一种大型风电叶片拉挤玻板主梁层间灌注系统及灌注方法技术方案

本发明专利技术涉及一种大型风电叶片拉挤玻板主梁层间灌注系统及灌注方法，系统包括叶片模具、外蒙皮玻纤织物层、连续毡、多层拉挤玻板，两组芯材、内蒙皮玻纤维织层、脱模布、有孔隔离膜、导流网和灌注流道。灌注方法为：

【技术实现步骤摘要】
一种大型风电叶片拉挤玻板主梁层间灌注系统及灌注方法


[0001]本专利技术属于风电设备生产
，涉及一种大型风电叶片拉挤玻板主梁层间灌注系统及灌注方法。

技术介绍

[0002]随着叶片的长度不断增加，叶片重量增加越大。主梁作为风电叶片承载部件，主梁选择更高的性能材料,有利于叶片减重。拉挤板材工艺对真空灌注工艺，玻璃钢制品拉伸及压缩模量可从54Gpa提升至62Gpa，提升14.8％，可满足大尺寸叶片的结构设计需求，也是未来风电叶片主流设计趋势。
[0003]现有灌注工艺方式为，主梁下方满铺连续毡，上方满铺导流网，灌注时间满足环氧灌注胶的固化窗口期，但是由于上下表面胶层流速过快，中间产生包络之后，胶后期通过毛细作用很慢浸润完全，极易出现层间纤维织物浸润不良的缺陷。
[0004]申请公开号CN 114953503 A公开了一种风电叶片一体灌注成型系统、方法，所述方法主要为拉挤主梁灌注提供一种辅材方案。但因其一拉挤主梁上表面无导流截止，采用半透膜辅助抽气的，灌注时间超过3h，容易造成环氧胶凝胶放热固化，进而导致产品报废；其二，半透膜的成本比较高，单价50元/
㎡
，单支叶片需求100
㎡
左右，成本约5000元；导流介质的单价3元/
㎡
，成本约150元，成本差距约30倍以上；其三，针对灌注过程的控制点无详细描述，可能因为灌注操作的差异造成包络的浸润不良。基于上述情况，需要对灌注辅材布置、灌注流道及注胶口间距设置及灌注开关时间的控制，解决拉挤玻板之间层间纤维织物的浸润不良等问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种大型风电叶片拉挤玻板主梁层间灌注系统及灌注方法，通过设计底部连续毡宽度及铺放位置、注胶口间距布置及灌注时间的控制，实现拉挤玻板主梁层间浸润完全、无灌注缺陷，以减少灌注时间，提高拉挤玻板主梁层间灌注效率。
[0006]本专利技术的技术方案是：大型风电叶片拉挤玻板主梁层间灌注系统，包括叶片模具、外蒙皮玻纤织物层、连续毡、多层拉挤玻板，两组芯材、内蒙皮玻纤维织层、脱模布、有孔隔离膜、导流网和灌注流道。外蒙皮玻纤织物层、连续毡、拉挤玻板、内蒙皮玻纤维织层、脱模布、有孔隔离膜和导流网由下而上依次布置在模具中，两组芯材分别位于两端，即前缘侧和后缘侧，拉挤玻板位于两组芯材之间，灌注流道铺放在导流网的上方。连续毡由后缘侧向前缘侧位移，到后缘侧芯材定位距离L3＝10
‑
20mm，插入前缘侧的芯材定位距离为L4＝10
‑
30mm。导流网离前缘侧缩短，缩短宽度为拉挤玻板宽度的1/5。
[0007]灌注流道上设有注胶口。导流网位于拉挤玻板上方缩短距离L1＝50
‑
60mm，导流网位于芯材上方缩短距离L2＝30
‑
50mm。拉挤玻板之间设有层间纤维织物，层间纤维织物的宽度与对应层的拉挤玻板的宽度相同。系统还包括用于密封模具的真空膜，模具密封后的真空口与真空泵连接。
[0008]本专利技术大型风电叶片拉挤玻板主梁层间灌注方法，述灌注过程如下：
[0009]⑴
在主梁模具上铺放外蒙皮玻纤织物层，两端放置芯材；
[0010]⑵
在外蒙皮玻纤织物层的上面铺放连续毡，连续毡后缘侧芯材的距离L3＝10
‑
20mm，前缘侧连续毡插入芯材距离为L4＝10
‑
30mm；
[0011]⑶
将2
‑
10组拉挤玻板堆叠成的主梁，每组5
‑
10层拉挤玻板，拉挤玻板之间设有层间纤维织物，层间纤维织物的宽度与对应层的拉挤玻板的宽度相同；
[0012]⑷
拉挤玻板上方铺设内蒙皮玻纤维织层，完成结构布层铺设；
[0013]⑸
在内蒙皮玻纤维织层之上铺放上层脱模布7和有孔隔离膜；
[0014]⑹
在孔隔离膜之上铺放编织型导流网，导流网位于拉挤玻板上方缩短距离L1＝50
‑
60mm，导流网位于芯材上方缩短距离L2＝30
‑
50mm；
[0015]⑺
在后缘测导流网的上方铺放灌注流道，在灌注流道中间放置注胶口，注胶口的间距控制在8
‑
10m；
[0016]⑻
使用真空膜将模具密封，密封膜留有真空口，所述真空口与真空或抽真空系统连接；
[0017]⑼
启动真空机，抽真空至≤25mbar；
[0018]⑽
开始灌注操作，按照顺序进行开启灌注流道，先开启后缘侧灌注流道第一注胶口，胶液弦向超过主梁宽度1/2或者流动时间8
‑
10min后，再开启下一个注胶口；
[0019]开启灌注后，胶液顺着灌注流道轴向流道，同时胶液在导流网上也会弦向朝向后缘流动；在主流道上布置间隔10m布置一个注胶口，当胶液顺着轴向流道流动到下一个注胶口时，需等待胶液在此处注胶口位置弦向流动至主梁宽度一半的时候，才允许开启此处的注胶口，目的是让胶液在板材之间充分的流动浸润。时间上的参考就是8
‑
10min，可以作为现场的管控手段。
[0020]注胶口开度采用阀门半开状态，控制灌注速度，规避层间浸润不良的发生。灌注采用采用斜推式灌注方式，导流网上表面胶液先锋到达下一个注胶口位置，弦向超过1/2主梁宽度时或者根据对比数据时间8
‑
10min后，开启对应注胶口。连续毡为300g/
㎡
连续毡，芯材为泡沫。多层拉挤玻板和层间纤维织物交错层铺并捆扎固定，以形成大梁，再将大梁吊入模具中铺设在连续毡上。
[0021]实际应用本专利技术技术方案时，定位数据L1、L2、L3、L4可进行微调，最终根据胶液先锋斜推式灌注方法及相控阵扫描检测结果，进行实时调整，并固化方案，形成标准化。本专利技术的优点是：
①
模具底部采用连续毡靠近后缘侧缩短，减缓底部胶浸润的浸润速度，降低了底部胶反包情况。
②
上表面导流网距离抽气侧缩短，缩短宽度为主梁宽度的1/5，使胶向下浸润更充分，解决了层间玻纤织物包络浸润不完全的情况。
③
注胶口间距的设定，保证灌注胶的供应量，解决了贫胶导致的层间缺陷。
④
灌注时间的标准化，实现斜推式的灌注工艺，提高了工艺的容错率。
[0022]本专利技术大型风电叶片拉挤玻板主梁层间灌注系统及灌注方法，通过限定底部连续毡宽度及铺放位置、注胶口间距布置及灌注时间的控制，实现了拉挤玻板主梁层间浸润完全，无灌注缺陷，减少了灌注时间，提高了拉挤玻板主梁层间灌注效率和灌注质量。与现有技术相比本专利技术的有益效果是：
①
通过控制连续毡、导流网及灌注布置的优化，有效控制了层间胶浸润不良的缺陷。
②
减少返工返修成本，单支叶片成本节约500元以上。
③
主梁区域
的灌注基本可以实现60
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大型风电叶片拉挤玻板主梁层间灌注系统，包括叶片模具、外蒙皮玻纤织物层(1)、连续毡(2)、多层拉挤玻板(3)，两组芯材(5)、内蒙皮玻纤维织层(6)、脱模布(7)、有孔隔离膜(8)、导流网(9)和灌注流道(10)；所述外蒙皮玻纤织物层、连续毡、拉挤玻板、内蒙皮玻纤维织层、脱模布、有孔隔离膜和导流网由下而上依次布置在模具中；所述两组芯材(5)分别位于前缘侧和后缘侧，所述拉挤玻板位于两组芯材(5)之间，所述灌注流道(10)铺放在导流网的上方；其特征是：所述连续毡由后缘侧向前缘侧位移，到后缘侧芯材定位距离L3＝10
‑
20mm，插入前缘侧的芯材(5)定位距离为L4＝10
‑
30mm；所述导流网(9)离前缘侧缩短，缩短宽度为拉挤玻板宽度的1/5。2.根据权利要求1所述的大型风电叶片拉挤玻板主梁层间灌注系统，其特征是：所述灌注流道(10)上设有注胶口(11)。3.根据权利要求1所述的大型风电叶片拉挤玻板主梁层间灌注系统，其特征是：所述导流网(9)位于拉挤玻板(3)上方缩短距离L1＝50
‑
60mm，导流网位于芯材(5)上方缩短距离L2＝30
‑
50mm。4.根据权利要求1所述的大型风电叶片拉挤玻板主梁层间灌注系统，其特征是：所述拉挤玻板(3)之间设有层间纤维织物(4)，所述层间纤维织物的宽度与对应层的拉挤玻板的宽度相同。5.根据权利要求1所述的大型风电叶片拉挤玻板主梁层间灌注系统，其特征是：所述芯材(5)为泡沫。6.根据权利要求1所述的大型风电叶片拉挤玻板主梁层间灌注系统，其特征是：所述系统还包括用于密封模具的真空膜，所述模具密封后的真空口与真空泵连接。7.一种权利要求1所述的大型风电叶片拉挤玻板主梁层间灌注系统的灌注方法，其特征是：所述灌注过程如下：
⑴
在主梁模具上铺放外蒙皮玻纤织物层(1)，两端放置芯材(5)；
⑵
在外蒙皮玻纤织物层(1)的上面铺放连续毡(2)，连续毡后缘侧芯材的距离L3＝10
‑
20mm，前缘侧连续毡插入芯材5距离为L4＝10
‑
30mm；
⑶
将2
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【专利技术属性】
技术研发人员：赵康南，颜晨，周瑞瑞，郭才懿，徐振，
申请(专利权)人：中材科技邯郸风电叶片有限公司，
类型：发明
国别省市：