[發(fā)明專利]兆瓦級風(fēng)電葉片模具的加熱層及加熱方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810240470.X
• 申請日: 2008-12-22
• 公開（公告）號: CN101439559A
• 公開（公告）日: 2009-05-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 薛忠民;趙俊山;楊洪先;孫永峰;王宇;顏晨;卜高樂;羅曉軍;楊洪忠;呂貴平
• 申請（專利權(quán)）人: 中材科技風(fēng)電葉片股份有限公司
• 主分類號: B29C33/04
• 分類號: B29C33/04;B29C70/54;B29L31/08
• 代理公司: 北京諾孚爾知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 龐 濤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種模具加熱層及加熱方法，具體講是一種可滿足產(chǎn)品固化加熱要求的兆瓦級風(fēng)電葉片模具的加熱層及加熱方法。

背景技術(shù)

葉片是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組有效捕獲風(fēng)能的關(guān)鍵部件。在發(fā)電機(jī)功率確定的條件下，如何提高發(fā)電效率，以獲得更大的風(fēng)能，一直是風(fēng)力發(fā)電追求的目標(biāo)，而捕風(fēng)能力的提高與葉片的形狀、長度和面積有著密切的關(guān)系，葉片尺寸的大小則主要依賴于制造葉片的材料。葉片的材料越輕、強(qiáng)度和剛度越高，葉片抵御載荷的能力就越強(qiáng)，葉片就可以做得越大，它的捕風(fēng)能力也就越強(qiáng)。因此，輕質(zhì)高強(qiáng)、耐久性好的復(fù)合材料成為目前大型風(fēng)力發(fā)電葉片的首選材料。

為保證復(fù)合材料葉片設(shè)計(jì)外形和尺寸精度，葉片長度越長，成型時對模具剛度和強(qiáng)度的要求就越高，模具的重量和成本也會大幅度地提高。為了降低模具成本，減輕模具重量，大型復(fù)合材料葉片的制造模具也逐漸由金屬模具向著復(fù)合材料模具轉(zhuǎn)變，這也意味著復(fù)合材料葉片可以做得更長。另外，由于模具與葉片采用了相同的材料，模具材料的熱膨脹系數(shù)與葉片材料基本相同，制造出的復(fù)合材料葉片的精度和尺寸穩(wěn)定性均優(yōu)于金屬模具制造的葉片產(chǎn)品。鑒于復(fù)合材料產(chǎn)品固化需要在一定的溫度下進(jìn)行(如80℃)，用于產(chǎn)品制造的模具必須具有給產(chǎn)品加熱的功能，并且還要滿足時間效率的要求；因此，加熱層設(shè)置的好壞已成為制作復(fù)合材料模具的關(guān)鍵。

現(xiàn)有的葉片模具中加熱層制作工藝通常采用電加熱。電加熱主要的結(jié)構(gòu)是鋪覆滿模具內(nèi)表面的電阻絲和外部的控制程序。其優(yōu)點(diǎn)在于：具有很高的功率，在加熱的時候很方便控制，可實(shí)現(xiàn)自動化，能夠滿足加熱的要求。但也存在缺陷，如電加熱的使用壽命短，電加熱的電阻絲一旦燒毀，整個模具就不能夠加熱，模具不再具備加熱功能，成為廢模具。其次，電加熱測量、控制完全依賴設(shè)備和程序，一旦設(shè)備損壞或程序出錯，將對生產(chǎn)造成很嚴(yán)重的影響。三是電加熱無法儲存能量，電路必須一直處于通路狀態(tài)對電阻絲加熱，而整個模具加熱工藝必須長達(dá)6小時左右，這就意味著電線長時間處于大負(fù)荷狀態(tài)，存在著嚴(yán)重的安全隱患。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中模具加熱所存在的不安全隱患以及電加熱的測量與控制完全要依賴設(shè)備和程序，一旦設(shè)備損壞或程序出錯會對生產(chǎn)造成嚴(yán)重影響的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種利用水循環(huán)方式來滿足風(fēng)電葉片產(chǎn)品固化溫度要求的模具加熱層，同時還提供了這種模具加熱層的加熱方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種兆瓦級風(fēng)電葉片模具的加熱層，它位于該模具母模外表面成型的內(nèi)結(jié)構(gòu)層與外結(jié)構(gòu)層之間；其特點(diǎn)為：所述的加熱層包括導(dǎo)熱層、導(dǎo)熱粘結(jié)劑與導(dǎo)熱混合物；其中，導(dǎo)熱層至少設(shè)置3段，分別位于該葉片模具的葉尖、葉中及葉根部位；每段導(dǎo)熱層均由若干根彎曲成蛇形狀的導(dǎo)流銅管以并排方式等間距、平鋪于內(nèi)結(jié)構(gòu)層表面上；導(dǎo)流銅管彎曲的直向長度與其所鋪設(shè)位置的長度相對應(yīng)，導(dǎo)流銅管的兩個端口均由其上覆蓋的外結(jié)構(gòu)層表面伸出，通過管道與外設(shè)的加熱裝置連接；所述的導(dǎo)熱粘結(jié)劑涂覆于內(nèi)結(jié)構(gòu)層上表面和外結(jié)構(gòu)層內(nèi)表面以及所有的導(dǎo)流銅管的管壁上；所述的導(dǎo)熱混合物充滿于所有蛇形狀導(dǎo)流銅管管與管之間形成的空隙中。

上述的導(dǎo)熱層可根據(jù)葉片的大小分設(shè)為3-5段，每段導(dǎo)熱層所鋪設(shè)的導(dǎo)流銅管為10-20根，每根導(dǎo)流銅管的定長為30-50m，往復(fù)彎曲成蛇形狀，水平排放于該葉片模具設(shè)定的位置，根據(jù)該葉片模具的葉根部、葉中部與葉尖部形狀及厚度的不同，排放的導(dǎo)流銅管的根數(shù)及長度均不同，導(dǎo)流銅管彎曲的直向長度一般在5-20m；該導(dǎo)流銅管的兩個端口為別為進(jìn)水端口與出水端口；位于同段的導(dǎo)流銅管2個端口的位置可以根據(jù)需要設(shè)在同一端，也可以分設(shè)在該導(dǎo)流銅管的兩端；

當(dāng)同段導(dǎo)流銅管的進(jìn)水端口與出水端口從該段導(dǎo)流銅管的同一端伸出時，位于該端的外結(jié)構(gòu)層外部設(shè)置2條與該導(dǎo)流銅管垂直的并行管路，一條為進(jìn)水總管，一條為出水總管，由該段導(dǎo)流銅管伸出的所有進(jìn)水端口均以并連方式與該進(jìn)水總管相接，所有的出水端口均以并連方式與該出水總管相接，該進(jìn)水總管的進(jìn)水端通過與其連接的管路與加熱裝置的出水口連接；出水總管的出水端通過與其連接的管路與加熱裝置的進(jìn)水口連接；

當(dāng)同段導(dǎo)流銅管的進(jìn)水端口與出水端口由該段導(dǎo)流銅管的兩端伸出時，連接外設(shè)加熱裝置的進(jìn)水總管與出水總管也分設(shè)于該段導(dǎo)流銅管的兩端；位于同段的導(dǎo)流銅管的所有進(jìn)水端口均并接于進(jìn)水總管上，并通過該進(jìn)水總管與加熱裝置的出水口相接；所有的出水端口均并接于出水總管上，并通過該出水總管與所述加熱裝置的進(jìn)水口連接。

為了保證導(dǎo)流銅管彎曲180°時不癟變形，所使用的導(dǎo)流銅管的壓縮強(qiáng)度不能低于5MPa。