[实用新型]一种防结冰风洞叶片

说明书

本实用新型公开了一种防结冰风洞叶片，叶柄扁平块插在泡沫芯的凹槽内，泡沫芯的凸台插在扁平块的凸台容纳槽内，叶柄扁平块与泡沫芯贴实；碳梁的连接腰容纳孔套在叶柄的扁平连接腰上，其竖连接壁与叶柄扁平块的连接腰所在的端面贴实，其上、下壁与泡沫芯的上、下容纳槽贴实；蒙皮的各层密封贴紧包裹粘接在泡沫芯和碳梁的外面，在叶身前缘蒙皮表面一层或两层下面的碳纤维预浸布或玻璃纤维预浸布层上贴紧包裹固定有电加热单元组件；电加热单元组件的连接导线通过叶柄走线孔和圆柱的空心引出；整体置于模具内加压加热固化成型。本实用新型叶柄、泡沫芯和碳梁连接强度高，叶片强度高，重量轻，使用寿命长，在湿冷环境下风洞叶片前缘不再出现结冰现象。

技术领域

本实用新型属于风洞压缩机技术领域，涉及一种防结冰风洞叶片。

背景技术

风洞是进行空气动力学试验的基本设备，风洞运行时，维持气体流动的能量是由电机驱动轴流风机风扇而提供的，气流在风洞管道中的能量消耗，具体表现在压力降低，轴流风机的作用是提高气流的压力，当二者达到平衡时，风洞便能稳定运转，一般风洞的功率很大，要求轴流风机的功率也很高，否则会造成大量风能损失，影响风洞的试验段各项性能指标，因此，大多风洞叶片都采用轻质高强的碳纤维制作，叶柄采用钢质材料，其中钢和复合材料混合结构使风扇叶片更加坚固耐用，提升风洞的试验效率，为了节能及提升风机效率，通常风洞叶片叶身会填充泡沫材料减重。

目前制作金属叶柄复合碳纤维泡沫芯结构叶片碳梁工序，都是将金属叶柄插接在泡沫芯上后，在金属叶柄和泡沫芯表面直接层铺碳梁预浸料，弊端是钢制叶柄和泡沫芯连接处薄弱，经过上百次的层铺按压，连接处泡沫芯易折断，故层铺过程纤维铺放按压力度小，铺层松散，致密度差。另外，无论泡沫芯是PMI加工成型还是发泡成型，其后缘都很薄，铺放预浸料过程中，后缘泡沫经常遇到折断现象，需要使用胶膜将其粘接固定，工作效率低且纤维铺放不致密。这些都导致了现有风洞叶片的强度低，钢制叶柄、泡沫芯和碳梁连接强度低，使用寿命短。且结冰风洞在试验过程中，由于湿冷环境下现有风洞叶片前缘会出现结冰现象，结冰到一定程度时会引起较大振动致使试验无法继续进行，同时冰块脱落会对结冰风洞内的设备造成破坏。

实用新型内容

本实用新型的目的就是解决现有技术中存在的上述问题，提供一种防结冰风洞叶片，其钢制叶柄、泡沫芯和碳梁连接强度高，使用寿命长，且在湿冷环境下风洞叶片前缘不再出现结冰现象。

为实现上述目的，本实用新型的技术解决方案是：一种防结冰风洞叶片，其包括金属叶柄、泡沫芯、碳梁、包括5-10层碳纤维预浸布或玻璃纤维预浸布的蒙皮和电加热单元组件；泡沫芯的形状与叶片叶身形状相同，其安装叶柄的一端开有容纳叶柄的凹槽，其工作面和非工作面分别开有碳梁上、下壁的上、下容纳槽，所述凹槽底面上凸起两个扁平凸台；所述叶柄一端为外圆上有安装台阶的空心圆柱，探入泡沫芯的另一端为与泡沫芯的凹槽完全配合的扁平块，空心圆柱与扁平块之间为窄形的扁平连接腰；扁平块远离空心圆柱的一端开有与圆柱空心相连通的中心减重孔和减重孔两侧的与泡沫芯的两个凸台完全配合的凸台容纳槽，其靠近连接腰的侧面上开有与中心减重孔连通的电加热单元组件的导线走线孔；碳梁包括叶柄端的竖连接壁和与竖连接壁一体的上、下壁，竖连接壁与叶柄扁平块的连接腰所在的端面形状和尺寸完全相同，其中心开有连接腰容纳孔，上、下壁形状和尺寸分别与泡沫芯的上、下容纳槽完全匹配；电加热单元组件与叶身前缘形状相同；叶柄扁平块插在泡沫芯的凹槽内，泡沫芯的凸台插在扁平块的凸台容纳槽内，叶柄扁平块与泡沫芯贴实；碳梁的连接腰容纳孔套在叶柄的扁平连接腰上，其竖连接壁与叶柄扁平块的连接腰所在的端面贴实，其上、下壁与泡沫芯的上、下容纳槽贴实；蒙皮的各层密封贴紧包裹粘接在泡沫芯和碳梁的外面，在叶身前缘蒙皮表面一层或两层下面的碳纤维预浸布或玻璃纤维预浸布层上贴紧包裹固定有电加热单元组件；电加热单元组件的连接导线通过叶柄的走线孔和圆柱的空心引出；整体置于模具内加压加热固化成型。

进一步优选地，所述电加热单元组件在工作面端包裹叶身前缘深度为80mm以上，在非工作面端包裹叶身前缘深度为130mm以上。