具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明公开了一种叶片真空灌注工艺方法。如图1所示，该工艺方法依次包含以下步骤：

步骤1(S1)：在模具内腔铺设形成叶片的结构层；所述模具包含叶根区域、叶身区域及叶尖区域；

步骤2(S2)：在所述的结构层上方布设导流体系，所述的导流体系包含若干流道，所述若干流道分别布置在所述叶根区域、叶身区域和叶尖区域，叶根区域和叶身区域的流道不连通，所述若干流道上开设若干注胶口；

步骤3(S3)：布设真空体系，为所述的模具内腔提供真空环境；

步骤4(S4)：真空注胶；

步骤5(S5)：固化脱模。

因为叶片不同部分厚度差异对灌注树脂的速度影响较大，分区域进行灌注可提高灌注质量和速度。所以本发明的叶片真空灌注工艺是由一个包括有叶根区域、叶身区域及叶尖区域的风电叶片模具实现的，其中叶根区域指模具纵向长度的0-5％处，叶身区域指模具纵向长度的5％-80％处，再往后为叶尖区域。叶身区域包括主梁区域和叶身其他区域。该模具由上模与下模组成，该上模模腔与下模模腔对接的相对面为分型面。

以下结合具体实施例加以说明。

实施例1

聚氨酯真空灌注工艺流程如图2所示：

1)在所述模具内腔铺设结构层、开启模具预热：

所述铺设结构层包括：放置预除湿多轴向玻璃纤维织物11、低含水的轻质夹芯材料12、预除湿单轴向增强纤维13、主梁14。其中，所述低含水的轻质夹芯材料12优选为PVC或PET。

具体铺放方法为：先在叶身及叶尖区域铺放2-10层的多轴向玻璃纤维织物，本例中铺放3层，叶根区域铺放20-100层预除湿多轴向玻璃纤维织物11；然后铺设10-50层预除湿单轴向增强纤维13然后在多轴向玻璃纤维织物上面放置主梁14及按照常规方式铺放PET泡沫板(低含水的轻质夹芯材料12)、之后铺设10-50层预除湿单轴向增强纤维13，之后在叶身及叶尖区域铺放2-10层的预除湿多轴向玻璃纤维织物11，最佳铺放3层，叶根区域铺放20-100层预除湿多轴向玻璃纤维织物11。铺层结构在PET泡沫板和主梁14正反两面呈对称结构。

所述模具预热温度优选为30-50℃。

2)导流体系布设：

如图3所示，所述导流体系布设包括在结构层上方依次铺设：脱模布22、隔离膜24、具有渗透功能的导流网23；然后，在导流网23上铺设若干流道25，流道25由导流管按特定方式布置组成的，流道25设有若干注胶口26，然后铺设排气毡27。

其中，脱模布22与隔离膜24铺放的作用是为了使固化后的产品能更好的脱模。本例中，脱模布22选用聚酯，含水率低、利于聚氨酯树脂渗透，亦可提高脱模后产品表面的粗糙度。较佳地，可选择在需要进行下一步粘接工序的区域铺放脱模布22。隔离膜24对胶液混合物具有过滤渗透作用。本例中，隔离膜24为一种带孔的聚烯烃树脂塑料薄膜，孔径为1.1mm。

为了更好地起到引流作用，在叶根区域及主梁区域及叶尖区域等铺层较厚的地方满铺导流网23，包含叶根区域导流网231、主梁区域导流网233和叶尖区域导流网234。叶身其他区域导流网232不满铺，采用窄幅铺设，以避免大面积使用导流网23可能造成的灌注浸润不良，形成干纱、半干纱等缺陷。所述主梁区域导流网233的宽度超出主梁宽度60-100mm，以保证主梁区域的灌注质量；本例中，主梁宽度为630mm，主梁区域导流网233为700mm；所述叶身其他区域导流网232优选宽度为100-300mm。

一些实施例中，导流网23选用具有高渗透特性的编织网状材料，如该导流网23可为由高密度聚乙烯材料编制的立体网状结构。一些实施例中，还可根据被成型制品的所需流速选择不同平方克重的导流网，优选100-200g/m²克重。本例中选160g/m²。

一些实施例中，主梁区域导流网233/叶身其他区域导流网232与叶根区域导流网231在叶片模具的长度方向断开，间隔30-100mm，用于分区域进行灌注，提高灌注质量。

所述流道25的铺放与所述导流网23的铺放相对应。所述流道25铺设在所述导流网23的上方，流道25沿结构层长度方向铺设，按其在模具腔内的位置分设为叶根区域流道251、主梁区域流道252、叶身其他区域流道253。其中，所述叶根区域流道251在叶根区域导流网231上整体铺放。叶根区域流道251设置有2-8条导流管，本例中为6条，其中2条布设在主梁的两侧，其余对称均匀的分布在两侧，间隔50-70cm；叶身区域布置有4条，2条分布在主梁的两侧；另外2条分别位于主梁前缘和后缘侧，此2条为沿模具宽度方向以主梁为分界位于主梁前缘和后缘宽度方向中心位置，且后缘侧流道自叶身区域延长至叶尖区域的尖端。叶根区域与叶身区域之间隔断，间隔30-100mm，与叶根区域导流网231和主梁区域导流网233、叶身其他区域导流网232对应。

一些实施例中，所述流道25的导流管材质为PVC粗管，截面为Ω型，直径为16-25mm。

一些实施例中，在流道25上开设有若干个注胶口26，用于将聚氨酯树脂注入导流管进而进入结构层，且注胶口26与真空管路33相连接。注胶口26开设的位置受以下因素影响：要保证每根流道25都有注胶口26与之相通(包括直接相通或间接相通)，这样在注胶开始时胶液才能迅速充满所有流道；注胶的时间要短，提高效率；要经济，成本低。叶根区域铺层较厚，所以在此区域可开设较多注胶口，如，开设2-6个；叶身区域长度较长，可考虑在模具宽度最大区域的宽度方向开设并排的4-6个，在靠近叶尖区域的部分开设2-4个；叶尖区域铺层较薄，可考虑少开设注胶口，如，可开设1-3个。较佳地，注胶口26为PVCΩ型三通。

一些实施例中，所述排气毡27为玻璃纤维毡或玻璃纤维编织布，铺放在流道25的端部，用于在注胶时引出真空管路、导流管中的气泡。

3)真空体系布设：

在步骤2)的导流体系外表面设置真空系统；这是真空导入工艺中最关键的一步；真空系统可设成单真空系统，也可根据需要设置成双真空系统，其中，分型面的宽度为10-30cm。

如图4所示，将每个注胶口26接入真空管路33；所述真空管路33由钢丝软管331、PP硬质管336、三通接头335、四通接头333、控制阀332连接而成，用于聚氨酯灌注。

一些实施例中，所述四通接头333一端连接自动注胶设备338、一端用于与各注胶口26连接、一端用于外接真空泵337、一端用于与真空表339连接用于真空保压，其中用于连接注胶口26的一端为主注胶管路，根据注胶口所在的区域，主注胶管路对应分为叶根区域注胶管路、叶身区域注胶管路、叶尖区域注胶管路，在接入分区域注胶口之前接入注胶感应装置334，用于感应和控制各区域树脂供应量，每个区域的注胶口上均接有控制阀332，用于各个区域单独控制对应的注胶口26。

一些实施例中，真空系统设置成双真空系统，包含第一真空袋膜32和第二真空袋膜32’。所述第一真空袋膜32和第二真空袋膜32'均优选无色透明材质；所述模具分型面与所述真空袋膜边缘相接处开设有真空口，所述真空口与模具上布设的真空管路33相连接，并接有真空泵，用于真空保压及抽真空二次除湿。

如图5所示，在导流体系外表面覆盖第一真空袋膜32，所述第一真空袋膜32的边缘与模具分型线相接处贴有密封胶条，将第一真空袋膜32边缘与模具分型面紧密接触，使得第一真空袋膜32与模具之间的模腔构成可抽真空的密封空间，再将所述注胶口26处的第一真空袋膜32刺穿，使该注胶口26露出在外，与真空管路33连接，将第一真空袋膜32进行预抽紧，用于留出时间调整结构层及导流网23和流道25的位置。

一些实施例中，在所述第一真空袋膜32上铺放导气网(图中未示)。较佳地，所述导气网为幅宽100-300mm的呼吸棉或导流网，呈S型或W型铺放于第一真空袋膜32上。完成后铺放第二真空袋膜32’，所述第二真空袋膜32'边缘超出第一真空袋膜32，并与密封胶条紧密粘贴，用于形成双真空系统。

4)抽真空、检查气密性、加热除湿：

启动所述模具真空泵与所述外接真空泵337，将上述步骤中形成的单真空系统的密封空间或双真空系统的第一密封空间抽成负压状态，该负压均匀作用于模腔中铺设的结构层上，使其密实；真空度达到-1000mbr后，关闭真空阀门以及所述模具真空泵阀门进行气密性检查，将真空表339连接至四通接头333预留口上，保压10min，其间真空度下降值小于15mbr为气密性合格，气密性合格后才能加热除湿及注胶。保压合格后，再次开启所述模具真空泵及真空阀门对结构层进行抽真空二次除湿，温度为30-45℃，本例中为35℃，时间为1-3h，本例中为2h。

5)注胶：

将聚氨酯A、B组分在灌注设备33中按比例混合均匀后，按需打开真空管路33上的各区域控制阀332，使混合物在外界大气压力作用下通过注胶管注入并充满流道后流至系统的各个部位并逐渐浸透所述的结构层；所述聚氨酯A、B组分分别为多元醇和异氰酸酯，具体操作为：

a)配制胶液混合物：在自动注胶设备338中调配聚氨酯混合比例为A∶B＝100∶(80-86)，本例中为100∶84；

b)调整注胶设备流量值为30-45kg/min，开启注胶机；

c)开启注胶管路主管路控制阀，使得胶液优先进入注胶感应装置334，再由注胶感应装置334注入到各个区域的管路中，通过控制各个区域的控制阀，进行注胶；

d)当胶液混合物由单真空系统的密封空间或双真空系统的第一密封空间的真空口溢出时，可确定该胶液混合物已完全浸渍增强材料层；此时关闭注胶管上的阀门，完成注胶。

用本发明工艺成型的产品，其含胶量取决于真空度的值以及织物类型等因素，一般在15％-35％之间。充模时间与制品的规格型号、胶液类型、环境温度、模具温度以及模腔里的真空度等因素有关，同样规格型号的产品采用同样的胶液充模，在环境温度及模腔内的真空度都相同时，模具温度越高，充模时间就越短；模具温度越低，充模时间就越长；当然温度也不能过高，否则胶液会很快发生反应，粘度迅速增大，完成不了注胶；注胶时模具加热的温度依据所用胶液类型的不同而有所区别。针对所采用的胶液混合物，在注胶开始时将模具温度控制在至30℃-40℃，自动注胶机混合胶液的的温度控制在15-20℃，完成充模的时间为1.5h以内。

6)加热固化/脱模：

注胶完成后，启动加热固化程序，依据选用树脂与固化剂的不同，固化时所采用的加热温度和时间也不同。针对本发明所采用的聚氨酯体系树脂，在50℃恒温1-2h，对产品进行预固化，本例中为2h；随后升温至70℃恒温1-2h，对产品进行固化，本例中为2h。然后冷却脱模；即将成型产品自然冷却至室温后，撕去脱模布22、隔离膜24、导流网23、第一真空袋膜32、第二真空袋膜32’、流道25、注胶口26及与其连接的装有阀门的注胶管等辅助材料，完成整个真空导入成型工艺。

与满铺导流网的灌注方法相比，使用本发明的叶身其他区域窄幅铺设导流网的灌注方法，生产每支叶片可节约150-300kg树脂。

实施例2

一种叶片灌注系统，用于将环氧树脂灌注到叶片模具中，该系统包含：模具、导流体系、真空体系。所述模具、导流体系、真空体系的布设方法和顺序与实施例1相同。

综上所述，本发明公开了一种叶片真空灌注工艺方法，在叶身其他区域窄幅铺设导流网，具有良好的技术效果。该方法节约了树脂的用量和导流网的用量，避免形成干纱或半干纱的缺陷，提高叶片成型的稳定性，有利于保护环境，节约资源，且能减少灌注时间，对于各个区域的注胶进行精确控制。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。