模具的静电消除装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于消除诸如风力涡轮机叶片模具等模具的静电电荷的装置，所述装置包括：所述模具内的用于加热所述模具的模塑表面的区域的加热丝；连接至所述加热丝的电源电路；和连接在所述加热丝与所述电源电路之间的静电消除电路的中间继电器，所述中间继电器能够在加热模式与接地模式之间切换，以此选择性地在所述加热模式中将所述加热丝电连接至所述电源电路或者在所述接地模式中将所述加热丝电连接至电气接地。根据本实用新型，能够有效地减少电设备故障频率和维护成本。
【专利说明】模具的静电消除装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种消除模具的，特别是风力涡轮机叶片模具的静电电荷的装置。特别地，本实用新型涉及能够在风力叶片生产流程期间内消除风力涡轮机叶片模具的静电电荷的装置。该装置特别适用应用于电加热风力涡轮机叶片模具。
【背景技术】
[0002]随着科学技术的发展，作为安全、绿色的可再生能源的风能已经得到了迅速发展。近年来，风力涡轮机叶片的生产技术不断地得以发展和改进。目前的风力涡轮机叶片通常具有大于50米的长度并且由纤维增强树脂复合材料模塑而成。
[0003]因此，需要具有与要被模塑的风力叶片的尺寸相对应的模具表面的超大模具。在模塑过程期间内，树脂被固化，并且这通常需要对树脂施加热量以确保树脂的有效、可靠的固化。通常通过配置在模塑表面的下方并且与电源连接的用于选择性地将模塑表面的特定部分加热到期望温度的电加热导电丝来提供热量。模具的大的电加热区域在整个风力涡轮机叶片模具中占有的大的比重。
[0004]大量的高压静电能在叶片脱模过程期间内产生，并且静电放电将会危及现场人员的人身安全并且造成对加热系统的电组件的损坏。
[0005]复合材料固化之后静电集聚在模具中的问题也出现在不使用电加热系统的模具中，例如，当通过循环热空气烤箱来提供用于固化的热量时。此外，静电集聚在模具中的问题也出现在用于模塑风力叶片以外的产品的模具中，尤其是出现在使用真空辅助树脂传递模塑(VARTM)来模塑更小的产品的模具中。当模塑含有碳纤维的复合材料时，更有可能发生静电集聚在模具中的问题。
[0006]这样的问题的例子是:作业人员在脱模后去除自耗真空袋或触摸被模塑部分时受到电击；当被模塑部分脱模时感生回到电加热系统中的电流将电保险丝熔断；电子控制系统内的印刷电路板和其它电子组件的烧坏；以及当模塑大的碳纤维部分时，这些事件的频率增加。
实用新型内容
_7] 本实用新型的目的
[0008]鉴于模具中，特别是如上讨论的大型风力涡轮机叶片模具中的静电电荷的问题，本实用新型旨在有效地解决静电放电的问题，并且旨在提供在复合材料产品生产过程期间内，特别是在利用电加热风力涡轮机叶片模具的风力涡轮机叶片模具的生产过程期间内消除高压静电电荷的装置。
[0009]因此，本实用新型提供了一种用于消除模具的静电电荷的装置，所述装置包括:所述模具内的用于加热所述模具的模塑表面的区域的加热丝；连接至所述加热丝的电源电路；和连接在所述加热丝与所述电源电路之间的静电消除电路的中间继电器，所述中间继电器能够在加热模式与接地模式之间切换，以此选择性地在所述加热模式中将所述加热丝电连接至所述电源电路或者在所述接地模式中将所述加热丝电连接至电气接地。
[0010]优选地，所述模具是风力涡轮机叶片模具。
[0011]可选地，所述装置还包括转换开关，所述转换开关在所述电源电路的输出侧并且用于在所述加热模式与所述接地模式之间切换所述中间继电器。
[0012]可选地，所述中间继电器包括输入火线(L)电力线和输入零线(N)电力线，所述输入火线(L)电力线和所述输入零线(N)电力线通过所述中间继电器分别与连接至所述加热丝的输出火线(L)电力线和输出零线(N)电力线相互连接。
[0013]在一个优选实施例中，在上述火线(L)电力线和上述零线(N)电力线中的至少一者上，各自的输入电力线连接至与各自的输出电力线选择性地连接的供热继电器开关，并且地线与所述各自的输出电力线连接并通过接地继电器开关选择性地连接至地(E)，所述供热继电器开关和所述接地继电器开关被构成为使得当所述供热继电器开关断开时，所述接地继电器开关闭合，反之亦然。
[0014]在另一个优选实施例中,在上述火线(L)电力线和上述零线(N)电力线中的两者上，各自的输入电力线连接至与各自的输出电力线选择性地连接的供热继电器开关，并且地线与所述各自的输出电力线连接并通过接地继电器开关选择性地连接至地(E)，所述供热继电器开关和所述接地继电器开关被构成为使得当所述供热继电器开关断开时，所述接地继电器开关闭合，反之亦然。
[0015]可选地，所述静电消除电路包括由多个并联的所述中间继电器组成的阵列，每个所述继电器对应地电连接至用于对应地加热所述模塑表面的区域的多个加热丝。
[0016]可选地，所述加热丝是距所述模塑表面的距离为从2mm至20mm的嵌入的丝。
[0017]可选地，所述静电消除电路位于所述模具的外围之内。
[0018]本实用新型利用了现有的加热丝的优点并且在所述加热丝与加热电控电路之间额外地安装了中间继电器。此外，为了切换加热丝的电连接，双位选择开关被用于控制所述中间继电器的状态。
[0019]所述中间继电器的两种状态分别起到以下两种作用:
[0020]I)当需要加热模具时，所述加热丝将被连接至电控电路并被通电以进行加热。
[0021]2)当模具需要被脱模时，所述加热丝将被连接至电力系统的地线，以此将高压静电传导至地线。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]现在将参照附图仅以示例的方式来说明本实用新型的实施例，其中:
[0023]图1是根据本实用新型的实施例的风力涡轮机叶片模具的加热和静电电荷消除及接地电路的整体示意图。
[0024]图2是图1的加热和静电电荷消除及接地电路中的中间继电器的阵列的示意图。
[0025]图3是图2中示出的阵列中包含的中间继电器及相关电路的示意图。
【具体实施方式】
[0026]参照图1，风力涡轮机叶片模具2在模塑表面下方设置有嵌入模具中的多个加热丝4。为了图示的清楚，仅示出了一些加热丝4。加热丝4被分隔成多个单独的组，每个组被定位用于加热风力涡轮机叶片模具2的特定区域。图1所示的加热丝4可以包含于单个组中。
[0027]加热丝4接收电力电路的电力线6上的电力。电力线6连接至加热控制箱8，加热控制箱8接收线10上的电力供给。静电放电(ESD)线12引出于加热控制箱8并接地。
[0028]加热丝4优选位于接近模具2的模塑表面以提供从模塑表面起的有效的静电泄漏路径，例如，嵌入的加热丝距模塑表面2mm至20mm。
[0029]参照图2，加热控制箱8中的电力电路14包括连接至静电消除电路16的+DC电力线18和O伏DC电力线24。转换开关20在+DC电力线18上。静电消除电路16连接至电力线18、24。静电消除电路16包括由被指定为Rl、R2、R3......R18的多个并联的中间继电器26组成的阵列。当然，在其它的实施例中，可以使用更大或更小数量的继电器26，并且继电器26的数量是根据模具尺寸和加热区域的数量来选择的。
[0030]典型地，静电消除电路16位于风力涡轮机叶片模具2的外围内。
[0031]当闭合转换开关20时，继电器Rl?R18通电并进入加热模式。
[0032]相反，当断开转换开关20时，继电器Rl?R18不通电并进入静电消除模式。
[0033]图3示出了作为示例的中间继电器R1，并且其它的中间继电器R2?R18的结构和功能与继电器Rl相同。
[0034]中间继电器26包括输入火线(L)电力线30和输入零线(N)电力线32，它们通过中间继电器26分别与连接至加热丝4的输出火线(L)电力线38和输出零线(N)电力线46相互连接。
[0035]在火线(L)电力侧，来自加热控制箱8的部分28的输入线30连接至第一继电器开关36，第一继电器开关36选择性地连接至输出L电力线38，并且地线40连接至输出L电力线38并通过第二继电器开关42选择性地接地(E)。第一继电器开关36和第二继电器开关42被构成为使得当第一继电器开关36断开时(如图所示)第二继电器开关42闭合，反之亦然。
[0036]在零线(N)电力侧，输入线32连接至第三继电器开关44，第三继电器开关44选择性地连接至输出N电力线46，并且地线48连接至输出N电力线46并通过第四继电器开关50选择性地接地(E)。第三和第四继电器开关44、50被构成为使得当第三继电器开关44断开时(如图所示)第四继电器开关50闭合，反之亦然。
[0037]当中间继电器26通电时，第一和第三继电器开关36、44闭合，且第二和第四继电器开关42、50断开。输出L电力线38和输出N电力线46分别接通以对加热丝4供电。以这样的方式，加热控制箱8的输出电力被加载至加热丝4上，并且选择性地对风力叶片模具2的各个区域中的加热丝4通电以进行加热。
[0038]相反，当中间继电器26不通电时，第一和第三继电器开关36、44断开，且第二和第四继电器开关42、50闭合。输出L电力线38和输出N电力线46通过各自的地线40、48连接至地E。因此，加热丝4直接连接至地E，以此使得加热丝4和风力叶片模具2中的任何高压静电电荷通过中间继电器26流向地，从而保护电力系统和加热系统的电组件。
[0039]因此，本实用新型的方法通过使用位于加热丝与加热丝用的电源电路之间的静电消除电路的中间继电器使得加热丝在加热模式与接地模式之间进行切换。
[0040]本实用新型的装置可以通过将中间继电器系统安装到现有的加热控制系统，特别是通过在加热丝与加热控制箱之间添加中间继电器来进行装配。
[0041]尽管本实用新型的图示实施例采用了风力涡轮机叶片模具，但是可以在用于模塑复合材料的其它产品的模具中实施本实用新型。
[0042]当被模塑的产品包含碳纤维时尤其适用本实用新型。
[0043]本实用新型的效果和优势
[0044]因为在产品(例如，风力涡轮机叶片)生产处理中(特别是在脱模处理期间内)生成了静电电荷，所以大量的高压静电放电会危及现场人员的人身安全并且造成对加热系统的电组件的损坏。
[0045]通过采用本实用新型的装置，当静电电荷被加热丝传导时，全模具表面静电屏蔽网络形成，这有助于将静电传导至地线，从而有效地防止了电组件损坏。借助本实用新型的装置，将高压静电电荷导致的模具加热系统故障停工时间从本实用新型实施前的每次脱模至少一次故障减少到每次脱模零次故障。因此，本实用新型能够有效地减少电设备故障频率和维护成本。
【权利要求】
1.一种用于消除模具的静电电荷的装置，其特征在于， 所述装置包括:所述模具内的用于加热所述模具的模塑表面的区域的加热丝；连接至所述加热丝的电源电路；和连接在所述加热丝与所述电源电路之间的静电消除电路的中间继电器， 所述中间继电器能够在加热模式与接地模式之间切换，以此选择性地在所述加热模式中将所述加热丝电连接至所述电源电路或者在所述接地模式中将所述加热丝电连接至电气接地。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括转换开关，所述转换开关在所述电源电路的输出侧并且用于在所述加热模式与所述接地模式之间切换所述中间继电器。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述中间继电器包括输入火线(L)电力线和输入零线(N)电力线，所述输入火线(L)电力线和所述输入零线(N)电力线通过所述中间继电器分别与连接至所述加热丝的输出火线(L)电力线和输出零线(N)电力线相互连接。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，在上述火线(L)电力线和上述零线(N)电力线中的至少一者上，各自的输入电力线连接至与各自的输出电力线选择性地连接的供热继电器开关，并且地线与所述各自的输出电力线连接并通过接地继电器开关选择性地连接至地(E)，所述供热继电器开关和所述接地继电器开关被构成为使得当所述供热继电器开关断开时，所述接地继电器开关闭合，反之亦然。
5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，在上述火线(L)电力线和上述零线(N)电力线中的两者上，各自的输入电力线连接至与各自的输出电力线选择性地连接的供热继电器开关，并且地线与所述各自的输出电力线连接并通过接地继电器开关选择性地连接至地(E)，所述供热继电器开关和所述接地继电器开关被构成为使得当所述供热继电器开关断开时，所述接地继电器开关闭合，反之亦然。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其特征在于，所述静电消除电路包括由多个并联的所述中间继电器组成的阵列，每个所述中间继电器对应地电连接至用于对应地加热所述模塑表面的区域的多个加热丝。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其特征在于，所述加热丝是距所述模塑表面的距离为从2mm至20mm的嵌入丝。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其特征在于，所述模具是风力涡轮机叶片模具。
9.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其特征在于，所述静电消除电路位于所述模具的外围内。
【文档编号】H05F3/02GK204131816SQ201420412404
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年7月24日 优先权日:2014年7月24日
【发明者】王喜忠, 金星刚, 高永辉, 孙璐璐, 陆家麟 申请人:固瑞特模具（太仓）有限公司