大梁预制件及其制造方法、叶片及其制造方法

摘要

本发明提供一种大梁预制件及其制造方法、叶片及其制造方法。该大梁预制件制造方法，包括如下步骤：逐层铺设用于形成外蒙皮的玻璃纤维布层，处于下方的玻璃纤维布层的宽度大于相邻的上一层的玻璃纤维布层的宽度；在用于形成外蒙皮的玻璃纤维布层上逐层铺设用于形成大梁预制件主体的玻璃纤维布层；进行真空灌注并成型出大梁预制件。由于省去了铺放连续毡的步骤，因而保证了生产出的大梁预制件的性能。

权利要求

1.一种大梁预制件制造方法，其特征在于，包括如下步骤：逐层铺设用于形成外蒙皮(11)的玻璃纤维布层，处于下方的所述玻璃纤维布层的宽度大于相邻的上一层的所述玻璃纤维布层的宽度；

在用于形成所述外蒙皮(11)的玻璃纤维布层上逐层铺设用于形成大梁预制件主体(12)的玻璃纤维布层；

进行真空灌注并成型出大梁预制件。

2.根据权利要求1所述的大梁预制件制造方法，其特征在于，用于形成外蒙皮(11)的玻璃纤维布层中，处于下方的所述玻璃纤维布层的宽度与相邻的上一层的所述玻璃纤维布层的宽度之差的取值范围为40mm至60mm。

3.根据权利要求1或2所述的大梁预制件制造方法，其特征在于，在进行真空灌注并成型出大梁预制件的步骤中还包括如下步骤：在所述大梁预制件的玻璃纤维布层上铺设灌注用辅助材料；

在所述辅助材料上铺放真空管和导流管；

铺放真空覆膜并密封；

开始真空灌注，并固化成型。

4.根据权利要求3所述的大梁预制件制造方法，其特征在于，在铺设辅助材料的步骤中包括：依次铺设脱模布、带孔隔离膜和导流网。

5.一种大梁预制件，其特征在于，所述大梁预制件通过权利要求1至4中任一项所述的制造方法制造，所述大梁预制件包括大梁预制件主体(12)和一体成型在所述大梁预制件主体(12)上的外蒙皮(11)。

6.一种叶片制造方法，其特征在于，包括如下步骤：在模具上铺放大梁预制件，所述大梁预制件为通过权利要求1至4中任一项所述的制造方法制造的大梁预制件；

在模具上逐层铺设前缘部分外蒙皮(21)，所述前缘部分外蒙皮(21)与所述大梁预制件的外蒙皮逐层搭接，在模具上逐层铺设后缘部分外蒙皮，所述后缘部分外蒙皮与所述大梁预制件的外蒙皮逐层搭接；

进行真空灌注并成型。

7.根据权利要求6所述的叶片制造方法，其特征在于，在进行真空灌注并成型的步骤之前还包括：在所述前缘部分外蒙皮(21)、所述后缘部分外蒙皮和所述大梁预制件的外蒙皮(11)上铺设芯材；

铺设内蒙皮。

8.一种叶片，其特征在于，所述叶片包括叶片壳体和大梁预制件，所述大梁预制件为权利要求5所述的大梁预制件，所述大梁预制件的外蒙皮(11)构成所述叶片壳体的外蒙皮的一部分。

说明书

大梁预制件及其制造方法、叶片及其制造方法

技术领域

[0001] 本发明涉及风力发电机组叶片生产领域，尤其涉及一种大梁预制件及其制造方法、叶片及其制造方法。

背景技术

[0002] 目前，大量风力发电机组的叶片采用真空灌注成型工艺生产制造。如图1至图3所示，叶片的结构通常包括外蒙皮11’、设置在外蒙皮11’上的大梁预制件12’、设置在外蒙皮11’上的芯材13’、内蒙皮14’。在真空灌注过程中，通常将大梁(Spar cap)制作成预制件，如图4所示，叶片壳体铺层的铺放顺序为：外蒙皮铺层、大梁下方连续毡15’、大梁和芯材、内蒙皮铺层。由于大梁为固体预制件，大梁下方的玻璃纤维布层很难被树脂浸润，需要在大梁下方放置连续毡15’(MAT或CSM)，利用其高渗透率，保证大梁下方的玻璃纤维布层能够充分浸润。

[0003] 但是，在实际叶片生产过程中，连续毡15’上容易出现与松花蛋上白色花纹类似形状的气泡，除偶发真空灌注漏气外，主要原因是树脂本身中的气体在真空作用下中，逐渐释放，形成气泡，并流动到连续毡15’上，而连续毡15’为富树脂区，很容易集聚树脂以及树脂中的气泡，树脂固化后气泡留存在连续毡15’内，形成“气泡”质量缺陷。另外，由于连续毡15’内树脂含量高，其机械性能较低，由于连续毡15’的存在，对叶片结构有不利影响。

发明内容

[0004] 本发明的实施例提供一种大梁预制件及其制造方法、叶片及其制造方法，以解决叶片质量不好的问题。

[0005] 为达到上述目的，本发明的实施例提供一种大梁预制件制造方法，包括如下步骤：逐层铺设用于形成外蒙皮的玻璃纤维布层，处于下方的玻璃纤维布层的宽度大于相邻的上一层的玻璃纤维布层的宽度；在用于形成外蒙皮的玻璃纤维布层上逐层铺设用于形成大梁预制件主体的玻璃纤维布层；进行真空灌注并成型出大梁预制件。

[0006] 进一步地，用于形成外蒙皮的玻璃纤维布层中，处于下方的玻璃纤维布层的宽度与相邻的上一层的玻璃纤维布层的宽度之差的取值范围为40mm至60mm。

[0007] 进一步地，在进行真空灌注并成型出大梁预制件的步骤中还包括如下步骤：在大梁预制件的玻璃纤维布层上铺设灌注用辅助材料；在辅助材料上铺放真空管和导流管；铺放真空覆膜并密封；开始真空灌注，并固化成型。

[0008] 进一步地，在铺设辅助材料的步骤中包括：依次铺设脱模布、带孔隔离膜和导流网。

[0009] 根据本发明的另一方面，提供一种大梁预制件，大梁预制件通过上述的制造方法制造，大梁预制件包括大梁预制件主体和一体成型在大梁预制件主体上的外蒙皮。

[0010] 根据本发明的另一方面，提供一种叶片制造方法，包括如下步骤：在模具上铺放大梁预制件，大梁预制件为通过上述的制造方法制造的大梁预制件；在模具上逐层铺设前缘部分外蒙皮，前缘部分外蒙皮与大梁预制件的外蒙皮逐层搭接，在模具上逐层铺设后缘部分外蒙皮，后缘部分外蒙皮与大梁预制件的外蒙皮逐层搭接；进行真空灌注并成型。

[0011] 进一步地，在进行真空灌注并成型的步骤之前还包括：在前缘部分外蒙皮、后缘部分外蒙皮和大梁预制件的外蒙皮上铺设芯材；铺设内蒙皮。

[0012] 根据本发明的另一方面，提供一种叶片，叶片包括叶片壳体和大梁预制件，大梁预制件为上述的大梁预制件，大梁预制件的外蒙皮构成叶片壳体的外蒙皮的一部分。

[0013] 本发明的实施例的大梁预制件生产方法通过将外蒙皮与大梁预制件主体一体成型，减少了放置连续毡的步骤，进而避免了在连续毡处形成气泡或富树脂区，保证了生产出的大梁预制件的性能。

附图说明

[0014] 图1为现有技术中风力发电机组的叶片的剖视图；

[0015] 图2为现有技术中风力发电机组的叶片的局部剖视图；

[0016] 图3为现有技术中风力发电机组的叶片的大梁预制件的结构示意图；

[0017] 图4为现有技术中风力发电机组的叶片的局部放大图；

[0018] 图5为本发明的实施例的大梁预制件的结构示意图；

[0019] 图6为本发明的实施例的风力发电机组的叶片的局部放大图。

[0020] 附图标记说明：

[0021] 12’、现有的大梁预制件；30’、现有的腹板；11’、现有的外蒙皮；13’、现有的芯材；14’、现有的内蒙皮；15’、现有的连续毡；11、外蒙皮；12、大梁预制件主体；21、前缘部分外蒙皮；

具体实施方式

[0022] 下面结合附图对本发明实施例的大梁预制件及其制造方法、叶片及其制造方法进行详细描述。

[0023] 名词解释：

[0024] 内蒙皮：是指位于大梁和芯材上方(靠近叶片内腔表面)的玻璃纤维布层。

[0025] 外蒙皮：是指位于大梁和芯材下方(靠近叶片外表面)的玻璃纤维布层。

[0026] 芯材：位于内蒙皮和外蒙皮之间，为提高蒙皮刚度的夹芯材料，通常为PVC材质或者轻木材质(BALSA)。

[0027] 如图5和图6所示，本发明的实施例的大梁预制件包括大梁预制件主体12和与该大梁预制件主体12一体成型的外蒙皮11。由于外蒙皮11一体成型在大梁预制件主体12上，因此，在进行叶片壳体生产时，无需在对应大梁预制件主体12的位置处再铺设用于形成外蒙皮的铺层，也无需考虑渗透的问题，因而可以省去大梁预制件主体12与外蒙皮铺层之间的连续毡，避免由于连续毡的存在而在连续毡上产生气泡，还可以防止连续毡影响生产出的叶片壳体的性能。

[0028] 该大梁预制件制造方法包括如下步骤：

[0029] 逐层铺设用于形成外蒙皮11的玻璃纤维布层，处于下方的玻璃纤维布层的宽度大于相邻的上一层的玻璃纤维布层的宽度。具体地，在单独的专用于生产大梁预制件的模具(此模具的成型面形状应与对应的要生产叶片的外壁面一致)上铺设玻璃纤维层，该玻璃纤维层通常为双轴布或者三轴布或者两者组合，其用于形成位于大梁预制件主体12下方的外蒙皮11。

[0030] 处于下方的玻璃纤维布层的宽度大于相邻的上一层的玻璃纤维布层的宽度，这样能够形成搭接边，更有利于后续在叶片壳体生产中使用。

[0031] 在用于形成外蒙皮11的玻璃纤维布层铺设完后，在其上逐层铺设用于形成大梁预制件主体12的玻璃纤维布层。通常用于形成大梁预制件主体12的玻璃纤维布层是但不限于单轴布。

[0032] 在铺设完成后，进行真空灌注并成型出大梁预制件。

[0033] 采用上述步骤可以生产出外蒙皮11一体成型在大梁预制件主体12上的大梁预制件。由此可以解决现有技术中由于连续毡的存在导致的大梁预制件质量不好，影响叶片壳体质量的问题。

[0034] 优选地，用于形成外蒙皮11的玻璃纤维布层中，处于下方的玻璃纤维布层的宽度与相邻的上一层的玻璃纤维布层的宽度之差的取值范围为40mm至60mm。这样既能够保证在叶片壳体生产时可以与叶片壳体外蒙皮的其它部分进行有效搭接，又可以减少材料的浪费。

[0035] 更优选地，处于下方的玻璃纤维布层的宽度与相邻的上一层的玻璃纤维布层的宽度之差为40mm、45mm、50mm、55mm或60mm。

[0036] 在其他实施例中，处于下方的玻璃纤维布层的宽度与相邻的上一层的玻璃纤维布层的宽度之差的取值范围可以为其他，例如30mm至80mm。

[0037] 为了便于脱模，并保证生产的大梁预制件的质量，在铺设用于形成外蒙皮11的玻璃纤维布层之前还包括步骤：清理大梁预制件模具，并打脱模剂。

[0038] 进行真空灌注并成型出大梁预制件的步骤中包括如下步骤：

[0039] 在大梁预制件的玻璃纤维布层上铺设灌注用辅助材料。该辅助材料包括便于脱模的脱模布、便于分离脱模布与其上方材料的带孔隔离膜和便于树脂流动和均布的导流网，三者依次铺设，以保证真空灌注成型效果。

[0040] 铺设完辅助材料后，在辅助材料上铺放真空管和导流管，以备后续真空灌注使用。真空管、导流管的铺设位置和数量可以根据需要确定。

[0041] 之后，铺放真空覆膜并密封。真空覆膜优选为真空袋膜，当然，其也可以是其它能够进行密封且不影响大梁预制件成型的覆膜。之后，将真空管与真空泵连接，将树脂管的一端插入树脂桶内，树脂管的另一端与导流管连接，抽真空，并检测气密性。

[0042] 若无问题，则开始真空灌注，灌注完成后等待树脂固化并成型出大梁预制件，然后将大梁预制件从模具上脱模。

[0043] 在生产完的大梁预制件后，可以利用的大梁预制件生产叶片。具体过程如下：

[0044] 在用于生产叶片的模具上铺放上述过程中生产的大梁预制件。上述的大梁预制件已经包括了叶片外蒙皮的一部分，因而无需再次生产对应大梁预制件处的外蒙皮，故而无需在大梁预制件下铺放连续毡，避免了气泡的产生，保证了叶片的性能。

[0045] 在模具上逐层铺设前缘部分外蒙皮21，前缘部分外蒙皮21与大梁预制件的外蒙皮逐层搭接，在模具上逐层铺设后缘部分外蒙皮，后缘部分外蒙皮与大梁预制件的外蒙皮逐层搭接。叶片壳体的外蒙皮可以分为前缘部分外蒙皮21、对应大梁预制件处的外蒙皮(也即一体成型在大梁预制件主体12上的外蒙皮)和后缘部分外蒙皮。在生产叶片时，大梁预制件靠近前缘的一侧，其外蒙皮层与前缘部分外蒙皮逐层搭接，由于大梁预制件的外蒙皮11的各层的宽度逐渐减小，因而可以保证其与前缘部分外蒙皮连接平整，不会产生褶皱，也可以防止连接处形成富树脂区，可以更好地保证叶片质量。

[0046] 铺设好外蒙皮后，在前缘部分外蒙皮21、后缘部分外蒙皮和大梁预制件的外蒙皮11上铺设芯材，然后铺设内蒙皮、根部铺层(或者根部预制件)。

[0047] 之后进行常规真空灌注并成型出叶片。

[0048] 采用上述方法生产的叶片，其叶片包括叶片壳体和大梁预制件，由于该大梁预制件为上述方法生产的大梁预制件，因此大梁预制件的外蒙皮11构成叶片壳体的外蒙皮的一部分。由于省去了连续毡，因此使得叶片的质量更好。

[0049] 本发明的大梁预制件及其制造方法、叶片及其制造方法具有如下效果：

[0050] 大梁预制件主体与外蒙皮一体成型，大梁预制件主体下方不放置连续毡，避免产生气泡。采用该种大梁预制件的叶片的性能更好。

[0051] 以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。