一种风电叶片的制备方法与流程

本发明涉及风电设备技术领域，尤其是涉及一种风电叶片的制备方法。

背景技术：

近年来，随着风力发电受人们青睐程度日益提高，所以风电设备的应用量也在逐渐攀升。其中，风电设备中的风叶是利用风能发电的主要转化装置，而叶片的使用寿命是衡量叶片质量的重要标准之一。由于叶片自身体积非常庞大，为了使其运行过程更加迅速有效，其自身质量不宜过重，且在自身顺畅旋转的同时还需要具有抵抗强风冲击的能力。而传统的风叶采用的是工程塑料加工而成，虽然具有质轻的优点，但是其机械强度较差。因为风叶的工作环境就是长期裸露于室外并经受风吹日晒，这些条件都会加速风叶材质的老化，使风叶在工作一定时间后便会出现断裂的状况，以至于需要工作人员停机并进行维修操作。

由此可见，如何研究出一种风电叶片的制备方法，能够生产出强度更高且使用寿命更长的叶片，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提供了一种风电叶片的制备方法。

本发明一种风电叶片的制备方法，具体包括以下步骤：

首先，采用不锈钢钢管焊接叶片支架，与所述叶片支架外侧包裹钢丝网，通过焊接方式使所述钢丝网与所述叶片骨架焊接为一体构成流线型的叶片骨架；然后，在所述钢丝网外侧利用胶黏剂粘结增强塑料套，所述增强塑料套与所述叶片骨架形状相同，所述增强塑料套为一体成型结构；之后，在所述增强塑料套外侧粘结增强纤维层、自发热材料层以及外层护套；最后，在所述叶片骨架末端焊接安装环。

进一步地，所述钢丝网的材质为不锈钢钢丝，每两根钢丝编制交点通过点焊方式固定连接。

进一步地，所述钢丝网中的钢丝直径大于1cm。

进一步地，所述增强塑料套的材质为聚氨酯工程塑料，所述增强塑料套的加工方法为模塑成型。

进一步地，用于粘结所述钢丝网、增强塑料套、增强纤维层、自发热材料层以及外层护套的胶黏剂为环氧树脂。

进一步地，所述增强纤维层中的纤维丝为碳纤维。

进一步地，所述外层护套上开设有多条便于所述自发热材料层感应外界温度高低的缝隙。

本发明一种风电叶片的制备方法，与现有技术相比具有以下优点：

该风电叶片的制备方法通过焊接方式制备高强度的叶片支架和叶片骨架，再利用粘结方式在所述叶片骨架外侧增设增强塑料套、增强纤维层使得叶片结构的机械强度进一步显著提升，最后通过粘结所述自发热材料层可有效避免在严寒的冬季在所述风叶上产生冰挂，从而消除冰挂对叶片造成的旋转阻力。整套工艺中的焊接方式和粘结方式均非常简单，易于操作，所以可有效提高生产效率，与传统的高分子模塑叶片相比该方法加工制备的叶片具有更高的机械强度，从而拥有更长的使用寿命，能够显著降低风叶的维修频率。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图；

图2为本发明制备叶片的结构示意图；

图3为本发明制备叶片的局部剖视图。

图中：1、叶片支架，2、增强塑料套，3、增强纤维层，4、自发热材料层，5、外层护套。

具体实施方式

为了更好的理解本发明，下面结合具体实施例和附图对本发明进行进一步的描述。

如图1-3所示，一种风电叶片的制备方法，具体包括以下步骤：

(一)采用不锈钢钢管焊接叶片支架1，与所述叶片支架1外侧包裹钢丝网，通过焊接方式使所述钢丝网与所述叶片骨架焊接为一体构成流线型的叶片骨架。

为了使所述钢丝网具有更高的机械强度以及防锈蚀能力，所以将所述钢丝网的材质设计为不锈钢钢丝，每两根钢丝编制交点通过点焊方式固定连接。与此同时，为了进一步提升所述钢丝网的抗压能力，所以所述钢丝网中的钢丝直径大于1cm。

此外，为了进一步提升所述叶片骨架的耐锈蚀能力可以再其表面涂覆防锈漆层。

(二)在所述钢丝网外侧利用胶黏剂粘结增强塑料套2，所述增强塑料套2与所述叶片骨架形状相同，所述增强塑料套2为一体成型结构。

为了提高所述增强塑料套2的抗压能力、耐老化能力等等，所以将所述增强塑料套2的材质设计为聚氨酯工程塑料。

为了提高所述增强塑料套2的生产效率以及机械强度，所以将所述增强塑料套2的加工方法设计为模塑成型。因为模塑成型所得产品为一体成型，不存在裂缝，所以增强塑料套2的机械强度与其他加工方式所得的增强塑料套2相比强度会更高。

(三)在所述增强塑料套2外侧粘结增强纤维层3、自发热材料层4以及外层护套5。

为了使所述钢丝网、增强塑料套2、增强纤维层3、自发热材料层4以及外层护套5之间的连接强度更高，所以将用于粘结所述钢丝网、增强塑料套2、增强纤维层3、自发热材料层4以及外层护套5的胶黏剂为设计为环氧树脂。

为了提高所述增强纤维的增强能力，所以将所述增强纤维层3中的纤维丝设计为比玻璃纤维强度高3倍的碳纤维。炭纤维的质量比金属铝轻，但强度高于钢铁，并具有耐腐蚀、高模量的特性。

为了有效阻止在冬季大雪过后，积雪于叶片上生成冰挂，所以在所述外层护套5上开设有多条便于所述自发热材料层4感应外界温度的缝隙。所述自发热材料层4中的自发热材料为丙酰胺溴化钠、聚乙二醇peg6000制备的聚合物凝胶固体电解质。将该聚合物凝胶固体电解质与还原铁粉、活性炭物理共混制备后形成这种自发热材料，形态为固态，接触空气后释热，不接触空气时处于休眠状态。所述缝隙恰好可以通过所述外层护套5热胀冷缩性能实时调控缝隙大小，从而达到有效调控自发热材料工作状态的目的。

(四)在所述叶片骨架末端焊接安装环，以便于叶片与安装轮毂之间的装配连接操作。

以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明提供一种风电叶片的制备方法，包括以下主要步骤：首先，采用不锈钢钢管焊接叶片支架，与所述叶片支架外侧包裹钢丝网，通过焊接方式使所述钢丝网与所述叶片骨架焊接为一体构成流线型的叶片骨架；然后，在所述钢丝网外侧利用胶黏剂粘结增强塑料套，所述增强塑料套与所述叶片骨架形状相同，所述增强塑料套为一体成型结构；之后，在所述增强塑料套外侧粘结增强纤维层、自发热材料层以及外层护套；最后，在所述叶片骨架末端焊接安装环。本发明的有益效果是：该方法操作步骤简单易行，以达到提高生产效率的目的，此外利用该方法能够生产出强度更高且使用寿命更长的叶片。

技术研发人员：苗壮;马红霞;曹天;王磊;乙娜
受保护的技术使用者：天津华宇天亿新能源科技有限公司
技术研发日：2017.10.31
技术公布日：2019.05.07