[发明专利]用于风力涡轮机叶片的托架

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于支承风力涡轮机叶片的至少一个区段的托架(cradle)以及用于将所述区段接纳在所述托架中的方法。此外，本发明涉及使用用于在风力涡轮机叶片的制造中使用的所述托架的模制后(post-moulding)站、使用此模制后站的风力涡轮机叶片的制造方法以及包括模制后站的用于风力涡轮机叶片的制造系统。

背景技术

风力涡轮机叶片通常使用一对相邻的叶片模具来制造为第一叶片壳和第二叶片壳。叶片模具包括符合风力涡轮机叶片的逆风半和顺风半(或吸力侧部和压力侧部)的第一模制表面和第二模制表面，第一叶片模具用于形成第一叶片壳，并且第二叶片模具用于形成第二叶片壳，壳随后结合在一起来形成风力涡轮机叶片。

纤维复合材料首先层布在第一模制表面和第二模制表面的顶部上，材料的层符合模具的轮廓，以形成叶片壳的外部空气动力表面。一旦足够的纤维材料层已经施加在模具中，则树脂施加到纤维材料上来固化材料，以允许其硬化。树脂最常使用真空袋系统来注入，并且从树脂注入开始到叶片壳有效地固化来具有弹性结构时，将花费大约2至3小时的时间。

一旦叶片壳已充分地固化，则真空袋被除去，并且进一步的操作可在硬化的壳上执行。例如，叶片层压部(laminate)和/或腹板(web)可安装在叶片壳中，各种修理或修补操作可在壳上执行，壳表面的打磨等。

接下来，粘合胶在壳在模具中时施加到壳的边缘上。叶片模具经由铰接的转动机构联结，并且包含了第一叶片壳的第一叶片模具因此相对于第二模具和壳转动，使得第一壳定位在第二壳上方。这允许叶片壳沿着壳的边缘闭合在一起，以形成具有逆风侧部和顺风侧部的完整的风力涡轮机叶片。为了允许将壳牢固地结合在一起，由叶片模具沿着叶片壳的外表面保持适合的压力，通常持续大约3至4小时。

一旦完整的风力涡轮机叶片完全地粘合，则第一叶片模具可铰接回到打开状态，允许至容纳的风力涡轮机叶片的通路。叶片可随后从第二叶片模具脱模，并且使用叶片推车来支承(cart)，以执行附加的生产操作，例如，外部叶片表面的打磨、涂布等。

高质量的叶片模具为叶片制造过程中的装备的最昂贵的件之一，在使用之前需要大量加工和制造，以确保期望的叶片轮廓的准确复制，以及允许模具转动来将叶片壳部分结合在一起。此外，甚至叶片性(如长度、弧度等)中的微小差异也将通常需要用于制造过程的完全新的叶片模具。

在当前过程中使用的叶片模具可花费大约1百万到3百万欧元来制造，并且取决于模具在何处制造，在新模具可在制造厂处使用之前，长的运输时间可为因素。这在新的风力涡轮机叶片的制造过程的实施中引入了可观的成本和前置时间。

因此，对风力涡轮机技术的有效实施的限制中的一个在于叶片制造系统的初始设立所需的时间。另一个限制是此系统内的独立叶片的制造所占用的时间。

本发明的一个目的在于提供一种减少了这些限制的风力涡轮机叶片的制造的系统及方法。

发明内容

因此，提供了一种用于支承风力涡轮机叶片的至少一个区段的托架，该托架包括在所述托架的第一端部与第二端部之间延伸的支承构件的至少一个阵列，其中，所述支承构件包括排列来接纳风力涡轮机叶片的所述至少一个区段的表面的真空夹具。

此叶片托架的使用允许了用于支承风力涡轮机叶片的区段的灵活且可靠的系统。托架可提供为大致开放框架结构，在支承在托架中时允许至所支承的风力涡轮机叶片区段的表面的通路。

真空夹具可提供为大致在托架的第一端部与第二端部之间的线上排列的吸力杯。将理解的是，风力涡轮机叶片的区段可包括用于风力涡轮机叶片的壳的一部分，例如，逆风壳或顺风壳，或区段可包括完整的风力涡轮机叶片的一部分，例如，包括逆风表面和顺风表面两者。另外地或备选地，区段可包括风力涡轮机叶片区段的整个纵向范围，例如，从风力涡轮机叶片的根部端到末梢端，或区段可包括叶片自身的部分长度，例如，根部端区段、末梢端区段、中墙(midboard)区段等。优选地，真空夹具提供为吸力杯，但可使用任何其它适合的真空设备。

优选地，托架包括托架本体，优选地，开放框架本体，其中，所述真空夹具可相对于所述托架本体平移地移动。

由于真空夹具可相对于托架移动，夹具可准确地定位来为接纳在托架中的风力涡轮机叶片的区段提供最好的支承。此外，真空夹具可在附接到风力涡轮机叶片区段的表面上的同时移动，允许当在托架中时调整叶片区段的形状。因此，叶片区段的部分可被推或拉入期望的形状，允许了区段的轮廓根据需要进行精细调试(tuning)。优选地，真空夹具与至少一个促动器联接来提供所述平移移动。