[发明专利]碳纤维复合芯棒

说明书

技术领域

本发明涉及一种电缆的芯棒，具体说是碳纤维复合芯棒。

背景技术

传统的钢芯铝绞线（电缆）的芯棒为钢棒，钢芯棒重量重、热膨胀系数大、不耐高温、抗腐蚀能力差，制约了输变业的发展。为此众多专利文献公开了以碳纤维芯棒取代钢芯棒的方案。碳纤维芯棒具有重量轻、热膨胀系数小、耐高温、抗冲击性好、抗腐蚀能力强等优点，是钢芯棒很好的替代产品。但国家标准要求电缆应能缠绕在直径为55D的圆形盘具上，至少一圈。由于成型后的碳纤维芯棒较脆、较硬，弯曲性较差，一般它只能缠绕在直径为77D的圆形盘具上，不符合上述国标的要求。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种碳纤维复合芯棒。

本发明提供的碳纤维复合芯棒是：它有碳纤维圆棒，其特征是：在碳纤维圆棒的外表面、沿着圆棒的轴向镶嵌若干股玻璃纤维（每股含玻璃纤维2400-4800旦），即每股玻璃纤维与圆棒的轴平行，从圆棒断面看若干股玻璃纤维均匀地分布在圆棒的圆周上，在镶嵌了玻璃纤维后的碳纤维圆棒的外表面包覆玻璃纤维布。以上若干股一般掌握在4-10股之间。

制造碳纤维复合芯棒的方法是：

1、将碳纤维和若干股玻璃纤维送入恒温料槽中浸润涂胶；

2、使用经改进的分纱器将碳纤维和若干股玻璃纤维拉挤成棒，所说的经改进的分纱器是指在分纱器壁上开玻璃纤维通道，该通道的进口设在靠近进纱口的壁上，出口与分纱器的挤棒通道连通；玻璃纤维通道的轴线与挤棒通道的轴线夹15-25度角；若干个玻璃纤维通道均匀分布在分纱器外壁的圆周上；玻璃纤维的股数与玻璃纤维通道的个数相等。碳纤维送入挤棒通道、一股玻璃纤维送入一个玻璃纤维通道，在分纱器后序的索引机的牵引拉伸下，分纱器挤出胶状的带玻璃纤维的碳纤维棒，即若干股玻璃纤维沿着轴向（与轴向平行）均匀在镶嵌在碳纤维棒的外表面；

3、在带玻璃纤维的碳纤维棒的表面包覆玻璃纤维布，以防止玻璃纤维松散、撕裂、出毛刺，且便于绞装电缆，且解决了碳纤维和玻璃纤维这两种纤维强度伸长率不匹配，造成受力不均的问题；

4、送入第二导纱器，去除多余的树脂；

5、送入预成型模具中进行加热固化，得到半固化的复合芯后，再将上述半固化的复合芯送入后固化烘箱进行后固化处理，成本发明。

与现有的碳纤维芯棒相比，本发明的有益效果是：由于在碳纤维棒上镶嵌了若干股玻璃纤维，使其韧性和弯曲度有显著地提高，符合国家标准关于电缆能够缠绕在直径为55D的圆形盘具上至少一圈的要求。

附图说明

下面结合附图进一步说明本发明。

图1是本发明的结构示意图。

图2是改进后的分纱器的轴向剖面图。

具体实施方式

参见图1，在碳纤维圆棒1的外表面、沿着圆棒的轴向镶嵌六股玻璃纤维2，即每股玻璃纤维与圆棒的轴平行，从圆棒断面看六股玻璃纤维均匀地分布在圆棒的圆周上，在镶嵌了玻璃纤维后的碳纤维圆棒的外表面包覆玻璃纤维布3。

碳纤维复合芯棒的制造方法是：

1、将高性能碳纤维和高强度玻璃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；

2、将去过湿的高性能碳纤维和高强度玻璃纤维送入恒温料槽中浸润涂胶；

3、使用经改进的分纱器将碳纤维和若干股玻璃纤维拉挤成棒，所说的经改进的分纱器是指（参见图2）在分纱器壁4上开玻璃纤维通道5，该通道的进口设在靠近进纱口的壁上，出口与分纱器的挤棒通道7连通；玻璃纤维通道5的轴线与挤棒通道的轴线夹20度角；玻璃纤维通道为六个，它们均匀分布在分纱器外壁的圆周上。碳纤维送入挤棒通道进纱口8、一股玻璃纤维送入一个玻璃纤维通道，在分纱器后序的索引机的牵引拉伸下，从分纱器出口6挤出的胶状的带玻璃纤维的碳纤维棒，即六股玻璃纤维沿着轴向（与轴向平行）均匀在镶嵌在碳纤维棒的外表面；

4、在带玻璃纤维的碳纤维棒的表面包覆玻璃纤维布，以防止玻璃纤维松散、撕裂、出毛刺，且便于绞装电缆，且解决了碳纤维和玻璃纤维这两种纤维强度不匹配，造成受力不均的问题；

5、使胶状的带玻璃纤维的碳纤维棒进入第二导纱器中去除多余的树脂；

6、送入预成型模具中进行加热固化，得到半固化的复合芯后，再将上述半固化的复合芯送入后固化烘箱进行后固化处理，成本发明。