高强度超轻绝缘管材生产线及其生产方法与流程

本发明涉及绝缘杆塔领域，具体是一种高强度超轻绝缘管材生产线及其生产方法。

背景技术：

绝缘材料在带电作业中有着非常重要的作用，是确保作业人员人身安全和电气设备安全的重要保障。它不仅起着将高电位对地绝缘隔离的作用，也起着承担机械荷载的作用。绝缘材料的绝缘和机械特性决定着带电作业的安全性和作业效率。

复合材料在带电作业领域中已经有了较为广泛的应用，如带电作业中使用的绝缘操作工具、绝缘支拉吊工器具、绝缘斗臂车等。近些年来，复合材料也逐渐应用于电力杆塔及横担。

绝缘工器具是最常用的电力工器具之一，硬质绝缘工器具是由玻璃纤维增强环氧树脂等绝缘复合材料为主材制成的绝缘杆等操作工具。绝缘杆包括实心绝缘棒、空心绝缘管和泡沫填充绝缘管。

目前国内现场作业对于绝缘杆的长度要求很高，比如10kv低电位拉闸杆、220kv以上电压等级变电站低电位作业人员用的操作杆，500kv以上电压等级输电线路带电作业用的操作杆，对绝缘杆的长度需求在6m~15m，采用现有的玻璃纤维增强环氧树脂的复合材料绝缘在弯曲强度及弯曲模量上偏小，导致长绝缘杆挠度过大、重量较重，携带的方便性和操作的准确性均无法满足现场作业的需求。

目前市场上现有的绝缘管材还存在长期耐环境老化性能差的问题，其有机树脂复合材料，有机树脂的耐候性，尤其是耐日光中的紫外老化，是其户外应用的致命弱点，为了提升绝缘管材的耐候性，开展了很多相应材料耐候性研究，比较常见的有表面耐候涂层法，表面耐候材料复合法。

技术实现要素：

本发明为了解决现有技术的问题，提供了一种高强度超轻绝缘管材生产线及其生产方法，通过独特设计的内外模结构，原材料涨紧张拉后依次经过内模和外模结构，实现内外模一次固化成型形成内筋加外模的结构，生产出的绝缘杆具有更高的结构强度。

本发明提供了一种高强度超轻绝缘管材生产线，包括竖直分布的通过楼层面分隔的若干层加工区域，加工区域中心开有同轴的加工通道，牵引装置垂直牵引经过预应力张拉的原材料依次通过各加工区域的加工通道完成加工，所述的加工区域从上到下依次包括涨紧张拉区、内模结构、外模结构、牵引切割设备和成品堆放区；所述的涨紧张拉区包括外层材料架、内层材料架和、涨紧张拉装置和缠绕装置；所述的内模结构包括自上而下依次设置的内筋槽口、加热固化区和缠绕区，所述的外模结构套在缠绕区外缘并且与缠绕区之间留有间隙，内筋槽口顶部和外模结构顶部分别设置有沉浸池，内层材料架的原材料通过涨紧张拉装置和缠绕装置后穿过沉浸池进入内模结构形成内筋结构，外层结构的原材料通过涨紧张拉装置后穿过沉浸池进入外模结构，穿过沉浸池后进入内模和外模间的间隙通过外模结构加热固化。通过改变内模结构的形状，可以挤出不同结构的管材。

进一步改进，所述的外模结构连接有外模升降结构，外模结构通过外模升降结构沿竖直方向滑动。

进一步改进，所述的外模升降结构包括通过减速电机控制的活动丝杆，外模结构通过连接件与活动丝杆固定连接。减速机正转，带动丝杆正转，因丝杆和连接件通过螺纹相接触，受丝杆正转影响轴承沿导柱向上滑动，带动固定在轴承上的外模一起向上移动。减速机反转带动丝杆反转，受丝杆反转影响连接件向下滑动，带动外模一起向下移动。

进一步改进，所述的生产线顶部设置有废气处理系统，内模结构和外模结构设置有与废气处理系统相连的废气收集装置。

进一步改进，所述的废气处理系统包括依次连接的排风管、鼓风机、焚烧炉、过滤设备和光解设备，其中光解设备与废气收集装置相连。

进一步改进，所述的废气收集装置包括设置在外模结构顶部的废气收集罩以及设置在内模结构内部的废气收集管道。

进一步改进，所述的外层材料架、内层材料架均包括布纱架和布毡架。

本发明还提供了一种绝缘杆塔的生产方法，包括以下步骤：

1）内层材料架的布纱架和布毡架中纱和毡经过涨紧张拉装置张拉，进入内模上端沉浸池穿入内模，进行预加热固化，形成管材内筋结构；

2）内层材料架的布纱架和布毡架中纱和毡经过涨紧张拉装置张拉，穿入内模和外模中间隙，经过沉浸池，然后外层缠绕设备缠绕一层毡，穿过沉浸池进入内外模间隙，然后通过外模的高温固化；

3）原材料经过高温固化后形成稳定结构，进入牵引设备中，牵引设备把管材向下牵引；

4）管材进入深井，当管材达到预定长度，切割机对管材进行切割，管材切割完成堆放在深井处堆放区。

进一步改进，所述的外模结构沿竖直方向进行升降，便于纱和毡的穿入。

进一步改进，所述的生产线顶部设置有废气处理系统，内模结构和外模结构设置有与废气处理系统相连的废气收集装置，废气收集之后输送到顶层废气处理系统，废气处理系统通过光解设备和焚烧设备进行双层处理。

本发明有益效果在于：

1、通过独特设计的内外模结构，原材料涨紧张拉后依次经过内模和外模结构，实现内外模一次固化成型形成内筋加外模的结构，生产出的绝缘杆机械强度大，重量轻，挠度小，耐候性优异，携带使用方便，其电气和机械性能满足特高压带电作业需求，填补特高压带电作业空白。

2、通过改变内模结构的形状，可以挤出不同结构的管材，不需要调整整个生产线，提高了生产效率。

3、外模具有升降结构，便于纱和毡的穿入。

4、生产线具有废气处理系统，废气处理系统通过光解设备和焚烧设备进行双层处理，环保安全。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图。

图2为内模结构和外模结构整体示意图。

图3为内模结构示意图。

图4为外模升降结构主视图。

图5为外模升降结构侧视图。

图6为废气处理系统结构示意图。

图7为内模截面结构实施例一示意图。

图8为实施例一结构生产的管材截面示意图。

图9为内模截面结构实施例二示意图。

图10为实施例二结构生产的管材截面示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

本发明提供了一种高强度超轻绝缘管材生产线，结构如图1所示，包括竖直分布的通过楼层面分隔的若干层加工区域，加工区域中心开有同轴的加工通道，牵引装置垂直牵引经过预应力张拉的原材料依次通过各加工区域的加工通道完成加工，所述的加工区域从上到下依次包括涨紧张拉区、内模结构1、外模结构2、液压牵引设备3、切割设备4和成品堆放区5。

所述的涨紧张拉区包括外层材料架8、内层材料架9、涨紧张拉装置10、缠绕装置11。

所述的内模结构如图3所示，包括自上而下依次设置的内筋槽口12、加热固化区13和缠绕区14。所述的外模结构如图2所示，套在缠绕区外缘并且与缠绕区之间留有间隙，内筋槽口顶部和外模结构顶部分别设置有沉浸池7，内层材料架的原材料通过涨紧张拉装置和缠绕装置后穿过沉浸池进入内模结构形成内筋结构，外层结构的原材料通过涨紧张拉装置后穿过沉浸池进入外模结构，穿过沉浸池后进入内模和外模间的间隙通过外模结构加热固化。

通过改变内模结构的形状，可以挤出不同结构的管材，两种实施例分别如图7和图9所示，内模上开有内筋穿入孔25和排气孔26，实施例一制备的管材如图8所示，实施例二制备的管材如图10所示。

进一步改进，所述的外模结构连接有外模升降结构15，如图4和图5所示，所述的外模升降结构包括通过减速电机16控制沿导轨19活动丝杆18，外模结构2通过连接件17与活动丝杆固定连接。减速机正转，带动丝杆正转，因丝杆和连接件通过螺纹相接触，受丝杆正转影响轴承沿导柱向上滑动，带动固定在轴承上的外模一起向上移动。减速机反转带动丝杆反转，受丝杆反转影响连接件向下滑动，带动外模一起向下移动。

进一步改进，所述的生产线顶部设置有废气处理系统6，内模结构和外模结构设置有与废气处理系统相连的废气收集装置。所述的废气处理系统如图6所示，包括依次连接的排风管20、鼓风机21、焚烧炉22、过滤设备23和光解设备24，其中光解设备与废气收集装置相连。所述的废气收集装置包括设置在外模结构顶部的废气收集罩以及设置在内模结构内部的废气收集管道。

进一步改进，所述的外层材料架、内层材料架均包括布纱架和布毡架。

本发明还提供了一种绝缘杆塔的生产方法，包括以下步骤：

1）内层材料架的布纱架和布毡架中纱和毡经过涨紧张拉装置张拉，进入内模上端沉浸池穿入内模，进行预加热固化，形成管材内筋结构；

2）内层材料架的布纱架和布毡架中纱和毡经过涨紧张拉装置张拉，穿入内模和外模中间隙，经过沉浸池，然后外层缠绕设备缠绕一层毡，穿过沉浸池进入内外模间隙，然后通过外模的高温固化；

3）原材料经过高温固化后形成稳定结构，进入牵引设备中，牵引设备把管材向下牵引；

4）管材进入深井，当管材达到预定长度，切割机对管材进行切割，管材切割完成堆放在深井处堆放区。

进一步改进，所述的外模结构沿竖直方向进行升降，便于纱和毡的穿入。

进一步改进，所述的生产线顶部设置有废气处理系统，内模结构和外模结构设置有与废气处理系统相连的废气收集装置，废气收集之后输送到顶层废气处理系统，废气处理系统通过光解设备和焚烧设备进行双层处理。

本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。