专利名称：一种竹质乙烯基酯树脂风力发电机叶片的制作方法
技术领域：
一种竹质乙烯基酯树脂风力发电机叶片技术领域[0001 ] 本实用新型涉及一种竹质乙烯基酯树脂风力发电机叶片，尤其适用于安装在并网 型风力发电机组上。
背景技术：
风能是一种来源于自然、无污染的绿色能源，深受世界各国重视。风力发电机组一 般由风轮、传动系统、控制系统、发电机等部分组成。其中，风轮叶片是风力机组的关键部 件。传统风力发电机叶片是一个复合材料制成的薄壳结构，一般由壳体和腹板等部分组成。传统的叶片生产一般采用开模工艺，尤其是手糊方式较多，随着叶片尺寸的增加， 必须保证叶片轻且质量分布均勻，这就促使叶片生产工艺由开模工艺向闭模工艺发展。采 用闭模工艺，如真空导入法更容易精确控制树脂含量，从而保证复合材料叶片质量分布的 均勻性，并可提高叶片的质量稳定性。近几年，叶片生产企业普遍采用环氧树脂生产叶片，为了加快固化时间，一般在模 具中内置复杂的加热系统，如铺设流体加热管路或电热布等。传统的环氧树脂热固化温度 较高，一般为70°C -90°C，固化时间一般为6-9小时，不仅增加了叶片的生产成本，还降低了 叶片的生产效率。改用乙烯基酯树脂来生产叶片，在常温下可完全固化，从而可省去模具中 的加热系统或使固化温度降至更低，从而优化了叶片生产的工艺，降低了叶片生产成本。叶片材料的选择，决定风力机组运行性能，同时也是影响叶片成本的关键性因素。 目前世界上制造叶片的主要材料为玻璃纤维，是叶片结构的主体，也是叶片重量的主要部 分。用玻璃纤维生产叶片，虽然能够满足叶片的力学性能要求，但成本较高，而且叶片废弃 后不能够降解，不能回收利用，造成了环境污染。寻求一种性价比更高，且能满足叶片强度 要求的材料，是降低叶片成本的有效途径。发明内容本实用新型目的是生产一种竹质乙烯基酯树脂风力发电机叶片。该叶片结构包括 壳体和腹板，壳体内外表面为多方向玻璃纤维，中间结构材料为条状复合材料，芯材为聚苯 乙烯泡沫。叶片壳体和腹板采用真空导入工艺进行树脂的灌输，采用的中间结构材料为竹 质复合材料，且采用的树脂为乙烯基酯树脂。所述叶片壳体和抗剪腹板导入的树脂为乙烯基酯树脂，在常温下可完全固化，省 去了叶片生产模具中复杂的加热系统。解决了应用传统树脂生产叶片，固化温度高，固化时 间长，需要复杂的加热系统这一问题。运用重组竹制造工艺制得的竹材，不但是一种资源丰 富的天然材料，而且能满足叶片力学性能的要求。用竹材来生产叶片，有效的降低了叶片成 本，在叶片废弃后可回收利用，利于环境保护。
通过下文中的参照附图所进行的描述部分，能够更好的理解所有上述特征，所述附图为图1为所述风力发电机叶片的三维视图；图2为图1所示叶片的A截面剖视图；图3为图2所示叶片截面B部分的局部放大图；图4为图2所示叶片截面C部分的局部放大图；图5为真空导入工艺流程图；图6为真空导入工艺管路布置图；图7为图6真空导入工艺管路布置图D部分放大图；图8为图6真空导入工艺管路布置图E部分放大图。
具体实施方式
图1所示为风力发电机叶片的三维视图，包括壳体1和腹板2。如图2、图3和图4所示，叶片壳体1中包含条状竹质复合材料3以及低密度的夹 芯材料4，低密度夹芯材料为聚苯乙烯泡沫。其中，如图3所示，在低密度夹芯材料内外两侧 为玻璃纤维复合材料5。如图4所示，叶片壳体内不使用竹质复合材料的位置，采用密度低 于60千克/立方米的芯材，如聚苯乙烯泡沫6，作为填充芯材。如图3所示，壳体1的内表面、外表面含有多方向玻璃纤维复合材料5，通过真空导 入树脂工艺使多方向玻璃纤维复合材料5附着于竹质复合材料3的内外两侧，以增强壳体 的整体性能。真空导入工艺流程如图5 Sl 材料准备，包括竹材的准备，玻璃纤维布的套裁。S2 模具准备，包括模具的清洁、擦拭以及涂脱模剂。S3:竹材等增强材料的铺放，在模具内铺放玻璃纤维布、竹材、巴沙木和PVC这类 增强材料。S4 真空袋铺设，在铺层材料上铺放真空袋，共铺两层。S5 抽真空抽掉真空袋内气体，抽真空真空度要求为-0. 900MPa到-1. OOOMPa之 间，保压精度为20分钟内真空度变化小于0. 003MPa。S6 树脂导入，将树脂沿着预设的管路(如图6所示)压入铺层材料，使树脂浸透 所有铺层材料。S7 固化，在常温下使树脂完全固化。S8 抗剪腹板与壳体粘接，定位并粘接抗剪腹板，壳体粘接部位涂结构胶。S9:合模后固化，借助翻转机构，将上下两个模具合模，进行树脂的后固化。SlO 脱模，将上下两个模具分离，得到叶片制品。真空导入工艺采用的乙烯基酯树脂是由环氧树脂和不饱和酸通过开环加成反应 而制得的一种热固性树脂。采用的不饱和酸为甲基丙烯酸，采用的环氧树脂为双酚A型环 氧树脂。采用苯乙烯作为稀释剂，一方面可以降低树脂粘度，增加树脂流动性，另一方面对 树脂体系具有增强作用。乙烯基酯树脂分子链两端的双键极其活泼，使得乙烯基酯树脂能 迅速固化，脂键两边的甲基具有不易水解的特性，可起到保护作用。所述乙烯基酯树脂含脂 键量少，具有良好的耐碱性，较多的仲羟基可以改善对铺层材料的湿润性与粘接性，提高了层合制品的力学强度。乙烯基酯树脂仅在分子两端交连，分子链在应力作用下可以伸长，以 吸收外力或冲击，表现出耐微裂纹或开裂的特性，具有很好的抗疲劳性能。真空导入工艺树脂导入管路采用3条叶根径向注胶管和包含主注胶管在内的5条 轴向注胶管。真空导入工艺走胶管路布置如图6、7、8所示，9为主注胶管，7为叶根径向注胶 管，共3根，从叶根向叶尖平行排布。8为前尾缘辅助注胶管。10为出胶管路。在灌输时， 如图7所示，首先打开注胶口 11，开始树脂的浇注；，当树脂将铺层材料浸润透彻且超过第 2根叶根径向注胶管IOOmm时，打开注胶口 12 ；当树脂将铺层材料浸润透彻且超过第3根叶 根径向注胶管IOOmm时，打开注胶口 13，同时主注胶管开始灌输树脂；当树脂将铺层材料 浸润透彻且超过从主注胶管向两侧数第1根辅助注浇管IOOmm时，打开注胶口 14 ；当树脂 将铺层材料浸润透彻且超过从主注胶管向两侧数第2根辅助注浇管IOOmm时，打开注胶口 15。图7中的16、17以及图8中的19为出胶口，图8中的18为辅助注胶口，当叶尖铺 层材料不能完全灌输透彻时启用。
权利要求1.一种竹质乙烯基酯树脂风力发电机叶片，该叶片结构包括壳体和腹板，所述壳体内 外表面为多方向玻璃纤维，中间结构材料为条状复合材料；叶片的所述壳体和所述腹板采 用真空导入工艺进行树脂的灌输；其特征在于，采用的中间结构材料为竹质复合材料，且采 用的树脂为乙烯基酯树脂。
2.如权利要求1所述的叶片，其特征在于，使用密度低于60千克/立方米的芯材，作为 芯材填充于叶片壳体内不使用竹质复合材料的位置。
3.如权利要求1所述的叶片，其特征在于，所述芯材为聚苯乙烯泡沫。
专利摘要本实用新型涉及一种竹质乙烯基酯树脂风力发电机叶片。该叶片结构包括壳体和腹板，壳体内外表面为多方向玻璃纤维，中间结构材料为条状复合材料，芯材为聚苯乙烯泡沫。叶片壳体和腹板采用真空导入工艺进行树脂的灌输，采用的结构材料为通过重组竹加工工艺制得的竹质复合材料，采用的树脂为乙烯基酯树脂。
文档编号F03D11/00GK201835993SQ20102027077
公开日2011年5月18日 申请日期2010年7月22日 优先权日2010年7月22日
发明者张旺, 杜瑛卓, 魏玉通 申请人:北京可汗之风科技有限公司