[发明专利]用于风力涡轮机叶片制造的快速装料应用

说明书

技术领域

所描述的装置涉及用于对风力涡轮机叶片模具装料的自动化方法和设备。

背景技术

对风力涡轮机叶片的商业需求随着发电成本持续上涨而不断增加。风力涡轮机叶片尺寸在长度上从二十到六十米，并大体上由玻璃或碳纤维增强树脂形成。叶片是中空的，并形成两个半部，逆风半部和沿着纵向轴线将叶片裂开的顺风半部。一旦叶片半部已被形成在模具上且固化，则两个半部利用粘合剂被固定到一起以形成最终叶片。

叶片制造以及对模具装料的方法很大程度上是一种人工进行的过程。两个叶片半部形成于并排模具中，因而最后形成的半部能够通过所需的最小运动量配合到一起。凝胶涂层首先喷涂到模具半部中。诸如玻璃、碳纤维或芳香尼龙纤维的增强纤维然后被放置到模具半部中。纤维可被织成布状纤维，在此情况下，纤维在模具半部中必须被正确定位。因为最终叶片的横截面不是圆柱体，并且叶片的周界从根端变化至梢端，布增强材料在被放置到模具之前必须被切削成正确形状。典型的叶片为四十米长，因此，将增强布定位在模具中可能是一个麻烦费时的过程。如果布沿着叶片的长度放置，则需要四十米长的布，并且将布切削成适于将该布装配到模具的边缘的适当锥形是困难工作。如果布横跨叶片的宽度放置，则必须注意相邻布块的边缘在哪里会聚，从而最后形成的层状结构在增强布中不会有间隙，或者不会有将使最后形成的层状结构的厚度增大而超过容许公差的重叠布区。增强材料已正确位于模具半部之后，树脂被涂覆到纤维，并且两个模制的叶片半部准许固化。一旦固化完成，粘合剂被涂覆到叶片的内部，以用于将安装到叶片中的中心工件和抗剪腹板，并且这些元件被添加到叶片。粘合剂被涂覆到叶片半部中的至少一个的边缘以及中心工件和抗剪腹板的顶表面。通常通过提升没有粘合剂的半部（活动半部）并将其放置到带有粘合剂的半部（静止半部）上，两个模制的半部然后被聚集在一起。粘合剂固化后，最后形成的整个叶片能够从保持静止半部的模具移除。

希望减少对风力涡轮机叶片模具进行装料以及制造如上所述的风力涡轮机叶片所需的人工作业量。进一步希望使凝胶到模具半部的涂覆机械化。还希望在风力涡轮机叶片制造中使增强材料到模具半部中的放置机械化。进一步希望在将两个叶片半部结合在一起之前使粘合剂到两个叶片半部的边缘的涂覆机械化。另外希望使活动叶片半部到静止叶片半部上的放置机械化，以形成整个风力涡轮机叶片。

附图说明

图1是用于模制风力涡轮机叶片的设备的透视图。

图2是位于多辊增强材料料斗前面的层发生器的侧视图。

图3是铺放末端执行器的透视图。

图4是位于模具半部根端处的铺放台架和夹紧台架的上方透视图。

图5是夹紧末端执行器的细节图。

图6是用于凝胶涂层和粘合剂分配的末端执行器的细节图。

图7示出了定位在模腔中的凝胶涂层分配头。

图8示出了定位在模制部分的边缘上的粘合剂分配头。

图9示出了用于将两个模制叶片半部配合在一起的动力铰接单元。

具体实施方式

现在转向附图，图1示出了用于模制两个风力涡轮机叶片的设备，大体上由附图标记10表示。两个伸长的模具半部12用于模制风力涡轮机叶片，并纵向并排定位。每个模具半部12由支撑框架14保持，从而模具半部的凹面朝上。每个模具半部与模具的根端16和模具的梢端18一起定位，端部16将模制叶片的附接到轮毂的位于附图中前景的部分，端部18将模制叶片的位于附图后景的梢端部分。不同宽度和不同织物成分的多个辊20增强层材料位于多辊料斗22中，多辊料斗22邻近模具的根端处的层发生器24定位。纤维增强材料层在层发生器24产生，并且这些层如下文更充分所述被机械地放置到模具12中。两个台架26和28位于每个模具的根端16处。两个台架26和28沿着模具的长度能独立运动，并用于在制模周期期间执行不同操作。

图2示出了定位在携载着增强材料辊20的料斗22与模具的根端16之间的层发生器24。层发生器24选择来自材料辊20的正确材料，将材料切削至所需形状，并使用层传送带30将层材料传送到机械末端执行器36，进行如下文更充分所述那样自动放置到模具中。铺放末端执行器36具有用于卷起由层发生器24产生的层材料的铺放卷轴38。末端执行器36可以围绕竖直轴线旋转，以将铺放卷轴38定位在如所示接收来自层传送带30的材料的位置。铺放卷轴38具有夹持机构（未示出），该夹持机构夹持层的端部并将其卷绕到铺放卷轴上。