一种拉挤主梁及其制备方法、叶片

摘要

本发明提供了一种拉挤主梁及其制备方法、叶片，所述拉挤主梁包括第一拉挤件、第二拉挤件及芯材限位块，第一拉挤件和第二拉挤件适于堆叠成主体层，芯材限位块适于设置于主体层的弦向两侧，其中，第一拉挤件在弦向和纵向上均分层堆叠，且纵向上相邻两层的各第一拉挤件互相对齐，同一层中弦向相邻的两个第一拉挤件和相邻层中对应的弦向相邻的两个第一拉挤件之间形成有空隙，第二拉挤件适于嵌入空隙内。本发明的拉挤主梁，通过第一拉挤件、第二拉挤件以及芯材限位块之间的相互制约，有效减少错位的发生，不易造成富树脂，使得拉挤主梁不存在薄弱区域，提高拉挤主梁载荷传递的平稳性，保证主梁的承载性能。

权利要求

1.一种拉挤主梁，其特征在于，包括第一拉挤件(1)、第二拉挤件(2)及芯材限位块(3)，所述第一拉挤件(1)和所述第二拉挤件(2)适于堆叠成主体层，所述芯材限位块(3)适于设置于所述主体层的弦向两侧，其中，所述第一拉挤件(1)在弦向和纵向上均分层堆叠，且纵向上相邻两层的各所述第一拉挤件(1)互相对齐，同一层中弦向相邻的两个所述第一拉挤件(1)和相邻层中对应的弦向相邻的两个所述第一拉挤件(1)之间形成有空隙，所述第二拉挤件(2)适于嵌入所述空隙内；

所述芯材限位块(3)与所述主体层相接触的一侧设置有多个凹槽(31)，多个所述凹槽(31)沿纵向分布，纵向堆叠的各所述第一拉挤件(1)适于分别卡入所述凹槽(31)内。

2.根据权利要求1所述的拉挤主梁，其特征在于，纵向相邻的所述第一拉挤件(1)相互抵接，和/或，弦向相邻的所述第一拉挤件(1)相互抵接。

3.根据权利要求1所述的拉挤主梁，其特征在于，所述第一拉挤件(1)的截面为圆形，所述第二拉挤件(2)包括适于与所述第一拉挤件(1)相贴合的第一弧形壁面(21)。

4.根据权利要求3所述的拉挤主梁，其特征在于，所述第二拉挤件(2)还包括与叶片模具相贴合的第二弧形壁面。

5.根据权利要求1‑4任一项所述的拉挤主梁，其特征在于，所述芯材限位块(3)与所述主体层相接触的一侧适于与所述第一拉挤件(1)相贴合。

6.根据权利要求5所述的拉挤主梁，其特征在于，所述芯材限位块(3)远离所述主体层的一侧设置为倾斜面，且所述倾斜面自下而上向靠近所述主体层的方向倾斜。

7.根据权利要求6所述的拉挤主梁，其特征在于，所述芯材限位块(3)的底部设置有适于与叶片模具(4)相贴合的曲面。

8.一种拉挤主梁的制备方法，其特征在于，用于制备如权利要求1‑7任一项所述的拉挤主梁，包括：将两个芯材限位块(3)按设定间距放置在叶片模具(4)内，在两个所述芯材限位块(3)之间依次铺设第二拉挤件(2)和第一拉挤件(1)，得到拉挤主梁。

9.一种叶片，其特征在于，包括如权利要求1‑7任一项所述的拉挤主梁。

10.一种风力发电机，其特征在于，包括如权利要求9所述的叶片。

说明书

一种拉挤主梁及其制备方法、叶片

技术领域

[0001] 本发明涉及风电叶片技术领域，具体而言，涉及一种拉挤主梁及其制备方法、叶片。

背景技术

[0002] 主梁是叶片结构中重要的组成部分，对叶片的承载能力有着重要的影响。随着叶片长度的不断增加，主梁承受的载荷也不断增大，对主梁的要求也越来越高。拉挤板具有优异的力学性能，能够满足叶片刚度增加的要求，是目前叶片领域的常用材料。

[0003] 传统的拉挤板为矩形截面，在将拉挤板拼接为主梁时，拉挤板拼接缝之间易造成富树脂，如此，在将拉挤板堆叠放入模具时，在模具表面容易发生移动错位，堆叠铺放不够稳定，给现场铺设带来困难。

发明内容

[0004] 本发明解决的问题是现有技术中拉挤板主梁堆叠铺设易发生移动错位。

[0005] 为解决上述问题，本发明第一方面提供一种拉挤主梁，包括第一拉挤件、第二拉挤件及芯材限位块，所述第一拉挤件和所述第二拉挤件适于堆叠成主体层，所述芯材限位块适于设置于所述主体层的弦向两侧，其中，所述第一拉挤件在弦向和纵向上均分层堆叠，且纵向上相邻两层的各所述第一拉挤件互相对齐，同一层中弦向相邻的两个所述第一拉挤件和相邻层中对应的弦向相邻的两个所述第一拉挤件之间形成有空隙，所述第二拉挤件适于嵌入所述空隙内。

[0006] 本发明的拉挤主梁，通过第一拉挤件、第二拉挤件以及芯材限位块之间的相互制约，有效减少错位的发生，使得堆叠后的主体层内部没有上下贯通的缝隙，不易造成富树脂，使得拉挤主梁不存在薄弱区域，提高拉挤主梁载荷传递的平稳性。另外，由于第一拉挤件在弦向和纵向两个方向上堆叠设置，且纵向上相邻层之间的第一拉挤件相互对齐，第二拉挤件嵌入设置于弦向相邻第一拉挤件之间，由此使得每层第一拉挤件及第二拉挤件的数量不会随着铺设层数的增加而减少，从而保证主梁的承载性能。

[0007] 较佳地，纵向相邻的所述第一拉挤件相互抵接，和/或，弦向相邻的所述第一拉挤件相互抵接。

[0008] 由此，弦向相邻的两个第一拉挤件和与其纵向上相邻的两个第一拉挤件之间的空隙大致为四角星形，第一拉挤件在弦向和纵向两个方向上布设紧凑，不易发生移动和错位。

[0009] 较佳地，所述第一拉挤件的截面为圆形，所述第二拉挤件包括适于与所述第一拉挤件相贴合的第一弧形壁面。

[0010] 由此，通过设置第一弧形壁面，使得第二拉挤件的每个面均和其相邻的第一拉挤件之间紧密贴合，使得主体层内部布设紧凑，降低出现错位或缝隙的概率，一方面提高铺设概率，另一方面拉挤主梁内部不存在薄弱区域，应力分布均匀。

[0011] 较佳地，所述第二拉挤件还包括与叶片模具相贴合的第二弧形壁面。

[0012] 由此，通过设置第二弧形壁面，使得第二拉挤件与叶片模具之间紧密贴合，避免叶片模具与最底层的拉挤件之间形成较大间隙，影响拉挤主梁的承载能力。

[0013] 较佳地，所述芯材限位块与所述主体层相接触的一侧适于与所述第一拉挤件相贴合。

[0014] 由此，通过将芯材限位块与第一拉挤件之间贴合设置，以在主体层铺设过程中对第一拉挤件和第二拉挤件进行更好的限位，防止出现移位。

[0015] 较佳地，所述芯材限位块远离所述主体层的一侧设置为倾斜面，且所述倾斜面自下而上向靠近所述主体层的方向倾斜。

[0016] 由此，倾斜面的设置，可以使得芯材限位块更好地传递应力，以对主体层进行限位，防止在铺设第一拉挤件和第二拉挤件的过程中出现错位、错层等现象，提高铺设效率。

[0017] 较佳地，所述芯材限位块与所述主体层相接触的一侧设置有多个凹槽，多个所述凹槽沿纵向分布，纵向堆叠的各所述第一拉挤件适于分别卡入所述凹槽内。

[0018] 由此，通过在芯限位块上设置于第一拉挤件半圆周面相匹配的凹槽，使得芯材限位块与主体层之间能够紧密贴合，防止主体层铺设时出现错位或晃动。

[0019] 较佳地，所述芯材限位块的底部设置有适于与叶片模具相贴合的曲面。

[0020] 本发明第二方面提供一种拉挤主梁的制备方法，用于制备如上所述的拉挤主梁，包括：

[0021] 将两个芯材限位块按设定间距放置在叶片模具内，在两个所述芯材限位块之间依次铺设第二拉挤件和第一拉挤件，得到拉挤主梁。

[0022] 本发明第三方面提供一种叶片，包括如上所述的拉挤主梁。

[0023] 本发明的拉挤主梁的制备方法及叶片相较于现有技术具有的有益效果与前述拉挤主梁相较于现有技术具有的有益效果相同，在此不再赘述。

附图说明

[0024] 图1为本发明实施例中拉挤主梁的结构示意图；

[0025] 图2为本发明实施例中第二拉挤件的截面示意图；

[0026] 图3为本发明实施例中芯材限位块的结构示意图；

[0027] 图4为图3中芯材限位块的侧视图；

[0028] 附图标记说明：

[0029] 1‑第一拉挤件；2‑第二拉挤件；3‑芯材限位块；4‑叶片模具；

[0030] 11‑第一拉挤板；12‑第二拉挤板；13‑第三拉挤板；14‑第四拉挤板；21‑第一弧形壁面；31‑凹槽。

具体实施方式

[0031] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

[0032] 请参阅图1所示，本发明实施例提供一种拉挤主梁，包括第一拉挤件1、第二拉挤件2及芯材限位块3，第一拉挤件1和第二拉挤件2适于堆叠成主体层，芯材限位块3适于设置于主体层的弦向两侧，其中，第一拉挤件1在弦向和纵向上均分层堆叠，且纵向上相邻两层的各第一拉挤件1互相对齐，同一层中弦向相邻的两个第一拉挤件1和相邻层中对应的弦向相邻的两个第一拉挤件1之间形成有空隙，第二拉挤件2适于嵌入空隙内。

[0033] 图1中仅示出了最底两层第一拉挤件1的铺设，其余层铺设方法类似，图中省略未画。第一拉挤件1的弦向与图1中所示的X轴方向相同，也即叶片的前缘至后缘或后缘至前缘的方向。第一拉挤件1的纵向与图1中所示的Z轴方向相同。为了便于描述，图1中所示的X轴正向表示右，反向为左，Z轴正向表示上，反向为下。

[0034] 另外，以图1所示为例进行说明，同一层中弦向相邻的两个第一拉挤件可视为图中第一拉挤板11、第二拉挤板12，相邻层中对应的弦向相邻的两个第一拉挤件可视为第三拉挤板13、第四拉挤板14，四者之间形成有空隙。由于各第一拉挤件1可为竖向截面呈圆形的圆柱形结构，则空隙的竖向截面大致呈内收弧形边四角星形状，相应地，第二拉挤件2的竖向截面也呈该形状。

[0035] 本实施例中，第一拉挤件1纵向上分层堆叠，且纵向相邻两层的各第一拉挤件1相互对齐，即上层的第一拉挤件1与下层的第一拉挤件1位于同一竖直方向上，由此，上层两个相邻的第一拉挤件1与下层的对应的两个第一拉挤件1之间形成空隙，即相邻上下层的四个第一拉挤件1之间形成空隙。第二拉挤件2的大小与空隙的形状相匹配。由此，通过这种堆叠方式将第一拉挤件1与第二拉挤件2堆叠成主体层。在第一拉挤件1和第二拉挤件2的堆叠过程中，芯材限位块3用于对其进行限位，防止已经堆叠的第一拉挤件1和第二拉挤件2之间发生移位。

[0036] 本实施例的拉挤主梁，第一拉挤件1为圆柱形结构，使得拉挤主梁具有良好的随形性，另由于芯材限位块3的限位，以及第一拉挤件1与第二拉挤件2的相互制约，一方面保证拉挤板材定位准确，稳定堆叠，减少错位的发生，且铺设效率高，另一方面，通过第一拉挤件1与第二拉挤件2的配合，使得堆叠后的主体层内部没有上下贯通的缝隙，不易造成富树脂，因此拉挤主梁不存在薄弱区域，从而使得拉挤主梁受力均匀，载荷传递更加平稳。

[0037] 其中一些实施方式中，纵向上相邻两层的第一拉挤件1的数量相等。如图1所示，相邻上下层的第一拉挤件1的数量相等，示例性地，图1中示出的是每一层均铺设6个第一拉挤件1，由此，随着铺设层数的增多，本实施例的第一拉挤件1的数量并未减少，以保证主梁承载性能，提高风电叶片整体结构的稳定性。

[0038] 其中一些实施方式中，纵向上相邻的第一拉挤件1相互抵接，和/或，弦向上相邻的第一拉挤件1相互抵接。如图1所示，为第一拉挤件1分别与其上下左右四个方向相邻的第一拉挤件1抵接，由此，相邻上下层的四个第一拉挤件1之间形成大致为内收弧形边四角星形的空隙。此时，第二拉挤件2配置为截面为内收弧形边四角星形的柱形结构。

[0039] 当然，第一拉挤件1在纵向或弦向也可以和其相邻的第一拉挤件1之间存在间隙，如此，相邻上下层的四个第一拉挤件1之间的空隙还应该包括该间隙，只需将第二拉挤件2配置成与空隙形状相匹配的形状即可。

[0040] 其中，第一拉挤件1的截面为圆形，如图1所示，图1中示出的为第一拉挤件1的圆形截面，示例性地，第一拉挤件1为圆柱形结构。第二拉挤件2包括适于与第一拉挤件1相贴合的第一弧形壁面21。如图1、2所示，第二拉挤件2的竖向截面形状为四角星形，第二拉挤件2的左上、左下、右上、右下位置均设置有第一拉挤件1，即第二拉挤件2包括四个第一弧形壁面21，每个第一弧形壁面21均与第一拉挤件1紧密贴合。

[0041] 由于第一拉挤件1为圆柱形结构，铺设在最底层的第一拉挤件1与叶片模具4之间存在大致为三角形的空隙。因此，第二拉挤件2还包括与叶片模具4相贴合的第二弧形壁面。即，第二拉挤件2包括两种结构形态，一种用于嵌入设置在相邻两层均为第一拉挤件1的两层之间，即由四个第一拉挤件1形成的空隙中，另一种用于嵌入设置在叶片模具与最底层第一拉挤件1之间，即由两个第一拉挤件1与叶片模具形成的空隙中。如图1所示，最底层的第一拉挤件1中，相邻两个第一拉挤件1之间的下方嵌入设置有竖向截面大致为三角形的第二拉挤件2。需要说明的是，这里所说的三角形只是形状上大致相似，由于叶片模具4具有一定的弧度，且第一拉挤件1为圆柱形结构，因此，与叶片模具4和第一拉挤件1相贴合的第二拉挤件2的三个壁面均为弧形，这里三角形的三条边均为弧形边。

[0042] 其中一些实施方式中，如图3、4所示，芯材限位块3与主体层相接触的一侧适于与第一拉挤件1相贴合，芯材限位块3远离主体层的一侧设置为倾斜面，且倾斜面自下而上向靠近主体层的方向倾斜。倾斜面的设置可以通过在芯材限位块3上设置倒角的形式实现。如图1所示，位于主体层弦向两侧的芯材限位块3，由于倾斜面的设置，可以更好地传递应力，以对主体层进行限位，防止在铺设第一拉挤件1和第二拉挤件2的过程中出现错位、错层等现象，保证了板材的顺利铺设，提高铺设效率。

[0043] 其中一些实施方式中，芯材限位块3与主体层中第一拉挤件1的贴合通过以下方式实现。如图3、4所示，芯材限位块3与主体层相接触的一侧设置有多个凹槽31，多个凹槽31沿纵向分布，纵向堆叠的各第一拉挤件1适于分别卡入凹槽31内。可以理解的是，主体层中纵向堆叠的第一拉挤件1，由于相邻两层的第一拉挤件1相互对齐，因此，每个第一拉挤件1外壁面的1/2圆周外露，芯材限位块3的凹槽31为适于容纳第一拉挤件1的1/2圆周壁面的半圆弧形槽，由此，位于主体层弦向两端的第一拉挤件1能够卡入芯材限位块3的凹槽31内，使得芯材限位块3与主体层之间紧密贴合。

[0044] 由于叶片模具4具有一定的弧度，芯材限位块3的底部设置有适于与叶片模具4相贴合的曲面，如此，第一拉挤件1、第二拉挤件2、芯材限位块3与叶片模具4之间相互制约，第一拉挤件1和第二拉挤件2定位准确，有效减少错位和出现间隙的概率，防止主体层层间出现富树脂现象。

[0045] 芯材限位块3的长度可以大于、等于或小于第一拉挤件1的长度，优选为芯材限位块3的长度等于第一拉挤件1的长度，如此，可以更好地对第一拉挤件1进行弦向限位。其中，第一拉挤件1的长度方向为叶片的延展方向，即叶根至叶尖或叶尖至叶根的方向。

[0046] 本发明另一实施例提供一种叶片，包括上述的拉挤主梁。

[0047] 本发明另一实施例还提供如上所述的拉挤主梁的制备方法，包括步骤：

[0048] 将两个芯材限位块3按设定间距放置在叶片模具4内，在两个芯材限位块3之间依次铺设第二拉挤件2和第一拉挤件1，得到拉挤主梁。

[0049] 可以理解的是，铺设顺序由下至上依次层层铺设，首先在两个芯材限位块3之间铺设一层竖向截面大致为三角形的第二拉挤件2，再铺设如图1中第三拉挤板13、第四拉挤板14所在层的第一拉挤件1，得到最底层的第一拉挤件层，然后在最底层的第一拉挤件层上铺设竖向截面大致为四角星形的第二拉挤件2，再铺设如图1中第一拉挤板11、第二拉挤板12所在层的第一拉挤件1，得到第二层的第一拉挤件层，如此依次进行，直至铺设完成预设层的第一拉挤件层，得到拉挤主梁。

[0050] 虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。