专利名称：金属丝增强复合材料电杆及其制作方法
技术领域：
本发明涉及到电力电线电杆及其制作方法，特别涉及到电力电线金属丝增强复合材料电杆及其制作方法。
背景技术：
现有技术电力电线电杆大都为钢筋混凝土结构的电杆，其中，钢筋制成的金属丝外围，浇注有混凝土以提高强度和硬度。但是，此类电杆的重量较大，运输和搬运十分不便， 特别是在山区安置混凝土电杆时需要多人抬一根电杆，既费时费力，又损坏大量农田。为减少电力电线电杆的重量，出现了一种塑料电杆，但是，此类电杆的抗弯强度较低，只能用在负荷较小的场合，如城市路灯电杆，或者城市通信电杆。
发明内容
为解决现有技术混凝土电杆存在的重量较大，运输和搬运十分不便，以及现有技术塑料电杆抗弯强度较低等问题，本发明提出一种金属丝增强复合材料电杆及其制作方法。本发明金属丝增强复合材料电杆包括金属丝和复合材料杆体，其中，金属丝设置在复合材料杆体中间，复合材料杆体由纤维布缠绕并涂覆有机粘接剂制成。进一步的，本发明金属丝增强复合材料电杆的复合材料杆体由纤维布缠绕并涂覆有机粘接剂制成，包括，采用带状的纤维布沿金属丝或模型外缘径向缠绕并向轴向延伸，两层纤维布带之间的重叠部分不超过纤维布带宽的二分之一，边缠绕边涂覆有机粘接剂，缠绕到轴向尽头后再返回，依次往复，直到所需的杆体层厚度。进一步的，本发明金属丝增强复合材料电杆设置在复合材料杆体中间的金属丝包括与电杆长度相同轴向设置的金属丝或者编织成网格状的缠绕在复合材料杆体上的金属丝网。进一步的，本发明金属丝增强复合材料电杆缠绕在复合材料杆体上的金属丝网包括矩形金属丝网沿复合材料杆体外缘环绕一周形成筒状，或者带状金属丝网沿复合材料杆体外缘径向缠绕并向轴向延伸，两层金属丝网带之间的重叠部分不超过金属网带宽的二分之一。进一步的，本发明金属丝增强复合材料电杆设置在复合材料杆体中间的金属丝在电杆的径向分布为一层或一层以上。进一步的，本发明金属丝增强复合材料电杆涂覆的有机粘接剂包括环氧树脂、酚醛树脂、不饱和树脂、丙烯酸树脂或者聚氨酯树脂。进一步的，本发明金属丝增强复合材料电杆的横截面形状为圆形或矩形。进一步的，本发明金属丝增强复合材料电杆的端头设置有法兰、或者凸台和凹台； 其中，凸台与凹台的长度及内、外径相互匹配；法兰盘与金属丝连接在一起。本发明金属丝增强复合材料电杆的制作方法，包括以下步骤(1)按照设计要求制作一个直径等于电杆内径或者横截面长宽等于电杆内腔，长度等于电杆长度的模型；(2)采用带状纤维布沿模型外缘径向缠绕并向轴向延伸，两层纤维布带之间的重叠部分不超过纤维布带宽的二分之，边缠绕边涂覆有机粘接剂，缠绕到轴向尽头后再返回， 依次往复，直到所需的杆体层厚度；(3)将金属丝沿电杆长度方向排列且在圆周上均布并固定，涂覆有机粘接剂；或者将矩形金属丝网沿复合材料杆体外缘环绕一周形成筒状并固定，涂覆有机粘接剂；或者将带状金属丝网沿复合材料杆体外缘径向缠绕并向轴向延伸，两层金属丝网带之间的重叠部分不超过金属丝网带宽的二分之一，固定并涂覆有机粘接剂；(4)重复执行步骤( 或(3)，直到所需金属丝增强层数量和复合材料杆体厚度；(5)按照所涂覆的有机粘接剂的固化技术条件对缠绕完后的电杆进行固化处理。本发明金属丝增强复合材料电杆及其制作方法的有益技术效果是克服了混凝土电杆存在的重量较大，运输和搬运十分不便的问题，还克服了塑料电杆抗弯强度较低的问题，制作的电杆具有较高的抗弯强度且重量较轻，同时，制作工艺简单、易行。
附图1是本发明金属丝增强复合材料电杆金属丝为二层的电杆三维示意图；附图2是附图1本发明金属丝增强复合材料电杆端部的局部放大示意图；附图3是本发明金属丝增强复合材料电杆金属丝网为筒状的电杆三维示意图；附图4是本发明金属丝增强复合材料电杆金属丝网为带状缠绕的示意图；附图5本发明金属丝增强复合材料电杆采用凹台和凸台连接的剖视示意图；附图6是本发明金属丝增强复合材料电杆采用法兰连接的剖视示意图。下面结合附图和具体实施例对本发明金属丝增强复合材料电杆及其制作方法作进一步的说明。
具体实施例方式附图1是本发明金属丝增强复合材料电杆金属丝为二层的电杆三维示意图，附图 2是附图1本发明金属丝增强复合材料电杆端部的局部放大示意图，图中，101为复合材料杆体内层，102为复合材料杆体中间层，103为复合材料杆体外层，201为第一增强层，202 为第二增强层，由图可知，本发明金属丝增强复合材料电杆包括金属丝和复合材料杆体，其中，金属丝设置在复合材料杆体中间，复合材料杆体由纤维布缠绕并涂覆有机粘接剂制成。 为保证复合材料杆体有足够的抗弯强度，本发明金属丝增强复合材料电杆的复合材料杆体由纤维布缠绕并涂覆有机粘接剂制成，包括，采用带状的纤维布沿金属丝或模型外缘径向缠绕并向轴向延伸，两层纤维布带之间重叠不超过带宽的二分之一，边缠绕边涂覆有机粘接剂，缠绕到轴向尽头后再以同样的方式缠绕着返回，依次往复，直到所需的杆体层厚度。 如此制成的复合材料杆体质地紧密，具有较高的强度。附图3是本发明金属丝增强复合材料电杆金属丝网为筒状的电杆三维示意图，附图4是本发明金属丝增强复合材料电杆金属丝网为带状缠绕的示意图，图中，1为复合材料杆体，2为筒状金属丝网，2-1为带状金属丝网第一层，2-2为带状金属丝网第二层，A为第一层、第二层金属丝网重叠的部分。结合附图1、2可知，本发明金属丝增强复合材料电杆设置在复合材料杆体中间的金属丝包括与电杆长度相同轴向设置的金属丝(如附图1、2所示) 或者编织成网格状的缠绕在复合材料杆体上的金属丝网(如附图3、4所示)。显然，仅在电杆轴向设置与电杆长度相同的金属丝可以减轻电杆重量，增加复合材料杆体与金属丝增强层的连接强度，但是，在没有专门设备的情况，金属丝的安置较为困难和复杂。而采用矩形金属丝网格沿复合材料杆体外缘环绕一周形成筒状(如附图2所示)，以此作为增强层相对要简单一些，但是，如果没有专业设备，筒状金属丝网格与复合材料杆体结合的紧密程度就十分有限。而采用带状金属丝网缠绕的方式就显得简单、可行，即采用带状金属丝网沿复合材料杆体外缘径向缠绕并向轴向延伸，两层金属丝网带之间的重叠部分不超过金属丝网带宽的二分之一(如附图4所示)。这种方法能够较为简单的将带状金属丝网紧密的缠绕在复合材料杆体上，还能够使得金属丝网增强层与复合材料杆体有机的结合在一起。显然， 根据电杆抗弯强度的要求不同，金属丝增强层在复合材料杆体径向的分布为一层或一层以上，增加金属丝增强层的数量，可以有效提高电杆的抗弯强度。附图1即为有二层金属丝增强层的实施例。显然，凡是具有一定强度且有良好工艺性能的纤维布均可用于缠绕本发明金属丝增强复合材料电杆，如通常工业上所用的玻璃纤维布、碳纤维布或者陶瓷纤维布等。同样， 凡是具有良好粘接性能且具有一定粘接强度的有机粘接剂均可用于制作本发明金属丝增强复合材料电杆，如通常工业上所用的环氧树脂、酚醛树脂、不饱和树脂、丙烯酸树脂或者聚氨酯树脂等。另外，本发明金属丝增强复合材料电杆的横截面形状为圆形或矩形，电杆横截面形状的改变，并不影响本发明金属丝增强复合材料电杆的制作和使用。附图5本发明金属丝增强复合材料电杆采用凹台和凸台连接的剖视示意图，附图 6是本发明金属丝增强复合材料电杆采用法兰连接的剖视示意图，图中，3为设置在复合材料杆体端头的凸台，4为在复合材料杆体端头的凹台，5为法兰，6为螺栓。由图可知。由于本发明金属丝增强复合材料电杆采用了金属丝和复合材料杆体相结合的结构，在进行杆与杆之间的连接时，可以采用套接或者法兰的方式。如果采用套接方式，则需要在电杆的端头设置凸台和凹台，并且，凸台与凹台的长度及内、外径相互匹配(如附图5所示)。如果采用法兰方式，则需要在电杆端头设置法兰盘，并且，法兰盘应当与金属丝连接在一起(如附图 6所示)ο本发明金属丝增强复合材料电杆的制作方法，包括以下步骤(1)按照设计要求制作一个直径等于电杆内径或者横截面长宽等于电杆内腔，长度等于电杆长度的模型；(2)采用带状纤维布沿模型外缘径向缠绕并向轴向延伸，两层纤维布带之间的重叠部分不超过纤维布带宽的二分之一，边缠绕边涂覆有机粘接剂，缠绕到轴向尽头后再返回，依次往复，直到所需的杆体层厚度；(3)将金属丝沿电杆长度方向排列且在圆周上均布并固定，涂覆有机粘接剂；或者将矩形金属丝网沿复合材料杆体外缘环绕一周形成筒状并固定，涂覆有机粘接剂；或者将带状金属丝网沿复合材料杆体外缘径向缠绕并向轴向延伸，两层金属丝网带之间的重叠部分不超过金属丝网带宽的二分之一，固定并涂覆有机粘接剂；
(4)重复执行步骤( 或(3)，直到所需增强层数量和复合材料杆体厚度；(5)按照所涂覆的有机粘接剂的固化技术条件对缠绕完后的电杆进行固化处理。本发明金属丝增强复合材料电杆及其制作方法的有益技术效果是克服了混凝土电杆存在的重量较大，运输和搬运十分不便的问题，还克服了塑料电杆抗弯强度较低的问题，制作的电杆具有较高的抗弯强度且重量较轻，同时，制作工艺简单、易行。
权利要求
1.一种金属丝增强复合材料电杆，其特征在于该复合材料电杆包括金属丝和复合材料杆体，其中，金属丝设置在复合材料杆体中间，复合材料杆体由纤维布缠绕并涂覆有机粘接剂制成。
2.根据权利要求1所述金属丝增强复合材料电杆，其特征在于复合材料杆体由纤维布缠绕并涂覆有机粘接剂制成，包括，采用带状的纤维布沿金属丝或模型外缘径向缠绕并向轴向延伸，两层纤维布带之间的重叠部分不超过纤维布带宽的二分之一，边缠绕边涂覆有机粘接剂，缠绕到轴向尽头后再返回，依次往复，直到所需的杆体层厚度。
3.根据权利要求1所述金属丝增强复合材料电杆，其特征在于设置在复合材料杆体中间的金属丝包括与电杆长度相同轴向设置的金属丝或者编织成网格状的缠绕在复合材料杆体上的金属丝网。
4.根据权利要求3所述金属丝增强复合材料电杆，其特征在于缠绕在复合材料杆体上的金属丝网包括矩形金属丝网沿复合材料杆体外缘环绕一周形成筒状，或者带状金属丝网沿复合材料杆体外缘径向缠绕并向轴向延伸，两层金属丝网带之间的重叠部分不超过金属丝网带宽的二分之一。
5.根据权利要求1所述金属丝增强复合材料电杆，其特征在于设置在复合材料杆体中间的金属丝在电杆的径向分布为一层或一层以上。
6.根据权利要求1所述金属丝增强复合材料电杆，其特征在于涂覆的有机粘接剂包括环氧树脂、酚醛树脂、不饱和树脂、丙烯酸树脂或者聚氨酯树脂。
7.根据权利要求1所述金属丝增强复合材料电杆，其特征在于复合材料电杆的横截面形状为圆形或矩形。
8.根据权利要求1所述金属丝增强复合材料电杆，其特征在于复合材料电杆的端头设置有法兰、或者凸台和凹台；其中，凸台与凹台的长度及内、外径相互匹配；法兰盘与金属丝连接在一起。
9.一种金属丝增强复合材料电杆的制作方法，其特征在于该制作方法包括以下步骤(1)按照设计要求制作一个直径等于电杆内径或者横截面长宽等于电杆内腔，长度等于电杆长度的模型；(2)采用带状纤维布沿模型外缘径向缠绕并向轴向延伸，两层纤维布带之间的重叠部分不超过纤维布带宽的二分之一，边缠绕边涂覆有机粘接剂，缠绕到轴向尽头后再返回，依次往复，直到所需的杆体层厚度；(3)将金属丝沿电杆长度方向排列且在圆周上均布并固定，涂覆有机粘接剂；或者将矩形金属丝网沿复合材料杆体外缘环绕一周形成筒状并固定，涂覆有机粘接剂；或者将带状金属丝网沿复合材料杆体外缘径向缠绕并向轴向延伸，两层金属丝网带之间的重叠部分不超过金属丝网带宽的二分之一，固定并涂覆有机粘接剂；(4)重复执行步骤( 或(3)，直到所需增强层数量和复合材料杆体厚度；(5)按照所涂覆的有机粘接剂的固化技术条件对缠绕完后的电杆进行固化处理。
全文摘要
为解决现有技术混凝土电杆存在的重量较大，运输和搬运十分不便，以及现有技术塑料电杆抗弯强度较低等问题，本发明提出一种金属丝增强复合材料电杆及其制作方法。本发明金属丝增强复合材料电杆包括金属丝和复合材料杆体，其中，金属丝设置在复合材料杆体中间，复合材料杆体由纤维布缠绕并涂覆有机粘接剂制成。本发明金属丝增强复合材料电杆及其制作方法的有益技术效果是克服了混凝土电杆存在的重量较大，运输和搬运十分不便的问题，还克服了塑料电杆抗弯强度较低的问题，制作的电杆具有较高的抗弯强度且重量较轻，同时，制作工艺简单、易行。
文档编号E04H12/02GK102493700SQ20111038595
公开日2012年6月13日 申请日期2011年11月29日 优先权日2011年11月29日
发明者杨兴明 申请人:杨兴明