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    重庆时时彩天涯论坛: 竹制复合材料风力机叶片及其真空灌输工艺.pdf

    关 键 词:
    复合材料 风力机 叶片 及其 真空 灌输 工艺
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    摘要
    申请专利号:

    CN200810018501.7

    申请日:

    2008.02.15

    公开号:

    CN101235797A

    公开日:

    2008.08.06

    当前法律状态:

    驳回

    有效性:

    无权

    法律详情: 发明专利申请公布后的驳回IPC(主分类):F03D 1/06公开日:20080806|||实质审查的生效|||公开
    IPC分类号: F03D1/06; F03D11/00; B29D31/00; B29C70/34; B29C70/54; B29C65/00; B29K311/14(2006.01)N; B29K309/08(2006.01)N 主分类号: F03D1/06
    申请人: 无锡瑞尔竹风科技有限公司
    发明人: 齐海宁; 王鹏飞; 董 雷
    地址: 214187江苏省无锡市惠山区洛社镇洛藕路无锡瑞尔竹风科技有限公司
    优先权:
    专利代理机构: 无锡市大为专利商标事务所 代理人: 曹祖良
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN200810018501.7

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2012.03.21|||2008.11.26|||2008.08.06

    法律状态类型:

    发明专利申请公布后的驳回|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明公开了一种竹制复合材料风力机叶片及其真空灌输工艺,按照本发明提供的技术方案,所述竹制复合材料风力发电机叶片,包括片状的上片与下片构成的叶片本体,其中叶片本体的根部设有叶根,叶片本体的顶端为叶尖,上片与下片通过合模粘结条粘合而成一体并使其围成空腔,在叶根和/或上片和/或下片内部填充有竹层积材,在叶片本体的叶片外边的底端边角处设有叶根预成型部件。该叶片通过准备设备材料、准备模具、铺放各种材料、布置管路、灌输及后续处理等各工序制得,本发明的叶片制造成本低廉,生产周期短,有利于环保,制造过程简单易于控制,原料易于取得。

    权利要求书

    权利要求书
    1、  一种竹制复合材料风力发电机叶片,包括片状的上片(2)与下片(3)构成的叶片本体,其中叶片本体的根部为叶根(1),叶片本体的顶端为叶尖(14),叶片本体的中部为叶中(11),上片(2)与下片(3)通过合模粘结条(10)粘合成一体,并在上片(2)与下片(3)间形成空腔(4),其特征是:在叶根(1)和/或上片(2)和/或下片(3)内部填充有竹层积材(5),在叶片本体靠近叶根(1)的部位设置叶根预成型部件(9)。

    2、  如权利要求1所述的竹制复合材料风力发电机叶片,其特征是:在叶根(1)、上片(2)和下片(3)内部均填充有竹层积材(5)。

    3、  如权利要求1所述的竹制复合材料风力发电机叶片,其特征是:上片(2)与下片(3)均包括外玻璃钢层(6)与内玻璃钢层(7),外玻璃钢层(6)与内玻璃钢层(7)之间为基体材料层(8),在对应于叶中(11)处的基体材料层(8)内填充有竹层积材(5),在叶中(11)两侧的叶片外边(12)与叶片内边(13)的外玻璃钢层(6)与内玻璃钢层(7)之间以及竹层积材(5)之间均为基体材料层(8)。

    4、  权利要求1~3任意一项所述竹制复合材料风力发电机叶片的真空灌输工艺,其特征是该工艺包含如下步骤:
    第一步:制备叶片本体的叶根预成型部件
    1a、根据叶片叶根曲率较大部分的形状、尺寸,划分为若干块,制成叶根预成型部件的模具,去除该模具表面杂物,依次用洁模剂、脱模剂擦模具表面,在叶根预成型部件的模具的法兰边一周粘结密封胶带;
    1b、在步骤a的模具上铺放脱模布,在脱模布上面并排紧密铺放多层竹片层,在竹片层上再铺放脱模布形成竹制铺层,在竹制铺层上面布置灌输基体材料管路和导流网;
    1c、将真空袋与模具用密封胶带粘结,使竹制铺层、脱模布和导流网形成的铺层置于一个密闭的空间,并对真空袋内抽气,使得真空袋内压力为-0.9~-0.6atm;
    1d、通过灌输基体材料管路向模具内灌输基体材料后4~5小时,在20~30℃条件下固化、脱膜,经表面处理形成叶根预成型部件;
    第二步:制备叶片本体及叶根
    2a、准备两个相互配合的阴模,去除模具表面杂物后用洁模剂、脱模剂擦拭模具表面;
    2b、贴密封胶带:在模具法兰面一整周贴密封胶带;
    2c、在贴密封胶带后的模具表面铺设玻璃布;
    2d、在玻璃布上铺设竹层积材及叶根预成型部件,使得竹层积材的长度方向与模具的长度一致;
    2e、在竹层积材上面再铺设玻璃布;
    2f、在铺设于竹层积材上的玻璃布上再依次铺设脱模布和导流网;
    2g、在铺放好脱模布和导流网的铺层上面布置灌输管路;
    2h、将真空袋与模具用密封胶带粘结,使依次放置的玻璃布、竹层积材、玻璃布、脱模布和导流网形成的铺层置于一个密闭的空间,并对真空袋内抽气,使得真空袋内压力为-0.9~-0.6atm;
    2i、通过灌输管路向真空袋内灌输基体材料,灌输完毕静置使其固化;
    2j、固化完毕后进行脱模,除去导流网、脱模布和密封胶带,得到两块相互配合的上片成品与下片成品;
    2k、将上片成品、下片成品拼装、粘结成一整体形成完整叶片成品。

    5、  如权利要求4所述的竹制复合材料风力机叶片真空灌输工艺,其特征是:步骤1b中所述的竹片层为由若干层厚度为0.5~2mm的竹片堆积粘结形成的总厚度为30~35mm的片状材料。

    6、  如权利要求4所述的竹制复合材料风力机叶片真空灌输工艺,其特征是:步骤1c的真空袋内压力控制在:-0.8~-0.7atm。

    7、  如权利要求4所述的竹制复合材料风力机叶片真空灌输工艺,其特征是:步骤2j得到的半成品在粘结成一体之前再经后固化工序处理,后固化温度控制在60~90℃,后固化时间控制在5~10小时。

    8、  如权利要求4所述的竹制复合材料风力机叶片真空灌输工艺,其特征是:步骤1d和2i所述的基体材料为环氧树脂及与之匹配的固化剂的混合物,环氧树脂与固化剂的重量配比100∶(33~37)。

    9、  如权利要求4所述的竹制复合材料风力机叶片真空灌输工艺,其特征是:步骤2h中真空袋内压力控制在:-0.8~-0.7atm。

    说明书

    说明书竹制复合材料风力机叶片及其真空灌输工艺
    技术领域
    本发明公开了一种竹制复合材料风力机叶片,并且公开了一种竹制复合材料风力机叶片的真空灌输工艺。
    背景技术
    目前,世界上绝大多数风力发电设备使用的叶片均采用以玻璃钢为主要结构体,但是对于长度超过30米的叶片,通常需要加入昂贵的碳纤维才能弥补材料刚度上的不足,这无疑增加了生产制造的成本,生产周期长,并且这种叶片制造过程中出现的废品以及使用后损坏的损毁品均不易于回收,随意丢弃必将造成环境污染,使得合理处置这些废品以及损毁品需要花费较大的人力和物力。
    发明内容
    本发明的目的是克服现有技术中存在的不足,提供一种制造成本低廉、生产周期短、有利于环保的竹制复合材料风力发电机叶片。
    本发明的另一目的则是提供一种上述竹制复合材料风力发电机叶片的真空灌输工艺。
    按照本发明提供的技术方案,所述叶片本体包括片状的上片与下片,其中叶片本体的根部设有叶根,叶片本体的顶端为叶尖,叶片本体的中部为叶中,上片与下片通过合模粘结条粘合而成一体并使其围成空腔,在叶根和/或上片和/或下片内部填充有竹层积材,在叶片本体靠近叶根的部位设置叶根预成型部件。
    竹层积材,即数十片竹片通过粘结材料粘结在一起,经过压实后,切割形成的长条状物体。
    在叶根、上片和下片内部均填充有竹层积材。上片与下片均包括外玻璃钢层与内玻璃钢层,外玻璃钢层与内玻璃钢层之间为基体材料层,在位于叶中位置的基体材料层内填充有竹层积材,在叶中两侧的叶片外边与叶片内边的外玻璃钢层与内玻璃钢层之间以及竹层积材之间均为基体材料层。
    所述基体材料,在玻璃钢中,它的功能是把玻璃纤维粘合在一起。我们工艺中所用的基体材料即为环氧树脂与固化剂的混合,也可以简称基体树脂。
    所述合模粘结条,即在上下两半叶片合模时,在两叶片粘结缝隙处,帖于内部的有一定宽度的部件,用于增强粘结处的强度。该部件预先按照粘结处的形状制造。
    其中上片与下片的叶根部分曲率较大区域先期预制成型,称为叶根预成型部件,然后再铺入模具与其它部分一起灌输成为叶片整体。所谓叶根预成型部件,即为将曲率较大不宜铺层的部分分割成若干个部分,分别制造模具灌输成所需的弯曲形状。
    叶片的主要原材料为竹材。在竹层的外边均为玻璃钢层,即,整个叶片的大部分截面材料均为两层玻璃钢层中间夹一层竹层的“三明治”结构。个别位置为纯玻璃钢结构。所有的铺层材料铺入叶片的模具中,通过向内灌输基体材料之后在真空状态下固化成型而成。
    两半模具分别灌输成型,最后通过叶片生产设备合模粘结而成整个叶片。其中在叶片内部合模处贴有粘结条以保证叶片整体强度。
    上述的竹制复合材料风力发电机叶片的真空灌输工艺包含如下步骤:
    第一步:制备叶片本体的叶根预成型部件
    1a、根据叶片叶根曲率较大部分的形状、尺寸,划分为若干块,制成叶根预成型部件的模具,去除该模具表面杂物,依次用洁模剂、脱模剂擦模具表面,在叶根预成型部件的模具的法兰边一周粘结密封胶带;
    1b、在步骤1a的模具上铺设脱模布,在脱模布上面并排紧密铺放多层竹片层,在竹片层上再铺放脱模布形成竹制铺层,在竹制铺层上面布置灌输基体材料的管路和导流网;
    1c、将真空袋与模具用密封胶带粘结,使竹制铺层、脱模布和导流网形成的铺层置于一个密闭的空间,并对真空袋内抽气,使得真空袋内压力为-0.9~-0.6atm;
    1d、通过灌输基体材料管路向模具内灌输基体材料后4~5小时,在20~30℃条件下固化、脱膜,经表面处理形成叶根预成型部件;
    第二步:制备叶片本体及叶根
    2a、准备两个相互配合的阴模,去除模具表面杂物后用洁模剂、脱模剂擦拭模具表面;
    2b、贴密封胶带:在模具法兰面一整周贴密封胶带;
    2c、在贴密封胶带后的模具表面铺设玻璃布;
    2d、在玻璃布上铺设竹层积材及在叶根部分铺设叶根预成型部件,使得竹层积材的长度方向与模具的长度一致;
    2e、在竹层积材上面再铺设玻璃布;
    2f在铺设于竹层积材上的玻璃布上再依次铺设脱模布和导流网;
    2g、在铺放好脱模布和导流网的铺层上面布置灌输管路;
    2h、将真空袋与模具用密封胶带粘结,使依次放置的玻璃布、竹层积材、玻璃布、脱模布和导流网形成的铺层置于一个密闭的空间,并对真空袋内抽气,使得真空袋内压力为-0.9~-0.6atm;
    2i、通过灌输管路向真空袋内灌输基体材料,灌输完毕静置使其固化;
    2j固化完毕后进行脱模,除去导流网、脱模布和密封胶带,得到两块相互配合的上片成品与下片成品;
    2k、将上片成品、下片成品拼装、粘结成一整体形成完整叶片成品。
    步骤1b中所述的竹片层为由若干层厚度为0.5~2mm的竹片堆积粘结形成的总厚度为30~35mm的片状材料。
    步骤1c的真空袋内压力控制在:-0.8~-0.7atm。
    步骤2j得到的半成品在粘结成一体之前再经后固化工序处理,后固化温度控制在60~90℃,后固化时间控制在5~10小时。
    步骤1d和2i所述的基体材料为环氧树脂及与之匹配的固化剂的混合物。二者的重量配比可以参照出厂要求配比。
    步骤2h中真空袋内压力控制在:-0.8~-0.7atm。
    最后,步骤h中真空袋内压力控制在:-0.8~-0.7atm。
    本发明的叶片制造成本低廉,生产周期短,有利于环保,制造过程简单易于控制,原料易于取得。
    附图说明
    图1是本发明的叶片整体结构示意图。
    图2是本发明的A-A剖视图。
    具体实施方式
    下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
    实施例1
    第一步:制备叶片本体的叶根预成型部件
    1a、根据叶片叶根曲率较大部分的形状、尺寸,划分为若干块,制成叶根预成型部件的模具,去除该模具表面杂物,依次用洁模剂、脱模剂擦模具表面,在叶根预成型部件的模具的法兰边一周粘结密封胶带;
    1b、在步骤1a的模具上铺放脱模布,在脱模布上面并排紧密铺放多层竹片层,在竹片层上再铺放脱模布形成竹制铺层,在竹制铺层上面布置灌输基体材料管路和导流网;
    1c、将真空袋与模具用密封胶带粘结,使竹制铺层、脱模布和导流网形成的铺层置于一个密闭的空间,并对真空袋内抽气,使得真空袋内压力为-0.9atm;
    1d、通过灌输基体材料管路向模具内灌输由环氧树脂及与之匹配的固化剂的混合物构成的基体材料后4小时,在20℃条件下固化、脱膜,经表面处理形成叶根预成型部件,其中环氧树脂与固化剂的重量配比100∶33,而且环氧树脂可以选用Thailand公司生产的型号为YD535LV的环氧树脂,固化剂可以选用Thailand公司生产的型号为TH7257的固化剂;
    第二步:制备叶片本体及叶根
    2a、准备两个相互配合的阴模,去除模具表面杂物后用洁模剂、脱模剂擦拭模具表面;
    2b、贴密封胶带:在模具法兰面一整周贴密封胶带;
    2c、在贴密封胶带后的模具表面铺设玻璃布,该玻璃布工艺完成后成为内玻璃钢层7;
    2d、在玻璃布上铺设竹层积材及在叶根部分铺设叶根预成型部件,使得竹层积材的长度方向与模具的长度一致;
    2e、在竹层积材上面再铺设玻璃布,该玻璃布工艺完成后成为外玻璃钢层6;
    2f、在铺设于竹层积材上的玻璃布上再依次铺设脱模布和导流网;
    2g、在铺放好脱模布和导流网的铺层上面布置灌输管路,该灌输管路最好为螺旋状;
    2h、将真空袋与模具用密封胶带粘结,使依次放置的玻璃布、竹层积材、玻璃布、脱模布和导流网形成的铺层置于一个密闭的空间,并对真空袋内预抽真空,使得真空袋内压力为-0.9atm;
    2i、通过灌输管路向真空袋内灌输预先混合好的环氧树脂基体材料,环氧树脂与固化剂的重量配比为100∶35,灌输完毕静置使其固化;
    2j固化完毕后进行脱模,除去导流网、脱模布和密封胶带,得到两块相互配合的上片成品与下片成品;
    2k、将上片成品、下片成品以及内部构件通过叶片生产设备合模粘结成一整体。
    制得的竹制复合材料风力发电机叶片,包括片状的上片2与下片3构成的叶片本体,其中包括叶根部分1及叶尖部分14,上片2与下片3通过合模粘结条10粘合而成一体并使其围成空腔4,在叶根1、上片2和下片3内部填充有竹层积材5,上片2与下片3均包括外玻璃钢层6与内玻璃钢层7,在位于叶中11位置的基体材料层8内填充有竹层积材5,在叶中11两侧的叶片外边12与叶片内边13的外玻璃钢层6与内玻璃钢层7之间以及竹层积材5之间充满灌输的基体材料8,整个固化成为一体,其中叶根部分1有一部分曲率较大位置铺设的是一组预先制造好的叶根预成型部件9,该叶根预成型部件9与其它铺层材料一起铺设,然后灌输成为一个整体。上、下两片叶片通过合模粘结条10粘合而成。
    通过此工艺成型的叶片,竹材与树脂灌输后,受压时的屈服强度达到120Mpa,模量达到28Gpa,受拉时屈服强度达到180Mpa,模量达到28Gpa。剪切屈服强度为7.396Mpa。
    单纯玻璃布灌输得到的玻璃钢的受压屈服强度最大为300Mpa。
    实施例2
    第一步:制备叶片本体的叶根预成型部件
    1a、根据叶片叶根形状、尺寸制成叶根预成型部件的模具,去除该模具表面杂物,依次用洁模剂、脱模剂擦模具表面,在叶根预成型部件的模具的法兰边一周粘结密封胶带;
    1b、在步骤1a的模具上铺放脱模布,在脱模布上面并排紧密铺放多层竹片层,在竹片层上再铺放脱模布形成竹制铺层,在竹制铺层上面布置灌输基体材料管路和导流网;
    1c、将真空袋与模具用密封胶带粘结,使竹制铺层、脱模布和导流网形成的铺层置于一个密闭的空间,并对真空袋内抽气,使得真空袋内压力为-0.6atm;
    1d、通过灌输基体材料管路向模具内灌输由环氧树脂及与之匹配的固化剂的混合物构成的基体材料后5小时,在30℃条件下固化、脱膜,经表面处理形成叶根预成型部件,其中环氧树脂与固化剂的重量配比100∶37,而且,环氧树脂可以选用Yingshui即盈水公司生产的型号为YD535的环氧树脂,固化剂可以选用Yingshui即盈水公司生产的型号为TH7253的固化剂;
    第二步:制备叶片本体及叶根
    2a、准备两个相互配合的阴模,去除模具表面杂物后用洁模剂、脱模剂擦拭模具表面;
    2b、贴密封胶带,在模具法兰面一整周贴密封胶带;
    2c、在贴密封胶带后的模具表面铺设玻璃布,该玻璃布工艺完成后成为内玻璃钢层7;
    2d、在玻璃布上铺设竹层积材及在叶根部分铺设叶根预成型部件,使得竹层积材的长度方向与模具的长度一致;
    2e、在竹层积材上面再铺设玻璃布,该玻璃布工艺完成后成为外玻璃钢层6;
    2f、在铺设于竹层积材上的玻璃布上再依次铺设脱模布和导流网;
    2g、在铺放好脱模布和导流网的铺层上面布置灌输管路,该灌输管路最好为螺旋状;
    2h、将真空袋与模具用密封胶带粘结,使依次放置的玻璃布、竹层积材、玻璃布、脱模布和导流网形成的铺层置于一个密闭的空间,并对真空袋内抽气,使得真空袋内压力为-0.8atm;
    2i、通过灌输管路向真空袋内灌输预先混合好的环氧树脂基体材料,环氧树脂与固化剂的重量配比为100∶33,灌输完毕静置使其固化;
    2j固化完毕后进行脱模,除去导流网、脱模布和密封胶带,得到两块相互配合的上片成品与下片成品,将制得的上片成品与下片成品进行后固化工序处理,后固化温度控制在60℃,后固化时间控制在10小时。
    2k、将上片成品、下片成品与一些内部构件拼装、粘结成一整体。
    制得的竹制复合材料风力发电机叶片,包括片状的上片2与下片3构成的叶片本体与叶根1,叶片本体的顶端为叶尖14,上片2与下片3通过合模粘结条10粘合而成一体并使其围成空腔4,在上片2和下片3内部填充有竹层积材5,其中,上片2与下片3均包括外玻璃钢层6与内玻璃钢层7,外玻璃钢层6与内玻璃钢层7之间为基体材料层8,在位于叶中11位置的基体材料层8内填充有竹层积材5,在叶中11两侧的叶片外边12与叶片内边13的外玻璃钢层6与内玻璃钢层7之间以及竹层积材5之间为基体材料。其中叶根部分1有一部分曲率较大位置铺设的是一组预先制造好的叶根预成型部件9,该叶根预成型部件9与其它铺层材料一起铺设,然后灌输成为一个整体。上、下两片叶片通过合模粘结条10粘合而成。
    通过此工艺成型的叶片,竹材与树脂灌输后,受压时的屈服强度达到124Mpa,模量达到30Gpa,受拉时屈服强度达到185Mpa,模量达到30Gpa。剪切屈服强度为7.426Mpa。
    单纯玻璃布灌输得到的玻璃钢得受压屈服强度最大为300Mpa。
    实施例3
    第一步:制备叶片本体的叶根预成型部件
    1a、根据叶片叶根曲率较大部分的形状、尺寸,划分为若干块,制成叶根预成型部件的模具,去除该模具表面杂物,依次用洁模剂、脱模剂擦模具表面,在叶根预成型部件的模具的法兰边一周粘结密封胶带;
    1b、在步骤1a的模具上铺放脱模布,在脱模布上面并排紧密铺放多层竹片层,在竹片层上再铺放脱模布形成竹制铺层,在竹制铺层上面布置灌输基体材料管路和导流网;
    1c、将真空袋与模具用密封胶带粘结,使竹制铺层、脱模布和导流网形成的铺层置于一个密闭的空间,并对真空袋内抽气,使得真空袋内压力为-0.8atm;
    1d、通过灌输基体材料管路向模具内灌输由环氧树脂及与之匹配的固化剂的混合物构成的基体材料后4.2小时,在22℃条件下固化、脱膜,经表面处理形成叶根预成型部件,其中环氧树脂与固化剂的重量配比100∶34,而且,环氧树脂可以选用Yingshui即盈水公司生产的型号为YD535的环氧树脂,固化剂可以选用Yingshui即盈水公司生产的型号为TH7254的固化剂;
    第二步:制备叶片本体及叶根
    2a、准备两个相互配合的阴模,去除模具表面杂物后用洁模剂、脱模剂擦拭模具表面;
    2b、贴密封胶带:在模具法兰面一整周贴密封胶带;
    2c、在贴密封胶带后的模具表面铺设玻璃布与第一步制备的叶根预成型部件,该玻璃布工艺完成后成为内玻璃钢层7;
    2d、在玻璃布上铺设竹层积材及在叶根部分铺设叶根预成型部件,使得竹层积材的长度方向与模具的长度一致;
    2e、在竹层积材上面再铺设玻璃布,该玻璃布工艺完成后成为外玻璃钢层6;
    2f、在铺设于竹层积材上的玻璃布上再依次铺设脱模布和导流网;
    2g、在铺放好脱模布和导流网的铺层上面布置灌输管路,该灌输管路最好为螺旋状;
    2h、将真空袋与模具用密封胶带粘结,使依次放置的玻璃布、竹层积材、玻璃布、脱模布和导流网形成的铺层置于一个密闭的空间,并对真空袋内抽气,使得真空袋内内压力为-0.7atm;
    2i、通过灌输管路向真空袋内灌输预先混合好的环氧树脂基体材料,环氧树脂与固化剂的重量配比为100∶36,灌输完毕静置使其固化;
    2j、固化完毕后进行脱模,除去导流网、脱模布和密封胶带,得到两块相互配合的上片成品与下片成品,将制得的上片成品与下片成品行后固化工序处理,后固化温度控制在90℃,后固化时间控制在5小时。
    2k、将上片成品、下片成品与内部构件拼装、粘结成一整体。
    制得的竹制复合材料风力发电机叶片,包括片状的上片2与下片3构成的叶片本体与叶根1,叶片本体的顶端为叶尖14,上片2与下片3通过合模粘结条10粘合而成一体并使其围成空腔4,在上片2和下片3内部填充有竹层积材5,其中,上片2与下片3均包括外玻璃钢层6与内玻璃钢层7,外玻璃钢层6与内玻璃钢层7之间为基体材料层8,在位于叶中11位置的基体材料层8内填充有竹层积材5,在叶中11两侧的叶片外边12与叶片内边13的外玻璃钢层6与内玻璃钢层7之间以及竹层积材5之间均为基体材料层8,其中叶根部分1有一部分曲率较大位置铺设的是一组预先制造好的叶根预成型部件9,该叶根预成型部件9与其它铺层材料一起铺设,然后灌输成为一个整体。上、下两片叶片通过合模粘结条10粘合而成。
    通过此工艺成型的叶片,竹材与树脂灌输后,受压时的屈服强度达到110Mpa,模量达到25Gpa,受拉时屈服强度达到180Mpa,模量达到29Gpa。剪切屈服强度为6.997Mpa。
    单纯玻璃布灌输得到的玻璃钢得受压屈服强度最大为300Mpa。
    实施例4
    第一步:制备叶片本体的叶根预成型部件
    1a、根据叶片叶根曲率较大部分的形状、尺寸,划分为若干块,制成叶根预成型部件的模具,去除该模具表面杂物,依次用洁模剂、脱模剂擦模具表面,在叶根预成型部件的模具的法兰边一周粘结密封胶带;
    1b、在步骤1a的模具上铺放脱模布,在脱模布上面并排紧密铺放多层竹片层,在竹片层上再铺放脱模布形成竹制铺层,在竹制铺层上面布置灌输基体材料管路和导流网;
    1c、将真空袋与模具用密封胶带粘结,使竹制铺层、脱模布和导流网形成的铺层置于一个密闭的空间,并对真空袋内抽气,使得真空袋内压力为-0.7atm;
    1d、通过灌输基体材料管路向模具内灌输由环氧树脂及与之匹配的固化剂的混合物构成的基体材料后4.5小时,在27℃条件下固化、脱膜,经表面处理形成叶根预成型部件,其中环氧树脂与固化剂的重量配比100∶36,而且,环氧树脂可以选用Yingshui即盈水公司生产的型号为YD535的环氧树脂,固化剂可以选用Yingshui即盈水公司生产的型号为TH7256的固化剂;
    第二步:制备叶片本体及叶根
    2a、准备两个相互配合的阴模,去除模具表面杂物后用洁模剂、脱模剂擦拭模具表面;
    2b、贴密封胶带:在模具法兰面一整周贴密封胶带;
    2c、在贴密封胶带后的模具表面铺设玻璃布与第一步制备的叶根预成型部件,该玻璃布工艺完成后成为内玻璃钢层7;
    2d、在玻璃布上铺设竹层积材及在叶根部分铺设叶根预成型部件,使得竹层积材的长度方向与模具的长度一致;
    2e、在竹层积材上面再铺设玻璃布,该玻璃布工艺完成后成为外玻璃钢层6;
    2f、在铺设于竹层积材上的玻璃布上再依次铺设脱模布和导流网;
    2g、在铺放好脱模布和导流网的铺层上面布置灌输管路,该灌输管路最好为螺旋状;
    2h、将真空袋与模具用密封胶带粘结,使依次放置的玻璃布、竹层积材、玻璃布、脱模布和导流网形成的铺层置于一个密闭的空间,并对真空袋内抽气,使得真空袋内压力为-0.8atm;
    2i、通过灌输管路向真空袋内灌输预先混合好的环氧树脂基体材料,环氧树脂与固化剂的重量配比为100∶35,灌输完毕静置使其固化;
    2j、固化完毕后进行脱模,除去导流网、脱模布和密封胶带,得到两块相互配合的上片成品与下片成品,将制得的上片成品与下片成品送进烤箱中进行后固化工序处理,后固化温度控制在75℃,后固化时间控制在8小时。
    2k、将上片成品、下片成品与一些内部构件拼装、粘结成一整体。
    制得的竹制复合材料风力发电机叶片,包括片状的上片2与下片3构成的叶片本体与叶根1,叶片本体的顶端为叶尖14,上片2与下片3通过合模粘结条10粘合而成一体并使其围成空腔4,在上片2和下片3内部填充有竹层积材5,其中,上片2与下片3均包括外玻璃钢层6与内玻璃钢层7,外玻璃钢层6与内玻璃钢层7之间为基体材料层8,在位于叶中11位置的基体材料层8内填充有竹层积材5,在叶中11两侧的叶片外边12与叶片内边13的外玻璃钢层6与内玻璃钢层7之间以及竹层积材5之间均为基体材料层8,其中叶根部分1有一部分曲率较大位置铺设的是一组预先制造好的叶根预成型部件9,该叶根预成型部件9与其它铺层材料一起铺设,然后灌输成为一个整体。上、下两片叶片通过合模粘结条10粘合而成。
    通过此工艺成型的叶片,竹材与树脂灌输后,受压时的屈服强度达到129Mpa,模量达到30Gpa,受拉时屈服强度达到186Mpa,模量达到30Gpa。剪切屈服强度为7.798Mpa。
    单纯玻璃布灌输得到的玻璃钢得受压屈服强度最大为300Mpa。
    而且本发明中,基体材料还可选用Yingshui即盈水公司生产的型号为YD535的环氧树脂及Yingshui即盈水公司生产的型号为TH7257的固化剂的的混合物。
    本发明由于外玻璃钢层6与内玻璃钢层7之间的基体材料层8中大量使用竹材填充物5,即可大大减少了玻璃布的使用,其主要优势在于:
    首先,采用我国优势资源毛竹作为原材料。在大型风力发电机叶片中,为了满足强度要求,除主要材料玻璃钢之外,还要加入碳纤维布。而碳纤维布不仅价格昂贵,而且供应量严重不足。使用毛竹作为叶片的主要结构体,加之合理的翼型设计,40米长以内的叶片完全可以避免使用碳纤维。
    其次,降低成本。避免使用昂贵的碳纤维布,因此降低了原材料的成本。同时竹质叶片生产效率高、初始投资低,并且所需生产人员少。从长远看来,竹质叶片减少了树脂的使用,而树脂是石油的副产品,这就降低了产品价格随原油价格波动的风险。
    再次,竹质叶片采用树脂灌输工艺,生产速度大约是玻璃钢叶片的两倍,而且需要更少的劳动力。
    最后,有利于环保。竹质叶片产品中大约有50~80%的重量是天然材料(竹材),对比于玻璃钢叶片,更加利于降解。

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