一种碳玻混平板及其应用方法

技术领域

本发明涉及风电叶片成型技术领域，具体而言，涉及一种碳玻混平板及其应用方法。

背景技术

叶片主梁拉挤板材的类型主要以纯玻璃纤维拉挤板材或碳纤维拉挤板材为主，玻纤板材性能模量最高达到66GPa，碳纤板材性能一般140GPa以上。玻纤价格成本低，但模量也偏低，不能满足大型化和轻量化需求；碳纤板材模量高，但其价格高昂，也不能满足低成本的风电叶片需求。因此采用碳/玻混合纤维拉挤的方式，实现碳纤维比例（10%-40%）调节，促使板材模量和成本均能满足大型换、轻量化和低成本的风电叶片的需求。

中国专利公开号：CN111959058A，公开了一种碳玻纤复合拉挤板材，其是利用碳纤维和玻璃纤维浸渍树脂料后拉挤成型，其中的玻璃纤维层包裹碳纤维层。在进行多层板材的铺设时，由于玻璃纤维层包裹碳纤维层，该方式使得各层碳纤维被绝缘的玻纤层所隔绝，故板材本身存在电位差导致叶片避雷系统建立难。

有鉴于上述缺陷，本申请人积极主动加以研究，以期创设一种碳玻混平板，使其更具实用价值。

发明内容

鉴于此，本发明提出了一种碳玻混平板及其应用方法，旨在解决现有技术中，碳玻纤复合拉挤板材在进行叶片主梁铺设时，由于板材本身存在电位差导致叶片避雷系统建立难的技术问题。

本发明提出了一种碳玻混平板，包括：碳纤区和玻纤区，所述碳纤区包于所述玻纤区内，且至少在一个方向上连通所述玻纤区的两表面。

进一步地，所述碳纤区在碳玻混平板的长度方向或宽度方向或厚度方向连通所述玻纤区的表面。

进一步地，所述碳纤区在碳玻混平板的长度方向和宽度方向，OR，长度方向和厚度方向，OR，宽度方向和厚度方向连通所述玻纤区的表面。

进一步地，所述碳纤区在碳玻混平板的长度方向、宽度方向、厚度方向均连通所述玻纤区的表面。

进一步地，所述碳玻混平板采用拉挤工艺成型，所述碳纤区和所述玻纤区均采用纱线拉挤。

进一步地，所述碳玻混平板采用拉挤工艺成型，所述碳纤区采用纱线拉挤，所述玻纤区采用织物拉挤。

进一步地，所述碳玻混平板采用拉挤工艺成型，所述碳纤区采用织物拉挤，所述玻纤区采用织物拉挤。

进一步地，所述碳纤区的织物拉挤铺层方向和所述玻纤区的织物拉挤铺层方向同向。

进一步地，所述碳纤区的织物拉挤铺层方向和所述玻纤区的织物拉挤铺层方向异向。

进一步地，所述碳玻混平板采用模压工艺成型，所述碳纤区和所述玻纤区的铺层方向同向。

进一步地，所述碳玻混平板采用模压工艺成型，所述碳纤区和所述玻纤区的铺层方向异向。

一种碳玻混平板的使用方法，所述碳玻混拉挤平板用于风电叶片主梁的铺设。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明提供的碳玻混平板通过调整碳纤排布促使各层碳纤维相互连接，解决了板材本身的电位差和叶片碳玻混板材避雷体系的建立问题。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例一提供的方案一的碳玻混平板的截面图；

图2为本发明实施例一提供的方案二的碳玻混平板的截面图；

图3为本发明实施例一提供的方案三的碳玻混平板的截面图；

图4为本发明实施例一提供的方案四的碳玻混平板的截面图；

图5为本发明实施例一提供的方案五的碳玻混平板的截面图；

图6为本发明实施例一提供的方案六的碳玻混平板的截面图；

图7为本发明实施例一提供的方案七的碳玻混平板的截面图；

图8为本发明实施例一提供的方案八的碳玻混平板的截面图；

图9为本发明实施例一提供的方案六中用于体现碳纤区位置的示意图；

图10为本发明实施例一提供的方案九的碳玻混平板的截面图；

图11为本发明实施例二提供的方案一的碳玻混平板的截面图；

图12为本发明实施例二提供的方案二的碳玻混平板的截面图；

图13为本发明实施例三提供的碳玻混平板的使用方法的示意图；

附图标记：1、碳纤区；2、玻纤区。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

实施例一：

参阅图1至图9，有图可知，本发明实施例提出的碳玻混平板，包括：碳纤区1和玻纤区2，碳纤区1包于玻纤区2内，且至少在一个方向上连通玻纤区2的两表面。与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明提供的碳玻混平板通过调整碳纤排布促使各层碳纤维相互连接，解决了板材本身的电位差和叶片碳玻混板材避雷体系的建立问题。

本事实例中，碳纤区1在碳玻混平板的长度方向或宽度方向或厚度方向连通玻纤区2的表面。即，在一个方向上与玻纤区2的表面连通；也可在碳玻混平板的长度方向和宽度方向，OR，长度方向和厚度方向，OR，宽度方向和厚度方向连通玻纤区2的表面。即，在两个方向上与玻纤区2的表面连通；也可在碳玻混平板的长度方向、宽度方向、厚度方向均连通玻纤区2的表面。即在三个方向上与玻纤区2的表面连通。而在三个方向上与玻纤区2的表面连通，铺设后的风电叶片具有更大范围的导电性，属于优选实施例。

继续参阅图1，其为本发明实施例提出的第一种方案，该方案中，碳纤区1竖直设置，即，沿厚度方向设置，在厚度方向与玻纤区2的表面连通。

继续参阅图2，其为本发明实施例提出的第二种方案，与方案一不同的是，碳纤区1的形状发生了变化，可以为曲线形。

继续参阅图3，其为本发明实施例提出的第三种方案，与方案一不同的是，碳纤区1的设置角度发生了变化，可以倾斜设置，在铺设时，两碳玻混平板成中心对称设置，不过需要保证铺设后的碳纤区1能够连续。

继续参阅图4，其为本发明实施例提出的第四种方案，与方案一不同的是，碳纤区1在长度、厚度、宽度方向均与玻纤区2的表面连通。

继续参阅图5，其为本发明实施例提出的第五种方案，与方案四不同的是，碳纤区1可以是倾斜设置，也可以为曲线状。

上述五种方案仅仅为本实施例提出的其中五种方案，不是对本发明实施例做出的限制，本领域技术人员可以理解的是，只要能够实现碳纤维区在纵向的连续，碳纤维区的形状、铺设角度均可任意调整。

作为一种优选实施例，如图6、图9所示，碳纤区1在长度、厚度、宽度方向均与玻纤区2的表面连通，且在长度方向，碳纤区1设置三个，相邻两竖向碳纤区之间的间距为X2，位于最外侧两竖向碳纤区与边缘的距离为X1，本实施例中，X2的大小为X1的两倍，这就使得在叶片铺设的过程中，碳纤区1始终均匀分布，确保的导电的均匀性，便于避雷体系的建立。

本事实例中，碳玻混平板采用拉挤工艺成型，在具体拉挤过程中，碳纤区1和玻纤区2同时采用纱线拉挤，或者同时采用织物拉挤，或者其中一种采用纱线另一种采用织物进行混杂拉挤。当同时采用织物拉挤时，碳纤布和玻纤布可以是同向，也可以是异向。

本事实例中，碳玻混平板采用模压工艺成型，碳纤区1和玻纤区2的铺层方向可以同向，也可以异向，具体根据在需求方向上的力学要求设计。

实施例二：

本发明还提出了另一种碳玻混平板，包括：碳纤区1和玻纤区2，玻纤区2包于碳纤区1内，碳纤区1的上下两表面连通，具体结构如图11所示。

继续参阅图12，由图可知，本实施例中，碳纤区1和玻纤区2可以为多层结构，不仅仅局限于一层。

实施例三：

参阅图13，本发明还提出了一种碳玻混平板的使用方法，在风电叶片大梁铺设时，若干碳玻混平板沿横向和纵向堆叠，相邻两层碳玻混平板之间之间铺设碳纤织物3，且位于最外层碳玻混平板表面覆盖铜网4，形成风电叶片避雷系统。其中，碳纤织物为碳纤机织布、碳玻混机织布、碳纤单向织物、碳玻混单向织物、碳纤多轴向织物、碳玻混多轴向织物中的一种或多种。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。