專利名稱：一種竹質(zhì)乙烯基酯樹(shù)脂風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種竹質(zhì)乙烯基酯樹(shù)脂風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片技術(shù)領(lǐng)域[0001 ] 本實(shí)用新型涉及一種竹質(zhì)乙烯基酯樹(shù)脂風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片，尤其適用于安裝在并網(wǎng) 型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組上。
背景技術(shù)：
風(fēng)能是一種來(lái)源于自然、無(wú)污染的綠色能源，深受世界各國(guó)重視。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組一 般由風(fēng)輪、傳動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)等部分組成。其中，風(fēng)輪葉片是風(fēng)力機(jī)組的關(guān)鍵部 件。傳統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片是一個(gè)復(fù)合材料制成的薄殼結(jié)構(gòu)，一般由殼體和腹板等部分組成。傳統(tǒng)的葉片生產(chǎn)一般采用開(kāi)模工藝，尤其是手糊方式較多，隨著葉片尺寸的增加， 必須保證葉片輕且質(zhì)量分布均勻，這就促使葉片生產(chǎn)工藝由開(kāi)模工藝向閉模工藝發(fā)展。采 用閉模工藝，如真空導(dǎo)入法更容易精確控制樹(shù)脂含量，從而保證復(fù)合材料葉片質(zhì)量分布的 均勻性，并可提高葉片的質(zhì)量穩(wěn)定性。近幾年，葉片生產(chǎn)企業(yè)普遍采用環(huán)氧樹(shù)脂生產(chǎn)葉片，為了加快固化時(shí)間，一般在模 具中內(nèi)置復(fù)雜的加熱系統(tǒng)，如鋪設(shè)流體加熱管路或電熱布等。傳統(tǒng)的環(huán)氧樹(shù)脂熱固化溫度 較高，一般為70°C -90°C，固化時(shí)間一般為6-9小時(shí)，不僅增加了葉片的生產(chǎn)成本，還降低了 葉片的生產(chǎn)效率。改用乙烯基酯樹(shù)脂來(lái)生產(chǎn)葉片，在常溫下可完全固化，從而可省去模具中 的加熱系統(tǒng)或使固化溫度降至更低，從而優(yōu)化了葉片生產(chǎn)的工藝，降低了葉片生產(chǎn)成本。葉片材料的選擇，決定風(fēng)力機(jī)組運(yùn)行性能，同時(shí)也是影響葉片成本的關(guān)鍵性因素。 目前世界上制造葉片的主要材料為玻璃纖維，是葉片結(jié)構(gòu)的主體，也是葉片重量的主要部 分。用玻璃纖維生產(chǎn)葉片，雖然能夠滿足葉片的力學(xué)性能要求，但成本較高，而且葉片廢棄 后不能夠降解，不能回收利用，造成了環(huán)境污染。尋求一種性價(jià)比更高，且能滿足葉片強(qiáng)度 要求的材料，是降低葉片成本的有效途徑。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型目的是生產(chǎn)一種竹質(zhì)乙烯基酯樹(shù)脂風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片。該葉片結(jié)構(gòu)包括 殼體和腹板，殼體內(nèi)外表面為多方向玻璃纖維，中間結(jié)構(gòu)材料為條狀復(fù)合材料，芯材為聚苯 乙烯泡沫。葉片殼體和腹板采用真空導(dǎo)入工藝進(jìn)行樹(shù)脂的灌輸，采用的中間結(jié)構(gòu)材料為竹 質(zhì)復(fù)合材料，且采用的樹(shù)脂為乙烯基酯樹(shù)脂。所述葉片殼體和抗剪腹板導(dǎo)入的樹(shù)脂為乙烯基酯樹(shù)脂，在常溫下可完全固化，省 去了葉片生產(chǎn)模具中復(fù)雜的加熱系統(tǒng)。解決了應(yīng)用傳統(tǒng)樹(shù)脂生產(chǎn)葉片，固化溫度高，固化時(shí) 間長(zhǎng)，需要復(fù)雜的加熱系統(tǒng)這一問(wèn)題。運(yùn)用重組竹制造工藝制得的竹材，不但是一種資源豐 富的天然材料，而且能滿足葉片力學(xué)性能的要求。用竹材來(lái)生產(chǎn)葉片，有效的降低了葉片成 本，在葉片廢棄后可回收利用，利于環(huán)境保護(hù)。
通過(guò)下文中的參照附圖所進(jìn)行的描述部分，能夠更好的理解所有上述特征，所述附圖為圖1為所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片的三維視圖；圖2為圖1所示葉片的A截面剖視圖；圖3為圖2所示葉片截面B部分的局部放大圖；圖4為圖2所示葉片截面C部分的局部放大圖；圖5為真空導(dǎo)入工藝流程圖；圖6為真空導(dǎo)入工藝管路布置圖；圖7為圖6真空導(dǎo)入工藝管路布置圖D部分放大圖；圖8為圖6真空導(dǎo)入工藝管路布置圖E部分放大圖。
具體實(shí)施方式
圖1所示為風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片的三維視圖，包括殼體1和腹板2。如圖2、圖3和圖4所示，葉片殼體1中包含條狀竹質(zhì)復(fù)合材料3以及低密度的夾 芯材料4，低密度夾芯材料為聚苯乙烯泡沫。其中，如圖3所示，在低密度夾芯材料內(nèi)外兩側(cè) 為玻璃纖維復(fù)合材料5。如圖4所示，葉片殼體內(nèi)不使用竹質(zhì)復(fù)合材料的位置，采用密度低 于60千克/立方米的芯材，如聚苯乙烯泡沫6，作為填充芯材。如圖3所示，殼體1的內(nèi)表面、外表面含有多方向玻璃纖維復(fù)合材料5，通過(guò)真空導(dǎo) 入樹(shù)脂工藝使多方向玻璃纖維復(fù)合材料5附著于竹質(zhì)復(fù)合材料3的內(nèi)外兩側(cè)，以增強(qiáng)殼體 的整體性能。真空導(dǎo)入工藝流程如圖5 Sl 材料準(zhǔn)備，包括竹材的準(zhǔn)備，玻璃纖維布的套裁。S2 模具準(zhǔn)備，包括模具的清潔、擦拭以及涂脫模劑。S3:竹材等增強(qiáng)材料的鋪放，在模具內(nèi)鋪放玻璃纖維布、竹材、巴沙木和PVC這類 增強(qiáng)材料。S4 真空袋鋪設(shè)，在鋪層材料上鋪放真空袋，共鋪兩層。S5 抽真空抽掉真空袋內(nèi)氣體，抽真空真空度要求為-0. 900MPa到-1. OOOMPa之 間，保壓精度為20分鐘內(nèi)真空度變化小于0. 003MPa。S6 樹(shù)脂導(dǎo)入，將樹(shù)脂沿著預(yù)設(shè)的管路(如圖6所示)壓入鋪層材料，使樹(shù)脂浸透 所有鋪層材料。S7 固化，在常溫下使樹(shù)脂完全固化。S8 抗剪腹板與殼體粘接，定位并粘接抗剪腹板，殼體粘接部位涂結(jié)構(gòu)膠。S9:合模后固化，借助翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，將上下兩個(gè)模具合模，進(jìn)行樹(shù)脂的后固化。SlO 脫模，將上下兩個(gè)模具分離，得到葉片制品。真空導(dǎo)入工藝采用的乙烯基酯樹(shù)脂是由環(huán)氧樹(shù)脂和不飽和酸通過(guò)開(kāi)環(huán)加成反應(yīng) 而制得的一種熱固性樹(shù)脂。采用的不飽和酸為甲基丙烯酸，采用的環(huán)氧樹(shù)脂為雙酚A型環(huán) 氧樹(shù)脂。采用苯乙烯作為稀釋劑，一方面可以降低樹(shù)脂粘度，增加樹(shù)脂流動(dòng)性，另一方面對(duì) 樹(shù)脂體系具有增強(qiáng)作用。乙烯基酯樹(shù)脂分子鏈兩端的雙鍵極其活潑，使得乙烯基酯樹(shù)脂能 迅速固化，脂鍵兩邊的甲基具有不易水解的特性，可起到保護(hù)作用。所述乙烯基酯樹(shù)脂含脂 鍵量少，具有良好的耐堿性，較多的仲羥基可以改善對(duì)鋪層材料的濕潤(rùn)性與粘接性，提高了層合制品的力學(xué)強(qiáng)度。乙烯基酯樹(shù)脂僅在分子兩端交連，分子鏈在應(yīng)力作用下可以伸長(zhǎng)，以 吸收外力或沖擊，表現(xiàn)出耐微裂紋或開(kāi)裂的特性，具有很好的抗疲勞性能。真空導(dǎo)入工藝樹(shù)脂導(dǎo)入管路采用3條葉根徑向注膠管和包含主注膠管在內(nèi)的5條 軸向注膠管。真空導(dǎo)入工藝走膠管路布置如圖6、7、8所示，9為主注膠管，7為葉根徑向注膠 管，共3根，從葉根向葉尖平行排布。8為前尾緣輔助注膠管。10為出膠管路。在灌輸時(shí)， 如圖7所示，首先打開(kāi)注膠口 11，開(kāi)始樹(shù)脂的澆注；，當(dāng)樹(shù)脂將鋪層材料浸潤(rùn)透徹且超過(guò)第 2根葉根徑向注膠管IOOmm時(shí)，打開(kāi)注膠口 12 ；當(dāng)樹(shù)脂將鋪層材料浸潤(rùn)透徹且超過(guò)第3根葉 根徑向注膠管IOOmm時(shí)，打開(kāi)注膠口 13，同時(shí)主注膠管開(kāi)始灌輸樹(shù)脂；當(dāng)樹(shù)脂將鋪層材料 浸潤(rùn)透徹且超過(guò)從主注膠管向兩側(cè)數(shù)第1根輔助注澆管IOOmm時(shí)，打開(kāi)注膠口 14 ；當(dāng)樹(shù)脂 將鋪層材料浸潤(rùn)透徹且超過(guò)從主注膠管向兩側(cè)數(shù)第2根輔助注澆管IOOmm時(shí)，打開(kāi)注膠口 15。圖7中的16、17以及圖8中的19為出膠口，圖8中的18為輔助注膠口，當(dāng)葉尖鋪 層材料不能完全灌輸透徹時(shí)啟用。
權(quán)利要求1.一種竹質(zhì)乙烯基酯樹(shù)脂風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片，該葉片結(jié)構(gòu)包括殼體和腹板，所述殼體內(nèi) 外表面為多方向玻璃纖維，中間結(jié)構(gòu)材料為條狀復(fù)合材料；葉片的所述殼體和所述腹板采 用真空導(dǎo)入工藝進(jìn)行樹(shù)脂的灌輸；其特征在于，采用的中間結(jié)構(gòu)材料為竹質(zhì)復(fù)合材料，且采 用的樹(shù)脂為乙烯基酯樹(shù)脂。
2.如權(quán)利要求1所述的葉片，其特征在于，使用密度低于60千克/立方米的芯材，作為 芯材填充于葉片殼體內(nèi)不使用竹質(zhì)復(fù)合材料的位置。
3.如權(quán)利要求1所述的葉片，其特征在于，所述芯材為聚苯乙烯泡沫。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種竹質(zhì)乙烯基酯樹(shù)脂風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片。該葉片結(jié)構(gòu)包括殼體和腹板，殼體內(nèi)外表面為多方向玻璃纖維，中間結(jié)構(gòu)材料為條狀復(fù)合材料，芯材為聚苯乙烯泡沫。葉片殼體和腹板采用真空導(dǎo)入工藝進(jìn)行樹(shù)脂的灌輸，采用的結(jié)構(gòu)材料為通過(guò)重組竹加工工藝制得的竹質(zhì)復(fù)合材料，采用的樹(shù)脂為乙烯基酯樹(shù)脂。
文檔編號(hào)F03D11/00GK201835993SQ20102027077
公開(kāi)日2011年5月18日 申請(qǐng)日期2010年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月22日
發(fā)明者張旺, 杜瑛卓, 魏玉通 申請(qǐng)人:北京可汗之風(fēng)科技有限公司