[发明专利]一种兆瓦级风电叶片辅助模具的加热层及其制作方法有效
申请号: | 201010597842.1 | 申请日: | 2010-12-21 |
公开(公告)号: | CN102114681A | 公开(公告)日: | 2011-07-06 |
发明(设计)人: | 宁慧森;程磊;刘广;刘春龙;井延伟;秦明;窦玉祥 | 申请(专利权)人: | 国电联合动力技术有限公司 |
主分类号: | B29C33/02 | 分类号: | B29C33/02;B29C33/38;B29L31/08 |
代理公司: | 北京纪凯知识产权代理有限公司 11245 | 代理人: | 徐宁 |
地址: | 100039 北京市*** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 兆瓦 级风电 叶片 辅助 模具 加热 及其 制作方法 | ||
技术领域
本发明涉及一种加热层及其制作方法,特别是关于一种能对风电叶片辅助件生产提供固化要求温度的兆瓦级风电叶片辅助模具的加热层及其制作方法。
背景技术
面对日益增长的能耗需求和环保方面的压力,世界各国都在加大新能源的开发。清洁无污染、绿色环保的可再生能源是当今世界能源开发的焦点。风能是可再生能源中最具代表性的一种,它对保护环境和维持生态平衡,以及减少对常规能源依赖和改善能源结构都有重要意义。风能开发的重点是利用风力发电机将风能转换为电能。风力发电机中的叶片又是捕获风能的关键部件,而叶片捕获风能的大小与叶片的外形、长度、面积密切相关。如何制作出重量轻、强度高、大型化的风电叶片是实现风能开发的关键所在。但是,质量轻、强度和刚度高的合格叶片不仅与所选用复合材料有关,还与叶片成型时所选用的模具有关。随着风力发电叶片叶型的演变,叶片已由过去的小叶片、低功率向长叶型、大功率发展。叶片制作所需的模具也逐渐由金属模具向玻璃钢模具演变。由于玻璃钢模具与叶片材料相同,两者的热膨胀系数非常接近,因此由玻璃钢模具制作出的复合材料叶片的尺寸及叶片精度均优于金属模具制作出的叶片。然而,玻璃钢叶片在生产过程中需要一定温度进行固化,所以玻璃钢模具中的加热层的制作对叶片及叶片辅助件的生产是非常必要的。
目前,在叶片辅助件生产工艺中通常采用的加热方式有电加热丝加热和水加热两种。电加热丝加热主要是将加热丝等距离铺设于模具的内结构层与外结构层之间,并由设置在模具外部的控制单元对电加热丝进行温度控制。其特点是:1、升温速度快、加热效率高、温控操作简单。但是,电加热丝在长期使用过程中存在熔断现象。对熔断位置的检测相对困难,对其进行修复时间又很长,这就容易造成模具的闲置,从而严重影响生产的正常进行。2、电加热丝加热控制完全由外部控制单元及相关设备进行控制,一旦控制单元或相关设备出现问题,电加热丝就不能正常工作,会对生产过程中的产品造成破坏。水加热主要是以水作为加热媒介质,通过外部的水加热器及循环泵的工作,媒介质水在模具的加热层的管路中流动,不断将热能传递给模具从而对模具中的产品进行加热。其特点是:1、升温速度比电加热丝加热要缓慢,但是由于水具有较大的比热容,当升温到设定温度时,水加热器会停止工作,此时只要保证循环泵正常工作即能向模具中产品提供固化所需热量。当加热器中的媒介质水温度降低一定程度后,水加热器会开始工作直至达到所设定温度。2、由于水在常压状态下,沸点低于100℃,这就保证了在生产过程中,即使加热系统出现问题,也不会对固化当中的产品造成致命破坏。3、以水作为加热媒介质,长时间使用产生的水垢会对加热管路造成堵塞,进而影响生产的正常进行。
发明内容
针对上述问题,本发明的目的是提供一种加热均匀、铺设工艺简单,并且温度测量准确、安全可靠的兆瓦级风电叶片辅助模具的加热层及其制作方法。
为实现上述目的,本发明采取以下技术方案:一种兆瓦级风电叶片辅助模具的加热层,其特征在于:它包括至少一个加热区,每个所述加热区包括5~15块纳米碳加热薄膜、一温控盒、一电源和若干铜网;每块所述纳米碳加热薄膜均按照预先设计的形状加工成型,并且其上都开设有若干均匀分布的小孔;每块所述纳米碳加热薄膜均铺设在所述叶片辅助模具的内结构层上,相邻的所述纳米碳加热薄膜之间铺设有所述铜网,且每块所述纳米碳加热薄膜的两端均设置有一外部采用耐高温绝缘胶布包裹的电极,两所述电极分别通过电源线连接至所述温控盒;预埋在所述纳米碳加热薄膜内的限温线和感温线连接至所述温控盒,每块所述纳米碳加热薄膜的电源线并联后连接至所述温控盒,由所述温控盒对其所对应的所述加热区进行温度控制;每个所述加热区的温控盒均外接所述电源,各所述电源并联后连接至主电源线。
每块所述纳米碳加热薄膜包括一层纳米碳纤维发热体、两层PET薄膜和两层无纺布,所述纳米碳纤维发热体设置在中间部位,两侧由内向外依次设置有所述PET薄膜和无纺布,形成对称夹心结构。
所述兆瓦级风电叶片辅助模具的加热层位于所述叶片辅助模具的内结构层与外结构层之间,其形状与所述叶片辅助模具的形状相对应设置。
每块所述纳米碳加热薄膜的宽度范围为300~700mm之间;相邻所述加热区之间设置有3~20mm的间隙,所述间隙上铺设1~3层40~100目的所述铜网。
各所述温控盒均采用功率为3~6kw,温控范围为0~200℃的温控盒。
所述纳米碳加热薄膜上的若干小孔的孔径范围为3~10mm、孔间距为10~40mm。
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