大型风电叶片的灌注系统及灌注方法

文档序号:264918 发布日期:2021-11-19 浏览:17次 >En<

阅读说明:本技术 大型风电叶片的灌注系统及灌注方法 (Large wind power blade filling system and method ) 是由 孙元荣 张力赫 叶志昊 董亚波 于 2021-08-30 设计创作,主要内容包括:本发明公开大型风电叶片的灌注系统及灌注方法,所述灌注系统包括位于叶片端部的第一灌注设备和位于叶片中部的第二灌注设备,第一灌注设备上连接一套端部区域灌注管路,第二灌注设备上分别连接一套最大弦长区域灌注管路和叶尖区域灌注管路;灌注系统还包括预先铺设于风电叶片的基材上的若干导流管,导流管的延伸方向与风电叶片的轴向相适配,导流管的管壁设有若干通孔。本发明的大型风电叶片的灌注方法采用上述灌注系统,对大型风电叶片的三个区域同步进行灌注。本发明灌注系统及灌注方法缩短了大型风电叶片的灌注时间,减少树脂包络情况的发生,提高了良品率,同时通过封闭式灌注将原料与外界空气相隔离,避免环境污染,提高了生产安全性。(The invention discloses a perfusion system and a perfusion method of a large-scale wind power blade, wherein the perfusion system comprises first perfusion equipment positioned at the end part of the blade and second perfusion equipment positioned in the middle part of the blade, the first perfusion equipment is connected with a set of end part region perfusion pipelines, and the second perfusion equipment is respectively connected with a set of maximum chord length region perfusion pipelines and a set of blade tip region perfusion pipelines; the filling system further comprises a plurality of flow guide pipes laid on the base material of the wind power blade in advance, the extending direction of each flow guide pipe is matched with the axial direction of the wind power blade, and the pipe wall of each flow guide pipe is provided with a plurality of through holes. The pouring method of the large-scale wind power blade adopts the pouring system to synchronously pour the three areas of the large-scale wind power blade. The pouring system and the pouring method shorten the pouring time of the large-scale wind power blade, reduce the occurrence of resin enveloping conditions, improve the yield, and simultaneously isolate the raw materials from the outside air through closed pouring, avoid environmental pollution and improve the production safety.)

大型风电叶片的灌注系统及灌注方法

技术领域

本发明涉及一种灌注系统及灌注方法,尤其涉及一种大型风电叶片的灌注系统及灌注方法。

背景技术

风力发电设备上的风电叶片轴长在50-70m左右的被称为中型叶片,用于灌注此类叶片的灌注混胶机的流速一般为10-20kg/min。而大于70m的风电叶片称为大型风电叶片,此类叶片在灌注一个面的树脂时其用量就要超过2000kg,直接采用中型叶片灌注设备和灌注方法进行作业,一个面的灌注时长约在3小时左右,由于灌注时间特别长,随着灌注时间的加长,灌注的风险也在上升。比如,随着灌注时间延长,树脂已经开始进行聚合反应,粘度逐渐上升,导致灌注流动困难,甚至直接在灌注过程中就已经固化,而没有固化的区域就是干玻纤。再者,灌注过程中由于真空系统的辅材质量的局限性,其性能只可承受2小时左右的负压,随着灌注时间延长,现有辅材极有可能因无法承受过长时间的负压而导致漏气,最终导致灌注失败或者次品率的上升。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中的缺陷,提出一种大型风电叶片的灌注系统及灌注方法。

为了实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:

一种大型风电叶片的灌注系统,其特点在于:其包括位于叶片端部的第一灌注设备以及位于叶片中部的第二灌注设备,所述第一灌注设备上连接一套端部区域灌注管路,所述第二灌注设备上分别连接一套最大弦长区域灌注管路和叶尖区域灌注管路;所述灌注系统还包括预先铺设于风电叶片的基材上的若干导流管,所述导流管的延伸方向与风电叶片的轴向相适配,所述导流管的管壁设有若干通孔,所述端部区域灌注管路、所述最大弦长区域灌注管路和叶尖区域灌注管路均于所述导流管连通。

较佳的,所述端部区域灌注管路包括第一总管,所述第一总管的一端与所述第一灌注设备的主体连通,所述第一总管上设有若干第一分支管,所述第一分支管的出口为所述第一灌注设备的出料口,所述出料口与所述导流管的管壁连通;所述第一分支管的排布方向与所述风电叶片的弦长方向一致,所述第一分支管的延伸方向与所述风电叶片的轴向延伸方向相一致。

较佳的,所述最大弦长区域灌注管路包括第二总管,所述第二总管的一端与所述第二灌注设备的主体连通,所述第二总管上设有若干第二分支管,所述第二分支管的出口为所述第二灌注设备的一组出料口,所述出料口与所述导流管的管壁连通;所述第二分支管的排布方向为所述风电叶片的最大弦长方向一致,所述第二分支管的延伸方向与所述风电叶片的轴向延伸方向相一致。

较佳的,所述叶尖区域灌注管路包括第三总管,所述第三总管的一端与所述第二灌注设备的主体连通,所述第三总管上设有若干第三分支管,所述第三分支管的出口为所述第二灌注设备的另一组出料口,所述出料口与叶片模具上铺设的所述导流管连通;所述第三分支管的排布方与所述风电叶片的轴向延伸方向相一致。

较佳的,所述第一分支管、所述第二分支管和所述第三分支管的出料口处均设有缓冲袋。

较佳的,所述总第一总管、第二总管和第三总管上分别设有球形阀门。

较佳的,所述导流管的上方铺设有真空膜层,所述真空膜层覆盖所述基层的整个表面;所述灌注系统还包括一组抽真空泵,所述抽真空泵的抽气管设于所述真空膜层的下方。

本发明还提供了一种大型风电叶片的灌注方法,其特点在于,其包上述任一项所述的大型风电叶片的灌注系统,所述灌注方法包括如下步骤:

步骤1:在叶片模具上铺设主材,所述主材依次包括第一层玻璃纤维层、芯材、第二层玻璃纤维层和基体;

步骤2:在所述主材上铺设辅材,所述辅材自下而上依次包括带孔隔离膜、导流网、保护网垫、若干设于所述保护网垫上的导流管,以及真空膜层;

步骤3:分别在所述叶片模具的端部、最大弦长区的上方架设第一固定支架和第二固定支架,所述第一固定支架和所述第二固定支架均横跨所述叶片模具的前缘和后缘;所述第一总管固定于所述端部上方的第一固定支架上,所述第一分支管与所述导流管一一对应并连接;所述第二总管固定于所述最大弦长区上方的第二固定支架上,所述第二分支管与所述导流管一一对应并连接;

步骤4:在叶片模具的最大弦长区与叶尖之间的位置架设第三固定支架,所述第三固定支架的延伸方向与叶片轴向相匹配,所述第三总管固定于所述第三固定支架上,所述第三分支管与所述导流管一一对应并连接;

步骤5:对所述叶片模具和所述真空膜层之间抽取一个大气压,形成负压空间;

步骤6:根据风电叶片结构的预设,在厚度最大区域的边缘处贴附阻胶条;

步骤7:启动所述灌注系统的所述第一灌注设备和第二灌注设备,设置灌注速度为30-35kg/min,开始灌注树脂;

步骤8:灌注固化接受后清理所述辅材,粘合迎风面、背风面以及腹板后吊装脱模。

上述技术方案可以得到以下有益效果:本发明的大型风电叶片的灌注系统及灌注方法在灌注过程中将叶片沿轴向分为三个区域,通过同时灌注缩短了大型风电叶片的灌注时间,减少树脂包络情况的发生,提高了良品率,同时通过封闭式灌注将原料与外界空气相隔离,避免环境污染,提高了生产安全性。

附图说明

图1是本发明一较佳实施例中大型风电叶片的灌注系统的示意图。

图2是图1的实施例中叶片模具上铺设导流管并连接灌注系统后的示意图。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明,但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

如图1-2所示,本实施例中的大型风电叶片的灌注系统其包括位于叶片端部的第一灌注设备100以及位于叶片中部的第二灌注设备200,所述第一灌注设备100上连接一套端部区域灌注管路,所述第二灌注设备200上分别连接一套最大弦长区域灌注管路和叶尖区域灌注管路。所述第一灌注设备和第二灌注设备可采用市售产品,在此不再赘述。

其中,所述端部区域灌注管路包括第一总管11,所述第一总管11的一端与所述第一灌注设备100的主体连通,所述第一总管1上设有七根第一分支管12,所述第一分支管12的出口121为所述第一灌注设备100的出料口,所述出料口与所述导流管300的管壁连通;所述第一分支管12的排布方向与所述风电叶片的弦长方向一致,延伸方向与所述风电叶片的轴向延伸方向相一致。

所述最大弦长区域灌注管路包括第二总管21,所述第二总管21的一端与所述第二灌注设备200的主体连通,所述第二总管21上设有七根第二分支管22,所述第二分支管22的出口221为所述第二灌注设备200的一组出料口,所述出料口与所述导流管300的管壁连通;所述第二分支管22的排布方向为所述风电叶片的最大弦长方向一致,延伸方向与所述风电叶片的轴向延伸方向相一致。

所述叶尖区域灌注管路包括第三总管31,所述第三总管31的一端与所述第二灌注设备200的主体连通,所述第三总管31上设有七根第三分支管32,所述第三分支管32的出口321为所述第二灌注设备200的另一组出料口,所述出料口与叶片模具上铺设的所述导流管300连通;所述第三分支管32的排布方与所述风电叶片的轴向延伸方向相一致,并且所述第三分支管32根据叶尖的轴向长度进行再分组,以配合叶尖的长度和弦长距离的变化,本实施例中七根第三分支管32被分为三组,依次分为四根、两根和一根,当然在其他实施例中,可按照该设计原理进行根数的调整,在此不再赘述。

另外,所述总第一总管11、第二总管21和第三总管31,以及所述第一分支管12、所述第二分支管22和所述第三分支管32上分别设有球形阀门400,通过球形阀门400控制对应总管和分支管的灌注流速。所述第一分支管12、所述第二分支管22和所述第三分支管32的出料口处均设有缓冲袋。

所述导流管的上方铺设有真空膜层,所述真空膜层覆盖整个叶片的基层表面。所述灌注系统还包括一组抽真空泵(图中未示),所述抽真空泵的抽气管设于所述真空膜层的下方。

下面对该灌注方法进行说明,其包括如下步骤:

步骤1:在叶片模具上铺设主材,所述主材依次包括第一层玻璃纤维层、芯材、第二层玻璃纤维层和基体。

步骤2:在所述主材上铺设辅材,所述辅材自下而上依次包括带孔隔离膜、导流网、保护网垫、若干设于所述保护网垫上的导流管300,以及真空膜层。带孔隔离膜用于在剥离整个辅材的时候确保剥离的效率,并防止其余辅材残留在主材上。保护网垫设置在导流管和主材之间,避免负压以及作业过程中导流管因为变形对主材造成损坏。而所述真空膜层配合抽真空泵,保持叶片模具在灌注表面形成负压,杜绝树脂与空气和人员接触。所述导流管300的延伸方向与风电叶片的轴向相适配,所述导流管300的管壁设有若干通孔。

步骤3:分别在所述叶片模具的端部、最大弦长区的上方架设第一固定支架和第二固定支架,所述第一固定支架和所述第二固定支架均横跨所述叶片模具的前缘和后缘;所述第一总管固定于所述端部上方的第一固定支架上,所述第一分支管的出口121与所述导流管300位于根部的接口122一一对应并连接;所述第二总管固定于所述最大弦长区上方的第二固定支架上,所述第二分支管的出口221与所述导流管300位于最大弦长区的接口222一一对应并连接。所述第一总管上的第一分支管的数量可以根据叶片端部的弦长来进行设置,同样的,第二总管上的第二分支管的数量也可以根据叶片最大弦长的跨度来进行设置。本实施例中第一支管路为七根,第二支管路为七根。

步骤4:在叶片模具的最大弦长区和叶尖之间架设第三固定支架,所述第三固定支架的延伸方向与叶片轴向相匹配,所述第三总管固定于所述第三固定支架上,所述第三分支管32的出口321与所述导流管300位于最大弦长区和叶尖之间的接口322一一对应并连接。由于叶片的该区域相对于前端或最大弦长区域要收窄,因此,此处第三分支管再进行了三组划分,并沿着叶片轴向延伸方向排布,当然,也可视叶片叶尖区域的弦长大小在沿弦长的方向进行设置。

步骤5:对所述叶片模具和所述真空膜层之间抽取一个大气压,形成负压空间;

步骤6:根据风电叶片结构的预设,在厚度最大区域的边缘处贴附阻胶条;

步骤7:启动第一和第二灌注设备,设置灌注速度为30-35kg/min,开始灌注树脂。

步骤8:灌固化接受后清理所述辅材,粘合迎风面、背风面以及腹板等其他附件后吊装脱模。

该灌注方法在灌注过程中将叶片沿轴向分为三个区域,通过同时灌注缩短了大型风电叶片的灌注时间,减少树脂包络情况的发生,提高了良品率,同时通过封闭式灌注将原料与外界空气相隔离,避免环境污染,提高了生产安全性。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式,但是本领域的技术人员应当理解,这仅是举例说明,本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下,可以对这些实施方式做出多种变更或修改,但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

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