[發明專利]混雜纖維復合芯成型工藝及復合芯制造裝置

有效

• 申請號: 201410147108.3
• 申請日: 2014-04-14
• 公開（公告）號: CN103956217B
• 公開（公告）日: 2017-12-05
• 發明（設計）人: 李愛軍;周正偉;白瑞成;孫晉良;戚景贊
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: H01B13/00
• 分類號: H01B13/00
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙)31205
• 代理人: 何文欣

技術領域

本發明涉及一種導線芯成型工藝與制造裝置，特別是涉及一種復合材料導線芯成型工藝與制造裝置，應用于輸電導線技術領域。

背景技術

現階段使用的架空導線以鋼芯鋁絞線為主，但這種金屬導線具有比重大，線損高，金屬間會發生腐蝕等問題，而且鋼芯鋁絞線在使用時抗拉強度低，在出現冰雪等極端氣候的時候容易造成供電線路故障，載流量也受到限制。因此，研究新型架空輸電導線勢在必行。國內外學者根據復合材料的可設計性提出用混雜纖維復合芯來代替鋼芯，發揮復合材料比重低，強度大等優點，在制造混雜纖維復合芯時設計了各種不同的成型工藝及設備，但多數容易堵模，給生產帶來了不便，目前還缺少混雜纖維復合芯簡易的成型工藝及制造設備。

發明內容

為了解決現有技術問題，本發明的目的在于克服已有技術存在的不足，提供一種混雜纖維復合芯成型工藝及復合芯制造裝置，混雜纖維復合芯成型工藝主要包括預熱/刻蝕、浸漬、分紗、兩段預固化、多段固化及牽引卷繞等步驟，本發明方法簡單，設備結構配置合理，能夠防止復合芯在生產時出現堵模，提高了生產效率，降低了生產成本。

為達到上述發明創造目的，本發明采用下述技術方案：

一種混雜纖維復合芯成型工藝，包括如下步驟：

a. 將高強纖維和絕緣層纖維從纖維紗架上勻速牽出，然后將牽出的高強纖維和絕緣層纖維引入纖維預熱/刻蝕裝置中進行預熱并除水分，同時對纖維表面進行刻蝕，控制含水量不超過2%；高強纖維優選采用碳纖維、碳化硅纖維或凱夫拉纖維；絕緣層纖維優選采用玻璃纖維、玄武巖纖維、聚氨酯纖維、芳綸或聚乙烯纖維；

b．將經過上述步驟a中預熱并刻蝕過的高強纖維和絕緣層纖維送入樹脂浸漬槽內浸漬，然后將高強纖維在預成型模具中進行纖維芯預成型，纖維芯預成型的溫度設置為90-120℃，得到纖維內芯，然后在包覆成型模具入口處對纖維內芯包覆絕緣層纖維，并在包覆成型模具中進行復合芯成型，初步得到纖維內芯包覆絕緣層纖維的混雜纖維復合芯，對纖維內芯包覆絕緣層纖維時控制溫度100-130℃；

c．將在上述步驟b中成型初步得到的混雜纖維復合芯引入固化裝置中進行固化，固化后的混雜纖維復合芯通過牽引裝置進行牽引，牽引速度控制為300-1200mm/min，最后用卷繞裝置對固化后混雜纖維復合芯進行收集。

一種實施本發明混雜纖維復合芯成型工藝的復合芯制造裝置，按順序依次由纖維紗架、纖維預熱/刻蝕裝置、樹脂浸漬槽、預成型模具、包覆成型模具、固化裝置、牽引裝置及卷繞裝置順序連接組成，固化裝置至少由第一固化裝置和第二固化裝置組成深度固化系統，將纖維從纖維紗架上勻速牽出，然后使牽出的纖維進入纖維預熱/刻蝕裝置中進行預熱并除水分，同時對通過纖維預熱/刻蝕裝置的纖維表面進行刻蝕，將經過預熱并刻蝕過的纖維送入具有加熱功能的樹脂浸漬槽內浸漬，然后使纖維進入預成型模具中進行纖維內芯預成型，得到纖維內芯，然后在包覆成型模具入口處進行絕緣纖維層包覆，初步得到由纖維內芯包覆絕緣纖維層構成的混雜纖維復合芯，再將初步制備的混雜纖維復合芯依次引入第一固化裝置和第二固化裝置中進行固化，設置兩段固化實現對固化效果的對比觀察，固化后的混雜纖維復合芯通過牽引裝置進行牽引，最后用卷繞裝置對固化后混雜纖維復合芯進行收集。

作為上述技術方案優選的技術方案，纖維紗架設有集束孔，使纖維從纖維紗架的集束孔中牽出，纖維紗架為不帶張力紗架，纖維處于自由松弛狀態。

作為上述技術方案優選的技術方案，纖維預熱/刻蝕裝置使用紫外烘箱，烘箱溫度設置范圍為150-300℃。

作為上述技術方案優選的技術方案，樹脂浸漬槽為可水浴加熱的浸漬槽，控制樹脂浸漬槽的恒溫溫度為30-50℃。

作為上述技術方案優選的技術方案，預成型模具長度為10-15cm，其孔徑為4.5-10 mm；包覆成型模具長度為25-35 cm，其孔徑為5-11 mm。

作為上述技術方案優選的技術方案，第一固化裝置的長度50-70cm，第二固化裝置的長度為50-90 cm，各固化裝置所設置的固化溫度皆為160-200℃。

作為上述技術方案優選的技術方案，通過智能控制裝置，牽引裝置根據纖維與成型模具壁之間的摩擦力大小，來自動調節輸出牽引力的大小。

作為上述技術方案優選的技術方案，卷繞裝置的卷盤直徑為混雜纖維復合芯直徑的45-100倍。

本發明與現有技術相比較，具有如下顯而易見的突出實質性特點和顯著優點：

1. 本發明設備配置合理，成型工藝簡單，設備安裝調試方便；