专利名称：非均一铺层结构的真空灌注系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种灌注装置，特别是关于一种适用于风机叶片等大型非均一铺 层结构的真空灌注系统。
背景技术：
风电技术发展的标志之一是风力机单机容量的增大。新型的大型风力机不断出现 并得到迅速推广应用，兆瓦级的机组大量投入了应用。1994年以前，世界上最大的风力机组 单机容量在200kW(叶片长IOm左右)以下，1996年300kW(叶片长14m左右)成为主流机 型。1998年600kW(叶片长21m左右)机组曾为重要机型。1999年以后，大量单机容量在 IMW或IMW以上(叶片长30-40m)以上的机型逐步进入风电市场。2007年以后，国内风电 行业蓬勃发展，出现多个风机叶片厂，1.5MW成为主流机型，其叶片长达37-42m。同时，随着 占地和运输的制约，风力发电的趋势逐步由陆上向海上转移，因此，2丽、3丽甚至5丽的风 机将逐渐被应用。风力发电机叶片的成型工艺伴随着叶片尺寸的越来越大，经历了从手糊工艺、预 浸料工艺到真空灌注工艺的发展。在RTM基础之上发展而来的真空灌注工艺是将增强材料 直接铺放到模具上，在增强材料上铺放玻璃层和导流介质，然后用真空薄膜包覆及密封，利 用真空负压将树脂注入并浸透增强材料，是目前先进的成型工艺，被广大叶片厂家普遍采用。风力发电机叶片是一个复合材料制成的薄壳结构。结构上分为压力面壳体、吸力 面壳体、加强筋三个部分，基本上都是由玻璃纤维织物、碳纤维织物或其含有轻木、泡沫的 夹层结构组成。为满足应力/振动/疲劳等约束的要求，叶片在不同位置的增强材料种类、 铺层层数、铺层曲率变化是不同的。目前，现有工艺中主要通过调整导流介质的尺寸来对树 脂流动方向和流动速度进行调节，但是往往会出现树脂包抄，从而导致叶片局部产生干纤 维、白斑等缺陷或导流时间过长，影响生产效率。
实用新型内容针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种适合于叶片等非均一铺层结构的真 空灌注系统。本实用新型利用多类型导流介质，根据不同铺层材料、不同铺层厚度而调整树 脂胶液浸润的速度，从而达到制品零缺陷、缩短灌注时间的目的。为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是一种非均一铺层结构的真空灌 注系统，它包括在模具中所有非均一性铺层表面铺设的导流网，及在导流网上布置的导流 管，其特征在于所述导流网为多类型网，每一类型网分别对应所述非均一性铺层结构中均 一的一段，使得各类型导流网和相应铺层的组合对胶液的渗透能力相等；在所述导流网的 上方，布置有所述导流管，所述导流管的径向上连通至少一个进胶盘，所述进胶盘的另一端 连接进胶管，所述进胶管连接装胶容器；在远离且低于所述导流管的位置设置有至少一根 溢流管，所述溢流管与铺层之间隔设有透气膜/毡；所述溢流管径向上连通有抽气盘，抽气盘的另一端连通有抽气管，抽气管上连接有真空泵和压力表；在所述导流网、导流管和溢流 管的上方罩扣有至少一层真空袋，所述真空袋的边缘通过密封条与模具密封，所述进胶盘 和抽气盘穿透过所述真空袋分别与所述进胶管、抽气管连通。在所述非均一性铺层的表面铺设有脱模布，所述脱模布之上再铺设所述导流网。所述导流管的正下方所对应的脱模布上增设有多孔膜。所述导流网为编织型导流网、压制型导流网、混合型网、连续毡之一；各类型所述 导流网之间采用直接铺设、搭接、粘接或缝编的方式之一连接。所述导流管至少为一根，所述导流管的截面为“ Ω ”形或倒“V”形或为螺旋细管。所述进胶盘和抽气盘为三通与格林头的组合件，所述注胶管在邻近容器处装有阀 门。所述溢流管为尼龙螺旋细管或开孔的PVC管形式之一。所述抽气管和真空泵之间，增设有树脂收集器。在所述进胶管和抽气盘穿过所述真空袋的开口处粘贴有密封胶带。本实用新型由于采取了以上技术方案，其具有以下优点1、本实用新型将多种类 型导流网组合，实现了树脂胶液向铺层的平面方向和厚度方向浸润速度合理分配，使铺层 较薄的区域快速浸透，使铺层较厚的区域勻速浸透，达到了大型非平面结构的导流速度可 控，极大地提高了大型叶片成型效率。2、本实用新型在具有不同渗透能力的区域使用不同 类型的导流网，有效地避免了由于铺层表面浸润速度过快而使铺层底部产生干纤维、白斑 等缺陷，极大地提高了大型叶片导流质量。3、本实用新型使用不同类型、不同层数的导流 网，并只在局部使用多孔膜，导流管布置相对简单，减少了树脂胶液的浪费，降低了成本。
图1是本实用新型灌注系统示意图图2是图1的俯视图
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型的进行详细的描述。如图1、图2所示，本实用新型主要用于风机叶片等非均一铺层结构的灌注成型。 本实用新型的真空灌注系统主要按如下方式布置在所有非均一性铺层，如图中所示的铺层1、2的整体表面铺设有一层脱模布3，在 脱模布3上表面、且在将要布置的导流管4的正下方，铺设有多孔膜5，多孔膜5长度比导流 管4长2 10cm，宽度一般> 10cm。脱模布3和多孔膜5的作用都是使得增强材料层固化 后容易与模具分离，脱模布3和多孔膜5均具有过滤渗透功能。对于易脱模或小件产品可 以不用铺设脱模布3和多孔膜5。在脱模布3和多孔膜5的上表面再铺设有导流网。适用于本实用新型的导流网是 多类型的，可以是编织型导流网、压制型导流网或连续毡，还有混合型网；编织型导流网、压 制型导流网和连续毡的面密度在100g/m2 500g/m2范围内可调。本实用新型的最大特点 就在于，每一种铺层结构上方都有相对应的一种导流网，如图1所示，这里有两种导流网6、 7,分别对应铺设在铺层1和铺层2的上方，导流网6根据铺层1的结构而设置，导流网7根据铺层2的结构而设置，这样设置的目的就是使流体流经导流网6、7时，在铺层1和铺层 2上的渗透能力相当，也就是使各部分的渗透同步完成。每一种导流网自身至少为一层结 构，也可为多层结构。各导流网之间可以采用搭接、粘接或缝编的方式连接，也可以直接铺 设。其中搭接是指在相邻导流网的连接处整体进行< 20mm搭接或使用连续毡等材料进行 过渡，粘接是指在相邻导流网的连接处局部或整体使用密封胶条、带胶纤维带、胶水、胶带 等固定，缝编是指在相邻导流网的连接处局部或整体使用各类编织线或别针等固定。在铺设的导流网上方，布置有如前所述的导流管4，导流管4的布置根据构件的大 小及结构特性而定，比如构件较大，在铺层的上方就适当地多布置几根导流管；铺层越厚越 难浸润，导流管的管径就相对设计的大些。导流管4为截面为“ Ω，，形的塑料管或倒“V”形 的塑料管或尼龙螺旋细管，任何形状的导流管4的开口都是用于管内的胶液流出。每根导流管4径向上都连通至少一个进胶盘8，一般10米(米还是厘米？)左右 排布一个。进胶盘8为三通与格林头的组合件，或其它结构形式也可以，每一进胶盘8的另 一端都与注胶管9相连通，目的就是把注胶管9中的胶液能够通过进胶盘8引入到导流管 4中。有多根注胶管9时，一般要将各注胶管9再连通起来，通过一根总注胶管连接到盛装 胶液的容器中(图中未示出)；只有一根注胶管9时，将注胶管9直接连接到盛装胶液的容 器中即可。在注胶管的外端邻近容器处装有阀门，通过阀门控制进胶量。在模具法兰边上，布置有至少一根溢流管10，溢流管10 —般沿着构件外侧布置， 并且是远离、低于进胶的一端，但是如果构件铺层的径向尺寸大，就从中间放导流管4，周围 一圈放溢流管10 ；而窄的构件(如图1所示)就可以从一侧进胶另一侧排气。溢流管4必 须与铺层间隔距离至少10mm，溢流管与铺层之间至少要有脱模布3过气；如果没有脱模布 就放透气毡一头搭在铺层之上，一头在溢流管之下；如果都没有，就放单向透气膜，方法同 透气毡或者作成独立单元。溢流管10可以为尼龙螺旋细管，也可以为管壁上开孔的PVC管。在溢流管10的 径向上连通一个抽气盘11。抽气盘11的另一端连通抽气管12。抽气盘11的结构形式与 进胶盘8相同或相近似，抽气盘11的作用就是通过它把真空灌注室里的空气引入到抽气管 12中，然后排出。抽气管12的外端连接一真空泵，还装有一真空压力表(真空泵和真空压 力表图中未示出)。在抽气管和真空泵之间，可增设树脂收集器，或延长抽气管路长度制成 单个或多个的U型阻胶过气通路。上述各件都布置好后，在上方罩扣真空袋13，真空袋可以为一层，也可以为两层， 真空袋13能够将模具上方的全部铺层、脱模布、多孔膜、导流管、溢流管等覆盖，且有可调 节余量。真空袋13的边缘通过密封条14与模具法兰密封，使得真空袋13内形成一密封空 间，其中，在抽完真空后，进胶盘8和抽气盘11均能穿透真空袋13与外部相应的注胶管9 和抽气管12连通。在进胶盘8和抽气盘11的穿透口周围补粘胶带增强密封。上述真空灌注系统可用于任何形状铺层结构的灌注成型，尤其适合于非均一铺层 的成型。上述真空灌注系统布置好后，即可进行灌注，灌注成型的工艺流程如下1)在模具型腔内铺设好增强材料铺层；2)在增强材料铺层外表面整体覆盖脱模布3 ；3)在脱模布上将要放置导流管的位置再铺设一条IOcm宽的多孔膜5 ；4)在脱模布和多孔膜上分区铺设导流网，导流网的类型根据其下方所覆盖的铺层材料、厚度、结构等而选择，保证各导流网和铺层组合的渗透速度和渗透量均衡；各导流网 之间采用搭接、粘接或缝编的方式连接；5)在导流网的上方再分区布置导流管4，导流管上径向连接进胶盘8 ；6)在远离导流管4的一方，低于导流管处，布置溢流管10，溢流管上连接有抽气盘 11 ；7)在模具上方罩设一真空袋13，真空袋的边缘通过密封胶带粘接在模具边缘上， 进胶盘8和抽气盘11穿透真空袋，外露端分别连接进胶管9和抽气管12，在真空袋的穿透 口部位用胶带密封；8)进胶管9上安装阀门，抽气管12上安装真空压力表和真空泵；9)先将抽气管12堵住(或阀门关闭)，然后开启真空泵，让真空袋内抽真空，当关 闭真空泵后，测得气压在15min内上升值不超过lOmbar，为气密性合格；10)将进胶管9的末端连接到一盛胶装置中，打开阀门，树脂胶液通过导流管和导 流网浸透到铺层中；11)当另一端的溢流管10中有溢流时，说明渗透完毕，关闭导流管，导流结束。上述实施例仅用于说明本实用新型，其中各部件的结构、连接方式，以及工艺过程 等都是可以有所变化的，凡是在本实用新型技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均 不应排除在本实用新型的保护范围之外。
权利要求一种非均一铺层结构的真空灌注系统，它包括在模具中所有非均一性铺层表面铺设的导流网，及在导流网上布置的导流管，其特征在于所述导流网为多类型网，每一类型网分别对应所述非均一性铺层结构中均一的一段，使得各类型导流网和相应铺层的组合对胶液的渗透能力相等；在所述导流网的上方，布置有所述导流管，所述导流管的径向上连通至少一个进胶盘，所述进胶盘的另一端连接进胶管，所述进胶管连接装胶容器；在远离且低于所述导流管的位置设置有至少一根溢流管，所述溢流管与铺层之间隔设有透气膜/毡；所述溢流管径向上连通有抽气盘，抽气盘的另一端连通有抽气管，抽气管上连接有真空泵和压力表；在所述导流网、导流管和溢流管的上方罩扣有至少一层真空袋，所述真空袋的边缘通过密封条与模具密封，所述进胶盘和抽气盘穿透过所述真空袋分别与所述进胶管、抽气管连通。
2.如权利要求1所述的非均一铺层结构的真空灌注系统，其特征在于所述非均一性 铺层的表面铺设有脱模布，所述脱模布之上铺设所述导流网；所述导流管的正下方所对应 的脱模布上增设有多孔膜。
3.如权利要求1所述的非均一铺层结构的真空灌注系统，其特征在于所述导流网为 编织型导流网、压制型导流网、混合型网、连续毡之一，各类型所述导流网之间采用直接铺 设、搭接、粘接或缝编的方式之一连接。
4.如权利要求2所述的非均一铺层结构的真空灌注系统，其特征在于所述导流网为 编织型导流网、压制型导流网、混合型网、连续毡之一，各类型所述导流网之间采用直接铺 设、搭接、粘接或缝编的方式之一连接。
5.如权利要求1或2或3或4所述的非均一铺层结构的真空灌注系统，其特征在于 所述导流管至少为一根，所述导流管的截面为“ Ω ”形或倒“V”形。
6.如权利要求1或2或3或4所述的非均一铺层结构的真空灌注系统，其特征在于 所述进胶盘和抽气盘为三通与格林头的组合件，所述注胶管在邻近容器处装有阀门。
7.如权利要求1或2或3或4所述的非均一铺层结构的真空灌注系统，其特征在于 所述溢流管为尼龙螺旋细管或开孔的PVC管形式之一。
8.如权利要求5所述的一种非均一铺层结构的真空灌注系统，其特征在于所述溢流 管为尼龙螺旋细管或开孔的PVC管形式之一。
9.如权利要求1或2或3或4所述的非均一铺层结构的真空灌注系统，其特征在于 所述抽气管和真空泵之间，增设有树脂收集器。
10.如权利要求1或2或3或4所述的非均一铺层结构的真空灌注系统，其特征在于 在所述进胶管和抽气盘穿过所述真空袋的开口处粘贴有密封胶带。
专利摘要本实用新型公开了一种非均一铺层结构的真空灌注系统，它包括在模具中非均一性铺层表面铺设的多类型导流网，每一类型网分别对应一段均一的铺层，使得各导流网和相应铺层的组合对胶液的渗透能力相等；在导流网上方布置有导流管，导流管通过进胶盘连通进胶管；在远离且低于导流管的位置设置有溢流管，溢流管通过抽气盘连通抽气管，抽气管上连接真空泵和压力表；在导流网、导流管和溢流管的上方罩扣有至少一层真空袋，真空袋的边缘与模具密封，进胶盘和抽气盘穿透过真空袋与所述进胶管、抽气管连通。本系统通过多类型导流网的组合使用，可均衡导流速度和导流进程，达到制品零缺陷、缩短灌注时间的目的，特别适用于风机叶片等大型非平面结构的制造。
文档编号B29C70/34GK201619252SQ20102013815
公开日2010年11月3日 申请日期2010年3月19日 优先权日2010年3月19日
发明者代海涛, 刘伟超, 秦明, 闫文娟 申请人:国电联合动力技术有限公司