一种风电叶片叶根的铺层方法及其预埋泡沫条的制备方法与流程

1.本发明涉及风电叶片技术领域，尤其涉及一种风电叶片叶根的铺层方法及其预埋泡沫条的制备方法。


背景技术：

2.随着国家节能减排的政策推进，绿色环保能源是未来的重点发展方向，风能作为一种无污染、可再生的绿色发展能源有着巨大的发展潜力，特别是对沿海岛屿、边远山区，草原牧场以及远离电网和短期内电网难以到达的农村和边疆地区，作为解决生产和生活能源的一种可靠途径，有着十分重要的意义。风能具有能耗低、环保、储量大的优点，风能的利用方式通常是通过风电机组将风能转化成电能，以此通过风力来发电，而叶片是风电机组的核心部件之一，风力发电需要通过风电叶片来实现。
3.作为风电叶片的重要组成部分，叶片根部，尤其是叶根的预埋夹心结构为风电叶片提供了整体刚性、减轻了叶片的重量。现有技术中，有如下专利涉及叶片根部或叶根的预埋结构：1、专利号为“201911410241.2
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，专利名称为“一种风力发电机叶片预埋方法及结构”的发明专利，在末端密封后连接泡沫条形成螺栓泡沫条整体，螺栓泡沫条整体与两侧为圆弧形的楔形条依次间隔排列设置。该发明采用在螺栓套与泡沫条形成的整体两侧设置楔形条的方式，简化了风力发电机叶片的预埋结构，加快了成型效率且容易操作，提高了叶根连接螺栓的垂直度和同轴度，可提高风力发电机组与叶片之间的连接可靠性。
4.2、专利号为“202110182180.x”，专利名称为“叶根及叶片”的发明专利，叶根包括预埋螺套和单向件，相邻两个单向件夹持预埋螺套并包覆预埋螺套的外侧面，该专利可解决现场施工费时且容易造成内、外增强层的褶皱现象，可保证叶根的强度，提升施工效率。
5.但上述现有技术存在如下问题：1、在叶片根部，现有技术的预埋结构通常使用pvc泡沫条、楔形玻璃钢或预埋螺栓套配套使用，这种结构已经成为大型风电叶片叶根连接轮毂的主要结构形式；但pvc泡沫的生产周期长、生产成本高、生产厂家少，且pvc加工后的废料无法回收再利用。
6.2、在风电叶片的制作过程中，尤其叶根的制作过程中，需要铺层并进行真空灌注，现有技术的叶根结构没有设计易于均匀灌注的结构，极容易造成风电叶片叶根树脂灌注不均匀，导致抽气效果不佳，树脂浸润不良，造成叶根缺陷，影响风电叶片的质量和使用寿命。
7.3、在灌注过程中，叶根的灌注部件较厚，环氧树脂或者其它树脂的放热温度过高，将导致局部温度过高而使得pvc泡沫条受高温降解，泡沫条颜色变深，造成力学性能降低。
8.综上所述，如何设计一种可提高灌注均匀性的叶根铺层结构、铺层方法、可提高抽气效果和树脂浸润效果的预埋结构，是当下亟需解决的问题。


技术实现要素：

9.本发明为解决上述问题，提供了一种风电叶片叶根的铺层方法，通过在在泡沫条
的表面开设浅槽结构，可使得楔形拉挤条与泡沫条之间形成气态、液态通道，提高风电叶片真空灌注一体成型时的抽气效果和树脂浸润的均匀性。本发明还提供了一种风电叶片叶根预埋泡沫条的制备方法，可将不规则状的边角料小泡沫块进行热熔粘结成大泡沫块并切割成所需的泡沫条，可提高边角废料的利用率，减少生产成本，保护环境。
10.为达到上述目的，本发明提出如下技术方案：一种风电叶片叶根的铺层方法，包括如下步骤：s1：在模具上铺设玻纤布，玻纤布的铺设方式为单轴玻纤布和双轴玻纤布交底铺设；s2：在叶根区域铺设楔形拉挤板；s3：在相邻楔形拉挤板之间铺设泡沫条，在泡沫条的表面开设浅槽结构；泡沫条为热塑性的耐热材料；s4：将预先用玻纤布缠绕的预埋螺栓套固定于相邻楔形拉挤板之间；s5：再在布置好的楔形拉挤板、泡沫条和预埋螺栓套上铺设玻纤布且在玻纤布表面铺设导流网；s6：铺设辅材并进行真空灌注一体成型。
11.优选的，步骤s3中泡沫条表面的浅槽结构为一字浅槽、十字浅槽或锥形浅槽，通过浅槽结构使得楔形拉挤条与泡沫条之间形成气态、液态通道。
12.优选的，在泡沫条的表面沿周向均匀开始多个浅槽结构。
13.优选的，泡沫条由pet热塑性材料制成。
14.优选的，泡沫条的密度为60~300kg/m3。
15.优选的，泡沫条的密度80kg/m3、100kg/m3或150kg/m3。
16.一种风电叶片叶根预埋泡沫条的制备方法，对上述泡沫条进行制备，包括如下步骤：s1：将不规则状的边角料小泡沫块进行热熔粘结，并形成规则状的大泡沫块；s2：将大泡沫块进行冷却后，再将大泡沫块切割成所需形状的泡沫条。
17.优选的，步骤s1中的边角料小泡沫块的热熔粘结方式为：通过加热板进行非接触式热合。
18.优选的，加热板与边角料泡沫板之间的距离为1-6mm。
19.优选的，加热板的温度为250
°‑
550
°
，加热板与边角料泡沫板之间的烫熨时间为4s-10s、压合时间为20s-40s。
20.本发明有益效果是：1、本发明采用预埋泡沫条表面开浅槽的方式，可在楔形拉挤条与预埋泡沫条间形成气态、液态通道，同时采用真空灌注工艺一体成型方式，可减少风电叶片根部的缺陷，提高抽气效果，提高真空灌注时的树脂浸润度。
21.2、本发明中的泡沫条为pet泡沫条，可提升预埋泡沫条的耐热性，避免由于叶根部位玻纤铺层较厚而导致当预埋泡沫条在灌注过程中耐受120℃~140℃甚至以上的高温时，泡沫条发生颜色变化或损坏现象。
22.3、本发明通过非接触式热熔粘结方式对边角料小泡沫块进行回收再利用并形成大泡沫块，再根据需要切割成泡沫条，可提升泡沫的利用效率，使得边角料小泡沫块可回收
再利用，提高环保性和废物利用率。
附图说明
23.图1是现有技术中pvc材质泡沫条的pvc交联结构示意图。
24.图2是本发明实施例提供的pet材质泡沫条的pet线性及部分扩链结构示意图。
25.图3是本发明实施例提供的泡沫条和楔形拉挤板的结构示意图。
26.图4是本发明实施例一提供的泡沫条制备示意图。
27.图5是本发明实施例一提供的一字浅槽结构泡沫条的结构示意图。
28.图6是本发明实施例一提供的十字浅槽结构泡沫条的结构示意图。
29.图7是本发明实施例一提供的pet和pvc硬质泡沫在高温处理后的力学性能对比图。
30.图8是本发明实施例二提供的泡沫条制备示意图。
31.附图标记：泡沫条1、楔形拉挤板2、边角料小泡沫块3、十字浅槽4、一字浅槽5、热合焊接面6。
具体实施方式
32.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图1-8及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，而不构成对本发明的限制。
33.实施例一一种风电叶片叶根的铺层方法，包括如下步骤：s1：在模具上铺设玻纤布，玻纤布的铺设方式为单轴玻纤布和双轴玻纤布交底铺设。
34.s2：在叶根区域铺设楔形拉挤板2。
35.s3：在相邻楔形拉挤板2之间铺设泡沫条1，在泡沫条1的表面通过锯开设浅槽结构，泡沫条1表面的浅槽结构为如图5所示的一字浅槽5、如图4所示的十字浅槽4或锥形浅槽结构，通过浅槽结构使得楔形拉挤条与泡沫条1之间形成气态、液态通道；泡沫条1的表面沿周向均匀开始多个浅槽结构；当浅槽结构为一字浅槽5时，槽间距为20mm，槽宽为2mm、槽深为2mm；当浅槽结构为十字浅槽4时，槽间距为30mm，槽宽为2mm、槽深为1.2mm。
36.泡沫条1为热塑性的耐热材料，具体由pet热塑性材料制成；pet材质泡沫条的pet线性及部分扩链结构如图2所示，传统pvc材质泡沫条的pvc交联结构如图1所示；pet泡沫条1的密度为60~300kg/m3，优选为80kg/m3、100kg/m3或150kg/m3。如图7所示，当pvc材料受到高温影响时，将导致力学性能下降，而pet材料在高温条件下无影响。
37.s4：将预先用玻纤布缠绕的预埋螺栓套固定于相邻楔形拉挤板2之间；s5：再在布置好的楔形拉挤板2、泡沫条1和预埋螺栓套上铺设玻纤布且在玻纤布表面铺设导流网；s6：铺设辅材并进行真空灌注一体成型。
38.一种风电叶片叶根预埋泡沫条的制备方法，对上述泡沫条进行制备，包括如下步骤：
s1：将不规则状的边角料小泡沫块3进行热熔粘结，并形成规则状的大泡沫块；边角料小泡沫块3可以任意拼接，也可以有规律的拼接；边角料小泡沫块3的热熔粘结方式为：通过加热板进行非接触式热合；加热板与边角料泡沫板之间的距离为1-6mm；加热板的温度为250
°‑
550
°
，加热板与边角料泡沫板之间的烫熨时间为4s-10s、压合时间为20s-40s。
39.如图4所示，采用密度为100 kg/m3的边角料泡沫板3在宽度方向拼接成块状的大泡沫块4，采用非接触式热合方式拼接，加热板与泡沫板距离为 2mm；加热板的温度为450℃，烫熨时间为8s，压合时间为30s。
40.s2：将大泡沫块4进行冷却后，再将大泡沫块4切割成所需形状的泡沫条1。
41.实施例二本实施例与实施例一的区别在于，如图8所示，采用密度为80 kg/m3的边角料泡沫板3在长度方向拼接成块状的大泡沫块4，采用非接触式热合方式拼接，加热板与泡沫板的距离为3mm；加热板的温度为360℃，烫熨时间为6s，压合时间为25s；冷却后再将大泡沫块4加工切割成所需形状的泡沫条1。
42.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制。本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
43.以上本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。