与风力涡轮机叶片制造相关的改进制造技术

在本发明专利技术的第一方面，提供了一种用于将抗剪腹板胶合到风力涡轮机叶片壳体的胶合线结构体。该胶合线结构体包括由可变形材料制成的细长内芯，以及一个或多个外层，所述外层包括至少部分包围内芯的增强纤维。内芯和/或一个或多个外层包括粘合剂。或多个外层包括粘合剂。或多个外层包括粘合剂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】与风力涡轮机叶片制造相关的改进


[0001]本专利技术总体上涉及风力涡轮机叶片的制造，更具体地涉及在风力涡轮机叶片的制造过程中抗剪腹板与叶片壳体的胶合的改进。

技术介绍

[0002]现代公用事业规模的风力涡轮机叶片通常包括至少部分由加强梁结构支撑的基本上中空的壳体。在一些已知的风力涡轮机叶片中，梁结构包括抗剪腹板和梁帽，剪腹板在梁帽之间胶合。梁结构被设计用于承受风力涡轮机叶片在使用期间所经受的弯曲和剪切载荷。因此，抗剪腹板和叶片壳体之间的接合质量是影响叶片耐久性的重要因素。
[0003]通常，抗剪腹板在形成风力涡轮机叶片的中空壳体的第一和第二半壳体胶合在一起的同时胶合到叶片壳体。一条粘合剂通常沉积在一个半壳体中，并且另一条粘合剂沿着抗剪腹板的上表面沉积。然后在将第二半壳体布置在第一半壳体的顶部之前，将抗剪腹板布置在第一半壳体中。然后将胶合线中的粘合剂压缩并固化以将壳体胶合在一起并将抗剪腹板胶合在半壳体之间。
[0004]将抗剪腹板胶合到叶片壳体的本方法带来了许多挑战。例如，存在抗剪腹板沉入沉积在第一半壳体上的未固化粘合剂中太深的风险。还存在在粘合剂固化过程中，当对模具组件施加热量时，由于叶片壳体的热膨胀，第二半壳体轻微抬起的风险。这两种情况都可能导致抗剪腹板与第二半壳体分离。因此，需要对胶合过程进行仔细监控以避免这些问题，并且需要对胶合线进行彻底分析以检测出现的任何问题。
[0005]针对这种背景，本专利技术的一个目的是提供一种用于将抗剪腹板胶合到叶片壳体的改进工艺。

技术实现思路
r/>[0006]在本专利技术的第一方面，提供了一种用于将抗剪腹板胶合到风力涡轮机叶片壳体的胶合线结构体。该胶合线结构体包括由可变形材料制成的细长内芯，以及一个或多个外层，所述外层包括至少部分包围内芯的增强纤维。内芯和/或一个或多个外层包括粘合剂。
[0007]术语“内芯”是指胶合线结构体的中心部件，即内芯是胶合线结构体的中间部分。内芯可由可压缩泡沫、优选具有闭孔的多孔泡沫制成。作为另选，内芯可由粘合剂制成。
[0008]在内芯包含粘合剂的情况下，所述粘合剂优选为在对其施加热量时膨胀的粘合剂，使得胶合线结构体的内芯在加热期间、例如在固化过程中经历热膨胀。在内芯包含粘合剂的情况下，一个或多个外层可包含干燥的增强纤维，其在胶合线结构体压缩时被内芯的粘合剂浸透。
[0009]粘合剂可包括环氧树脂或聚酯。然而，可使用任何合适的粘合剂。粘合剂可以是触变性、半触变性、非触变性或其组合，以优化粘合剂的流动参数。在一个或多个外层包含粘合剂的情况下，外层中的粘合剂优选为树脂。
[0010]一个或多个外层优选包含预浸材料。在一个或多个外层包含预浸材料的情况下，
外层的增强纤维被树脂基体形式的粘合剂浸透。
[0011]一个或多个外层可包含多轴纤维。优选地，多轴纤维包括双轴纤维。作为另选，多轴纤维可包括三轴或四轴纤维。纤维优选为玻璃纤维。作为另选，纤维可以是碳纤维或任何其他合适的纤维。优选地，存在多个外层。
[0012]在多个外层的情况下，最靠近芯的内层(或多个内层)可由与离芯较远的外层(或多个外层)不同的材料形成。内层可以是短切原丝毡或针毡。外层可以是连续原丝毡。这使得外层的顺应性更好，因为内层可适应芯形状的变化。另外，外层可具有平面外细丝(即横向于胶合线的纵轴延伸)。这改善了抗剪腹板和叶片壳体之间的纤维接触。
[0013]优选地，胶合线结构体的外层的低百分比的增强纤维平行于胶合线结构体的纵轴取向。最优选地，胶合线结构体的外层基本上不包含平行于胶合线结构的纵轴取向的纤维。
[0014]内芯优选基本上是圆柱形。最优选地，其横截面基本上是圆形。作为另选，其可具有任何其他适当形状的横截面。例如，内芯的横截面可以是椭圆形、矩形、六边形等。虽然优选不存在沿内芯的纵向延伸的边缘，但如果存在任何边缘，则它们优选为被倒圆。
[0015]优选地，一个或多个外层围绕内芯的整个圆周包裹。换言之，内芯的整个圆周被一个或多个外层覆盖。这提供了抗剪腹板和叶片壳体之间的有效载荷传递。
[0016]优选地，内芯不包含任何增强纤维。换言之，在胶合线结构体中，所有的增强纤维都位于一个或多个外层中。这样，抗剪腹板和叶片壳体之间的载荷在一个或多个外层中有效地传递。
[0017]叶片壳体优选地包括梁帽。梁帽可彼此相对，位于叶片壳体的相对侧。梁帽可嵌入叶片壳体的层压结构内。作为另选，叶片壳体可包括胶合到空气动力整流罩的内表面的彼此相对的梁帽。
[0018]在本专利技术的第二方面，提供了一种制造风力涡轮机叶片的方法。该方法包括提供待胶合在一起以形成叶片外壳的第一和第二半壳体，并且提供抗剪腹板，其具有用于胶合到第一半壳体的内表面的第一安装凸缘和用于胶合到第二半壳体的内表面的第二安装凸缘。该方法还包括提供如上所述的胶合线结构体，并且将胶合线结构体布置在第一安装凸缘和第一半壳体的内表面之间。该方法还包括将抗剪腹板和第一半壳体压在一起，使得胶合线结构体在第一安装凸缘和第一半壳体的内表面之间被压缩，并且固化胶合线结构体中的粘合剂，使得胶合线结构体将第一安装凸缘胶合到第一半壳体。
[0019]该方法可包括将胶合线结构体布置在第一半壳体的胶合线区域中。优选地，胶合线区域由叶片壳体的梁帽限定，使得当抗剪腹板胶合到叶片壳体时，加强梁结构体可由梁帽和抗剪腹板形成。
[0020]该方法可另外包括将另一个如上所述的胶合线结构体布置在第二安装凸缘和第二半壳体的内表面之间。另一个胶合线结构体可布置在抗剪腹板的上表面上，或者布置在第二半壳体的表面上。抗剪腹板和第二半壳体可压在一起，使得另一个胶合线结构体在第二安装凸缘和第二半壳体的内表面之间被压缩。该方法还可包括固化另一个胶合线结构体中的粘合剂，使得另一个胶合线结构体将第二安装凸缘胶合到第二半壳体。
[0021]在内芯由粘合剂制成的情况下，粘合剂的固化步骤可包括对胶合线结构体施加热量，并且所述热量的施加可导致内芯的粘合剂膨胀。
[0022]提供一个或多个胶合线结构体的步骤可包括围绕细长内芯缠绕纤维材料。
[0023]该方法还可包括提供缠绕机，其被配置成围绕内芯材料缠绕纤维材料以形成胶合线结构体。缠绕机可布置在第一半壳体的一端。一个或多个长度的内芯材料可插入通过缠绕机，使得外部纤维材料可围绕内芯材料缠绕以形成连续的胶合线结构体。可将连续的胶合线结构体从缠绕机中拉出并置于第一半壳体的内表面上。
[0024]缠绕机优选地布置在叶片壳体的根部，并且粘合剂结构体沿翼展方向被拉向叶片壳体的尖端。
[0025]上述关于本专利技术的任何一个方面描述的可选和有利特征同样适用于本专利技术的其他方面。纯粹出于简洁的原因，避免这些特征的重复。
附图说明
[0026]现在将参考附图仅以非限制性示例的方式描述本专利技术的实施方式，其中：
[0027]图1是风力涡轮机叶片的示意性分解图；
[0028]图2a是胶合线结构体的示意性立体图；
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于将抗剪腹板(22)胶合到风力涡轮机叶片壳体(12)的胶合线结构体(42)，所述胶合线结构体包括：由可变形材料制成的细长内芯(46)；一个或多个外层(44)，所述外层包括至少部分包围所述内芯的增强纤维，其中，所述内芯和/或所述一个或多个外层包括粘合剂。2.根据权利要求1所述的胶合线结构体(42)，其中，所述内芯(46)由可压缩泡沫制成。3.根据权利要求1所述的胶合线结构体(42)，其中，所述内芯(46)由粘合剂制成。4.根据前述权利要求中任一项所述的胶合线结构体(42)，其中，所述一个或多个外层(44)包括预浸材料。5.根据前述权利要求中任一项所述的胶合线结构体(42)，其中，所述一个或多个外层(44)包括多轴纤维。6.根据前述权利要求中任一项所述的胶合线结构体(42)，其中，所述一个或多个外层(44)围绕所述内芯(46)的整个圆周包裹。7.根据前述权利要求中任一项所述的胶合线结构体(42)，其中，所述内芯(46)不包含任何增强纤维。8.一种制造风力涡轮机叶片(10)的方法，所述方法包括：提供待胶合在一起以形成所述叶片的外壳(12)的第一和第二半壳体(12a、12b)；提供抗剪腹板(22)，所述抗剪腹板具有用于胶合到所述第一半壳体(12a)的内表面的第一安装凸缘(32)和用于胶合到所述第二半壳体(12b)的内表面的第二安装凸缘(34)；提供前述权利要求中任一项所述的胶合线结构体(42)，将所述胶合线结构体布置在所述第一安装凸缘和所述第一半壳体的内表面之间；将所述抗剪腹板和所述第一半壳体压在一起，使得所...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
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：