[发明专利]风电叶片、用于风电叶片的芯材及其制作方法

说明书

本发明涉及一种风电叶片、用于风电叶片的芯材及其制作方法。该芯材包括：绝缘基材，在自身长度方向和宽度方向所在的平面内设置有呈蜂窝状分布的第一通孔；封堵件，填充于绝缘基材的第一通孔内，封堵件设置有贯穿自身厚度的第二通孔，第二通孔用于引导形成风电叶片的树脂材料沿芯材的厚度方向流动。该芯材将用于承载的绝缘基材和阻隔树脂渗入绝缘基材内的封堵件分别单独设置并集成为一体，在提高芯材的压缩强度的同时节省树脂材料，提高了芯材的可制造性，降低了制作成本。

技术领域

本发明涉及风电叶片的技术领域，具体涉及一种风电叶片、用于风电叶片的芯材及其制作方法。

背景技术

风电叶片常用的芯材为PVC(聚氯乙烯)泡沫、PET(聚酯)泡沫、PMI(聚酰亚胺)泡沫等人工合成的泡沫材料或者自然生长的Balsa木。

由于泡沫材料基本上属于各向同性材料，压缩强度低，不能很好地满足芯材的设计需求，只能在局部使用；Balsa木具有各向异性，纵向压缩强度高，可以用于聚合物泡沫不能使用的区域。但是Balsa木属于纤维素类，纤维素为细菌、真菌和虫类的食物，亲水性太强，存在芯材运行过程中被封闭在内的幸存的细菌等腐蚀的风险，无法满足多样化的性能需求。并且Balsa木有3～5年的生长期，价格较为昂贵，无法根据市场需求变化迅速调节供应量。

发明内容

本发明的目的是提供一种风电叶片、用于风电叶片的芯材及其制作方法，该芯材可制造性较高，且制作成本低。

一方面，本发明提出了一种用于风电叶片的芯材，包括：绝缘基材，在自身长度方向和宽度方向所在的平面内设置有呈蜂窝状分布的第一通孔；封堵件，填充于绝缘基材的第一通孔内，封堵件设置有贯穿自身厚度的第二通孔，第二通孔用于引导形成风电叶片的树脂材料沿芯材的厚度方向流动。

根据本发明的一个方面，绝缘基材为非金属材料制成的结构件，非金属材料为纤维增强复合材料、树脂材料、纸材料或者塑料。

根据本发明的一个方面，绝缘基材的第一通孔的横截面形状为圆形、椭圆形和多边形中的任一者或者任意两者以上的组合。

根据本发明的一个方面，绝缘基材的第一通孔的横截面形状为圆形或者正多边形，且圆形或者正多边形的等效圆半径R＝1mm～100mm；或者，绝缘基材的第一通孔的横截面形状为椭圆形，且第一通孔的横截面的长轴a与短轴b的比值大小为100～1:1，第一通孔的横截面面积为3mm²～30000mm²。

根据本发明的一个方面，绝缘基材的壁厚为0.1mm～5mm。

根据本发明的一个方面，封堵件为闭孔泡沫材料制成的结构件。

根据本发明的一个方面，封堵件内设置有空心薄壁球或者包含有开孔泡沫材料的填料。

根据本发明的一个方面，封堵件的材料密度为4kg/m³～400kg/m³。

根据本发明的一个方面，封堵件的泡孔为近似多面体结构，且泡孔的等效椭球半径的比值为R1:R2:R3＝1～10:1～10:1。

根据本发明的一个方面，封堵件的第二通孔的横截面形状为圆形，多个第二通孔间隔设置，且第二通孔的孔径尺寸小于相邻的两个第二通孔的孔间距尺寸。

根据本发明的一个方面，封堵件的第二通孔的孔径尺寸的取值范围为0.3mm～2.5mm，相邻的两个第二通孔的孔间距尺寸的取值范围为10mm-40mm。

根据本发明的一个方面，封堵件与第一通孔之间的允许间隙为0～5mm。

根据本发明的一个方面，芯材的体积密度为20kg/m³～500kg/m³。