复合保护层和叶片制造技术

本发明专利技术提供一种复合保护层和叶片。复合保护层包括涂层和预制弹性体层，涂层涂覆于预制弹性体层的上表面。根据本发明专利技术，能够提供一种具有可靠防护能力的复合保护层以及一种具有可靠防护能力并易于前缘维修保养的叶片。

Composite protective layer and blade

The invention provides a composite protective layer and blades. The composite protective layer comprises a coating and a prefabricated elastomer layer, and the coating is coated on the upper surface of the prefabricated elastomer layer. According to the invention, a composite protective layer with reliable protection capability and a blade with reliable protection capability and easy maintenance of the leading edge can be provided.

【技术实现步骤摘要】
复合保护层和叶片
本专利技术涉及叶片技术，具体来说，涉及一种叶片前缘保护结构。
技术介绍
风电叶片作为捕获风能的核心构件，其体型巨大，造价高昂。如果风电叶片的前缘被侵蚀，则不仅影响到机组的发电量，同时对机组安全运行带来隐患。已有研究表明，中等程度的前缘侵蚀，就会造成年发电量超过10％的损失。若这些前缘侵蚀不能及时维修，叶片前缘的损坏程度会在2-3年内进一步加重，最终导致叶片结构性损伤，带来更大的风险和损失。随着大型风机叶片不断的大型化，导致叶尖速不断提升，增加了叶片前缘承受的雨蚀强度，对前缘保护层的能力要求不断的提高。贴膜保护是一项有效的风电叶片前缘的防护技术。所使用的防护膜以3M公司的W8607应用量最大，它是一种透明聚氨酯橡胶薄膜，单侧涂覆了高耐候丙烯酸压敏胶，质地柔软，柔韧性和延展性优异，能够紧密地贴在经过处理的叶片表面涂层上。其良好的回弹特性能够将运动颗粒对叶片防护膜的冲击力分散到附近区域，从而具备优异的抗侵蚀能力。贴膜是在叶片完成涂装工序，油漆充分固化之后进行粘贴施工。具体来说，首先使用细砂纸对叶片前缘的贴膜区域的表面进行打磨，随后进行清洁，再使用湿法粘贴防护膜，用软刮刀赶出气泡，最后使用聚氨酯密封剂对防护膜和叶片涂层搭接部位进行封边处理。整个施工过程必须小心谨慎，确保能够正确地建立最终的防护能力。这种防护膜的厚度通常为300μm，不使用更厚的薄膜的一个原因是厚膜导致的台阶效应会严重的影响叶片的气动效率。而且，在使用贴膜保护的情况下，在维修时非常困难，需要完全清除掉贴膜，重新构筑涂层表面，再次贴膜。除此之外，涂层技术是另一项有效的风电叶片前缘的防护技术。与防护膜技术相比，涂层技术的优势在于良好的耐候性，大幅度提高了保护层的使用寿命。但是，涂层技术的问题主要在于，通常不易构筑厚保护层，容易开裂和固化不良，此外可能需要多次施工严重影响效率。综上所述，保护膜技术的优点是薄膜预制，厚度及厚度的均匀性都有保障，但是耐候性较差，且施工时易夹杂气泡；涂层技术的优点是耐候性好，但不容易控制厚度均匀，因此，这两者各有优缺点。
技术实现思路
为了解决上述问题中的一个或多个，本专利技术提供一种复合保护层，复合保护层包括涂层和预制弹性体层，涂层涂覆于预制弹性体层的上表面。其中，预制弹性体层与涂层之间的拉拔强度可以为5MPa以上。其中，预制弹性体层的材料可以为橡胶。其中，预制弹性体层可以为厚度均匀的薄膜或厚度不均匀的薄膜。其中，预制弹性体层可以为中间厚且边缘薄的薄膜，或者预制弹性体层可以为边缘厚且中间薄的薄膜。其中，在预制弹性体层上可以设有孔，涂层的材料可以填充于孔内。其中，孔的孔径可以为0.5～1mm，多个孔的孔间距可以为10～20mm。其中，复合保护层可以包括多个预制弹性体层，相邻的预制弹性体层可以彼此对接。其中，预制弹性体层的材料可以为聚氨酯、聚脲或乙丙橡胶。其中，预制弹性体层的厚度可以为6000微米以下，涂层的厚度可以小于500微米。本专利技术还提供一种叶片，在叶片的前缘表面设置有上述的复合保护层，预制弹性体层的下表面固定于叶片的前缘表面。其中，涂层可以完全覆盖预制弹性体层，涂层的材料可以平滑地填充并覆盖预制弹性体层的边缘与叶片的前缘表面形成的台阶。其中，叶片可以为风力发电机组的叶片。通过本专利技术，通过将防护膜技术与涂层技术协同应用，兼具两者的优点而规避两者的缺点，共同构筑厚的复合保护层，实现具有可靠防护能力并易于前缘维修保养的叶片。附图说明图1为本专利技术的实施例1的复合保护层1的示意图；图2为本专利技术的实施例2的复合保护层1的示意图；图3为本专利技术的实施例3的复合保护层1的示意图；图4为在前缘粘贴有本专利技术的复合保护层1的叶片20的示意图。符号说明1复合保护层11涂层12预制弹性体层121孔122台阶2玻璃钢20叶片具体实施方式本专利技术的叶片不限于风力发电机组的叶片，还可适用于其他场合使用的叶片，例如直升机螺旋桨叶片。以下，以风力发电机组的叶片为例，结合附图对本专利技术的复合保护层的具体实施例进行说明。实施例1图1为本专利技术的实施例1的复合保护层1的示意图。由图1可知，复合保护层1包括涂层11和预制弹性体层12，涂层11涂覆于预制弹性体层12的上表面。另外，图4为在前缘粘贴有本专利技术的复合保护层1的叶片20的示意图。结合图1和图4可知，叶片20的前缘表面设置有复合保护层1，预制弹性体层12的下表面固定于叶片20的前缘表面。在图1中，2表示玻璃钢，为构成叶片20的前缘表面的材质。下面结合工艺流程，更具体地说明本实施例的复合保护层1的各项优选参数。首先，在经过修形处理后的叶片20的前缘表面的玻璃钢2上，使用胶黏剂直接粘接预制弹性体层12。在此过程中，弹性体层12可以是整体成型，也可以是两个以上的预制弹性体层12之间连接而成。具体的，采用对接的方式来处理两个以上预制弹性体层12间的连接。其中，所谓对接指的是两块预制弹性体层12的边缘完全贴合，又互相不覆盖对方。然后，在粘接好的预制弹性体层12的表面，涂刷涂料，热固化后，形成覆盖预制弹性体层12的上表面的涂层11，由于预制弹性体层12的上表面完全被涂层11包覆住，因此避免了太阳的直射，从而增强了耐候能力。另外，优选通过采用化学处理或等离子火焰等物理方式对预制弹性体层12的表面进行处理活化，以便使预制弹性体层12连接。由于涂层11与预制弹性体层12之间达到化学键级的强相互作用，确保了足够的界面强度。在本实施例中，涂层11与预制弹性体层12之间的拉拔强度为5MPa以上。如此，预制弹性体层12与涂层11共同构筑起复合保护层1，而且，可以通过选用不同厚度的预制弹性体层12来调节最终复合保护层1的厚度，使得复合保护层1的厚度超过1mm。由于在实际的生产应用中，前缘保护层的抗雨蚀能力受保护层厚度的影响很大，通过对雨滴冲击玻璃钢涂层的理论分析可以发现，厚度是影响防护层能力的关键因素，因此，较厚的保护层可以提供更好的防护能力。已有的雨滴冲击玻璃钢涂层理论已经表明，10％的厚度提升，可能带来超过30％的防护能力提升。此外，厚保护层也有助于抵抗大直径的雨滴。而根据本专利技术的技术方案，复合保护层1的厚度可以达到1000微米以上。而且，根据本专利技术的技术方案，由于复合保护层1包括预制弹性体层12和覆盖弹性体层12上表面的涂层11，因此，如果在叶片的使用过程中涂层11受到破坏而危及下方的预制弹性体层12时，可以启动维修，仅进行涂层11的重建，从而永久保留预制弹性体层12，与现有技术中需要完全清除贴膜并重新处理叶片表面相比，整个维修过程更加简易。另外，在本实施例中，预制弹性体层12通过胶黏剂直接贴合于前缘表面的玻璃钢2上，但本专利技术不限于此。预制弹性体层12还可以通过机械连接等方式固定于玻璃钢2上。另外，本实施例中，预制弹性体层12的材质为橡胶，具体来说，为均质的聚氨酯弹性体，但是，本专利技术的预制弹性体层12的材料不限于此，也可以是聚脲、乙丙橡胶等其他任何橡胶类材料。另外，在本实施例中，预制弹性体层12为厚度均匀的薄膜。但是，本专利技术不受此限定，预制弹性体层12也可以为厚度不均匀的薄膜(即，厚度可变的薄膜)。在实际的生产应用中，可以根据需要(例如，叶片20的前缘表面状况)来合理设定预制弹性体层12的不同部位的厚度，例如，预制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合保护层(1)，其特征在于，所述复合保护层(1)包括涂层(11)和预制弹性体层(12)，所述涂层(11)涂覆于所述预制弹性体层(12)的上表面。

【技术特征摘要】
1.一种复合保护层(1)，其特征在于，所述复合保护层(1)包括涂层(11)和预制弹性体层(12)，所述涂层(11)涂覆于所述预制弹性体层(12)的上表面。2.根据权利要求1所述的复合保护层(1)，其特征在于，所述预制弹性体层(12)与所述涂层(11)之间的拉拔强度为5MPa以上。3.根据权利要求1所述的复合保护层(1)，其特征在于，所述预制弹性体层(12)的材料为橡胶。4.根据权利要求1所述的复合保护层(1)，其特征在于，所述预制弹性体层(12)为厚度均匀的薄膜或厚度不均匀的薄膜。5.根据权利要求4所述的复合保护层(1)，其特征在于，所述预制弹性体层(12)为中间厚且边缘薄的薄膜，或者所述预制弹性体层(12)为边缘厚且中间薄的薄膜。6.根据权利要求1所述的复合保护层(1)，其特征在于，在所述预制弹性体层(12)上设有孔(121)，所述涂层(11)的材料填充于所述孔(121)内。7.根据权利要求6所述的复合保护层(1)，其特征在于，所述孔(121)的孔径为0.5～1mm，多个所述孔...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾智源，李小明，
申请(专利权)人：江苏金风科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32