風(fēng)力葉片用的熱固性碳纖維板制造生產(chǎn)線制造技術(shù)

一種風(fēng)力葉片用的熱固性碳纖維板制造生產(chǎn)線，其特征是它包括：張力紗架（1）、密封浸膠盒（2）、全自動配供料裝置（3）、固化模（5）、表面處理裝置（8）、直線度檢測儀（7）和收卷機(jī)構(gòu)（10），直線度檢測儀（7）安裝在表面處理裝置（8）與牽引機(jī)構(gòu)（9）之間，用于檢測經(jīng)過拋光處理后的碳纖維板的直線度，并將檢測信息反饋到固化模（5）出口中端的對中校正機(jī)構(gòu)（6）中，驅(qū)動中校正機(jī)構(gòu)（6）實(shí)時調(diào)整碳纖維板（11）拉出固化模（5）時的角度，從而使碳纖維板的直線度保持在設(shè)定值范圍之內(nèi)。本實(shí)用新型專利技術(shù)方法簡單，生產(chǎn)效率高，質(zhì)量好。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及一種風(fēng)力發(fā)電技術(shù)，尤其是一種用于生產(chǎn)3兆瓦以上的風(fēng)力葉片加固用的碳板技術(shù)，具體地說是一種風(fēng)力葉片用的熱固性碳纖維板制造生產(chǎn)線。
技術(shù)介紹
眾所周知，我國可開發(fā)利用的風(fēng)能資源約為2.53億千瓦，新疆、內(nèi)蒙至東北和東南沿海兩大主風(fēng)帶有效風(fēng)力時間百分率在70%以上，因而我國開發(fā)風(fēng)能已具備了良好的自然環(huán)境和資源條件。近幾年來，隨著電網(wǎng)覆蓋程度的提高，我國在新疆、內(nèi)蒙、廣東等地區(qū)建立了20多座風(fēng)力發(fā)電場，總裝機(jī)容量達(dá)302MW，對緩解當(dāng)?shù)仉娏?yīng)矛盾、提高供電質(zhì)量起到了很好的作用。風(fēng)力的開發(fā)加速了我國能源結(jié)構(gòu)改革的進(jìn)程。我國風(fēng)力發(fā)電起步較晚，但發(fā)展較快。自80年末引進(jìn)大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)以來，經(jīng)過十多年的不斷引進(jìn)、消化、吸收，積累了一定的經(jīng)驗。我國并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電技術(shù)在80年代中期開始進(jìn)行試驗、示范，經(jīng)過二十多年的努力，為今后進(jìn)行國產(chǎn)化風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的規(guī)模化生產(chǎn)打下了基礎(chǔ)，同時也為推動國家風(fēng)電產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程做出了努力。碳纖維的密度比玻璃纖維小約30%，強(qiáng)度大40%，尤其是模量高3～8倍。大型葉片采用碳纖維增強(qiáng)可充分發(fā)揮其高彈輕質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)。荷蘭戴爾弗理工大學(xué)研究表明，一個旋轉(zhuǎn)直徑為120m的風(fēng)機(jī)的葉片，由于梁的質(zhì)量超過葉片總質(zhì)量的一半，梁結(jié)構(gòu)采用碳纖維，和采用全玻璃纖維的相比，質(zhì)量可減輕40%左右；碳纖維復(fù)合材料葉片剛度是玻璃纖維復(fù)合材料葉片的2倍。據(jù)分析，采用碳纖／玻纖維混雜增強(qiáng)方案，葉片可減輕20％～30％。VestaWindSystem公司的V90型3.0MW發(fā)電機(jī)的葉片長44m，采用碳纖維代替玻璃纖維的構(gòu)件，葉片質(zhì)量與該公司V80型2.0MW發(fā)電機(jī)且為39m長的葉片質(zhì)量相同。同樣是34m長的葉片，采用玻璃纖維增強(qiáng)聚脂樹脂時質(zhì)量為5800kg，采用玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂時質(zhì)量為5200kg，而采用碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂時質(zhì)量只有3800kg。其他的研究也表明，添加碳纖維所制得的風(fēng)機(jī)葉片質(zhì)量比采用玻璃纖維的輕約32%，而且成本下降約16%。使用碳纖維后，葉片質(zhì)量的降低和剛度的增加改善了葉片的空氣動力學(xué)性能，減少對塔和輪軸的負(fù)載，從而使風(fēng)機(jī)的輸出功率更平滑更均衡，提高能量效率。同時，碳纖維葉片更薄，外形設(shè)計更有效，葉片更細(xì)長，也提高了能量的輸出效率。隨著新材料廣泛的應(yīng)用，對熱固性復(fù)合材料拉擠工藝及裝備的技術(shù)要求日益提高，傳統(tǒng)的熱固性復(fù)合材料拉擠工藝及裝備已不能夠滿足當(dāng)前風(fēng)力葉片用碳纖維板工藝及生產(chǎn)需求。其主要缺陷是工藝落后，生產(chǎn)環(huán)境有毒氣體濃度超標(biāo)，生產(chǎn)原材料浪費(fèi)大，控制系統(tǒng)落后，自動化程度低，生產(chǎn)效率低，制品質(zhì)量不穩(wěn)定。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的是針對目前風(fēng)電葉片因采用玻纖材料而存在重量大的問題，技術(shù)一種利用碳纖維制造葉片墊板、襯板或梁的生產(chǎn)線。本技術(shù)的技術(shù)方案是：一種風(fēng)力葉片用的熱固性碳纖維板制造生產(chǎn)線，其特征是它包括：一張力紗架1，該張力紗架1用于為碳纖維板制造提供源源不斷的原料；一密封浸膠盒2，該密封浸膠盒2用于對從張力紗架1上引出的碳纖維進(jìn)行浸膠，以便使碳纖維絲表面粘結(jié)上熱固化膠，為下一步熱固化成型奠定基礎(chǔ)；通過控制密封浸膠盒2內(nèi)的膠量使其內(nèi)部壓力控制在0.01-3.0MPA之間；一全自動配供料裝置3，該全自動配供料裝置3用于向密封浸膠盒2中注入經(jīng)過攪拌的熱固化膠，并根據(jù)檢測到的密封浸膠盒2中的壓力實(shí)現(xiàn)熱固化膠的自動供料；一固化模5，該固化模用于將經(jīng)過浸漬的碳纖維進(jìn)行加熱固化并在成型模具的約束下形成碳纖維板，在固化模5中安裝有一到三個加熱器4以實(shí)現(xiàn)單段或多段熱固化；在固化模5的出口處安裝有對中校正機(jī)構(gòu)6以便調(diào)整碳纖維板的直線度，以使碳纖維板在后續(xù)的加工過程中保持在4/1000的直線度；一表面處理裝置8，該表面處理裝置8安裝在固化模5出口端一側(cè)，用于對經(jīng)過熱固化成型的碳纖維板進(jìn)行表面拋光處理，使得碳纖維板的表面粗糙度控制在0.3-1.0微米之間；一直線度檢測儀7，該直線度檢測儀7安裝在表面處理裝置8與牽引機(jī)構(gòu)9之間，用于檢測經(jīng)過拋光處理后的碳纖維板的直線度，并將檢測信息反饋到固化模5出口中端的對中校正機(jī)構(gòu)6中，驅(qū)動中校正機(jī)構(gòu)6實(shí)時調(diào)整碳纖維板11拉出固化模5時的角度，從而使碳纖維板的直線度保持在設(shè)定值范圍之內(nèi)；一收卷機(jī)構(gòu)10，該收卷機(jī)構(gòu)10用于將加工成型的碳纖維板收眷顧后便于儲存的運(yùn)輸，卷狀碳纖維板運(yùn)輸?shù)郊庸がF(xiàn)場展開后進(jìn)行切割加工作為風(fēng)力葉片梁板或墊板使用。所述的表面處理裝置8由拉擠模具801、電加熱裝置802、拋光帶803和驅(qū)動機(jī)構(gòu)804組成，電加熱裝置用于對進(jìn)入拉擠模具801中的碳纖維板進(jìn)行加熱以便于拋光的進(jìn)行，加熱溫度控制在100-200℃，拋光帶803在驅(qū)動機(jī)構(gòu)804的帶動下旋轉(zhuǎn)對經(jīng)過拉擠模具801的碳纖維板11的雙面進(jìn)行拋光。所述的全自動配供料裝置3的供膠速度為0.01-20升/分鐘。本技術(shù)的有益效果：①本技術(shù)采用纖維密封浸膠盒，提高了纖維與樹脂的浸潤效果，解決操作環(huán)境污染的問題。②注膠與拉擠和制品收卷全程采用閉環(huán)控制，提高了生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量。制品開機(jī)一次連續(xù)生產(chǎn)5000米，制品的直線度達(dá)到4/10000mm。③全自動儲料機(jī)構(gòu)優(yōu)勢：有效隔絕樹脂、固化劑與空氣中水分的接觸，保證樹脂性能的穩(wěn)定性。④自動吸料系統(tǒng)優(yōu)勢：直接從樹脂桶內(nèi)，利用大氣壓，將樹脂直接轉(zhuǎn)移到專用儲料桶內(nèi)。與傳統(tǒng)工藝相比，有效地避免了樹脂的二次污染。⑤儲料機(jī)構(gòu)的加熱攪拌機(jī)構(gòu)優(yōu)勢：長期保證樹脂、固化劑在一個穩(wěn)定的恒溫狀態(tài)，使樹脂、固化劑的流動性時刻處于最佳狀態(tài)。如果原材料內(nèi)含有填料等其他多組分配方，長期攪拌可有效避免分層等現(xiàn)象發(fā)生。與傳統(tǒng)工藝相比，避免樹脂的冷熱變化導(dǎo)致流行性差異引發(fā)浸潤、固化等問題發(fā)生，避免樹脂放置時配方分層。⑥自動攪拌系統(tǒng)優(yōu)勢：采用小量樹脂多次攪拌的方式，使樹脂充分?jǐn)嚢杈鶆颉Ｅc傳統(tǒng)配料相比，攪拌速度快，根容易充分?jǐn)嚢琛＂呋旖辉O(shè)備整體優(yōu)勢：樹脂即用即配，樹脂操作器無限延長，定量配比減少不必要的浪費(fèi)，有效的提高樹脂利用率。環(huán)境干凈、樹脂氣味散發(fā)量少。⑧制品在拉擠過程中易產(chǎn)生彎曲跑偏，本技術(shù)采用遠(yuǎn)紅外光電直線儀在線檢測制品的彎曲度，用信號反饋方法校核模具對中，從而使制品滿足直線度要求。本技術(shù)解決了傳統(tǒng)的熱固性塑料落后的拉擠工藝，使制品在生產(chǎn)時連續(xù)性滿足5000m長度，直線度連續(xù)化程度達(dá)到4/10000mm，表面粗糙度為▽0.3~▽1.0。本技術(shù)能降低生產(chǎn)成本，提到生產(chǎn)率，滿足不同材料的復(fù)合技術(shù)拉擠工藝的生產(chǎn)需要。附圖說明圖1是本技術(shù)的生產(chǎn)線組成示意圖。圖2是本技術(shù)的表面處理裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本技術(shù)的全自動配供料裝置的工作原理圖。圖4是安裝有本技術(shù)碳纖維墳強(qiáng)板的風(fēng)電葉片結(jié)構(gòu)示意圖。圖中12為葉片基體。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本技術(shù)作進(jìn)一步的說明。實(shí)施例一。如圖1-4所示。一種風(fēng)力葉片用的熱固性碳纖維板制造方法，如圖1所示，它包括以下步驟：首先，將碳纖維從張力紗架1上引入密封浸膠盒2中進(jìn)行浸漬，該密封浸膠盒有全自動配供料裝置3根據(jù)檢測到的密封浸膠盒內(nèi)的壓力、膠位自動注膠，保證碳纖維在設(shè)定的壓力下充分浸漬；密封浸膠盒內(nèi)的壓力為0.01-3.0MPA。全自動配供料裝置3工作原理如圖3所示，環(huán)氧與聚氨酯及熱塑性樹脂混料比為100:20至100:本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種風(fēng)力葉片用的熱固性碳纖維板制造生產(chǎn)線，其特征是它包括：一張力紗架（1），該張力紗架（1）用于為碳纖維板制造提供源源不斷的原料；一密封浸膠盒（2），該密封浸膠盒（2）用于對從張力紗架（1）上引出的碳纖維進(jìn)行浸膠，以便使碳纖維絲表面粘結(jié)上熱固化膠，為下一步熱固化成型奠定基礎(chǔ)；通過控制密封浸膠盒（2）內(nèi)的膠量使其內(nèi)部壓力控制在0.01?3.0MPA之間；一全自動配供料裝置（3），該全自動配供料裝置（3）用于向密封浸膠盒（2）中注入經(jīng)過攪拌的熱固化膠，并根據(jù)檢測到的密封浸膠盒（2）中的壓力實(shí)現(xiàn)熱固化膠的自動供料；一固化模（5），該固化模用于將經(jīng)過浸漬的碳纖維進(jìn)行加熱固化并在成型模具的約束下形成碳纖維板，在固化模（5）中安裝有一到三個加熱器（4）以實(shí)現(xiàn)單段或多段熱固化；在固化模（5）的出口處安裝有對中校正機(jī)構(gòu)（6）以便調(diào)整碳纖維板的直線度，以使碳纖維板在后續(xù)的加工過程中保持在4/1000的直線度；一表面處理裝置（8），該表面處理裝置（8）安裝在固化模（5）出口端一側(cè)，用于對經(jīng)過熱固化成型的碳纖維板進(jìn)行表面拋光處理，使得碳纖維板的表面粗糙度控制在0.3?1.0微米之間；一直線度檢測儀（7），該直線度檢測儀（7）安裝在表面處理裝置（8）與牽引機(jī)構(gòu)（9）之間，用于檢測經(jīng)過拋光處理后的碳纖維板的直線度，并將檢測信息反饋到固化模（5）出口中端的對中校正機(jī)構(gòu)（6）中，驅(qū)動中校正機(jī)構(gòu)（6）實(shí)時調(diào)整碳纖維板（11）拉出固化模（5）時的角度，從而使碳纖維板的直線度保持在設(shè)定值范圍之內(nèi)；一收卷機(jī)構(gòu)（10），該收卷機(jī)構(gòu)（10）用于將加工成型的碳纖維板收眷顧后便于儲存的運(yùn)輸。...

【技術(shù)特征摘要】
1.一種風(fēng)力葉片用的熱固性碳纖維板制造生產(chǎn)線，其特征是它包括：一張力紗架（1），該張力紗架（1）用于為碳纖維板制造提供源源不斷的原料；一密封浸膠盒（2），該密封浸膠盒（2）用于對從張力紗架（1）上引出的碳纖維進(jìn)行浸膠，以便使碳纖維絲表面粘結(jié)上熱固化膠，為下一步熱固化成型奠定基礎(chǔ)；通過控制密封浸膠盒（2）內(nèi)的膠量使其內(nèi)部壓力控制在0.01-3.0MPA之間；一全自動配供料裝置（3），該全自動配供料裝置（3）用于向密封浸膠盒（2）中注入經(jīng)過攪拌的熱固化膠，并根據(jù)檢測到的密封浸膠盒（2）中的壓力實(shí)現(xiàn)熱固化膠的自動供料；一固化模（5），該固化模用于將經(jīng)過浸漬的碳纖維進(jìn)行加熱固化并在成型模具的約束下形成碳纖維板，在固化模（5）中安裝有一到三個加熱器（4）以實(shí)現(xiàn)單段或多段熱固化；在固化模（5）的出口處安裝有對中校正機(jī)構(gòu)（6）以便調(diào)整碳纖維板的直線度，以使碳纖維板在后續(xù)的加工過程中保持在4/1000的直線度；一表面處理裝置（8），該表面處理裝置（8）安裝在固化模（5）出口端一側(cè)，用于對經(jīng)過熱固化成型的碳纖維板進(jìn)行表面拋光...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：程正琿，程逸建，
申請(專利權(quán))人：南京諾爾泰復(fù)合材料設(shè)備制造有限公司，
類型：新型
國別省市：江蘇;32