專利名稱：用于改進葉片生產(chǎn)的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于改進葉片生產(chǎn)的方法和裝置，優(yōu)選涉及用于改進風(fēng)力渦輪機葉片 生產(chǎn)的方法和裝置。
背景技術(shù)：
葉片的三維形狀例如由許多層組成。這些層優(yōu)選被堆疊，并由底座支撐。所述層可包含玻璃纖維片、巴爾沙木、氣穴等。葉片像三明治一樣被構(gòu)建成復(fù)合結(jié) 構(gòu)。使用支撐三維葉片結(jié)構(gòu)的第一模具是已知。第二模具與第一模具連接，因而所得 到的模具系統(tǒng)封裝該葉片?？諝獗怀槌瞿＞呦到y(tǒng)，而樹脂和硬化劑的組合物被注入到模具 系統(tǒng)中。樹脂和硬化劑滲透葉片的復(fù)合結(jié)構(gòu)。樹脂隨后固化，因而在葉片制造過程期間主 要工作已完成。如果需要大量的話，樹脂和硬化劑可提供在大的容器(例如所謂的“配合料容器” 或“中型散裝容器，IBC”)中。如果生產(chǎn)大的風(fēng)力渦輪機葉片，這些容器尤其被使用。這種 類型的葉片具有50米或甚至更大的典型長度。樹脂/硬化劑混合物包含大量的微觀氣泡，而氣體例如可從空氣中被吸入。如果混合物例如通過所謂的“真空輔助樹脂傳遞，VART"被注入到模具系統(tǒng)中，氣 泡也在復(fù)合結(jié)構(gòu)中聚集。經(jīng)驗已顯示，氣泡尤其聚集在組合物中最多孔的位置。例如，氣泡 在玻璃纖維材料中聚集在纖維密度最低的位置。此外，氣泡可能聚集在樹脂/硬化劑混合物注入到模具系統(tǒng)所在入口附近。這在鑄造的葉片結(jié)構(gòu)中導(dǎo)致大量的小空穴形成，這削弱了葉片的結(jié)構(gòu)。另外，如果氣泡聚集在葉片表面附近，則葉片的表面將變得更多孔，且對環(huán)境影響 更敏感。因而，葉片的使用壽命降低。要對完成后的葉片進行試驗程序，這是借助于非破壞性試驗法完成的?？昭ㄟ€不 利地影響該試驗。已有大量嘗試從樹脂和硬化劑的混合物中除去氣體，但最后得到的過程通常費時 因而昂貴。另外，混合物在除氣過程期間開始變硬，因而非常難以確保最佳的“混合-注入” 過程。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種用于生產(chǎn)葉片的改進方法和裝置，同時注入后 混合物內(nèi)的氣泡被減少或甚至避免。該目的通過權(quán)利要求1和8的各特征實現(xiàn)。各優(yōu)選構(gòu)造為各從屬權(quán)利要求的主題。根據(jù)本發(fā)明，樹脂在與硬化劑混合之前被除氣，用于在葉片生產(chǎn)過程中進行注入。
為了完成葉片生產(chǎn)過程，所述樹脂例如通過機器與硬化劑混合。例如，所述樹脂從第一容器被施加，而所述硬化劑從第二容器施加。在完成混合物之前，所述樹脂被施加到除氣系統(tǒng)。該除氣系統(tǒng)被構(gòu)造和設(shè)計成使 得，提供的樹脂內(nèi)的氣體量被減少。氣體減少的樹脂被提供到所述機器，以生成所需的樹脂 硬化劑混合物。所述混合物例如被施加到葉片的封閉復(fù)合結(jié)構(gòu)。樹脂和硬化劑的混合物被注入到 該復(fù)合結(jié)構(gòu)中，以制造所述葉片。所述樹脂的除氣可通過稍后描述的施加的真空或通過施加的壓力差實現(xiàn)。真空或 壓力差例如以周期性施加間隔施加。還可以對所述樹脂施加振動用于其除氣?；蛘?，添加劑添加到所述樹脂，其用于從所述樹脂中減少或甚至去除氣體。還可以使用滲透性材料(類似眾所周知的“Gore-Tex ”材料等)作為過濾材料。 例如，所述樹脂內(nèi)的氣泡被允許穿過該過濾器，而除氣后的樹脂稍后在葉片生產(chǎn)過程中與 硬化劑混合。在優(yōu)選構(gòu)造中，活性炭過濾器用于過濾從所述樹脂去除的氣體。因而，氣體在被帶 到周圍空氣之前凈化。各種試驗已顯示，樹脂中的氣體(氣泡)量大于硬化劑中的氣體(氣泡)量。因而， 本發(fā)明有利地利用該知識。樹脂中的氣泡的減少足以避免在該申請的引言部分中陳述的各問題。對于常用的樹脂和硬化劑的混合物，混合物內(nèi)樹脂的量高于硬化劑的量。這些混合物可包含“樹脂/硬化劑”，例如以與環(huán)氧樹脂的比為3 1的比例，或與聚 酯或乙烯基酯為100:1的比例。因而，根據(jù)本發(fā)明的樹脂的除氣導(dǎo)致混合物內(nèi)的氣泡急劇降低。這依次降低鑄造的葉片結(jié)構(gòu)中的空穴量，由此最小化或甚至減少所有概述的問題。只有較少量的流體一樹脂自身一需要除氣，因而，本發(fā)明的裝置能夠極為容易地 適用于生產(chǎn)線。當(dāng)只有樹脂的量需要處理時，樹脂的除氣很快。根據(jù)本發(fā)明，除氣在樹脂與硬化劑混合之前進行。因而節(jié)省時間。混合物立即且 毫無延遲地施加到葉片結(jié)構(gòu)，因而避免混合物在供給系統(tǒng)內(nèi)的硬化。確保了混合物通過所 需粘度注入到閉合的模具系統(tǒng)中。不需要在注入過程期間執(zhí)行除氣，因而節(jié)省生產(chǎn)時間。葉片結(jié)構(gòu)顯示減少的空穴量。因而減少維修表面的額外工作。葉片的結(jié)構(gòu)強度增 強。應(yīng)用于葉片的非破壞性試驗法的試驗結(jié)果被改進。


本發(fā)明借助一些附圖進行描述。各附圖示出了優(yōu)選構(gòu)造但是并不限制本發(fā)明的范圍。
圖1示出了本發(fā)明優(yōu)選的第一構(gòu)造， 圖2示出了本發(fā)明優(yōu)選的第二構(gòu)造，
圖3示出了本發(fā)明優(yōu)選的第三構(gòu)造，以及 圖4示出了本發(fā)明優(yōu)選的第四構(gòu)造。
具體實施例方式圖1示出了本發(fā)明優(yōu)選的第一構(gòu)造。該裝置包含第一容器1和第二容器2。第一容器1包括樹脂，而第二容器2包括硬 化劑。樹脂容器1借助樹脂軟管4與除氣系統(tǒng)3連接。因而，樹脂從第一容器1提供到 除氣系統(tǒng)3。除氣系統(tǒng)3被構(gòu)造和設(shè)計成使得提供的樹脂被除氣。為此目的，除氣系統(tǒng)3可包含對含有氣泡的樹脂施加壓力變化或技術(shù)真空的裝置。由于壓力變化，封閉(更小)的氣泡將與相鄰氣泡結(jié)合，因而構(gòu)成更大尺寸的氣泡。 這些氣泡上升到樹脂表面并能夠被極為容易地抽出。除氣系統(tǒng)3通過另一樹脂軟管與機器5連接，因而除氣后的樹脂被提供到機器5。第二容器2通過硬化劑軟管6也與該機器5連接，因而硬化劑被提供到機器5。機器5被構(gòu)造和設(shè)計成使得，樹脂與硬化劑以預(yù)定比混合?；旌衔镫S后被提供到 葉片的封閉復(fù)合結(jié)構(gòu)8。圖2參照圖1示出了本發(fā)明優(yōu)選的第二構(gòu)造。一個或多個加熱器7位于第一容器1與除氣系統(tǒng)3之間。加熱器7通過樹脂軟管 4與第一容器1和除氣系統(tǒng)3連接。加熱器7被構(gòu)造和設(shè)計成使得樹脂在施加到除氣系統(tǒng)3之前變暖。加熱器7改變樹脂的粘度，這對施加的樹脂的除氣過程有利。優(yōu)選地，加熱后的樹脂的溫度近似35 0C。優(yōu)選地，一個或多個加熱器9位于第二容器2與混合器5之間。加熱器9通過硬 化劑軟管6與第二容器2和混合器5連接。加熱器9被構(gòu)造和設(shè)計成使得硬化劑在施加到機器5之前變暖。加熱器9改變硬化劑的粘度，這對樹脂和硬化劑在機器5內(nèi)的混合有利。優(yōu)選地，加熱后的硬化劑的溫度近似35 °C。圖3參照圖1示出了本發(fā)明優(yōu)選的第三構(gòu)造。第一容器1包含連接的多個子容器1’。這允許子容器1’中的其中一個只要為空 則改變。該裝置優(yōu)選用于大的風(fēng)力渦輪機葉片。甚至第二容器2可包含用于硬化劑的多個子容器一在此未詳細示出。參見圖1至圖3之一，樹脂和/或硬化劑和/或混合物內(nèi)的氣泡水平通過專用測
量設(shè)備測量。這允許根據(jù)所測量的水平來控制通過除氣系統(tǒng)3的流動。因而，對于最佳的生產(chǎn)程序能實現(xiàn)閉環(huán)構(gòu)造。圖4參照圖1示出了本發(fā)明的優(yōu)選構(gòu)造。試驗已顯示，在除氣之后，樹脂能夠在用作儲存器的容器10中停留一定時間。可 以將儲備的除氣后的樹脂保存一周或甚至更長。因此，可以在葉片生產(chǎn)過程之前及時地對樹脂進行除氣。這允許除氣后的樹脂運輸?shù)酱M行葉片生產(chǎn)的另一遠程位置。
權(quán)利要求
1.一種用于改進葉片生產(chǎn)的裝置，其中第一容器(1)包含樹脂，其中所述第一容器(1)與除氣系統(tǒng)(3 )連接，因而樹脂從所述第一容器(1)提供到所述 除氣系統(tǒng)(3)，其中所述除氣系統(tǒng)(3)被構(gòu)造和設(shè)計成使得所提供的樹脂內(nèi)的氣體量被減少，同時氣體減少的樹脂能與硬化劑混合，因而，樹脂硬化劑混合物適合注入到封閉的復(fù) 合結(jié)構(gòu)(8)中，該封閉的復(fù)合結(jié)構(gòu)(8)用于生產(chǎn)所述葉片(8)。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，具有第二容器(2 )，該第二容器(2 )包含硬化劑，具有機器(5)，該機器(5)與所述除氣系統(tǒng)(3)連接，因而，氣體減少的樹脂被提供到所 述機器(5)，其中所述機器(5)被構(gòu)造和設(shè)計成使得，氣體減少的樹脂和從所述第二容器(2)施加 的硬化劑的混合物由所述機器(5)形成，其中所述機器(5)與所述葉片的封閉的復(fù)合結(jié)構(gòu)(8)連接，因而，氣體減少的樹脂和硬 化劑的混合物被注入到所述復(fù)合結(jié)構(gòu)(8)中。
3.如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其中所述除氣系統(tǒng)(3)包含對所述樹脂施加壓力變化或技術(shù)真空的裝置，和/或其中所述除氣系統(tǒng)(3)包含對所述樹脂施加振動的裝置，和/或其中所述除氣系統(tǒng)(3)包含對所述樹脂施加添加劑的裝置，和/或其中所述除氣系統(tǒng)(3)包含滲透性過濾材料，該過濾材料被構(gòu)造成允許所述樹脂內(nèi)的 氣體穿過該過濾器，以減少所述樹脂內(nèi)的氣體量。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其中所述除氣系統(tǒng)(3)包含活性炭過濾器或與活性炭過濾器連接，以在氣體被帶到周 圍空氣之前凈化該氣體。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項所述的裝置，其中至少一個加熱器(7)位于所述第一容器(1)與所述除氣系統(tǒng)(3)之間，因而，所述 樹脂在施加到所述除氣系統(tǒng)(3)之前變暖。
6.如權(quán)利要求2至5中任一項所述的裝置，其中至少一個加熱器(9)位于所述第二容器(2)與所述機器(5)之間，因而，所述硬化 劑在施加到所述機器(5)之前變暖。
7.如權(quán)利要求1至6中任一項所述的裝置，其中所述第一容器(1)和/或所述第二容器(2)包含彼此連接的多個子容器。
8.如權(quán)利要求1至7中任一項所述的裝置，其中測量設(shè)備被構(gòu)造和布置成使得，所述樹脂內(nèi)的和/或所述硬化劑內(nèi)的和/或所述 混合物內(nèi)的氣體水平被測量，同時根據(jù)所測量的水平控制通過所述除氣系統(tǒng)(3)的流動。
9.一種制造葉片的方法，其中樹脂內(nèi)的氣體量在所述樹脂用于葉片生產(chǎn)過程之前被減少。
10.一種制造葉片的方法，其中氣體減少的樹脂與硬化劑混合，用于注入到封閉的復(fù)合結(jié)構(gòu)中以制造所述葉片。
11.如權(quán)利要求9或權(quán)利要求10所述的方法， 其中壓力變化或技術(shù)真空被施加到所述樹脂，和/或 其中振動被施加到所述樹脂，和/或其中添加劑被施加到所述樹脂，和/或其中所述樹脂通過滲透性過濾材料被過濾，該過濾材料被構(gòu)造成允許所述樹脂內(nèi)的氣 體穿過該過濾器，以減少所述樹脂內(nèi)的氣體量。
12.如權(quán)利要求9至11中任一項所述的方法，其中所述樹脂在該樹脂內(nèi)的氣體量減少之前被變暖。
13.如權(quán)利要求9至12中任一項所述的方法， 其中所述硬化劑在與氣體減少的樹脂混合之前被變暖。
14.如權(quán)利要求9至13中任一項所述的方法，其中所述樹脂內(nèi)的和/或所述硬化劑內(nèi)的和/或所述混合物內(nèi)的氣體水平被測量，并 且根據(jù)所測量的水平來控制氣體的減少。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于改進葉片生產(chǎn)的方法和裝置，優(yōu)選涉及用于改進風(fēng)力渦輪機葉片生產(chǎn)的方法和裝置。第一容器(1)包含樹脂。所述第一容器(1)與除氣系統(tǒng)(5)連接，因而樹脂被提供到所述除氣系統(tǒng)(3)。該除氣系統(tǒng)(3)被構(gòu)造和設(shè)計成使得提供的樹脂內(nèi)的氣體量被減少。因而，生產(chǎn)氣體減少的樹脂，其能與混合物混合。樹脂硬化劑混合物適合注入到封閉的復(fù)合結(jié)構(gòu)(8)中，該封閉的復(fù)合結(jié)構(gòu)用于生產(chǎn)所述葉片(8)。
文檔編號B29C39/02GK102139518SQ201110031228
公開日2011年8月3日 申請日期2011年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月28日
發(fā)明者K·希布斯拜 申請人:西門子公司