專利名稱：一種復(fù)合材料風電塔筒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用來連接風力發(fā)電機組機艙和混凝土基礎(chǔ)的復(fù)合材料風電塔筒，屬于風力發(fā)電設(shè)備制造技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
風電塔筒是風力發(fā)電的塔桿，在風力發(fā)電機組中主要起支撐作用，同時吸收機組震動。目前，風力發(fā)電領(lǐng)域使用的傳統(tǒng)風電塔筒，都是采用鋼鐵制成，不僅重量重，運輸困難，而且生產(chǎn)難度大，工序繁多，成本較高。而且由于涂層使用壽命超限、原始施工時表面處理不徹底或沒有進行表面處理的情況下進行了油漆施工、涂裝施工過程中施工時沒得到很好的控制使漆膜厚度不均勻、自然災(zāi)害等原因，導(dǎo)致鋼鐵制塔筒容易生銹，使用過程中需要大量的維護工作。·發(fā)明內(nèi)容為了解決傳統(tǒng)風電塔筒存在的重量大、維護困難的問題，本實用新型提供了一種重量小、免維護的復(fù)合材料風電塔筒。本實用新型的技術(shù)方案一種復(fù)合材料風電塔筒，包括筒體，其特別之處在于，所述筒體分為內(nèi)筒體和外筒體，內(nèi)筒體和外筒之間設(shè)有夾心層，外筒體外有聚氨酯涂層；所述筒體采用包含有環(huán)氧樹月旨、玻璃纖維和固化劑的復(fù)合材料；所述的夾心層采用泡沫芯材或巴薩木。筒體的剛度主要與筒體的厚度相關(guān)，因此，設(shè)置夾心層的目的是為了提高筒體的剛度。夾心層采用的泡沫芯材或巴薩木為材質(zhì)較輕的材料；因此在減輕筒體重量的條件下，提高了筒體的剛度。聚氨酯具備抗風沙、強抗紫外線能力、抗鹽霧腐蝕等一系列優(yōu)異特性，從而滿足了復(fù)合材料風電塔筒在惡劣的戶外環(huán)境下長期使用的要求。而且，外筒體外的聚氨酯涂層不會出現(xiàn)鋼鐵制塔筒油漆脫落的現(xiàn)象。其中，巴薩木(Balsa)是一種輕質(zhì)木材，來源于南美洲的厄瓜多爾，具有獨特的細胞結(jié)構(gòu)和輕質(zhì)、高強的特點，是結(jié)構(gòu)夾芯的理想材料。上述的復(fù)合材料風電塔筒，內(nèi)筒體、夾心層、外筒體的厚度的比例優(yōu)選為1:4:1-1:8:1 ;在此比例范圍內(nèi)，復(fù)合材料塔筒既能滿足對風力發(fā)電機組的支撐作用的要求，又能使重量減輕35%以上。更優(yōu)選的比例為1:6:1 ;此時，在滿足對風力發(fā)電機組的支撐作用的條件下，復(fù)合材料風電塔筒的減重最高達到了 60%。上述的復(fù)合材料風電塔筒，其特征在于，所述的泡沫芯材，優(yōu)選的，密度為60-150kg/m3的，閉孔PVC、SAN或PET泡沫。經(jīng)過大量實驗證明，采用閉孔PVC、SAN或PET泡沫作為夾心層不僅具有良好的減重效果，而且具備優(yōu)于其他泡沫芯材與內(nèi)筒體和外筒體的復(fù)合效果，因而起到優(yōu)于其他泡沫芯材的抗震、支撐效果。而將上述泡沫芯材的密度限定在60-150kg/m3范圍內(nèi)，同樣是因為該密度條件下的復(fù)合材料風電塔筒重量輕、撓度小。所述SAN為苯乙烯-丙烯腈。本實用新型的有益效果[0009]本實用新型提供的復(fù)合材料風電塔筒，其筒體采用的復(fù)合材料，該復(fù)合材料包含環(huán)氧樹脂和玻璃纖維，具有強度高，疲勞性能好，重量輕，耐腐蝕性好，絕緣性能佳的優(yōu)點。同時，該復(fù)合材料的強度是鋼鐵的2倍，密度約為鋼鐵的1/4，使復(fù)合材料風電塔筒的重量要小于鋼制風電塔筒；在達到相同支撐強度的條件下，復(fù)合材料風電塔筒的重量是普通風電塔筒重量的40%。從而降低了復(fù)合材料風電塔筒的運輸和安裝費用。并且通過在筒體外設(shè)置具備強抗紫外線能力的聚氨酯涂層，使復(fù)合材料桿塔具有絕緣，高強度，抗風沙，抗紫外線，耐鹽霧腐蝕等一系列優(yōu)異特性，尤其適合戶外惡劣環(huán)境長期使用。

圖I為本實用新型復(fù)合材料風電塔筒橫截面的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中，I.聚氨酯涂層，2.外筒體，3.夾心層，4.內(nèi)筒體。
具體實施方式
本復(fù)合材料風電塔筒采用復(fù)合材料纏繞成型工藝制造；以下簡稱復(fù)合塔筒。將浸過環(huán)氧樹脂膠液的玻璃纖維按照一定規(guī)律纏繞到芯模上，即內(nèi)筒體；玻璃纖維層達到一定厚度后，將經(jīng)過開槽、打孔的泡沫芯材貼覆到纖維層表面，即夾心層；然后再纏繞一定厚度的浸過環(huán)氧樹脂膠液的玻璃纖維，即外筒體；經(jīng)加熱固化、脫模，獲得制品。根據(jù)上述制造方法制造復(fù)合塔筒1、2、3、4、5、6 ;其中復(fù)合塔筒1、2、3、4、5、6的夾心層為密度為60-150kg/m3的泡沫芯材。所得復(fù)合塔筒1-6的長度為10m、外徑為4. 2m、壁厚為120mm ;其中各復(fù)合塔筒的內(nèi)筒體、夾心層、外筒體的厚度的比例均不相同。將復(fù)合塔筒1-6的重量、撓度與鋼制塔筒的重量、撓度比較(所述撓度為各塔筒的相對應(yīng)位置點的撓度)，如下表。根據(jù)下表得出，復(fù)合塔筒的內(nèi)筒體、夾心層、外筒體的厚度的比例為1:4:1-1:8:1時，其撓度均能滿足塔筒對風力發(fā)電機組的支撐及吸收機組的震動。
權(quán)利要求1.一種復(fù)合材料風電塔筒，包括筒體，其特征在于，所述筒體分為內(nèi)筒體和外筒體，內(nèi)筒體和外筒之間設(shè)有夾心層，外筒體外有聚氨酯涂層；所述筒體采用包含有環(huán)氧樹脂、玻璃纖維和固化劑的復(fù)合材料；所述的夾心層采用泡沫芯材或巴薩木。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的復(fù)合材料風電塔筒,其特征在于,所述內(nèi)筒體、夾心層、外筒體的厚度的比例為1:4:1-1:8: I。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的復(fù)合材料風電塔筒,其特征在于,所述內(nèi)筒體、夾心層、外筒體的厚度的比例為1:6:1。
4.根據(jù)權(quán)利要求I、2或3所述的復(fù)合材料風電塔筒，其特征在于，所述的泡沫芯材為密度為60-150kg/m3的，閉孔PVC、SAN或PET泡沫。
專利摘要本實用新型涉及一種復(fù)合材料風電塔筒，屬于風力發(fā)電設(shè)備制造技術(shù)領(lǐng)域。為了解決傳統(tǒng)風電塔筒存在的重量大、維護困難的問題，本實用新型提供了一種重量小、免維護的復(fù)合材料風電塔筒。其特別之處在于，所述筒體分為內(nèi)筒體和外筒體，內(nèi)筒體和外筒之間設(shè)有夾心層，外筒體外有聚氨酯涂層。本實用新型提供的復(fù)合材料風電塔筒，其筒體采用的復(fù)合材料，該復(fù)合材料包含環(huán)氧樹脂和玻璃纖維，具有強度高，疲勞性能好，重量輕，耐腐蝕性好，絕緣性能佳的優(yōu)點。
文檔編號B32B17/06GK202690332SQ20122029795
公開日2013年1月23日 申請日期2012年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月25日
發(fā)明者胡憲明, 吳樹梁, 于良峰, 趙磊, 于洪明, 劉克建, 游慧鵬, 呂超, 代魯平, 呂剛 申請人:濟南軌道交通裝備有限責任公司