CN109397722B - 一种风电叶片的预制腹板与叶片壳体的连接方法及连接结构 - Google Patents

一种风电叶片的预制腹板与叶片壳体的连接方法及连接结构 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种风电叶片的预制腹板与叶片壳体的连接方法及连接结构,连接方法包括以下步骤：第一步骤：将壳体材料层铺放在模具上；第二步骤：在铺放在模具上的壳体材料层上继续铺放气密粘接过度层；第三步骤：气密粘接过度层铺放结束后，再在未铺放气密粘接过度层的壳体材料层上铺放辅助材料层；第四步骤：进行真空袋密封;第五步骤：密封后真空抽气压实所有真空袋内的材料；第六步骤：真空测漏检查；第七步骤：检查通过后进行叶片壳体树脂真空灌注。本发明的有益效果是:将叶片壳体的灌注和预制腹板的一次粘接同步进行，对合模式叶片制造方法可以在保证粘接质量的前提下大幅缩短粘接的占模时间，节能，省去了常规粘接的两次固化加热。

Description

一种风电叶片的预制腹板与叶片壳体的连接方法及连接结构
技术领域
本发明涉及风力发电叶片的制造技术领域，尤其涉及一种风电叶片的预制腹板与叶片壳体的连接方法及连接结构。
背景技术
风电叶片是风力发电设备的重要部件，其产品质量对风机的工作影响很大。叶片的制造周期对于叶片制造商也很重要。
目前情况下，全球主流风电叶片制造商多是采用先将两片壳体使用真空树脂灌注法进行预制，为确保粘接质量，再将预制腹板(一片或多片)用粘接法安装到壳体上(一次粘接)并固化，然后再使用粘接胶将两大壳体与腹板的组合件进行合模粘接(二次粘接)的方法进行叶片制造。这一目前通用方法占用主模具的工序基本分为四个部分：玻璃纤维布、芯材和预制件等壳体结构材料的铺放，壳体材料的真空密封压实和树脂灌注与固化，预制腹板的一次粘接，上下壳体的合模粘接。这一方法的主模占模时间长，降低了主模的周转率，是各叶片制造厂所面临的共同问题。
发明内容
本发明提供了一种风电叶片的预制腹板与叶片壳体的连接方法，包括以下步骤：
第一步骤：将壳体材料层铺放在模具上；
第二步骤：在铺放在模具上的壳体材料层上继续铺放气密粘接过度层；
第三步骤：气密粘接过度层铺放结束后，再在未铺放气密粘接过度层的壳体材料层上铺放辅助材料层；
第四步骤：进行真空袋密封，在已铺放的气密粘接过度层的边缘与真空袋之间进行密封，在模具边缘和真空袋之间进行密封，从而使得气密粘接过度层与真空袋共同形成一个完全覆盖壳体材料层和辅助材料层的气密袋，并暴露气密粘接过度层外表面的可粘接面；
第五步骤：密封后真空抽气压实所有真空袋内的材料；
第六步骤：真空测漏检查；
第七步骤：检查通过后进行叶片壳体树脂真空灌注，在叶片壳体树脂真空灌注的同时，将预制腹板粘接在暴露气密粘接过度层外表面的可粘接面上。
作为本发明的进一步改进，在所述第七步骤中，待灌注树脂完全浸润气密粘接过度层之下的壳体材料，即进行后续的预制腹板和其他部件的粘接工作。
作为本发明的进一步改进，在所述第二步骤中，所述气密粘接过度层为产品设计所容许的叶片结构材料，所述气密粘接过度层是最终产品的一部分，所述气密粘接过度层为薄片材料或薄片预制材料或膜类材料。
作为本发明的进一步改进，在所述第一步骤中，对所述壳体材料层的铺放包括对壳体玻璃纤维布、芯材、预制结构件的铺放。
作为本发明的进一步改进，在所述第三步骤中，对辅助材料层的铺放包括对导流介质，多孔隔离膜，真空导注管的铺放。
作为本发明的进一步改进，在所述第二步骤中，气密粘接过度层的形状和铺放位置依产品设计在需要壳体固化后进行粘接的部位铺放。
作为本发明的进一步改进，在所述第七步骤中，所述可粘接面涂敷粘接胶，所述预制腹板通过所述粘接胶粘接在所述气密粘接过度层上。
本发明还公开了一种风电叶片的预制腹板与叶片壳体的连接结构，壳体材料层、气密粘接过度层、预制腹板，所述气密粘接过度层铺放在所述壳体材料层上，所述气密粘接过度层包括气密粘接过度层内表面和气密粘接过度层外表面，所述气密粘接过度层内表面与所述壳体材料层经树脂灌注固化固定在一起，所述气密粘接过度层外表面为可粘接面，所述可粘接面粘接所述预制腹板。
作为本发明的进一步改进，所述可粘接面涂敷粘接胶，所述预制腹板通过所述粘接胶粘接在所述气密粘接过度层上。
本发明的有益效果是：本发明将叶片壳体的灌注和预制腹板的一次粘接同步进行，对合模式叶片制造方法可以在保证粘接质量的前提下大幅缩短粘接的占模时间，节能，省去了常规粘接的两次固化加热。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明沿图1的A-A＇线的剖面图；
图3是本发明的壳体真空树脂灌注的同时进行预制腹板(双腹板为例)
粘接的结构图；
图4是本发明的预制腹板与密封胶带的间距结构图；
图5是本发明的预制腹板与叶片壳体的连接结构示意图。
具体实施方式
如图1-4所示，本发明公开了一种风电叶片的预制腹板13与叶片壳体的连接方法，包括以下步骤：
第一步骤：将壳体材料层10铺放在模具30上；
第二步骤：在铺放在模具30上的壳体材料层10上继续铺放气密粘接过度层11；
第三步骤：气密粘接过度层11铺放结束后，再在未铺放气密粘接过度层11的壳体材料层10上铺放辅助材料层21；
第四步骤：进行真空袋20密封，在已铺放的气密粘接过度层11的边缘与真空袋20之间进行密封，在模具30边缘和真空袋20之间进行密封，从而使得气密粘接过度层11与真空袋20共同形成一个完全覆盖壳体材料层10和辅助材料层21的气密袋，并暴露气密粘接过度层11外表面的可粘接面；
第五步骤：密封后真空抽气压实所有真空袋20内的材料；
第六步骤：真空测漏检查；
第七步骤：检查通过后进行叶片壳体树脂真空灌注，在叶片壳体树脂真空灌注的同时，将预制腹板13粘接在暴露气密粘接过度层11外表面的可粘接面上。
在所述第七步骤中，待灌注树脂完全浸润气密粘接过度层11之下的壳体材料层10，即进行后续的预制腹板13和其他部件的粘接工作。
在所述第二步骤中，所述气密粘接过度层11为产品设计所容许的叶片结构材料，所述气密粘接过度层11是最终产品的一部分，气密粘接过度层11为薄片材料或薄片预制材料或膜类材料。
在所述第一步骤中，对所述壳体材料层10的铺放包括对壳体玻璃纤维布、芯材、预制结构件等的铺放。
在所述第三步骤中，对辅助材料层21的铺放包括对导流介质、多孔隔离膜、真空导注管等的铺放。
在所述第二步骤中，气密粘接过度层11的形状和铺放位置依产品设计在需要壳体固化后进行粘接的部位铺放。
在所述第二步骤中，气密粘接过度层11在预制腹板13与壳体粘接的部位进行铺放。
在所述第七步骤中，所述可粘接面涂敷粘接胶12，所述预制腹板13通过所述粘接胶12粘接在所述气密粘接过度层11上。
在气密粘接过度层11的边缘与真空袋20之间通过密封胶带22进行密封，在模具30边缘和真空袋20之间也是通过密封胶带22进行密封。
所述预制腹板13与所述密封胶带22的间距大于2cm。
在所述第二步骤中，在所述气密粘接过度层11与壳体材料层10之间铺放玻纤连续毡，所述玻纤连续毡起导流作用。
如图5所示,本发明还公开了一种风电叶片的预制腹板13与叶片壳体的连接结构，包括壳体材料层10、气密粘接过度层11、预制腹板13，所述气密粘接过度层11铺放在所述壳体材料层10上，所述气密粘接过度层11包括气密粘接过度层内表面和气密粘接过度层外表面，所述气密粘接过度层内表面与所述壳体材料层10经树脂灌注固化固定在一起，所述气密粘接过度层外表面为可粘接面，所述可粘接面粘接所述预制腹板13。
该叶片壳体由壳体材料层10与树脂灌注固化形成。
所述可粘接面涂敷粘接胶12，所述预制腹板13通过所述粘接胶12粘接在所述气密粘接过度层11上。
所述气密粘接过度层11为薄片材料或膜类的材料。
所述壳体材料层10包括壳体玻璃纤维布、芯材、预制结构件。
所述辅助材料层21包括导流介质、多孔隔离膜、真空导注管道。
叶片壳体真空树脂灌注并固化结束以后，去除辅助材料层21、密封胶22带和真空袋20。
所述可粘接面为干净的、适于粘接的粗糙表面。
该连接结构还包括起导流作用的玻纤连续毡，所述玻纤连续毡铺放在所气密粘接过度层11与所述壳体材料层10之间。
本发明公开的一种风电叶片的预制腹板13与叶片壳体的连接结构方法包括通过使用气密粘接过度层11，用密封胶带22将气密粘接过度层11与真空袋20制成一个完整的覆盖整个壳体材料层10和辅助材料层21的密封袋，使得此气密粘接过度层11既是最终叶片结构的一部分，又是生产工艺过程中起到真空密封作用的一部分，密封后进行真空压实和树脂灌注，在灌注时即可进行预制腹板13的粘接，从而使得叶片壳体的树脂真空灌注与预制腹板13的粘接工序可以同时进行。
本发明针对现有方法占模时间长的问题，主要对预制腹板13与壳体材料层10的连接提出的新方法，以达到在保证粘接质量(位置，粘接胶12厚度和宽度)的前提下，使得一次粘接与壳体的树脂灌注固化同时进行，从而减少占模时间，减少一次主模加热固化的周期。
本发明的有益效果是：本发明将叶片壳体的灌注和预制腹板的一次粘接同步进行，对合模式叶片制造方法可以在保证粘接质量的前提下大幅缩短粘接的占模时间，节能，省去了常规粘接的两次固化加热。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种风电叶片的预制腹板与叶片壳体的连接方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步骤：将壳体材料层铺放在模具上；
第二步骤：在铺放在模具上的壳体材料层上继续铺放气密粘接过度层；
第三步骤：气密粘接过度层铺放结束后，再在未铺放气密粘接过度层的壳体材料层上铺放辅助材料层；
第四步骤：进行真空袋密封，在已铺放的气密粘接过度层的边缘与真空袋之间进行密封，在模具边缘和真空袋之间进行密封，从而使得气密粘接过度层与真空袋共同形成一个完全覆盖壳体材料层和辅助材料层的气密袋，并暴露气密粘接过度层外表面的可粘接面；
第五步骤：密封后真空抽气压实所有真空袋内的材料；
第六步骤：真空测漏检查；
第七步骤：检查通过后进行叶片壳体树脂真空灌注，在叶片壳体树脂真空灌注的同时，将预制腹板粘接在暴露气密粘接过度层外表面的可粘接面上；
在所述第七步骤中，待灌注树脂完全浸润气密粘接过度层之下的壳体材料层，即进行后续的预制腹板和其他部件的粘接工作；
在所述第二步骤中，所述气密粘接过度层为产品设计所容许的叶片结构材料，所述气密粘接过度层是最终产品的一部分，所述气密粘接过度层为薄片材料或薄片预制材料或膜类材料；
在所述第一步骤中，对所述壳体材料层的铺放包括对壳体玻璃纤维布、芯材、预制结构件的铺放；在所述第三步骤中，对辅助材料层的铺放包括对导流介质，多孔隔离膜，真空导注管的铺放；
在所述第二步骤中，气密粘接过度层在预制腹板与壳体粘接的部位进行铺放。
2.根据权利要求1所述的连接方法，其特征在于，在所述第二步骤中，在所述气密粘接过度层与壳体材料层之间铺放玻纤连续毡，所述玻纤连续毡起导流作用。
3.根据权利要求1所述的连接方法，其特征在于，在所述第二步骤中，气密粘接过度层的形状和铺放位置依产品设计在需要壳体固化后进行粘接的部位铺放。
4.根据权利要求3所述的连接方法，其特征在于，在所述第七步骤中，所述可粘接面涂敷粘接胶，所述预制腹板通过所述粘接胶粘接在所述气密粘接过度层上。
5.一种风电叶片的预制腹板与叶片壳体的连接结构，其特征在于：包括壳体材料层、气密粘接过度层、预制腹板，所述气密粘接过度层铺放在所述壳体材料层上，所述气密粘接过度层包括气密粘接过度层内表面和气密粘接过度层外表面，所述气密粘接过度层内表面与所述壳体材料层经树脂灌注固化固定在一起，所述气密粘接过度层外表面为可粘接面，所述可粘接面粘接所述预制腹板；所述壳体材料层包括玻璃纤维布、芯材、预制结构件，所述气密粘接过度层为薄片材料或薄片预制材料或膜类材料。
6.据权利要求5所述的连接结构，其特征在于：所述可粘接面涂敷粘接胶，所述预制腹板通过所述粘接胶粘接在所述气密粘接过度层上；该连接结构还包括起导流作用的玻纤连续毡，所述玻纤连续毡铺放在气密粘接过度层与所述壳体材料层之间。
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