[发明专利]可修复碳纤维电热融冰芯片及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于新能源技术与设备领域，具体涉及一种可修复碳纤维电热融冰芯片及其制备方法。

背景技术

在人类对能源的采集和利用方面，总是与环境息息相关。当采集能源的环境非常恶劣时，如极端严寒天气、冰冻天气，对能源采集设备的损害非常大。例如，风力发机转子叶片用来采集风能，则必须暴露在自然环境中，因此，叶片在设计的时候，不仅要考虑自身运行方式的影响，也必须考虑环境的影响。例如，2008年发生大面积冰冻灾害后，给许多行业造成重大损失，风力发电行业也不例外。

为预防冰冻灾害，各行业多种融冰技术开始研发和应用，其中包括人工敲打融冰，硅油、纳米材料等高分子塗层融冰、电热融冰技术等，其中电热融冰技术是较为实用的一种融冰技术。

专利号为201210390773.6的中国专利，根据风力发电机转子叶片结冰造成的损失，公开了一种具有电热融冰装置的风力发电机转子叶片，通过在叶片本体的外表面、内表面上和/或夹层中设置将电能转换为热能的融冰装置，预防风力发电机叶片上结冰或清除风力发电机叶片表面已经结的冰。

专利号为201410025123.0的中国专利，公开了一种风力发电机电热融冰转子叶片、电热芯片及成型装置和方法，具体公开了电热芯片的结构及成型设备和方法，电热芯片的结构是在玻璃纤维布上加缝经向分布的条状碳纤维束构成，通过碳纤维束通电加热叶片以达到既能预防叶片表面结冰又能融化叶片表面已经结的冰。图1为现有技术中所述电热融冰风力发电机转子叶片剖面结构示意图。如图1所示，11为经向碳纤维束，该碳纤维束只布置在玻璃纤维布的经向，邻近两根碳纤维束之间有一定距离，每根碳纤维束是独立的，与邻近碳纤维束之间互不导通。由于单向条状结构中每根碳纤维束是独立的，与其它碳纤维束在电气性能上互不导通，一旦某根碳纤维束出现故障，如有一个点断开，就会影响整条碳纤维束不导电，严重影响电热芯片的发热性能，因此无法对叶片内包气、干斑等缺陷进行修复。

发明内容

本发明要解决的技术问题是如何更好的解决严寒冰冻天气下的设备融冰问题，提出一种可修复碳纤维电热融冰芯片及其制备方法，采用碳纤维束经纬交叉的方式制备电热芯片，从而使得采用可修复碳纤维电热融冰芯片的设备不仅可以实现区域选择性的加热融冰功能，同时可以进行设备相关部件内部的包气、干斑等缺陷的修复。

本发明提供了一种可修复碳纤维电热融冰芯片，所述芯片结构为，在玻璃纤维布上，具有经纬两个方向布置的碳纤维束，经向与纬向碳纤维束之间是相互导通的。

上述方案中，所述经纬两个方向布置的碳纤维束，进一步为：

一层间距固定的经向碳纤维束位于一层间距固定的纬向碳纤维束之上；

或，

一层间距固定的纬向碳纤维束位于一层间距固定的经向碳纤维束之上；

或，

经向碳纤维束与纬向碳纤维束交叉排布，形成一张每个节点相互交叉的网。

本发明还提供了一种可修复电热融冰芯片的制备方法，所述方法包括如下步骤：

步骤S1，对玻璃纤维束与碳纤维束进行混合得到芯片纤维束；

步骤S2，将芯片纤维束分为经向和纬向，进行编织，经向和纬向的交叉点通过碳纤维束相互导通，得到编织芯片；

步骤S3，对编织芯片进行电气连接。

本发明还提供了一种可修复碳纤维电热融冰芯片的制备方法，所述方法包括如下步骤：

步骤S1，在玻璃纤维布上，布局经向和纬向的碳纤维束；

步骤S2，经向和纬向的碳纤维束交叉点相互导通；

步骤S3，对碳纤维电热融冰芯片进行电气连接。

上述方案中，所述布局经向和纬向的碳纤维束，进一步为：

一层间距固定的经向碳纤维束位于一层间距固定的纬向碳纤维束之上；

或，

一层间距固定的纬向碳纤维束位于一层间距固定的经向碳纤维束之上；

或，

经向碳纤维束与纬向碳纤维束交叉排布，形成一张每个节点相互交叉的网。