[发明专利]与风力涡轮机叶片制造相关的改进

说明书

描述了风力涡轮机叶片和关联的制造方法。所述叶片包括由接合在一起的第一半壳体和第二半壳体形成的外壳体。抗剪腹板布置在外壳体内。抗剪腹板具有设置在纵向延伸的第一安装凸缘和第二安装凸缘之间的腹板面板。抗剪腹板经由第一安装凸缘和第一半壳体的内表面之间的第一粘合剂胶合线以及第二安装凸缘和第二半壳体的内表面之间的第二粘合剂胶合线胶合到相应半壳体的内表面。在第二胶合线和可选地第一胶合线中设置一个或更多个胶合分隔件。胶合分隔件被压缩在抗剪腹板的安装凸缘和半壳体的内表面之间并且发生塑性变形。制造抗剪腹板的方法涉及压缩胶合线中的一个或更多个胶合分隔件，使得它们承受塑性变形。这样得到了高质量的胶合线。

技术领域

本发明总体上涉及风力涡轮机叶片，并且更具体地，涉及制造风力涡轮机叶片的方法和用于这些方法的设备。

背景技术

现代风力涡轮机叶片通常包括由两个半壳体组成的中空壳体，这两个半壳体沿着这两个半壳体的前缘和后缘胶合在一起。在叶片的内腔内设置有一个或更多个纵向延伸的抗剪腹板。抗剪腹板包括设置在上安装凸缘和下安装凸缘之间的腹板面板。安装凸缘分别胶合到这两个半壳体的相对内表面。

制造叶片的方法通常涉及在叶片模具组件的相应半模具中由复合材料分开地形成两个半壳体。在半壳体被支撑在它们相应的半模具中的情况下，接着将抗剪腹板胶合在半壳体的相应内表面之间，并且将半壳体胶合在一起。

将各种部件胶合在一起的过程通常涉及在第一半壳体的内表面上沉积一行粘合剂。然后，将抗剪腹板抬升到第一半壳体中并且定位成使其下安装凸缘在粘合剂的顶部上。将其他粘合剂沿着第一半壳体的前缘和后缘施用于抗剪幅材的上安装凸缘。然后，将第二半模具抬升、翻转和定位在第一半模具的顶部上。这被称为“闭合模具”。第二半壳体和第二半模具的重量压在抗剪腹板和第一半壳体上。这致使粘合剂被压缩在各种部件之间。一旦粘合剂固化，就可以从模具中取出完整的叶片。

通常，以两阶段接合过程将部件接合在一起。接合的第一阶段涉及在模具敞开的同时将抗剪腹板胶合到第一半壳体。在这个阶段期间可使用夹具支撑抗剪腹板。夹具的使用允许在抗剪腹板和第一半壳体之间实现一致且高质量的胶合线。一旦第一半壳体和抗剪腹板之间的粘合剂固化，就去除夹具，然后靠近模具，以将抗剪腹板胶合到第二半壳体并且在两阶段接合的第二阶段中将第一半壳体与第二半壳体胶合在一起。

两阶段接合的缺点在于它可能是耗时的。这是因为，在第二阶段可以开始之前，粘合剂在第一阶段中需要花费一些时间来固化。为了提高风力涡轮机叶片的生产率，可以考虑一阶段接合，其中同时将抗剪腹板胶合到第一半壳体和第二半壳体。然而，一阶段接合给制造过程带来额外的挑战，因为必须在模具闭合的情况下在抗剪腹板的每个面上形成胶合线。这使得不能够使用夹具支撑抗剪腹板。因此，在抗剪腹板和半壳体之间实现高质量且一致的胶合线可能是具有挑战性的。

在一阶段接合和两阶段接合二者中，当第二半模具定位在第一半模具上时，第二半壳体往往会(在重力的作用下)部分或完全从第二半模具释放，从而导致在第二半壳体及其半模具之间有一个或更多个间隙。这可能使得难以控制胶合过程，并且可能导致在抗剪腹板的一面或两面上的粘合剂被不均匀地压缩。另外，当施加热以固化粘合剂时，热膨胀可能造成第二半壳体朝向半模具移动回来，这后续会引起胶合线中的脱胶。

本发明的目的是提供用于将叶片的各种部件接合的改进过程，以避免上述问题中的一些或全部。

发明内容