[实用新型]带有轴向纤维的复合材料管的制备装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种复合材料管的制备装置，尤其是一种带有轴向（即最终成形管件的轴线方向）和横向（即与所述轴心线垂直的方向）缠绕纤维的圆形或锥形高强度复合材料管的制造设备，它可被用于替代目前广泛使用的混凝土及金属塔杆，具体地说是一种带有轴向纤维的复合材料管的制备装置。

背景技术

目前，国内外输电线路中使用较为广泛的杆塔主要有木质杆塔、混凝土或预应力混凝土杆塔、钢管混凝土杆塔、钢管杆和铁塔等几类。因此,传统的输电杆塔普遍存在质量大、易腐烂、锈蚀或开裂等缺陷，耐久性差，使用寿命较短并且施工运输和运行维护困难，容易出现各种安全隐患。木材杆会遭到腐蚀，钢材会生锈，因此需要定期的检查及维修。防锈复合剂的使用也对环境产生有害的作用。即使环境问题能解决，钢材比较重也不易于操作。 混凝土杆比钢材更重。但其运输及操作混凝土杆塔的费用更大。

复合绝缘杆塔已被推荐作为木杆、钢材和/或混凝土杆的优异替换物，因为复合绝缘杆塔具有强度高、质量轻、耐腐蚀以及耐疲劳性能、耐久性能和电绝缘性能好等特点，非常适于制造输电杆塔。但据申请人所知目前国内现有的生产FRP复合材料圆柱形管的缠绕机均为卧式缠绕机，纤维方向只有一种形式，即交叉环向缠绕，均无轴向纤维铺放，不能满足结构件力学性能刚度要求，只有增加制品厚度来提高刚度，这样就造成材料成本大、原材料浪费、产品重量偏重，给运输、安装、施工都有不便，另外，也浪费了大量不可再生资源。

发明内容

本实用新型的目的是针对目前受生产设备和工艺的影响,只能生产交叉环向缠绕复合材料管件,导致此类管件的刚度无法满足类似于输电线路之类的对刚度和强度要求高的场合,影响复合材料管件在输电线路上的推广使用的问题,设计一种带有轴向纤维的复合材料管的制备装置。

本实用新型的技术方案是：

一种制备带有轴向纤维的复合材料管的装置，其特征是它包括：

一运动小车10，该运动小车能作往复直线运动，以利于轴向纤维的铺设和横向缠绕纤维的缠绕角的形成；

一安装在运动小车10上的张力纱架1，该张力纱架1用于存储复合材料纤维，并使复合材料纤维以设计一张力引出；

一安装在运动小车10上的集纱器2，该集纱器2用于将从张力纱架1上引出的复合材料纤维按设计的股数进行合股后引出；

一安装在运动小车10上的去湿器3，该去湿器3用于将从集纱器2中引入的纤维束进行除湿以利于下一步的浸渍；

一浸渍器5，该浸渍器5用于为纤维束上胶，以使各股上胶后的纤维形成铺放带，它为后续的铺放设备提供合适的粘有粘结剂的纤维束；

一悬臂机构4，该悬臂机构4用于支撑铺放机头7并将经过浸渍的纤维束经铺放机头7上的排纱器铺设在模具8的表面上；所述的铺放机头7上安装有能驱动排纱器转动设定的角度的驱动装置（如液压缸、气缸或电机）；

一模具支架9，该模具支架9带有能使模具8按设定的角度转动和连续转动驱动装置（如分度机构、离合式齿轮装置、步进电机等）。

所述的模具支架9的一端带有提升机构，该提升机构用于使模具8的两端的最高点等高以便铺放锥台形复合材料管。

所述的浸渍器5带有匀胶辊和用以控制复合材料纤维含胶量的挤胶辊。

所述的运动小车10安装在导轨11上。

本实用新型的有益效果：

（1） 重量轻：复合绝缘杆塔的重量约为木质杆塔的1/3，混凝土杆塔的1/10，钢质杆塔的1/2。

（2） 安装、维护成本低：复合绝缘杆塔的重量轻特点使其可用直升机运载，重量轻还意味着安装速度加快和节省人力。复合绝缘杆塔是一种免维护或低维护结构，这对保障线路安全和降低输电线路的维护成本很有意义。

（3） 强度高：纤维增强复合绝缘单向板的轴向拉伸强度为800~1200MPa，远高于普通钢材的屈服强度，同时具有优良的疲劳性能。

（4） 耐腐蚀：复合绝缘杆塔对酸、碱、盐和有机溶剂等腐蚀介质的耐腐蚀性能和耐候性能优良，因此特别适合沿海地区、内陆盐渍土地区以及工业区和酸雨多发地区等对混凝土和钢质杆塔有特殊防腐要求的环境。

（5） 温度适应性强：复合绝缘杆塔几乎适用于各种气象条件而不改变性能，特别适用于高寒地区适用。高寒地区混凝土杆塔常发生冻融循环破坏，而铁塔常发生低温冷脆破坏。

（6） 电绝缘性能好：复合绝缘杆塔电气绝缘性能优良，可以减少导线与塔身间隙，使输电线路结构更为紧凑，可减少线路走廊宽度。这在土地资源稀缺、线路走廊的获得日益困难的情况下尤其有意义。