[實用新型]一種風電葉片一體化成型裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220733928.7
• 申請日: 2012-12-27
• 公開（公告）號: CN203031963U
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發(fā)明（設計）人: 榮曉敏;楊科;趙曉路;秦志文;徐建中;劉叢慶;馬雙彥
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院工程熱物理研究所
• 主分類號: B29C70/34
• 分類號: B29C70/34;B29C70/54;B29L31/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種風電葉片一體化成型裝置，屬于風力發(fā)電設備的關(guān)鍵零部件。?

背景技術(shù)

隨著能源和環(huán)境問題的日益突出，風力發(fā)電作為一種清潔能源和可再生能源而得到全球性的關(guān)注和高度重視。隨著各國研發(fā)的投入，風電技術(shù)也取得了長足的進步，風電機組單機容量不斷增加。從初期的千瓦級到今天的多兆瓦級，葉片長度也從幾米達到目前的八十多米。目前商業(yè)化的最長葉片已經(jīng)達到了61.5米，更大更長的葉片也在研發(fā)中。大型化已經(jīng)成為一個必然的趨勢，但是帶來的運輸問題和高昂的運費也無法承受。?

現(xiàn)有技術(shù)的風電葉片成型方法或裝置，都是采用傳統(tǒng)的真空灌注工藝，未能解決真空壓力小、灌注速度慢、成型質(zhì)量差等一些關(guān)鍵問題。?

傳統(tǒng)的風電葉片都是先分別制作出吸力面和壓力面殼體，前固化后在固定面上粘接一個或兩個抗剪腹板，之后在前尾緣和抗剪腹板的頂部使用粘接劑將兩個半面殼體粘接起來，然后葉根端面切割打孔制成成形葉片。殼體一般采用真空灌注或預浸料工藝制作，抗剪腹板一般采用真空灌注、手糊或纏繞工藝預制。?

傳統(tǒng)葉片工藝的最大缺點是上下殼體（包括抗剪腹板）完全靠粘接劑來連接，容易帶來很多問題。粘接劑本身從廣泛的意義上來說，是一種高粘度的純樹脂，有的加入了一些毫米級短切纖維或其他填料，但相比纖維增強的層合板，性能等級相差甚大。并且粘接劑是一種脆性材料，韌性和疲勞性能?差，造成葉片的粘接區(qū)域多為葉片的性能薄弱區(qū)域。實際情況也是，葉片在風場運行過程中粘接劑常發(fā)生裂紋、粘接面開裂和剝離的現(xiàn)象。?

傳統(tǒng)的真空灌注工藝，由于主要依賴于真空負壓的作用，壓差不好（不超過一個大氣壓），所以導致灌注過程的速度慢，并且會發(fā)生吸不透等質(zhì)量缺陷。另外，在纖維增強材料層數(shù)厚的地方還需要加上連續(xù)氈等導流介質(zhì)，保證增強材料能夠浸透，但是連續(xù)氈等導流介質(zhì)本身是多孔性材料，容易聚集氣泡，含膠量也大，這些不利因素會消弱層合板層間剪切能力，降低葉片在實際運行中的承載能力。另外，整個灌注過程高度依賴真空負壓的壓力推動樹脂的流動前峰，對真空系統(tǒng)的要求高，一般需要使用二套真空系統(tǒng)防止灌注和固化階段泄露造成的質(zhì)量缺陷。?

傳統(tǒng)的RTM工藝，使用樹脂注射機，在較高的正壓下，將樹脂液體在高壓下流動浸透增強纖維材料。整套系統(tǒng)效率高，但是整個模具系統(tǒng)設計復雜，硬件投入成本高。同時對樹脂注射機的要求也非常高，模具承受的壓力大，剛度要求高，成本高。所以RTM工藝一般適合于中小型的復合材料部件，在風電葉片上的成型工藝上應用受限。?

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的缺點和不足，本實用新型旨在提供一種風電葉片一體化成型裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)的風電葉片成型方法中灌注速度慢、成型質(zhì)量差、生產(chǎn)效率低、制造成本高等關(guān)鍵問題。?

本實用新型為解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：一種風電葉片一體化成型裝置，所述裝置包括真空抽氣系統(tǒng)、加壓設備、樹脂消泡系統(tǒng)、樹脂供給系統(tǒng)及樹脂收集系統(tǒng)，其特征在于：?

所述真空抽氣系統(tǒng)包括真空泵47、真空管道Ⅰ45及位于所述真空管道Ⅰ45上的控制閥Ⅰ46，所述真空管道Ⅰ45一端與真空泵47連接，另一端與所述風?電葉片模具型腔的密封空氣系統(tǒng)相連，用于灌注樹脂前抽出所述型腔內(nèi)部的空氣，抽氣時打開控制閥Ⅰ46，抽氣結(jié)束時關(guān)閉控制閥Ⅰ46；?

所述樹脂消泡系統(tǒng)包括真空消泡箱29、真空管道Ⅱ30、位于所述真空管道Ⅱ30上的控制閥Ⅱ31、排氣管道32、位于所述排氣管道32上的控制閥Ⅲ33、通氣管道35、位于所述通氣管道35上的控制閥Ⅳ34、流膠管路Ⅰ42、位于所述流膠管路42的控制閥Ⅴ41，所述真空管道Ⅱ30、排氣管道32設置于真空消泡箱29上部，所述通氣管道35連通儲膠罐38的上部和所述真空消泡箱29的上部，所述流膠管路42連通所述儲膠罐38的底部和所述真空消泡箱29的底部；?

所述樹脂供給系統(tǒng)包括所述儲膠罐38、主供膠管路44、位于所述主供膠管路44的控制閥Ⅵ43、加壓管路36、位于所述加壓管路36的控制閥Ⅶ37，所述主供膠管路44與所述風電葉片模具型腔中的注膠管路16連接，所述加壓管路36與加壓設備連接；?

所述樹脂收集系統(tǒng)包括密封箱體27、位于密封箱體27中的樹脂收集器28、回膠管路23、位于所述回膠管路23的控制閥Ⅷ24、通氣管路26、位于所述通氣管路26的控制閥Ⅸ25，所述回膠管路23一端通入樹脂收集器28，另一端與所述風電葉片模具尾緣處的回膠管道連接，所述通氣管路26一端與密封箱體27連通，另一端與真空泵連接。?

優(yōu)選地，所述真空管道Ⅰ45的另一端與位于所述風電葉片模具前緣翻模邊上的管道口相連。?