风电叶片固化装置的制作方法

1.本发明涉及风电技术领域，具体地，涉及一种风电叶片固化装置。


背景技术：

2.风能作为一种无污染和可再生的新能源有着巨大的发展潜力，特别是在沿海岛屿，交通不便的边远山区，地广人稀的草原牧场，以及远离电网和近期内电网还难以达到的农村、边疆，作为解决生产和生活能源的一种可靠途径，有着十分重要的意义。
3.风能发电技术经过多年蓬勃的发展，已经发展到兆瓦级别，而风电叶片在风能发电技术中起着举足轻重的作用。全国风电叶片保有量基数大，新老叶片的维修或结构改造的需求不断提高，叶片生产商叶越来越关注叶片生产效率。上述叶片生产、维修或结构改造过程中，均应用树脂及复合材料，为保证产品质量，需要使树脂达到良好的固化效果。
4.现有技术中，风电叶片一直采用热传导方式加热固化，如电模具加热、水模温机加热、电热毯加热、热风机加热等，叶片固化时间为5-7h。加热效率低、固化周期长，而且易受环境温度影响，尤其在风场低温环境下保温效果差，很难达到固化工艺要求的温度，产品质量难以保证。


技术实现要素：

5.针对现有技术中风电叶片加热效率低，固化周期长，产品质量难以保证的技术问题，本发明提供了一种风电叶片固化装置，采用该风电叶片固化装置能够提高叶片固化效率，减少固化周期，减少环境温度的影响，提高风电叶片固化质量。
6.为实现上述目的，本发明提供的风电叶片固化装置包括：微波屏蔽装置，所述微波屏蔽装置为腔体式结构，具有封闭的屏蔽腔；工装支架，设置在所述微波屏蔽装置的屏蔽腔内；微波磁控管组，用于发生微波；微波施加面阵，固定在所述工装支架上并与所述微波磁控管组连接，所述微波施加面阵包括多个微波施加单元，所述多个微波施加单元排布形成的曲面的构型与风电叶片的加固区域的表面构型相匹配，所述微波施加面阵用于接收所述微波磁控管组发生的微波，并将微波施加在所述风电叶片上；微波磁控管控制装置，与所述微波磁控管组连接，用于根据功率控制信号控制所述微波磁控管组的微波发生功率；温度检测装置，设置在所述屏蔽腔内，用于检测所述风电叶片的加固区域的温度；固化控制装置，与所述温度检测装置和所述微波磁控管控制装置连接，用于根据所述风电叶片的加固区域的温度确定所述微波磁控管组的微波发生功率并生成所述功率控制信号。
7.进一步地，多个微波施加单元呈矩形、菱形或环形排布。
8.进一步地，多个微波施加单元呈菱形排布。
9.进一步地，所述菱形的最小内角为45
°
。
10.进一步地，所述菱形的边长介于60-80mm。
11.进一步地，所述微波磁控管组包括多个独立磁控管，每一磁控管与一个微波施加单元连接。
12.进一步地，所述温度检测装置为红外温度检测装置。
13.进一步地，所述固化控制装置为可编程逻辑控制器。
14.进一步地，微波屏蔽装置为可拆卸结构。
15.进一步地，所述微波磁控管控制装置为单相可控晶闸管调功器。
16.通过本发明提供的技术方案，本发明至少具有如下技术效果：
17.本发明的风电叶片固化装置，包括微波屏蔽装置、工装支架、微波磁控管组、微波施加面阵、微波磁控管控制装置、温度检测装置和固化控制装置。微波屏蔽装置具有封闭的屏蔽腔，工装支架设置在微波屏蔽装置的屏蔽腔内，微波施加面阵固定在工装支架上并与微波磁控管组连接，微波施加面阵包括多个微波施加单元，多个微波施加单元排布形成的曲面的构型与风电叶片的加固区域的表面构型相匹配，微波施加面阵用于接收微波磁控管组发生的微波，并将微波施加在风电叶片上。温度检测装置设置在所述屏蔽腔内，在进行叶片固化的时候检测风电叶片的加固区域的温度，生成温度信号并将温度信号发送给固化控制装置，固化控制装置根据温度信号确定风电叶片的加固区域的温度，继而确定微波磁控管组的微波发生功率并生成功率控制信号，发送给微波磁控管控制装置，微波磁控管控制装置控制微波磁控管组的微波发生功率。通过本发明提供的装置，能够根据叶片的当前温度控制微波磁控管的功率，提高叶片固化效率，减少固化周期，减少环境温度的影响，提高风电叶片固化质量。
18.本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
19.附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：
20.图1为本发明实施例提供的风电叶片固化装置的整体示意图；
21.图2为本发明实施例提供的风电叶片固化装置中的工装支架的示意图。
具体实施方式
22.以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。
23.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
24.在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的各部件相互位置关系描述用词。
25.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
26.请参考图1和图2，本发明实施例提供一种风电叶片固化装置，该风电叶片固化装置包括：微波屏蔽装置，所述微波屏蔽装置为腔体式结构，具有封闭的屏蔽腔；工装支架，设置在所述微波屏蔽装置的屏蔽腔内；微波磁控管组，用于发生微波；微波施加面阵，固定在所述工装支架上并与所述微波磁控管组连接，所述微波施加面阵包括多个微波施加单元，
所述多个微波施加单元排布形成的曲面的构型与风电叶片的加固区域的表面构型相匹配，所述微波施加面阵用于接收所述微波磁控管组发生的微波，并将微波施加在所述风电叶片上；微波磁控管控制装置，与所述微波磁控管组连接，用于根据功率控制信号控制所述微波磁控管组的微波发生功率；温度检测装置，设置在所述屏蔽腔内，用于检测所述风电叶片的加固区域的温度；固化控制装置，与所述温度检测装置和所述微波磁控管控制装置连接，用于根据所述风电叶片的加固区域的温度确定所述微波磁控管组的微波发生功率并生成所述功率控制信号。
27.具体地，本发明实施方式中，微波屏蔽装置、工装支架、微波磁控管组、微波施加面阵、微波磁控管控制装置、温度检测装置和固化控制装置。微波屏蔽装置为腔体式结构，具有封闭的屏蔽腔，工装支架设置在微波屏蔽装置的屏蔽腔内，微波施加面阵固定在工装支架上并与微波磁控管组连接，微波施加面阵包括多个微波施加单元，多个微波施加单元排布形成的曲面，该曲面的构型与风电叶片的加固区域的表面构型相匹配，微波施加面阵用于接收微波磁控管组发生的微波，并将微波施加在风电叶片上。温度检测装置设置在屏蔽腔内，在进行叶片固化的时候检测风电叶片的加固区域的温度，生成温度信号并将温度信号发送给固化控制装置，固化控制装置根据温度信号确定风电叶片的加固区域的温度，继而确定微波磁控管组的微波发生功率并生成功率控制信号，发送给微波磁控管控制装置，微波磁控管控制装置控制微波磁控管组的微波发生功率。
28.在进行叶片加固时，将微波施加面阵固定在工装支架上，将微波施加面阵排布成与风电叶片的加固区域的曲面相互匹配的曲面，靠近风电叶片，微波磁控管组发生微波，并通过将微波施加面阵施加在风电叶片上，同时通过温度检测装置检测风电叶片的温度，生成温度信号，将温度信号发送给固化控制装置，将温度控制在50℃-200℃之间的某一设定温度范围，如果检测到温度不在设定温度范围，则固化控制装置根据当前的温度，确定出微波磁控管组的微波发生功率，若当前风电叶片温度高于设定温度范围，则减小微波磁控管组的微波发生功率；若当前风电叶片温度低于设定温度范围，则增大时微波磁控管组的微波发生功率。生成功率控制信号，发送给微波磁控管控制装置。微波磁控管控制装置根据功率控制信号控制微波磁控管组的微波发生功率，从而调整微波施加面阵施加在风电叶片上的微波的功率，以改变风电是叶片的固化温度。
29.通过本发明提供的装置，能够根据叶片的当前温度控制微波磁控管的功率，提高叶片固化效率，减少固化周期，减少环境温度的影响，提高风电叶片固化质量。
30.进一步地，多个微波施加单元呈矩形、菱形或环形排布。
31.进一步地，所述菱形的最小内角为45
°
。
32.进一步地，所述菱形的边长介于60-80mm。
33.具体地，本发明实施方式中，呈矩形、菱形或环形排布。优选地，多个微波施加单元呈菱形排布，菱形的最小内角为45
°
，菱形的边长介于60-80mm。微波施加单元这样排布能够快速对风电叶片进行加热，缩短风电叶片的固化时间，提高微波施加单元的加热效率，减少能源消耗。进一步地，微波施加面阵由下至上依次包括硅胶密封层、微波施加单元层、柔性定型层和屏蔽层。微波施加单元层包括多个微波施加单元。硅胶密封层为5mm-50mm厚的硅胶，用于对微波施加单元层进行防尘密封。柔性定型层能够柔性活动并在任意曲率定型，以改变微波施加面阵的曲率以适应风电叶片的曲面构型。在一种可能的实施方式中，柔性定
型层由软皮革和金属网复合而成。屏蔽层设置在微波施加面阵的最外层，用于屏蔽外泄微波。
34.进一步地，所述微波磁控管组包括多个独立磁控管，每一磁控管与一个微波施加单元连接。
35.具体地，本发明实施方式中，微波磁控管组包括多个独立磁控管，每一磁控管与一个微波施加单元连接，微波磁控管控制装置能够单独控制每一独立磁控管的微波发生功率。在进行风电叶片固化时，温度检测装置能够检测加固区域的多个点的温度，若其中一点不在设定温度范围内，则固化控制装置确定出该点对应的独立磁控管的微波发生功率，并通过微波磁控管控制装置控制该独立磁控管的微波发生功率，继而调节对应的微波施加单元施加在该点的微波的功率。
36.根据本发明提供的风电叶片固化装置，能够单独调节微波施加单元施加在风电叶片的微波，分区域对风电叶片进行固化温度调整，提高叶片固化质量。
37.进一步地，所述温度检测装置为红外温度检测装置。
38.具体地，温度检测装置包括多个型号为a2tpmi334-l5.5 oaa 300的红外热电堆传感器。红外热电堆传感器均匀分布在屏蔽腔内，红外热电堆传感器间距为100-200mm。
39.进一步地，所述固化控制装置为可编程逻辑控制器。
40.具体地，本发明实施方式中，固化控制装置采用西门子s7200系列plc。
41.进一步地，微波屏蔽装置为可拆卸结构。
42.具体地，本发明实施方式中，微波屏蔽装置为分体的可拆卸结构，可以在风电场现场随时搭建，有效避免微波辐射泄露，保证微波泄露≤5mw/cm2。
43.进一步地，工装支架包括底座支架、连接件和固定部件，固定部件通过连接件与底座支架连接，底座支架放置在地面，连接件为万向连接件，固定部件能够通过连接件以底座支架为基准在三维方向上移动调整，微波施加面阵固定在固定部件上。在一种可能的实施方式中，连接件为轨道式连接件，包括三维方向的至少三个轨道组成，能够在以底座支架为基准在三维方向上移动调整。进一步地，固定部件为柔性可变形结构。固定部件包括多个固定组件，每一微波施加单元固定在一个固定组件上，相邻的固定组件通过铰链连接，通过铰链能够改变微波施加单元之间的相对位置，继而改变微波施加面阵的排布形状，以适应风电叶片的加固区域的表面构型。
44.请参考图2，工装支架包括底座支架1、连接件和固定部件3，连接件包括竖杆201、转轴202和横杆203，横杆203以转轴202为轴绕竖杆201转动，在竖杆201和横杆203上分别设置一个固定杆204。固定部件3设置在两个固定杆204之间，在两个固定杆204上布设有轨道，固定部件3能够沿轨道滑动。竖杆201和横杆203上也布设有轨道，两个固定杆204能够分别沿轨道滑动，从而改变固定部件3的位置。
45.进一步地，所述微波磁控管控制装置为单相可控晶闸管调功器。
46.以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
47.另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可
能的组合方式不再另行说明。
48.此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。