一种风电叶片的表面防护方法及防护结构与流程

1.本发明涉及风电叶片技术领域，具体说是风电叶片的表面防护方法及防护结构。


背景技术：

2.风电叶片是风电机组中将自然界风能转换为风力发电机组电能的核心部件,也是衡量风电机组设计和技术水平的主要依据。但风电叶片的工作环境相对恶劣，长时间遭受强光照射、盐雾、风沙、周期应力等，叶片会出现凹凸不平、分层、老化等各种缺陷，严重影响风力发电机叶片的使用寿命和发电效率。
3.现有技术中的防护方法普遍采用薄膜凝胶型或油漆型涂层防护方式；目前常用的方法有模内胶衣和膜外涂装两种，现行的模外涂装结构至少包括大腻子、小腻子和底面漆三层，在对每一层之前均要对叶片表面进行打磨，这种涂装工序需要设备多，整体时间长，且打磨产生的大量粉尘，使得环保压力较大；因此，如何克服上述存在的技术问题和缺陷成为重点需要解决的问题。


技术实现要素：

4.本发明的发明目的在于克服背景技术中所描述的缺陷，从而实现一种风电叶片的表面防护方法及防护结构，该风电叶片的表面防护方法及防护结构改变现有的防护结构，仅最外层涂装一层，减少打磨的次数，使施工工序更加简单，叶片整体的加工时间变短，提高生产效率。
5.为实现上述发明目的，本发明的技术方案是：一种风电叶片的表面防护结构，包括：基底层、中间层和防护层；基底层，由多条粘接带相邻的布置在叶片表面，粘接带与叶片表面有较强的吸附力，相邻的粘接带之间无缝连接；中间层，由导电纤维制成的导电扩散网，缠绕在基底层的外侧，相邻的导电扩散网之间重叠或无缝对接连接；防护层，涂敷在中间层的外侧，透过中间层与基底层相接触，表面与空气接触为光滑曲面。
6.进一步的，所述基底层为硅胶压敏胶粘接带、丙烯酸类压敏胶粘接带或橡胶型压敏胶粘接带中的至少一种，粘接带为双面粘接结构，便于与风电叶片和中间层粘贴为一体。
7.进一步的，所述中间层的导电扩散网由导电纤维编织制成，由聚乙炔、腈纶、沥青为底料制成基础纤维，再将炭黑涂覆在基础纤维上形成导电纤维，便于与防护层结合形成复合防护层，提高防护层的强度和稳定性，且能够对雷电进行传导和分散，避免电流集中导致瞬间冲击过大。
8.进一步的，所述防护层由聚氨酯层、聚天门冬氨酸酯树脂层、丙烯酸树脂层或氟聚合物的至少一种结合铜粉、稳定剂、还原剂按一定比例混合制成。
9.进一步的，所述叶片端部通过防松螺钉有引雷帽，引雷帽顶部固定有引雷针，所述防松螺钉下端插入叶片的螺纹孔内且与中间层和防护层相接触，通过引雷针将雷电引入导电扩散网，电流被分散引入接地导体。
10.一种风电叶片的表面防护方法，包括以下步骤：
1）将铜粉加入硫酸铜溶液中，再依次加入定量的还原剂和碱性溶液，使液体保持碱性环境，向溶液中加入稳定剂，将溶液温度加热至60℃左右，保温20分钟后，自然冷却至常温，搅拌过滤得到沉积铜，将沉积铜进行研磨形成铜粉，得到导电铜粉；2）将树脂混入有机溶剂中，将混合后的有机溶剂加入反应釜中，将反应釜加热至70度左右并高速搅拌，使树脂与有机溶剂完全溶解混合，加入导电铜粉及助剂后，高速搅拌使原料完全均匀融合，直至成为浆状，得到防护层涂料；3）基底层的粘接带为双面粘接结构，将粘接带并排无缝粘贴在叶片表面，并使用刀具将粘接带多余及重复的部分去除，形成平铺设置的基底层；4）将中间层的导电扩散网均匀的铺设在基底层外侧，导电扩散网上设置有叠槽，相邻的导电扩散网之间叠加无缝接触；5）在中间层外侧涂覆防护层涂料，防护层涂料渗透过中间层与基底层接触，中间层与防护层融合，形成复合防护层。
11.本发明的一种风电叶片的表面防护方法及防护结构的有益效果：1.本发明的风电叶片的表面防护方法及防护结构，将防护结构改为仅最外层涂装一层，减少涂装后的打磨次数，相比于三次涂装，更容易把控涂装后防护层的厚度，使得防护层更加均匀；2.本发明的风电叶片的表面防护方法及防护结构，在叶片端部安装引雷针和引雷帽，利用防护层内的导电铜粉和中间层的导电扩散网，将雷电分散至接地导体，避免电流集中冲击过大，极大的降低了雷电对叶片的损伤。
附图说明
12.图1是本发明的一种风电叶片的表面防护方法及防护结构的截面示意图；图2是本发明中基底层的实施状态示意图；图3是本发明中基底层的另一实施状态示意图；图4是本发明中风电叶片的结构示意图；图5是本发明中引雷帽的结构示意图；图中：1-叶片，2-基底层，3-中间层，4-叠槽，5-防护层，10-引雷帽，11-防松螺钉，12-引雷针。
具体实施方式
13.下面结合附图并通过具体的实施方式对本发明的一种风电叶片的表面防护方法及防护结构做更加详细的描述。
14.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、
ꢀ“
顶”、“底”、“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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。
15.参见图1-5，本实施例的一种风电叶片的表面防护方法及防护结构，该风电叶片的表面防护方法及防护结构改变现有的防护结构，仅最外层涂装一层，减少打磨的次数，使施工工序更加简单，叶片整体的加工时间变短，提高生产效率，其主要包括：基底层2、中间层3
和防护层5。
16.在本实施例中，详见图1-3，基底层0由多条粘接带相邻的布置在叶片1表面，粘接带与叶片1表面有较强的吸附力，相邻的粘接带之间无缝连接，所述基底层2为硅胶压敏胶粘接带、丙烯酸类压敏胶粘接带或橡胶型压敏胶粘接带中的至少一种，粘接带为双面粘接结构，便于与风电叶片2和中间层3粘贴为一体。
17.在本实施例中，详见图2和图3，中间层3由导电纤维制成的导电扩散网，缠绕在基底层2的外侧，相邻的导电扩散网之间重叠或无缝对接连接，所述中间层3的导电扩散网由导电纤维编织制成，由聚乙炔、腈纶、沥青为底料制成基础纤维，再将炭黑涂覆在基础纤维上形成导电纤维，便于与防护层5结合形成复合防护层，提高防护层5的强度和稳定性，且能够对雷电进行传导和分散，避免电流集中导致瞬间冲击过大。
18.在本实施例中，详见图1-3，防护层5涂敷在中间层3的外侧，透过中间层3与基底层2相接触，表面与空气接触为光滑曲面，所述防护层5由聚氨酯层、聚天门冬氨酸酯树脂层、丙烯酸树脂层或氟聚合物的至少一种结合铜粉、稳定剂、还原剂按一定比例混合制成。
19.在本实施例中，详见图4和图5，在所述叶片1端部通过防松螺钉11有引雷帽10，引雷帽10顶部固定有引雷针12，所述防松螺钉11下端插入叶片1的螺纹孔内且与中间层3和防护层5相接触，通过引雷针将雷电引入导电扩散网，电流被分散引入接地导体。
20.一种风电叶片的表面防护方法，包括以下步骤：1）将铜粉加入硫酸铜溶液中，再依次加入定量的还原剂和碱性溶液，使液体保持碱性环境，向溶液中加入稳定剂，将溶液温度加热至60℃左右，保温20分钟后，自然冷却至常温，搅拌过滤得到沉积铜，将沉积铜进行研磨形成铜粉，得到导电铜粉；2）将树脂混入有机溶剂中，将混合后的有机溶剂加入反应釜中，将反应釜加热至70度左右并高速搅拌，使树脂与有机溶剂完全溶解混合，加入导电铜粉及助剂后，高速搅拌使原料完全均匀融合，直至成为浆状，得到防护层涂料；3）基底层的粘接带为双面粘接结构，将粘接带并排无缝粘贴在叶片表面，并使用刀具将粘接带多余及重复的部分去除，形成平铺设置的基底层；4）将中间层的导电扩散网均匀的铺设在基底层外侧，导电扩散网上设置有叠槽，相邻的导电扩散网之间叠加无缝接触；5）在中间层外侧涂覆防护层涂料，防护层涂料渗透过中间层与基底层接触，中间层与防护层融合，形成复合防护层。
21.本发明中的一种风电叶片的表面防护方法及防护结构，最底层使用基底层粘贴在叶片表面，相比于传统最底层的涂覆，使得整体结构更加紧密，中间层与防护层融合形成复合防护层，使得原本的三层结构，融合成为两层，极大的提高了防护层的结构强度，使得最外侧与最内层可以直接接触，整体结合更为密实均一，且此工序步骤简单，所需设备少，仅需一遍打磨，大大降低了工人的劳动强度，对环境影响小。
22.除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似词语并非限定于物理的或者机械的连接，不管是直接的还是间接的。
23.上文中参照优选的实施例详细描述了本发明的示范性实施方式，然而本领域技术人员可理解的是，在不背离本发明理念的前提下，可以对上述具体实施例做出多种变型和改型，且可以对本发明提出的各技术特征、结构进行多种组合，而不超出本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种风电叶片的表面防护结构，其特征在于，包括：基底层，由多条粘接带相邻的布置在叶片表面，粘接带与叶片表面有较强的吸附力，相邻的粘接带之间无缝连接；中间层，由导电纤维制成的导电扩散网，缠绕在基底层的外侧，相邻的导电扩散网之间重叠或无缝对接连接；防护层，涂敷在中间层的外侧，透过中间层与基底层相接触，表面与空气接触为光滑曲面。2.根据权利要求1所述风电叶片的表面防护结构，其特征在于：所述基底层为硅胶压敏胶粘接带、丙烯酸类压敏胶粘接带或橡胶型压敏胶粘接带中的至少一种。3.根据权利要求1所述风电叶片的表面防护结构，其特征在于：所述中间层的导电扩散网由导电纤维编织制成，由聚乙炔、腈纶、沥青为底料制成基础纤维，再将炭黑涂覆在基础纤维上形成导电纤维。4.根据权利要求1所述风电叶片的表面防护结构，其特征在于：所述防护层由聚氨酯层、聚天门冬氨酸酯树脂层、丙烯酸树脂层或氟聚合物的至少一种结合铜粉、稳定剂、还原剂按一定比例混合制成。5.根据权利要求1所述风电叶片的表面防护结构，其特征在于：所述叶片端部通过防松螺钉有引雷帽，引雷帽顶部固定有引雷针，所述防松螺钉下端插入叶片的螺纹孔内且与中间层和防护层相接触。6.一种风电叶片的表面防护方法，其特征在于，包括以下步骤：1）将铜粉加入硫酸铜溶液中，再依次加入定量的还原剂和碱性溶液，使液体保持碱性环境，向溶液中加入稳定剂，将溶液温度加热至60℃左右，保温20分钟后，自然冷却至常温，搅拌过滤得到沉积铜，将沉积铜进行研磨形成铜粉，得到导电铜粉；2）将树脂混入有机溶剂中，将混合后的有机溶剂加入反应釜中，将反应釜加热至70度左右并高速搅拌，使树脂与有机溶剂完全溶解混合，加入导电铜粉及助剂后，高速搅拌使原料完全均匀融合，直至成为浆状，得到防护层涂料；3）基底层的粘接带为双面粘接结构，将粘接带并排无缝粘贴在叶片表面，并使用刀具将粘接带多余及重复的部分去除，形成平铺设置的基底层；4）将中间层的导电扩散网均匀的铺设在基底层外侧，导电扩散网上设置有叠槽，相邻的导电扩散网之间叠加无缝接触；5）在中间层外侧涂覆防护层涂料，防护层涂料渗透过中间层与基底层接触，中间层与防护层融合，形成复合防护层。

技术总结
本发明涉及一种风电叶片的表面防护结构，包括：基底层、中间层和防护层；基底层，由多条粘接带相邻的布置在叶片表面，粘接带与叶片表面有较强的吸附力，相邻的粘接带之间无缝连接；中间层，由导电纤维制成的导电扩散网，缠绕在基底层的外侧，相邻的导电扩散网之间重叠或无缝对接连接；防护层，涂敷在中间层的外侧，透过中间层与基底层相接触，表面与空气接触为光滑曲面；该风电叶片的表面防护方法及防护结构改变现有的防护结构，仅最外层涂装一层，减少打磨的次数，使施工工序更加简单，叶片整体的加工时间变短，提高生产效率。提高生产效率。提高生产效率。


技术研发人员：杜广帅 吕炳燕
受保护的技术使用者：华能河南清洁能源有限公司
技术研发日：2022.03.07
技术公布日：2022/5/25