一种残膜回收机防缠绕挑膜装置的制 一种秧草收获机用电力驱动行走机构

在风力涡轮机叶片的叶片区段上执行后模制操作的制作方法

2021-11-10 05:24:00 来源:中国专利 TAG:
1.本发明涉及一种在风力涡轮机叶片的叶片区段上执行至少一次后模制(post‑moulding)操作的方法,以及涉及一种用于在风力涡轮机叶片的叶片区段上执行后模制操作的支撑组件。
背景技术
::2.风动力提供一种清洁并且环境友好的能量的来源。风力涡轮机通常包括塔架、发电机、齿轮箱、机舱以及一个或多个转子叶片。风力涡轮机叶片使用已知的翼型原理捕捉风的动能。现代风力涡轮机可以具有长度上超过90米的转子叶片。3.风力涡轮机叶片通常通过由编织的织物或纤维和树脂的层形成两个壳体部分或壳体半部而制造。翼梁帽或主层压件放置或集成在壳体半部中,并且可以与抗剪腹板或翼梁桁杆(sparbeam)组合以形成结构支撑构件。翼梁帽或主层压件可以接合到壳体的吸力半部和压力半部的内部或集成在壳体的吸力半部和压力半部的内部内。4.随着风力涡轮机的尺寸增加,风力涡轮机叶片的制造和运输变得更具挑战性且更昂贵。为了解决这个问题,已知的是以两个或更多展向(spanwise)区段提供风力涡轮机叶片。这可以导致更容易的制造过程,并且可以降低风力涡轮机的运输和架设的成本。叶片区段可以被运输到架设地点,在架设地点处它们能够被组装以形成风力涡轮机叶片。5.然而,在区段式风力涡轮机叶片的制造中出现了许多挑战。特别地,存在对于在叶片区段特别是展向叶片区段上有效地执行后模制操作的需要。6.因此,本发明的一个目的是提供一种在叶片区段上执行后模制操作的改进的方法,所述方法成本有效并且灵活。7.本发明的另一个目的是提供一种用于这样的方法中的多用途且成本有效的布置。技术实现要素:8.已经发现,上述目的中的一个或多个能够通过在风力涡轮机叶片的叶片区段上执行至少一次后模制操作的方法来获得,该叶片区段包括壳体结构和翼梁结构,所述壳体结构具有开放端部,所述翼梁结构至少部分地布置在壳体结构内并从开放端部突出,该方法包括以下步骤:提供用于在叶片区段的翼梁结构处支撑叶片区段的保持装置,该保持装置包括用于接合翼梁结构的联接构件;用保持装置保持叶片区段,使得叶片区段的翼梁结构被联接构件接合;以及在叶片区段的壳体结构上执行至少一次后模制操作。9.本发明的解决方案提供了若干益处。首先,执行后模制操作的成本被大幅降低,因为叶片的外部部分(诸如尖端端部区段)免去了支撑元件,因为其在其翼梁结构处被支撑。因此,能够以两个或更多分开的部件用一次或多次后模制操作方便地处理转子叶片。因此,发现本发明的方法和组件在后模制操作期间具有对叶片区段的改进的可接近性。此外,通常需要两个相对的支撑元件,诸如两个分开的尖端运货车(waggons),来保持尖端端部叶片区段,而根据本发明仅需要单个保持装置。10.外部尖端端部叶片区段能够在其翼梁结构(诸如一个或多个翼梁桁杆)处被支撑,其中壳体结构的整个外表面是自由的并可用于后模制操作。与现有技术的叶片区段保持装置相比,这还导致了改进的工作高度,并且还避免了对脚手架的需要。11.叶片区段优选地是包括风力涡轮机叶片的尖端的展向叶片区段,即尖端端部叶片区段。这种尖端端部叶片区段将通常构成总叶片长度的高达30%。壳体结构将通常包括胶合或以其它方式结合至彼此的压力侧壳体部分和吸力侧壳体半部。在一些实施例中,压力侧壳体半部和吸力侧壳体半部在风力涡轮机叶片的整个长度之上(即在它们的整个最终长度之上)制造,闭合和结合,并且随后沿基本上垂直于闭合壳体的展向方向或纵向轴线的切割平面切割,得到根部端部叶片区段和尖端端部叶片区段。压力侧壳体半部和吸力侧壳体半部将通常在前缘附近和在后缘附近粘合或结合至彼此。每个壳体半部可以包括纵向/展向延伸的负荷承载结构,诸如一个或多个主层压件或翼梁帽,优选地包括增强纤维,诸如玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、金属纤维(诸如钢纤维)或植物纤维或其混合物。壳体结构将通常通过用诸如环氧树脂、聚酯或乙烯基酯的树脂灌注纤维材料的纤维铺设而产生。在优选实施例中,压力侧壳体半部和吸力侧壳体半部在相应的模具半部中、优选地通过真空辅助树脂传递模制来制造。根据一些实施例,压力侧壳体半部和吸力侧壳体半部各自具有50‑90m、优选为60‑80m的总长度或纵向范围(extent)l。12.叶片区段的壳体结构包括外壳体表面,在外壳体表面上可执行后模制操作。叶片区段(诸如尖端端部叶片区段)包括开放端部,其例如通过如上所述的沿着基本上垂直于展向方向或垂直于闭合壳体的纵向轴线的切割平面切割全长度的壳体结构而获得。在其它实施例中,叶片区段被模制为具有开放端部或开口。对于尖端端部叶片区段,开放端部或开口将通常在与尖端相对的端部(即更靠近最终叶片的根部端部的叶片区段的端部)处。在一些实施例中,叶片区段构成叶片的整个纵向范围的10‑50%,诸如20‑40%。13.在优选实施例中,翼梁结构包括盒形翼梁,所述盒形翼梁优选地包括至少一个翼梁桁杆和至少一个翼梁凸缘。在一些实施例中,翼梁结构包括一个或多个翼梁桁杆或腹板。翼梁结构,诸如盒形翼梁,至少部分地布置在叶片区段的壳体结构内。如果叶片区段是尖端端部叶片区段,则翼梁结构可布置在壳体结构内直至或靠近叶片区段的尖端端部并从开放端部突出。通常,在将两个或更多叶片区段结合至彼此以形成风力涡轮机叶片之前,从叶片区段(例如尖端端部叶片区段)的开放端部突出的翼梁结构的部分被接收在另一个叶片区段中,该另一个叶片区段通常是包括叶片的根部端部的根部端部叶片区段。翼梁结构优选地是纵向地延伸的负荷承载结构,优选地包括用于连接和稳定壳体半部的桁杆或翼梁盒。翼梁结构可适配成承载叶片上的大部分的负荷。14.在一些实施例中,风力涡轮机叶片的负荷承载结构包括布置在第一展向叶片区段中的第一翼梁结构和布置在第二展向叶片区段中的第二翼梁结构,第一翼梁结构和第二翼梁结构能够释放地联接至彼此,诸如在风力涡轮机叶片中能够释放地固定或锁定至彼此。在一些实施例中,第一和第二翼梁结构通过一个或多个机械装置能够释放地联接至彼此。在一些实施例中,第一和第二翼梁结构通过机械锁定机构能够释放地联接至彼此。通常布置在根部端部叶片区段中的第一翼梁结构可以包括用于接收第二翼梁结构的布置,该第二翼梁结构通常布置在尖端端部叶片区段中。第一翼梁结构可包括中空构件或护套。第二翼梁结构可以有利地包括翼梁桁杆或盒形翼梁。15.本发明的保持装置布置成在叶片区段的翼梁结构处支撑叶片区段,保持装置包括用于接合翼梁结构的联接构件。优选地,翼梁结构的部分被接收在保持装置的联接构件内。特别优选的是,保持装置是支撑叶片区段的唯一的装置,例如将叶片区段支撑在地表面上方的位置中,从而允许在叶片区段上执行一次或多次后模制操作。16.叶片区段用保持装置保持,使得叶片区段的翼梁结构由联接构件接合,其中,优选地,翼梁结构和联接构件的相对位置被固定。优选地,叶片区段在其翼梁结构处自保持装置悬挂,通常使得叶片区段自由地悬挂或安装在地面上方。这允许以方便且实用的方式在叶片区段的壳体结构上进行至少一次后模制操作。17.在优选实施例中,叶片区段是展向叶片区段,优选地包括风力涡轮机叶片的尖端。在一些实施例中,风力涡轮机叶片由两个或更多叶片区段组成,包括尖端端部叶片区段和根部端部叶片区段,尖端端部叶片区段包括风力涡轮机叶片的尖端,根部端部叶片区段包括风力涡轮机叶片的根部。18.在一些实施例中,叶片区段被用保持装置保持或悬挂在地表面上方的基本上水平的位置中。优选地,没有叶片区段的部分与地表面接触。在优选实施例中,叶片区段的壳体结构能够自由地接近,即不被保持装置接合。因此,能够从每侧接近叶片区段的壳体结构以用于执行后模制操作。叶片区段将通常具有基本上展向延伸的纵向轴线,该轴线与风力涡轮机叶片的展向范围总体上一致(coinciding)。如本文中所使用的,术语“纵向”意思是基本上平行于所讨论元件的最大线性尺寸延展的轴线。当用保持装置将叶片区段保持或悬挂在地表面上方的基本上水平的位置中时,叶片区段的纵向轴线或展向范围将通常基本上平行于地表面。19.在优选实施例中,翼梁结构包括翼梁桁杆或盒形翼梁,所述盒形翼梁优选地包括至少一个翼梁桁杆和至少一个翼梁凸缘。盒形翼梁可以包括一个或多个抗剪腹板,其在抗剪腹板的顶部和底部处结合到翼梁帽。20.在一些实施例中,联接构件包括用于接收翼梁结构的至少部分的护套元件。护套元件可采用管的形式,例如具有圆形或四边形或基本上盒形横截面的管。护套元件可具有纵向轴线,其中护套元件的纵向轴线基本上平行于地表面。通常,叶片区段的纵向轴线或展向范围将与联接构件或护套元件的纵向轴线对准。护套元件可包括一个或多个内部肋状件,用于与诸如盒形翼梁的翼梁结构对准或邻接。在典型的实施例中,叶片区段的翼梁结构的部分插入到联接构件中、通常插入到其护套元件中。在一些实施例中,翼梁结构的突出部分的长度的至少50%、诸如至少80%或至少90%、或100%被接收在护套元件内。根据一些实施例,护套元件是基本上盒形的。在其它实施例中,护套元件是中空的。21.在优选实施例中,联接构件(特别是其护套元件)能够围绕其纵向轴线旋转。在一些实施例中,护套元件能够围绕其纵向轴线旋转360°。因此,叶片区段能够围绕其纵向轴线或展向范围旋转。22.根据另一个实施例,保持装置还包括用于将联接构件(诸如护套元件)围绕其纵向轴线旋转的致动器具。致动器具可包括马达或驱动单元,例如用于驱动基于链的装置,所述基于链的装置用于旋转接收叶片区段的翼梁结构的部分的护套元件(例如管)。23.根据另一实施例,翼梁结构由延伸穿过联接构件和翼梁结构的更多销中的一个(诸如一个或多个锁定销)紧固到联接构件。在优选实施例中,联接构件包括护套元件,其中穿过护套元件提供相对的孔,所述孔能够与翼梁结构提供的对应的相对的孔对准以用于在相应的孔中接收销。因此,例如在联接构件的旋转期间,联接构件和叶片区段的相对位置能够固定。在一个实施例中,翼梁结构使用延伸穿过联接构件和翼梁结构的弦向销和径向销紧固到联接构件。优选地,至少在锁定销上插入到在联接构件和翼梁结构的每个中的对准的相应孔中,以将翼梁结构固定到联接构件。24.在优选实施例中,保持装置还包括用于平衡被支撑的叶片区段的重量的配重。在一些实施例中,保持装置还包括轴承,所述轴承用于能够旋转地接收翼梁结构的展向延伸附件。该附件可包括沿展向方向从翼梁结构延伸的销或杆。通常,轴承与联接构件对准以接收该附件,其通常是翼梁结构的最外部分。25.在优选实施例中,所述保持装置还包括能够移动的支撑构件,能够移动的支撑构件优选地包括多个轮子。能够移动的支撑构件可包括滚子板装置、辊台(roll‑table)或滑台。通常,保持装置的其它元件,例如联接构件和/或配重,布置在所述能够移动的支撑构件上。26.根据另一个实施例,叶片区段在其壳体结构处未被支撑。因此,优选地,所述保持装置不接合叶片区段的壳体结构。有利地,所述壳体结构是完全自由的并且能够接近以用于执行一次或多次后模制操作。在优选实施例中,叶片区段包括叶片的尖端端部。27.根据另一个实施例,后模制操作选自:叶片壳体修理操作,其包括固化的叶片壳体中的任何小缺陷的修理;叶片壳体切割或研磨操作,其中固化的叶片壳体的表面的部分能够被切掉或研磨,以呈现相对光滑的轮廓;叶片根部凸缘联接操作,其中设置在第一和第二叶片壳体上的一对叶片根部凸缘联接在一起,以形成单个整体式叶片根部凸缘;胶合操作,其中将粘合剂施加到叶片壳体的表面,以将部件或叶片壳体结合在一起;涂覆操作,其中叶片壳体的外表面涂覆有涂覆层,例如凝胶涂层或合适的抗腐蚀材料;层压件安装操作,其中风力涡轮机叶片的内部的主层压件或其它元件可以固定到叶片壳体之一的内表面,以用于定位在风力涡轮机叶片的内部中;表面覆膜(overlamination)操作;内部叶片部件的安装,例如负荷或偏转监测传感器、雷电防护系统等;叶片壳体几何形状的测量;在例如烤炉中的二次固化操作;或任何其它合适的制造或组装操作。优选地,后模制操作包括研磨操作,其中叶片区段的壳体结构的外表面的至少部分被研磨。在一个实施例中,后模制操作包括涂覆操作,其中叶片区段的壳体结构的外表面的至少部分被涂覆。28.在另一方面,本发明涉及通过上述方法能够获得的叶片区段。29.在另一方面,本发明涉及一种用于在风力涡轮机叶片的叶片区段上执行后模制操作的支撑组件,该支撑组件包括:区段式风力涡轮机叶片的展向叶片区段,该叶片区段包括壳体结构和翼梁结构,所述壳体结构具有开放端部,所述翼梁结构至少部分地布置在壳体结构内并从开放端部突出;以及用于在叶片区段的翼梁结构处支撑叶片区段的保持装置,该保持装置包括用于接合翼梁结构的联接构件。30.上文描述了有关本发明的方法的叶片区段和保持装置的特征。31.根据另一个实施例,支撑组件是移动支撑组件。优选的是,支撑组件包括一个或多个轮子或辊,使得支撑组件能够被推动或牵引到期望的位置。32.在另一方面,本发明涉及一种用于根据本发明的方法中的保持装置,该保持装置包括用于接合叶片区段的翼梁结构的联接构件。33.在另一方面,本发明涉及一种制造风力涡轮机叶片的方法,其包括在如上所述的叶片区段上执行至少一次后模制操作的方法。本发明还涉及通过该方法能够获得的风力涡轮机叶片。34.上文关于在叶片区段上执行至少一次后模制操作的方法描述的实施例和特征可同样地应用于上文关于用于在叶片区段上执行后模制操作的支撑组件或关于本发明的保持装置描述的实施例和特征并且可与这些实施例和特征组合,并且反之亦然。35.如本文中所用的,术语“展向”用于描述沿着叶片从其根部端部到其尖端端部的测量或元件的方向。在一些实施例中,展向是沿着风力涡轮机叶片的纵向轴线和纵向范围的方向。展向叶片区段通常涉及沿风力涡轮机叶片的展向轴线对准的多个区段之一,诸如根部端部区段或尖端端部区段。附图说明36.下面参考附图中所示的实施例详细解释本发明,其中:图1示出了风力涡轮机,图2示出了风力涡轮机叶片的示意图,图3示出了风力涡轮机叶片的横截面的示意图,图4是根据本发明的风力涡轮机叶片的叶片区段的透视图,图5是本发明的支撑组件在拆开的状态下的示意性侧视图,图6是本发明的支撑组件在组装的状态下的示意性侧视图,以及图7是图示根据本发明的叶片区段和联接构件的局部透视图。具体实施方式37.图1图示了根据所谓的“丹麦概念”的传统的现代逆风风力涡轮机,其具有塔架4、机舱6和具有基本上水平的转子轴的转子。转子包括毂部8和从毂部8径向延伸的三个叶片10,每个叶片10具有最靠近毂部的叶片根部16和最远离毂部8的叶片尖端14。转子具有用r表示的半径。38.图2示出了风力涡轮机叶片10的示意图。风力涡轮机叶片10具有传统的风力涡轮机叶片的形状,并且包括:最靠近毂部的根部区域30;最远离毂部的成轮廓或翼型区域34;以及在根部区域30与翼型区域34之间的过渡区域32。叶片10包括当叶片安装在毂部上时面向叶片10的旋转方向的前缘18和面向前缘18的相对方向的后缘20。39.翼型区域34(也称为成轮廓区域)具有关于产生升力的理想或近乎理想的叶片形状,而根部区域30由于结构的考虑具有基本上圆形或椭圆形横截面,其例如使得将叶片10安装至毂部更容易且更安全。根部区域30的直径(或弦)沿着整个根部区30可以是恒定的。过渡区域32具有从根部区域30的圆形或椭圆形形状向翼型区域34的翼型轮廓逐渐变化的过渡轮廓。过渡区域32的弦长通常随着距毂部的增加的距离r而增加。翼型区域34具有翼型轮廓,其具有在叶片10的前缘18与后缘20之间延伸的弦。弦的宽度随着距毂部的增加的距离r而减小。40.叶片10的肩部40被限定为叶片10具有其最大弦长的位置。肩部40通常设置在过渡区域32与翼型区域34之间的边界处。图2还图示了叶片的纵向范围l、长度或纵向轴线。41.应当注意,叶片的不同区部的弦通常不位于共同的平面内,因为叶片可能扭转和/或弯曲(即预弯),从而提供具有对应地扭转和/或弯曲的趋向(course)的弦平面,为了补偿取决于距毂部的半径的叶片的局部速度,这是最常见的情况。42.叶片通常由压力侧壳体部分36和吸力侧壳体部分38制成,压力侧壳体部分36和吸力侧壳体部分38在叶片20的前缘18和后缘处沿着结合线胶合到彼此。43.图3示出了叶片沿着图2所示的线i‑i的横截面的示意图。如前面提到的,叶片10包括压力侧壳体部分36和吸力侧壳体部分38。压力侧壳体部分36包括翼梁帽41,也称为主层压件,其构成压力侧壳体部分36的负荷承受部分。翼梁帽41包括多个纤维层42,纤维层42主要包括沿着叶片的纵向方向对准的单向纤维,以便为叶片提供硬度。吸力侧壳体部分38也包括翼梁帽45,翼梁帽45包括多个纤维层46。压力侧壳体部分38还可以包括夹层芯材43,夹层芯材43通常由轻木或发泡聚合物制成并且夹层在多个纤维增强表皮层之间。夹层芯材43被用以向壳体提供硬度,以便确保在叶片的旋转期间壳体基本上维持其空气动力学轮廓。类似地,吸力侧壳体部分38也可以包括夹层芯材47。44.压力侧壳体部分36的翼梁帽41和吸力侧壳体部分38的翼梁帽45经由第一抗剪腹板50和第二抗剪腹板55连接。抗剪腹板50、55在所示的实施例中成形为基本上i‑形的腹板。第一抗剪腹板50包括抗剪腹板本体和两个腹板脚部凸缘。抗剪腹板本体包括夹层芯材51,诸如轻木或发泡聚合物,其被由多个纤维层制成的多个表皮层52覆盖。叶片壳体36、38可以在前缘和后缘处包括另外的纤维增强件。通常,壳体部分36、38经由胶合凸缘结合至彼此。45.图4是根据本发明的风力涡轮机叶片10的两个展向区段68、70的示意性透视图。在此实施例中,叶片包括诸如根部区段的第一叶片区段68和诸如尖端区段的第二叶片区段70。翼梁结构62布置在第二叶片区段70内并且从其突出。46.图5和图6图示了根据本发明的用于在风力涡轮机叶片的叶片区段上执行后模制操作的支撑组件80。图5示出了拆开的状态,而图6示出了组装的状态。支撑组件80包括区段式风力涡轮机叶片的展向叶片区段70。叶片区段70包括壳体结构82,该壳体结构82具有外壳体表面84并且包括以后的风力涡轮机叶片的尖端14。叶片区段70具有开放端部86(如图4和图7中所见)以及至少部分地布置在壳体结构82内并从开放端部86突出的翼梁结构62。47.支撑组件80包括用于在叶片区段的翼梁结构62处支撑叶片区段70的保持装置88。保持装置88包括用于接合翼梁结构62的联接构件90。在图示的实施例中,联接构件90具有在其中接收翼梁结构62的部分的护套元件的形式。护套元件有利地能够围绕其纵向轴线lo旋转,以用于在后模制操作期间或之间中旋转叶片区段70。48.如图6中所见,叶片区段被保持在地表面上方的基本上水平的位置中。因此,外壳体表面能够接近以用于后模制操作,诸如壳体修理操作、壳体研磨操作或壳体涂覆操作。保持装置88还包括致动器具,所述致动器具包括链式旋转器具94和用于驱动该链的马达92,以用于将联接构件围绕其纵向轴线lo旋转。保持装置88还包括用于平衡被支撑的叶片区段70的重量的配重96。49.另外,翼梁结构由延伸穿过联接构件90和翼梁结构62的销95紧固到联接构件90。这在图7的局部透视图中图示,其示出了具有翼梁结构62和联接构件90的实施例,所述翼梁结构62呈盒形翼梁的形式,所述联接构件90具有用于接收盒形翼梁(保持装置的其余部分未示出)的对应的横截面。可以在联接构件90和翼梁结构62中设置能够对准的孔90a、62a以接收销95。因此,在联接构件90的旋转期间,翼梁结构至联接构件的相对位置被固定。50.另外,如图5和图6中所见,保持装置88包括轴承97,其用于能够旋转地接收翼梁结构62的展向延伸的附件63。此外,保持装置88包括能够移动的支撑构件100,诸如辊台或运货车,其包括多个轮子102。51.本发明不限于本文中描述的实施例并且在不脱离本发明的范围的情况下可以进行修改或改变。52.参考标号列表4塔架6机舱8毂部10叶片14叶片尖端16叶片根部18前缘20后缘30根部区域32过渡区域34翼型区域36压力侧壳体部分38吸力侧壳体部分40肩部41翼梁帽42纤维层43夹层芯材45翼梁帽46纤维层47夹层芯材50第一抗剪腹板51芯构件52表皮层55第二抗剪腹板56第二抗剪腹板的夹层芯材57第二抗剪腹板的表皮层60填料绳62翼梁结构63附件68第一叶片区段70第二叶片区段80支撑组件82壳体结构84外壳体表面86叶片区段的开放端部88保持装置90联接构件92马达94链式旋转器具95销96配重97轴承99孔100辊台102轮子l长度r距毂部的距离r转子半径。当前第1页12当前第1页12
再多了解一些

本文用于企业家、创业者技术爱好者查询,结果仅供参考。

发表评论 共有条评论
用户名: 密码:
验证码: 匿名发表

相关文献