[发明专利]包括可变模板的抗剪腹板模具系统

说明书

描述了一种抗剪腹板模具系统，用于制造I形抗剪腹板形式的风力涡轮机组件，所述抗剪腹板具有腹板本体以及在腹板本体的第一端处的第一腹板底座凸缘和在腹板本体的第二端处的第二腹板底座凸缘。所述系统包括用于形成至少部分腹板本体的中心模制部分、用于形成至少部分第一腹板底座凸缘的第一模板、以及用于形成至少部分第二腹板底座凸缘的第二模板。第一模板和第二模板相对于中心模制部分的角度是可调整的。

本申请是申请号为201480084429.1、申请日为2014年10月30日、名称为“包括可变模板的抗剪腹板模具系统”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种用于制造I形抗剪腹板形式的风力涡轮机组件的抗剪腹板模具系统，所述抗剪腹板具有腹板本体以及在腹板本体的第一端处的第一腹板底座凸缘和在腹板本体的第二端处的第二腹板底座凸缘。本发明进一步涉及一种通过抗剪腹板模具系统制造I形抗剪腹板形式的风力涡轮机组件的方法。

背景技术

风力涡轮机叶片通常根据两种结构设计中的一种来制造，即薄的空气动力学壳体粘合或以其他方式粘结到翼梁上的设计，或梁帽（也称为主层压结构）集成在空气动力学壳体中的设计。

在第一设计中，翼梁构成叶片的承载结构。翼梁以及空气动力学壳体或壳体部件是分开制造的。空气动力学壳体通常被制造为两个壳体部件，一般被制造为压力侧壳体部件和吸力侧壳体部件。两个壳体部件粘合或以其他方式连接到翼梁，并进一步沿壳体部件的前缘和后缘彼此粘合。这种设计具有的优点是关键的承载结构可以分开制造，并因此更容易控制。另外，这种设计允许生产梁的各种不同制造方法，如模制和纤维缠绕。

在第二设计中，梁帽或主层压结构集成在壳体中，并与空气动力学壳体一起模制。与叶片的其余部分相比，主层压结构一般包括更多数量的纤维层，并且至少关于该数量的纤维层可以形成局部加厚的风力涡轮机壳体。因此，主层压结构可以形成叶片中的纤维插入部。在这种设计中，主层压结构构成承载结构。叶片壳体一般设计有集成在压力侧壳体部件中的第一主层压结构和集成在吸力侧壳体部件中的第二主层压结构。第一主层压结构和第二主层压结构一般通过一个或多个抗剪腹板连接，所述抗剪腹板例如可以具有C形或I形横截面。对于非常长的叶片，叶片壳体可以进一步沿至少部分的纵向范围包括压力侧壳体中的附加的第一主层压结构和吸力侧壳体中的附加的第二主层压结构。这些附加的主层压结构也可以通过一个或多个抗剪腹板连接。这种设计具有的优点是更容易通过叶片壳体部件的模制控制叶片的空气动力学形状。

抗剪腹板的作用是加强叶片结构，并防止过度弯曲或翘曲。一些叶片设计使用由具有I形或C形横截面的梁构件形成的抗剪腹板，这些构件具有主体，主体具有在主体的相对端处从其延伸的承载凸缘。

制造这种I形或C形腹板的一个方法是通过将夹层板本体提供成纤维材料层以希望的凸缘的形状施加在相对端处，纤维材料被注入有树脂，并随后固化以形成刚性的凸缘。

众所周知以适当形状的模具结构制造这种抗剪腹板，其中可以使用相对简单的U形模具制造C形腹板，其中夹层板本体在模具结构的相对壁之间延伸，通过纤维材料抵靠着所述壁的层叠来形成凸缘。

类似地，可以使用具有中心支撑的模具制造I形腹板，所述中心支撑由任一侧上的柔性支撑构件界定，以在柔性支撑构件与相对的模具壁之间限定可调整的通道。在这种情况下，夹层板本体布置在中心支撑上，而可调整的通道布置为接收纤维层，以在板本体的第一侧上形成凸缘，板本体的第二侧上的凸缘通过纤维材料抵靠着相对模具壁的层叠来形成。

这些制造系统的实例在国际专利申请公开No. WO 2013/037466 A1和国际专利申请公开No. WO 2014/095870 A1中可见。但是，这些系统具有需要可去除插入件以能够从系统移除I形腹板的缺点。另外，层叠是相当复杂的，因为纤维层必须在插入件周围折叠。这可能为纤维层叠提供皱纹。

除了上述之外，由于通过所述凸缘转移相对大的力，具有这种注入树脂的纤维基凸缘的抗剪腹板可以是受关注的区域，以防止结构破损和裂纹。