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西门子风电叶片一体成型专利——中文

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风力发电叶片一体化成型工艺[发明专利]

风力发电叶片一体化成型工艺[发明专利]

专利名称：风力发电叶片一体化成型工艺专利类型：发明专利
发明人：怀涛,张传智,卢洋,徐敬华,杨益锋申请号：CN201210159602.2
申请日：20120522
公开号：CN102672976A
公开日：
20120919
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种风力发电叶片一体化成型工艺，包括如下步骤：在上模内铺设上壳体增强材料和剪切肋增强材料；在上壳体增强材料和剪切肋增强材料上方铺设真空袋膜；成型上壳体和剪切肋；在真空袋膜上方铺设气囊在下模内铺设下壳体增强材料；将上模和下模进行合模，并且将合模缝处密封，上模和下模构成封闭空间；一体化成型下壳体；脱模并进行清理。

有益之处在于：本发明的风力发电叶片的一体化成型工艺，避免了传统工艺中对上壳体和下壳体分别成型后再进行粘接而产生的生产周期长、成本高、粘接强度低等问题，而且通过采用气囊有效保证所成型的叶片内腔形状一致。

申请人：昆山华风风电科技有限公司
地址：215316 江苏省苏州市昆山市玉山镇玉杨路600号
国籍：CN
代理机构：南京纵横知识产权代理有限公司
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SIEMENS 西门子风力发电机SWT-3.6-107 说明书

SIEMENS 西门子风力发电机SWT-3.6-107 说明书

2009发行与版权所有：西门子股份公司能源业务领域Freyeslebenstrasse 191058埃尔兰根，德国西门子风力发电A/SBorupvej 167330 Brande,丹麦/wind西门子（中国）有限公司能源业务领域可再生能源集团北京市朝阳区望京中环南路7号邮编：100102电话：+ 86 (0)10 6476 3166订单号：E50001-D310-A103-X-5DCN本印刷品采用无氯漂白纸张。

版权所有本手册中提及的商标均属于西门子股份公司、其关联公司，或相关所有人所有。

如有变更，恕不另行通知。

本手册包含可用技术方案的一般信息，并不适用于所有情况，具体技术方案应以合同规定为准。

开创新高度西门子风力发电机SWT-3.6-107 /energy Answers for energy.开创新高度SWT-3.6-107型风力发电机是西门子风电产品系列中规格最大的一款产品，专为海上应用而设计，但在陆地上也同样发挥出色。

其叶轮直径为107米，扫掠面积达9000平方米。

采用先进的空气动力学技术制造的一体化叶片(B52 IntegralBlade®)，使能量输出达到了新的水平。

SWT-3.6-107风力发电机是应用于全球海上市场的理想产品。

其传统的坚固耐用结构设计、精良的自动润滑系统、机舱内部环境条件的控制、结构简单不含集电环的发电机系统，具有非凡的运行可靠性，且维护间隔周期长。

随着风电机组并网容量的不断上升，对电网稳定性的要求日益提高。

SWT-3.6-107风机在此建立了新的标准。

利用西门子独特的NetConverter®系统进行功率转换，不仅符合所有相关电网规程，而且在电压和频率控制、故障穿越运行、输出调整方面实现了最大的灵活性。

除了上述新特性，SWT-3.6-107的设计中保留了西门子原有风力发电机型的传统优势：其主要部件，如叶轮轮毂、主轴、齿轮箱以及偏航系统均采用传统可靠尺寸，安全系统为故障安全型，叶片及机舱的防雷性能十分可靠，所有细节均采用最佳工程方法设计而成。

西门子获得风电大单

西门子获得风电大单

西门子获得风电大单
佚名
【期刊名称】《中国机电工业》
【年(卷),期】2011(000)008
【摘要】6月27日，德国工程巨头西门子公司宣布，已获得来自英国的一项价值超过5亿英镑（8亿美元）合同，将为英国电力企业Scottish Power Renewables与DONG Energy在爱尔兰海建设一座大型海上风电场。

【总页数】1页(P15-15)
【正文语种】中文
【中图分类】TN929.53
【相关文献】
1.西门子获得中国6．69亿欧元大单 [J], 沈建军
2.御风而行西门子压缩机驰骋亚洲访西门子发电集团工艺压缩机部 [J], 胡志强
3.法国阿海珐获得中国80亿欧元核电大单 [J], 王海丹（译）;张炎（校）
4.西门子获3亿欧元中国输电大单 [J], 无
5.西门子公司获得大同煤矿集团矿井提升机电气设备供应合同——西门子矿井提升机电气设备已在中国安装80多台套 [J],
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一种大型风机叶片制造合模根部免打磨工艺

一种大型风机叶片制造合模根部免打磨工艺

一种大型风机叶片制造合模根部免打磨工艺李奎【摘要】根据两面式风机叶片成型的特点,主要阐述了一种风机叶片合模叶片根部免打磨的方法,该方法的实施避免了风机叶片合模过程中粉尘的产生,提高了叶片制造的劳动生产效率、降低了风电叶片制造车间的粉尘和员工接触粉尘的职业危害风险,免打磨的实现减少了此工序研磨工具集吸尘设备的投入,降低了企业的制造成本,免打磨的实现增大了叶片根部粘接区域的粘接面积,提升了粘接强度,促进了产品质量的提高.【期刊名称】《化工中间体》【年(卷),期】2017(000)006【总页数】2页(P100-101)【关键词】风机叶片;合模;叶根;合模缝;免打磨【作者】李奎【作者单位】国电联合动力技术(连云港)有限公司江苏 222000【正文语种】中文【中图分类】T随着当前风电形势的好转，以及目前风电行业低风速大叶片的普及，大型风电叶片的制造工序越来越复杂，风机叶片的制造属于劳动密集型行业，目前常见的风电叶片制造成型方式主要有以下两种类：第一类，为在两个分半的模具上分别成型出叶片的两个半面，最后通过合模粘接将两面粘合成一体的方式，其成型过程比较容易实现；另一种是为以西门子为代表的风电叶片一体成型工艺，该工艺成型的叶片制造成型时就是一个整体，不存在两个半面合模粘接的情况，成型过程较为复杂，对设备和工艺的要求较高；两个半面分别真空灌注成型[2]，再通过合模粘接成一体，是目前大多数叶片制造厂商普遍采取的成型工艺，其工艺步骤如下：在风机叶片成型过程铺布工序，因玻璃纤维布是人工铺设，在铺设时法兰边多余的纤维布无法做到精确预留，故真空灌注固化后的玻璃钢壳体根部前后缘有一定高度多余的玻璃钢层（如下图1）。

叶片合模时根部前10米无辅助粘接面，此区域的粘合为两面壳体的玻璃钢部分直接对接粘合，粘合区域两面壳体前后缘粘接面需预留7-10mm间隙填充粘接剂，因此合模前需使用研磨工具对根部进行打磨修整，去除多余的玻璃钢层，（如下图2所示），为两面壳体合模粘接时预留出6-10mm间隙涂抹粘接剂，以保证两面合模粘接时的强度（合模粘接的示意图如下）：合模前法兰边多余玻璃钢层的去除，主要靠切割或打磨的方式实现，玻璃钢打磨或切割的过程会产生大量的玻璃钢粉尘，是叶片制造行业车第一大粉尘源产生源，细微的玻璃钢粉尘很难清理，如若员工的呼吸防护用品佩戴不合理还将导致尘肺病的发生，企业每年因粉尘清理投入的设备和人力以及劳动防护用品成本巨大，故叶片制造玻璃钢粉尘的治理和杜绝意义深远。

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一种制备风力发电叶片的方法摘要：本文将介绍一种风力发电叶片的制备方法，这一方法可以解决复合材料叶片的粘接问题并能有效避免有毒物质对操作工人的损害。

其制作过程简介如下：通过两个模具型面（22,48）和其中的芯模（3）形成一个封闭的型腔（51），在型腔里面随形铺放纤维材料（45,47）和芯材。

通过在型腔（51）内建立起的真空体系，基体材料（57）通过铺放在模具下部边缘的导流管（29）注入模具内。

以此，当生成的流体前峰（61）到达叶片后缘边并从胶液溢出口中渗出时，表明灌注已经完成。

Inventer：Stiesdal; Henrik (Odense C, DK), Enevoldsen; Peder Bay (Vejle, DK), Johansen; Kaj(Aabybro, DK), Kristensen; Jens Jorgen O(Nibe, DK), Norlem; Michael (Svenstrup, DK), Winther-Jensen; Martin (Haslev, DK)Assignee（代理人）：Bonus Energy A/S (Brande, DK)Appl. No.（适用号）：10/292,904Filed（归档时间）：November 13, 2002Foreign Application Priority Data （其他国家专利申请情况）Nov 13, 2001 [DK] 2001 01686Nov 22, 2001 [DK] 2001 01745Current U.S. Class: 264/314 ; 264/258; 264/313; 264/571; 416/230 Current International Class: B29C 70/36 (20060101); B29C 70/48 (20060101); B29C 33/00 (20060101)Field of Search（检索号）: 264/510-512,257-258,324,102,313,314,317,571 416/132B,230References Cited [Referenced By]专利被引用情况：U.S. Patent Documents：美国专利专利号申请时间申请人2155375 April 1939 Jablonsky2913036 November 1959 Smith3382125 May 1968 Lowdermilk, Jr. 4120632 October 1978 Stoeberl4165358 August 1979 Johnson4565595 January 1986 Whitener4639284 January 1987 Mouille et al. 4828781 May 1989 Duplessis et al. 4942013 July 1990 Palmer et al. 5132069 July 1992 Newton5236321 August 1993 Newton5259901 November 1993 Davis et al. 5304339 April 1994 Le Comte5427726 June 1995 White et al. 5653907 August 1997 Kendall et al. 5885513 March 1999 Louderback et al. 6071460 June 2000 Renaudin et al. 6149844 November 2000 Graham6264877 July 2001 Pallu de la Barriere 6565792 May 2003 Hemphill6638466 October 2003 Abbott6773655 August 2004 Tunis, III et al.Foreign Patent Documents他国专利引用：2443726 Mar., 1976 DE0722825 Jul., 1996 EP2555501 May., 1985 FR07-279818 Oct., 1995 JP8104019 Mar., 1983 NL8800301 Feb., 1988 NL8800301 Sep., 1989 NL Other References 其他引用情况Derwent Abstract 1989-276181, "Production of Hollow Fiber reinforced Plastic Bodies", Azno NV, 1989. cited by examiner.Primary Examiner: Johnson; ChristinaAssistant Examiner: Daniels; Matthew J.Attorney, Agent or Firm: Wray; James Creighton Hyra; Clifford D申明：正文发明简介：本发明的目的在于提供一种在密闭环境下，不使用粘接剂，一次整体成型复合材料叶片的方法。

摘要里面介绍了一种在闭合模具里一次成型风电叶片的特有方法。

对于各类型的复合材料来说，这一方法几乎适用所有的树脂基体材料。

本方法将至少利用一个芯模，包括外面使用柔性材料包裹的硬质模芯，和紧紧包裹在模芯外表的外层部分。

把选定的基体材料和增强材料导入完成后形成一个完整的复合材料叶片整体。

在本方法中，最终成型完成后的叶片至少要取出一部分芯模。

相比已经使用的方法，本方法具有以下优势：经过一次成型的叶片，大部分的外表面和一部分或者更多的阴模表面接触，这样可以在模具内喷涂胶衣或只需经过简单的后处理，风电叶片就会表现出满足空气动力学和美学要求的外表面。

通过不使用任何粘接剂而一次成型的叶片，将不会再有其他工艺所无法回避的粘接剂缺陷。

比如粘接面的疲劳性能（tolerance）问题和难以进行后续检测等问题。

而且通过闭模一次成型的叶片，工人将免受环境中有害物质伤害。

这样可以大大减少个人防护措施直至最少。

在叶片的三明治结构中，芯材提供叶片的横截面轮廓，这样获得了制造技术和产品性能的完美统一。

在基于真空辅助的成型工艺中，芯材可以作为空气抽走和树脂流动的介质。

连续成型工艺同时也保证了各横截面上性能的一致，避免因为蒙皮和芯材形状的改变等不利因素产生的高载荷区域。

连续的芯材和叶片内部、外部蒙皮相对独立的承受载能力拥有结构上的优势：即使在任一蒙皮（内或外）里可能出现裂纹，其他部位也产生裂纹的可能性是非常微小的。

从而获得一个迄今为止还未知有任何冗余的结构。

专利描述：发明领域：本发明涉及一种使用玻璃纤维或碳纤维增强环氧，聚酯，乙烯基树酯，或热塑性塑料制备复合材料风电叶片的方法。

背景：已知可以使用多种不同的工艺制备风电叶片。

如美国专利U.S. Pat. Nos. 4,242,160 and 4,381,960.中所描述，风电叶片可以通过围绕一个中心或者心轴缠绕粗纱带或者粗纱卷成型。

但是缠绕的缺点是在工艺完成后，缠绕制品通常将出现与原材料纹路一致的的复合材料表面，这在许多应用中是不能接受的，比如风电叶片行业。

因此，令人满意的表面质量意味着后续处理，比如先单独制备壳体然后粘接。

缠绕工艺的另一缺点在于缠绕工艺意味着需要一个可以重复利用、具有一定强度的心轴。

这样的话，缠绕工艺只能制备拥有一个可以取出心轴的具有规则几何外形的制品。

这就是说制品内部横截面的尺寸不能超过心轴从所处位置到被拉出的端面之间任何横截面的尺寸，当然一些逐渐变细的芯模是生产实践中所需要的。

当然，这样的工艺是不能用于制造坦克和风电叶片的。

把两个半面壳体在前后缘粘接起来制成风电叶片是当前的主要工艺手段。

每面壳体通过粘接一个或者两个加强肋来制成叶片的型腔。

这些加强肋通常被制成U型或者I型结构，加强肋的法兰提供了与壳体相连的粘接面。

也有将加强肋通过缠绕制成的，这样的话，壳体与加强肋的外表面粘接起来。

每面壳体可以通过先手工铺放干纤维材料，然后在真空等辅助方式下注入树脂；或者将纤维预先浸透树脂制备成预浸料，再经过加热、紫外光照射等方式引发固化。

在其他的一些工艺中，加强肋和半面壳体是由热塑性材料料制成的。

其工艺过程是：在耐高温纤维材料和热塑性材料铺放好后，把体系温度升高至热塑料熔化，再固化成型，其中热塑料起到复合材料的基体作用。

但是，这些工艺最大的缺点在于难以保证两个面壳体之间的粘接区域和壳体与加强肋之间的粘接区域的内部（分子连接）结构质量令人满意。

这一部分是材料本身的基本问题，更多的则是生产操作的具体问题。

材料原因可以概括为粘接剂无法拥有与叶片其他区域一样的材料性能。

具体原因如下：纤维增强体的力学性能比树脂高出几个数量级，因此，叶片壳体和加强肋的材料性能决定于纤维增强体，树脂对最后层合板性能只起到很微小的作用。

相反，粘接剂一般意义上来说就是纯树脂（比用于层合板中树脂有更多的聚合物高分子）或许加入了一些除了纤维材料外的填料而已。

这样的结果是，粘接剂和其粘接区域复合材料的弹性模量相差至少一个数量级，通常是几个数量级的差别。

粘接剂通常是脆性材料，在一些特殊情况下，粘接很容易破坏，也就是产生通常所说的粘接面剥离。

这通常发生在叶片受到极大的载荷，即非线性的力作用于叶片的横截面上导致了叶片形状改变时。

相对而言，粘接剂通常比较脆，极易产生比其所受力叶片区域更大的破裂。

从生产工艺上来说，叶片的粘接一般位于叶片的前后缘和叶片与加强肋之间，因此粘接是建立在壳体内部没有预先准备好的表面上的。

这种粘接的问题在于粘接面只具有一定范围的耐受性。

对于风电叶片来说，因为两面壳体接触时边缘通常是相互倾斜的，为保证所有的粘接厚度基本一样，前后缘的粘接厚度在壳体边缘要逐渐减少。

这种趋势不是总能提供所必须的耐受性，因为实际生产中对粘接面进行处理，会导致生产成本大幅度上升。

生产过程中面临的另一问题是与生产工艺/过程变化有关的壳体变形会造成粘接厚度不断改变，这就不能保证叶片与加强肋之间的所有粘接面都被填满。

这些问题的后果是每个截面叶片的粘接形状和厚度都不一样，很容易在粘接剂和壳体与加强肋之间的粘接内部产生应力中。

另外问题是，大多数粘接剂为了保证所须的耐受性，粘接面会产生很多问题。

最后一点，因为逐渐变小和不规则的几何外形，叶片的粘接接效果很难通过目测进行检查，也很难通过无损检测方式进行测验。

即使叶片的两面壳体是在几乎毫无差异的环境下经过相近的工艺生产出来的，粘接剂本身没有问题，通过胶合将叶片粘接起来还有一个缺憾。

工人经常暴露在干磨时产生的大量粉尘中，这也比湿磨更加不利于后续的胶合过程。