层间织物、叶片承力结构及其制造方法、风力发电机叶片与流程

本发明涉及风力发电机领域，尤其涉及一种层间织物、叶片承力结构及其制造方法、风力发电机叶片。

背景技术：

1、叶片承力结构作为风电发电机叶片的主要承力结构，包括纤维增强树脂复合材料板材(以下简称板材)和层间织物，层间织物夹设在两个板材之间，树脂灌注在层间织物以及层间织物和板材之间的间隙内，以实现两个板材之间的固定。

2、当前业内常用层间织物的材料为加捻织物，其纤维为相对扭转捆绑在一起，纤维束内间隙结合紧密且弯曲，灌注过程中树脂渗透率小，导致纤维束内和纤维间的树脂流动速度不同步，形成灌注缺陷。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中由加捻织物制成的层间织物纤维束内和纤维束间树脂流动速度不同步的缺陷，提供一种层间织物、叶片承力结构及其制造方法、风力发电机叶片。

2、本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

3、一种层间织物，用于风力发电机叶片的叶片承力结构，所述层间织物为两个板材之间的夹层，所述层间织物包括主体纤维层，所述主体纤维层由不加捻的直纤维构成。

4、在本方案中，采用不加捻的直纤维，可使纤维束内的间隙平直且均匀，由此在树脂灌注时，该纤维束内和纤维束间在毛细作用下的流速基本一致，可解决因纤维束内和纤维束间的树脂流动速度不同步导致的灌注缺陷。

5、较佳地，所述主体纤维层包括沿第一方向轴向延伸的第一纤维和沿第二方向轴向延伸的第二纤维，所述第一方向和第二方向间具有夹角，所述第一纤维和所述第二纤维交叉设置。

6、在本方案中，上述设置使得主体纤维层为双轴向织物，采用这样的结构可使灌注的树脂均匀的沿主体纤维层的整个表面扩散，提高灌注均匀度。

7、较佳地，所述层间织物还包括设于所述主体纤维层厚度方向两侧面的毡层。

8、在本方案中，当层间织物仅为片状的纤维编织织物时，其由于紧密的编织方式和灌注过程中真空的压力，层间织物会被压缩成薄片，很难通过毛细作用将树脂流体导入板材和层间织物之间的间隙内，从而造成层间织物灌注缺陷，导致力学性能下降。而当在主体纤维层两侧表面处设置毡层，毡层部分会与其导入的树脂流体结合，形成纤维增强树脂材料，该材料具有优良的界面结合性能，有利于提高叶片承力结构的结构强度，增强稳定性。

9、较佳地，所述毡层的材质为表面毡。

10、在本方案中，提供一种毡层的具体材料。

11、一种叶片承力结构，所述叶片承力结构包括多层沿所述板材的厚度方向依次排列的板材层和如上所述的层间织物，任一所述板材层包括若干个水平布置的所述板材，所述层间织物夹设于在所述板材的厚度方向上相邻的两个所述板材之间。

12、在本方案中，叶片承力结构作为风电发电机叶片的主要承力结构，用于保证风力发电机叶片的结构强度，提高风力发电机叶片使用过程中的稳定性。

13、较佳地，所述叶片承力结构还包括树脂，所述树脂灌注于在所述板材的厚度方向上相邻的两个所述板材之间，所述树脂能够填充所述层间织物的内间隙以及所述板材与所述层间织物间的间隙。

14、在本方案中，树脂用于实现多个板材之间的连接，保证叶片承力结构的结构强度。

15、较佳地，所述板材朝向所述层间织物的端面上设有凹陷的容纳腔，所述树脂填充于所述容纳腔中并包裹所述层间织物的毡层。

16、在本方案中，容纳腔用于为后续灌注的树脂提供容纳空间，保证板材和层间织物之间灌注有足量的树脂，提高连接的牢固性。

17、较佳地，所述层间织物为整体结构，相邻的两层所述板材层之间夹设一个所述层间织物；

18、或，任一所述板材层包括多个所述板材，所述层间织物包括多个相互独立的层间织物单元，在所述板材的厚度方向上相邻的两个所述板材之间夹设有一个所述层间织物单元。

19、在本方案中，相邻的两层板材层之间夹设一个所述层间织物，能够提高铺设的效率，节约组装的工时。两个板材之间夹设一个层间织物单元，能够减少层间织物的材料消耗，节约成本。

20、一种叶片承力结构的制造方法，所述叶片承力结构的制造方法用于制造如上所述的叶片承力结构，所述叶片承力结构的制造方法包括以下步骤：

21、步骤s1、将所述层间织物夹设于在所述板材的厚度方向上相邻的两个所述板材之间；

22、步骤s2、对所述板材的容纳腔抽真空；

23、步骤s3、往所述层间织物的主体纤维层充树脂，所述树脂在真空负压以及所述主体纤维层的毛细作用下填充于所述容纳腔并包裹所述层间织物的毡层。

24、在本方案中，采用上述方法制成的叶片承力结构能够在两个板材的层间形成纤维增强树脂材料，该材料能够兼顾自身强度以及界面的贴合紧密度，从而提升叶片承力结构的整体强度。同时，由于采用直纤维的原因，树脂能够通过毛细作用在纤维束内和纤维束间以基本一致的速率流动，不易因树脂流动速度不均导致灌注不均的问题。

25、一种风力发电机叶片，所述风力发电机叶片包括如上所述的层间织物；或所述风力发电机叶片包括如上所述的叶片承力结构。

26、在本方案中，采用上述层间织物或叶片承力结构的风力发电机叶片强度高、寿命长、使用可靠稳定。

27、本发明的积极进步效果在于：本发明中的层间织物的主体纤维层采用不加捻的直纤维，可使纤维束内的间隙平直且均匀，由此在树脂灌注时，该纤维束内和纤维束间在毛细作用下的流速基本一致，可解决因纤维束内和纤维束间的树脂流动速度不同步导致的灌注缺陷。

技术特征：

1.一种层间织物，用于风力发电机叶片的叶片承力结构，所述层间织物为两个板材之间的夹层，其特征在于，所述层间织物包括主体纤维层，所述主体纤维层由不加捻的直纤维构成。

2.如权利要求1所述的层间织物，其特征在于，所述主体纤维层包括沿第一方向轴向延伸的第一纤维和沿第二方向轴向延伸的第二纤维，所述第一方向和第二方向间具有夹角，所述第一纤维和所述第二纤维交叉设置。

3.如权利要求1所述的层间织物，其特征在于，所述层间织物还包括设于所述主体纤维层厚度方向两侧面的毡层。

4.如权利要求3所述的层间织物，其特征在于，所述毡层的材质为表面毡。

5.一种叶片承力结构，其特征在于，所述叶片承力结构包括多层沿所述板材的厚度方向依次排列的板材层和如权利要求1-4中任意一项所述的层间织物，任一所述板材层包括若干个水平布置的所述板材，所述层间织物夹设于在所述板材的厚度方向上相邻的两个所述板材之间。

6.如权利要求5所述的叶片承力结构，其特征在于，所述叶片承力结构还包括树脂，所述树脂灌注于在所述板材的厚度方向上相邻的两个所述板材之间，所述树脂能够填充所述层间织物的内间隙以及所述板材与所述层间织物间的间隙。

7.如权利要求6所述的叶片承力结构，其特征在于，所述板材朝向所述层间织物的端面上设有凹陷的容纳腔，所述树脂填充于所述容纳腔中并包裹所述层间织物的毡层。

8.如权利要求5所述的叶片承力结构，其特征在于，所述层间织物为整体结构，相邻的两层所述板材层之间夹设一个所述层间织物；

9.一种叶片承力结构的制造方法，其特征在于，所述叶片承力结构的制造方法用于制造如权利要求5-8中任意一项所述的叶片承力结构，所述叶片承力结构的制造方法包括以下步骤：

10.一种风力发电机叶片，其特征在于，所述风力发电机叶片包括如权利要求1-4中任意一项所述的层间织物；或所述风力发电机叶片包括如权利要求5-8中任意一项所述的叶片承力结构。

技术总结
本发明公开了一种层间织物、叶片承力结构及其制造方法、风力发电机叶片，所述层间织物为两个板材之间的夹层，所述层间织物包括主体纤维层，所述主体纤维层由不加捻的直纤维构成。本发明中的层间织物的主体纤维层采用不加捻的直纤维，可使纤维束内的间隙平直且均匀，由此在树脂灌注时，该纤维束内和纤维束间在毛细作用下的流速基本一致，可解决因纤维束内和纤维束间的树脂流动速度不同步导致的灌注缺陷。

技术研发人员：王国军,张振聪,张振国,文欢,路绪恒,白宏伟
受保护的技术使用者：上海电气风电集团股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13