分段式風電葉片的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供的分段式風電葉片包括殼體、灌注于殼體內(nèi)的大梁以及腹板，所述殼體以一分段線為標準且在殼體長度方向上被垂直分段為葉根殼體和葉尖殼體，所述葉根殼體和葉尖殼體對接；所述腹板以所述分段線為標準、在該分段線前后各一預(yù)定距離且在所述腹板長度方向上被垂直分段為葉根腹板、葉身腹板和葉尖腹板，所述葉根腹板、葉身腹板和葉尖腹板對接；所述大梁以所述分段線為標準被錯層分段為葉根大梁和葉尖大梁，所述葉根大梁和葉尖大梁的錯層面互補連接。上述分段式風電葉片，可以在不大幅度的增加分段式風電的重量下使分段式風電葉片的接連處的粘接度更強。
【專利說明】分段式風電葉片
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實用新型涉及一種風電葉片，尤其涉及一種分段式風電葉片。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著風電技術(shù)的發(fā)展以及風電場開發(fā)的逐步深入，如何經(jīng)濟有效的利用弱風區(qū)的風力資源成為了行業(yè)熱議的話題。最簡單直接的辦法就是加大風輪直徑，提高掃風面積，這就需要有長度更長的葉片出現(xiàn)。中國大陸多山地、丘陵風場，而即使是平原風場的道路條件也大都不滿足超長型葉片的運輸條件。要解決運輸問題，一是建設(shè)道路，此外就是將葉片分段運輸。
[0003]國內(nèi)技術(shù)基本上采用玻璃鋼整體分段，連接處加強成類似于葉根法蘭的形狀，采用螺栓連接。這種技術(shù)缺點十分顯著:
[0004]I)、分段連接處的增強，額外增加了葉片的重量；
[0005]2)、剛度分布不均，葉片的振動特性變的復(fù)雜；
[0006]3)、葉片重心更加靠近葉尖，導致葉片轉(zhuǎn)動慣量更大。
[0007]國外技術(shù)基本上采用金屬結(jié)構(gòu)代替分段葉片的葉根段，即用金屬制作骨架與主機輪轂相連，同時在金屬骨架上用復(fù)合材料制作氣動外形，再用傳統(tǒng)的復(fù)合材料制作分段葉片的葉尖段，通過螺栓與葉根段連接:
[0008]I)、此種方式的安全性較高，但機組重量將大幅度增加；
[0009]2)、類似于增加了主機的輪轂直徑來增加風輪面積，其先進之處在于其增加的金屬部分考慮了氣動外形。
實用新型內(nèi)容
[0010]本實用新型主要解決的技術(shù)問題是提供一種分段式風電葉片，可以在不大幅度的增加分段式風電的重量下使分段式風電葉片的接連處的粘接度更強。
[0011]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的一個技術(shù)方案是提供一種分段式風電葉片，包括殼體、灌注于殼體內(nèi)的大梁以及腹板，所述殼體以一分段線為標準且在殼體長度方向上被垂直分段為葉根殼體和葉尖殼體，所述葉根殼體和葉尖殼體對接；所述腹板以所述分段線為標準、在該分段線前后各一預(yù)定距離且在所述腹板長度方向上被垂直分段為葉根腹板、葉身腹板和葉尖腹板，所述葉根腹板、葉身腹板和葉尖腹板對接；所述大梁以所述分段線為標準被錯層分段為葉根大梁和葉尖大梁，所述葉根大梁和葉尖大梁的錯層面互補連接。
[0012]其中，所述殼體通過在灌注殼體模具上設(shè)一分隔板被垂直分段為葉根殼體和葉尖殼體。
[0013]其中，所述葉根殼體和葉尖殼體通過膠粘劑對接。
[0014]其中，所述葉根大梁和葉尖大梁的錯層面通過灌注以互補連接。
[0015]其中，所述葉根腹板、葉尖腹板通過灌注與大梁連接，所述葉身腹板通過結(jié)構(gòu)膠與所述葉根腹板、葉尖腹板和大梁連接。
[0016]其中，所述葉根大梁和葉尖大梁的錯層面為一傾斜面。
[0017]本實用新型的有益效果是:區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的情況，本實用新型的分段式風電葉片由于使大梁進行錯層分段，增加了大梁錯層面的粘接面積，進一步使得在不大幅度增加分段式風電葉片的重量下使得分段式幾電葉片的粘接強度更大，進一步使得分段式風電葉片更牢固更耐用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0019]圖1是本實用新型分段式風電葉片一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2是本實用新型分段式風電葉片一實施例中錯層分段的大梁的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖3是本實用新型分段式風電葉片一實施例中腹板分段的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖4是本實用新型分段式風電葉片的制造方法一實施例的流程圖。
[0023]圖5是本實用新型分段式風電葉片的制造方法一實施例中分段后的大梁的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖6是本實用新型分段式風電葉片的制造方法一實施例中將分隔擋板固定在殼體灌注模具的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖7是本實用新型分段式風電葉片的制造方法一實施例中將葉尖大梁放置于所述殼體灌注模具上的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖8是本實用新型分段式風電葉片的制造方法一實施例中將葉根大梁放置于所述殼體灌注模具上的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖9是本實用新型分段式風電葉片的制造方法一實施例中將葉根腹板和葉尖腹板放置于所述大梁上的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖10是本實用新型分段式風電葉片的制造方法一實施例中葉片起模后葉根部風電葉片從葉尖部風電葉片中抽出時的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖11是本實用新型分段式風電葉片的裝配方法一實施例的流程圖。
[0030]圖12是本實用新型分段式風電葉片的裝配方法一實施例葉根部風電葉片推入葉尖部風電葉片時的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]圖13是本實用新型分段式風電葉片的裝配方法一實施例中大梁鋪設(shè)單軸布的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]圖14本實用新型分段式風電葉片的裝配方法一實施例中大梁二次灌注的流程圖。
[0033]圖15是本實用新型分段式風電葉片的裝配方法一實施例中大梁布置密封膠條的的結(jié)構(gòu)示意圖
[0034]圖16是本實用新型分段式風電葉片的裝配方法一實施例中大梁布置注膠側(cè)和抽氣側(cè)的結(jié)構(gòu)示意圖?！揪唧w實施方式】
[0035]下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0036]請參見圖1至圖3，包括殼體10、灌注于殼體10內(nèi)的大梁11以及腹板12，所述殼體10以一分段線20為標準且在殼體10長度方向上被垂直分段為葉根殼體101和葉尖殼體，所述葉根殼體101和葉尖殼體102對接；所述腹板12以所述分段線20為標準、在該分段線20前后各一預(yù)定距離且在所述腹板12長度方向上被垂直分段為葉根腹板121、葉身腹板(圖未示出)和葉尖腹板123，所述葉根腹板121、葉身腹板和葉尖腹板123對接；所述大梁11以所述分段線20為標準被錯層分段為葉根大梁111和葉尖大梁，所述葉根大梁111和葉尖大梁112的錯層面1111、1121互補連接。
[0037]進一步地，所述殼體10通過在灌注殼體模具上設(shè)一分隔板被垂直分段為葉根殼體101和葉尖殼體102。
[0038]進一步地，所述葉根殼體101和葉尖殼體102通過膠粘劑對接。
[0039]進一步地，所述葉根大梁111和葉尖大梁112的錯層面1111、1121通過灌注以互補連接。
[0040]進一步地，所述葉根腹板121、葉尖腹板123通過灌注與大梁11連接，所述葉身腹板通過結(jié)構(gòu)膠與所述葉根腹板121、葉尖腹板123和大梁11連接。
[0041]進一步地，所述葉根大梁111和葉尖大梁112的錯層面1111、1121為一傾斜面。
[0042]本實用新型實施例，風電葉片通過分段線被分為葉根部風電葉片和葉尖段風電葉片以方便運輸，通過對大梁進行錯層分段鋪設(shè)，以使葉根大梁和葉尖大梁的錯層面的粘接面更大，以使得裝配后的大梁更牢固更耐用且風度分布均勻且不會增加風電葉片的重量。
[0043]請參見圖4，圖4是本實用新型分段式風電葉片的制造方法一實施例的流程圖。本實施例分段式風電葉片包括以下步驟:
[0044]S101、大梁分段:以一分段線為標準，將大梁在其長度方向進行錯層分段鋪設(shè)以使其在斜線方向上斷開，將所述大梁分斷為葉尖大梁和葉根大梁，所述葉尖大梁的錯層面與葉根大梁的錯層面互補；
[0045]大梁分段即大梁分段鋪設(shè)，更進一步地，是指大梁錯層分段鋪設(shè)，大梁鋪設(shè)在大梁灌注的過程中進行。首先鋪設(shè)葉尖段大梁，在大梁模具上畫分段錢，該分段線亦是后續(xù)的殼體和腹板分段的標準，葉尖大梁從該分段線開始進行葉尖大梁的錯層鋪設(shè)，所述葉尖大梁的錯層鋪設(shè)是指從該分段線開始，每鋪一層或者幾層之后，在葉尖大梁長度方向上間隔一預(yù)設(shè)距離再鋪設(shè)后面的一層或者幾層，以此類推。本實施例中，所述預(yù)設(shè)距離為5cm，即錯層間隔為5cm，這樣鋪設(shè)即可使葉尖大梁的層數(shù)，從分段線開始由薄到厚，也即，從葉尖大梁的錯層面為一由下到上的斜面；其次，錯層鋪設(shè)葉根段大梁，葉根段大梁的錯層鋪設(shè)方式與葉尖段大梁的錯層方式正好相反，它是由分段線開始，由厚到薄的減少層數(shù)，以使得錯層鋪設(shè)后的葉根大梁的錯層面與葉尖大梁的錯層面正好形成互補。應(yīng)當理解，在不同的實施例中，葉根大梁和葉尖大梁的鋪設(shè)順序可以進行任意調(diào)換，只要鋪設(shè)結(jié)果可以使得葉根大梁和葉尖大梁的錯層面互補即可。
[0046]請參見圖5，在圖5中，標號20表示分段線，錯層分段鋪設(shè)后的葉尖大梁21和葉根大梁22的錯層面211、221均為一斜面。在錯層分段鋪設(shè)后，所述葉尖大梁21或者葉根大梁22的錯層面211、221依次鋪設(shè)第一脫模布23、隔離膜24以及第二脫模布25。本實施例中，在葉尖大梁21的錯層面211依次鋪設(shè)所述第一脫模布23、隔離膜24以及第二脫模布25，在鋪設(shè)第一脫膜布、隔離膜24以及第二脫模布25后，需要再沿著葉根大梁22的錯層面221錯層鋪設(shè)葉根段玻纖布，以保證兩部分錯層位置互補。在其他的實施例中，還可以在葉根大梁的錯層面依次鋪設(shè)所述第一脫模布、隔離膜以及第二脫模布，在鋪設(shè)第一脫膜布、隔離膜以及第二脫模布后，需要再沿著葉尖大梁的錯層面錯層鋪設(shè)葉尖段玻纖布，以保證兩部分錯層位置互補。
[0047]S102、殼體分段:以所述分段線為標準，將所述殼體在其長度方向上進行垂直斷面，將所述殼體分斷為葉尖殼體和葉根殼體；
[0048]請參見圖6，殼體分段是在殼體灌注模具30中進行，即采用一分隔擋板31固定在殼體灌注模具30上，該分隔擋板31位于所述分段線的位置，用于分隔殼體以形成斷面，即該分隔擋板31用于將殼體垂直進行斷面，以將殼體分為葉尖殼體和葉根殼體兩段，所述殼體被分隔后，在所述葉尖殼體和葉根殼體的斷面均鋪設(shè)脫模布以方便后續(xù)裝配過程中粘接作業(yè)。
[0049]S103、灌注成型:將葉尖大梁放置于所述葉尖殼體上，將葉根大梁放置于所述葉根殼體上進行灌注成型，其中，所述葉根大梁的錯層面與所述葉尖大梁的錯層面貼合；
[0050]本實施例中，灌注成型是指將大梁和殼體一起灌注成型，殼體分段和灌注成型步驟均在殼體灌注模具30中一并進行。請參見圖7及圖8，即在上述分隔擋板31固定在殼體灌注模具30上后，將葉尖大梁21的錯層面211僅保留第一脫膜布后放置于所述葉尖殼體模具301中，所述葉尖大梁21的縱向定位標準依照分隔擋板31為準，即葉尖大梁21的錯層面211的最薄端的端頭與所述分隔擋板31位于同一位置；再將葉根大梁22僅保留錯層面332的表面脫膜布后，再將所述錯層面221的表面完全包裹隔離膜后放置于所述葉根殼體模具302中，所述葉根大梁22的錯層面221完全覆蓋于所述葉尖大梁21的錯層面211上，即所述葉根大梁22的錯層面221位于葉尖殼體模具301上且與所述葉尖大梁21的錯層面211重合以形成互補，在灌注前還需要除去葉尖大梁21的灌注區(qū)域的玻纖布，最后將大梁和殼體進行灌注。灌注后的殼體即被殼體灌注模具30的分隔檔片分隔成兩段，即葉根殼體和葉尖殼體。
[0051]在其他的實施例中，所述殼體分段還可以有其他形式的變化，所述殼體分段可以是單獨的通過殼體模具進行分段，然后再進行灌注成型步驟，其并不限于上述的需要將殼體分段和灌注成型一并進行的方式。當殼體單獨進行分段時，所述大梁分段、殼體分段和腹板分段這三個步驟的順序可以進行任意調(diào)換，只要保證大梁分段和殼體分段的步驟在灌注成型步驟之前即可。
[0052]S104、腹板分段:以所述分段線為標準，在距該分段線的前后各一預(yù)設(shè)距離處，將腹板在其長度方向垂直分為葉尖腹板、葉身腹板以及葉根腹板三段；
[0053]請參見圖9，腹板灌注成型后，對所述腹板進行分段。同樣地，以所述分段線20為標準，該分段線20與上述分段線相同，即大梁、殼體和腹板的分段線20均為同一分段線20。在該分段線20的前后一預(yù)設(shè)距離處將所述腹板在其長度方向垂直分為葉尖腹板、葉身腹板(圖中已除去)和葉根腹板，所述預(yù)設(shè)距離可以根據(jù)實際情況作調(diào)整。在本實施例中，所述預(yù)設(shè)距離為100mm，即在所述分段線前后各IOOmm處將所述腹板分成葉尖腹板41、葉身腹板(圖未示)和葉根腹板43，分段后的葉尖腹板41、葉身腹板和葉根腹板43均需要打磨斷面，所述葉尖腹板41和葉根腹板43在下述葉片合模中使用，所述葉身腹板需要隨發(fā)貨發(fā)送到機組處進行裝配時進行組裝。
[0054]S105、葉片合模:將葉尖腹板和葉根腹板分別間隔一距離擺放在灌注成型后的葉尖大梁和葉根大梁上進行風電葉片合模，其中，所述距離等于所述葉身腹板的長度；
[0055]請繼續(xù)參見圖9，所述葉片合模步驟的關(guān)鍵點主要在所述腹板的擺放位置上，所述葉尖腹板41和葉根腹板43擺放在所述葉尖大梁21和葉根大梁22上后，它們之間的平行距離應(yīng)與所述葉身腹板的長度相等，若葉身腹板為200mm，則所述葉尖腹板41和葉根腹板43的斷面平行距離則為200mm，也即所述葉尖腹板41和葉根腹板43的段面距離與分斷線的距離均為100mm。
[0056]S106葉片起模:起模后的風電葉片即為分段式風電葉片，所述分段式風電葉片包括葉根部風電葉片和葉尖部風電葉片。
[0057]請參見圖10，葉片起模后，將葉根部風電葉片51從葉尖部風電葉片52中抽出，起模后的風電葉片50即為分段式風電葉片50，在將所述葉根部風電葉片51從葉尖部風電葉片52抽出之前，可做好標記以輔助后續(xù)裝配，檢查清理各個斷面，保證每個斷面粗糙度以便于后續(xù)裝配粘接，并做好防塵措施。
[0058]本實用新型實施例，將殼體和腹板在其長度方向垂直分段、將大梁采取錯層分段(錯層分隔鋪層)以使得葉尖大梁和葉根大梁形成傾斜的錯層面，從而使得在后續(xù)的裝配過程中，增加了葉尖大梁和葉根大梁的粘接面積，增加了它們的粘接強度，解決了現(xiàn)有技術(shù)中大直徑風輪所采取的大長度分段葉片由于采用整體分段而引起的粘接強度低的問題。
[0059]請參見圖11，圖11為本實用新型分段式風電葉片的裝配方法一實施例的流程圖。本實施例分段式風電葉片的裝配方法包括以下步驟:
[0060]S201、風電葉片對接:將葉根部風電葉片與葉尖部風電葉片對接；
[0061]請參見圖12，將葉尖殼體61的粘接面611 (即斷面)涂抹膠粘劑，將葉根大梁推入葉尖部風電葉片的葉尖大梁21的滑槽以完成葉根部風電葉片和葉尖部風電葉片的拼接；待膠粘劑固化后，還包括在風電葉片的殼體外表面的對接處進行外表面補強以更進一步增加分段式風電葉片的粘接強度。具體地，在所述風電葉片的殼體外表面的連接處通過浸潤樹脂的玻纖布的方式進行補強。
[0062]本實施例中，在所述風電葉片對接之前，還包括對所述風電葉片進行對接準備的步驟:請參見圖13，除去大梁錯層面的脫膜布，在葉頭大梁的錯層面區(qū)域鋪設(shè)單軸布70，保證0°纖維方向與大梁一致，在單軸布70兩側(cè)翻邊5cm。
[0063]S202、大梁二次灌注:將對接后的風電葉片的大梁進行二次灌注；
[0064]在殼體內(nèi)部布置真空系統(tǒng)對大梁進行二次灌注。其中，請參見圖14，所述二次灌注包括如下步驟:
[0065]S2021、布置密封膠條:沿著大梁的分段線布置密封膠條80 (請參見圖15)；
[0066]S2022、真空輔材布置:為大梁布置注膠側(cè)和抽氣側(cè)；[0067]請參見圖16，選擇大梁后緣一側(cè)為注膠側(cè)91，前緣一側(cè)為抽氣側(cè)92，在密封條密封區(qū)域內(nèi)先鋪設(shè)一層隔離膜，在注膠側(cè)91鋪設(shè)導流網(wǎng)93與翻邊玻纖布(圖未示出)搭接，導流網(wǎng)93另一側(cè)上放置歐姆管94以及注膠座(圖未示出);在抽氣側(cè)92放置一根螺旋抽氣管95置于單軸布翻邊上，螺旋抽氣管95朝向葉根一側(cè)與抽氣口連接。完成以上布置即可封真空帶膜、保壓。
[0068]S2023、大梁灌注:對大梁進行二次灌注。在對所述大梁進行二次灌注時，隨機檢測有無漏氣。
[0069]S203、裝配葉身腹板:將葉身腹板裝入葉尖腹板與葉根腹板之間的大梁上；
[0070]將葉身連接腹板兩翼及切斷面涂抹結(jié)構(gòu)膠，裝入殼體，在連接處用玻纖布補強。優(yōu)選地，還可事先在腹板外側(cè)增加把手以方便葉身腹板的裝配。
[0071]S204、加熱固化:對所述葉身腹板進行加熱固化。
[0072]本實施例中采用工業(yè)電熱毯紅外加熱裝置進行加熱，保證裝配處完全固化并達到指定的強度。
[0073]本實用新型實施例，分段式風電葉片在裝機處進行裝配步驟，在分段式風電葉片裝配完成之后，即可進行裝機工作。
[0074]本實用新型實施例，在制造完成分段式風電葉片后，將分段式風電葉片運輸至所述裝機處，在裝機處進行分段式風電葉片的裝配工序，由于本實用新型的分段式風電葉片的大梁采用錯層斷面，增加了大梁的粘接面積，進一步保證裝配好后的風電葉片更加耐用且不會增加它的重量。
[0075]在其他的實施例中，在加熱固化步驟之后，還包括外形修整步驟，即打磨殼體外表面的補強部分，涂裝外表面組裝部分。
[0076]以上僅為本實用新型的實施方式，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的【技術(shù)領(lǐng)域】，均同理包括在本實用新型的專利保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種分段式風電葉片，包括殼體、灌注于殼體內(nèi)的大梁以及腹板，其特征在于: 所述殼體以一分段線為標準且在殼體長度方向上被垂直分段為葉根殼體和葉尖殼體，所述葉根殼體和葉尖殼體對接； 所述腹板以所述分段線為標準、在該分段線前后各一預(yù)定距離且在所述腹板長度方向上被垂直分段為葉根腹板、葉身腹板和葉尖腹板，所述葉根腹板、葉身腹板和葉尖腹板對接; 所述大梁以所述分段線為標準被錯層分段為葉根大梁和葉尖大梁，所述葉根大梁和葉尖大梁的錯層面互補連接。
2.如權(quán)利要求1所述的分段式風電葉片，其特征在于:所述殼體通過在灌注殼體模具上設(shè)一分隔板被垂直分段為葉根殼體和葉尖殼體。
3.如權(quán)利要求2所述的分段式風電葉片，其特征在于:所述葉根殼體和葉尖殼體通過膠粘劑對接。
4.如權(quán)利要求3所述的分段式風電葉片，其特征在于:所述葉根大梁和葉尖大梁的錯層面通過灌注以互補連接。
5.如權(quán)利要求4所述的分段式風電葉片，其特征在于:所述葉根腹板、葉尖腹板通過灌注與大梁連接，所述葉身腹板通過結(jié)構(gòu)膠與所述葉根腹板、葉尖腹板和大梁連接。
6.如權(quán)利要求1所述的分段式風電葉片，其特征在于:所述葉根大梁和葉尖大梁的錯層面為一傾斜面。
【文檔編號】F03D11/00GK203594564SQ201320704215
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2013年11月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月7日
【發(fā)明者】鐘虎平, 張午生, 文蕾 申請人:重慶通用工業(yè)(集團)有限責任公司