CN220095266U - 一种兆瓦级玻璃纤维风电叶片的灌注系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种兆瓦级玻璃纤维风电叶片的灌注系统，包括叶片模具。其上对应风电叶片的叶根、最大弦和叶尖的位置的上方均设有灌注设备，灌注设备包括料筒，料筒一侧底部连通有带有第一流量调节阀的出料管，出料管连通有分流管，分流管上并联有若干注料管，注料管与叶片模具相应位置上的导流管一一对应并连通，料筒外侧设有第一保温夹套、内底部上转动设有十字形转板，转板四角上均转动设有搅拌轴、中心设有加热柱，搅拌轴周侧设有若干搅拌框，搅拌框内侧设有网状搅拌件，加热柱外顶部上设有消泡桨，料筒顶部连接有第二真空泵。本实用新型更能有效保证树脂温度和物料均匀度并能有效进行消泡和脱泡，且可实现多位同时灌注，灌注质量更高。

Description

一种兆瓦级玻璃纤维风电叶片的灌注系统

技术领域

本实用新型属于风电叶片技术领域，具体涉及一种兆瓦级玻璃纤维风电叶片的灌注系统。

背景技术

风电叶片是风电机组中将自然界的风能转换为风力发电机组电能的核心部件，也是衡量风电机组设计和技术水平的主要依据。巨型的兆瓦级风电叶片单支质量可超过50吨，叶根直径超过5米，多为树脂增强玻璃纤维结构，树脂作为叶片的基体相，在风电叶片的真空灌注中大量使用。

目前，风电叶片的真空灌注系统通常包括叶片模具、真空泵和盛装有树脂物料的灌注设备，叶片模具包括模具本体，灌注时，先在模具本体上铺设包括玻璃纤维层在内的主材，再在主材上铺设辅材，辅材自下而上通常包括有带孔隔离膜、导流网、保护网垫、若干导流管和真空膜层，导流管与灌注设备的出料口连通且其上均布有若干布料通孔，然后利用真空泵对真空膜层与模具本体之间进行抽真空处理，形成负压空间，再利用灌注设备灌注树脂即可。但在实际使用中，上述系统仍存在以下一些问题：1、常规风电叶片灌注系统一般仅有一组灌注设备，设于叶片模具对应风电叶片根部的位置处，从叶片根部开始灌注，在风电叶片较长等情况下灌注所需时间较长，且易出现导流管内树脂提前固化而造成树脂流动困难、叶尖树脂量不足的问题，致使无法顺利完成灌注作业；2、为了避免树脂提前冷却固化、保证灌注时树脂顺利出料，灌注设备上通常设有保温夹套来对其盛装的树脂进行加热保温，并设有搅拌器来保证树脂的物料均匀度，但仅靠保温夹套从外侧保温的效果较为有限，且搅拌时易产生气泡，气泡的存在会产生白丝、干斑和白斑等制品缺陷，不利于后续灌注，有待改进。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种兆瓦级玻璃纤维风电叶片的灌注系统，更能有效保证树脂的温度和物料均匀度并能有效进行消泡和脱泡处理，且可实现多位同时灌注，以解决上述问题。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种兆瓦级玻璃纤维风电叶片的灌注系统，包括叶片模具和第一真空泵，所述叶片模具的抽真空口与第一真空泵的抽气口连通，所述叶片模具上对应风电叶片的叶根、最大弦和叶尖的位置的上方均设有一组灌注设备，所述灌注设备包括料筒，所述料筒的顶部一端连通有带有进料阀的进料管、一侧底部连通有带有第一流量调节阀的出料管，所述出料管尾端连通有分流管，所述分流管上并联有若干注料管，所述注料管与叶片模具相应位置上的导流管一一对应并连通，所述料筒的外侧上设有第一保温夹套，所述第一保温夹套内紧贴料筒的外侧壁设有若干呈圆周间隔均布的第一电加热板，所述料筒的内底部上转动设有十字形转板，所述转板的四角上均竖向且转动设有搅拌轴，每个搅拌轴的周侧上均呈圆周间隔均布有若干与其固定连接的U形搅拌框，所述搅拌框的内侧设有若干由竖向搅拌杆和横向搅拌杆交叉形成的网状搅拌件，所述转板的中心上同轴固设有加热柱，所述加热柱的内部同轴嵌设有电加热管、外顶部同轴固设有支撑轴，所述支撑轴上固定套设有消泡桨，所述料筒的顶部连通有带有排气阀的排气管，所述排气管尾端与设在料筒外顶部上的第二真空泵的抽气口连通。

优选的，所述转板对应的料筒外顶部上设有第一电机箱，所述第一电机箱内设有第一电机，所述第一电机的输出轴朝上伸入料筒并与转板同轴固定连接。

优选的，所述搅拌轴对应的转板底部固设有第二电机箱，所述第二电机箱内设有第二电机，所述第二电机的输出轴朝上贯穿转板并与对应搅拌轴同轴固定连接。

优选的，所述出料管与分流管之间设有缓冲罐，所述出料管的尾端与缓冲罐顶部连通，所述分流管的顶端通过带有第二流量调节阀的下料管与缓冲罐的底部连通，每个注料管上均设有第三流量调节阀。

优选的，所述缓冲罐的外侧上设有第二保温夹套，所述第二保温夹套内紧贴缓冲罐的外侧壁设有若干呈圆周间隔均布的第二电加热板。

优选的，所述注料管通过其尾端上连通的缓冲袋与对应的导流管连通。

本实用新型的有益效果是：灌注前，先根据现有技术将叶片模具制作好，并将其与第一真空泵和各灌注设备连接好，灌注所用的树脂物料则可经各个灌注设备的料筒上的进料管送入对应料筒中暂存。暂存过程中，第一电加热板和电加热管运行，可分别从料筒的外侧由外至内加热以及从料筒的中心由内向外加热，实现双向同时加热，加热更加均匀有效，能大大增强对树脂的加热保温效果，更有利于避免树脂冷却固化，保证后续灌注时树脂顺利出料。同时，转板的转动可带动各个搅拌轴以及搅拌轴上的搅拌框和网状搅拌件整体公转，各个搅拌轴的转动又可带动其上的搅拌框和网状搅拌件单独自转，加上网状搅拌件可有效保证物料的流动性，相互配合下即可实现对树脂物料的更加高效高质量的搅拌混合，既能使得物料各处受热更加均匀有效，进一步保证对树脂的加热保温质量，又可大大提高树脂的物料均匀度，更有利于后续灌注，保证风电叶片的成品质量。此外，搅拌时，消泡桨可随转板同步转动，能够将产生并上浮的气泡打破，实现对搅拌产生的气泡的消泡处理，且可打开排气阀，运行第二真空泵，利用第二真空泵抽排料筒中的气体，即可使料筒内形成负压，使气泡在负压作用下脱除，实现真空脱泡处理，从而更有利于后续灌注作业，避免出现白丝、干斑和白斑等产品缺陷；

灌注时，先利用第一真空泵对叶片模具抽真空，再打开并调节好第一流量调节阀，即可经出料管先将树脂物料导出至分流管中，再由分流管分流到各个注料管中，经注料管将树脂物料输送给叶片模具上对应的导流管内，通过导流管配合实现真空灌注作业，且三组灌注设备的设置及其位置布局，可从叶片的叶根、最大弦和叶尖三处同时进行灌注，可有效缩短灌注所需时间，更能保证树脂物料能充分流动到模腔各处，使灌注作业顺利进行，更加实用。

附图说明

图1是本实用新型的主视结构示意图；

图2是本实用新型料筒的主视结构示意图；

图3是本实用新型转板的主视结构示意图；

图4是本实用新型转板的俯视结构示意图；

图5是本实用新型缓冲罐的右视结构示意图。

图中标号：1为叶片模具，2为第一真空泵，3为料筒，4为进料阀，5为进料管，6为第一流量调节阀，7为出料管，8为分流管，9为注料管，10为第一保温夹套，11为第一电加热板，12为转板，13为搅拌轴，14为搅拌框，15为网状搅拌件，16为加热柱，17为电加热管，18为支撑轴，19为消泡桨，20为排气阀，21为排气管，22为第二真空泵，23为第一电机箱，24为第一电机，25为第二电机箱，26为第二电机，27为缓冲罐，28为第二流量调节阀，29为下料管，30为第三流量调节阀，31为第二保温夹套，32为第二电加热板，33为缓冲袋。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：

如图1至5所示，一种兆瓦级玻璃纤维风电叶片的灌注系统，包括叶片模具1和第一真空泵2，叶片模具1的抽真空口与第一真空泵2的抽气口连通。叶片模具1上对应风电叶片的叶根、最大弦和叶尖的位置的上方均设有一组灌注设备，灌注设备包括料筒3，料筒3的顶部一端连通有带有进料阀4的进料管5、一侧底部连通有带有第一流量调节阀6的出料管7，出料管7尾端连通有分流管8，分流管8上并联有若干注料管9，注料管9与叶片模具1相应位置上的导流管（图中未示出）一一对应并连通。料筒3的外侧上设有第一保温夹套10，第一保温夹套10内紧贴料筒3的外侧壁设有若干呈圆周间隔均布的第一电加热板11。料筒3的内底部上转动设有十字形转板12，转板12的四角上均竖向且转动设有搅拌轴13，每个搅拌轴13的周侧上均呈圆周间隔均布有若干与其固定连接的U形搅拌框14，搅拌框14的内侧设有若干由竖向搅拌杆和横向搅拌杆交叉形成的网状搅拌件15。转板12的中心上同轴固设有加热柱16，加热柱16的内部同轴嵌设有电加热管17、外顶部同轴固设有支撑轴18，支撑轴18上固定套设有消泡桨19。料筒3的顶部连通有带有排气阀20的排气管21，排气管21尾端与设在料筒3外顶部上的第二真空泵22的抽气口连通；

灌注前，先根据现有技术将叶片模具1制作好，并将其与第一真空泵2和各灌注设备连接好，灌注所用的树脂物料则可经各个灌注设备的料筒3上的进料管5送入对应料筒3中暂存。暂存过程中，第一电加热板11和电加热管17运行，可分别从料筒3的外侧由外至内加热以及从料筒3的中心由内向外加热，实现双向同时加热，加热更加均匀有效，能大大增强对树脂的加热保温效果，更有利于避免树脂冷却固化，保证后续灌注时树脂顺利出料。同时，转板12的转动可带动各个搅拌轴13以及搅拌轴13上的搅拌框14和网状搅拌件15整体公转，各个搅拌轴13的转动又可带动其上的搅拌框14和网状搅拌件15单独自转，加上网状搅拌件15可有效保证物料的流动性，相互配合下即可实现对树脂物料的更加高效高质量的搅拌混合，既能使得物料各处受热更加均匀有效，进一步保证对树脂的加热保温质量，又可大大提高树脂的物料均匀度，更有利于后续灌注，保证风电叶片的成品质量。此外，搅拌时，消泡桨19可随转板12同步转动，能够将产生并上浮的气泡打破，实现对搅拌产生的气泡的消泡处理，且可打开排气阀20，运行第二真空泵22，利用第二真空泵22抽排料筒3中的气体，即可使料筒3内形成负压，使气泡在负压作用下脱除，实现真空脱泡处理，从而更有利于后续灌注作业，避免出现白丝、干斑和白斑等产品缺陷；

灌注时，先利用第一真空泵2对叶片模具1抽真空，再打开并调节好第一流量调节阀6，即可经出料管7先将树脂物料导出至分流管8中，再由分流管8分流到各个注料管9中，经注料管9将树脂物料输送给叶片模具1上对应的导流管内，通过导流管配合实现真空灌注作业，且三组灌注设备的设置及其位置布局，可从叶片的叶根、最大弦和叶尖三处同时进行灌注，可有效缩短灌注所需时间，更能保证树脂物料能充分流动到模腔各处，使灌注作业顺利进行，更加实用。叶片模具1采用现有技术即可，通常的，其一般包括模具本体，模具本体上铺设有包括玻璃纤维层在内的主材，主材上铺设有辅材，辅材自下而上通常包括有带孔隔离膜、导流网、保护网垫、若干导流管和真空膜层，导流管上均布有若干布料通孔，真空膜层与模具本体之间设有抽真空口，用以与第一真空泵2连通，便于利用第一真空泵2对其进行抽真空处理，形成负压空间，再利用灌注设备灌注树脂即可。消泡桨19采用现有技术即可。

在本实施例中，转板12对应的料筒3外顶部上设有第一电机箱23，第一电机箱23内设有第一电机24，第一电机24的输出轴朝上伸入料筒3并与转板12同轴固定连接，使得在使用时，可通过第一电机24提供的动力带动转板转动，配合实现搅拌。

在本实施例中，搅拌轴13对应的转板12底部固设有第二电机箱25，第二电机箱25内设有第二电机26，第二电机26的输出轴朝上贯穿转板12并与对应搅拌轴13同轴固定连接，使得在使用时，可通过第二电机26提供的动力带动对应搅拌轴13转动，配合实现搅拌。

在本实施例中，出料管7与分流管8之间设有缓冲罐27，出料管7的尾端与缓冲罐27的顶部连通，分流管8的顶端通过带有第二流量调节阀28的下料管29与缓冲罐27的底部连通，每个注料管9上均设有第三流量调节阀30，使得在灌注时，经出料管7排出的树脂可先流入缓冲罐27中，再经缓冲罐27流入分流管8内进行分流，以此可起到有效缓冲作用，减小树脂物料液的压力，更有利于灌注作业的进行，且通过出料管7上的第一电磁阀6与下料管29上的第二电磁阀28和各个注料管9上的第三电磁阀30相互配合，更能在灌注时实现对输出的树脂物料液流量的多级调控，提高灌注作业的平稳，保证灌注质量。

在本实施例中，缓冲罐27的外侧上设有第二保温夹套31，第二保温夹套31内紧贴缓冲罐27的外侧壁设有若干呈圆周间隔均布的第二电加热板32，可在树脂物料液流入缓冲罐27后，也能对其进行有效加热保温，保证树脂的流动性。

在本实施例中，注料管9通过其尾端上连通的缓冲袋33与对应的导流管连通，可进一步起到有效缓冲作用，减小树脂物料液的压力，更有利于灌注作业的进行。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种兆瓦级玻璃纤维风电叶片的灌注系统，包括叶片模具和第一真空泵，所述叶片模具的抽真空口与第一真空泵的抽气口连通，其特征在于，所述叶片模具上对应风电叶片的叶根、最大弦和叶尖的位置的上方均设有一组灌注设备，所述灌注设备包括料筒，所述料筒的顶部一端连通有带有进料阀的进料管、一侧底部连通有带有第一流量调节阀的出料管，所述出料管尾端连通有分流管，所述分流管上并联有若干注料管，所述注料管与叶片模具相应位置上的导流管一一对应并连通，所述料筒的外侧上设有第一保温夹套，所述第一保温夹套内紧贴料筒的外侧壁设有若干呈圆周间隔均布的第一电加热板，所述料筒的内底部上转动设有十字形转板，所述转板的四角上均竖向且转动设有搅拌轴，每个搅拌轴的周侧上均呈圆周间隔均布有若干与其固定连接的U形搅拌框，所述搅拌框的内侧设有若干由竖向搅拌杆和横向搅拌杆交叉形成的网状搅拌件，所述转板的中心上同轴固设有加热柱，所述加热柱的内部同轴嵌设有电加热管、外顶部同轴固设有支撑轴，所述支撑轴上固定套设有消泡桨，所述料筒的顶部连通有带有排气阀的排气管，所述排气管尾端与设在料筒外顶部上的第二真空泵的抽气口连通。

2.根据权利要求1所述的兆瓦级玻璃纤维风电叶片的灌注系统，其特征在于，所述转板对应的料筒外顶部上设有第一电机箱，所述第一电机箱内设有第一电机，所述第一电机的输出轴朝上伸入料筒并与转板同轴固定连接。

3.根据权利要求1所述的兆瓦级玻璃纤维风电叶片的灌注系统，其特征在于，所述搅拌轴对应的转板底部固设有第二电机箱，所述第二电机箱内设有第二电机，所述第二电机的输出轴朝上贯穿转板并与对应搅拌轴同轴固定连接。

4.根据权利要求1所述的兆瓦级玻璃纤维风电叶片的灌注系统，其特征在于，所述出料管与分流管之间设有缓冲罐，所述出料管的尾端与缓冲罐顶部连通，所述分流管的顶端通过带有第二流量调节阀的下料管与缓冲罐的底部连通，每个注料管上均设有第三流量调节阀。

5.根据权利要求4所述的兆瓦级玻璃纤维风电叶片的灌注系统，其特征在于，所述缓冲罐的外侧上设有第二保温夹套，所述第二保温夹套内紧贴缓冲罐的外侧壁设有若干呈圆周间隔均布的第二电加热板。

6.根据权利要求1所述的兆瓦级玻璃纤维风电叶片的灌注系统，其特征在于，所述注料管通过其尾端上连通的缓冲袋与对应的导流管连通。