[发明专利]用于将流体送入至模具以模制加强复合结构的系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及铸造加强的复合结构的领域，更具体地涉及铸造用于风力涡轮机的叶片。

背景技术

加强的复合结构，比如用于风力涡轮机的转子叶片，可以借助被称为VARTM（真空辅助树脂传递模制）的工艺来生产。在这样的工艺（其例如在WO 2009/103736 A2中所描述的）中，树脂和硬化剂在混合器中被混合，所述混合器继而供应混合的树脂至所述模具。混合树脂到往所述模具的流通过待铸造材料中的真空来驱动并且根据所述模具的尺寸通过一个或多个模具入口提供。所述混合器正常情况下仅仅能够在某一流量范围内供应混合树脂。此外，用于铸造的所需流量在铸造工艺中可以随时间改变。因此，混合树脂经由缓冲容器供应，所述缓冲容器可以补偿这种供应与需求之间的差异。然而，这样的缓冲容器可以释放不健康的蒸汽至环境中或甚至不小心被打翻。因此，缓冲容器对工作环境具有负面影响。

当使用上面描述的VARTM工艺时，难以控制层压板中树脂的传播。这是由于这样的事实：具有相对高浓度的纤维材料的区域构成比具有相对低浓度的纤维材料的区域更高的流动阻力。

EP 1 859 920 B1描述了上面的问题如何可以通过向待铸造的材料添加分布层来减少。这样的分布层使得树脂更容易传播至结构的其他区域变得可能。然而，在固化之后，分布层不会对所铸造的结构的强度作出贡献。另外，如果分布层从所固化的结构中除去，则它们对结构的表面留下负面印痕，由此需要额外的后处理以重建所期望的表面形状。

VARTM工艺的另外问题是静态压力降可能发生在被布置在不同高度处的模具入口之间。这样的压力差将导致每时间单位不同数量的树脂流过模具入口。

可能存在对铸造复合结构的改进的和简单的方式的需求。

发明内容

该需求可以由根据独立权利要求所述的主题来满足。本发明的有利实施例在从属权利要求中被陈述。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于送入复合流体至模具以铸造加强的复合结构（尤其是用于风力涡轮机的转子叶片）的系统。所提供的系统包括：（a）第一送入单元，用于通过第一模具入口将第一复合流体流送入至所述模具，以及（b）第二送入单元，用于通过第二模具入口将第二复合流体流送入至所述模具。所述第一复合流体流和所述第二复合流体流是单独可控制的。

本发明的这方面基于这样的理念：通过单独控制复合流体流通过相应的模具入口，在铸造工艺期间复合流体在模具内的纤维材料中的传播可以被控制并且复合流体的期望的分布可以被实现。

所述系统优选被设计为与任何种类的模具一起使用以铸造加强复合结构。尤其是，所述系统被设计为与模具一起使用以铸造用于风力涡轮机的转子叶片。这样的模具可以（在例如上半部和下半部模具彼此紧密地连接的其封闭状态下）基本上是圆柱形的并且可以具有高达大约60m或以上的长度（取决于待铸造的叶片的长度），和高达大约3m或以上的高度（取决于待铸造的叶片的横截面尺寸）。所述模具可以包括多个入口，复合流体（例如，树脂和硬化剂的混合物）可以通过所述多个入口送入。所述入口可以沿所述模具纵向地和/或圆周地分布。

所述第一送入单元和所述第二送入单元的每一个优选包括管子或管道，所述管子和管道被设计为例如借助合适的连接件分别与第一和第二模具入口连接。所述管子或管道可以由任何柔性或硬质的材料制成，所述材料适合将复合流体从源传递至模具。

复合流体流到模具中可以通过例如借助真空泵在所述模具内提供真空或负压力而引起或被辅助。

复合流体流过第一送入单元优选根据第一时间函数来控制。类似地，复合流体流过第二送入单元优选根据第二时间函数来控制。由此，合适量的复合流体可以在铸造工艺期间的不同时间被提供至模具的不同部分或段，并且复合流体的优化分布可以在铸造工艺期间的任何时间被实现。

根据本发明的实施例，所述系统还包括：（a）第一流（flow）控制单元，用于控制由所述第一送入单元送入的复合流体流，以及（b）第二流控制单元，用于控制由所述第二送入单元送入的复合流体流。