制造风轮机叶片的系统及方法

著录项
  • CN201580021769.4
  • 20150429
  • CN106232329A
  • 20161214
  • LMWP专利控股有限公司
  • L.尼伊森;J.H.加姆
  • B29C65/48
  • B29C65/48 B29C65/78 F03D1/06

  • 丹麦科灵
  • 丹麦(DK)
  • 20140501 EP14166776.6
  • 中国专利代理(香港)有限公司
  • 王玮;张昱
  • 20150429 PCT/EP2015/059340
  • 20151105 WO/2015/165967
  • 20161101
摘要
一种风轮机叶片(10)的至少一部分的系统及制造方法。本方法使用粘合剂间隔元件(88)来确保风轮机叶片构件(80,82)之间的最小联结线高度。粘合剂间隔元件(88)在联结之前定位在叶片构件(80,82)之间,且用于限定相应叶片构件(80,82)的联结表面(80a,80b,80c,82a,82b,82c)之间的缓冲或空间,使得构件(80,82)之间的粘合剂联结线高度可有效地保证,而不需要准确对准和定位技术。
权利要求

1.一种用于制造风轮机叶片的至少一部分的方法,所述方法包括以下步骤:

提供第一叶片构件;

提供第二叶片构件;以及

经由施加于所述第一构件的联结表面与所述第二构件的联结表面之间的粘合剂联结 线来将所述第一构件联结到所述第二构件上,

其中所述方法包括以下步骤,所述联结之前,将至少一个粘合剂间隔元件布置在所述 第一构件与所述第二构件的相应联结表面之间,所述至少一个粘合剂间隔元件在所述联结 之后与粘合剂联结线整体结合,其中所述至少一个粘合剂间隔元件确保粘合剂联结线的最 小高度保持在所述第一构件和所述第二构件的相应联结表面之间。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第一叶片构件的一部分收纳在所述第 二叶片构件的一部分内。

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述至少一个粘合剂间隔件布置成使得所 述粘合剂联结线的最小高度确保为用于收纳在所述第二叶片构件中的所述第一叶片构件 的大致整个部分。

4.根据权利要求2或权利要求3所述的方法,其特征在于,所述至少一个粘合剂间隔件 包括适于配合在收纳在所述第二叶片构件内的所述第一叶片构件的所述部分上的间隔夹, 作为优选,所述间隔夹提供为大致u形元件。

5.根据前述权利要求所述的方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:

将所述第一叶片构件提供为夹层面板或抗剪腹板本体;以及

将所述第二叶片构件提供为布置成收纳所述夹层面板或抗剪腹板本体的端部的腹板 脚凸缘,

其中所述至少一个粘合剂间隔件包括适于配合在所述夹层面板或抗剪腹板本体的端 部上的间隔夹。

6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:

将所述第一叶片构件提供为风轮机叶片的上壳体的至少一部分;以及

将所述第二叶片构件提供为风轮机叶片的下壳体的至少一部分,

其中所述至少一个粘合剂间隔元件布置在所述上壳体与所述下壳体之间的联结线的 区域中。

7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述至少一个粘合剂元件布置在所述上壳 体与所述下壳体之间的前缘和/或后缘联结线的区域中。

13.一种使用于根据权利要求1至权利要求12任一项所述的方法中的粘合剂间隔元件。

14.一种根据权利要求1至权利要求12中任一项所述的方法制造的风轮机叶片的一部 分。

15.一种包括至少一个风轮机叶片的风轮机,其中所述风轮机叶片的至少一部分根据 权利要求1至权利要求12中任一项所述的方法制造。

说明书
技术领域

本发明涉及一种用于制造风轮机叶片的至少一个部分的方法,具体是具有叶片构 件之间的粘合剂联结线的风轮机叶片的部分,以及与所述方法相关联的设备。

风轮机叶片大体上以粘合地联结在一起来形成较大风轮机叶片结构的许多分开 的构件形式制成。因此,风轮机叶片的强度的较大部分取决于不同构件之间的粘合剂联结 线的结构完整性。叶片构件之间的单个联结线失效可导致叶片结构的完全失效,这需要昂 贵的修理和/或替换操作。

由于粘合剂联结线的强度涉及构件表面之间的联结线的高度,故极为注意确保最 小联结线高度在联结期间保持在构件表面之间。

例如,在叶片壳体表面之间的联结线的情况下,这可能需要针对壳体闭合操作的 持续时间的联结线高度的准确定位和测量。

在以公母连接来联结的叶片构件的情况下,其中粘合剂联结线沿构件之间的公母 界面延伸,必须执行公构件相对于母构件的准确定位,以确保联结线高度保持在围绕构件 之间的整个界面。

例如,参看图5(a),抗剪腹板本体70形式的公构件部分地收纳在用于抗剪腹板的 腹板脚72形式的母构件内,粘合剂74提供在母构件72中来将抗剪腹板本体70联结到腹板脚 72上。在将抗剪腹板本体70插入腹板脚72之后,除非抗剪腹板本体70的定位和放置准确控 制,否则抗剪腹板本体70可相对于母部分的腹板脚72偏心,图5(b)。在此情况下,抗剪腹板 本体70与腹板脚72之间的粘合剂74的联结线并非为围绕构件之间的整个界面的相等高度, 导致了沿界面的至少一侧的降低强度的联结,增大了联结失效的风险。

因此,这样的联结操作提出了相对严格的准确性要求,且通常可能需要构件性质 的过大尺寸,例如,最小联结线高度,以解决定位过程期间的任何误差裕度或准确性变化。

本发明的目的在于提供一种解决以上问题的用于风轮机叶片构件的联结的系统 及方法。

因此,提供了一种用于制造风轮机叶片的至少一部分的方法,该方法包括以下步 骤:

提供第一叶片构件;

提供第二叶片构件;以及

经由施加于所述第一构件的联结表面与所述第二构件的联结表面之间的粘合剂联结 线来将所述第一构件联结到所述第二构件上,

其中该方法包括以下步骤:所述联结之前,将至少一个粘合剂间隔元件布置在所述第 一构件与所述第二构件的相应联结表面之间,所述至少一个粘合剂间隔元件在所述联结之 后与粘合剂联结线整体结合,其中所述至少一个粘合剂间隔元件确保粘合剂联结线的最小 高度保持在所述第一构件和所述第二构件的相应联结表面之间。

至少一个间隔元件的使用允许构件之间的粘合剂联结线的高度的准确设置,因为 第一构件和第二构件的相应联结表面可推到一起,直到间隔件阻碍表面之间的任何进一步 相对移动。间隔元件抵靠相对的联结表面,且优选的是间隔元件选择成使得其将不会在施 加在联结表面之间的压力下显著变形,以在表面压到一起之后限定联结表面之间的设置高 度。此外,在相应的联结表面之间施加粘合剂或树脂形成了具有由至少一个间隔件限定的 最小高度的粘合剂联结线。

允许准确的联结线高度提供了在风轮机叶片制造期间提高的确定性,因为联结线 的强度可准确地预测。此外,用于叶片制造的粘合剂的量可准确地控制,因为可从开始预测 提供具有足够的联结线高度的粘合剂联结线所需的粘合剂的准确量。

一方面,至少一个粘合剂间隔元件在粘合剂施加到表面之间的粘合剂联结线中之 前布置在相应的联结表面之间。

在备选方面,至少一个粘合剂间隔元件在粘合剂施加在表面之间的粘合剂联结线 中之后布置在相应的联结表面之间。

在优选实施例中,至少一个粘合剂间隔元件至少部分地布置到施加在所述第一构 件和所述第二构件的相应联结表面中的至少一个上的粘合剂层的顶部上。作为优选,联结 步骤包括将联结表面压制在一起,其中所述至少一个粘合剂间隔元件由所述压制来压入所 述粘合剂层中。

取决于施加,其可提供有利于在粘合剂施加之前将间隔件定位在构件之间的过 程,例如,如果粘合剂喷射到联结表面之间。作为备选,如果粘合剂在联结表面放在一起之 前施加到至少一个联结表面上,则间隔件可在粘合剂施加之后定位在粘合剂层的顶部或粘 合剂层中,这确保了间隔件的位置不由粘合剂的施加动作干扰。

作为优选,在间隔元件与粘合剂联结线整体结合时,至少一个间隔元件选择成不 会有损叶片构件之间的粘合剂联结的完整性的尺寸和/或材料。作为优选,至少一个间隔元 件由塑料材料形成。作为优选,至少一个间隔元件由适于利用粘合剂(优选乙烯基酯类型的 粘合剂)联结的延性塑料形成。

还提供了一种制造风轮机叶片的至少一部分的方法,该方法包括以下步骤:

提供第一叶片构件;

提供第二叶片构件,其中所述第一叶片构件的一部分收纳在所述第二叶片构件的一部 分内;以及

经由施加于所述第一构件的联结表面与所述第二构件的联结表面之间的粘合剂联结 线来将所述第一叶片构件联结到所述第二叶片构件上,

其中该方法包括以下步骤,所述联结之前,将至少一个粘合剂间隔元件布置在所述第 一构件与所述第二构件的相应联结表面之间,所述至少一个粘合剂间隔元件在所述粘结之 后与粘合剂联结线整体结合,其中所述至少一个粘合剂间隔元件确保粘合剂联结线的最小 高度保持在所述第一构件和所述第二构件的相应联结表面之间。

粘合剂间隔元件的使用允许了围绕叶片构件之间的公母界面保持最小联结高度。

作为优选,所述至少一个粘合剂间隔件布置成使得粘合剂联结线的最小高度确保 为用于收纳在所述第二叶片构件中的所述第一叶片构件的大致整个部分。

作为优选,最小高度选择成在1到15mm之间,进一步优选在1到5mm之间。

使用间隔元件以保障围绕第一构件的插入部分的外周的粘合剂联结高度确保了 第一构件与第二构件之间的粘合剂联结强度在所有方向上都保障。

作为优选,所述至少一个粘合剂间隔件包括适于配合在收纳于所述第二叶片构件 内的所述第一叶片构件的所述部分上的间隔夹。

作为优选,所述间隔夹提供为大致u形的元件。

作为优选,所述间隔夹由回弹性材料形成,其允许了所述间隔夹的变形程度。

提供回弹性的间隔夹提供了叶片构件之间的微小调整或相对移动的容限,例如, 在构件可能需要再定位或构件之间的角可变化时的制造阶段期间。作为优选,间隔元件用 作叶片构件之间的弹性元件。

此外或作为备选,所述至少一个粘合剂间隔件用于补偿所述第一叶片构件与所述 第二叶片构件之间的变化的相对对准,以确保所述构件之间的所述最小联结线高度。

一方面,至少一个粘合剂间隔件用于基于叶片构件的公部分的相对角定向使叶片 构件的母通道变形或加宽叶片构件的母通道。

作为优选,所述至少一个粘合剂间隔件包括延伸部件,其具有大致波形的截面轮 廓。

间隔件可提供成具有起伏或波状的轮廓,以提供所述第一构件与所述第二构件之 间的多个接触点。通过提供波形或起伏元件,间隔元件可形成与构件的相对联结表面的若 干间隔开的接触点。此轮廓还允许了未固化的粘合剂或树脂相对容易地围绕间隔元件自身 流动,且防止具有与粘合剂接触较少或不接触的相对较大面积的一个或多个联结表面的形 成。

作为优选,该方法包括布置沿所述第一构件和所述第二构件的相应联结表面的长 度间隔开的粘合剂间隔件阵列。

作为优选,所述粘合剂间隔件阵列沿所述第一构件和所述第二构件的相应联结表 面的长度间隔开大约0.5到1m。

在优选方面中,所述第一叶片构件提供为夹层面板或抗剪腹板本体,且所述第二 叶片构件提供为布置成收纳所述夹层面板或抗剪腹板本体的端部的腹板脚凸缘。

作为优选,所述至少一个粘合剂间隔件包括适于配合在所述夹层面板或抗剪腹板 本体的端部上的间隔夹。

一方面,该方法包括首先将所述至少一个粘合剂间隔件提供为突出或挤出部件的 步骤,其中所述至少一个粘合剂间隔件由所述突出或挤出部件切割或加工。

由于首先将间隔元件提供为突出或挤出部件,因此截面几何形状可确保为共同穿 过不同间隔元件阵列,从相同部件切割出。

在一个实施例中,该方法包括以下步骤:

将所述第一叶片构件提供为风轮机叶片的上壳体的至少一部分;以及

将所述第二叶片构件提供为风轮机叶片的下壳体的至少一部分,

其中所述至少一个粘合剂间隔元件布置在所述上壳体与所述下壳体之间的联结线的 区域中。

通过将粘合剂间隔件定位在相应的联结表面叶片壳体构件之间,所需的最小联结 线厚度可容易地保持在叶片壳体之间。

作为优选,所述至少一个粘合剂元件布置在所述上壳体与所述下壳体之间的后缘 联结线的区域中。此外或作为备选,所述至少一个粘合剂元件布置在所述上壳体与所述下 壳体之间的前缘联结线的区域中。

作为优选,所述至少一个粘合剂元件提供为柱或丸(pellet),以确保所述上叶片 壳体与下叶片壳体的相应联结表面之间的最小距离。

作为优选,所述至少一个粘合剂元件提供为大致球形元件。作为优选,大致球形元 件的直径选择成对应于期望的最小联结线高度。

球形间隔件的使用允许间隔件容易地定位,而不需要准确的对准或放置。

还提供了用于如上文所述的方法的至少一个粘合剂间隔元件。

还提供了根据上文所述的方法的任何方面制造的风轮机叶片的至少一部分。

此外,还提供了包括至少一个风轮机叶片的风轮机,其中风轮机叶片的至少一部 分根据上文所述的方法的任何方面制造。

现在将仅通过举例,参照附图来描述本发明的实施例,在附图中:

图1示出了风轮机;

图2示出了根据本发明的风轮机叶片的示意图;

图3示出了图2的叶片的翼型轮廓的示意图;

图4示出了从上方和从侧部看到的图2的风轮机叶片的示意图;

图5示出了一对风轮机叶片构件的现有技术的组件;

图6示出了根据本发明的风轮机叶片构件组装方法的第一实施例的截面视图;

图7示出了具有叶片构件之间的相对角变化的图6的实施例的截面视图;

图8示出了根据本发明的风轮机叶片构件组装方法的第二实施例;

图9示出了根据本发明的风轮机叶片构件组装方法的第三实施例的截面视图;

图10示出了图6的方法的一部分的等距透视图;

图11示出了根据本发明的风轮机叶片构件组装方法的第四实施例的等距透视图;以及

图12示出了图11中的方法的一部分的截面视图。

将理解的是,本发明的不同实施例共有的元件可在附图中设有相同参考标号。此 外,为了图示清楚的目的,不同图中共有的一些元件的参考标号可在一些图中省略。

图1示出了根据所谓"丹麦构想"的常规现代逆风风轮机2,其具有塔架4、机舱6和 带大致水平的转子轴的转子。转子包括毂8和三个叶片10,叶片10从毂8沿径向延伸,分别具 有最接近毂的叶根16和最远离毂8的叶尖14。转子具有表示为R的半径。

图2示出了风轮机叶片10的示意图。风轮机叶片10具有常规风轮机叶片的形状,且 包括最接近毂的根区域30、最远离毂的轮廓或翼型区域34,以及根区域30与翼型区域34之 间的过渡区域32。叶片10包括叶片安装到毂上时面对叶片10的旋转方向的前缘18,以及面 对前缘18的相对的方向的后缘20。

翼型区域34(也称为轮廓区域)具有相对于生成升力理想或几乎理想的叶片形状, 而结构考虑引起的根区域30具有大致圆形或椭圆形截面,例如,其使得更容易和安全地将 叶片10安装到毂上。根区域30的直径(或翼弦)通常沿整个根区域30恒定。过渡区域32具有 过渡轮廓42,其从根区域30的圆形或椭圆形40逐渐地变为翼型区域34的翼型轮廓50。过渡 区域32的弦长通常随离毂的增大距离r而大致线性增大。

翼型区域34具有翼型轮廓50,其具有在叶片10的前缘18与后缘20之间的翼弦。翼 弦的宽度随离毂距离r增大而减小。

应当注意的是,叶片的不同区段的翼弦一般不位于共同平面中,因为叶片可扭曲 和/或弯曲(即,预弯曲),因此向翼弦平面提供了对应扭曲和/或弯曲的路线,这是最常见的 情况,以便补偿取决于距离毂的半径的叶片的局部速度。

图3示出了以各种参数绘出的风轮机的典型叶片的翼型轮廓50的示意图,其通常 用于限定翼型件的几何形状。翼型轮廓50具有压力侧52和吸入侧54,其在使用期间,即,转 子的旋转期间,一般分别面朝迎风(或逆风)侧和背风(或顺风)侧。翼型件50具有翼弦60,其 中弦长c在叶片的前缘56与后缘58之间延伸。翼型件50具有厚度t,其限定为压力侧52与吸 入侧54之间的距离。翼型件的厚度t沿翼弦60变化。对称轮廓的偏离由弧线62给出,该弧线 62为穿过翼型轮廓50的中线。中线可通过从前缘56到后缘58绘制内切圆来出。中线沿着 这些内切圆的中心,且离翼弦60的偏离或距离称为弯度f。非对称也可通过使用称为上弧 (或吸入侧弧)或下弧(或压力侧弧)的参数来限定,其分别限定为离翼弦60和吸入侧54和压 力侧52的距离。

翼型轮廓通常特征为以下参数:弦长c、最大弯度f、最大弯度f的位置df、最大翼型 件厚度t,其为沿中弧线62的内切圆的最大直径、最大厚度t的位置dt,以及鼻部半径(nose radius)(未示出)。这些参数通常限定为与弦长c的比率。因此,局部相对叶片厚度t/c给定 为局部最大厚度t与局部弦长c之间的比率。此外,最大压力侧弧的位置dp可用作设计参数, 且当然,也是最大吸入侧弧的位置。

图4示出了叶片的一些其它几何参数。叶片具有总叶片长度L。如图2中所示,根端 位于位置r=0处,且尖端位于r=L处。叶片的肩部40位于位置r=Lw处,且具有肩部宽度W,其等 于肩部40处的弦长。根的直径限定为D。此外,叶片设有预弯,其限定为Δy,其对应于从叶片 的俯仰轴线22的平面外偏转。

风轮机叶片10大体上包括由纤维增强的聚合物制成的壳体,且通常制造为压力侧 或逆风壳体部分24和吸入侧或顺风壳体部分26,它们沿联结线28胶合在一起,联结线28沿 叶片10的后缘20和前缘18延伸。风轮机叶片可包括在叶片壳体的相对的内表面之间延伸的 内部抗剪腹板(未示出),以提供结构刚性和抗弯性。

风轮机叶片大体上由纤维增强的塑性材料形成,例如,玻璃纤维和/或碳纤维,其 布置在模具中,且与树脂固化来形成实心结构。现代风轮机叶片通常可为超过30或40米长, 具有几米的叶根直径。风轮机叶片通常设计成用于相对较长的寿命,且经得起较大的结构 和动态负载。

图6中示出了用于制造风轮机叶片的系统和方法的第一实施例。

参看图6(a)的截面视图,抗剪腹板本体80形式的公构件的一部分布置成部分地收 纳在用于抗剪腹板的腹板脚82形式的母构件内。抗剪腹板本体80的第一端81布置成连结到 腹板脚82上。抗剪腹板本体80包括面板本体,例如,夹层面板构造,其具有相对的第一主表 面80a和第二主表面80b,以及位于所述第一端81处的第一副表面80c。

腹板脚82包括具有母通道84的长形本体。腹板脚82包括大致U形的截面轮廓,其具 有限定腹板脚82的母通道84的相对的第一侧壁82a和82b,以及底壁82c。

一定量的粘合剂86在插入抗剪腹板本体80的第一端81之前提供在母通道84中。因 此,在插入之后,一定量的粘合剂86围绕抗剪腹板本体80与腹板脚82之间的界面挤压,其在 固化时,形成构件之间的粘合剂联结。此外或作为备选,粘合剂可在插入之前施加到抗剪腹 板本体80的第一端81的至少一部分上。此外或作为备选,粘合剂可在第一端81插入之后供 应至抗剪腹板本体80与腹板脚82之间的界面。

至少一个粘合剂间隔元件88设在抗剪腹板本体80的第一端81与腹板脚82的母通 道84的壁之间。在图6的实施例中,至少一个粘合剂间隔元件88以间隔夹88a的形式提供,间 隔夹88a可在插入母通道84中之前附接到抗剪腹板本体80的第一端81上。

间隔夹88a包括起伏或波状的轮廓,其中间隔夹88a的区段布置成在附接到所述第 一端81上时接触抗剪腹板本体80的第一主表面80a和第二主表面80b和第一副表面80c中的 各个,其中间隔夹的相邻区段远离所述表面80a,80b,80c突出。因此,在附接到抗剪腹板本 体80的第一端81上时,间隔夹88a限定所述第一主表面80a和第二主表面80b和位于所述第 一端81处的第一副表面80c附近的联接空间。

参看图6(b),在抗剪腹板本体80的第一端81插入腹板脚82的母通道84中之后,间 隔夹88a提供抗剪腹板本体80的第一端处81处的主表面80a,80b和副表面80c与母通道84的 相应的相对侧壁82a,82b和底壁82c之间的缓冲。因此,间隔夹88a用于将抗剪腹板本体80的 第一端81对准在腹板脚82的母通道84内的相对中心,其中所述主表面和副表面80a,80b, 80c与所述相应的相对侧壁和底壁82a,82b,82c之间的空间由间隔夹88a的轮廓限定。结果, 设在叶片构件之间的粘合剂86围绕所述第一端81与所述母通道84之间的界面压入大致均 匀的粘合剂高度中。

间隔夹88a优选布置成使得抗剪腹板本体80的第一主表面80a与母通道84的第一 侧壁82a之间的联结线高度H1大致等于抗剪腹板本体80的第二主表面80b与母通道84的第 二侧壁82b之间的联结线高度H2。大致允许粘合剂86固化,以形成叶片构件之间的牢固联 结。

抗剪腹板本体80与腹板脚82之间的粘合剂间隔夹88a的使用提供相对简单的相对 低成本的解决方案,以确保叶片构件的准确定位,导致了构件之间的界面处的保证的最小 联结线高度。因此,在相比于现有技术的联结系统时,使用本发明的系统联结在一起的构件 具有改善的质量和加强的抗失效性。

在本发明的另一个有利方面中,粘合剂间隔元件88可用作不同构件之间的弹性部 件,以允许抗剪腹板本体80相对于腹板脚82的定向上的微小角变化。在此情况中,间隔元件 可用于调整母通道84的定向,以匹配抗剪腹板本体80的第一端81的定向,且/或间隔元件可 用于使抗剪腹板本体80返回与母通道84的正常对准。

参看图7,抗剪腹板本体80可与通道84定向成非正交角来插入母通道84中。因此, 粘合剂间隔夹88a用于通过沿抗剪腹板本体80的倾斜方向加宽母通道84来保障腹板本体80 的第一端81周围的缓冲区。在图7中,这由作用于通道84的第二侧壁82b上的粘合剂间隔夹 88a示出。通过以此方式加宽母通道84,保障了第二主表面80b与第二侧壁82b之间的最小粘 合剂联结线高度H2,而第一端81处的构件界面的其它区段中的联结线高度(即,第一主表面 80a和第一侧壁82a之间,以及副表面80c与底壁82c之间)有效确保为至少最小联结线高度。

尽管图6和7示出了间隔夹88a提供为用于附接到抗剪腹板本体的一端上的起伏或 波状的部件,但将理解的是,本发明的粘合剂间隔件88可以以任何适合的形状或构造提供。

参看图8,至少一个粘合剂间隔元件88以成角的间隔夹88b形式提供。此成角间隔 夹88b可形成为折叠的风琴状部件,其布置成打开来收纳抗剪腹板本体80的第一端81,其中 风琴状部件的折叠部适于接触所述主表面和副表面80a,80b,80c和相对的所述侧壁和底壁 82a,82b,82c的部分。成角的间隔夹88b形成为具有回弹性,以确保抗剪腹板本体80的第一 端81大致在腹板脚82的母通道84内的中心对准。

参看图9,至少一个粘合剂间隔元件88以多个柱部件88c的形式提供,该多个柱部 件88c围绕叶片构件之间的界面布置。在图9中所示的实例中,至少一个柱部件88c定位在抗 剪腹板本体80(图9(a))的第一端81处的主表面80a,80b和副表面80c中的各个附近。因此, 在将抗剪腹板本体80的第一端81插入母通道84中之后,图9(b),柱部件88c定位在抗剪腹板 本体80的第一端81处的主表面80a,80b和副表面80c与母通道84的相应的相对侧壁82a,82b 和底壁82c之间,从而呈现出围绕叶片构件之间的界面的缓冲区来确保位于构件之间的粘 合剂的期望的联结线高度。

柱部件88c可以以任何适合形状提供,例如,立方体、圆柱、球形,其中部件88c的大 小选择成限定叶片构件之间的适当的联结线高度。将理解的是,柱部件88c可使用任何适合 的方法来附接到抗剪腹板本体80的第一端81上,例如,粘合剂联结、螺栓连接、螺钉连接,或 部件88c可与抗剪腹板本体80整体结合形成。

将理解的是,粘合剂间隔元件88a,88b,88c优选沿叶片构件的纵向方向非连续。例 如,参看图10,粘合剂间隔元件88a示为提供为位于沿抗剪腹板本体82的长度间隔开的位置 处的粘合剂间隔件阵列。作为优选,粘合剂间隔元件88a,88b,88c可提供为大致沿将连结在 一起的叶片构件的相应联结表面的长度间隔开大约0.5到1m的粘合剂间隔件阵列。

尽管以上实施例示出了在插入腹板脚82的母通道84之前附接到抗剪腹板本体80 上的至少一个粘合剂间隔元件88,但将理解的是,在备选构造中,至少一个粘合剂间隔元件 88可在抗剪腹板本体80的第一端81插入之前定位在母通道84中。

尽管所示实施例示出了用于风轮机叶片的抗剪腹板的一部分的组装方法,具体是 用于抗剪腹板的第一端,但将进一步理解的是,组装方法可对于抗剪腹板的相对端成镜像。

此外,尽管以上实施例示出了抗剪腹板本体80附接到腹板脚82上来形成风轮机叶 片10的抗剪腹板的一部分,但将理解的是,本发明特别适用于确保风轮机叶片中的任何公- 母联接件连接之间的界面处的最小联结线高度。

粘合剂间隔元件88a,88b,88c优选由相对回弹性材料形成。间隔元件可最初形成 为突出部件,其具有根据间隔元件的期望形状的截面轮廓,其中独立的间隔元件可从突出 部件切割或加工。

尽管以上实施例描述了风轮机叶片构件之间的公-母连接的背景下的粘合剂间隔 元件88的使用,但将理解的是,本发明同样适用于风轮机叶片10的构件之间的任何粘合剂 连接,以确保构件之间的期望的最小联结线高度。

参看图11,示出了风轮机叶片制造设备的局部区段的放大视图。该设备包括叶片 壳体模具100,其呈现出模具表面102来限定风轮机叶片壳体的期望几何形状。纤维材料的 多层置于模具表面102上,且灌注树脂,其中树脂固化来形成纤维复合物风轮机叶片壳体 104。在图11中,示出了叶片壳体104的后缘侧104a的一部分。粘合剂层106沿叶片壳体104的 边缘施加,其中粘合剂层106用于将第一叶片壳体104联结到对应的第二叶片壳体108(图 12)上。第二叶片壳体108可形成在对应的第二叶片壳体模具(未示出)中,其中第一叶片壳 体和第二叶片壳体随后闭合且联结在一起来形成风轮机叶片。

在闭合和联结叶片壳体的步骤之前,多个粘合剂间隔件110至少部分地布置在第 一叶片壳体104上的粘合剂层106的顶部中或顶部上。

参看图12,当叶片壳体104,108闭合且压到一起时,粘合剂间隔件110用于限定壳 体104,108的相对表面之间的粘合剂缓冲高度。因此,壳体104,108之间的粘合剂联结线106 的高度保持在大致对应于粘合剂间隔件110的直径的最小高度h1。结果,叶片壳体区段之间 准确限定的联结线高度可有效地保证,提供了风轮机叶片粘合剂联结的较好的质量控制。

作为优选,粘合剂间隔件110包括大致球形的元件,其具有大致等同于叶片壳体之 间的期望的最小联结线高度的直径。由于间隔件提供为球形,因此粘合剂层106中或粘合剂 层106上的间隔件的初始定向不需要准确放置。此外,间隔件可定位在粘合剂层的顶部上, 使得闭合叶片壳体的动作将间隔件压入相对粘稠的粘合剂层中,而不会导致间隔件的失准 或错误放置。然而,将理解的是,粘合剂间隔件可包括任何适合的形状,例如,圆柱形、立方 体等。在备选方面中,粘合剂间隔件可包括波状或风琴状部件,其可定位在叶片壳体之间来 确保最小联结线高度。此外,正如图6-9中的实施例那样,粘合剂间隔件110提供为沿叶片壳 体之间的联结线长度间隔开大约0.5到1m的粘合剂间隔件阵列。

图11和12的实施例示出了叶片壳体之间的后缘联结线,但将理解的是,本发明也 可用于叶片壳体之间的前缘联结线。此外,尽管图11和12的实施例在风轮机叶片壳体区段 之间布置的联结线的背景下示出,但将理解的是,本发明的系统和方法可用于风轮机叶片 的构件之间的任何粘合剂联结线。

在本发明的一方面中,可提供制造设备,其中优选球形或珠体的储存器形式的粘 合剂间隔元件的供应源联接到粘合剂分送器上。当粘合剂施加到叶片构件上时,例如,沿叶 片壳体后缘或前缘联结线,独立的粘合剂间隔元件可分送到粘合剂供应源中。例如,粘合剂 间隔元件可基于分送的粘合剂的量或体积和/或由粘合剂分送器行进的距离来分送。在一 个实例中,对于施加到联结线上的每2kg粘合剂,间隔球或珠释放到施加到联结线上的粘合 剂流。因此,间隔元件的分送可相对容易地并入制造过程中。

将理解的是,间隔元件88a,88b,88c,110的形状和大小可选择成确保最小联结线 高度保持在构件之间。作为优选,最小高度选择成在大约1到15mm之间,进一步优选在大约1 到5mm之间。在一个优选方面中,粘合剂间隔件可提供为具有大约3mm的直径的珠体或球形。

间隔元件88a,88b,88c,110可从任何适合的材料提供,例如,聚氨酯、聚酯、乙烯基 酯等。间隔元件88a,88b,88c,110可提供为相对回弹性的材料,例如,橡胶或塑料材料。间隔 元件88a,88b,88c,110可提供为回弹性的多孔材料,例如,轻木(balsa)、软木(cork)等。

根据本发明的粘合剂间隔元件的使用用于限定相应的叶片构件的联结表面之间 的缓冲区或空间,使得叶片构件之间的粘合剂联结线高度可有效保障,而不需要准确的对 准和定位技术。

本发明不限于本文所述的实施例,且可改变或变化,而不脱离本发明的范围。

本文发布于:2024-09-21 04:35:33,感谢您对本站的认可!

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