一種螺栓套預埋葉片葉根灌注方法與流程

2023-06-25 22:00:26

本發明涉及風力發電機葉片製作技術領域，特別是一種大型複合材料葉片的根部預埋

件灌注方法。

背景技術：

目前風力發電葉片，在製作過程中通常採用真空輔助模塑成型工藝。即體系在一定的負壓的條件下，膠液由外界注入到增強材料中，然後固化成型。其中膠液在使用前須進行脫泡處理，去除膠液中多餘的氣泡，保證製品的樹脂含量和製作質量，提高葉片的強度。隨著葉片直徑、長度和重量的增加，葉片根部連接所需的連接強度隨之增加，目前多採用預埋方式增加根部連接螺栓的根數，從而增加葉片的連接強度；但預埋件為實心體無法進行樹脂的導流，且位於玻纖布層中間增加了灌注的難度。目前生產上應用最廣泛的灌注方式為在預埋件末端沿圓周方向布置單管，該灌注方式因圓周方向單管灌注，預埋件縫隙間樹脂流動速度明顯高於玻纖布滲流速度，容易形成包流導致樹脂空洞，少數採用的灌注方式為在預埋件上展向布置單管，但流動區域較長，底部和面部流速不一致，同樣也會形成包流導致樹脂空洞；且預埋件區域樹脂流動不均勻，縫隙閉合後氣泡難以抽出容易出現預埋件樹脂空洞缺陷，該兩種缺陷大大降低了葉根預埋件的連接強度。

真空灌注工藝是指體系在一定的負壓的條件下，膠液由外界注入到增強材料中，然後固化成型。螺栓套預埋是指將葉根連接件之一螺栓套（內螺紋）在葉片殼體鋪層工序中預鋪，隨殼體玻纖布一同灌注成型，該工藝增強了葉片同主機連接強度。

現有技術中，公開號為cn105058816a的發明專利申請公開了一種風電葉片真空灌注抽氣設置，包括設置在風電葉片翻邊處的透氣棉、設置在所述透氣棉上的用導流網包裹的纏繞管以及設置在所述風電葉片上的真空口，其中所述真空口處依次覆蓋vap半透膜、透氣棉和導流網三層結構；所述三層結構連接至模具抽氣口。公開號為cn104015375a的發明專利申請公開了一種大厚度區域複合材料製品灌注成型方法，通過在成型工藝中增設支撐平臺和隔離板，分離注膠管與複合材料增強織物鋪層之間的接觸，降低樹脂在灌注過程中初期的流速，以避免樹脂「衝擊式」進入增強織物內部，使樹脂與增強織物之間有充分的浸潤時間，從而減少浸潤不良和含膠不足的情況發生。在複合材料增強織物鋪層表面鋪放分散性較強的導流介質形成剝離層可收集樹脂中通過支撐平臺和隔離板分散析出的氣泡，並使氣泡進一步變小，易被抽走，而達到解決製品灌注發白缺陷的目的。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是，提供一種螺栓套預埋葉片葉根灌注方法，其能解決因樹脂流速不均導致預埋葉片葉根區域樹脂空洞問題，增強了葉根連接強度。

本發明的技術方案是：一種螺栓套預埋葉片葉根灌注方法，包括如下步驟：準備模腔的步驟；鋪設下玻纖布的步驟；鋪設連續氈的步驟；鋪設預埋件的步驟；鋪設上玻纖布的步驟；鋪設導流網的步驟；布置注膠管的步驟；放置抽氣袋的步驟；灌注膠液的步驟。

在預埋件底部下面放置連續氈，預埋件及上玻纖布上面鋪設導流網一和注膠管；導流網一起點距預埋件起點0～300mm，導流網一長度1.5～2m；導流網一圓周方向分為3段：後緣導流網、中段導流網、前緣導流網；所述後緣導流網、中段導流網、前緣導流網間開設寬度為30～150mm的樹脂減速帶；注膠管沿預埋件長度方向布置；注膠管距離導流網一邊緣樹脂減速帶0～300mm，距離導流網一起點和終點的距離為0～100mm。

在導流網一上方的葉根和前緣、後緣放置抽氣袋。

預埋件和導流網一克重160～250g/㎡。

抽氣袋包括高分子單向透氣膜、導流網二、袋膜和密封膠帶，高分子單向透氣膜和袋膜由密封膠帶密封邊緣，導流網二放置在高分子單向透氣膜和袋膜中間；抽氣袋上開設觀察窗。

連續氈下面為下玻纖布；在灌注過程中，上玻纖布使用導流網一導流滲透，下玻纖布使用連續氈導流。

本發明在灌注過程中，因注膠管沿預埋件長度方向布置，導流網覆蓋整個預埋件安裝區域，且圓周方向分為3段，3段導流網間開設寬度為30～150mm的樹脂減速帶；因此樹脂會整體覆蓋預埋件，同步填充預埋件間隙；因設有樹脂減速帶，樹脂會在此處降低前鋒流動速度，增加樹脂向下方的滲流，充分浸透預埋件下方玻纖布。抽氣袋上開設觀察窗，可保證有效的觀察樹脂的流動位置，並可根據樹脂充滿觀察窗的情況確定開關注膠管的時機，保證預埋件上下面玻纖布的有效浸潤，避免包流形成樹脂空洞。在樹脂充滿抽氣袋觀察窗時依次開啟其餘注膠管將預埋件和玻纖布浸透；且因預埋件上方抽氣袋的作用，會充分將預埋件間的樹脂氣泡排出。本發明有效地解決了因樹脂流速不均導致預埋葉片葉根區域樹脂空洞的問題，進一步增強了葉根連接強度。本發明在預埋件灌注方面使用廣泛，在不同直徑和不同型號的預埋型葉片上均可使用。

附圖說明

圖1為本發明實施例的灌注系統及灌注方法示意圖；

圖2為本發明實施例的抽氣袋及製作方法示意圖；

圖3為本發明實施例的灌注系統流道布置示意圖；

其中：101—下玻纖布、102—連續氈、103—預埋件、104—上玻纖布、105—導流網一、106—抽氣袋、107—注膠管、201—高分子單向透氣膜、202—密封膠帶、203—導流網二、204—袋膜、301—後緣導流網、302—中段導流網、303—前緣導流網、304—注膠管、305—樹脂減速帶。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做具體說明。

請參考圖1，灌注系統及灌注方法。整個灌注系統主要是由下玻纖布101、連續氈102、預埋件103、上玻纖布104、導流網一105、抽氣袋106、注膠管107組成。上玻纖布和下玻纖布分別位於預埋件的上面和下面。連續氈放置在預埋件和下玻纖布之間，預埋件及上玻纖布上面鋪設導流網一和注膠管。抽氣袋放置在導流網一上面。在灌注過程中預埋件上面的上玻纖布使用導流網一導流滲透，預埋件下面的下玻纖布使用連續氈102導流。

請參考圖2，抽氣袋106及其製作方法。流道上方葉根和前、後緣放置抽氣袋106，抽氣袋106上開有觀察窗。抽氣袋106主要由高分子單向透氣膜201，導流網二203，袋膜204和密封膠帶202組成，高分子單向透氣膜201和袋膜由密封膠帶202密封邊緣，導流網二203放置在高分子單向透氣膜201和袋膜204中間。

導流網二在抽氣袋中起到了導氣的作用，高分子單向透氣膜只透氣不透膠；因導流網二密封在高分子單向透氣膜和袋膜中間，在抽氣過程中只能將樹脂中的氣泡抽走，而不會將樹脂抽走。

因抽氣袋不透明，無法觀察樹脂的流動；抽氣袋上開設觀察窗，可保證有效的觀察樹脂的流動位置，並可根據樹脂充滿觀察窗的情況確定開關注膠管的時機，保證預埋件上、下面玻纖布的有效浸潤，避免包流形成樹脂空洞。

請參考圖3，描述的是本發明灌注系統的流道的布置方法。導流網一分為3段：後緣導流網301、中段導流網302、前緣導流網303。中段區域注膠管304首先開啟，該區域使用中段導流網302和雙注膠管；可有效保證供膠量和樹脂滲透速度，3段導流網間設有樹脂減速帶305，可有效的降低樹脂前鋒的流動速度，增加樹脂滲透，提高灌注質量，避免樹脂空洞缺陷的出現。

本發明是一種大型複合材料葉片的根部預埋件灌注方法，主要對灌注流道和抽氣系統進行了改進。灌注系統，在預埋件實體底部放置連續氈，預埋件及上玻纖布層上面鋪設導流網一和注膠管；預埋件和上玻纖布上層導流網一克重160～250g/㎡，導流網一起點距預埋件起點0～300mm，長度1.5～2m；導流網一弦向分為3段，3段導流網（後緣導流網301、中段導流網302、前緣導流網303）間開設寬度為30～150mm的樹脂減速帶。注膠管沿預埋件長度方向布置；注膠管距離導流網一邊緣減速帶0～300mm，距離導流網一起點和終點的距離為0～100mm。抽氣系統，在流道布置完成後，流道上方葉根和葉片前緣、後緣放置抽氣袋，抽氣袋上開有觀察窗。

本發明在預埋件灌注方面使用廣泛，在不同直徑和不同型號的預埋型葉片上均可使用。其使用流程為：模腔準備、玻纖鋪設、連續氈鋪設、預埋件鋪設、玻纖鋪設、導流網鋪設，注膠管路布置、抽氣袋放置、膠液灌注。將布置流道用的模腔準備好，先鋪設下玻纖布，在下玻纖布上面鋪設連續氈，連續氈上面鋪設預埋件，預埋件上面鋪設上玻纖布，在上玻纖布上面鋪設導流網一和布置注膠管，在導流網一上面放置抽氣袋；最後進行膠液灌注，在灌注過程中預埋件上面的上玻纖布使用導流網一導流滲透，預埋件下面的下玻纖布使用連續氈導流。

本發明在灌注過程中，因注膠管沿預埋件長度方向布置，導流網一覆蓋整個預埋件安裝區域，且圓周方向分為3段，3段導流網（後緣導流網301、中段導流網302、前緣導流網303）間開設寬度為30～150mm的樹脂減速帶；因此樹脂會整體覆蓋預埋件，同步填充預埋件間隙；因設有樹脂減速帶，樹脂會在此處降低前鋒流動速度，增加樹脂向下方的滲流，充分浸透預埋件下方玻纖布；在樹脂充滿抽氣袋觀察窗時依次開啟其餘注膠管將預埋件和玻纖布浸透；且因預埋件上方抽氣袋的作用，會充分將預埋件間的樹脂氣泡排出。

以上所述僅為本發明的優選實施例，並不用於限制本發明，本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。