專利名稱：金屬絲增強復(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金屬絲增強復(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，鋼筋制成的金屬絲外圍，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)明提出一種金屬絲增強復(fù)合材料電桿及其制作方法。本發(fā)明金屬絲增強復(fù)合材料電桿包括金屬絲和復(fù)合材料桿體，其中，金屬絲設(shè)置在復(fù)合材料桿體中間，復(fù)合材料桿體由纖維布纏繞并涂覆有機粘接劑制成。進一步的，本發(fā)明金屬絲增強復(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金屬絲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)，直到所需的桿體層厚度。進一步的，本發(fā)明金屬絲增強復(fù)合材料電桿設(shè)置在復(fù)合材料桿體中間的金屬絲包括與電桿長度相同軸向設(shè)置的金屬絲或者編織成網(wǎng)格狀的纏繞在復(fù)合材料桿體上的金屬絲網(wǎng)。進一步的，本發(fā)明金屬絲增強復(fù)合材料電桿纏繞在復(fù)合材料桿體上的金屬絲網(wǎng)包括矩形金屬絲網(wǎng)沿復(fù)合材料桿體外緣環(huán)繞一周形成筒狀，或者帶狀金屬絲網(wǎng)沿復(fù)合材料桿體外緣徑向纏繞并向軸向延伸，兩層金屬絲網(wǎng)帶之間的重疊部分不超過金屬網(wǎng)帶寬的二分之一。進一步的，本發(fā)明金屬絲增強復(fù)合材料電桿設(shè)置在復(fù)合材料桿體中間的金屬絲在電桿的徑向分布為一層或一層以上。進一步的，本發(fā)明金屬絲增強復(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。進一步的，本發(fā)明金屬絲增強復(fù)合材料電桿的橫截面形狀為圓形或矩形。進一步的，本發(fā)明金屬絲增強復(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；法蘭盤與金屬絲連接在一起。本發(fā)明金屬絲增強復(fù)合材料電桿的制作方法，包括以下步驟(1)按照設(shè)計要求制作一個直徑等于電桿內(nèi)徑或者橫截面長寬等于電桿內(nèi)腔，長度等于電桿長度的模型；(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，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)，直到所需的桿體層厚度；(3)將金屬絲沿電桿長度方向排列且在圓周上均布并固定，涂覆有機粘接劑；或者將矩形金屬絲網(wǎng)沿復(fù)合材料桿體外緣環(huán)繞一周形成筒狀并固定，涂覆有機粘接劑；或者將帶狀金屬絲網(wǎng)沿復(fù)合材料桿體外緣徑向纏繞并向軸向延伸，兩層金屬絲網(wǎng)帶之間的重疊部分不超過金屬絲網(wǎng)帶寬的二分之一，固定并涂覆有機粘接劑；(4)重復(fù)執(zhí)行步驟( 或(3)，直到所需金屬絲增強層數(shù)量和復(fù)合材料桿體厚度；(5)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行固化處理。本發(fā)明金屬絲增強復(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)明金屬絲增強復(fù)合材料電桿金屬絲為二層的電桿三維示意圖；附圖2是附圖1本發(fā)明金屬絲增強復(fù)合材料電桿端部的局部放大示意圖；附圖3是本發(fā)明金屬絲增強復(fù)合材料電桿金屬絲網(wǎng)為筒狀的電桿三維示意圖；附圖4是本發(fā)明金屬絲增強復(fù)合材料電桿金屬絲網(wǎng)為帶狀纏繞的示意圖；附圖5本發(fā)明金屬絲增強復(fù)合材料電桿采用凹臺和凸臺連接的剖視示意圖；附圖6是本發(fā)明金屬絲增強復(fù)合材料電桿采用法蘭連接的剖視示意圖。下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明金屬絲增強復(fù)合材料電桿及其制作方法作進一步的說明。
具體實施例方式附圖1是本發(fā)明金屬絲增強復(fù)合材料電桿金屬絲為二層的電桿三維示意圖，附圖 2是附圖1本發(fā)明金屬絲增強復(fù)合材料電桿端部的局部放大示意圖，圖中，101為復(fù)合材料桿體內(nèi)層，102為復(fù)合材料桿體中間層，103為復(fù)合材料桿體外層，201為第一增強層，202 為第二增強層，由圖可知，本發(fā)明金屬絲增強復(fù)合材料電桿包括金屬絲和復(fù)合材料桿體，其中，金屬絲設(shè)置在復(fù)合材料桿體中間，復(fù)合材料桿體由纖維布纏繞并涂覆有機粘接劑制成。 為保證復(fù)合材料桿體有足夠的抗彎強度，本發(fā)明金屬絲增強復(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金屬絲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)，直到所需的桿體層厚度。 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)明金屬絲增強復(fù)合材料電桿金屬絲網(wǎng)為筒狀的電桿三維示意圖，附圖4是本發(fā)明金屬絲增強復(fù)合材料電桿金屬絲網(wǎng)為帶狀纏繞的示意圖，圖中，1為復(fù)合材料桿體，2為筒狀金屬絲網(wǎng)，2-1為帶狀金屬絲網(wǎng)第一層，2-2為帶狀金屬絲網(wǎng)第二層，A為第一層、第二層金屬絲網(wǎng)重疊的部分。結(jié)合附圖1、2可知，本發(fā)明金屬絲增強復(fù)合材料電桿設(shè)置在復(fù)合材料桿體中間的金屬絲包括與電桿長度相同軸向設(shè)置的金屬絲(如附圖1、2所示) 或者編織成網(wǎng)格狀的纏繞在復(fù)合材料桿體上的金屬絲網(wǎng)(如附圖3、4所示)。顯然，僅在電桿軸向設(shè)置與電桿長度相同的金屬絲可以減輕電桿重量，增加復(fù)合材料桿體與金屬絲增強層的連接強度，但是，在沒有專門設(shè)備的情況，金屬絲的安置較為困難和復(fù)雜。而采用矩形金屬絲網(wǎng)格沿復(fù)合材料桿體外緣環(huán)繞一周形成筒狀(如附圖2所示)，以此作為增強層相對要簡單一些，但是，如果沒有專業(yè)設(shè)備，筒狀金屬絲網(wǎng)格與復(fù)合材料桿體結(jié)合的緊密程度就十分有限。而采用帶狀金屬絲網(wǎng)纏繞的方式就顯得簡單、可行，即采用帶狀金屬絲網(wǎng)沿復(fù)合材料桿體外緣徑向纏繞并向軸向延伸，兩層金屬絲網(wǎng)帶之間的重疊部分不超過金屬絲網(wǎng)帶寬的二分之一(如附圖4所示)。這種方法能夠較為簡單的將帶狀金屬絲網(wǎng)緊密的纏繞在復(fù)合材料桿體上，還能夠使得金屬絲網(wǎng)增強層與復(fù)合材料桿體有機的結(jié)合在一起。顯然， 根據(jù)電桿抗彎強度的要求不同，金屬絲增強層在復(fù)合材料桿體徑向的分布為一層或一層以上，增加金屬絲增強層的數(shù)量，可以有效提高電桿的抗彎強度。附圖1即為有二層金屬絲增強層的實施例。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)明金屬絲增強復(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)明金屬絲增強復(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。另外，本發(fā)明金屬絲增強復(fù)合材料電桿的橫截面形狀為圓形或矩形，電桿橫截面形狀的改變，并不影響本發(fā)明金屬絲增強復(fù)合材料電桿的制作和使用。附圖5本發(fā)明金屬絲增強復(fù)合材料電桿采用凹臺和凸臺連接的剖視示意圖，附圖 6是本發(fā)明金屬絲增強復(fù)合材料電桿采用法蘭連接的剖視示意圖，圖中，3為設(shè)置在復(fù)合材料桿體端頭的凸臺，4為在復(fù)合材料桿體端頭的凹臺，5為法蘭，6為螺栓。由圖可知。由于本發(fā)明金屬絲增強復(fù)合材料電桿采用了金屬絲和復(fù)合材料桿體相結(jié)合的結(jié)構(gòu)，在進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(如附圖5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)與金屬絲連接在一起(如附圖 6所示)ο本發(fā)明金屬絲增強復(fù)合材料電桿的制作方法，包括以下步驟(1)按照設(shè)計要求制作一個直徑等于電桿內(nèi)徑或者橫截面長寬等于電桿內(nèi)腔，長度等于電桿長度的模型；(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)，直到所需的桿體層厚度；(3)將金屬絲沿電桿長度方向排列且在圓周上均布并固定，涂覆有機粘接劑；或者將矩形金屬絲網(wǎng)沿復(fù)合材料桿體外緣環(huán)繞一周形成筒狀并固定，涂覆有機粘接劑；或者將帶狀金屬絲網(wǎng)沿復(fù)合材料桿體外緣徑向纏繞并向軸向延伸，兩層金屬絲網(wǎng)帶之間的重疊部分不超過金屬絲網(wǎng)帶寬的二分之一，固定并涂覆有機粘接劑；
(4)重復(fù)執(zhí)行步驟( 或(3)，直到所需增強層數(shù)量和復(fù)合材料桿體厚度；(5)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行固化處理。本發(fā)明金屬絲增強復(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
1.一種金屬絲增強復(fù)合材料電桿，其特征在于該復(fù)合材料電桿包括金屬絲和復(fù)合材料桿體，其中，金屬絲設(shè)置在復(fù)合材料桿體中間，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所述金屬絲增強復(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金屬絲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)，直到所需的桿體層厚度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述金屬絲增強復(fù)合材料電桿，其特征在于設(shè)置在復(fù)合材料桿體中間的金屬絲包括與電桿長度相同軸向設(shè)置的金屬絲或者編織成網(wǎng)格狀的纏繞在復(fù)合材料桿體上的金屬絲網(wǎng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述金屬絲增強復(fù)合材料電桿，其特征在于纏繞在復(fù)合材料桿體上的金屬絲網(wǎng)包括矩形金屬絲網(wǎng)沿復(fù)合材料桿體外緣環(huán)繞一周形成筒狀，或者帶狀金屬絲網(wǎng)沿復(fù)合材料桿體外緣徑向纏繞并向軸向延伸，兩層金屬絲網(wǎng)帶之間的重疊部分不超過金屬絲網(wǎng)帶寬的二分之一。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述金屬絲增強復(fù)合材料電桿，其特征在于設(shè)置在復(fù)合材料桿體中間的金屬絲在電桿的徑向分布為一層或一層以上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述金屬絲增強復(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。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述金屬絲增強復(fù)合材料電桿，其特征在于復(fù)合材料電桿的橫截面形狀為圓形或矩形。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述金屬絲增強復(fù)合材料電桿，其特征在于復(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；法蘭盤與金屬絲連接在一起。
9.一種金屬絲增強復(fù)合材料電桿的制作方法，其特征在于該制作方法包括以下步驟(1)按照設(shè)計要求制作一個直徑等于電桿內(nèi)徑或者橫截面長寬等于電桿內(nèi)腔，長度等于電桿長度的模型；(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)，直到所需的桿體層厚度；(3)將金屬絲沿電桿長度方向排列且在圓周上均布并固定，涂覆有機粘接劑；或者將矩形金屬絲網(wǎng)沿復(fù)合材料桿體外緣環(huán)繞一周形成筒狀并固定，涂覆有機粘接劑；或者將帶狀金屬絲網(wǎng)沿復(fù)合材料桿體外緣徑向纏繞并向軸向延伸，兩層金屬絲網(wǎng)帶之間的重疊部分不超過金屬絲網(wǎng)帶寬的二分之一，固定并涂覆有機粘接劑；(4)重復(fù)執(zhí)行步驟( 或(3)，直到所需增強層數(shù)量和復(fù)合材料桿體厚度；(5)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)明提出一種金屬絲增強復(fù)合材料電桿及其制作方法。本發(fā)明金屬絲增強復(fù)合材料電桿包括金屬絲和復(fù)合材料桿體，其中，金屬絲設(shè)置在復(fù)合材料桿體中間，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)明金屬絲增強復(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E04H12/02GK102493700SQ20111038595
公開日2012年6月13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