[发明专利]竹制复合材料风力发电机叶片叶根预成型灌输工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种竹制复合材料风力发电机叶片叶根预成型灌输工艺，属于风力发电机叶片部件加工技术领域。

背景技术

目前，风力发电机的绝大多数叶片制造业均采用以玻璃钢为主要结构的加强材料，但是对于长度超过30米的叶片，通常需要加入昂贵的碳纤维材料才能弥补材料刚度上的不足，而碳纤维材料不仅价格昂贵，而且供应量严重不足，并且玻璃钢产品不易于回收。

风力发电机叶片在生产中，通常为在两层玻璃钢材料中间铺设竹材、填充材料等，经灌输环氧树脂后，整体抽真空、固化成型。但由于叶片根部弯曲曲率较大，叶片根部与叶片体很难一次灌输成型。这种灌输成型方法，形成整体相当困难，加工难度大，制作模具困难，工作效率低，而且也难以提高产品的使用性能。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足之处，从而提供一种竹制复合材料风力发电机叶片叶根预成型灌输工艺，能根据叶根部不同的形状，分割成多块，合理的利用竹制材料铺覆在脱膜布上，经灌输成型、固化，形成一个叶根中间产品；然后将该预成型叶根中间产品在整体叶片灌输中铺入在叶根部件相应位置，连同其它铺层一起灌输成整个叶片；制作模具方便，加工方法简单，能提高产品的使用性能。

本发明的主要解决方案是这样实现的：

本发明竹制复合材料风力发电机叶片叶根预成型灌输工艺，采用以下工艺步骤：

1、设备及材料准备；按常规的灌输工艺，配备真空泵、空压机、真空储气罐；材料：脱膜布、竹片、基体材料及各种铺料。

2、模具准备：

(a)、根据竹制叶片根部形状、尺寸制成10～20块叶根预制块模具；(b)、每块模具上设有法兰边，并在法兰面上粘结一周密封胶带；(c)、清洗模具：去除模具表面杂物，然后依次用洁模剂、脱模剂擦拭模具表面；

3、竹制材料铺层：

(a)、在模具上铺设脱模布；

(b)、在脱模布上面并排紧密铺放多层竹片层；

(c)、在竹片层上再铺放脱模布形成竹制铺层；

4、布置管路：在竹制铺层上面布置灌输基体材料管路；在模具一端设置进胶管，另一端设置抽胶管；

5、灌输工序：

(a)、真空密闭：将上述的密封胶带与真空袋粘结形成真空密闭空间；

(b)、打开真空泵，对真空袋内预抽真空；

(c)、灌输基体材料：打开进胶管与抽胶管，灌输基体材料，灌输基体材料后4～5小时，在20～30℃条件下固化；

6、后续处理：待环氧树脂初步固化后，关闭真空泵；再脱模，后固化成型；脱模处理后，表面修补为预成型叶根中间产品。

所述的灌输时真空压力在-0.9～-0.6atm；初固化之前一直需要维持真空压力，真空压力所需维持时间：3～15小时；环境温度：19～25℃，环境湿度在70％以内；模具温度：15～25℃。

所述的基体材料采用环氧树脂与固化剂混合组成、不饱和聚酯树脂与固化剂混合组成或环氧树脂和不饱和聚酯树脂与固化剂混合组成。

所述的竹片层厚度为：20～50厘米；

所述的竹片宽度为：5～15mm；竹片厚度为：1～3mm。

所述的脱模布厚度为：0.2～0.6mm。

本发明与已有技术相比具有以下优点：

本发明能根据叶片根部的形状、尺寸制成单体或连体的模具，然后再采用相同的灌输工艺制成单体或连体的预成型叶根部件，铺入叶片叶根相应位置，连同其它铺层一起灌输成整个叶片；2、其制作模具方便，加工方法简单，能提高产品的使用性能；3、预成型叶根部件在铺层大量使用竹片材，即在有机材料(脱模布)之间夹铺了大量的竹片材，大大减少了玻璃布的使用；使用毛竹作为叶片的主要结构体，加之合理的翼型设计，40米长以内的叶片完全可以避免使用碳纤维；4、能降低制造成本，原材料的成本，避免使用昂贵的碳纤维布；同时竹质叶片生产效率高、初始投资低，并且所需生产人员少；从长远看来，竹质叶片减少了树脂的使用，而树脂是石油的副产品，这就降低了产品价格随原油价格波动的风险；5、由于竹质叶片采用树脂灌输工艺，生产速度大约是玻璃钢叶片的两倍，而且需要更少的劳动力；6、有利于环保，竹质叶片产品中大约有50-80％的重量是天然材料，对比于玻璃钢叶片，更加利于降解。

附图说明

图1为本发明灌输工艺中结构示意图。

图2为本发明灌输工艺流程图。

图3为本发明整个叶片结构示意图。

具体实施方式

下面本发明将结合附图中的实施例作进一步描述：