[发明专利]一种内部骨架支撑型风电叶片及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种内部骨架支撑型风电叶片及其制备方法。

背景技术

风力发电是指把风的动能转为电能，风是一种没有公害的能源，利用风力发电非常环保，且能够产生的电能非常巨大，因此越来越多的国家更加重视风力发电。目前，风力发电一般是通过大型的风电叶片进行的，风电叶片的强度性能尤为关键，目前的风电叶片一般是通过环氧树脂灌注各个部件，然后粘接而成，通过在环氧树脂中加入增强纤维对风电叶片的强度进行提升，使用最多的增强纤维一般是玻璃纤维和碳纤维，但是这样的材料制备出来的风电叶片强度不是很可靠，没有丝毫的韧性。

发明内容

针对上述现有技术的不足之处，本发明解决的问题为：提供一种强度可靠的内部骨架支撑型风电叶片及其制备方法。

为解决上述问题，本发明采取的技术方案如下：

一种内部骨架支撑型风电叶片，包括上壳体、下壳体、连接端部、支撑骨架；所述的上壳体和下壳体的两端通过连接端部进行粘接；所述的支撑骨架呈梯形结构；所述的支撑骨架设置在上壳体和下壳体之间的中部；所述的上壳体和下壳体包括外部的环氧树脂层和内部的增强层；所述的增强层由钛合金材料制成；所述的增强层上均匀设有多个穿接孔；所述的连接端部包括环氧树脂、玻璃纤维粉、碳酸钙粉料、芳香族聚酰胺纤维；所述的支撑骨架包括环氧树脂、玻璃纤维粉、条形泡沫镍。

进一步，所述的上壳体内侧和下壳体的内侧均设有卡接槽；所述的支撑骨架的上端和下端分别安装在上壳体内侧和下壳体的内侧的卡接槽内。

进一步，所述的连接端部中的环氧树脂、玻璃纤维粉、碳酸钙粉料、芳香族聚酰胺纤维的重量份分别为：100份、40～50份、30～40份、5～10份。

进一步，所述的支撑骨架中的环氧树脂和玻璃纤维粉的重量份分别为100份、20～30份；所述的环氧树脂和玻璃纤维粉的总体积与条形泡沫镍的体积比为1:1～1:2。

一种内部骨架支撑型风电叶片的制备方法， 包括步骤如下：

S1、壳体制作：在壳体模具中预埋增强层，以增强层作为骨架真空灌注环氧树脂，固化脱膜后得到上壳体和下壳体；

S2、支撑骨架制作：在上壳体和下壳体的内侧分别切割卡接槽，根据上壳体和下壳体内侧的卡接槽的形状以及上壳体和下壳体粘接后卡接槽的间距制作支撑骨架灌注模具；在支撑骨架灌注模具中各个部位预埋条形泡沫镍，然后按照比例将环氧树脂和玻璃纤维粉的混合料真空灌注到支撑骨架灌注模具中，固化脱膜后得到支撑骨架；

S3、连接端部制作：将芳香族聚酰胺纤维投入到粉碎机中进行粉碎，得到粉状体的芳香族聚酰胺纤维，然后按照比例将环氧树脂、玻璃纤维粉、碳酸钙粉料、粉状体的芳香族聚酰胺纤维进行混合，得到混合灌注料，在连接端部的模具中真空灌注混合灌注料，固化脱膜后得到连接端部；

S4、粘接：将支撑骨架的上端和下端分别安装在上壳体、下壳体的卡接槽内，将上壳体、下壳体、连接端部进行粘接，得到风电叶片。

进一步，所述的步骤S2中每隔5～10min真空灌注一次；真空灌注的次数为3～5次。

进一步，所述的步骤S3中的芳香族聚酰胺纤维的粉碎时间为20～30min，转速为600～800r/min。

进一步，所述的步骤S3中混合灌注料进行搅拌混合，搅拌混合时间为20～30min。

本发明的有益效果

1、本发明在上壳体和下壳体之间的中部设置了支撑骨架，支撑骨架呈梯形结构，起到辅助支撑上壳体和下壳体的作用，本发明的支撑骨架包括环氧树脂、玻璃纤维粉、条形泡沫镍，以条形泡沫镍作为骨架，以环氧树脂和玻璃纤维粉的混合料为外部的灌注封装层，极大的增强了支撑骨架的强度，环氧树脂和玻璃纤维粉的混合料在灌注的时候不断的渗透到条形泡沫镍的空隙当中，使得环氧树脂和玻璃纤维粉的混合料和条形泡沫镍聚合的更加的稳固，整体结构的稳定性和强度更加高。

2、本发明的上壳体和下壳体包括外部的环氧树脂层和内部的增强层，增强层由钛合金材料制成并且增强层上均匀分布多个穿接孔，通过环氧树脂作为外部的皮层，增强层作为内部的增强支撑骨架，增强了强度，同时穿接孔的设置可以使环氧树脂可以在增强层的两侧相互渗透粘接，进一步增强了环氧树脂层和增强层的粘接程度，强度更加可靠。

2、本发明的连接端部包括环氧树脂、玻璃纤维粉、碳酸钙粉料、芳香族聚酰胺纤维，通过玻璃纤维粉、碳酸钙粉料的加入增强了连接端部的强度，芳香族聚酰胺纤维是一种柔性高分子材料，通过合理的比例设置，适当增加了连接端部的柔性，如此同时增强了连接端部的强度和柔性。

附图说明