生产聚氨酯风轮机叶片的自动化方法技术

本发明专利技术提供生产聚氨酯风轮机叶片和其它大物体的方法。本发明专利技术方法包括在风电场处形成用于聚氨酯风轮机叶片的模具，用自动化反应注塑(“RIM”)机将异氰酸酯和异氰酸酯活性组分注入模具中，闭合所述模具并对该模具进行加压和加热，使得所得聚氨酯固化，将聚氨酯叶片安装到风轮机中。或者，本发明专利技术方法包括在风电场处形成用于聚氨酯风轮机叶片的模具，用自动化长纤维注塑(“LFI”)机注入异氰酸酯、异氰酸酯活性组分和长纤维，闭合所述模具并对所述模具进行加压和加热，使得所得聚氨酯固化，将聚氨酯叶片安装到风轮机中。因为本发明专利技术的制造方法在风电场处进行，所以可以避免运输问题。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及制造方法，更具体涉及原位生产风轮机叶片和其它大型物体的自动化方法。
技术介绍
由于环保和政策方面的考虑，人们日益希望减少由进口化石燃料发电，因此设想风力在发电中的作用不断提高。美国能源部(U. S. Department of Energy (“DOE”))在2008年发表了题为“风能在2030年达到20%:在美国供电中增加风能的贡献(20% Wind Energyby 2030 : Increasing Wind Energy ' s Contribution to U. S. Electricity Supply)，， 的报告，该报告调查了到2030年使用风能产生20%的国家电力需求的技术可行性。在全世界，多个国家已经利用风产生了大量电力。根据全球风能协会(Global Wind EnergyCouncil ( “GWEC”))发表的 “2008 年全球风能报告(Global Wind 2008 R印ort) ”，西班牙目前在其电力需求中有11 %来自风力，德国有约7. 5 %来自风力。欧盟的目标是到2020年在其电力中约35%来自可再生资源，其中约1/3是风能。随着对风力发电能力要求的增加，发电机即风轮机的尺寸也要增大。风轮机叶片的尺寸和重量也相应地增加。较大的叶片(可能达到90米长或更长)难以制造，并且较重。而且，容纳该风轮机和支承叶片的塔也必须较大，因此更难以架设。因为这些较大的风轮机常常位于较遥远的区域，较大且较重的叶片的运输也成为问题。这些因素共同限制风力作为可行的可再生资源的全面应用。在本领域中，许多人试图解决与大叶片相关的问题，并取得了不同程度的成功。例如，Lin等在美国公开专利申请第2006/225278号中揭示了一种两设施工艺，其中主要部件如根部和翼梁端在主设施中制造，次要的叶片部件如外壳在离风电场位置较近的次设施中制造，然后将主要部件和次要部件在风电场附近的组装地点组装。LlorenteGonzales等的美国公开专利申请第2008/0145231号显示在内部纵向加强结构的端部通过凸缘连接的风力叶片模块。轴向突出的突出部面对面相邻，具有排列的孔洞以接受连接螺钉、贯穿螺栓或铆钉，用于简便地在现场连接的模块。Arelt的美国专利第7，334，989号描述了使用具有相应的楔形连接区域的顶部带和底部带，所述连接区域作用于连续的叶片段。在叶片段和连接带之间保留的空心空间被粘合剂注满，得到沿着主要的负载路径由多个嵌接/锥形连接形成的结合接头。Arelt还揭示了制造到连续的叶片段中的楔形连接区域，所述连续的叶片段利用相应的楔形连接区域与顶部带和底部带连接，从而在带和叶片连接区域之间的空心区域被注满粘合剂后沿着主要的负载路径形成结合锥形连接。Moroz在美国专利第7，381，029号中提供了用于风轮机的多段叶片，该多段叶片包括在一端具有浙青轴承的毂延长器，具有贯穿其中的孔并安装在毂延长器上的裙部或整流罩，构造为与浙青轴承联接的外部。因此，在本领域中需要用于风轮机叶片和其它大物体的改进的制造方法。该方法最大程度地减少或消除了现有技术方法中遇到的运输问题和叶片构造问题。
技术实现思路
因此，本专利技术提供生产聚氨酯风轮机叶片和其它大型物体的方法。本专利技术方法包括在风电场处或风电场附近形成用于风轮机叶片的模具，用自动化反应注塑(“RIM”)机将异氰酸酯和异氰酸酯活性组分注入该模具中，闭合该模具并对该模具进行加压和加热，使得所得聚氨酯固化，将聚氨酯叶片安装到风轮机中。而且，该方法包括在风电场处或风电场附近形成风轮机叶片模具，用自动化长纤维注塑(“LFI”)机注入异氰酸酯、异氰酸酯活性组分和长纤维，闭合该模具并对该模具进行加压和加热(或利用辐射，例如紫外光)，使得所得聚氨酯固化，将聚氨酯叶片安装到风轮机中。因为本专利技术的制造方法在风电场处或风电场附近进行，所以可以避免运输问题。通过以下本专利技术详述可以清楚地了解本专利技术的上述及其它优点和益处。附图简要说明 出于说明而非限制性的目的，现在将结合附图描述本专利技术，其中图I显示模具和风轮机塔的自动化工艺的示意图；图2显示风轮机塔底座的自动化工艺的例子；图3显示生产大部件的自动化方法。专利技术详沭现在出于说明而非限制的目的描述本专利技术。除非在操作实施例中或者另有说明，否则，说明书中使用的所有表示数量、百分量等的数字应理解为在所有情况中均受“约”字修饰。本专利技术提供一种生产聚氨酯风轮机叶片的方法，该方法包括在风电场处或风电场附近形成用于风轮机叶片的模具，用自动化反应注塑(“RIM”)机将异氰酸酯和异氰酸酯活性组分注入该模具中，闭合该模具并对该模具进行加压和加热，使得所得聚氨酯固化，将聚氨酯叶片安装到风轮机中。较佳地，可使用辐射如紫外辐射使聚氨酯材料固化。本专利技术还提供一种生产聚氨酯风轮机叶片的方法，该方法包括在风电场处或风电场附近形成风轮机叶片模具，用自动化长纤维注塑(“LFI”)机注入异氰酸酯、异氰酸酯活性组分和长纤维，闭合该模具并对该模具进行加压和加热，使得所得聚氨酯固化，将聚氨酯叶片安装到风轮机中。较佳地，使用辐射使得聚氨酯固化。可通过以下方式在风电场处或风电场附近形成风轮机叶片模具大规模快速原型操作，添加自动化制造(additive automated fabrication),或通过大规模快速原型操作制造风轮机叶片的正像，形成负像，铸造或模塑高强度复合件。该高强度复合件可包含金属、水泥和聚合物中的至少一种。本专利技术方法可通过自动化反应注塑(“RIM”)法或自动化长纤维注塑(“LFI”)法产生风轮机叶片。通过RM技术生产聚氨酯模塑品是众所周知的，其描述参见例如美国专利第4，218，543号，其内容通过参考结合于此。RIM方法涉及一种填充模具的技术，通过该技术在非常短的时间内使用高输出量、高压计量设备将高活性液体起始组分在它们已经在所谓的“完全控制混合头”中混合后注入到模具中。在RM方法中，将两个独立的物流充分混合，然后注入合适的模具中，但是可以使用超过两个的物流。第一物流含有多异氰酸酯组分，而第二物流含有异氰酸酯-活性组分和要包含的任何其它添加剂。在美国专利5，750，583、5，973，099,5, 668，239和5，470, 523中也详细描述了 RM法，这些专利文献的全部内容通过参考结合于此。在LFI方法中，从混合头向开放模具进料，在该混合头中，由粗纱切割得到的玻璃纤维股束与聚氨酯反应混合物混合。可在混合头调节玻璃纤维的体积和长度。该方法使用较低成本的玻璃纤维粗纱，而不是使用垫子或预成形体。优选将玻璃粗纱加入配有玻璃切断装置的混合头。由于混合头设置在模具上并且混合头中的物质被分配到开放模具中，混合头在分配聚氨酯反应混合物的同时切断玻璃粗纱。当混合头中的物质已经被分配到模具中时，模具闭合，使反应混合物固化，从模具中移出复合物制品。模具优选保持在约120-190 °F的温度。将混合头中的物质分配到模具中所需的时间一般在10-60秒之间。模具保持闭合的时间优选约为I. 5-6分钟，以使玻璃纤维强化层固化。在美国公开专利申请2005/0170189、2007/0098997、2004/0135280、2007/0160793和2008/0058468中描述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·A·派尔斯，J·马特斯科，
申请(专利权)人：拜尔材料科学有限公司，
类型：发明
国别省市：