其特征在于：所述第二纤维层(2)为高模量环氧玻璃纤维纱线束，所述第二纤维层(2)中高模量环氧玻璃纤维纱线的规格为300TEX，纱线密度为14~16根/英寸，纤维单位重量为245~255克。
5.根据权利要求4所述的一种风电叶片用高模量多轴向织物，其特征在于：所述第二纤维层(2)的高模量环氧玻璃纤维纱线束的单丝强度不小于0.45N/TEX，拉伸弹性模量为85GPA。
6.根据权利要求1所述的一种风电叶片用高模量多轴向织物，其特征在于：所述第三纤维层(3)为高模量环氧玻璃纤维纱线束，所述第三纤维层(3)中高模量环氧玻璃纤维纱线的规格为300TEX，纱线密度为14~16根/英寸，纤维单位重量为245~255克。
7.根据权利要求6所述的一种风电叶片用高模量多轴向织物，其特征在于：所述第三纤维层(3)的高模量环氧玻璃纤维纱线束的单丝强度不小于0.45N/TEX，拉伸弹性模量为85GPA。
8.根据权利要求1所述的一种风电叶片用高模量多轴向织物，其特征在于：所述背面毡层(4)为玻璃纤维表面毡，所述背面毡层(4)的纤维单位重量为30或50克。
9.根据权利要求1所述的一种风电叶片用高模量多轴向织物，其特征在于：所述涤纶高弹丝的规格为75D，纱线密度为12根/英寸，纤维单位重量为16~18克。
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