一种用于风电叶片拉挤梁帽的灌注导流织物制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于风电叶片拉挤梁帽的灌注导流织物，包括经向玻璃纤维、纬向玻璃纤维和导电金属丝，经向玻璃纤维和纬向玻璃纤维交互编织成平纹网格织物、斜纹网格织物、缎纹网格织物或织篮式网格织物，导电金属丝相互交叉排列形成网状，并布置在交互编织的经向玻璃纤维和纬向玻璃纤维的表面。本实用新型专利技术采用全玻纤织物取代碳玻混织物进行编织，增强了树脂导流能力，降低了材料成本；同时在全玻纤织物的基础上引入了导电金属丝的导电体，导电金属丝在导流织物上形成了良好的导电通路，与3K或6K丝束的碳纤维相比，电阻率低，能够大大提高了梁帽整体对电流的传导能力。大大提高了梁帽整体对电流的传导能力。大大提高了梁帽整体对电流的传导能力。

【技术实现步骤摘要】
一种用于风电叶片拉挤梁帽的灌注导流织物


[0001]本技术涉及风电叶片的
，尤其是指一种用于风电叶片拉挤梁帽的灌注导流织物。

技术介绍

[0002]风电叶片梁帽作为叶片部件的主要承载结构，承受着来自外界风力80％以上的载荷，在叶片抵抗外力不受破坏、保证叶片安全运转等方面发挥着重要作用。早期叶片梁帽制备工艺主要采用真空灌注成型，该工艺下梁帽强度及模量较低，近年来，随着叶片大型化的发展，叶片长度的不断增加，对叶片梁帽机械性能及减重要求也随之提高，拉挤成型工艺应运而生。拉挤成型是一种连续生产固定截面纤维增强复合材料的成型方法，相对灌注工艺制备的梁帽，拉挤成型的玻纤拉挤板模量可提升25％以上，在同样结构强度设计下可实现叶片减重5％以上，有利于大叶片的设计优化，同时拉挤板材的自动化生产模式，可大大提高叶片壳体生产效率，并减少辅材及玻璃钢粉尘等固废。拉挤板新型材料的应用，使海上大叶片的设计及制造成为了可能。
[0003]在叶片生产过程中，拉挤板在叶片壳体模具上直接铺设使用，一般情况下，在梁帽宽度及厚度方向上会使用若干数量的拉挤板，在拉挤板厚度方向上，每层拉挤板之间会铺设使用导流织物，后续再通过真空灌注工艺，将树脂导入拉挤板之间，最终形成统一的叶片拉挤梁帽结构。其中，导流织物的作用在于，便于树脂在上下拉挤板之间进行流动，避免板材之间由于接触发生灌注不良的情况，并通过树脂使拉挤板进行粘合，以保证拉挤板之间的界面结合强度。
[0004]目前海上大型叶片梁帽技术主要采用碳纤维拉挤板或碳玻混杂拉挤板的应用方式，以满足大型叶片的较高强度及模量的要求。该大型叶片的防雷设计中，采用了梁帽导电防雷的方式，这就要求拉挤板及导流织物均具有较好的导电性能，可顺利将雷击电流由叶尖向叶根方向进行传递。因此导流织物的导电性能会成为较为关键的影响因素，因为单纯靠碳纤维拉挤板的导电性能，难以满足在轴向电阻率要求，进而会影响灌注后梁帽整体的导电性能要求。因此，在不改变拉挤板性能的条件下，对导流织物的导电性能提出了更高的要求。
[0005]针对目前叶片梁帽所用碳纤维拉挤板材或碳玻混杂拉挤板材配合使用的导流织物，目前已有的技术方案，主要采用碳玻混杂的平纹网格织物，碳纤维和玻璃纤维的体积比为1:1的混杂方式进行，纬向纱上下交替穿过每一根经向纱，碳纱01及玻纱02在纬向和经向上均为交替排列，如图1所示。
[0006]然而，该碳玻混导流织物的方式存在较多弊端，具体如下：
[0007]1)碳玻混导流织物导电性能差
[0008]碳玻混导流织物中起主要导电作用的部分为碳纤维，碳纤维丝束大小以3K或6K为主，不同丝束大小的碳纤维与常见金属的电阻率如下表1所示。由表中数据可以看出，碳纤维丝束越小时，由于其在纤维方向截面小，形成电流导通的能力低，因此纤维方向电阻率会
越大，但是不同丝束大小的碳纤维导电性能相差不大，均为10
‑3Ω
·
cm数量级，相比之下，金属的导电性能要远高于碳纤维，常见的金属体积电阻率比碳纤维要小2～3个数量级，因此比碳纤维的导电性能要高100～1000倍。
[0009][0010][0011]表1不同规格碳纤维与金属电阻率对比
[0012]2)环氧树脂对碳纤维浸润性能低
[0013]树脂对于碳纤维与玻璃纤维两种材料的浸润效果不同。玻璃纤维单丝直径在10～20um，而碳纤维单丝的纤维直径只有7um左右，碳纤维表面积大，树脂对纤维的浸润比较困难。故与玻纤相比，普通环氧树脂在对碳纤维进行灌注时，流过碳纤维积层时受到的阻力更大，树脂完全浸润碳纤所消耗的灌注时间更长，导流效果差。
[0014]由于上述特点，会经常发生导流织物铺设于拉挤板之间并完成灌注后，出现碳纤维部分干纱或半干纱等树脂浸润不良的情况，对灌注后拉挤板材之间的剪切性能产生较大影响。
[0015]3)碳纤维成本高昂
[0016]当前市场环境下，玻纤的平均价格在10元/kg左右，而碳纤维价格在140
‑
150元/kg，是玻纤价格的十多倍，因此按照1:1体积比编织的碳玻混导流织物，由于受碳纤维市场价格高企的影响，碳玻混导流织物整体成本偏高。
[0017]通过以上对常规碳玻混导流织物的特点分析，可以看出，仍其存在诸多不足，有必要寻找其他更优方案，来解决以上存在的问题。

技术实现思路

[0018]本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于风电叶片拉挤梁帽的灌注导流织物，去除了常规碳玻混导流织物中的碳纤维，采用全玻纤织物取代碳玻混织物进行编织，增强了树脂导流能力，降低了材料成本，解决了树脂对碳纤维浸润性能低及导流织物价格高的问题；同时在全玻纤织物的基础上引入了导电金属丝的导电体，导电金属丝在导流织物上形成了良好的导电通路，与3K或6K丝束的碳纤维相比，电阻率低，应用于碳纤维拉挤板或碳玻混杂拉挤板的叶片梁帽中，大大提高了梁帽整体对电流的传导能力。
[0019]为实现上述目的，本技术所提供的技术方案为：一种用于风电叶片拉挤梁帽的灌注导流织物，包括经向玻璃纤维、纬向玻璃纤维和导电金属丝，经向玻璃纤维和纬向玻
璃纤维交互编织成平纹网格织物、斜纹网格织物、缎纹网格织物或织篮式网格织物，导电金属丝相互交叉排列形成网状，并布置在交互编织的经向玻璃纤维和纬向玻璃纤维的表面。
[0020]进一步，导电金属丝包括经向导电金属丝和纬向导电金属丝，且经向导电金属丝和纬向导电金属丝相互交叉排列形成网状，且每个交叉点处均为“十”字交叉结构。
[0021]进一步，导电金属丝包括经向导电金属丝、纬向导电金属丝和第一斜向导电金属丝，所述第一斜向导电金属丝相对经向导电金属丝旋转
‑
45
°
设置，所述经向导电金属丝、纬向导电金属丝和第一斜向导电金属丝相互交叉排列形成网状，且经向导电金属丝与纬向导电金属丝在交叉点处呈“十”字交叉结构，所述第一斜向导电金属丝交汇于“十”字交叉结构的中心点处。
[0022]进一步，导电金属丝包括经向导电金属丝、纬向导电金属丝和第二斜向导电金属丝，所述第二斜向导电金属丝相对经向导电金属丝旋转+45
°
设置，所述经向导电金属丝、纬向导电金属丝和第二斜向导电金属丝相互交叉排列形成网状，且经向导电金属丝与纬向导电金属丝在交叉点处呈“十”字交叉结构，所述第二斜向导电金属丝交汇于“十”字交叉结构的中心点处。
[0023]进一步，导电金属丝包括经向导电金属丝、纬向导电金属丝、第一斜向导电金属丝和第二斜向导电金属丝，所述第一斜向导电金属丝与第二斜向导电金属丝相垂直，所述第一斜向导电金属丝相对经向导电金属丝旋转
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设置，所述第二斜向导电金属丝相对经向导电金属丝旋转+45
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设置，所述经向导电金属丝、纬向导电金属丝、第一斜向导电金属丝和第二斜向导电金属丝相互交叉排列形成网状。
[0024]一种用于风电叶片拉挤梁帽的灌注本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于风电叶片拉挤梁帽的灌注导流织物，其特征在于：包括经向玻璃纤维、纬向玻璃纤维和导电金属丝，经向玻璃纤维和纬向玻璃纤维交互编织成平纹网格织物、斜纹网格织物、缎纹网格织物或织篮式网格织物，导电金属丝相互交叉排列形成网状，并布置在交互编织的经向玻璃纤维和纬向玻璃纤维的表面。2.根据权利要求1所述的用于风电叶片拉挤梁帽的灌注导流织物，其特征在于：导电金属丝包括经向导电金属丝和纬向导电金属丝，且经向导电金属丝和纬向导电金属丝相互交叉排列形成网状，且每个交叉点处均为“十”字交叉结构。3.根据权利要求1所述的用于风电叶片拉挤梁帽的灌注导流织物，其特征在于：导电金属丝包括经向导电金属丝、纬向导电金属丝和第一斜向导电金属丝，所述第一斜向导电金属丝相对经向导电金属丝旋转
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设置，所述经向导电金属丝、纬向导电金属丝和第一斜向导电金属丝相互交叉排列形成网状，且经向导电金属丝与纬向导电金属丝在交叉点处呈“十”字交叉结构，所述第一斜向导电金属丝交汇于“十”字交叉结构的中心点处。4.根据权利要求1所述的用于风电叶片拉挤梁帽的灌注导流织物，其特征在于：导电金属丝包括经向导电金属丝、纬向导电金属丝和第二斜向导电金属丝，所述第二斜向导电金属丝相对经向导电金属丝旋转+45
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设置，所述经向导电金属丝、纬向导电金属丝和第二斜向导电金属丝相互交叉排列形成网状，且经向导电金属丝与纬向导电金属丝在交叉点处呈“十”字交叉结构，所述第二斜向导电金属丝交汇于“十”字交叉结构的中心点处。5.根据权利要求1所述的用于风电叶片拉挤梁帽的灌注导流织物，其特征在于：导电金属丝包括经向导电金属丝、纬向导电金属丝、第一斜向导电金属丝和第二斜向导电金属丝，所述第一斜向导电金属丝与第二斜向导电金属丝相垂直，所述第一斜向导电金属丝相对经向导电金属丝旋转
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设置，所述经向导电金属丝、纬向导电金属丝、第一斜向导电金属丝和第二斜向导电金属丝相互交叉排列形成网状。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：朱亚坤，詹明樊，刘宝锋，张华华，陈文光，顾育慧，李军向，
申请(专利权)人：明阳智慧能源集团股份公司，
类型：新型
国别省市：