一种心轴（20、30）经由刚性心轴芯（22,32）和围绕所述芯的周边依次相邻地附接至彼此多个可膨胀囊（24A‑24F,34A‑34F）限定在用于叶片壳体（73）的铺层中的空隙几何结构，从而形成在心轴上的可膨胀外罩。所述囊各个地或者以所有囊的恰当子集地以可控方式可膨胀（50,50B,60），以便在封闭在铺层上的叶片壳体模具之后调节铺层内的压力分布和心轴位置。所述囊可在沿着所述心轴的多个叶展方向（S）位置处被横向地分隔（104），以便沿着心轴的跨度限定额外组的可调节囊。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及风力涡轮机叶片的制作，并且具体地涉及用于在叶片模具中固化的织物铺层的心轴。
技术介绍
在现有的风力涡轮机叶片制作中，诸如玻璃或者碳织物的纤维层被放置在水平定向的抽吸侧模具中。表示囊的内部空隙几何结构的心轴被放置在该抽吸侧铺层上。然后该织物围绕心轴的前边缘和压力侧被包裹以在后边缘与其自身汇合。这就制成了在后边缘处具有一个接缝的封闭的C形铺层。然后在铺层上封闭压力侧模具罩。在铺层步骤以及封闭模具之前或者之后，向织物注入基质材料，诸如环氧或者热固性聚合物。心轴可以是可充气的或者实心的，或者其可以具有由诸如泡沫的可压缩材料覆盖的刚性芯以抵靠模具的内表面按压铺层，例如，在美国专利号US 8,007,624 B2中所教导的，其以引用的方式并入本文。然而，在将铺层放置在心轴上时或者在模具封闭时，心轴可转移。其主要发生在高曲率的区域中，从而产生褶皱和树脂富集区域，这两种情况都会使结构完整性降级并且在从模具中移除叶片之后必须进行修复。如果心轴转移太多，则其可以卡在叶片内部。心轴转移部分地是可能的，这是因为可充气或者泡沫部分中的空气可以在周边方向上和/或在对角方向上转移至心轴横截面的其它位置。这使得不能足以保持心轴的形状。附图说明本专利技术在参照附图的如下描述中进行解释，附图示出：图1是图示了本专利技术的实施例的方面的由相邻的可充气囊覆盖的向前心轴和向后心轴的横截面。图2是具有图1的心轴的在模具中制作的风力涡轮机叶片的横截面。图3是心轴的放大截面局部图，示出了在可充气囊之间的桥接板。图4是控制系统的示意图，该控制系统具有用于每个可充气囊的单独致动的气流阀。图5示意性地示出了具有多个分布管以便向可充气囊提供空气的连动阀。图6示出了具有由单独地分隔的弹性的填充有泡沫的囊覆盖的刚性管状芯的心轴实施例。图7示意性地示出了系统，该系统控制在图6的心轴实施例中的每个填充有泡沫的囊的各个充气条件。图8是通过本文中的心轴实施例形成的示例性叶片壳体的横截面。图9图示了本专利技术的方法的方面。图10是具有心轴的风力涡轮机叶片壳体的截面平面图。具体实施方式图1是由相邻的可充气囊24A-F和34A-34F覆盖的向前心轴20和向后心轴30的横截面。每个心轴具有大体上刚性芯22,32，其可以是实心的或者管状的。囊围绕在芯的周边被单独地分隔。例如，向前芯22可具有：前边缘囊24A、向前抽吸（suction）侧囊24B、向前抽吸侧翼梁帽囊24C、用于翼梁腹板的向前侧的囊24D、向前压力侧翼梁帽囊24E、以及向前压力侧囊24F。围绕在向后心轴32囊可以包括：用于翼梁腹板的向后侧的囊34A、向后抽吸侧翼梁帽囊34B、向后抽吸侧囊34C、后边缘囊34D、向后压力侧囊34E、以及向后压力侧翼梁帽囊34F。囊可以单独地装有阀以便使空气在给定阶段（诸如，在封闭模具其间）不可以在其间转移，从而防止心轴的转移。囊可以进一步单独地受到压力控制，以调节心轴的位置和抵靠叶片壳体铺层的内部的囊的正常压力分布。这保持了心轴的形状和位置。图2示出了图1的心轴，该心轴被包裹在叶片壳体织物铺层SS,PS中并且封装在具有下部分40A和上部分40B的模具40中。在该实施例中的心轴弦向地彼此隔开并且可以大体上平行以在叶片壳体的抽吸侧SS与压力侧PS之间为叶片翼梁腹板42提供空间。图3是心轴20的放大截面局部图，其示出了在可充气囊24D与24E之间的刚性桥接板44A、和在可充气囊24E与24F之间的桥接板44B。这些桥接板成形为在囊之间提供平稳过渡，以避免压印铺层中的脊部以及准确地限定壳体的内表面的相应部分。桥接板可直接地附接至可充气囊或者附接至柔性片，该柔性片附接至囊的外表面。囊的外表面、桥接板、和柔性片可涂覆有诸如聚四氟乙烯的防粘材料。图4是控制系统50的示意图，该控制系统50具有用于每个相应可充气囊24A-24F的单独地致动的气流阀52A-52F。阀由控制器54控制以通过使用压缩空气55或者其它气体使囊膨胀或者通过使用真空56使囊收缩。阀可以一齐地以及单独地操作以调节囊24A-24F中的充气速率和压力。这提供了心轴形状、位置和向外压力的良好控制。图5示意性地示出了替代性的控制系统，其体现为具有空气进口/出口62的连动（gang）阀60、多个空气分布管63-68、以及阀筒61，该阀筒61可以通过控制杆70手动地或者自动地旋转。这种配置为所有可充气囊提供相等的空气压力。可选地，每个分布进口72或者出口74可以单独地进行计量以向不同容量的可充气囊提供大体上相等单独填充速率。当阀筒61旋转90度时，所有分布管63-68都被封闭。这防止空气从一个囊转移至另一个。为了移除空气，可以打开阀60，并且真空泵可在进口/出口62上操作。图6示出具有刚性管状芯22B的心轴实施例20B，该刚性管状芯22B由多个单独地分隔的填充有泡沫的囊71D-F覆盖，囊71D-F包含弹性泡沫，诸如开孔聚氨酯或者聚酯泡沫。空气分布管63-68（图5）可提供至每个囊以便单独地进行压力控制，但在该实施例中不需要这种管。相反，每个囊可在心轴的内部75仅仅设置有可控制的空气阀52D,52E。泡沫可以提供足够的充气力，因此仅仅需要空气进口79来代替压缩空气。囊可以通过在心轴管22B的内部75中设置真空来进行放气。泡沫提供囊的自限制充气形状，并且通过打开空气进口阀而膨胀。图7示意性地示出控制系统实施例50B，其单独地控制在图6的心轴实施例20B中的每个填充有泡沫的囊的膨胀。图8是通过本文中的心轴实施例形成的示例性叶片壳体73的横截面，该壳体具有前边缘LE、后边缘TE、抽吸侧SS、压力侧PS、以及弦杆CL。抽吸侧与压力侧之间的腹板42形成I形梁翼梁。用于该翼梁的凸缘或者端部帽77可以由压力侧和抽吸侧上的附加层或者厚度形成并且与腹板42缚(fillet)在一起。图9图示了本专利技术的方法80的方面，该方法80包括如下步骤：81-打开模具；82-将叶片壳体的抽吸侧平铺在模具的底半部中；83-将心轴放置在抽吸侧铺层上并且将垂直铺层定位用于在心轴之间的翼梁腹板；84-使囊的第一合适子集膨胀，诸如下室24A-24D以及中间室34A-34D；85-将叶片壳体的压力侧平铺在心轴上；86-封闭囊模具；87-使余下的囊膨胀，诸如上囊24E-24F以及34E-34F，并且调节压力分布；88-固化叶片壳体；89-使囊收缩；90-打开模具；以及91-从叶片壳体移除心轴。织物铺层可以预先注入有基质材料或者在封闭模具之后注入基质材料。美国专利8,007,624中描述了后一种方法的一个示例。图10是风力涡轮机叶片壳体的截面平面图，其具有前边缘LE、后边缘TE、根部100、尖端102、叶展S、以及翼梁腹板42。向前心轴芯22和向后心轴芯32定位在腹板42的相对侧上。除了前面所示出的从横向截面察看时围绕在芯的周边被分隔外，可充气囊还可以在沿着叶片壳体的叶展S的多个位置处横向地被分隔104。每个横向分隔区104可以通过使用其其它阀来将另一组囊（诸如，图1的24A-24F以及34A-34F）束缚和限定成围绕在芯的周边，以便额外地控制压力分布和心轴位置。可选地，额外心轴芯106可以设置在叶片的肩部中。心轴的刚性芯的大小可以设置为安装通过根部100，以便在囊的放本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于制作叶片的设备，所述设备包括：多个可膨胀囊，所述多个可膨胀囊在从其横截面察看时相邻地围绕基本刚性芯的周边附接；和控制系统，所述控制系统对所述囊的膨胀条件单独地进行控制或者以所述囊的可选择的合适子集方式进行控制；其中，所述囊构造为在模具中提供抵靠叶片的壳体的铺层的内部的外向力，同时所述模具约束所述叶片壳体铺层的外表面。
【技术特征摘要】
2015.06.08 US 14/7330771.一种用于制作叶片的设备，所述设备包括：多个可膨胀囊，所述多个可膨胀囊在从其横截面察看时相邻地围绕基本刚性芯的周边附接；和控制系统，所述控制系统对所述囊的膨胀条件单独地进行控制或者以所述囊的可选择的合适子集方式进行控制；其中，所述囊构造为在模具中提供抵靠叶片的壳体的铺层的内部的外向力，同时所述模具约束所述叶片壳体铺层的外表面。2.如权利要求1所述的设备，其中，所述囊单独地装有阀使得每个囊的膨胀和收缩单独地被控制。3.如权利要求1所述的设备，其中，所述囊被装阀和被控制成使得膨胀气体在给定制作阶段期间不可在其间转移。4.如权利要求1所述的设备，其中，所述刚性芯包括在所述壳体铺层中的向前心轴芯，并且所述多个可膨胀囊包括：前边缘囊；抽吸侧囊；向前抽吸侧翼梁帽囊；用于翼梁腹板的向前侧的囊；向前压力侧翼梁帽囊；以及向前压力侧囊。5.如权利要求4所述的设备，其还包括与在所述壳体铺层中的所述向前心轴芯向后隔开的向后心轴芯，其中，所述向后心轴芯由第二多个可膨胀囊覆盖，所述第二多个可膨胀囊在从其横截面察看时布置成围绕所述向后心轴芯的周边，并且所述第二多个可膨胀囊包括：用于所述翼梁腹板的向后侧的囊；向后抽吸侧翼梁帽囊；抽吸侧囊；后边缘囊；向后压力侧囊；以及向后压力侧翼梁帽囊。6.如权利要求1所述的设备，其中，所述控制系统还包括：用于每个囊的阀和气体分布管；压缩空气源，其用于经由所述分布管使所述囊膨胀；以及真空源，其用于经由所述分布管使所述囊收缩。7.如权...
【专利技术属性】
技术研发人员：AO扎莫拉罗德里格斯，EA梅达，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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