璃纖維織物2的厚度占塔身主肢截面半徑的61%，占塔身支撐桿截面半徑的70%;在芯部織物完成后調(diào)整紗線類型，在高強(qiáng)玻纖紗中引入高強(qiáng)T300碳纖維，碳纖維在混合紗線中占94%，以碳纖維為主的混合紗線為塔身?xiàng)U件外層，選用三維五向編織結(jié)構(gòu)，混雜纖維織物過渡層3的厚度占塔身主肢截面半徑的22%，占塔身支撐桿截面半徑的22%。在各個(gè)部件的特定連接部位預(yù)埋入金屬法蘭骨架4，在金屬法蘭骨架4表面采用T800碳纖維三維四向編織制備三維編織法蘭層5。
[0057]桿塔塔腿的塔腿主肢、塔腿支撐桿的制備:采用T300碳纖維為零度紗制備桿塔塔腿主肢的碳纖維中心零度紗骨架I，T300碳纖維零度紗的厚度為占塔腿主肢截面半徑的13%，碳纖維中心零度紗骨架I厚度占塔腿支撐桿截面半徑的11%;采用高強(qiáng)S玻璃纖維運(yùn)用三維五向技術(shù)進(jìn)行玻璃纖維織物2制備，玻璃纖維織物2的厚度占塔腿主肢截面半徑的50%，占塔腿支撐桿截面半徑的65%;在芯部織物完成后調(diào)整紗線類型，在高強(qiáng)玻纖紗中引入高強(qiáng)Τ700碳纖維，碳纖維在混合紗線中占92%，以碳纖維為主的混合紗線為塔腿桿件外層，選用三維六向編織結(jié)構(gòu)，混雜纖維織物過渡層3的厚度占塔腿主肢截面半徑的37%，占塔腿支撐桿截面半徑的24%。在塔腿主肢的特定連接部位預(yù)埋入金屬法蘭骨架4，在金屬法蘭骨架4表面采用Τ700碳纖維三維五向編織制備三維編織法蘭層5，其中Τ700碳纖維與玻纖的重量比在4:1。
[0058]采用Τ300碳纖維紗線選用三維四向織物結(jié)構(gòu)制備靴板連接之后，將上述制備的不同復(fù)合材料桿塔部件采用酚醛樹脂與聚氨酯樹脂混合改性后的特種樹脂(酚醛樹脂:聚氨酯重量比為6:1)進(jìn)行真空導(dǎo)入成型。真空導(dǎo)入中真空度保持在0.08MPa，固化溫度為115°C，固化時(shí)間為2.5h，最終復(fù)合材料桿塔樹脂含量為43 %。
[0059]利用上述不同塔桿的法蘭連接結(jié)構(gòu)可有效實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料桿塔整體裝配，同時(shí)橫擔(dān)桿件預(yù)埋的絕緣陶瓷端子可實(shí)現(xiàn)輸電線的有效支撐。
[0060]上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本實(shí)用新型的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍以內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種三維編織復(fù)合材料輸電桿塔，其特征在于:包括依次連接的塔頭、塔身與塔腿，塔頭包括橫擔(dān)桿件以及連接在塔身與橫擔(dān)桿件之間的支撐桿件;塔身包括塔身主肢以及連接在塔身主肢之間的塔身支撐桿;塔腿包括塔腿主肢和連接在塔腿主肢之間的塔腿支撐桿;所述塔頭、塔身以及塔腿中的各個(gè)部件都包括三維編織骨架和樹脂基體； 所述三維編織骨架包括芯部的玻璃纖維織物和包裹在最外層的混雜纖維織物過渡層，所述玻璃纖維織物的內(nèi)部設(shè)置碳纖維零度紗骨架。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維編織復(fù)合材料輸電桿塔，其特征在于:所述塔頭、塔身與塔腿中的各個(gè)部件上都設(shè)置有起連接作用的法蘭結(jié)構(gòu)，每個(gè)法蘭結(jié)構(gòu)均包括法蘭骨架以及包覆在法蘭骨架外側(cè)的三維編織法蘭層;所述法蘭骨架為金屬法蘭骨架，所述三維編織法蘭層將法蘭骨架與主體連接為一個(gè)整體。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三維編織復(fù)合材料輸電桿塔，其特征在于:所述塔頭的橫擔(dān)桿件和支撐桿件的碳纖維零度紗骨架的厚度為橫擔(dān)桿件截面半徑的5-10%;或玻璃纖維織物的編織形式為三維四向、三維五向、三維六向或三維七向中的一種或多種，玻璃纖維織物的厚度占橫擔(dān)桿件截面半徑的70-80%;或所述混雜纖維過渡層由碳纖維和高強(qiáng)玻璃纖維混編而成，碳纖維在混合紗線中的比例為90%以上，混雜纖維過渡層的編織形式采用三維四向、三維五向、三維六向或三維七向中的一種或者多種。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三維編織復(fù)合材料輸電桿塔，其特征在于:所述塔身的塔身主肢的碳纖維零度紗骨架的厚度為塔身主肢截面半徑的10-15%，塔身支撐桿的碳纖維零度紗骨架的厚度為塔身支撐桿的半徑的5-10%;或塔身主肢和塔身支撐桿的玻璃纖維織物的編織形式為三維四向、三維五向、三維六向或三維七向中的一種或者多種;或塔身主肢的玻璃纖維織物的厚度占塔身主肢截面半徑的60-70%，塔身支撐桿的玻璃纖維織物的厚度占塔身支撐桿截面半徑的70-80% ;或所述塔身主肢和塔身支撐桿的混雜纖維過渡層中，碳纖維在混合紗線中的比例為95%以上，混雜纖維過渡層的編織形式采用三維四向、三維五向、三維六向或三維七向中的一種或者多種。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三維編織復(fù)合材料輸電桿塔，其特征在于:所述塔腿的塔腿主肢的碳纖維零度紗骨架的厚度為塔腿主肢截面半徑的15-20%，塔腿支撐桿的碳纖維零度紗骨架的厚度為塔腿支撐桿的半徑的5-10%;或塔腿主肢和塔腿支撐桿的玻璃纖維織物的編織形式為三維四向、三維五向、三維六向或三維七向中的一種或者多種;或塔腿主肢的玻璃纖維織物的厚度占塔腿主肢截面半徑的50-60%，塔腿支撐桿的玻璃纖維織物的厚度占塔腿支撐桿截面半徑的70-80% ;或所述塔腿主肢和塔腿支撐桿的混雜纖維過渡層中，碳纖維在混合紗線中的比例為95%以上，混雜纖維過渡層的編織形式采用三維四向、三維五向、三維六向或三維七向中的一種或者多種。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三維編織復(fù)合材料輸電桿塔，其特征在于:所述三維編織法蘭層中的碳纖維紗線占混合紗線用量的50%以上，或三維編織法蘭層與桿件主體之間無縫三維編織，編織形式為三維四向、三維五向、三維六向或三維七向中的一種或者多種。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維編織復(fù)合材料輸電桿塔，其特征在于:所述樹脂基體是熱固性樹脂和熱塑性樹脂復(fù)合制備的改性樹脂;或所述熱固性樹脂為環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、不飽和聚酯樹脂中的一種或多種，所述熱塑性樹脂為聚氨酯樹脂、聚苯硫醚樹脂或聚酰亞胺樹脂中的一種或多種，熱固性樹脂與熱塑性樹脂的配比根據(jù)輸電桿塔的工作環(huán)境及力學(xué)性能要求具體而定。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種三維編織復(fù)合材料輸電桿塔，利用多種纖維混雜成型三維編織物，實(shí)現(xiàn)法蘭連接件與塔桿復(fù)材結(jié)構(gòu)無縫一體成型的三維編織桿塔制備方法，桿塔塔頭、塔身及塔腿等部位的不同類型桿件均采用芯部玻璃纖維三維織物過渡到外層碳纖維三維織物的混雜纖維編織結(jié)構(gòu)制備，其中芯部的玻璃纖維織物中心采用碳纖維零度紗做骨架。同時(shí)，三維編織復(fù)合材料桿塔的桿件之間通過在塔桿端頭一體化混雜纖維(碳纖維和玻纖混雜)編織的法蘭結(jié)構(gòu)(內(nèi)嵌金屬法蘭骨架)進(jìn)行連接，塔腿與地面基礎(chǔ)連接的靴板采用全碳纖維三維編織結(jié)構(gòu)。利用該方法可制備出帶復(fù)材法蘭連接結(jié)構(gòu)的三維編織復(fù)合材料輸電桿塔部件適用于多種類型輸電桿塔的裝配應(yīng)用。
【IPC分類】B32B9/04, B32B17/02, E04H12/24, E04H12/02
【公開號(hào)】CN205116861
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520940269
【發(fā)明人】朱波, 曹偉偉, 王永偉, 喬琨, 趙圣堯
【申請(qǐng)人】山東中恒碳纖維科技發(fā)展有限公司
【公開日】2016年3月30日
【申請(qǐng)日】2015年11月23日