專利名稱：骨架增強復(fù)合材料電桿及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到電力電線電桿及其制作方法，特別涉及到電力電線骨架增強復(fù)合材料電桿及其制作方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)電力電線電桿大都為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的電桿，其中，鋼筋制成的骨架外圍，澆注有混凝土以提高強度和硬度。但是，此類電桿的重量較大，運輸和搬運十分不便，特別是在山區(qū)安置混凝土電桿時需要多人抬一根電桿，既費時費力，又損壞大量農(nóng)田。為減少電力電線電桿的重量，出現(xiàn)了一種塑料電桿，但是，此類電桿的抗彎強度較低，只能用在負(fù)荷較小的場合，如城市路燈電桿，或者城市通信電桿。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)混凝土電桿存在的重量較大，運輸和搬運十分不便，以及現(xiàn)有技術(shù)塑料電桿抗彎強度較低等問題，本發(fā)明提出一種骨架增強復(fù)合材料電桿及其制作方法。 本發(fā)明骨架增強復(fù)合材料電桿包括金屬骨架和復(fù)合材料桿體，其中，金屬骨架設(shè)置在復(fù)合材料桿體內(nèi)部或者中間，復(fù)合材料桿體由纖維布纏繞并涂覆有機粘接劑制成。進(jìn)一步的，本發(fā)明骨架增強復(fù)合材料電桿的復(fù)合材料桿體由纖維布纏繞并涂覆有機粘接劑制成，包括，采用帶狀的纖維布沿骨架或模型外緣徑向纏繞并向軸向延伸，兩層纖維布帶之間的重疊部分不超過纖維布帶寬的二分之一，邊纏繞邊涂覆有機粘接劑，纏繞到軸向盡頭后再返回，依次往復(fù)，直到所需的桿體厚度。進(jìn)一步的，本發(fā)明骨架增強復(fù)合材料電桿的金屬骨架包括與電桿等長的軸向主干，或者與電桿等長的軸向主干和連接主干的加強筋，并且，金屬骨架在電桿的徑向分布為
一層或一層以上。進(jìn)一步的，本發(fā)明骨架增強復(fù)合材料電桿金屬骨架的主干上纏繞纖維布并涂覆有機粘接劑，包括纖維布帶沿骨架主干外緣纏繞一周并軸向延伸，并根據(jù)骨架主干圓周分布的次序依次纏繞并向軸向延伸，纖維布帶之間涂覆有有機粘接劑。進(jìn)一步的，本發(fā)明骨架增強復(fù)合材料電桿的金屬骨架的主干為螺紋鋼、扁鋼、角鋼或者其組合。進(jìn)一步的，本發(fā)明骨架增強復(fù)合材料電桿纏繞復(fù)合材料桿體的纖維布包括玻璃纖維布、碳纖維布或者陶瓷纖維布。進(jìn)一步的，本發(fā)明骨架增強復(fù)合材料電桿涂覆的有機粘接劑包括環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、不飽和樹脂、丙烯酸樹脂或者聚氨酯樹脂。進(jìn)一步的，本發(fā)明骨架增強復(fù)合材料電桿的橫截面形狀為圓形或矩形。進(jìn)一步的，本發(fā)明骨架增強復(fù)合材料電桿的端頭設(shè)置有法蘭、或者凸臺和凹臺；其中，凸臺與凹臺的長度及內(nèi)、外徑相互匹配；法蘭盤與骨架主干焊接在一起。本發(fā)明骨架增強復(fù)合材料電桿的制作方法，包括以下步驟
(1)對于金屬骨架設(shè)置在復(fù)合材料桿體中間的復(fù)合材料電桿，需按照設(shè)計要求制作一個直徑小于骨架內(nèi)徑，或者橫截面長寬小于骨架內(nèi)腔的模型；對于金屬骨架設(shè)置在復(fù)合材料桿體內(nèi)部的復(fù)合材料電桿，則直接執(zhí)行步驟3 ；(2)采用帶狀纖維布沿模型外緣徑向纏繞并向軸向延伸，兩層纖維布帶之間的重疊部分不超過纖維布帶寬的二分之一，邊纏繞邊涂覆有機粘接劑，纏繞到軸向盡頭后再返回，依次往復(fù)，直到所需的桿體內(nèi)層厚度；然后，取下模型，制成復(fù)合材料桿體內(nèi)層；(3)按照設(shè)計要求制作骨架，采用帶狀纖維布纏繞在金屬骨架的主干，邊纏繞邊涂覆有機粘接劑，根據(jù)骨架主干圓周分布的次序依次纏繞并向軸向延伸，直至纏繞完整個骨架；所述纏繞在骨架主干是指帶狀纖維布沿主干的外緣纏繞一周并軸向延伸；(4)對于金屬骨架設(shè)置在復(fù)合材料桿體中間的復(fù)合材料電桿，將經(jīng)過纏繞的骨架套裝在步驟2制作的復(fù)合材料桿體內(nèi)襯上；對于金屬骨架設(shè)置在復(fù)合材料桿體內(nèi)部的復(fù)合材料電桿，則直接執(zhí)行步驟5;(5)采用帶狀纖維布沿骨架外緣徑向纏繞并向軸向延伸，兩層纖維布帶之間的重疊部分不超過纖維布帶寬的二分之一，邊纏繞邊涂覆有機粘接劑，纏繞到軸向盡頭后再返回，依次往復(fù)，直到所需的桿體或桿體外襯厚度；(6)按照所涂覆的有機粘接劑的固化技術(shù)條件對纏繞完后的電桿進(jìn)行固化處理。本發(fā)明骨架增強復(fù)合材料電桿及其制作方法的有益技術(shù)效果是克服了混凝土電桿存在的重量較大，運輸和搬運十分不便的問題，還克服了塑料電桿抗彎強度較低的問題， 制作的電桿具有較高的抗彎強度且重量較輕，同時，制作工藝簡單、易行。


附圖1是本發(fā)明骨架增強復(fù)合材料電桿金屬骨架設(shè)置在復(fù)合材料桿體內(nèi)部的電桿的三維示意圖；附圖2是本發(fā)明骨架增強復(fù)合材料電桿金屬骨架設(shè)置在復(fù)合材料桿體中間的電桿的三維示意圖；附圖3是本發(fā)明骨架增強復(fù)合材料電桿金屬骨架主干及加強筋的三維示意圖；附圖4是本發(fā)明骨架增強復(fù)合材料電桿金屬骨架在電桿的徑向分布為二層的三維示意圖；附圖5是本發(fā)明骨架增強復(fù)合材料電桿采用帶狀纖維布纏繞骨架主干的示意圖；附圖6是本發(fā)明骨架增強復(fù)合材料電桿橫截面形狀為矩形且采用角鋼和扁鋼做骨架主干的三維示意圖；附圖7是本發(fā)明骨架增強復(fù)合材料電桿采用凹臺和凸臺連接的剖視示意圖；附圖8是本發(fā)明骨架增強復(fù)合材料電桿采用法蘭連接的剖視示意圖；附圖9是本發(fā)明骨架增強復(fù)合材料電桿制作方法工藝流程示意圖。下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明骨架增強復(fù)合材料電桿及其制作方法作進(jìn)一步的說明。
具體實施例方式附圖1是本發(fā)明骨架增強復(fù)合材料電桿金屬骨架設(shè)置在復(fù)合材料桿體內(nèi)部的電桿的三維示意圖，附圖2是本發(fā)明骨架增強復(fù)合材料電桿金屬骨架設(shè)置在復(fù)合材料桿體中間的電桿的三維示意圖，圖中，1為復(fù)合材料桿體，1-1為復(fù)合材料桿體內(nèi)層，1-2為復(fù)合材料桿體外層，2為金屬骨架主干。由圖可知，本發(fā)明骨架增強復(fù)合材料電桿包括金屬骨架和復(fù)合材料桿體1，其中，金屬骨架設(shè)置在復(fù)合材料桿體1內(nèi)部(如附圖1所示)或者中間(如附圖2所示)，并且，復(fù)合材料桿體1由纖維布纏繞并涂覆有機粘接劑制成。在附圖1所示的是實例中，金屬骨架主干2采用螺紋鋼直條，其長度與電桿長度相同。在附圖2所示的是實例中，金屬骨架主干2采用扁鋼直條，其長度與電桿長度相同。為保證復(fù)合材料桿體有足夠的抗彎強度，本發(fā)明骨架增強復(fù)合材料電桿的復(fù)合材料桿體由纖維布纏繞并涂覆有機粘接劑制成，包括，采用帶狀的纖維布沿骨架或模型外緣徑向纏繞并向軸向延伸，兩層纖維布帶之間重疊不超過帶寬的二分之一，邊纏繞邊涂覆有機粘接劑，纏繞到軸向盡頭后再以同樣的方式纏繞著返回，依次往復(fù)，直到所需的桿體厚度。如此制成的復(fù)合材料桿體質(zhì)地緊密，具有較高的強度。附圖3是本發(fā)明骨架增強復(fù)合材料電桿金屬骨架主干及加強筋的三維示意圖，附圖4是本發(fā)明骨架增強復(fù)合材料電桿金屬骨架在電桿的徑向分布為二層的三維示意圖，圖中，1為復(fù)合材料桿體，1-1為復(fù)合材料桿體內(nèi)層，1-2為復(fù)合材料桿體外層，1-3為復(fù)合材料桿體中間層，2為金屬骨架主干，2-1為內(nèi)層骨架，2-2為二層骨架，2-3為加強筋。由圖可知， 為更好的保證增強的作用，本發(fā)明骨架增強復(fù)合材料電桿的金屬骨架包括與電桿等長的軸向主干2 (如附圖4所示)，或者與電桿等長的軸向主干2和連接主干的加強筋2-3 (如附圖 3所示)，并且，在電桿的徑向分布為一層或一層以上(附圖4為具有二層金屬骨架的實施例)。顯然，在金屬骨架主干之間設(shè)置加強筋可以提高金屬骨架的強度，也增加了制造金屬骨架的難度，增加了在金屬骨架上纏繞纖維布帶的難度。而采用二層或二層以上的金屬骨架同樣可以有效提高復(fù)合材料電桿的強度，但同時也增加了電桿制作的難度。附圖5是本發(fā)明骨架增強復(fù)合材料電桿采用帶狀纖維布纏繞骨架主干的示意圖， 圖中，2為骨架主干，3為纖維布帶。由圖可知，本發(fā)明骨架增強復(fù)合材料電桿金屬骨架主干 2上纏繞或者不纏繞纖維布并涂覆有機粘接劑，其中，金屬骨架主干上纏繞纖維布并涂覆有機粘接劑包括纖維布帶3沿骨架主干2外緣纏繞一周并軸向延伸，并根據(jù)骨架主干圓周分布的次序依次纏繞并向軸向延伸，纖維布帶3之間涂覆有機粘接劑。為最大限度的發(fā)揮金屬骨架的作用，金屬骨架應(yīng)當(dāng)與復(fù)合材料桿體緊密結(jié)合，在金屬骨架上纏繞復(fù)合材料桿體前，應(yīng)當(dāng)采用纖維布帶纏繞在金屬骨架的主干上，使得金屬材料的主干與纖維布帶緊密結(jié)合，在此基礎(chǔ)上再纏繞復(fù)合材料桿體，就能夠是金屬骨架與復(fù)合材料桿體有緊密的結(jié)合。當(dāng)然，在電桿強度要求不高的情況下，也可以不纏繞纖維布并涂覆有機粘接劑，此時，只需在金屬骨架上直接纏繞復(fù)合材料桿體即可。附圖6是本發(fā)明骨架增強復(fù)合材料電桿橫截面形狀為矩形且采用角鋼和扁鋼做骨架主干的三維示意圖，圖中，1-1為復(fù)合材料桿體內(nèi)層，1-2為復(fù)合材料桿體外層，2-4為角鋼，2-5為扁鋼。由圖可知，本實施例復(fù)合材料電桿的橫截面形狀為矩形，并且在矩形邊角處采用角鋼作為骨架主干，在矩形的邊上采用扁鋼作為骨架主干。顯然，本發(fā)明骨架增強復(fù)合材料電桿的橫截面形狀可以根據(jù)需要為圓形或矩形，并且，金屬骨架主干為螺紋鋼、扁鋼、角鋼或者其組合。在附圖1、3、4、5所示的實施例中，金屬骨架主干采用的是螺紋鋼；在附圖2所示的實施例中，金屬骨架主干采用的是扁鋼；在附圖6所示的實施例中，金屬骨架主干采用的是角鋼和扁鋼的組合。顯然，凡是具有一定強度且有良好工藝性能的纖維布均可用于纏繞本發(fā)明骨架增強復(fù)合材料電桿，如通常工業(yè)上所用的玻璃纖維布、碳纖維布或者陶瓷纖維布等。同樣，凡是具有良好粘接性能且具有一定粘接強度的有機粘接劑均可用于制作本發(fā)明骨架增強復(fù)合材料電桿，如通常工業(yè)上所用的環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、不飽和樹脂、丙烯酸樹脂或者聚氨酯樹脂等。附圖7是本發(fā)明骨架增強復(fù)合材料電桿采用凹臺和凸臺連接的剖視示意圖。附圖 8是本發(fā)明骨架增強復(fù)合材料電桿采用法蘭連接的剖視示意圖，圖中，1為復(fù)合材料桿體，2 為骨架主干，4為法蘭，5為螺栓。由圖可知。由于本發(fā)明骨架增強復(fù)合材料電桿采用了骨架和復(fù)合材料桿體相結(jié)合的結(jié)構(gòu)，在進(jìn)行桿與桿之間的連接時，可以采用套接或者法蘭的方式。如果采用套接方式，則需要在電桿的端頭設(shè)置凸臺和凹臺，并且，凸臺與凹臺的長度及內(nèi)、外徑相互匹配。需要說明的是，在進(jìn)行套接時應(yīng)當(dāng)將被連接的的二根電桿的骨架主干相互錯開(如附圖7所示)。如果采用法蘭方式，則需要在電桿端頭設(shè)置法蘭盤，并且，法蘭盤應(yīng)當(dāng)與骨架主干焊接在一起(如附圖8所示)。附圖9是本發(fā)明骨架增強復(fù)合材料電桿制作方法工藝流程示意圖，由圖可知，本發(fā)明骨架增強復(fù)合材料電桿的制作方法，包括以下步驟(1)對于金屬骨架設(shè)置在復(fù)合材料桿體中間的電桿，需按照設(shè)計要求制作一個直徑小于骨架內(nèi)徑，或者橫截面長寬小于骨架內(nèi)腔的模型；對于金屬骨架設(shè)置在復(fù)合材料桿體內(nèi)部的復(fù)合材料電桿，則直接執(zhí)行步驟3 ；(2)采用帶狀纖維布沿模型外緣徑向纏繞并向軸向延伸，兩層纖維布帶之間的重疊部分不超過纖維布帶寬的二分之一，邊纏繞邊涂覆有機粘接劑，纏繞到軸向盡頭后再返回，依次往復(fù)，直到所需的桿體內(nèi)層厚度；然后，取下模型，制成復(fù)合材料桿體內(nèi)層；(3)按照設(shè)計要求制作骨架，采用帶狀纖維布纏繞在骨架的主干，邊纏繞邊涂覆有機粘接劑，根據(jù)骨架主干圓周分布的次序依次纏繞并向軸向延伸，直至纏繞完整個骨架；所述纏繞在骨架主干是指帶狀纖維布沿主干的外緣纏繞一周并軸向延伸；(4)對于金屬骨架設(shè)置在復(fù)合材料桿體中間的復(fù)合材料電桿，將經(jīng)過纏繞的骨架套裝在步驟2制作的復(fù)合材料桿體內(nèi)層上；對于金屬骨架設(shè)置在復(fù)合材料桿體內(nèi)部的復(fù)合材料電桿，則直接執(zhí)行步驟5;(5)采用帶狀纖維布沿骨架外緣徑向纏繞并向軸向延伸，兩層纖維布帶之間的重疊部分不超過纖維布帶寬的二分之一，邊纏繞邊涂覆有機粘接劑，纏繞到軸向盡頭后再返回，依次往復(fù)，直到所需的桿體或桿體外層厚度；(6)按照所涂覆的有機粘接劑的固化技術(shù)條件對纏繞完后的電桿進(jìn)行固化處理。本發(fā)明骨架增強復(fù)合材料電桿及其制作方法的有益技術(shù)效果是克服了混凝土電桿存在的重量較大，運輸和搬運十分不便的問題，還克服了塑料電桿抗彎強度較低的問題， 制作的電桿具有較高的抗彎強度且重量較輕，同時，制作工藝簡單、易行。
權(quán)利要求
1.一種骨架增強型復(fù)合材料電桿，其特征在于該復(fù)合材料電桿包括金屬骨架和復(fù)合材料桿體，其中，金屬骨架設(shè)置在復(fù)合材料桿體內(nèi)部或者中間，復(fù)合材料桿體由纖維布纏繞并涂覆有機粘接劑制成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述骨架增強型復(fù)合材料電桿，其特征在于復(fù)合材料桿體由纖維布纏繞并涂覆有機粘接劑制成，包括，采用帶狀的纖維布沿骨架或模型外緣徑向纏繞并向軸向延伸，兩層纖維布帶之間的重疊部分不超過纖維布帶寬的二分之一，邊纏繞邊涂覆有機粘接劑，纏繞到軸向盡頭后再返回，依次往復(fù)，直到所需的桿體厚度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述骨架增強型復(fù)合材料電桿，其特征在于金屬骨架包括與電桿等長的軸向主干，或者與電桿等長的軸向主干和連接主干的加強筋，并且，金屬骨架在電桿的徑向分布為一層或一層以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述骨架增強型復(fù)合材料電桿，其特征在于金屬骨架的主干上纏繞纖維布并涂覆有機粘接劑，包括纖維布帶沿骨架主干外緣纏繞一周并軸向延伸，并根據(jù)骨架主干圓周分布的次序依次纏繞并向軸向延伸，纖維布帶之間涂覆有有機粘接劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述骨架增強型復(fù)合材料電桿，其特征在于金屬骨架的主干為螺紋鋼、扁鋼、角鋼或者其組合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述骨架增強型復(fù)合材料電桿，其特征在于纏繞復(fù)合材料桿體的纖維布包括玻璃纖維布、碳纖維布或者陶瓷纖維布。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述骨架增強型復(fù)合材料電桿，其特征在于涂覆的有機粘接劑包括環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、不飽和樹脂、丙烯酸樹脂或者聚氨酯樹脂。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述骨架增強型復(fù)合材料電桿，其特征在于電桿的橫截面形狀為圓形或矩形。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述骨架增強型復(fù)合材料電桿，其特征在于電桿的端頭設(shè)置有法蘭、或者凸臺和凹臺；其中，凸臺與凹臺的長度及內(nèi)、外徑相互匹配；法蘭盤與骨架主干焊接在一起。
10.一種骨架增強型復(fù)合材料電桿的制作方法，其特征在于該骨架增強型復(fù)合材料電桿的制作方法包括以下步驟(1)對于金屬骨架設(shè)置在復(fù)合材料桿體中間的復(fù)合材料電桿，需按照設(shè)計要求制作一個直徑小于骨架內(nèi)徑，或者橫截面長寬小于骨架內(nèi)腔的模型；對于金屬骨架設(shè)置在復(fù)合材料桿體內(nèi)部的復(fù)合材料電桿，則直接執(zhí)行步驟3 ；(2)采用帶狀纖維布沿模型外緣徑向纏繞并向軸向延伸，兩層纖維布帶之間的重疊部分不超過纖維布帶寬的二分之一，邊纏繞邊涂覆有機粘接劑，纏繞到軸向盡頭后再返回，依次往復(fù)，直到所需的桿體內(nèi)層厚度；然后，取下模型，制成復(fù)合材料桿體內(nèi)層；(3)按照設(shè)計要求制作骨架，采用帶狀纖維布纏繞在金屬骨架的主干，邊纏繞邊涂覆有機粘接劑，根據(jù)骨架主干圓周分布的次序依次纏繞并向軸向延伸，直至纏繞完整個骨架；所述纏繞在骨架主干是指帶狀纖維布沿主干的外緣纏繞一周并軸向延伸；(4)對于金屬骨架設(shè)置在復(fù)合材料桿體中間的復(fù)合材料電桿，將經(jīng)過纏繞的骨架套裝在步驟2制作的復(fù)合材料桿體內(nèi)襯上；對于金屬骨架設(shè)置在復(fù)合材料桿體內(nèi)部的復(fù)合材料電桿，則直接執(zhí)行步驟5;(5)采用帶狀纖維布沿骨架外緣徑向纏繞并向軸向延伸，兩層纖維布帶之間的重疊部分不超過纖維布帶寬的二分之一，邊纏繞邊涂覆有機粘接劑，纏繞到軸向盡頭后再返回，依次往復(fù)，直到所需的桿體或桿體外襯厚度；(6)按照所涂覆的有機粘接劑的固化技術(shù)條件對纏繞完后的電桿進(jìn)行固化處理。
全文摘要
為解決現(xiàn)有技術(shù)混凝土電桿存在的重量較大，運輸和搬運十分不便，以及現(xiàn)有技術(shù)塑料電桿抗彎強度較低等問題，本發(fā)明提出一種骨架增強復(fù)合材料電桿及其制作方法。本發(fā)明骨架增強復(fù)合材料電桿包括金屬骨架和復(fù)合材料桿體，其中，金屬骨架設(shè)置在復(fù)合材料桿體內(nèi)部或者中間，復(fù)合材料桿體由纖維布纏繞并涂覆有機粘接劑制成。本發(fā)明骨架增強復(fù)合材料電桿及其制作方法的有益技術(shù)效果是克服了混凝土電桿存在的重量較大，運輸和搬運十分不便的問題，還克服了塑料電桿抗彎強度較低的問題，制作的電桿具有較高的抗彎強度且重量較輕，同時，制作工藝簡單、易行。
文檔編號E04H12/08GK102400587SQ20111038595
公開日2012年4月4日 申請日期2011年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月29日
發(fā)明者楊興明 申請人:楊興明