[发明专利]输电线路碳纤维复合芯制作工艺及设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种输出线路中承担两个铁塔之间电缆重量的芯线的制造方法及设备，尤其是一种复合材料芯线的制造方法设备，具体地说是一种输电线路碳纤维复合芯制造工艺及设备。

背景技术

自从1800年开始，架空输电用导线很少有大的革新，其中以钢芯铝导线使用量最大，作为承担架空输电电缆重量的钢绞线，这种钢绞线不仅本身重量大，而且易因磁损和热效应造成输出线路的线损，此外钢绞线的抗拉强度不高，今年我国南方出现的大面积输出铁塔倒塌导致供电线路瘫痪就是因为钢绞线不能承重冰雪的重量拉断后造成铁塔倒塌。为此有人根据复合材料的特性提出了利用碳纤维复合芯来代替钢绞线，充分发挥其重量轻、强度高、无磁损、成本低的优点，但由于缺乏相应的制造方法及其设备而难以实现。

发明内容

本发明的目的是针对目前电力输送线路急需碳纤维复合芯的问题，发明一种用于生产复合芯输电线路的输电线路碳纤维复合芯制造工艺，同时提供一种与该方法相配的设备以解决生产急需。

本发明的技术方案是：

一种输电线路碳纤维复合芯制造方法，其特征是它包括以下步骤：

首先，将碳纤维和高强度玻璃纤维或玄武纤维从纱架上匀速牵出，使其经过集纱器进入去湿器中除去水分，控制含水率不大于3％；

其次，将去过湿的碳纤维和高强度玻璃纤维或玄武纤维分别送入相应的恒温无损直线料槽中浸润涂胶，控制浸润涂胶的移动速度在400～600mm/min之间；

第三步，使经过浸润涂有胶的碳纤维经过第一前模导纱器去除多余胶水后进入前模中进行预固化，控制前模的加热温度，形成两段加热，其中靠近导纱器的一段的加热温度为35℃-45℃，另一段的加热温度为70℃-90℃，同时使两个加热段之间保持20-40cm的间隔，得到预固化的碳纤维芯；

第四步，使经过预固化的碳纤维与经过恒温无损直线料槽浸润涂胶的高强度玻璃纤维或玄武纤维一起进入后模分纱器中，通过分纱器的作用使高强度玻璃纤维或玄武纤维周围有规则包覆在预固化的碳纤维芯上；

第五步，使包覆有高强度玻璃纤维或玄武纤维的预固化的碳纤维芯进入第二后模导纱器中去除高强度玻璃纤维或玄武纤维上多余的胶水后送入后模中进行加热固化，控制加热温度，使后模形成三个加热区，三个加热区的加热的温度依次为95℃～110℃、165℃～175℃和155℃～165℃，三个加热区之间间隔20-40cm，得到固化复合芯，通过调整三个加热区的温度控制固化复合芯的出模硬度不小于设计硬度的85％；

第六步，将上述固化的复合芯送入后固化加热器进行后固化处理，控制后固化温度不小于180℃-190℃，后固化时间不小于3-4分钟；

最后，将从后固化加热器中牵引出的复合芯冷却、检验即可收绕在双盘收线装置上。

一种输电线路碳纤维复合芯制造设备，其特征是它主要由纱架1、集纱器2、去湿器3、碳纤维、高强玻璃纤维浸渍器4，4′、前模导纱器5、前模6、前模加热器7、后模分纱器8、后模导纱器9、后模加热器10、后模11、后固化加热器12、风冷冷却装置13、牵引机15及双盘收线装置16组成，集纱器2安装在纱架1的出纱端，去湿器3安装在集纱器2和碳纤维、高强玻璃纤维浸渍器4，4′之间，前模导纱器5、前模6依次安装在碳纤维浸渍器4和分纱器8之间，前模加热器7套装在前模6上，高强玻璃纤维浸渍器4′安装在后模分纱器8和去湿器3之间，后模导纱器9与后模分纱器8相连，加热器10的后模11安装在导纱器9的出纱口一侧，后模11的出口处安装有后固化加热器12，风冷冷却装置13安装在后固化加热器12的出口端，牵引机15则安装在双盘收线装置16和风冷冷却装置13之间。

所述的纱架1为带张力显示纱架，所述的集纱器2为带断头控制器的集纱器。

所述的前模加热器7由两段组成，两段之间间隔距离为20～40厘米，两段的加热温度分别为35℃～45℃及70℃～90℃。

所述的加热器10由三段组成，段与段之间的间隔距离为20～40厘米，其中靠近导纱器9的一段的加热温度为95℃～110℃，中间段的加热温度为165℃～175℃，第三段的加热温度为155℃～165℃。

所述的后固化加热器12的温度约为180℃～190℃。

在牵引机15和风冷冷却装置13之间安装有用于检验复合芯质量的直径检测器14。

本发明的有益效果：