与风轮机叶片制造相关的改进制造技术

一种将抗剪腹板(50)结合到风轮机叶片壳体(75)的方法及获得的叶片，其中抗剪腹板(50)包括腹板和横向于腹板(50)取向的安装凸缘(56)。该方法包含：在抗剪腹板(50)的安装凸缘(56)上设置密封件(66，68)，使得当安装凸缘(56)抵着叶片壳体(75)定位时，通过安装凸缘(56)和叶片壳体(75)之间的密封件来限定腔体(76)。然后，将腔体(76)的空气抽真空并且将粘合剂注入腔体(76)中。优选地使用件(80)来保持安装凸缘(56)和叶片壳体(75)之间的距离。

Improvements related to wind turbine blade manufacturing

A method of incorporating a shear web (50) into a wind turbine blade housing (75) and a blade obtained wherein the shear web (50) includes a web and an installation flange (56) that is transversely oriented toward the web (50). The method includes: the shear webs (50) mounting flange (56) is arranged on the sealing member (66, 68), so that when the mounting flange (56) against the blade shell (75) when positioned through the mounting flange (56) and blade shell (75) seal between the cavity (defined by 76). Then, the air of the cavity (76) is evacuated and the adhesive is injected into the cavity (76). Preferably, a member (80) is used to maintain the distance between the mounting flange (56) and the blade housing (75).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】与风轮机叶片制造相关的改进
本专利技术总体上涉及风轮机叶片的制造，并且更具体地，涉及将抗剪腹板结合到风轮机叶片壳体的改进方法。
技术介绍
风轮机叶片(诸如，在现代大型电站级风轮机上采用的长叶片)通常包括主要由诸如玻璃纤维增强塑料的复合材料制成的大体中空的叶片壳体。参照图1，图1示出已知风轮机叶片10的剖视图。叶片壳体由两个半壳体(迎风壳体12和背风壳体14)制成，这两个壳体被沿着相应的半壳体12、14的前缘16和后缘18结合在一起。每个半壳体12、14由多个玻璃纤维织物层以及诸如泡沫芯材料20和碳纤维增强件22的其它结构部件制成。一对抗剪腹板24结合在相应的半壳体12、14之间。抗剪腹板24是纵向延伸的结构，桥接叶片10的这两个半壳体12、14并且用于在使用中将剪切负载从叶片10传递到风轮机轮毂。抗剪腹板24是I形梁，即，每个抗剪腹板24的横截面是大体I形，并且包括设置在上安装凸缘28和下安装凸缘30之间的大体垂直腹板26。上安装凸缘28和下安装凸缘30横向于腹板26布置，并且大体限定用于将抗剪腹板24分别安装于背风叶片壳体14和迎风叶片壳体12的平坦表面。更具体地，每个抗剪腹板24的下安装凸缘30被结合到限定在迎风半壳体12的内表面34上的相应的抗剪腹板安装区域32，而每个抗剪腹板24的上安装凸缘28被结合到限定在背风半壳体14的内表面38上的相应的抗剪腹板安装区域36。现在，将参照图2a至图2c来简要描述用于制造图1的风轮机叶片的方法。初始地参照图2a，图2a示出被划分成两个凹半模具的用于风轮机叶片10的模具40，这两个凹半模具即以模具40的开口构造并排布置的迎风模具42和背风模具44。迎风叶片壳体12和背风叶片壳体14分开地在它们相应的半模具42、44中模制而成。如图2a中所示，迎风叶片壳体12被支撑于迎风模具42的模具表面46上，并且背风叶片壳体14被支撑于背风模具44的模具表面48上。在相应的半模具42、44中形成叶片壳体12、14之后，沿着迎风半壳体12的前缘16和后缘18和/或沿着背风半壳体14的前缘16和后缘18施用粘合剂。还沿着限定在迎风半壳体12的内表面34上的抗剪腹板安装区域32施用粘合剂。沿着抗剪腹板24的上安装凸缘28，施用其它粘合剂(参见图2b)。参照图2b，一旦向各表面16、18、28施用了粘合剂，然后就将抗剪腹板24抬高至迎风半模具42中，并且在安装区域32中将抗剪腹板24的下安装凸缘30抵着迎风半壳体12的内表面34定位。现在，参照图2c，一旦抗剪腹板24已经抵着迎风叶片壳体12定位，包括背风叶片壳体14的背风模具44就被抬高、转向并且放置在迎风叶片模具42的顶部上。该过程被称为“闭合模具”。在背风半壳体14的重量下，相应半壳体12、14之间的粘合剂以及抗剪腹板24和半壳体12、14之间的粘合剂被挤到相应这些界面处。在模具40保持闭合的情况下，任凭粘合剂固化，即，变硬。一旦粘合剂已经固化，然后就打开模具40，并且取出完工的叶片10。固化后的粘合剂将半壳体12、14牢固地结合在一起，并且将抗剪腹板24牢固地结合到半壳体12、14。在上述过程中，一旦向各种部件施用了粘合剂，重要的就是，尽可能快速地将抗剪腹板24装载到迎风模具42中，以避免在抗剪腹板24正确定位之前粘合剂部分地固化。然而，正确定位抗剪腹板24会困难且耗时，并且如果粘合剂同时部分地固化，则其粘度将增大，并且这样会对抗剪腹板24和叶片壳体12、14之间的所得结合线产生不利影响。通常在以上过程中使用的诸如环氧树脂的粘合剂可能会以被称为“氨基甲酸酯化(carbamation)”的过程中与空气中的湿气和二氧化碳产生不利反应。如果发生这个，则会在粘合剂上出现油腻的残留物，这会牺牲结合接头的强度。为此原因，期望限制将粘合剂暴露于空气，或者另外可使用诸如除湿器和热鼓风机的设备来降低氨基甲酸酯化的风险。环氧树脂和许多其它粘合剂还使工人进行操纵时存在危险。因此，期望在可能时避免或至少最低程度地接触或暴露于粘合剂。通常，需要用数吨粘合剂将叶片接合在一起并且将抗剪腹板结合就位。在上述过程中，当将壳体聚拢在一起时，从结合界面中挤出大比例的粘合剂。此粘合剂实际上被浪费掉，但仍然对完工的风轮机叶片的整体重量产生影响，并且表现出大量的材料成本。本专利技术的目的是提供避免或者另外克服了以上问题中的一个或全部的一种将部件结合在一起的改进方法。
技术实现思路
根据本专利技术，提供了一种将抗剪腹板结合到风轮机叶片壳体的方法，所述抗剪腹板包括腹板和横向于所述腹板取向的安装凸缘，并且该方法包括：a.将所述抗剪腹板相对于所述叶片壳体定位，使得所述安装凸缘与所述叶片壳体的内表面成相互对置的关系；b.在所述安装凸缘和所述叶片壳体的所述内表面之间设置主密封件，所述主密封件限定所述安装凸缘和所述叶片壳体的所述内表面之间的大体密闭的主腔体；c.去除所述主腔体中的空气，以在所述主腔体中形成真空；d.允许粘合剂进入所述主腔体中；以及e.固化所述粘合剂。本专利技术的所述方法是创建一致地明确限定的结合线的可重复过程。结合线是由被填充粘合剂的主腔体的尺寸限定的。因为粘合剂被包含在主腔体内并且没有“挤出”粘合剂，所以消除了粘合剂浪费。因此，相比于现有技术的结合过程，减少粘合剂的材料成本和叶片的整体重量。因为抗剪腹板在注入粘合剂之前就位，消除了在将腹板装载到叶片中并且正确定位之前粘合剂固化的风险。这样允许在发生结合过程之前有更多时间来正确定位腹板。另外，这样允许使用不同的粘合剂，例如，在本方法中可使用固化时间更快的更具反应性的粘合剂。因为在本方法中粘合剂没有接触空气，所以避免了氨基甲酸酯化的风险。在本方法中，因为将粘合剂注入密封腔体中，所以还有利的是，操作人员和粘合剂之间不再有接触。因此，这样降低了人员有任何与操纵粘合剂关联的风险。该方法可包括：在所述安装凸缘和所述叶片壳体的所述内表面之间的所述主腔体中设置一个或更多个分隔件元件。所述分隔件元件优选地被构造成当在所述主腔体中形成真空时保持所述安装凸缘和所述叶片壳体的所述内表面成分隔开的关系。这样有利地保持主腔体敞开并且防止安装凸缘被拉得太靠近叶片壳体的内表面。分隔件还方便地设定抗剪腹板和叶片壳体之间的结合高度。分隔件优选地由诸如木材、塑料或金属的基本不可压缩材料制成。该方法可包含：允许粘合剂经由与所述主腔体流体连通地布置的一个或更多个粘合剂端口进入所述主腔体中。该方法还可包括：通过与所述主腔体流体连通地设置的一个或更多个真空端口来去除所述主腔体中的空气。在本专利技术的优选实施方式中，所述粘合剂端口和所述真空端口设置在所述抗剪腹板的所述安装凸缘中。然而，在其它示例中，端口可以设置在别处，例如，设置在主密封件中或叶片壳体中。该方法优选地包括：监测所述主腔体中的压力，并且通过监测到的所述压力的突然改变来确定所述主腔体何时充满粘合剂。可例如在远程设置的真空泵处与抗剪腹板远程地监测压力。这样有利地允许远程地控制和监测过程。在本专利技术特别优选的实施方式中，该方法包含：在所述安装凸缘和所述叶片壳体的所述内表面之间设置辅助密封件。优选地，所述辅助密封件至少部分地包围所述主密封件，并且更优选地，所述辅助密封件完全包围所述主密封件。优选地，所述辅助密封件与所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种将抗剪腹板结合到风轮机叶片壳体的方法，所述抗剪腹板包括腹板和横向于所述腹板取向的安装凸缘，并且该方法包括：a.将所述抗剪腹板相对于所述叶片壳体定位，使得所述安装凸缘与所述叶片壳体的内表面成相互对置的关系；b.在所述安装凸缘和所述叶片壳体的所述内表面之间设置主密封件，所述主密封件限定所述安装凸缘和所述叶片壳体的所述内表面之间的大体密闭的主腔体；c.去除所述主腔体中的空气，以在所述主腔体中形成真空；d.允许粘合剂进入所述主腔体中；以及e.固化所述粘合剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.12 GB 1414284.81.一种将抗剪腹板结合到风轮机叶片壳体的方法，所述抗剪腹板包括腹板和横向于所述腹板取向的安装凸缘，并且该方法包括：a.将所述抗剪腹板相对于所述叶片壳体定位，使得所述安装凸缘与所述叶片壳体的内表面成相互对置的关系；b.在所述安装凸缘和所述叶片壳体的所述内表面之间设置主密封件，所述主密封件限定所述安装凸缘和所述叶片壳体的所述内表面之间的大体密闭的主腔体；c.去除所述主腔体中的空气，以在所述主腔体中形成真空；d.允许粘合剂进入所述主腔体中；以及e.固化所述粘合剂。2.根据权利要求1所述的方法，该方法还包括：在所述安装凸缘和所述叶片壳体的所述内表面之间的所述主腔体中设置一个或更多个分隔件元件，所述分隔件元件被构造成当在所述主腔体中形成真空时保持所述安装凸缘和所述叶片壳体的所述内表面成分隔开的关系。3.根据权利要求1或2所述的方法，该方法还包括：监测所述主腔体中的压力，并且通过监测到的所述压力的突然改变来确定所述主腔体何时充满粘合剂。4.根据任一前述权利要求所述的方法，该方法还包括：允许粘合剂经由与所述主腔体流体连通地布置的一个或更多个粘合剂端口进入所述主腔体中。5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述粘合剂入口端口设置在所述抗剪腹板的所述安装凸缘中。6.根据任一前述权利要求所述的方法，该方法还包括：通过与所述主腔体流体连通地设置的一个或更多个真空端口来去除所述主腔体中的空气。7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述真空端口设置在所述抗剪腹板的所述安装凸缘中。8.根据任一前述权利要求所述的方法，该方法还包括：在所述安装凸缘和所述叶片壳体的所述内表面之间设置辅助密封件，所述辅助密封件至少部分地包围所述主密封件并且与所述主密封件分隔开，以限定所述主密封件和所述辅助密封件之间的外围腔体，所述外围腔体至少部分地包围所述主腔体；以及去除所述外围腔体中的空气，以在所述外围腔体中形成真空。9.根据权利要求8所述的方法，该方法还包括：通过与所述外围腔体流体连通地设置的一个或更多个真空端口来去除所述外围腔体中的空气。10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述真空端口设置在所述抗剪腹板的所述安装凸缘中。11.根据权利要求8至10中的任一项所述的方法，该方法包括：将所述外围腔体中的压力降低至比所述主腔体更低的水平，以在所述外围腔体中形成比所述主腔体中更强的真空。12.根据权利要求8至11中的任一项所述的方法，该方法还包括：监测所述外围腔体中的压力，并且通过监测到的所述压力的突然改变来检测所述主密封件中的泄漏的存在。13.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·史密斯，S·瓦尔德洛佩尔，
申请(专利权)人：维斯塔斯风力系统有限公司，
类型：发明
国别省市：丹麦,DK