風(fēng)輪機(jī)葉片的制作方法
【專利摘要】一種用于制造風(fēng)輪機(jī)葉片的細(xì)長加強(qiáng)結(jié)構(gòu)用的條帶的拉擠成型工藝，該工藝包括：沿工藝方向牽拉纖維(42)與樹脂穿過拉擠成型模(40)而形成條帶(102)；并且在所述工藝方向上在所述模的下游將灌注促進(jìn)層(110)施加至所述條帶的表面。本發(fā)明還公開了一種拉擠成型設(shè)備。
【專利說明】
風(fēng)輪機(jī)葉片
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明總體涉及用于風(fēng)輪機(jī)的轉(zhuǎn)子葉片，并且涉及制造風(fēng)輪機(jī)葉片的方法。更具體地說，本發(fā)明涉及這樣的風(fēng)輪機(jī)葉片，該風(fēng)輪機(jī)葉片包括整合到殼的結(jié)構(gòu)中的一疊承重加強(qiáng)條帶，并且本發(fā)明涉及制造這樣的葉片的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]圖1是風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片10的剖面圖。葉片具有外殼11，該外殼由兩個半殼(迎風(fēng)殼I Ia與背風(fēng)殼I Ib)制造成。所述殼由玻璃纖維加強(qiáng)塑料(GRP)模制成。外殼11的一部分屬于夾層板構(gòu)造，并且包括輕質(zhì)泡沫(例如聚氨酯)芯12，該芯夾在內(nèi)GRP層或者“蒙皮”13與外GRP層或者“蒙皮”14之間。
[0003]葉片10包括第一對翼梁帽15a與15b以及第二對翼梁帽16a與16b。各對翼梁帽15a與15b、16a與16b布置在外殼11的夾層板區(qū)域12之間。每對中的一個翼梁帽15a、16a與迎風(fēng)殼Ila整合在一起并且每對中的另一個翼梁帽15b、16b與背風(fēng)殼Ilb整合在一起。各對中的翼梁帽相互對置并且沿葉片10的長度縱向延伸。
[0004]第一縱向延伸的抗剪腹板17a橋接第一對翼梁帽15a與15b，并且第二縱向延伸的抗剪腹板17b橋接第二對翼梁帽16a與16b。與第一對翼梁帽15a與15b和第二對翼梁帽16a與16b結(jié)合的抗剪腹板17a和17b形成一對I形梁結(jié)構(gòu)，這對I形梁結(jié)構(gòu)將負(fù)載從旋轉(zhuǎn)的葉片10有效地傳遞至風(fēng)輪機(jī)的輪轂。翼梁帽15a和15b以及16a和16b特別傳遞拉伸和壓縮的彎曲負(fù)載，而抗剪腹板17a和17b傳遞葉片1中的剪應(yīng)力。
[0005]每個翼梁帽15a和15b以及16a和16b均具有大體矩形截面，并且由一疊預(yù)制的加強(qiáng)條帶18構(gòu)成。條帶18是碳纖維加強(qiáng)塑料(CFRP)的拉擠成型條帶，并且基本是平坦的，而且具有矩形截面。成疊的條帶18的數(shù)量取決于條帶18的厚度以及殼11的所需厚度，但是通常條帶I8均具有幾毫米的厚度，并且通常在成疊的條帶中會有四至十二個條帶。這些條帶具有尚拉伸強(qiáng)度，并因此具有尚承重能力。
[0006]外殼11的結(jié)構(gòu)內(nèi)的翼梁帽15a和15b以及16a和16b的整合避免了對諸如加強(qiáng)梁之類的單獨(dú)的翼梁帽的需求，在一些傳統(tǒng)的風(fēng)輪機(jī)葉片中，所述的單獨(dú)的翼梁帽通常結(jié)合至殼的內(nèi)表面。EP I 520 983、W0 2006/082479、GB 2497578以及TO 2013/087078中描述了具有與殼整合的翼梁帽的轉(zhuǎn)子葉片的其他實施例。
[0007]利用樹脂灌注(RI)工藝，借此將殼11的多個層壓層鋪疊在模具腔中，密封此腔，然后對腔施加真空，從而制成圖1中所示的轉(zhuǎn)子葉片10。然后將樹脂引入到腔中，真空壓力使樹脂在層壓層上繞層壓層流動并灌注到位于層之間的間隙空間中。為了完成此工藝，使樹脂灌注的鋪疊體固化以使樹脂變硬并將多個層壓層結(jié)合在一起而形成葉片10。
[0008]如上所述的拉擠成型的加強(qiáng)條帶18往往具有相對光滑且平坦的外表面，這是拉擠成型工藝的特征。因此，當(dāng)這些條帶上下堆疊在模具中時，條帶18之間有非常小的間隙空間。通常，條帶之間的間距在約0.1至0.3mm之間。此缺少空間的現(xiàn)象使得難以在條帶18之間灌注樹脂，并會在堆疊中的相鄰條帶18之間形成不良結(jié)合。如果條帶18未恰當(dāng)?shù)亟Y(jié)合在一起，那么葉片結(jié)構(gòu)中有發(fā)生脫層的風(fēng)險，在使用過程中這會導(dǎo)致葉片10故障。此問題不限于拉擠成型條帶18，而是在有其他類型的具有平滑外表面的加強(qiáng)條帶堆疊時可能存在此問題。
[0009]如圖2中所示，用于獲得更適于結(jié)合的表面的一種公知方法是在拉擠成型的加強(qiáng)條帶18的上下表面上提供“剝離片”層38，此“剝離片”層可以被移除而形成帶紋理的表面，該表面包括不規(guī)則布置的峰與谷。帶紋理的表面提供位于堆疊的條帶18之間的界面處的空間，從而例如通過毛細(xì)管作用使得能夠更容易在條帶18之間灌注樹脂。
[0010]這樣的剝離片38由緊密編織的織物(通常為聚酰胺)制成，此緊密編織的織物涂覆有脫模劑。緊密編織的織物與脫模劑防止剝離片結(jié)合至所述條帶中的樹脂，使得能夠容易移除剝離片。
[0011]如圖3中所示，在拉擠成型過程中，將剝離片38施加至條帶18。剝離片38與待形成條帶18的纖維42以及樹脂一起被牽拉通過模40。然后使條帶18固化。移除剝離片38時，一層固化樹脂被從條帶18的表面移除，從而提供帶紋理的表面。
[0012]盡管剝離片層38的使用有助于樹脂灌注，但是存在與剝離片層38的使用相關(guān)聯(lián)的一些問題。必須在條帶18鋪放于模具中之前用手從每個條帶18移除剝離片層38，這不方便而且費(fèi)時，延長了制造過程。
[0013]而且，因為移除剝離片層38后留下的表面是粗糙且不規(guī)則的，所以條帶18之間的接觸同樣地不規(guī)則。此接觸可以是峰對峰(即，位于堆疊中的相鄰條帶18的帶紋理的表面上的峰之間)，這使條帶18進(jìn)一步隔開而提供相對大的間隙空間，在此間隙空間中樹脂相對容易流動;或者此接觸可以是峰對谷(即，位于堆疊中一個條帶的表面上的峰與相鄰的條帶18的表面上的谷之間)，這將條帶18更緊密地保持在一起，從而提供相對少量的間隙空間，在此間隙空間中樹脂流動相對較慢。因此，間隙空間的量并因此樹脂流動速率橫過條帶18變化，這會致使空氣截留在條帶18之間，從而弱化條帶18之間的結(jié)合。
[0014]本發(fā)明的目的是緩解或者克服現(xiàn)有技術(shù)中的至少一種問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]以此為背景，根據(jù)第一方面，本發(fā)明涉及用于制造風(fēng)輪機(jī)葉片的細(xì)長加強(qiáng)結(jié)構(gòu)用的條帶的拉擠成型工藝，該工藝包括:沿工藝方向牽拉纖維與樹脂穿過拉擠成型模而形成條帶;并且在所述工藝方向上在所述模的下游將灌注促進(jìn)層施加至所述條帶的表面。
[0016]因此，根據(jù)本發(fā)明的所述拉擠成型工藝制成的條帶具有施加至至少一個表面的灌注促進(jìn)層。當(dāng)多個條帶上下堆疊形成細(xì)長加強(qiáng)結(jié)構(gòu)時，此灌注促進(jìn)層布置在堆疊中相鄰的條帶之間。樹脂能夠容易地在灌注促進(jìn)層內(nèi)灌注，并因此能夠容易在堆疊中相鄰的條帶之間灌注。這減小了條帶之間形成氣穴的可能性，否則氣穴會引發(fā)裂縫。因此，與結(jié)合傳統(tǒng)條帶的細(xì)長加強(qiáng)結(jié)構(gòu)相比，結(jié)合根據(jù)本發(fā)明的拉擠成型工藝制成的條帶的細(xì)長加強(qiáng)結(jié)構(gòu)能承受更大的負(fù)載。
[0017]拉擠成型工藝可以包括將灌注促進(jìn)層結(jié)合至條帶的表面。
[0018]為了在無需粘合劑的情況下將灌注促進(jìn)層結(jié)合至條帶的表面，拉擠成型工藝可以包括:在條帶處于未固化或者半固化狀態(tài)時，將灌注促進(jìn)層施加至條帶的表面并使條帶固化以將灌注促進(jìn)層結(jié)合至條帶的表面。
[0019]另選的是，所述工藝可以包括在將灌注促進(jìn)層施加至條帶的表面之前使條帶固化。在此情況下，可以在使條帶固化后并且施加灌注促進(jìn)層之前將粘合劑層施加至條帶的表面。為了達(dá)到粘合劑層的薄且均勻分布，所述工藝可以包括將粘合劑層噴涂到條帶的表面上。
[0020]灌注促進(jìn)層可以是諸如玻璃纖維層之類的纖維層。纖維層尤其有利，因為纖維結(jié)構(gòu)提供位于層中的間隙，借助這些間隙，樹脂能夠特別容易灌注。為了提供足夠大的間隙，灌注促進(jìn)層可以具有在約100克每平方米與約300克每平方米之間的纖維密度。
[0021]拉擠成型工藝可以包括將灌注促進(jìn)層施加至拉擠成型條帶的上表面或者下表面。以此方式，每個條帶僅需要使用一個灌注促進(jìn)層，并且當(dāng)多個條帶堆疊在一起時，單個灌注促進(jìn)層布置在相鄰的條帶之間以促進(jìn)樹脂灌注。
[0022]拉擠成型工藝可以包括將第一灌注促進(jìn)層施加至拉擠成型條帶的上表面，并且將第二灌注促進(jìn)層施加至拉擠成型條帶的下表面。以此方式，當(dāng)多個條帶堆疊在一起時，兩個灌注促進(jìn)層布置在相鄰的條帶之間以進(jìn)一步促進(jìn)樹脂灌注。
[0023]所述條帶可以具有在約2米至約1000米之間的長度。具體地說，所述條帶可以具有在約10米至約150米之間的長度，并且在優(yōu)選實施方式中，所述條帶可以具有在約10米至約80米之間的長度。此長度可以由結(jié)合此條帶的細(xì)長加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的長度決定，或者此長度可以由例如細(xì)長加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的制造工藝決定。
[0024]根據(jù)另一方面，本發(fā)明涉及一種用于制造風(fēng)輪機(jī)葉片的細(xì)長加強(qiáng)結(jié)構(gòu)用的條帶的拉擠成型設(shè)備，該拉擠成型設(shè)備包括:拉擠成型模;用于沿工藝方向?qū)⒗w維與樹脂牽拉穿過所述拉擠成型模以形成條帶的牽拉裝置；以及用于將灌注促進(jìn)層施加至所述條帶的表面的施加站;其中，所述施加站與所述拉擠成型模布置成一行并且在所述工藝方向上布置在所述拉擠成型模的下游。
[0025]施加站可以包括用于將灌注促進(jìn)層施加條帶的表面的輥。該輥提供一種用于使施加灌注促進(jìn)材料機(jī)械化的機(jī)構(gòu)，從而減少對人工輸入的需求。輥還可以用以像壓力施加至條帶那樣向灌注促進(jìn)材料施加壓力。
[0026]拉擠成型設(shè)備可以包括粘合劑站，該粘合劑站構(gòu)造成將粘合劑層施加至條帶的表面。粘合劑站可以與拉擠成型模布置成一行并且布置在拉擠成型模與施加站之間。粘合劑站提供了一種用于使粘合劑施加過程機(jī)械化的機(jī)構(gòu)，從而減少對人工輸入的需求。
[0027]特別是為了快速且均一地施加粘合劑，粘合劑站可以構(gòu)造成將粘合劑層噴涂到條帶的表面上。
[0028]拉擠成型設(shè)備可以包括用于固化條帶的加熱裝置。加熱裝置可以在工藝方向上布置在粘合劑站的上游。以此方式，可以使條帶固化并且可以在持續(xù)的過程中將粘合劑施加至條帶。
[0029]拉擠成型設(shè)備可以包括第一施加站與第二施加站，第一施加站與第二施加站布置在條帶的相對兩側(cè)上并且分別構(gòu)造成將相應(yīng)的灌注促進(jìn)層施加至條帶的相應(yīng)的上表面與下表面。
[0030]本發(fā)明還延及一種根據(jù)上文所述的拉擠成型工藝或者利用上文所述的拉擠成型設(shè)備制成的條帶。
[0031]本發(fā)明還延及一種風(fēng)輪機(jī)葉片用的細(xì)長加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，該細(xì)長加強(qiáng)結(jié)構(gòu)包括根據(jù)上文所述的拉擠成型工藝或者利用上文所述的拉擠成型設(shè)備制成的條帶。
[0032]根據(jù)另一方面，本發(fā)明涉及一種制造風(fēng)輪機(jī)葉片用的細(xì)長加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的方法，該方法包括:提供根據(jù)上文所述的拉擠成型工藝或者利用上文所述的拉擠成型設(shè)備制成的多個條帶;通過將所述多個條帶堆疊在模具中而形成層壓體;穿過層壓體灌注樹脂;并且使樹脂固化以形成細(xì)長加強(qiáng)結(jié)構(gòu)。
[0033]本發(fā)明延及一種根據(jù)上述方法制成的風(fēng)輪機(jī)葉片用的細(xì)長加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，延及一種包括這樣的細(xì)長加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的風(fēng)輪機(jī)葉片，并且延及一種包括這樣的風(fēng)輪機(jī)葉片的風(fēng)輪機(jī)。
【附圖說明】
[0034]已經(jīng)參照了附圖中的圖1至圖3。為了能夠更容易理解本發(fā)明，現(xiàn)在將借助實施例參照附圖中的其他附圖，在附圖中:
[0035]圖4a與圖4b分別是用于根據(jù)本發(fā)明的一方面的風(fēng)輪機(jī)葉片的細(xì)長加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的條帶的立體圖與前視圖；
[0036]圖5是由多個相似條帶堆疊布置的圖4的條帶的前視圖；
[0037]圖6是位于圖5的堆疊中的兩個條帶之間的灌注區(qū)域的放大前視圖；
[0038]圖7是根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式的制造圖4a與圖4b的條帶的方法的示意圖；
[0039]圖8是制造圖4a與圖4b的條帶的另一方法的示意圖；
[0040]圖9是用于風(fēng)輪機(jī)葉片的細(xì)長加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方式的條帶的前視圖；
[0041]圖10是當(dāng)條帶堆疊布置時形成在圖9的條帶與另一條帶之間的灌注區(qū)域的放大前視圖；
[0042]圖11是根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式的制造圖9的條帶的方法的示意圖；以及
[0043]圖12是制造圖9的條帶的另一方法的示意圖。
【具體實施方式】
[0044]圖4a與圖4b示出了用于風(fēng)輪機(jī)葉片用的細(xì)長加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的條帶100。在所述的實施方式中，細(xì)長加強(qiáng)結(jié)構(gòu)是與關(guān)于圖1的以上描述相似的翼梁帽。
[0045]條帶100是纖維加強(qiáng)聚合材料的拉擠成型條帶102，此條帶在相對的兩端104之間縱向延伸。拉擠成型條帶102包括側(cè)面103以及上表面106和下表面108。上表面106與下表面108中的每一者均設(shè)置有灌注促進(jìn)層110，此灌注促進(jìn)層結(jié)合至相應(yīng)的上表面106與下表面108。
[0046]灌注促進(jìn)層110覆蓋拉擠成型條帶102的整個上表面106與下表面108。特別地，灌注促進(jìn)層108沿縱向方向在條帶102的端部104之間連續(xù)延伸，并且沿橫向方向在條帶110的側(cè)面103之間連續(xù)延伸。
[0047]如圖5中所示，為了將條帶100整合至翼梁帽，多個條帶100在模具(未示出)中上下堆疊而形成一個堆疊112。在堆疊112中一個條帶100的上表面106面對相鄰條帶100的下表面108，這樣堆疊條帶100。以此方式，相鄰條帶100的灌注促進(jìn)層110的外表面113相互接觸。相鄰的灌注促進(jìn)層110—起形成位于每對相鄰條帶100之間的灌注區(qū)114。
[0048]一旦條帶100布置成堆疊112，就將樹脂添入至堆疊112。樹脂繞堆疊112滲入，并且還經(jīng)由條帶100之間的灌注區(qū)114在堆疊112中的條帶110之間滲入。
[0049]圖6更詳細(xì)地示出了灌注促進(jìn)層110與灌注區(qū)114，并且展示出灌注促進(jìn)層是具有相對松散的編織物的纖維層。
[0050]在所示的實施方式中，灌注促進(jìn)層110是玻璃纖維材料層，具體地說是密度為200克每平方米(gsm)的Hexcel編織玻璃纖維織物層。
[0051 ] 玻璃纖維材料的纖維密度相對低，例如在約100與約300gsm之間。特別地，玻璃纖維材料的纖維密度足夠低使得樹脂能夠相對容易地在玻璃纖維之間灌注，從而玻璃纖維材料層增進(jìn)樹脂流動。而且，纖維密度足夠低到使得玻璃纖維材料能夠結(jié)合至拉擠成型條帶102 的表面 106、108。
[0052]灌注促進(jìn)層110有內(nèi)表面111與外表面113。內(nèi)表面111例如借助粘合劑層116結(jié)合至拉擠成型條帶102的上表面106與下表面108。外表面113形成條帶100的外部表面。外表面113因灌注促進(jìn)層110的織物性質(zhì)而帶有紋理。當(dāng)條帶100上下疊置時，此帶紋理的表面用以使條帶100間隔開，從而增大條帶10之間的間隙空間的尺寸并且進(jìn)一步促進(jìn)樹脂在條帶100之間流動。
[0053]粘合劑層116不完全浸入灌注促進(jìn)層110，而是僅保留在灌注促進(jìn)層110的最接近拉擠成型條帶102的區(qū)域中。以此方式，灌注促進(jìn)層110的纖維之間的空間不被粘合劑堵塞，而是開放的以接納灌注的樹脂。換而言之，與剝離片層相比，灌注促進(jìn)層是干燥纖維并且未灌注有樹脂。
[0054]而且，灌注促進(jìn)層110的相對松散的編織物提供位于編織物的纖維之間的相當(dāng)大的空間，使得樹脂能夠在灌注促進(jìn)層110內(nèi)易于灌注，因此能夠容易灌注穿過相鄰條帶100之間的灌注區(qū)114。
[0055]圖6還展示出了間隙空間118位于鄰接的灌注促進(jìn)層110之間。間隙空間118相當(dāng)大，這使得樹脂能夠在條帶100之間相當(dāng)快地流動。
[0056]灌注促進(jìn)層110中的纖維編織物在整個灌注促進(jìn)層110中是均一的，這意味著樹脂流動速率相當(dāng)均一。均一的編織物還意味由編織物提供的峰與谷布置規(guī)則，使得整個條帶100中的間隙空間118基本均一。這進(jìn)一步有助于確保樹脂流動速率均一。因此，整個灌注區(qū)114中的樹脂流動速率均一，使得當(dāng)將樹脂添入到條帶100之間時，樹脂能更容易滲透整個灌注區(qū)114，從而減小在條帶100之間形成氣穴的可能性。
[0057]在樹脂灌注到堆疊112中的條帶100之間及其周圍后，通過加熱模具而使樹脂固化，從而徹底形成翼梁帽。灌注促進(jìn)層110因而作為位于堆疊112中每對相鄰的拉擠成型條帶102之間的結(jié)構(gòu)元件而整合到完成的翼梁帽中。這與在堆疊條帶之前被從條帶的表面移除的剝離片形成對比。
[0058]現(xiàn)在參照圖7，上述條帶100通過利用拉擠成型設(shè)備300的拉擠成型工藝制成。浸漬樹脂的纖維42沿工藝方向P被牽拉穿過標(biāo)準(zhǔn)拉擠成型模40而形成拉擠成型條帶102。然后，拉擠成型條帶102進(jìn)入固化爐44，拉擠成型條帶102在此處被加熱以使樹脂固化。
[0059]固化爐44的下游是粘合劑施加站160。粘合劑施加站160包括兩個粘合劑噴涂器162，一個布置在拉擠成型條帶102上方，一個布置在拉擠成型條帶102下方。粘合劑噴涂器162將諸如環(huán)氧樹脂層之類的粘合劑層116(參見圖6)噴涂到拉擠成型條帶102的上表面106與下表面108。
[0060]粘合劑施加站160的下游是施加站150，該施加站將灌注促進(jìn)層110施加至條帶102的上表面106與下表面108。
[0061]施加站150包括兩個輥系統(tǒng)152，一個布置在拉擠成型條帶102上方，一個布置在拉擠成型條帶102下方。輥系統(tǒng)152儲存灌注促進(jìn)層110并將層110分別施加至拉擠成型條帶102的上表面106與下表面108。灌注促進(jìn)層110借助粘合劑層116粘附至擠成型條帶102的上表面106與下表面108。
[0062]一旦施加了灌注促進(jìn)層110，最終的條帶100就準(zhǔn)備好用于制造翼梁帽或者準(zhǔn)備好運(yùn)輸至制造設(shè)備或者儲存設(shè)備。
[0063]圖8中示出了利用另選的拉擠成型設(shè)備400制造條帶100的另選的方法。在此方法中，浸漬樹脂的纖維42以相同方式穿過拉擠成型模40而被拉擠成型，但是拉擠成型條帶100隨后直接移動至施加站150，此施加站與已經(jīng)描述的層施加站150基本相同。
[0064]因為當(dāng)施加灌注促進(jìn)層110時拉擠成型條帶102尚未固化，所以擠成型條帶102的上表面106與下表面108是有粘性的。這使得灌注促進(jìn)層110無需額外的粘合劑就能夠粘附至上表面106與下表面108。
[0065]拉擠成型條帶102中的樹脂僅短距離滲入到灌注促進(jìn)層110中，因此僅滲入到灌注促進(jìn)層110的接近拉擠成型條帶102的小區(qū)域中。這是因為缺乏真空，所以存在相當(dāng)小的灌注樹脂驅(qū)動力。因此，灌注促進(jìn)層110的纖維不會被樹脂浸透，纖維之間的空間保持開放以接納隨后的樹脂灌注過程中的樹脂。
[0066]在灌注促進(jìn)層110施加至上表面106與下表面108的情況下，拉擠成型條帶102移動至固化爐44，拉擠成型條帶102在此處被加熱以使樹脂固化。當(dāng)樹脂固化時，灌注促進(jìn)層110結(jié)合至拉擠成型條帶102。一旦固化，那么條帶100就準(zhǔn)備好用在翼梁帽中。
[0067]在所述方法的另選變形中，在施加灌注促進(jìn)層110之前條帶可以是半固化的，從而確保上表面106與下表面108具有適于粘附的水平的粘性。
[0068]圖9示出了用在風(fēng)輪機(jī)葉片的細(xì)長加強(qiáng)結(jié)構(gòu)中的另選的條帶200。條帶200與上述條帶100相似，但在此實例中，灌注促進(jìn)層110僅結(jié)合至拉擠成型條帶102的上表面106，而下表面108暴露至周圍環(huán)境。
[0069]如圖10中所示，當(dāng)條帶200與其他相似的條帶200堆疊時，灌注促進(jìn)層110抵靠堆疊中相鄰的條帶200的下表面108。以此方式，以與以上描述相似的方式在堆疊中的條帶200之間創(chuàng)建灌注區(qū)214。
[0070]圖10更詳細(xì)地示出了灌注區(qū)214。在此實例中，灌注區(qū)214包括單個灌注促進(jìn)層110。在堆疊中的灌注促進(jìn)層110與相鄰的條帶200的下表面108之間創(chuàng)建出間隙空間218。灌注區(qū)214增進(jìn)樹脂在條帶200之間的灌注，并且如以上已經(jīng)描述的那樣基本均一地增進(jìn)樹脂灌注。
[0071 ]圖11示出了用于制造具有單個灌注促進(jìn)層110的條帶200的設(shè)備500。設(shè)備500與以上已經(jīng)描述的設(shè)備相似，但是該設(shè)備構(gòu)造成僅將灌注促進(jìn)層110結(jié)合至拉擠成型條帶102的上表面106。
[0072]以已經(jīng)描述的方式，浸漬樹脂的纖維42被牽拉穿過拉擠成型模40而形成拉擠成型條帶102。然后拉擠成型條帶102被饋送至固化爐44進(jìn)行固化。
[0073]接著，拉擠成型條帶102被饋送至粘合劑施加站260。粘合劑施加站260包括布置在拉擠成型條帶102的上方的粘合劑噴涂器162。粘合劑噴涂器162將諸如環(huán)氧樹脂層之類的粘合劑層116(參見圖6)噴涂到拉擠成型條帶102的上表面106。
[0074]然后條帶102被饋送至施加站250。施加站250包括布置在拉擠成型條帶102上方的輥系統(tǒng)152。輥系統(tǒng)152承載灌注促進(jìn)層110并且將層110施加至拉擠成型條帶102的上表面106。如已經(jīng)描述的，灌注促進(jìn)層110借助粘合劑層116粘附至拉擠成型條帶102的上表面106。
[0075]圖12示出了用于制造具有單個灌注促進(jìn)層110的條帶200的另選設(shè)備600。在此設(shè)備600中，浸漬樹脂的纖維42穿過拉擠成型模40被拉擠成型以形成拉擠成型條帶102。
[0076]然后條帶102被饋送至施加站250。施加站250包括布置在拉擠成型條帶102上方的輥系統(tǒng)152。輥系統(tǒng)152承載灌注促進(jìn)層110并且將層110施加至拉擠成型條帶102的上表面106。如上文已經(jīng)描述的，拉擠成型條帶102的上表面106是有粘性的，使得灌注促進(jìn)層110粘附至上表面106。因此，此方法避免了對特定粘合劑施加階段的需求。
[0077]在灌注促進(jìn)層110施加至其上表面106的情況下，拉擠成型條帶102移動至固化爐44，拉擠成型條帶102在此處被加熱以使樹脂固化，因而將灌注促進(jìn)層110結(jié)合至拉擠成型條帶102的上表面106。
[0078]盡管本實施方式中描述的灌注促進(jìn)層是玻璃纖維材料層，但是要理解的是無需如此。灌注促進(jìn)層可以是由諸如碳、玻璃、芳族聚酰胺、聚酯、尼龍之類的不同材料制成的纖維層。這些纖維層可以是編織物、單軸織物、多軸織物、絨頭織物，或者這些纖維層可以是連續(xù)的單纖維。另選的是，灌注促進(jìn)層可以是穿孔層或者多孔層。
[0079]在使用粘合劑層的實施方式中，粘合劑層無須是環(huán)氧層，而可以是任一適當(dāng)?shù)恼澈蟿?br>[0080]通過堆疊條帶并在模具中進(jìn)行樹脂灌注工藝而制成翼梁帽或者其他細(xì)長加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，然后可將產(chǎn)生的翼梁帽或者其他細(xì)長加強(qiáng)結(jié)構(gòu)整合到葉片中。在其他實施方式中，可將條帶直接堆疊在用于具有葉片的其他結(jié)構(gòu)元件的葉片半體的模具中，并且可將樹脂灌注工藝施加至整個葉片半體，使得翼梁帽同時形成并整合到葉片半體中。
[0081]因此，本發(fā)明不限于以上所述的示例性實施方式，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員會理解在不脫離本發(fā)明的由所附權(quán)利要求限定的范圍的情況下的一些其他變更例或者變型例。
【主權(quán)項】
1.一種用于制造風(fēng)輪機(jī)葉片的細(xì)長加強(qiáng)結(jié)構(gòu)用的條帶的拉擠成型工藝，該工藝包括: 沿工藝方向牽拉纖維與樹脂穿過拉擠成型模而形成條帶;并且 在所述工藝方向上在所述模的下游將灌注促進(jìn)層施加至所述條帶的表面。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拉擠成型工藝，該工藝包括將所述灌注促進(jìn)層結(jié)合至所述條帶的所述表面。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的拉擠成型工藝，該工藝包括在所述條帶處于未固化或者半固化狀態(tài)時將所述灌注促進(jìn)層施加至所述條帶的所述表面，并且使所述條帶固化以將所述灌注促進(jìn)層結(jié)合至所述條帶的所述表面。4.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的拉擠成型工藝，該工藝包括在將所述灌注促進(jìn)層施加至所述條帶的所述表面之前使所述條帶固化。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的拉擠成型工藝，該工藝包括在使所述條帶固化之后并且施加所述灌注促進(jìn)層之前將粘合劑層施加至所述條帶的所述表面。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的拉擠成型工藝，該工藝包括將所述粘合劑層噴涂到所述條帶的所述表面上。7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的拉擠成型工藝，其中，所述灌注促進(jìn)層是纖維層。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的拉擠成型工藝，其中，所述灌注促進(jìn)層是玻璃纖維層。9.根據(jù)權(quán)利要求7或者8所述的拉擠成型工藝，其中，所述灌注促進(jìn)層具有在約100克每平方米至約300克每平方米之間的纖維密度。10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的拉擠成型工藝，該工藝包括將所述灌注促進(jìn)層施加至拉擠成型的所述條帶的上表面或者下表面。11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的拉擠成型工藝，該工藝包括將第一灌注促進(jìn)層施加至拉擠成型的所述條帶的上表面，并且將第二灌注促進(jìn)層施加至拉擠成型的所述條帶的下表面。12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的拉擠成型工藝，其中，所述條帶具有在約2米至約1000米之間的長度。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的拉擠成型工藝，其中，所述條帶具有在約10米至約150米之間的長度。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的拉擠成型工藝，其中，所述條帶具有在約10米至約80米之間的長度。15.—種用于制造風(fēng)輪機(jī)葉片的細(xì)長加強(qiáng)結(jié)構(gòu)用的條帶的拉擠成型設(shè)備，該拉擠成型設(shè)備包括: 拉擠成型模； 用于沿工藝方向?qū)⒗w維與樹脂牽拉穿過所述拉擠成型模以形成條帶的牽拉裝置；以及 用于將灌注促進(jìn)層施加至所述條帶的表面的施加站； 其中，所述施加站與所述拉擠成型模布置成一行并且在所述工藝方向上布置在所述拉擠成型模的下游。16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的拉擠成型設(shè)備，其中，所述施加站包括用于將所述灌注促進(jìn)層施加至所述條帶的所述表面的輥。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的拉擠成型設(shè)備，該拉擠成型設(shè)備包括粘合劑站，該粘合劑站構(gòu)造成將粘合劑層施加至所述條帶的所述表面，其中，所述粘合劑站與所述拉擠成型模布置成一行并且布置在所述拉擠成型模與所述施加站之間。18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的拉擠成型設(shè)備，其中，所述粘合劑站構(gòu)造成將粘合劑層噴涂到所述條帶的所述表面上。19.根據(jù)權(quán)利要求17或者18所述的拉擠成型設(shè)備，該拉擠成型設(shè)備包括用于固化所述條帶的加熱裝置，其中，所述加熱裝置在所述工藝方向上布置在所述粘合劑站的上游。20.根據(jù)權(quán)利要求15至19中任一項所述的拉擠成型設(shè)備，該拉擠成型設(shè)備包括第一施加站與第二施加站，所述第一施加站與所述第二施加站布置在所述條帶的相對兩側(cè)上并且分別構(gòu)造成將相應(yīng)的灌注促進(jìn)層施加至所述條帶的相應(yīng)的上表面與下表面。21.—種根據(jù)權(quán)利要求1至14中任一項所述的拉擠成型工藝或者利用權(quán)利要求15至20中任一項所述的拉擠成型設(shè)備制成的條帶。22.—種風(fēng)輪機(jī)葉片用的細(xì)長加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，該細(xì)長加強(qiáng)結(jié)構(gòu)包括根據(jù)權(quán)利要求1至14中任一項所述的拉擠成型工藝或者利用權(quán)利要求15至20中任一項所述的拉擠成型設(shè)備制成的條帶。23.一種制造風(fēng)輪機(jī)葉片用的細(xì)長加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的方法，該方法包括: 提供根據(jù)權(quán)利要求1至14中任一項所述的拉擠成型工藝或者利用權(quán)利要求15至20中任一項所述的拉擠成型設(shè)備制成的多個條帶； 通過將所述多個條帶堆疊在模具中而形成層壓體； 穿過所述層壓體灌注樹脂;并且 使所述樹脂固化以形成所述細(xì)長加強(qiáng)結(jié)構(gòu)。24.—種根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法的風(fēng)輪機(jī)葉片用的細(xì)長加強(qiáng)結(jié)構(gòu)。25.—種包括權(quán)利要求23或者24所述的細(xì)長加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的風(fēng)輪機(jī)葉片。26.—種包括權(quán)利要求25所述的風(fēng)輪機(jī)葉片的風(fēng)輪機(jī)。
【文檔編號】B29C70/86GK105848860SQ201480070862
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2014年10月23日
【發(fā)明人】J·史密斯
【申請人】維斯塔斯風(fēng)力系統(tǒng)有限公司