一种风力发电叶片及其制造技术.pdf

本发明所设计的风力发电叶片，主要包括叶片体，叶片体是由硬质泡沫夹芯和包覆在硬质泡沫夹芯外的玻璃纤维织物与玄武岩纤维织物复合层组成。本发明所设计的风力发电叶片的制造技术是通过干法铺层或湿法铺层使得蒙皮的无碱平纹玻璃纤维方格布、无碱玻璃纤维短切毡、无碱玻璃纤维多轴向织物层、单径向玄武岩纤维织物、单径向碳纤维织物复合密闭成型，并通过真空辅助结合RTM闭模工艺将泡沫材料作为夹芯与蒙皮复合，制成风力发电叶片。本发明所得到的风力发电叶片的制造技术，最大限度的减少了VOC挥发对环境的影响。各层之间通过合理组合，使用泡沫材料充分发挥中间介质的作用，增大了两面蒙皮的整体性，提高了叶片的整体强度。

1.  一种风力发电叶片，主要包括叶片体，其特征是叶片体是由硬质泡沫夹芯和包覆在硬质泡沫夹芯外的玻璃纤维织物与单径向玄武岩纤维织物复合层组成。

2.  根据权利要求1所述的风力发电叶片，其特征是所述的玻璃纤维织物层与玄武岩纤维织物复合层是由无碱平纹玻璃纤维方格布、无碱玻璃纤维短切毡、无碱玻璃纤维多轴向织物层、单径向玄武岩纤维织物、单径向碳纤维织物复合组成。

3.  根据权利要求2所述的风力发电叶片，其特征是所述的无碱玻璃纤维多轴向织物层是由至少四层无碱玻璃纤维多轴向织物复合而成的。

4.  根据权利要求2所述的风力发电叶片，其特征是所述的无碱平纹玻璃纤维方格布是100g/m²无碱平纹玻璃纤维方格布，无碱玻璃纤维短切毡是200g/m²无碱玻璃纤维短切毡，单径向玄武岩纤维织物是300/m²单径向玄武岩纤维织物，单径向碳纤维织物是300/m²单径向碳纤维织物。

5.  根据权利要求3所述的风力发电叶片，其特征是所述的无碱平纹玻璃纤维方格布是100g/m²无碱平纹玻璃纤维方格布，无碱玻璃纤维短切毡是200g/m²无碱玻璃纤维短切毡，单径向玄武岩纤维织物是300/m²单径向玄武岩纤维织物，单径向碳纤维织物是300/m²单径向碳纤维织物；所述的无碱玻璃纤维多轴向织物层是由BX450g/m²无碱玻璃纤维多轴向织物、BX600g/m²无碱玻璃纤维多轴向织物、BX800g/m²无碱玻璃纤维多轴向织物、L600g/m²无碱玻璃纤维多轴向织物、L800g/m²无碱玻璃纤维多轴向织物复合而成的。

6.  一种如权利要求1所述的风力发电叶片的制造技术，其特征是通过干法铺层或湿法铺层使得蒙皮的无碱平纹玻璃纤维方格布、无碱玻璃纤维短切毡、无碱玻璃纤维多轴向织物层、单径向玄武岩纤维织物、单径向碳纤维织物复合密闭成型，并通过真空辅助结合RTM闭模工艺将泡沫材料作为夹芯与蒙皮复合，制成风力发电叶片。

7.  根据权利要求6所述的风力发电叶片的制造技术，其特征是使用干法铺层或者湿法铺层时，加入热固性树脂增加各层之间的粘结度，在注入泡沫材料时使用热固性树脂使得蒙皮和夹芯之间的结合更加紧密。

一种风力发电叶片及其制造技术
技术领域
本发明涉及一种风力发电设备，特别是一种风力发电叶片及其制造技术。
背景技术
风力发电叶片的传统叶片，最早的由木材直接加工成型，后经历了铝合金，不锈钢，塑料，到复合材料的演变。由于特殊的使用环境前几种材料基本上都存在使用寿命短，不易成型，效率低等问题，复合材料由于自身的材料结构特性，很好的解决了以上问题。目前的复合材料叶片主要是采用增强型中碱玻璃纤维单向方格布为增强材料，乙烯基树脂为基体制成的玻璃钢空腹风机叶片该叶片是用聚氯乙烯气袋内压法制成；也有一些骨架结构具有改进性能，减少重量的结构特征。随着风力发电叶片的加大，需要加强材料的强度，削减壁厚减轻重量，提供轻质高强度的风力发电机组主支架的叶片，叶片蒙皮由腹背两层夹主架构成，蒙皮的腹背两层由层压法预成型的玻璃钢压片构成，其中的空隙填充了粘合物。叶片被整体成形，在蒙皮的内表面和主架的前后端有乙烯基氯构成的固体泡沫体。还有为了缩短风力机叶片的制造时间，降低金属埋入叶片基座的成本，该风力机叶片在加工主梁之时，就将盘状金属配件事先埋入主梁的叶片基座，叶片由碳纤维复合材料成型，主梁中由玻璃纤维增强材料或碳纤维增强材料作为加强骨架加入。以上成型工艺，基本都是国外的专利技术，针对风力发电的不同特性各有侧重，但也有各自的不足。空腹袋压不易成型尺寸太大的叶片，骨架蒙皮工艺制作过程复杂，黏合缝容易因疲劳而破损，预埋金属配件则需要更多的基础投入等等。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术的不足而能制作成各种大小尺寸，制作工艺简单、效率高，无黏合缝，无预埋金属配件，且结构紧密，强度高的风力发电叶片及其制造技术。
为了达到上述目的，本发明所设计的风力发电叶片，主要包括叶片体，叶片体是由硬质泡沫夹芯和包覆在硬质泡沫夹芯外的玻璃纤维织物与玄武岩纤维织物复合层组成。所述的玻璃纤维织物层与玄武岩纤维织物复合层是由无碱平纹玻璃纤维方格布、无碱玻璃纤维短切毡、无碱玻璃纤维多轴向织物层、单径向玄武岩纤维织物、单径向碳纤维织物复合组成。所述的无碱玻璃纤维多轴向织物层是由至少四层无碱玻璃纤维多轴向织物复合而成的。通过单径向玄武岩纤维织物和多轴向玻璃纤维织物层的复合以及内部填充泡沫材料，既减轻叶片的自身重量，又能有效提高叶片的整体强度。
为了使得风力发电叶片的结构更为精密，经纬等各个方向的具有更高的抗拉力强度，无碱平纹玻璃纤维方格布是100g/m²无碱平纹玻璃纤维方格布，无碱玻璃纤维短切毡是200g/m²无碱玻璃纤维短切毡，单径向玄武岩纤维织物是300/m²单径向玄武岩纤维织物，单径向碳纤维织物是300/m²单径向碳纤维织物。所述的无碱玻璃纤维多轴向织物层是由BX450g/m²无碱玻璃纤维多轴向织物、BX600g/m²无碱玻璃纤维多轴向织物、BX800g/m²无碱玻璃纤维多轴向织物、L600g/m²无碱玻璃纤维多轴向织物、L800g/m²无碱玻璃纤维多轴向织物复合而成的，这种层结构可以有效的传递蒙皮的载荷，减少铺层，提高生产效率，降低生产成本。
本发明所得到的这种风力发电叶片大胆的采用了中间层使用硬质夹芯泡沫的设想，且复合多层缝编织物而成，没有黏结缝，没有疲劳易损点，解决了传统风力发电叶片结构复杂，重量大，强度差，发电效率低的问题，实现了真正的轻质高强度。
为了达到上述目的，本发明所设计的风力发电叶片的制造方法是通过干法铺层或湿法铺层使得蒙皮的无碱平纹玻璃纤维方格布、无碱玻璃纤维短切毡、无碱玻璃纤维多轴向织物层、单径向玄武岩纤维织物、单径向碳纤维织物复合密闭成型，并通过真空辅助结合RTM闭模工艺将泡沫材料作为夹芯与蒙皮复合，制成风力发电叶片。且在使用干法铺层或者湿法铺层时，加入热固性树脂增加各层之间的粘结度，在注入泡沫材料时使用热固性树脂使得蒙皮和夹芯之间的结合更加紧密。
本发明所得到的风力发电叶片的制造方法，最大限度的减少了VOC挥发对环境的影响，采用玻璃纤维多轴向织物和玄武岩单径向纤维与泡沫材料加以复合。各层之间通过合理组合，使用泡沫材料充分发挥中间介质的作用，增大了两面蒙皮的整体性，提高了叶片的整体强度。
附图说明
图1是本发明实施例1结构示意图；
图2是本发明实施例1的截面结构示意图。
其中1、蒙皮，2、夹芯，1-1、无碱平纹玻璃纤维方格布，1-2、无碱玻璃纤维短切毡，1-3无碱玻璃纤维多轴向织物层，1-4、单径向玄武岩纤维织物，1-5、单径向碳纤维织物。
具体实施方式
下面通过实施例结合附图对本发明作进一步的描述。
实施例1
如图1所示，本实施例描述的风力发电叶片，主要包括叶片体，叶片体由夹芯2和包覆在加夹芯2上的蒙皮1组成，蒙皮1由外至内依次有无碱平纹玻璃纤维方格布1-1、无碱玻璃纤维短切毡1-2、无间玻璃纤维多轴向织物层1-3、单径向玄武岩纤维织物1-4、单径向碳纤维织物1-5复合组成，夹芯2为硬质泡沫夹芯2。蒙皮1的多层结构以及蒙皮1和夹芯2之间是通过热固性树脂粘结而成。所述的无碱平纹玻璃纤维方格布1-1是100g/m²无碱平纹玻璃纤维方格布1-1，无碱玻璃纤维短切毡1-2是200g/m²无碱玻璃纤维短切毡1-2，单径向玄武岩纤维织物1-4是300/m²单径向玄武岩纤维织物1-4，单径向碳纤维织物1-5是300/m²单径向碳纤维织物1-5。所述的无间玻璃纤维多轴向织物层1-3是由BX450g/m²无碱玻璃纤维多轴向织物、BX600g/m²无碱玻璃纤维多轴向织物、BX800g/m²无碱玻璃纤维多轴向织物、L600g/m²无碱玻璃纤维多轴向织物、L800g/m²无碱玻璃纤维多轴向织物，四层玻璃纤维多轴向织物复合而成的。所述的热固性树脂一般采用环氧树脂或者聚酯树脂，所述的泡沫材质一般使用PU或者PVC材料。
实施例2
本实施例锁描述的风力发电叶片的制造方法，是通过干法铺层使得蒙皮1的无碱平纹玻璃纤维方格布1-1、无碱玻璃纤维短切毡1-2、无间玻璃纤维多轴向织物层1-3、单径向玄武岩纤维织物1-4、单径向碳纤维织物1-5复合密闭成型，并通过真空辅助结合RTM闭模工艺将泡沫材料作为夹芯2与蒙皮1复合，制成风力发电叶片。且在使用干法铺层或者湿法铺层时，加入热固性树脂增加各层之间的粘结度，在注入泡沫材料时使用热固性树脂使得蒙皮1和夹芯2之间的结合更加紧密。
实施例3
本实施例所描述的风力发电叶片的制造技术，是通过湿法铺层使得蒙皮1的无碱平纹玻璃纤维方格布1-1、无碱玻璃纤维短切毡1-2、无间玻璃纤维多轴向织物层1-3、单径向玄武岩纤维织物1-4、单径向碳纤维织物1-5复合密闭成型。