CN111791503A - 一种风力发电叶片腹板及其制造方法 - Google Patents

一种风力发电叶片腹板及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种风力发电叶片腹板及其制造方法，包括两片主体和若干支撑件，所述主体放置于风力发电叶片腔体内，所述支撑件支撑于两片主体之间，通过结构胶与主体粘接，每片所述主体包括两层纤维增强层和芯材一体灌注成型，所述芯材采用PET泡沫板，PET泡沫板的挤出方向与所述叶片粘接面垂直。其制造包括准备、切割、开槽、灌注、粘接等步骤。PET泡沫板加工时产生的废料容易回收再利用，满足环保要求；通过双主体和若干支撑件的设置，及将PET泡沫挤出方向与叶片轴向粘接面垂直设置，可以将支撑力更均匀的分布，可降低芯材密度或者厚度从而降低叶片重量，扩大风电机组接受风力级别，并且可以降低制造成本。

Description

一种风力发电叶片腹板及其制造方法
技术领域
本发明涉及风力发电叶片的技术领域，具体为一种风力发电叶片腹板及其制造方法。
背景技术
目前，全球能源日趋枯竭，可再生能源的开发迫在眉睫，而风能发电作为当前比较成熟的可再生能源技术，在世界各国得到了快速发展，因此，风能叶片的制造业正处在快速发展阶段；由于叶片体积巨大，对其轻质、高强度及老化疲劳等特性要求极高，一般采用玻璃钢空心叶片，叶片中设置腹板结构，其结构通常为夹心结构，即两面玻璃钢中间夹设泡沫芯材，目前常见的泡沫芯材采用PVC泡沫板，PVC生产加工时会产生大量废料，难以降解也不能回收利用，造成环境污染。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新的腹板结构及材料，生产废料可以回收利用，以达到轻质高强、环保的要求。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种风力发电叶片腹板，包括两片主体和若干支撑件，所述主体放置于风力发电叶片腔体内，所述支撑件支撑于两片主体之间，通过结构胶与主体粘接，每片所述主体包括两层纤维增强层和芯材一体灌注成型，所述芯材采用PET泡沫板，PET泡沫板的挤出方向与腹板的弦向一致并和腹板与叶片轴向的粘接面垂直。
优选的，所述支撑件采用PET泡沫，PET泡沫挤出方向与所述主体相垂直。
优选的，所述纤维增强层的外侧一层的边缘处向内折叠，形成粘接面，用于与叶片的两个大梁之间进行粘接固定。
一种风力发电叶片腹板制造方法，包括以下步骤：
准备，将PET泡沫板通过热合或胶粘成为方块状；
切割，根据主体形状厚度需要，沿与PET泡沫板挤出方向平行面，进行切割形成相应厚度板材；
开槽，对板材进行开槽钻孔成腹板芯材；
灌注，将芯材与纤维增强层灌注成型，形成主体；
粘接，将支撑件粘接至两片主体之间进行定位、固定形成整体腹板。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：PET泡沫板为发泡挤出型材，加工时产生的废料容易回收再利用，满足环保要求；同时，通过双主体和若干支撑件的设置，可以将支撑力更均匀的分布，而PET板材其机械性能具有方向性，挤出方向机械强度最大，其压缩强度、拉伸强度、剪切强度高于其他方向约40％，通过将其挤出方向与腹板的弦向一致并和腹板与叶片轴向的粘接面垂直设置可确保腹板同等强度的情况下，降低叶片重量，降低叶片制造成本，还将扩大风电机组接受风力级别。
附图说明
图1为本发明的截面结构示意图；
图2为本发明叶片正视视角结构示意图；
图3为本发明局部放大结构示意图；
图4为PET泡沫芯材热合粘接示意图；
图5为本发明叶片腹板的侧视示意图。
图中：1、主体；2、支撑件；3、纤维增强层；4、芯材；5、叶片。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1、图2所示：一种风力发电叶片腹板，包括两片主体1和若干支撑件2，所述主体1平行设置于风力发电叶片5腔体内，所述支撑件2支撑于两片主体之间，通过结构胶与主体1粘接，每片所述主体1包括两层纤维增强层3和芯材4一体灌注成型，所述芯材4采用PET泡沫板，PET泡沫板的挤出方向与所述腹板的弦向一致并和腹板与叶片5轴向的粘接面垂直。
PET泡沫板为发泡挤出型材，加工时产生的废料可回收再利用，满足环保要求；同时，通过双主体1和若干支撑件2的设置，可以将支撑力更均匀的分布，而PET芯材极具方向性，挤出方向机械强度最大，其压缩强度、拉伸强度、剪切强度高于其他方向约40％，通过将其挤出方向与所述叶片粘接面垂直设置的铺设可确保腹板同等强度的情况下，降低芯材使用密度或者厚度，从而降低叶片重量，降低叶片制造成本，还将扩大风电机组接受风力级别。
所述支撑件2可采用木质、PVC泡沫、PET泡沫等轻质材料，主要起到两片主体1之间支撑、定位的作用，优选的，采用PET泡沫，PET泡沫挤出方向与所述主体1相垂直。
图4为PET泡沫板材热合粘接方式示意图，其中X向为PET泡沫挤出方向，Y向为宽度方向，Z向为厚度方向，图5为本发明叶片腹板的侧视示意图，图5中竖向即X向为腹板弦向也是PET泡沫挤出方向，横向为Y或Z向的切割方向。将PET泡沫板通过热合或胶粘成为方块状，然后根据主体1形状厚度需要，沿与PET泡沫板挤出方向平行面(图中XY面方向或XZ面方向)进行切割，成相应厚度板材，对板材进行开槽钻孔成腹板芯材4，然后将芯材4与纤维增强层3灌注成型，形成主体1，将支撑件2粘接至两片主体1之间进行定位、固定形成整体腹板，将两片主体1吊装至预制的叶片5迎风面(背风面)内，将主体1与叶片5迎风面(背风面)大梁处进行粘接，最后将叶片的背风面(迎风面)吊装至迎风面(背风面)，并与主体1和叶片的迎风面(背风面)进行粘接。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (4)

1.一种风力发电叶片腹板，包括两片主体和若干支撑件，所述主体放置于风力发电叶片腔体内，所述支撑件支撑于两片主体之间，通过结构胶与主体粘接，其特征在于：每片所述主体包括两层纤维增强层和芯材一体灌注成型，所述芯材采用PET泡沫板，PET泡沫板的挤出方向与腹板的弦向一致并和腹板与叶片轴向的粘接面垂直。
2.根据权利要求1所述的风力发电叶片腹板，其特征在于：所述支撑件采用PET泡沫，PET泡沫挤出方向与所述主体相垂直。
3.根据权利要求1所述的风力发电叶片腹板，其特征在于：所述纤维增强层的外侧一层的边缘处向内折叠，形成粘接面，用于与叶片的两个大梁之间进行粘接固定。
4.一种风力发电叶片腹板制造方法，包括以下步骤：
准备，将PET泡沫板通过热合或胶粘成为方块状；
切割，根据主体形状厚度需要，沿与PET泡沫板挤出方向平行面，进行切割形成相应厚度板材；
开槽，对板材进行开槽钻孔成腹板芯材；
灌注，将芯材与纤维增强层灌注成型，形成主体；
粘接，将支撑件粘接至两片主体之间进行定位、固定形成整体腹板。
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