风电叶片的后缘结构及风电叶片的制作方法

1.本实用新型涉及风电叶片设计及生产技术领域，具体而言，涉及一种风电叶片的后缘结构及风电叶片。


背景技术：

2.随着风电行业的发展，大家越来越关注风电叶片制造的质量和稳定性，因为产品的稳定，才能给企业带来长久的经济效益和稳定的市场份额。现有的后缘抗屈曲结构是先预制一个高度合适的后缘腹板，然后在风电叶片制造的合模工段，在后缘的辅梁区域粘接后缘腹板，通过粘接后缘腹板满足风电叶片后缘抗曲屈的需求。
3.现有的后缘腹板从生产到安装，需要较高的人员操作技能、精准的工装设计和严格的过程管控，当后缘腹板距离后缘预制粘接角或后缘结构很近时，没有空间安装弦向定位工装，当弦向定位工装失效时，会严重导致后缘腹板的垂直度差和风电叶片合模间隙差的问题。因此，现有技术存在着后缘腹板极易出现安装效果不好而导致风电叶片合模间隙差、后缘抗屈曲效果差的问题。


技术实现要素：

4.本技术实施例的目的在于提供一种风电叶片的后缘结构及风电叶片，用以实现在满足风电叶片后缘粘接强度的同时，更好的满足风电叶片后缘抗屈曲的强度需求以及使风电叶片合模效果更好的技术效果，提高了风电叶片的质量、安全性和稳定性，同时也免去了制作后缘腹板的时间以及支出。
5.第一方面，本技术实施例提供了一种风电叶片的后缘结构，所述风电叶片包括上壳体和下壳体，所述上壳体与所述下壳体之间限定有填充空间，所述后缘结构包括：芯材，设于所述填充空间内，并位于靠近所述风电叶片的叶片后缘的一侧；第一铺层，铺设于所述芯材的外周侧；第二铺层，局部铺设于所述第一铺层的外周侧，并位于所述芯材靠近所述叶片后缘的一侧；第三铺层，局部铺设于所述第一铺层的外周侧，并位于所述芯材远离所述叶片后缘的一侧。
6.在上述实现过程中，芯材填充于填充空间内，并位于叶片后缘位置，以起到支撑作用，提高后缘结构的结构强度，又通过在芯材外周侧铺设第一铺层来满足叶片后缘结构所需的粘接强度，提高叶片后缘结构的稳定性，在铺设第二铺层时，可根据风电叶片的后缘合模缝的粘接宽度进行第二铺层的铺设工作，以保证叶片后缘结构的安全性，在铺设第三铺层时，可根据结构进行强度计算，通过铺设n层玻纤布形成第三铺层，以达到叶片后缘抗屈曲所需的强度，本技术实施例提供的风电叶片的后缘结构，因取消了现有技术中的后缘腹板，解决了原有后缘腹板在安装时极易出现安装效果不好而导致叶片合模间隙差、后缘抗屈曲效果差的问题，并且在满足叶片后缘粘接强度的同时，更好的满足了叶片后缘抗屈曲的需求，使风电叶片合模效果更好，提高了风电叶片的质量、安全性和稳定性，同时也免去了制作后缘腹板的时间以及支出。
7.在一种可能的实现方式中，所述第一铺层与所述上壳体之间设有间隙，所述间隙内填充有粘接层；其中，所述上壳体背离所述芯材的一侧被配置为所述风电叶片的迎风面。
8.在上述实现过程中，由于芯材贴设于下壳体，且芯材的外周侧包裹有第一铺层，第一铺层与下壳体相粘接，通过在上壳体与第一铺层之间填充粘接层，将上壳体与第一铺层相粘接，从而实现上壳体与下壳体的连接，进而完成风电叶片的上壳体与下壳体的合模。
9.在一种可能的实现方式中，所述风电叶片的后缘结构，还包括：挡胶板，所述挡胶板的一端与所述上壳体相连，另一端与所述第三铺层背离所述芯材的一侧相连，并与所述上壳体、所述第一铺层和所述第三铺层之间限定出封闭空腔，所述粘接层填充于所述封闭空腔内。
10.在上述实现过程中，粘接层填充于封闭空腔内并用挡胶板将其与上壳体和下壳体之间限定的填充空间隔开，防止粘接层中的胶粘剂溢出至填充空间，一方面可以减少胶粘剂的用量，另一方面可以维持风电叶片的填充空间洁净状态，从而实现延长叶片使用寿命的效果。
11.在一种可能的实现方式中，所述风电叶片的后缘结构，还包括：抗皱芯材，所述抗皱芯材贴设于所述第三铺层背离所述叶片后缘的一侧。
12.在上述实现过程中，在风电叶片制作过程中，进行整体封真空操作后，后缘辅梁区域的铺层(即本技术所述的第三铺层)会出现褶皱，本技术通过在第三铺层背离芯材的一侧设置抗皱芯材，利用抗皱芯材对后缘辅梁区域铺层产生的压力，可以有效避免后缘辅梁区域铺层出现褶皱。
13.在一种可能的实现方式中，所述风电叶片的后缘结构，还包括：第四铺层，所述第四铺层铺设于所述抗皱芯材背离叶片后缘的一侧，且所述第四铺层的一端向上延伸至与所述第三铺层相贴合，另一端经所述抗皱芯材远离所述叶片后缘的一侧向靠近所述风电叶片的叶片前缘的方向延伸。
14.在上述实现过程中，在铺设第四铺层时，使第四铺层的一端向上延伸至与第三铺层的一端相贴合，并使第四铺层的另一端向叶片前缘方向延伸至与第三铺层的另一端相贴合，从而将抗皱芯材密封于第四铺层与第三铺层形成的空间内，增强抗皱芯材的稳固性。
15.在一种可能的实现方式中，所述第四铺层由所述抗皱芯材远离所述叶片后缘的一侧向靠近所述风电叶片的叶片前缘的方向延伸的距离在50mm～100mm的范围内。
16.在上述实现过程中，第四铺层向靠近风电叶片的叶片前缘的方向延伸以满足封边处理的需求，提高抗皱芯材的稳固性，延伸距离控制在50mm～100mm的考量在于，一方面延伸距离过短则不足以进行封边处理，另一方面延伸距离过长则会造成材料浪费。
17.在一种可能的实现方式中，所述抗皱芯材沿垂直于所述上壳体和所述下壳体的方向的截面呈三角形。
18.在一种可能的实现方式中，所述第二铺层呈u型，且所述第二铺层的两端分别铺设于所述第一铺层的上侧和下侧；和/或，所述第三铺层呈z型，且所述第三铺层的一端铺设于所述第一铺层的上侧，另一端依次贴设于所述第一铺层背离所述叶片后缘的一侧和所述下壳体，并向远离所述叶片后缘的方向延伸设置；和/或，所述挡胶板呈l型。
19.在一种可能的实现方式中，所述第一铺层、所述第二铺层、所述第三铺层和所述挡胶板均包括多层玻纤布，且多层所述玻纤布错层铺设；和/或，所述第四铺层为单层玻纤布。
20.在上述实现过程中，在铺设第一铺层、第二铺层、第三铺层和挡胶板时，均通过对多层玻纤布进行错层铺设的方式进行铺设，从而避免出现多层玻纤布叠加造成应力集中的问题。
21.第二方面，本技术实施例还提供了一种风电叶片，包括如上述实施例所述的风电叶片的后缘结构。
22.本技术第二方面实施例提供的风电叶片，因包括第一方面实施例所述的风电叶片的后缘结构，因此具有上述任一实施例所具有的技术效果，在此不再赘述。
23.本技术第一方面提供的风电叶片的后缘结构，通过在风电叶片的上壳体与下壳体之间限定的填充空间内且靠近风电叶片的叶片后缘的一侧铺设芯材，在芯材的外周侧铺设第一铺层，在芯材靠近叶片后缘的一侧外周局部铺设第二铺层，在芯材远离叶片后缘的一侧外周局部铺设第三铺层形成后缘结构，实现了在满足叶片后缘粘接强度的同时，更好的满足了叶片后缘抗屈曲的强度需求以及使风电叶片合模效果更好的技术效果，提高了风电叶片的质量、安全性和稳定性，同时也免去了制作后缘腹板的时间以及支出。
附图说明
24.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对本技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
25.图1为本技术实施例提供的一种风电叶片的结构图；
26.图2为本技术实施例提供的一种风电叶片的后缘结构剖视图。
27.图标：100-风电叶片；1-上壳体；2-下壳体；3-填充空间；200-后缘结构；4-芯材；5-第一铺层；6-第二铺层；7-第三铺层；8-间隙；801-粘接层；9-挡胶板；10-封闭空腔；11-抗皱芯材；12-第四铺层；
28.其中，图2中的ss表示风电叶片的背风面，ps表示风电叶片的迎风面。
具体实施方式
29.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行描述。
30.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
31.在本技术实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实施例使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
32.在本技术实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒
介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
33.第一方面，本技术实施例提供了一种风电叶片的后缘结构，应注意的是，此风电叶片的后缘结构可在风电叶片壳体铺层工段制作，也可在风电叶片合模工段的模具合模前制作，本实施例是在风电叶片壳体铺层工段所制作的。
34.请参考图1和图2，如图1所示，风电叶片100包括上壳体1和下壳体2，上壳体1与下壳体2之间限定有填充空间3，如图2所示，后缘结构200包括：
35.芯材4，芯材4的材质可以是巴沙木、聚对苯二甲酸乙二醇酯泡沫和聚氯乙烯泡沫等，芯材4设于填充空间3内，并位于靠近风电叶片100的叶片后缘的一侧，以起到支撑作用，满足叶片后缘抗屈曲的需求，叶片前缘和叶片后缘是指风电叶片的上壳体1与下壳体2的粘接区域，翼型在旋转方向的最前端的粘接区域为叶片前缘，翼型在旋转方向的最后端的粘接区域为叶片后缘；第一铺层5，铺设于芯材4的外周侧，铺设时从芯材4靠近叶片背风面的一侧开始依次经过芯材4靠近叶片后缘的立面、芯材4靠近叶片迎风面的一侧和芯材4靠近叶片前缘的立面，最终回到芯材4靠近叶片背风面的一侧；第二铺层6，局部铺设于第一铺层5的外周侧，并位于芯材4靠近叶片后缘的一侧；第三铺层7，局部铺设于第一铺层5的外周侧，并位于芯材4远离叶片后缘的一侧。
36.在上述实现过程中，通过在芯材4外周侧铺设第一铺层5来满足叶片后缘结构所需的粘接强度，提高叶片后缘结构的稳定性，在铺设第二铺层6时，根据具体叶片的后缘合模缝的粘接宽度进行第二铺层6的铺设工作，以保证叶片后缘结构的安全性，在铺设第三铺层7时，可根据结构进行强度计算，通过铺设n层玻纤布形成第三铺层7，以达到叶片后缘抗屈曲所需的强度，本技术实施例提供的风电叶片的后缘结构，因未设置后缘腹板，解决了原有后缘腹板在安装时极易出现安装效果不好而导致风电叶片合模间隙差、后缘抗屈曲效果差的问题，并且在满足叶片后缘粘接强度的同时，更好的满足了叶片后缘抗屈曲的需求，使风电叶片合模效果更好，提高了风电叶片的质量、安全性和稳定性，同时也免去了制作后缘腹板的时间以及支出。
37.在一种可能的实现过程中，第一铺层5与上壳体1之间设有间隙8，间隙8内填充有粘接层801；其中，上壳体1背离芯材4的一侧被配置为风电叶片100的迎风面。
38.在上述实现过程中，由于芯材4贴设于下壳体2，且芯材4的外周侧包裹有第一铺层5，第一铺层5与下壳体2相粘接，通过在上壳体1与第一铺层5之间填充粘接层801，将上壳体1与第一铺层5相粘接，从而实现上壳体1与下壳体2的连接，进而完成风电叶片的上壳体1与下壳体2的合模。
39.在一种可能的实现过程中，风电叶片的后缘结构，还包括：挡胶板9，挡胶板9的一端与上壳体1相连，另一端与第三铺层7背离芯材4的一侧相连，并与上壳体1、第一铺层5和第三铺层7之间限定出封闭空腔10，粘接层801填充于封闭空腔10内。
40.在上述实现过程中，粘接层801填充于封闭空腔10内并用挡胶板9将其与上壳体1和下壳体2之间限定的填充空间103隔开，防止粘接层801中的胶粘剂溢出至填充空间103，一方面可以减少胶粘剂的用量，另一方面可以维持风电叶片的填充空间103的洁净状态，从而实现延长叶片使用寿命的效果。
41.在一种可能的实现过程中，风电叶片的后缘结构200，还包括：抗皱芯材11，抗皱芯
材11贴设于第三铺层7背离叶片后缘的一侧。
42.在上述实现过程中，在风电叶片制作过程中，进行整体封真空操作后，后缘辅梁区域的铺层(即本技术中的第三铺层7)会出现褶皱，本技术通过在第三铺层7背离芯材4的一侧设置抗皱芯材11，利用抗皱芯材11对后缘辅梁区域铺层产生的压力，可以有效避免后缘辅梁区域铺层出现褶皱。
43.在一种可能的实现过程中，风电叶片的后缘结构，还包括：第四铺层12，第四铺层12铺设于抗皱芯材11背离叶片后缘的一侧，且第四铺层12的一端向上延伸至与第三铺层7相贴合，另一端经抗皱芯材11远离叶片后缘的一侧向靠近风电叶片100的叶片前缘的方向延伸。
44.在上述实现过程中，在铺设第四铺层12时，使第四铺层12的一端向上延伸至与第三铺层7的一端相贴合，并使第四铺层12的另一端向叶片前缘方向延伸至与第三铺层7的另一端相贴合，从而将抗皱芯材11密封于第四铺层12与第三铺层7形成的空间内，增强抗皱芯材11的稳固性。
45.在一种可能的实现过程中，第四铺层12由抗皱芯材11远离叶片后缘的一侧向靠近风电叶片100的叶片前缘的方向延伸的距离在50mm～100mm的范围内。
46.在上述实现过程中，第四铺层12向靠近风电叶片100的叶片前缘的方向延伸以满足封边处理的需求，提高抗皱芯材11的稳固性，延伸距离控制在50mm～100mm的考量在于，一方面延伸距离过短则不足以进行封边处理，另一方面延伸距离过长则会造成材料浪费。
47.在一种可能的实现过程中，抗皱芯材11沿垂直于上壳体1和下壳体2的方向的截面呈三角形，此处并不限制抗皱芯材11的形状，只要抗皱芯材11可以实现避免后缘辅梁区域的铺层出现褶皱的效果即可。
48.在一种可能的实现过程中，第二铺层6呈u型，且第二铺层6的两端分别铺设于第一铺层5的上侧和下侧。
49.第三铺层7呈z型，且第三铺层7的一端铺设于第一铺层5的上侧，另一端依次贴设于第一铺层5背离叶片后缘的一侧和下壳体2，并向远离叶片后缘的方向延伸设置。
50.挡胶板9呈l型。
51.当然，第二铺层6的形状也可以是多个相叠加的l型铺层，多个l型铺层在第一铺层的上侧与下侧均有铺设即可。
52.同理，第三铺层7也可以采用多个不同方向的l型铺层叠加铺设的方式，由于均能够实现本技术的技术效果，因此均应在本技术的保护范围内。
53.在一种可能的实现过程中，第一铺层5、第二铺层6、第三铺层7和挡胶板9均包括多层玻纤布，且多层玻纤布错层铺设。
54.第四铺层12为单层玻纤布。
55.在上述实现过程中，在铺设第一铺层5、第二铺层6、第三铺层7和挡胶板9时，均通过对多层玻纤布进行错层铺设的方式进行铺设，从而避免出现多层玻纤布叠加造成应力集中的问题。
56.第二方面，如图1所示，本技术实施例还提供了一种风电叶片，包括如图2所示的风电叶片的后缘结构。
57.本技术第二方面实施例提供的风电叶片，因包括第一方面实施例所述的风电叶片
的后缘结构，因此具有上述任一实施例所具有的技术效果，在此不再赘述。
58.综上所述，本技术实施例提供的风电叶片的后缘结构，通过在风电叶片的上壳体与下壳体之间限定的填充空间内且靠近风电叶片的叶片后缘的一侧铺设芯材，在芯材的外周侧铺设第一铺层，在芯材靠近叶片后缘的一侧外周局部铺设第二铺层，在芯材远离叶片后缘的一侧外周局部铺设第三铺层形成后缘结构，实现了在满足叶片后缘粘接强度的同时，更好的满足了叶片后缘抗屈曲的强度需求以及使风电叶片合模效果更好的技术效果，提高了风电叶片的质量、安全性和稳定性，同时也免去了制作后缘腹板的时间以及支出。
59.最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本技术的具体实施方式，用以说明本技术的技术方案，而非对其限制，本技术的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术实施例技术方案的范围。都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以权利要求的保护范围为准。