本發(fā)明總體上涉及風(fēng)輪機(jī)葉片的制造,并且更具體地,涉及將抗剪腹板結(jié)合到風(fēng)輪機(jī)葉片殼體的改進(jìn)方法。
背景技術(shù):
風(fēng)輪機(jī)葉片(諸如,在現(xiàn)代大型電站級(jí)風(fēng)輪機(jī)上采用的長(zhǎng)葉片)通常包括主要由諸如玻璃纖維增強(qiáng)塑料的復(fù)合材料制成的大體中空的葉片殼體。參照?qǐng)D1,圖1示出已知風(fēng)輪機(jī)葉片10的剖視圖。葉片殼體由兩個(gè)半殼體(迎風(fēng)殼體12和背風(fēng)殼體14)制成,這兩個(gè)殼體被沿著相應(yīng)的半殼體12、14的前緣16和后緣18結(jié)合在一起。每個(gè)半殼體12、14由多個(gè)玻璃纖維織物層以及諸如泡沫芯材料20和碳纖維增強(qiáng)件22的其它結(jié)構(gòu)部件制成。
一對(duì)抗剪腹板24結(jié)合在相應(yīng)的半殼體12、14之間??辜舾拱?4是縱向延伸的結(jié)構(gòu),橋接葉片10的這兩個(gè)半殼體12、14并且用于在使用中將剪切負(fù)載從葉片10傳遞到風(fēng)輪機(jī)輪轂。抗剪腹板24是I形梁,即,每個(gè)抗剪腹板24的橫截面是大體I形,并且包括設(shè)置在上安裝凸緣28和下安裝凸緣30之間的大體垂直腹板26。上安裝凸緣28和下安裝凸緣30橫向于腹板26布置,并且大體限定用于將抗剪腹板24分別安裝于背風(fēng)葉片殼體14和迎風(fēng)葉片殼體12的平坦表面。更具體地,每個(gè)抗剪腹板24的下安裝凸緣30被結(jié)合到限定在迎風(fēng)半殼體12的內(nèi)表面34上的相應(yīng)的抗剪腹板安裝區(qū)域32,而每個(gè)抗剪腹板24的上安裝凸緣28被結(jié)合到限定在背風(fēng)半殼體14的內(nèi)表面38上的相應(yīng)的抗剪腹板安裝區(qū)域36。
現(xiàn)在,將參照?qǐng)D2a至圖2c來(lái)簡(jiǎn)要描述用于制造圖1的風(fēng)輪機(jī)葉片的方法。
初始地參照?qǐng)D2a,圖2a示出被劃分成兩個(gè)凹半模具的用于風(fēng)輪機(jī)葉片10的模具40,這兩個(gè)凹半模具即以模具40的開口構(gòu)造并排布置的迎風(fēng)模具42和背風(fēng)模具44。迎風(fēng)葉片殼體12和背風(fēng)葉片殼體14分開地在它們相應(yīng)的半模具42、44中模制而成。如圖2a中所示,迎風(fēng)葉片殼體12被支撐于迎風(fēng)模具42的模具表面46上,并且背風(fēng)葉片殼體14被支撐于背風(fēng)模具44的模具表面48上。
在相應(yīng)的半模具42、44中形成葉片殼體12、14之后,沿著迎風(fēng)半殼體12的前緣16和后緣18和/或沿著背風(fēng)半殼體14的前緣16和后緣18施用粘合劑。還沿著限定在迎風(fēng)半殼體12的內(nèi)表面34上的抗剪腹板安裝區(qū)域32施用粘合劑。沿著抗剪腹板24的上安裝凸緣28,施用其它粘合劑(參見圖2b)。
參照?qǐng)D2b,一旦向各表面16、18、28施用了粘合劑,然后就將抗剪腹板24抬高至迎風(fēng)半模具42中,并且在安裝區(qū)域32中將抗剪腹板24的下安裝凸緣30抵著迎風(fēng)半殼體12的內(nèi)表面34定位。
現(xiàn)在,參照?qǐng)D2c,一旦抗剪腹板24已經(jīng)抵著迎風(fēng)葉片殼體12定位,包括背風(fēng)葉片殼體14的背風(fēng)模具44就被抬高、轉(zhuǎn)向并且放置在迎風(fēng)葉片模具42的頂部上。該過(guò)程被稱為“閉合模具”。在背風(fēng)半殼體14的重量下,相應(yīng)半殼體12、14之間的粘合劑以及抗剪腹板24和半殼體12、14之間的粘合劑被擠到相應(yīng)這些界面處。在模具40保持閉合的情況下,任憑粘合劑固化,即,變硬。一旦粘合劑已經(jīng)固化,然后就打開模具40,并且取出完工的葉片10。固化后的粘合劑將半殼體12、14牢固地結(jié)合在一起,并且將抗剪腹板24牢固地結(jié)合到半殼體12、14。
在上述過(guò)程中,一旦向各種部件施用了粘合劑,重要的就是,盡可能快速地將抗剪腹板24裝載到迎風(fēng)模具42中,以避免在抗剪腹板24正確定位之前粘合劑部分地固化。然而,正確定位抗剪腹板24會(huì)困難且耗時(shí),并且如果粘合劑同時(shí)部分地固化,則其粘度將增大,并且這樣會(huì)對(duì)抗剪腹板24和葉片殼體12、14之間的所得結(jié)合線產(chǎn)生不利影響。
通常在以上過(guò)程中使用的諸如環(huán)氧樹脂的粘合劑可能會(huì)以被稱為“氨基甲酸酯化(carbamation)”的過(guò)程中與空氣中的濕氣和二氧化碳產(chǎn)生不利反應(yīng)。如果發(fā)生這個(gè),則會(huì)在粘合劑上出現(xiàn)油膩的殘留物,這會(huì)犧牲結(jié)合接頭的強(qiáng)度。為此原因,期望限制將粘合劑暴露于空氣,或者另外可使用諸如除濕器和熱鼓風(fēng)機(jī)的設(shè)備來(lái)降低氨基甲酸酯化的風(fēng)險(xiǎn)。
環(huán)氧樹脂和許多其它粘合劑還使工人進(jìn)行操縱時(shí)存在危險(xiǎn)。因此,期望在可能時(shí)避免或至少最低程度地接觸或暴露于粘合劑。
通常,需要用數(shù)噸粘合劑將葉片接合在一起并且將抗剪腹板結(jié)合就位。在上述過(guò)程中,當(dāng)將殼體聚攏在一起時(shí),從結(jié)合界面中擠出大比例的粘合劑。此粘合劑實(shí)際上被浪費(fèi)掉,但仍然對(duì)完工的風(fēng)輪機(jī)葉片的整體重量產(chǎn)生影響,并且表現(xiàn)出大量的材料成本。
本發(fā)明的目的是提供避免或者另外克服了以上問題中的一個(gè)或全部的一種將部件結(jié)合在一起的改進(jìn)方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
根據(jù)本發(fā)明,提供了一種將抗剪腹板結(jié)合到風(fēng)輪機(jī)葉片殼體的方法,所述抗剪腹板包括腹板和橫向于所述腹板取向的安裝凸緣,并且該方法包括:
a.將所述抗剪腹板相對(duì)于所述葉片殼體定位,使得所述安裝凸緣與所述葉片殼體的內(nèi)表面成相互對(duì)置的關(guān)系;
b.在所述安裝凸緣和所述葉片殼體的所述內(nèi)表面之間設(shè)置主密封件,所述主密封件限定所述安裝凸緣和所述葉片殼體的所述內(nèi)表面之間的大體密閉的主腔體;
c.去除所述主腔體中的空氣,以在所述主腔體中形成真空;
d.允許粘合劑進(jìn)入所述主腔體中;以及
e.固化所述粘合劑。
本發(fā)明的所述方法是創(chuàng)建一致地明確限定的結(jié)合線的可重復(fù)過(guò)程。結(jié)合線是由被填充粘合劑的主腔體的尺寸限定的。因?yàn)檎澈蟿┍话谥髑惑w內(nèi)并且沒有“擠出”粘合劑,所以消除了粘合劑浪費(fèi)。因此,相比于現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)合過(guò)程,減少粘合劑的材料成本和葉片的整體重量。
因?yàn)榭辜舾拱逶谧⑷胝澈蟿┲熬臀?,消除了在將腹板裝載到葉片中并且正確定位之前粘合劑固化的風(fēng)險(xiǎn)。這樣允許在發(fā)生結(jié)合過(guò)程之前有更多時(shí)間來(lái)正確定位腹板。另外,這樣允許使用不同的粘合劑,例如,在本方法中可使用固化時(shí)間更快的更具反應(yīng)性的粘合劑。
因?yàn)樵诒痉椒ㄖ姓澈蟿]有接觸空氣,所以避免了氨基甲酸酯化的風(fēng)險(xiǎn)。在本方法中,因?yàn)閷⒄澈蟿┳⑷朊芊馇惑w中,所以還有利的是,操作人員和粘合劑之間不再有接觸。因此,這樣降低了人員有任何與操縱粘合劑關(guān)聯(lián)的風(fēng)險(xiǎn)。
該方法可包括:在所述安裝凸緣和所述葉片殼體的所述內(nèi)表面之間的所述主腔體中設(shè)置一個(gè)或更多個(gè)分隔件元件。所述分隔件元件優(yōu)選地被構(gòu)造成當(dāng)在所述主腔體中形成真空時(shí)保持所述安裝凸緣和所述葉片殼體的所述內(nèi)表面成分隔開的關(guān)系。這樣有利地保持主腔體敞開并且防止安裝凸緣被拉得太靠近葉片殼體的內(nèi)表面。分隔件還方便地設(shè)定抗剪腹板和葉片殼體之間的結(jié)合高度。分隔件優(yōu)選地由諸如木材、塑料或金屬的基本不可壓縮材料制成。
該方法可包含:允許粘合劑經(jīng)由與所述主腔體流體連通地布置的一個(gè)或更多個(gè)粘合劑端口進(jìn)入所述主腔體中。該方法還可包括:通過(guò)與所述主腔體流體連通地設(shè)置的一個(gè)或更多個(gè)真空端口來(lái)去除所述主腔體中的空氣。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中,所述粘合劑端口和所述真空端口設(shè)置在所述抗剪腹板的所述安裝凸緣中。然而,在其它示例中,端口可以設(shè)置在別處,例如,設(shè)置在主密封件中或葉片殼體中。
該方法優(yōu)選地包括:監(jiān)測(cè)所述主腔體中的壓力,并且通過(guò)監(jiān)測(cè)到的所述壓力的突然改變來(lái)確定所述主腔體何時(shí)充滿粘合劑??衫缭谶h(yuǎn)程設(shè)置的真空泵處與抗剪腹板遠(yuǎn)程地監(jiān)測(cè)壓力。這樣有利地允許遠(yuǎn)程地控制和監(jiān)測(cè)過(guò)程。
在本發(fā)明特別優(yōu)選的實(shí)施方式中,該方法包含:在所述安裝凸緣和所述葉片殼體的所述內(nèi)表面之間設(shè)置輔助密封件。優(yōu)選地,所述輔助密封件至少部分地包圍所述主密封件,并且更優(yōu)選地,所述輔助密封件完全包圍所述主密封件。優(yōu)選地,所述輔助密封件與所述主密封件分隔開,以限定所述主密封件和所述輔助密封件之間的外圍腔體。所述外圍腔體優(yōu)選地至少部分地包圍所述主腔體,并且更優(yōu)選地,完全包圍所述主腔體。該方法優(yōu)選地包含:去除所述外圍腔體中的空氣,以在所述外圍腔體中形成真空。
優(yōu)選地,在將所述抗剪腹板抵著所述葉片殼體布置之前,所述主密封件和/或所述輔助密封件與所述抗剪腹板的所述安裝凸緣結(jié)合在一起。
該方法優(yōu)選地包括:通過(guò)與所述外圍腔體流體地連通的一個(gè)或更多個(gè)真空端口來(lái)去除所述外圍腔體中的空氣。真空端口優(yōu)選地設(shè)置在抗剪腹板的安裝凸緣中,但是可另選地設(shè)置在諸如輔助密封件中或葉片殼體中的任何其它合適位置中。
優(yōu)選地,該方法包括:將所述外圍腔體中的壓力降低至比所述主腔體中更低的水平,以在所述外圍腔體中形成比所述主腔體中更強(qiáng)的真空。有利地,外圍腔體中的真空用作包圍主密封件的夾持件并且對(duì)抗注入主腔體中的粘合劑的壓力。這樣降低了主密封件在粘合劑的壓力作用下破裂的可能性。還將經(jīng)由外圍腔體并因此遠(yuǎn)離結(jié)合線地消除該過(guò)程中的任何空氣進(jìn)入。
該方法可有利地包括:監(jiān)測(cè)所述外圍腔體中的壓力,并且通過(guò)監(jiān)測(cè)到的所述壓力的突然改變來(lái)檢測(cè)所述主密封件中的泄漏的存在。可有利地在遠(yuǎn)離抗剪腹板的位置處(例如在遠(yuǎn)程設(shè)置的真空泵處)監(jiān)測(cè)壓力,從而允許遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)并且控制該過(guò)程。
該方法優(yōu)選地包括:一旦已經(jīng)在所述主腔體和所述外圍腔體二者中形成了真空,就允許粘合劑進(jìn)入所述主腔體中。
該方法優(yōu)選地包括:致使所述粘合劑在所述主腔體內(nèi)沿縱向方向流動(dòng)。這可通過(guò)將粘合劑端口在縱向方向上與真空端口分隔開來(lái)實(shí)現(xiàn)。在其它實(shí)施方式中,端口可被構(gòu)造成致使粘合劑沿翼弦方向流動(dòng)。
本發(fā)明因此提供了一種制成風(fēng)輪機(jī)葉片的方法,該方法包括:根據(jù)上述方法將抗剪腹板結(jié)合到風(fēng)輪機(jī)葉片殼體的內(nèi)表面。所述葉片殼體可以是風(fēng)輪機(jī)葉片的第一半殼體,并且該方法還可包括將第二半殼體結(jié)合到所述第一半殼體。該方法還提供一種根據(jù)以上方法制成的風(fēng)輪機(jī)葉片。
本發(fā)明還提供了一種風(fēng)輪機(jī)葉片,該風(fēng)輪機(jī)葉片包括葉片殼體和位于所述葉片殼體內(nèi)部的抗剪腹板,其中,所述抗剪腹板包括腹板和橫向于所述腹板取向的安裝凸緣,所述安裝凸緣通過(guò)在所述安裝凸緣和所述葉片殼體的內(nèi)表面之間由主密封件限界的粘合劑填充腔體內(nèi)的固化的粘合劑而結(jié)合到所述葉片殼體的所述內(nèi)表面。
所述風(fēng)輪機(jī)葉片還可包括在所述安裝凸緣和所述葉片殼體的所述內(nèi)表面之間的所述粘合劑填充腔體內(nèi)的一個(gè)或更多個(gè)分隔件元件。所述分隔件元件優(yōu)選地由基本不可壓縮材料制成。所述抗剪腹板的所述安裝凸緣可包括一個(gè)或更多個(gè)粘合劑入口端口和/或一個(gè)或更多個(gè)真空端口。
所述風(fēng)輪機(jī)葉片優(yōu)選地包括所述安裝凸緣和所述葉片殼體的所述內(nèi)表面之間的輔助密封件。所述輔助密封件優(yōu)選地至少部分地包圍所述主密封件并且更優(yōu)選地完全包圍所述主密封件。所述輔助密封件優(yōu)選地與所述主密封件分隔開,以限定所述主密封件和所述輔助密封件之間的外圍腔體。
因?yàn)檎澈蟿┍话谥髑惑w內(nèi),所以外圍腔體優(yōu)選地基本沒有粘合劑。
所述抗剪腹板優(yōu)選地包括分別沿著所述抗剪腹板的對(duì)置縱向邊緣延伸的一對(duì)安裝凸緣。所述安裝凸緣中的一個(gè)優(yōu)選地在所述殼體的迎風(fēng)側(cè)被結(jié)合到所述葉片殼體的所述內(nèi)表面,并且另一個(gè)安裝凸緣在所述殼體的背風(fēng)側(cè)被結(jié)合到所述葉片殼體的所述內(nèi)表面。
本發(fā)明還提供了一種具有如上所述的風(fēng)輪機(jī)葉片的風(fēng)輪機(jī)。
本發(fā)明還提供了一種抗剪腹板,所述抗剪腹板包括腹板和橫向于所述腹板取向的安裝凸緣,其中,一個(gè)或更多個(gè)密封件與所述安裝凸緣結(jié)合在一起。所述安裝凸緣優(yōu)選地還包括一個(gè)或更多個(gè)粘合劑端口和/或一個(gè)或更多個(gè)真空端口。
憑借方法表達(dá)的相對(duì)于本發(fā)明描述的可選特征還應(yīng)用于憑借風(fēng)輪機(jī)葉片或憑借抗剪腹板表達(dá)的本發(fā)明,反之亦然。有可能單純出于簡(jiǎn)明的原因,避免對(duì)這些特征的重復(fù)。
附圖說(shuō)明
以上已經(jīng)通過(guò)本發(fā)明的背景描述了圖1和圖2a至圖2c。為了可更容易地理解本發(fā)明,現(xiàn)在將參照?qǐng)D3至圖9來(lái)描述本發(fā)明的示例,在附圖中:
圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的包括設(shè)置在上安裝凸緣和下安裝凸緣之間的腹板的抗剪腹板的部分的立體圖;
圖4是抗剪腹板的下安裝凸緣的部分的透視立體圖;
圖5是抗剪腹板的下安裝凸緣的外表面的平面圖;
圖6是抗剪腹板的下安裝凸緣的內(nèi)表面的平面圖;
圖7是沿著圖4中的線A-A截取的抗剪腹板的下安裝凸緣的示意性剖視圖,其中抗剪腹板抵著葉片殼體的內(nèi)表面定位;
圖8是當(dāng)?shù)种~片殼體的內(nèi)表面密封時(shí)抗剪腹板的下安裝凸緣的剖視圖;以及
圖9示出與位于抗剪腹板的下安裝凸緣上的真空端口和粘合劑入口端口連接的真空系統(tǒng)和粘合劑系統(tǒng)。
具體實(shí)施方式
參照?qǐng)D3,圖3示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的縱向延伸的抗剪腹板50的第一端??辜舾拱?0的長(zhǎng)度(L)大致是80米并且高度(H)沿著其長(zhǎng)度而變化,在一端的最大高度大約是4.5米??辜舾拱?0的橫截面是大體I形并且包括設(shè)置在上安裝凸緣54和下安裝凸緣56之間的大體垂直腹板52。在該示例中,安裝凸緣54、56與腹板52大體垂直地布置,即,大體水平。
下安裝凸緣56包括內(nèi)表面58和外表面60。術(shù)語(yǔ)“內(nèi)”和“外”相對(duì)于抗剪腹板50在使用中所附連的風(fēng)輪機(jī)葉片的中心縱軸(例如,垂直于圖1的紙張延伸的圖1中的葉片10的中心縱軸(C))。在圖5中用平面圖示出下安裝凸緣56的外表面60,而在圖6中用平面圖示出下安裝凸緣56的內(nèi)表面58。圖6中的虛線指示腹板52的位置。
現(xiàn)在,另外參照?qǐng)D4,圖4是為了清晰起見省略了腹板52的下安裝凸緣56的透視立體圖,另外參照?qǐng)D5和圖6的平面圖,多個(gè)真空端口62a、62b和多個(gè)粘合劑入口端口64位于下安裝凸緣56的內(nèi)表面58上。主密封件66和輔助密封件68設(shè)置在下安裝凸緣56的外表面60上。
主密封件66和輔助密封件68是真空密封型密封件并且由丁基橡膠制成。主密封件66布置成矩形,使得在主密封件66內(nèi)限定矩形主區(qū)域70。輔助密封件68也布置成矩形并且包圍主密封件66。在這個(gè)示例中,輔助密封件68與主密封件66略微分隔開大致2cm,使得在兩個(gè)密封件66、68之間限定外圍區(qū)域72。
當(dāng)抗剪腹板50的下安裝凸緣56抵著表面(諸如,葉片殼體75的內(nèi)表面74)定位(參見圖7)時(shí),主密封件66限定下安裝凸緣56和表面74之間的大體矩形的主腔體76,并且輔助密封件68限定包圍主腔體76的外圍腔體78。換句話講,上述的主區(qū)域70和外圍區(qū)域72變成大體密閉的腔體76、78。主腔體76位于抗剪腹板50的腹板部分52的正下方。
除了圖7之外,仍然參照?qǐng)D4至圖6,以上提到的多個(gè)真空端口62a、62b包括第一組真空端口62a和第二組真空端口62b。第一組真空端口62a在使用中與主腔體76流體連通,即,第一組真空端口62a延伸到由主密封件66限界的主區(qū)域70中。第二組真空端口62b與外圍腔體78流體連通,即,第二組真空端口62b延伸到限定在密封件66、68之間的外圍區(qū)域72中。以上提到的粘合劑入口端口64與主腔體76流體連通。尤其是,第一組真空端口62a在抗剪腹板50的縱向方向L(參見圖1)上與粘合劑入口端口64分隔開。隨后,將更詳細(xì)地描述該布置的效果。
如在圖3中最清楚示出的,真空端口62a、62b和粘合劑入口端口64從下安裝凸緣56的內(nèi)表面58向上伸出,以便能觸及。參照?qǐng)D6的平面圖,各種端口62a、62b、64圍繞腹板52分布,腹板52也從下安裝凸緣56向上伸出。
現(xiàn)在,具體參照?qǐng)D7,圖7是沿著圖4中的線A-A截取的通過(guò)抗剪腹板50的部分截面,多個(gè)分隔件80也安裝于下安裝凸緣56的外表面60。分隔件80位于由主密封件66限界的主區(qū)域70內(nèi)部,即,當(dāng)抗剪腹板50抵著表面74時(shí)在主腔體76內(nèi)部。分隔件80由諸如木材的基本不能壓縮材料制成。
在制造風(fēng)輪機(jī)葉片期間,抗剪腹板50結(jié)合到葉片殼體的內(nèi)表面74,現(xiàn)在將描述它。
參照?qǐng)D9,第一組真空管路82(在圖9中示出其中的一個(gè))分別與第一組真空端口62a連接,并且第二組真空管路84(在圖9中示出其中的一個(gè))與第二組真空端口62b連接。第一組真空管路82與第一真空泵86連接,并且第二組真空管路84與第二真空泵88連接。第一真空泵86包括第一壓力計(jì)90,并且第二真空泵88包括第二壓力計(jì)92。多個(gè)粘合劑入口軟管94的一端均與相應(yīng)的粘合劑入口端口64連接并且另一端與粘合劑源96連接。在粘合劑管路94中設(shè)置用于控制粘合劑流動(dòng)的一個(gè)或更多個(gè)粘合劑入口閥98。如有需要,還可在粘合劑入口管路94中設(shè)置一個(gè)或更多個(gè)粘合劑泵。例如,真空泵86、88和粘合劑源96適宜地遠(yuǎn)離抗剪腹板50設(shè)置在加工室中。
再次參照?qǐng)D7,抗剪腹板50初始地抵著葉片殼體75的內(nèi)表面74定位并且被布置成使得腹板52位于限定在葉片殼體75上的預(yù)定結(jié)合區(qū)域100(即,其中將要?jiǎng)?chuàng)建抗剪腹板50和葉片殼體75之間的結(jié)合線的區(qū)域)上方。當(dāng)?shù)种~片殼體75的內(nèi)表面74定位時(shí),抗剪腹板50被主密封件66和輔助密封件68支撐于表面74。在這個(gè)位置,密封件66、68在抗剪腹板50的重量下被略微壓縮。尤其是,選擇分隔件塊80的厚度,使得當(dāng)密封件66、68在抗剪腹板50的重量下被壓縮時(shí),分隔件80和殼體75的表面74之間存在間隙102。
現(xiàn)在,另外參照?qǐng)D8,在抗剪腹板50就位而抵著葉片殼體75的表面74時(shí),打開真空泵86、88。第一真空泵86通過(guò)第一組真空管路82從主腔體76中抽出空氣,并且第二真空泵88通過(guò)第二組真空管路84從外圍腔體78中抽出空氣。去除主腔體76和外圍腔體78中的空氣會(huì)在腔體76、78中的每個(gè)腔體內(nèi)形成有效真空。在相應(yīng)腔體76、78內(nèi)會(huì)形成真空造成下安裝凸緣56被拉動(dòng),更靠近葉片殼體75的內(nèi)表面74,從而對(duì)主密封件66和輔助密封件68進(jìn)一步壓縮并造成它們緊貼表面74密封。
下安裝凸緣56被拉向表面74,直到分隔件塊80接觸殼體75的表面74。因?yàn)榉指艏?0不可壓縮,所以防止下安裝凸緣56被拉動(dòng)更靠近葉片殼體75的內(nèi)表面74。分隔件80由此確保主腔體76保持敞開,即,當(dāng)在相應(yīng)的腔體76、78中創(chuàng)建了真空時(shí),保持下安裝凸緣56和葉片殼體75的內(nèi)表面74之間的間隙。
當(dāng)主腔體76和外圍腔體78被獨(dú)立于彼此密封并且與獨(dú)立真空系統(tǒng)連接時(shí),分別在主腔體76和外圍腔體78中創(chuàng)建兩個(gè)不同的真空區(qū)。真空泵86、88被構(gòu)造成保持外圍腔體78中的真空比主腔體76中的略強(qiáng),或者換句話講,保持外圍腔體78中比主腔體76中的壓力略低。在這個(gè)示例中,在外圍腔體78中保持大約1巴的真空壓力,并且在主腔體76中保持略高的壓力。因此,外圍腔體78中的真空將抗剪腹板50的下安裝凸緣56拉到比主腔體76更高的高度,并且用作圍繞主腔體76的夾持件。
一旦已經(jīng)在相應(yīng)的腔體76、78中創(chuàng)建了真空,就允許粘合劑經(jīng)由粘合劑入口端口64進(jìn)入主腔體76中。如之前提到的,粘合劑入口端口64在抗剪腹板50的縱向方向L上與第一組真空端口62a分隔開。因此,粘合劑在主腔體76內(nèi)部在縱向方向L上從粘合劑入口端口64向著第一組真空出口端口62a流動(dòng)或“灌注”。隨著粘合劑在真空下被抽入主腔體76中,注入回壓被最小化并且用粘合劑填充主腔體76。
使用與真空泵86、88關(guān)聯(lián)的真空計(jì)90、92,在整個(gè)粘合劑灌注過(guò)程中監(jiān)測(cè)主腔體76和外圍腔體78中的真空壓力。一旦主腔體76充滿粘合劑,主腔體76內(nèi)部的壓力將突然改變(即,真空計(jì)90將突然記錄例如大約-200巴的非常高的負(fù)壓)。壓力的這種突然改變指示主腔體76充滿粘合劑,即,粘合劑注入過(guò)程完成。在這個(gè)階段,通過(guò)關(guān)閉粘合劑入口閥98,停止供應(yīng)粘合劑,以防止粘合劑進(jìn)一步進(jìn)入主腔體76。
然后,任憑粘合劑固化,即,變硬,這樣導(dǎo)致下安裝凸緣56與葉片殼體75的內(nèi)表面74形成強(qiáng)結(jié)合。
當(dāng)外圍腔體78拉到比主腔體76更高的高度時(shí),外圍腔體78有利地對(duì)抗粘合劑入口端口64處并且在結(jié)合區(qū)上方的所注入粘合劑的壓力,因此防止所注入的粘合劑將兩個(gè)表面60、74推開并且使主密封件66斷裂。換句話講,被抽真空的外圍腔體78用于防止在主密封件66處出現(xiàn)泄漏。在主密封件66出現(xiàn)泄漏的不太可能的事件中,粘合劑將流入外圍腔體78中。這樣將造成外圍腔體78中的壓力突然改變,與外圍腔體78關(guān)聯(lián)的真空泵88的壓力計(jì)92可檢測(cè)到該突然改變。如果檢測(cè)到泄漏,則可能有必要延緩灌注過(guò)程,直到泄漏得以修復(fù)。
外圍腔體78中的較強(qiáng)真空的其它優(yōu)點(diǎn)在于,因?yàn)樵谥髑惑w76內(nèi)出現(xiàn)了結(jié)合線,所以過(guò)程中的任何空氣進(jìn)入將遠(yuǎn)離結(jié)合線從系統(tǒng)中去除。
因?yàn)樵谥髑惑w76內(nèi)包含粘合劑,所以消除了由擠出而造成的粘合劑浪費(fèi)。這樣減少了結(jié)合線中需要的整體粘合劑量,因此減少了完工葉片的整體重量和粘合劑的材料成本??辜舾拱?0和葉片殼體75之間的所得結(jié)合線的尺寸被有利地明確限定,即,它們由主腔體76的尺寸限定。主腔體76的尺寸由主密封件66和分隔件80的高度所限界的區(qū)域70的形狀來(lái)預(yù)定。因此,本發(fā)明提供了用于創(chuàng)建一致地明確限定的結(jié)合線的可重復(fù)過(guò)程。
因?yàn)榭捎蛇h(yuǎn)程定位的真空計(jì)90、92來(lái)控制和監(jiān)測(cè)過(guò)程,所以可遠(yuǎn)離葉片地控制和監(jiān)測(cè)整個(gè)結(jié)合過(guò)程。這是特別有利的,并且有助于進(jìn)行單階段結(jié)合過(guò)程,即,在每條結(jié)合線處使用同時(shí)灌注而將抗剪腹板50同時(shí)結(jié)合到迎風(fēng)半殼體和背風(fēng)半殼體二者。用本發(fā)明的結(jié)合方法能夠進(jìn)行此過(guò)程,因?yàn)椴恍枰诮Y(jié)合過(guò)程期間直接觸及結(jié)合線。
可在不脫離所附權(quán)利要求書中限定的本發(fā)明的范圍內(nèi),對(duì)以上示例進(jìn)行許多修改。
例如,雖然以上示例與抗剪腹板50的下安裝凸緣56和葉片殼體之間的結(jié)合的創(chuàng)建相關(guān),但可另選地或另外地在上安裝凸緣54和葉片殼體之間創(chuàng)建結(jié)合。如以上提到的,可沿著上安裝凸緣54和下安裝凸緣56同時(shí)使用該過(guò)程,以將抗剪腹板50同時(shí)結(jié)合到迎風(fēng)殼體和背風(fēng)殼體二者。該方法因此將涉及在將抗剪腹板50結(jié)合到相應(yīng)的葉片殼體之前閉合模具。因此,該方法使其本身適合于單階段結(jié)合過(guò)程。
雖然在以上示例中描述了具有I形橫截面的抗剪腹板50,但在其它示例中,抗剪腹板50可具有不同形狀。例如,抗剪腹板50的橫截面可以是大體C形或者腹板52的每端可具有L形凸緣。安裝凸緣54、56不需要與腹板52垂直,并且在其它示例中,安裝凸緣54、56可布置成與腹板52形成其它橫向角度,例如,大于或小于90度。安裝凸緣54、56相對(duì)于腹板52的角度將取決于抗剪腹板50將要被固定到的葉片殼體的局部輪廓,即葉片殼體的翼弦方向。
雖然在以上示例中粘合劑入口端口64和真空端口62a被布置成在主腔體76中形成粘合劑的縱向(即翼展)流,但端口62a、64可另選地被布置成形成例如翼弦流。在這種情況下,樹脂入口端口64可在主腔體76的橫向方向上與真空端口62a分隔開。
雖然在以上示例中各端口62a、62b、64設(shè)置在抗剪腹板50的安裝凸緣56中,但端口62a、62b、64可另選地設(shè)置在其它合適位置中。例如,端口62a、62b、64可設(shè)置在密封件66、68中,或者設(shè)置在葉片殼體或與抗剪腹板50結(jié)合的其它這種表面中。
雖然以上示例與抗剪腹板50和風(fēng)輪機(jī)葉片殼體75之間的結(jié)合的創(chuàng)建相關(guān),但可利用本發(fā)明的各種特征(例如,雙密封布置)進(jìn)行其它結(jié)合(諸如,風(fēng)輪機(jī)葉片的相應(yīng)半殼體之間的結(jié)合)。
為免存疑,之前描述中使用的諸如“上”和“下”的相對(duì)術(shù)語(yǔ)是出于方便起見使用的,是指如圖中所示的特征的取向。這些術(shù)語(yǔ)不旨在限制本發(fā)明的范圍。