專利名稱：一種大型風(fēng)力葉片及其制作工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種風(fēng)力設(shè)備的葉片及其制作工藝，具體涉及一種由上葉殼、下葉殼
和芯模構(gòu)成，所述芯模由主腹板及兩側(cè)固定網(wǎng)架構(gòu)成，所述主腹板的下端與下葉殼接合，所 述上葉殼罩在芯模上，其下端與下葉殼上端接合，且其上葉殼、下葉殼接合處的玻璃纖維增 強材料連續(xù)。
背景技術(shù)：
風(fēng)力發(fā)電機葉片技術(shù)是風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)之一，傳統(tǒng)的復(fù)合材料風(fēng)機葉片通 過分體多步成型，即葉片上下葉殼和主腹板板分別制成后，再粘成一體，由于上下葉殼粘接 處的強度低，粘接處開裂也成了葉片的重要質(zhì)量問題之一，影響了復(fù)合材料性能的充分發(fā) 揮，大大降低葉片的實際效率。 目前中小型葉片，國外已開始采用RTM工藝整體成型，但大型葉片仍只有開模手 工鋪層和閉模真空浸透兩種方法，而這兩種都是上述分體多步成型后再粘成一體。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要任務(wù)在于提供一種風(fēng)力設(shè)備的葉片及其制作工藝，具體涉及一種接 合處玻璃纖維連續(xù)，葉殼為閉合結(jié)構(gòu)的葉片及其制作工藝，由該工藝制造出的葉片整體性 能提高了 ，且具備了更高的承載能力。 為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明的一種大型風(fēng)力葉片，葉片主要由增強材料浸漬 樹脂固化成型，其特征在于該工藝為先制作下葉殼，在下葉殼內(nèi)設(shè)芯模，然后再在芯模上 鋪設(shè)上葉殼增強材料，最后合模、在上葉模內(nèi)的增強材料上浸漬樹脂構(gòu)成完整的葉片；所述 上下葉殼的增強材料為一個整體，上葉殼的邊緣增強材料在制作下葉殼時先將使用量預(yù)留 獲得，使葉殼的增強材料整體連續(xù)。 進一步地，所述下葉殼制作方法如下在清理過的下葉殼外模內(nèi)按常規(guī)涂抹脫模 劑，然后在下葉殼內(nèi)鋪設(shè)風(fēng)力葉片所需的增強材料并在下外殼模的邊緣上預(yù)留制作上葉殼 邊緣所需增強材料；在鋪放風(fēng)力葉片用增強材料的同時，下葉殼模邊緣的增強材料浸漬樹 脂手工糊制成15CM-25CM寬度的玻璃纖維復(fù)合材料帶做成封閉環(huán)，在封閉環(huán)內(nèi)部表面鋪設(shè) 制造下葉片成型的真空輔助材料，并在封閉環(huán)上做好真空密封，采用慣用的真空灌注法注 入樹脂至增強材料上成型葉片下葉殼，待下葉殼固化后除去脫模布及其以上的全部真空成 型輔助材料，下葉殼制作完畢。 進一步地，所述增強材料葉殼部分共三層，分別為第一、三層為數(shù)層玻璃纖維多 軸向織物或氈；中間層為梁帽及梁帽兩側(cè)鋪設(shè)的PVC泡沫或balsa芯木。葉根部份及葉尖 部分全部為數(shù)層玻璃纖維多軸向織物或氈。 進一步地，所述上葉殼制作方法如下上葉殼的真空成型輔助材料鋪設(shè)在芯模上， 在真空輔助材料上將下葉殼成型時預(yù)留的上葉殼的下層邊緣增強材料及其它中部增強材 料平鋪到芯模上，按與下葉殼鋪設(shè)手法相同的方法鋪設(shè)中間層；然后，再在中間層上平鋪下2/4頁
葉殼成型時預(yù)留的上葉殼的上層邊緣增強材料及其它中部上層增強材料，最后，將處理好 的上葉殼模合模，采用慣用的真空灌注手法注入樹脂至增強材料上成型葉片上葉殼，上葉 殼制作完畢。 本發(fā)明的優(yōu)點在于所述風(fēng)力葉片為整體成型，且上下葉殼接合處玻璃纖維連續(xù)， 大大提高了葉片的整體性能，葉殼成為閉合結(jié)構(gòu)，具備了更高的承載能力，因而可以減輕葉 殼的重量，同時徹底排除了因粘接質(zhì)量引起葉片失效的可能性。


附圖為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
如附圖所示，本發(fā)明的葉片結(jié)構(gòu)為有上葉殼1、下葉殼2和芯模3，其中，芯模3由 兩個平行的主腹板4并在其兩側(cè)固定連接網(wǎng)架5構(gòu)成，該結(jié)構(gòu)中，網(wǎng)架5的內(nèi)部構(gòu)造可以為 任意形狀。 本發(fā)明中上葉殼1與下葉殼2為玻璃纖維增_強塑料，兩葉殼之間置芯模3，芯模 3的網(wǎng)架5的上表面與上葉殼1內(nèi)表面完全吻合，芯模3中主腹板4的下部與下葉殼2的上 表面完全吻合、上葉殼1與下葉殼2邊緣接合為一個整體，產(chǎn)品制作時是先制作下葉殼2， 再制作上葉殼l，不同的是在制作下葉殼2時就預(yù)留上葉殼1的邊緣增強材料，使其增強材 料為整體，不分割，無需通過膠粘劑粘接上下葉殼，這樣通過兩個步驟實現(xiàn)了葉片的整體成 型。并通過將玻璃纖維浸制樹脂，形成連續(xù)復(fù)合材料并與主腹板4充分粘接；其優(yōu)點為使 上下葉殼1、2接合處玻璃纖維連續(xù)，大大提高了葉片的整體性能，上下葉殼1、2成為閉合結(jié) 構(gòu)，具備了更高的承載能力，因而可以減輕葉殼的重量，同時徹底排除了因粘接質(zhì)量引起葉 片失效的可能性。 上述主腹板4可以用玻璃纖維復(fù)合材料制得，其截面的形狀可以為雙拼I形或雙 拼槽鋼形結(jié)構(gòu)。 本發(fā)明制作上述葉片的工藝，該工藝是先制作下葉片再制作上葉片，然后合模充 入樹脂，形成邊緣增強材料連續(xù)不需粘結(jié)的葉片。具體步驟如下
整體成型的工藝流程
l，制作復(fù)合材料主腹板 主腹板為玻璃纖維復(fù)合材料材質(zhì)，其形狀為雙拼I形或雙拼槽形等形式。主腹板
根部外表面與上外殼模具根部內(nèi)表面完全吻合，主腹板下端面與下葉殼結(jié)合部位完全吻
合，主腹板的制作可以采用現(xiàn)有的手糊、真空浸漬或其它現(xiàn)有復(fù)合材料的制作工藝直接成
型或組裝成型，主腹板和上下葉殼一起作為葉片的承力件。 2，制作芯模 芯模由上述主腹板的上方設(shè)網(wǎng)架構(gòu)成，網(wǎng)架可以采用復(fù)合材料，金屬材料或非金 屬材料制成，網(wǎng)架可整體制作，也可分段制作，主要分布在上外殼模內(nèi)，對上葉殼作支撐，其 骨架形狀為任意形狀，主要保證上葉殼的增強材料不發(fā)生形變即可。網(wǎng)架與兩個平行設(shè)置 的主腹板兩側(cè)相連并固定后形成剛性芯模，網(wǎng)架上表面與上葉殼內(nèi)表面完全吻合，主腹板 的兩端抵在梁帽上，其雙拼I型和雙拼槽的形狀作用在于增大連接面，形成更穩(wěn)定的連接。
3，成型葉片下葉殼 下葉殼模為具有下葉殼外殼表面形狀的模腔的模具，在下葉殼模腔四周設(shè)有與外 界連通的真空通道。將葉片下葉殼模清理并施加脫模材料后，制作膠衣層，鋪放增強材料， 其中葉殼部分增強材料為三層第一層為玻璃纖維多軸向織物或氈，該層平鋪在模腔的內(nèi) 壁上，第二層為梁帽和PVC泡沫或balsa芯木，梁帽為一對，是以單向纖維增強材料為主預(yù) 先制作的玻璃鋼，其中一個鋪設(shè)在下外殼模腔的中間位置上，另一個用于上外殼模腔，在梁 帽的兩側(cè)鋪設(shè)PVC泡沫或balsa芯木，最后再在其上鋪一層與第一層類似的玻璃纖維織物 或氈，鋪設(shè)時注意的是在下葉殼模的全部邊緣上預(yù)留部分或全部上葉殼邊緣成型用的玻璃 纖維增強材料，其預(yù)留的量要足夠平鋪上外殼的邊緣。 在鋪放風(fēng)力葉片用增強材料的同時，下葉殼模邊緣處浸漬樹脂糊制成15CM-25CM 寬度的復(fù)合材料帶，形成封閉環(huán)。封閉環(huán)固化后，在環(huán)內(nèi)部表面鋪設(shè)制造下葉片成型的輔 助材料，具體如下首先平鋪脫模布，在脫模布上再平鋪隔離膜，再在隔離膜上鋪設(shè)導(dǎo)流網(wǎng)， 在導(dǎo)流網(wǎng)上局部鋪設(shè)真空輔助膜，該真空輔助膜鋪設(shè)位置為向外界連通的真空管周邊的部 分，接著，鋪設(shè)樹脂流道，樹脂流道可用若干根小管，也可以用一根主管上設(shè)多條支管構(gòu)成， 管可以為三角形、螺旋型、Q型等形狀的樹脂管；待上述樹脂流道和真空通道鋪設(shè)完畢后， 最后將真空袋鋪放到模腔的上方，與模腔邊緣封閉環(huán)密封連接，在真空輔助膜鋪處插入真 空管并與真空通道連接，真空通道布置為一般布置在模具的四周，總管與真空泵連接。最 后采用真空灌注法抽真空注入樹脂成型葉片下葉殼，待下葉殼固化后除去脫模布及其以上 的全部真空成型輔助材料，下葉殼制作完畢。
4，安裝剛性芯模 將剛性芯模放入上述已成型但尚未脫模的下葉殼內(nèi)，芯模主腹板下部與下葉殼粘
接牢固，可用手糊法加固主腹板與下葉殼的連接，以芯模主腹板的左右下邊緣及葉片下葉
殼內(nèi)邊緣為邊界形成左中右三個封閉環(huán)。以上述封閉環(huán)為邊界在網(wǎng)架上鋪設(shè)真空袋并采用
真空成型密封材料與封閉環(huán)形成密封，在真空袋上按下葉殼模布置的方法布置樹脂流道和
真空通道，并在抽真空管路處鋪設(shè)真空輔助膜，然后在其上布置導(dǎo)流網(wǎng)，該環(huán)節(jié)其實是為上
葉片成型鋪設(shè)的上外殼模成型輔助材料。 5，鋪放上葉殼成型材料 把下葉殼邊緣預(yù)留的第三層玻璃纖維多軸向織物或氈平鋪在芯模上邊緣，在其余 中間部位鋪設(shè)與下葉殼類似的玻璃纖維多軸向織物或氈，然后鋪設(shè)下葉殼相應(yīng)的第二層材 料，最后，在第二層材料上再將下葉殼邊緣預(yù)留的第一層玻璃纖維多軸向織物或氈平鋪在 第二層邊緣上，在其余中間部位鋪設(shè)與下葉殼類似的玻璃纖維多軸向織物或氈，這樣，上葉 片的增強材料鋪設(shè)完畢。最后再在鋪層的外圍上下葉殼對合處及上葉殼根部與芯模根部的 對合處粘貼密封材料，形成外層封閉環(huán)。
6，整體成型 以同樣的方式處理上外殼模的真空成型準(zhǔn)備，上外殼模的結(jié)構(gòu)與下外殼模的結(jié)構(gòu) 除了模腔，其他結(jié)構(gòu)相同。合上葉片上外殼模，確保上下葉殼模準(zhǔn)確對位并檢查邊緣確保完 全密封，然后采用真空灌注法通過上外殼?；蛉~根通道注入樹脂到上葉殼增強材料上，讓 其充分浸漬樹脂，成型上葉殼面。待產(chǎn)品充分固化后上下葉殼完全通過連續(xù)增強材料形成 一體并與主腹板、主梁帽之間充分粘接，最后脫去上下葉殼模具，對產(chǎn)品邊緣進行清理及表面處理并在葉根安裝與風(fēng)力發(fā)電機連接的金屬螺栓等，形成整體的產(chǎn)品。
權(quán)利要求
一種大型風(fēng)力葉片的制作工藝，葉片主要由增強材料浸漬樹脂成型成葉片構(gòu)成，其特征在于該工藝為先制作下葉殼，在下葉殼內(nèi)設(shè)芯模，然后再在芯模上鋪設(shè)上葉殼增強材料，最后合模、在上葉模內(nèi)的增強材料上浸漬樹脂構(gòu)成完整的葉片；所述上下葉殼的邊緣增強材料為一個整體，上葉殼的邊緣增強材料在制作下葉殼時先將使用量預(yù)留獲得，使葉殼的增強材料整體連續(xù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大型風(fēng)力葉片的制作工藝，其特征在于下葉殼制作方 法如下在清理過的下葉殼外模內(nèi)按常規(guī)涂抹脫模劑，然后在下葉殼內(nèi)鋪設(shè)風(fēng)力葉片所需 的增強材料并在下外殼模的邊緣上預(yù)留制作上葉殼邊緣所需增強材料；在鋪放風(fēng)力葉片用 增強材料的同時，下葉殼模邊緣的增強材料浸漬樹脂手工糊制成15CM-25CM寬度的玻璃纖 維復(fù)合材料帶做成封閉環(huán)，在封閉環(huán)內(nèi)部表面鋪設(shè)制造下葉片成型的真空輔助材料，并在 封閉環(huán)上做好真空密封，采用慣用的真空灌注法注入樹脂至增強材料上成型葉片下葉殼， 待下葉殼固化后除去脫模布及其以上的全部真空成型輔助材料，下葉殼制作完畢。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種大型風(fēng)力葉片的制作工藝，其特征在于所述增強材料 葉殼部分共三層，分別為第一、三層為數(shù)層玻璃纖維多軸向織物或氈；中間層為梁帽及梁 帽兩側(cè)鋪設(shè)的PVC泡沫或balsa芯木。葉根部份及葉尖部分全部為數(shù)層玻璃纖維多軸向織 物或氈。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大型風(fēng)力葉片的制作工藝，其特征在于所述上葉殼制 作方法如下上葉殼的真空成型輔助材料鋪設(shè)在芯模上，在真空輔助材料上將下葉殼成型 時預(yù)留的上葉殼的下層邊緣增強材料及其它中部增強材料平鋪到芯模上，按與下葉殼鋪設(shè) 手法相同的方法鋪設(shè)中間層；然后，再在中間層上平鋪下葉殼成型時預(yù)留的上葉殼的上層 邊緣增強材料及其它中部上層增強材料，最后，將處理好的上葉殼模合模，采用慣用的真空 灌注手法注入樹脂至增強材料上成型葉片上葉殼，上葉殼制作完畢。
全文摘要
本發(fā)明的一種大型風(fēng)力葉片，葉片主要由增強材料浸漬樹脂固化成型，其特征在于該工藝為先制作下葉殼，在下葉殼內(nèi)設(shè)芯模，然后再在芯模上鋪設(shè)上葉殼增強材料，最后合模、在上葉模內(nèi)的增強材料上浸漬樹脂構(gòu)成完整的葉片；所述上下葉殼的增強材料為一個整體，上葉殼的邊緣增強材料在制作下葉殼時先將使用量預(yù)留獲得，使葉殼的增強材料整體連續(xù)。本發(fā)明的優(yōu)點在于所述風(fēng)力葉片為整體成型，且上下葉殼接合處玻璃纖維連續(xù)，大大提高了葉片的整體性能，葉殼成為閉合結(jié)構(gòu)，具備了更高的承載能力，因而可以減輕葉殼的重量，同時徹底排除了因粘接質(zhì)量引起葉片失效的可能性。
文檔編號B29C70/28GK101695871SQ20091017836
公開日2010年4月21日 申請日期2009年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月12日
發(fā)明者儲開明, 姜鵠, 崔佰君, 顧清波 申請人:江蘇九鼎新材料股份有限公司;