專利名稱：一種竹質乙烯基酯樹脂風力發電機葉片的制作方法
技術領域：
一種竹質乙烯基酯樹脂風力發電機葉片技術領域[0001 ] 本實用新型涉及一種竹質乙烯基酯樹脂風力發電機葉片，尤其適用于安裝在并網 型風力發電機組上。
背景技術：
風能是一種來源于自然、無污染的綠色能源，深受世界各國重視。風力發電機組一 般由風輪、傳動系統、控制系統、發電機等部分組成。其中，風輪葉片是風力機組的關鍵部 件。傳統風力發電機葉片是一個復合材料制成的薄殼結構，一般由殼體和腹板等部分組成。傳統的葉片生產一般采用開模工藝，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量分布均勻，這就促使葉片生產工藝由開模工藝向閉模工藝發展。采 用閉模工藝，如真空導入法更容易精確控制樹脂含量，從而保證復合材料葉片質量分布的 均勻性，并可提高葉片的質量穩定性。近幾年，葉片生產企業普遍采用環氧樹脂生產葉片，為了加快固化時間，一般在模 具中內置復雜的加熱系統，如鋪設流體加熱管路或電熱布等。傳統的環氧樹脂熱固化溫度 較高，一般為70°C -90°C，固化時間一般為6-9小時，不僅增加了葉片的生產成本，還降低了 葉片的生產效率。改用乙烯基酯樹脂來生產葉片，在常溫下可完全固化，從而可省去模具中 的加熱系統或使固化溫度降至更低，從而優化了葉片生產的工藝，降低了葉片生產成本。葉片材料的選擇，決定風力機組運行性能，同時也是影響葉片成本的關鍵性因素。 目前世界上制造葉片的主要材料為玻璃纖維，是葉片結構的主體，也是葉片重量的主要部 分。用玻璃纖維生產葉片，雖然能夠滿足葉片的力學性能要求，但成本較高，而且葉片廢棄 后不能夠降解，不能回收利用，造成了環境污染。尋求一種性價比更高，且能滿足葉片強度 要求的材料，是降低葉片成本的有效途徑。發明內容本實用新型目的是生產一種竹質乙烯基酯樹脂風力發電機葉片。該葉片結構包括 殼體和腹板，殼體內外表面為多方向玻璃纖維，中間結構材料為條狀復合材料，芯材為聚苯 乙烯泡沫。葉片殼體和腹板采用真空導入工藝進行樹脂的灌輸，采用的中間結構材料為竹 質復合材料，且采用的樹脂為乙烯基酯樹脂。所述葉片殼體和抗剪腹板導入的樹脂為乙烯基酯樹脂，在常溫下可完全固化，省 去了葉片生產模具中復雜的加熱系統。解決了應用傳統樹脂生產葉片，固化溫度高，固化時 間長，需要復雜的加熱系統這一問題。運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性能的要求。用竹材來生產葉片，有效的降低了葉片成 本，在葉片廢棄后可回收利用，利于環境保護。
通過下文中的參照附圖所進行的描述部分，能夠更好的理解所有上述特征，所述附圖為圖1為所述風力發電機葉片的三維視圖；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為真空導入工藝流程圖；圖6為真空導入工藝管路布置圖；圖7為圖6真空導入工藝管路布置圖D部分放大圖；圖8為圖6真空導入工藝管路布置圖E部分放大圖。
具體實施方式
圖1所示為風力發電機葉片的三維視圖，包括殼體1和腹板2。如圖2、圖3和圖4所示，葉片殼體1中包含條狀竹質復合材料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外兩側 為玻璃纖維復合材料5。如圖4所示，葉片殼體內不使用竹質復合材料的位置，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的內表面、外表面含有多方向玻璃纖維復合材料5，通過真空導 入樹脂工藝使多方向玻璃纖維復合材料5附著于竹質復合材料3的內外兩側，以增強殼體 的整體性能。真空導入工藝流程如圖5 Sl 材料準備，包括竹材的準備，玻璃纖維布的套裁。S2 模具準備，包括模具的清潔、擦拭以及涂脫模劑。S3:竹材等增強材料的鋪放，在模具內鋪放玻璃纖維布、竹材、巴沙木和PVC這類 增強材料。S4 真空袋鋪設，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分鐘內真空度變化小于0. 003MPa。S6 樹脂導入，將樹脂沿著預設的管路(如圖6所示)壓入鋪層材料，使樹脂浸透 所有鋪層材料。S7 固化，在常溫下使樹脂完全固化。S8 抗剪腹板與殼體粘接，定位并粘接抗剪腹板，殼體粘接部位涂結構膠。S9:合模后固化，借助翻轉機構，將上下兩個模具合模，進行樹脂的后固化。SlO 脫模，將上下兩個模具分離，得到葉片制品。真空導入工藝采用的乙烯基酯樹脂是由環氧樹脂和不飽和酸通過開環加成反應 而制得的一種熱固性樹脂。采用的不飽和酸為甲基丙烯酸，采用的環氧樹脂為雙酚A型環 氧樹脂。采用苯乙烯作為稀釋劑，一方面可以降低樹脂粘度，增加樹脂流動性，另一方面對 樹脂體系具有增強作用。乙烯基酯樹脂分子鏈兩端的雙鍵極其活潑，使得乙烯基酯樹脂能 迅速固化，脂鍵兩邊的甲基具有不易水解的特性，可起到保護作用。所述乙烯基酯樹脂含脂 鍵量少，具有良好的耐堿性，較多的仲羥基可以改善對鋪層材料的濕潤性與粘接性，提高了層合制品的力學強度。乙烯基酯樹脂僅在分子兩端交連，分子鏈在應力作用下可以伸長，以 吸收外力或沖擊，表現出耐微裂紋或開裂的特性，具有很好的抗疲勞性能。真空導入工藝樹脂導入管路采用3條葉根徑向注膠管和包含主注膠管在內的5條 軸向注膠管。真空導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， 如圖7所示，首先打開注膠口 11，開始樹脂的澆注；，當樹脂將鋪層材料浸潤透徹且超過第 2根葉根徑向注膠管IOOmm時，打開注膠口 12 ；當樹脂將鋪層材料浸潤透徹且超過第3根葉 根徑向注膠管IOOmm時，打開注膠口 13，同時主注膠管開始灌輸樹脂；當樹脂將鋪層材料 浸潤透徹且超過從主注膠管向兩側數第1根輔助注澆管IOOmm時，打開注膠口 14 ；當樹脂 將鋪層材料浸潤透徹且超過從主注膠管向兩側數第2根輔助注澆管IOOmm時，打開注膠口 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，當葉尖鋪 層材料不能完全灌輸透徹時啟用。
權利要求1.一種竹質乙烯基酯樹脂風力發電機葉片，該葉片結構包括殼體和腹板，所述殼體內 外表面為多方向玻璃纖維，中間結構材料為條狀復合材料；葉片的所述殼體和所述腹板采 用真空導入工藝進行樹脂的灌輸；其特征在于，采用的中間結構材料為竹質復合材料，且采 用的樹脂為乙烯基酯樹脂。
2.如權利要求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不使用竹質復合材料的位置。
3.如權利要求1所述的葉片，其特征在于，所述芯材為聚苯乙烯泡沫。
專利摘要本實用新型涉及一種竹質乙烯基酯樹脂風力發電機葉片。該葉片結構包括殼體和腹板，殼體內外表面為多方向玻璃纖維，中間結構材料為條狀復合材料，芯材為聚苯乙烯泡沫。葉片殼體和腹板采用真空導入工藝進行樹脂的灌輸，采用的結構材料為通過重組竹加工工藝制得的竹質復合材料，采用的樹脂為乙烯基酯樹脂。
文檔編號F03D11/00GK201835993SQ20102027077
公開日2011年5月18日 申請日期2010年7月22日 優先權日2010年7月22日
發明者張旺, 杜瑛卓, 魏玉通 申請人:北京可汗之風科技有限公司