CN105715095B - 一种复合结构横担及其制造工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种复合结构横担及其制造工艺，所述复合结构横担的横截面为环形的层状复合结构，从内层到外层依次是第一不饱和聚酯毡层、第一无碱玻璃纤维层、第二不饱和聚酯毡层。所述复合结构横担采用双组份聚氨酯树脂作为基体树脂，以无碱玻璃纤维带及不饱和聚酯毡作为增强相，通过拉挤工艺制得，包括如下工艺步骤：第1步，完成不饱和聚酯毡带、无碱玻璃纤维带的分层排布；第2步，对不饱和聚酯毡带、无碱玻璃纤维带采用双组份聚氨酯树脂进行连续浸胶处理；第3步，通过横担制品模具进行加热固化成型。本复合结构横担不仅扰度较小、耐候性能优异，而且可对横担随意打孔而不影响其整体机械性能，安装方便，且安装后的安全可靠度高。

Description

一种复合结构横担及其制造工艺

技术领域

本发明涉及应用于架空输电线路中的横担，尤其是涉及应用于架空输电线路安装架中的一种复合结构横担及其制造工艺。

背景技术

目前，在电网架设中普遍使用架空输电线路安装架来进行输电线缆的架设安装，现有的架空输电线路安装架主要包括杆塔和横担，在横担上固定安装若干个连接环，相邻杆塔之间的输电线缆通过连接环来架设，其中的横担主要是采用钢质横担、木质横担、环氧体系复合材料横担和不饱和树脂体系复合材料横担。

对于钢质横担，虽然其机械强度可靠，但是，其本身重量较重，运输、安装成本都比较高，而且，钢质横担容易受外界环境影响，耐候性不好，尤其是应用在腐蚀性气体严重地区、沿海地区及气候恶劣地区时，其潜在的安全隐患多，使用寿命也相应缩短。而木质横担虽然重量上较钢质横担更轻，但是其整体机械性能较差，其耐候性也不好，容易吸潮霉变，导致其潜在的安全隐患也多，使用寿命较短。而对于环氧体系复合材料横担、不饱和树脂体系复合材料横担，这些复合材料横担虽然较传统的钢质横担、木质横担更加环保、节能，但其也存在如下缺陷：扰度太大，受外力情况下的变形量大于钢质材料横担；抗紫外老化等耐候性较弱，制约了其使用寿命；另外，其打孔性能也较差，打孔情况下会对横担整体强度造成一定影响，同时，打孔也容易造成应力集中，降低了横担的机械强度，从而导致横担安装后的安全隐患。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对现有技术存在的问题，提供一种复合结构横担及其制造工艺，提高横担制品的耐候性和打孔性能。

本发明要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种复合结构横担，包括横担，所述横担的横截面为环形的层状复合结构，且从内层到外层依次是第一不饱和聚酯毡层、第一无碱玻璃纤维层、第二不饱和聚酯毡层。

优选地，所述横担是中空的环形层状复合结构。

优选地，所述横担的中空腔体内填充聚氨酯泡沫形成聚氨酯泡沫填料层。

优选地，还包括第二无碱玻璃纤维层、第三不饱和聚酯毡层，所述第二无碱玻璃纤维层包覆且固结在第二不饱和聚酯毡层外表面，所述第三不饱和聚酯毡层包覆且固结在第二无碱玻璃纤维层外表面。

优选地，所述第三不饱和聚酯毡层的外表面上涂覆抗老化涂层。

优选地，还包括安装板和抱箍，所述安装板与抱箍固定连接成“十”字形结构，所述抱箍与横担之间固定连接。

如上所述的复合结构横担的制造工艺，采用双组份聚氨酯树脂作为基体树脂，以无碱玻璃纤维带及不饱和聚酯毡作为增强相，通过拉挤工艺制得，包括如下工艺步骤：

第1步，按照横担剖面层间结构，将不饱和聚酯毡带、无碱玻璃纤维带进行分层排布；

第2步，对不饱和聚酯毡带、无碱玻璃纤维带采用双组份聚氨酯树脂进行连续浸胶处理；

第3步，对经过浸胶处理完毕的不饱和聚酯毡带、无碱玻璃纤维带通过横担制品模具进行加热固化成型。

优选地，所述第2步中，在进行浸胶处理前，对注入的双组份聚氨酯树脂进行脱泡和降低粘度处理，脱泡时间为5min-20min，处理后的粘度范围在500-1500Pa·s。

优选地，所述第2步中，在进行浸胶处理时，注胶压力值设定在3Mpa-6Mpa。

优选地，所述第3步中，加热固化依次经过3个加热区段：第一加热区段，其加热温度为100-160℃；第二加热区段，其加热温度为120-180℃；第三加热区段，其加热温度为100-150℃。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过采用不饱和聚酯毡层、无碱玻璃纤维层交替固结成型为横截面是环形的层状复合结构横担，其中的不饱和聚酯毡层和无碱玻璃纤维层主要为横担产品的增强相，共同为整个横担制品提供机械性能，其中，不饱和聚酯毡层主要提供横担产品横向的机械性能，减低其扰度，无碱玻璃纤维层主要提供横担产品整体的机械性能，与传统的钢质横担、木质横担、环氧体系复合材料横担和不饱和树脂体系复合材料横担相比，不仅扰度较小，其机械强度也远高于其他体系复合材料横担，因此，能以较薄的厚度获得较高的机械强度，从而大幅减轻了横担的安装重量；而且，本发明的复合结构横担的耐候性能优异，即使在腐蚀性气体严重地区、沿海地区及气候恶劣地区，均可长期使用；另外，本发明的复合结构横担还可随意打孔而不影响其整体机械性能，因此，可以根据其安装方式对横担制品进行打孔，以方便其安装，且安装后的安全可靠度高。

附图说明

图1为本发明一种复合结构横担的剖面图。

图2为本发明一种复合结构横担的制造工艺流程图。

图3为架空输电线路安装架的构造图(主视图)。

图4为架空输电线路安装架的构造图(俯视图)。

图中部品标记名称：1-横担，2-安装板，3-紧固连接件，4-抱箍，5-垫板，6-连接环，7-杆塔，8-连接杆，11-聚氨酯泡沫填料层，12-第一不饱和聚酯毡层，13-第一无碱玻璃纤维层，14-第二不饱和聚酯毡层，15-第二无碱玻璃纤维层，16-第三不饱和聚酯毡层，17-抗老化涂层，18-倒角面。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示的横担1，其横截面为环形的层状复合结构，从内层到外层依次是第一不饱和聚酯毡层12、第一无碱玻璃纤维层13、第二不饱和聚酯毡层14。在第二不饱和聚酯毡层14外表面还可以包覆环形的第二无碱玻璃纤维层15，所述第二无碱玻璃纤维层15由无碱玻璃纤维固结成型；在第二无碱玻璃纤维层15外表面包覆环形的第三不饱和聚酯毡层16，所述第三不饱和聚酯毡层16由不饱和聚酯毡固结成型。其中的不饱和聚酯毡层和无碱玻璃纤维层主要为横担1产品的增强相，共同为整个横担1制品提供机械性能，其中，不饱和聚酯毡层主要提供横担1产品横向的机械性能，减低其扰度，无碱玻璃纤维层主要提供横担1产品整体的机械性能。另外，在所述第三不饱和聚酯毡层16的外表面上还可以涂覆抗老化涂层17，作为整个横担1产品的耐候性涂层；通常，所述的抗老化涂层17是采用脂肪族聚氨酯涂覆一定厚度后形成。通过抗老化涂层17可以大幅提升横担1产品的耐老化、耐紫外、耐黄变性能，从而大幅提高了横担1产品的使用寿命，同时也使横担1产品更能适用于极端环境下。

如图1所示，所述的横担1也可以是中空的环形层状复合结构，并且，在横担1的中空腔体内还可以填充聚氨酯泡沫形成聚氨酯泡沫填料层11，并利用塑胶封端对横担1制品进行端部封口，这样可以进一步提高横担1的刚性。通过在横担1的中空腔体内部形成聚氨酯泡沫填料层11，可以使得该复合材料横担产品在方便进行打孔的同时，也不会降低该横担产品的机械强度，同时，还具有辅助减低横担扰度的效果。

所述横担1制品采用如图1所示的层状复合结构后，通过在层间铺设不饱和聚酯毡层，可以提高横担制品的环向强度以及机加工性能，减低横担产品的扰度。需要说明的是，所述的不饱和聚酯毡层不限于上述的第一不饱和聚酯毡层12、第二不饱和聚酯毡层14、第三不饱和聚酯毡层16，可以按照如图1所示的层状复合结构顺序规律铺设多层结构的不饱和聚酯毡层，例如，3层、4层、5层、6层，甚至更多层，这样可以使得横担制品在扰度上大幅度的降低，部分规格的横担产品可不使用外加支撑附件即可直接使用，部分规格的横担产品添加简单的支撑附件就可达到使用标准。相比较于传统的环氧体系复合材料横担和不饱和树脂体系复合材料横担，不仅大幅提高了横担的机械强度，同时，在达到相等的机械强度条件下，本横担制品更轻、更薄，从而更加便于运输、安装。

如图1所示的层状复合结构的横担1，可以采用双组份聚氨酯树脂作为基体树脂，以无碱玻璃纤维带及不饱和聚酯毡作为增强相，通过拉挤工艺制得。其中，聚氨酯树脂有单组份和双组份的区别，单组份的聚氨酯树脂不需要混合，直接加热或常温接触空气中水分就可以固化，而双组份的聚氨酯树脂一般分A、B组份，也称为白料和黑料，需要将这两种组份混合，然后进行加热才可以固化。

本发明的复合结构横担，其具体的制造工艺如图2所示，包括如下步骤：

第1步，按照横担1的剖面层间结构，将不饱和聚酯毡带、无碱玻璃纤维带进行分层排布。通常，是将不饱和聚酯毡带和无碱玻璃纤维带置于纱架上，并按照如图1所示的横担剖面层间结构进行排布，一层是不饱和聚酯毡带，一层是无碱玻璃纤维带，据此在纱架上完成不饱和聚酯毡带、无碱玻璃纤维带的分层排布。

第2步，对不饱和聚酯毡带、无碱玻璃纤维带采用双组份聚氨酯树脂进行连续浸胶处理。通常，是通过牵引机组牵引排布好的不饱和聚酯毡带、无碱玻璃纤维带连续通过注胶系统，由注胶系统持续向不饱和聚酯毡带、无碱玻璃纤维带注入双组份聚氨酯树脂，以对不饱和聚酯毡带、无碱玻璃纤维带进行连续浸胶处理。在进行浸胶处理时，注胶系统的注胶压力需要保持在一定压力值范围内，通常，该压力值的范围是3Mpa-6Mpa，以使得不饱和聚酯毡带、无碱玻璃纤维带连续浸胶完全。

为了使注胶系统对不饱和聚酯毡带、无碱玻璃纤维带的连续浸胶均匀、充分，可以对注胶系统配备真空加热系统，以对注入的双组份聚氨酯树脂分别进行脱泡和降低粘度处理。根据横担制品的强度要求，该处的脱泡时间通常是5min-20min，处理后的粘度范围通常在500-1500Pa·s，优选为1000Pa·s。在进行脱泡和降低粘度处理之后，再使双组份聚氨酯树脂混合后注入注射盒，以对排布好的不饱和聚酯毡带、无碱玻璃纤维带进行连续浸胶处理。

第3步，横担制品的固化成型。经过浸胶处理完毕的不饱和聚酯毡带、无碱玻璃纤维带在牵引机组的牵引下持续通过横担制品模具的型腔，通过横担制品模具对浸胶完毕的不饱和聚酯毡带、无碱玻璃纤维带进行加热固化，并使之成型。

所述的横担制品模具上通常设置3个加热区段，顺着牵引机组的牵引方向，首先，浸胶完毕的不饱和聚酯毡带、无碱玻璃纤维带进入第一加热区段进行加热固化，该加热温度为100-160℃，然后进入第二加热区段进行加热固化，该加热温度为120-180℃，最后进入第三加热区段进行加热固化，该加热温度为100-150℃。通过设置第一加热区段、第二加热区段、第三加热区段共3个加热区段，主要是为了通过温度来控制反应速度，进而控制产品固化速度，以提高加热固化均匀度，提升成型后的横担制品的机械强度。通常，从进入第一加热区段起至从第三加热区段输出止，总固化时间为1min-20min，根据如图1所示的横担剖面层间结构规律，横担制品的复合层数越多，总固化时间也相应地增加。

第4步，成型横担制品的后加工。对于固化成型后的横担1，可以用聚氨酯泡沫对横担1制品的中空腔体内部进行填充，然后，在其外表面涂敷脂肪族聚氨酯作为横担1的抗老化涂层17，最后，根据所需的尺寸规格进行切割分段，利用塑胶封端对横担1端部进行封口，包装得横担成品。其中，最里层为聚氨酯泡沫填料层11，其可以为横担1产品整体提供刚性，并降低其扰度；之后为不饱和聚酯毡层、无碱玻璃纤维层的交替叠加，其中的不饱和聚酯毡层可以设置3-6层，该不饱和聚酯毡层主要为横担1产品的增强相，主要起补强作用，为整个横担1制品提供大部分机械性能；最外层为脂肪族聚氨酯涂层形成的抗老化涂层17，其可以为整个横担1产品提供良好的耐候性。

由于上述的横担1制品主要是用于如图3、图4所示的架空输电线路安装架中，所述的架空输电线路安装架包括横担1、安装板2、抱箍4、连接环6以及杆塔7和连接杆8。为了方便横担1的安装，可以根据其安装方式对横担1进行相应的打孔，以方便连接杆8、抱箍4与横担1之间的安装。所述横担1上贯穿连接有连接杆8，所述连接杆8两端均为螺纹连接端，且分别与连接环6组成螺纹活动连接，在连接环6与横担1之间可以设置垫板5，所述垫板5与连接杆8套接，设置垫板5可以增加连接环6与横担1之间的接触面积，提高连接环6的连接稳固性。所述的抱箍4为U形槽状结构，在抱箍4的U形槽中安装横担1，并利用紧固连接件3，例如铆钉，来使得横担1与抱箍4固定连接成一体。所述的横担1可以是横截面为方形的柱状体，如图1所示，这样，在横担1卡接到抱箍4的U形槽后，可以确保横担1不会相对于抱箍4转动，从而保证抱箍4与横担1之间的连接可靠性；进一步地，在所述横担1的转角处分别加工形成倒角面18，设置倒角面18可以使得横担1更容易地卡接到抱箍4的U形槽，并确保两者相互卡接到位。

所述的安装板2一侧与抱箍4之间固定连接，例如，所述安装板2与抱箍4之间可以焊接方式或者铆接方式固定连接成“十”字形结构，而安装板2的另一侧与杆塔7之间利用紧固连接件3，例如铆钉，来进行固定连接。其中，如图4所示，所述的安装板2采用V形结构板，所述杆塔7的截面形状为中空的正八边形结构，因此，安装板2上的V形槽可以抱紧杆塔7，这种结构可以使得安装板2具有一定的弹性，确保安装板2与杆塔7之间接触良好，并使安装板2、杆塔7获得一定的抗扰能力，提高了安装板2、杆塔7的抗冲击能力，从而提高了安装板2与杆塔7之间的连接安全可靠性，有利于提高架空输电线路安装架整体的安全可靠度和使用寿命。如图3所示，在安装板2上开设一定数量的安装通孔，利用紧固连接件3，例如铆钉，通过安装通孔贯穿安装板2来使得安装板2与杆塔7之间固定连接成一体，提高了架空输电线路安装架整体的安装效率。所述安装板2上的安装通孔优选8字形通孔或者U形切口，以便安装板2与杆塔7之间在现场安装时可以有一定的安装调整余量。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，应当指出的是，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种复合结构横担，包括横担(1)，其特征在于：还包括第二无碱玻璃纤维层(15)和第三不饱和聚酯毡层(16)，所述横担(1)横截面为环形层状复合结构，且从内层到外层依次是第一不饱和聚酯毡层(12)、第一无碱玻璃纤维层(13)、第二不饱和聚酯毡层(14)；所述第二无碱玻璃纤维层(15)包覆且固结在第二不饱和聚酯毡层(14)外表面，所述第三不饱和聚酯毡层(16)包覆且固结在第二无碱玻璃纤维层(15)外表面；所述第一不饱和聚酯毡层(12)、第二不饱和聚酯毡层(14)、第三不饱和聚酯毡层(16)中的不饱和聚酯毡带、所述第一无碱玻璃纤维层(13)、第二无碱玻璃纤维层(15)中的无碱玻璃纤维带采用双组份聚氨酯树脂进行连续浸胶处理。

2.根据权利要求1所述的一种复合结构横担，其特征在于：所述横担(1)是中空的环形层状复合结构。

3.根据权利要求2所述的一种复合结构横担，其特征在于：所述横担(1)的中空腔体内填充聚氨酯泡沫形成聚氨酯泡沫填料层(11)。

4.根据权利要求1所述的一种复合结构横担，其特征在于：所述第三不饱和聚酯毡层(16)的外表面上涂覆抗老化涂层(17)。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种复合结构横担，其特征在于：还包括安装板(2)和抱箍(4)，所述安装板(2)与抱箍(4)固定连接成“十”字形结构，所述抱箍(4)与横担(1)之间固定连接。

6.如权利要求1-5任一项所述的复合结构横担的制造工艺，其特征在于：采用双组份聚氨酯树脂作为基体树脂，以无碱玻璃纤维带及不饱和聚酯毡作为增强相，通过拉挤工艺制得，包括如下工艺步骤：

第1步，按照横担剖面层间结构，将不饱和聚酯毡带、无碱玻璃纤维带进行分层排布；

第2步，对不饱和聚酯毡带、无碱玻璃纤维带采用双组份聚氨酯树脂进行连续浸胶处理；

第3步，对经过浸胶处理完毕的不饱和聚酯毡带、无碱玻璃纤维带通过横担制品模具进行加热固化成型。

7.根据权利要求6所述的复合结构横担的制造工艺，其特征在于：所述第2步中，在进行浸胶处理前，对注入的双组份聚氨酯树脂进行脱泡和降低粘度处理，脱泡时间为5min-20min，处理后的粘度范围在500-1500Pa·s。

8.根据权利要求6所述的复合结构横担的制造工艺，其特征在于：所述第2步中，在进行浸胶处理时，注胶压力值设定在3Mpa-6Mpa。

9.根据权利要求6所述的复合结构横担的制造工艺，其特征在于：所述第3步中，加热固化依次经过3个加热区段：第一加热区段，其加热温度为100-160℃；第二加热区段，其加热温度为120-180℃；第三加热区段，其加热温度为100-150℃。