专利名称：用于改进叶片生产的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于改进叶片生产的方法和装置，优选涉及用于改进风力涡轮机叶片 生产的方法和装置。
背景技术：
叶片的三维形状例如由许多层组成。这些层优选被堆叠，并由底座支撑。所述层可包含玻璃纤维片、巴尔沙木、气穴等。叶片像三明治一样被构建成复合结 构。使用支撑三维叶片结构的第一模具是已知。第二模具与第一模具连接，因而所得 到的模具系统封装该叶片。空气被抽出模具系统，而树脂和硬化剂的组合物被注入到模具 系统中。树脂和硬化剂渗透叶片的复合结构。树脂随后固化，因而在叶片制造过程期间主 要工作已完成。如果需要大量的话，树脂和硬化剂可提供在大的容器(例如所谓的“配合料容器” 或“中型散装容器，IBC”)中。如果生产大的风力涡轮机叶片，这些容器尤其被使用。这种 类型的叶片具有50米或甚至更大的典型长度。树脂/硬化剂混合物包含大量的微观气泡，而气体例如可从空气中被吸入。如果混合物例如通过所谓的“真空辅助树脂传递，VART"被注入到模具系统中，气 泡也在复合结构中聚集。经验已显示，气泡尤其聚集在组合物中最多孔的位置。例如，气泡 在玻璃纤维材料中聚集在纤维密度最低的位置。此外，气泡可能聚集在树脂/硬化剂混合物注入到模具系统所在入口附近。这在铸造的叶片结构中导致大量的小空穴形成，这削弱了叶片的结构。另外，如果气泡聚集在叶片表面附近，则叶片的表面将变得更多孔，且对环境影响 更敏感。因而，叶片的使用寿命降低。要对完成后的叶片进行试验程序，这是借助于非破坏性试验法完成的。空穴还不 利地影响该试验。已有大量尝试从树脂和硬化剂的混合物中除去气体，但最后得到的过程通常费时 因而昂贵。另外，混合物在除气过程期间开始变硬，因而非常难以确保最佳的“混合-注入” 过程。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种用于生产叶片的改进方法和装置，同时注入后 混合物内的气泡被减少或甚至避免。该目的通过权利要求1和8的各特征实现。各优选构造为各从属权利要求的主题。根据本发明，树脂在与硬化剂混合之前被除气，用于在叶片生产过程中进行注入。
为了完成叶片生产过程，所述树脂例如通过机器与硬化剂混合。例如，所述树脂从第一容器被施加，而所述硬化剂从第二容器施加。在完成混合物之前，所述树脂被施加到除气系统。该除气系统被构造和设计成使 得，提供的树脂内的气体量被减少。气体减少的树脂被提供到所述机器，以生成所需的树脂 硬化剂混合物。所述混合物例如被施加到叶片的封闭复合结构。树脂和硬化剂的混合物被注入到 该复合结构中，以制造所述叶片。所述树脂的除气可通过稍后描述的施加的真空或通过施加的压力差实现。真空或 压力差例如以周期性施加间隔施加。还可以对所述树脂施加振动用于其除气。或者，添加剂添加到所述树脂，其用于从所述树脂中减少或甚至去除气体。还可以使用渗透性材料(类似众所周知的“Gore-Tex ”材料等)作为过滤材料。 例如，所述树脂内的气泡被允许穿过该过滤器，而除气后的树脂稍后在叶片生产过程中与 硬化剂混合。在优选构造中，活性炭过滤器用于过滤从所述树脂去除的气体。因而，气体在被带 到周围空气之前净化。各种试验已显示，树脂中的气体(气泡)量大于硬化剂中的气体(气泡)量。因而， 本发明有利地利用该知识。树脂中的气泡的减少足以避免在该申请的引言部分中陈述的各问题。对于常用的树脂和硬化剂的混合物，混合物内树脂的量高于硬化剂的量。这些混合物可包含“树脂/硬化剂”，例如以与环氧树脂的比为3 1的比例，或与聚 酯或乙烯基酯为100:1的比例。因而，根据本发明的树脂的除气导致混合物内的气泡急剧降低。这依次降低铸造的叶片结构中的空穴量，由此最小化或甚至减少所有概述的问题。只有较少量的流体一树脂自身一需要除气，因而，本发明的装置能够极为容易地 适用于生产线。当只有树脂的量需要处理时，树脂的除气很快。根据本发明，除气在树脂与硬化剂混合之前进行。因而节省时间。混合物立即且 毫无延迟地施加到叶片结构，因而避免混合物在供给系统内的硬化。确保了混合物通过所 需粘度注入到闭合的模具系统中。不需要在注入过程期间执行除气，因而节省生产时间。叶片结构显示减少的空穴量。因而减少维修表面的额外工作。叶片的结构强度增 强。应用于叶片的非破坏性试验法的试验结果被改进。
本发明借助一些附图进行描述。各附图示出了优选构造但是并不限制本发明的范围。
图1示出了本发明优选的第一构造， 图2示出了本发明优选的第二构造，
图3示出了本发明优选的第三构造，以及 图4示出了本发明优选的第四构造。
具体实施例方式图1示出了本发明优选的第一构造。该装置包含第一容器1和第二容器2。第一容器1包括树脂，而第二容器2包括硬 化剂。树脂容器1借助树脂软管4与除气系统3连接。因而，树脂从第一容器1提供到 除气系统3。除气系统3被构造和设计成使得提供的树脂被除气。为此目的，除气系统3可包含对含有气泡的树脂施加压力变化或技术真空的装置。由于压力变化，封闭(更小)的气泡将与相邻气泡结合，因而构成更大尺寸的气泡。 这些气泡上升到树脂表面并能够被极为容易地抽出。除气系统3通过另一树脂软管与机器5连接，因而除气后的树脂被提供到机器5。第二容器2通过硬化剂软管6也与该机器5连接，因而硬化剂被提供到机器5。机器5被构造和设计成使得，树脂与硬化剂以预定比混合。混合物随后被提供到 叶片的封闭复合结构8。图2参照图1示出了本发明优选的第二构造。一个或多个加热器7位于第一容器1与除气系统3之间。加热器7通过树脂软管 4与第一容器1和除气系统3连接。加热器7被构造和设计成使得树脂在施加到除气系统3之前变暖。加热器7改变树脂的粘度，这对施加的树脂的除气过程有利。优选地，加热后的树脂的温度近似35 0C。优选地，一个或多个加热器9位于第二容器2与混合器5之间。加热器9通过硬 化剂软管6与第二容器2和混合器5连接。加热器9被构造和设计成使得硬化剂在施加到机器5之前变暖。加热器9改变硬化剂的粘度，这对树脂和硬化剂在机器5内的混合有利。优选地，加热后的硬化剂的温度近似35 °C。图3参照图1示出了本发明优选的第三构造。第一容器1包含连接的多个子容器1’。这允许子容器1’中的其中一个只要为空 则改变。该装置优选用于大的风力涡轮机叶片。甚至第二容器2可包含用于硬化剂的多个子容器一在此未详细示出。参见图1至图3之一，树脂和/或硬化剂和/或混合物内的气泡水平通过专用测
量设备测量。这允许根据所测量的水平来控制通过除气系统3的流动。因而，对于最佳的生产程序能实现闭环构造。图4参照图1示出了本发明的优选构造。试验已显示，在除气之后，树脂能够在用作储存器的容器10中停留一定时间。可 以将储备的除气后的树脂保存一周或甚至更长。因此，可以在叶片生产过程之前及时地对树脂进行除气。这允许除气后的树脂运输到待进行叶片生产的另一远程位置。
权利要求
1.一种用于改进叶片生产的装置，其中第一容器(1)包含树脂，其中所述第一容器(1)与除气系统(3 )连接，因而树脂从所述第一容器(1)提供到所述 除气系统(3)，其中所述除气系统(3)被构造和设计成使得所提供的树脂内的气体量被减少，同时气体减少的树脂能与硬化剂混合，因而，树脂硬化剂混合物适合注入到封闭的复 合结构(8)中，该封闭的复合结构(8)用于生产所述叶片(8)。
2.如权利要求1所述的装置，具有第二容器(2 )，该第二容器(2 )包含硬化剂，具有机器(5)，该机器(5)与所述除气系统(3)连接，因而，气体减少的树脂被提供到所 述机器(5)，其中所述机器(5)被构造和设计成使得，气体减少的树脂和从所述第二容器(2)施加 的硬化剂的混合物由所述机器(5)形成，其中所述机器(5)与所述叶片的封闭的复合结构(8)连接，因而，气体减少的树脂和硬 化剂的混合物被注入到所述复合结构(8)中。
3.如权利要求1或2所述的装置，其中所述除气系统(3)包含对所述树脂施加压力变化或技术真空的装置，和/或其中所述除气系统(3)包含对所述树脂施加振动的装置，和/或其中所述除气系统(3)包含对所述树脂施加添加剂的装置，和/或其中所述除气系统(3)包含渗透性过滤材料，该过滤材料被构造成允许所述树脂内的 气体穿过该过滤器，以减少所述树脂内的气体量。
4.如权利要求3所述的装置，其中所述除气系统(3)包含活性炭过滤器或与活性炭过滤器连接，以在气体被带到周 围空气之前净化该气体。
5.如权利要求1至4中任一项所述的装置，其中至少一个加热器(7)位于所述第一容器(1)与所述除气系统(3)之间，因而，所述 树脂在施加到所述除气系统(3)之前变暖。
6.如权利要求2至5中任一项所述的装置，其中至少一个加热器(9)位于所述第二容器(2)与所述机器(5)之间，因而，所述硬化 剂在施加到所述机器(5)之前变暖。
7.如权利要求1至6中任一项所述的装置，其中所述第一容器(1)和/或所述第二容器(2)包含彼此连接的多个子容器。
8.如权利要求1至7中任一项所述的装置，其中测量设备被构造和布置成使得，所述树脂内的和/或所述硬化剂内的和/或所述 混合物内的气体水平被测量，同时根据所测量的水平控制通过所述除气系统(3)的流动。
9.一种制造叶片的方法，其中树脂内的气体量在所述树脂用于叶片生产过程之前被减少。
10.一种制造叶片的方法，其中气体减少的树脂与硬化剂混合，用于注入到封闭的复合结构中以制造所述叶片。
11.如权利要求9或权利要求10所述的方法， 其中压力变化或技术真空被施加到所述树脂，和/或 其中振动被施加到所述树脂，和/或其中添加剂被施加到所述树脂，和/或其中所述树脂通过渗透性过滤材料被过滤，该过滤材料被构造成允许所述树脂内的气 体穿过该过滤器，以减少所述树脂内的气体量。
12.如权利要求9至11中任一项所述的方法，其中所述树脂在该树脂内的气体量减少之前被变暖。
13.如权利要求9至12中任一项所述的方法， 其中所述硬化剂在与气体减少的树脂混合之前被变暖。
14.如权利要求9至13中任一项所述的方法，其中所述树脂内的和/或所述硬化剂内的和/或所述混合物内的气体水平被测量，并 且根据所测量的水平来控制气体的减少。
全文摘要
本发明涉及用于改进叶片生产的方法和装置，优选涉及用于改进风力涡轮机叶片生产的方法和装置。第一容器(1)包含树脂。所述第一容器(1)与除气系统(5)连接，因而树脂被提供到所述除气系统(3)。该除气系统(3)被构造和设计成使得提供的树脂内的气体量被减少。因而，生产气体减少的树脂，其能与混合物混合。树脂硬化剂混合物适合注入到封闭的复合结构(8)中，该封闭的复合结构用于生产所述叶片(8)。
文档编号B29C39/02GK102139518SQ201110031228
公开日2011年8月3日 申请日期2011年1月28日 优先权日2010年1月28日
发明者K·希布斯拜 申请人:西门子公司