专利名称：一种纤维树脂浸渍及预成型装置的制作方法
技术领域：
一种纤维树脂浸渍及预成型装置技术领域[0001]本实用新型属于电缆制造领域，尤其涉及一种纤维树脂浸溃及预成型装置。
背景技术：
[0002]随着国民经济的高速发展，电力需求不断增长，现有的输电线路已不堪承受传输容量快速扩充的需求。由于过量负荷造成的停电、断电事故时有发生，电力传输已成为我国乃至全世界电力工业发展的瓶颈。目前，高压架空输电线路普遍使用钢芯铝绞线(ACSR， Aluminum Conductor Steel Reinforced), ACSR存在钢丝材料引起的磁损和热效应,加之自身重量较大、热膨胀系数较高和金属材料具有的蠕变现象，在温度升高时，导致弧垂迅速增大，大大降低导线运行的安全性和可靠性，严重时会造成短路和人身伤亡，这是导致的停电、断电事故频繁发生的主要原因。因此，各国的相关科技人员一直在努力探索新型输电导线，包括耐热铝合金导线、殷钢芯或铝包殷钢芯导线以及碳纤维复合芯导线等。[0003]自上个世纪90年代开始，美国的科技人员即开始研究用复合材料代替传统导线的钢芯，以降低导线弧垂和提高运行温度，实现迅速扩容和提高管网安全性的目的。到目前为止，具有代表性的是美国CTC公司开发的碳纤维复合芯导线(ACCC)。与传统钢芯铝绞线 (ACSR)相比，碳纤维复合芯导线具有重量轻、强度大、高载流、低线损、耐腐蚀、低弧垂等优点。ACCC导线使用的增强芯是用连续碳纤维和玻璃纤维增强的耐高温热固性树脂基复合材料，在制备过程中，需要使用专门设计的耐高温树脂体系，普遍使用水平放置的开放式浸胶系统，需要复杂的浸溃、挤胶、预成型和回流树脂的收集、混合等环节，经预成型或成型模具挤压回流树脂数量较多，难以与主体树脂均匀混合，从而导致复合芯颜色和质量不均匀，这些问题的存在影响了复合芯导线的应用和发展。实用新型内容[0004]本实用新型的目的在于提供一种纤维树脂浸溃及预成型装置，旨在解决现有混杂纤维复合芯在制备过程中，工艺环节较多，经预成型或成型模具挤压回流树脂数量较大， 难以与主体树脂均匀混合，从而导致复合芯颜色和质量不均匀的问题。[0005]本实用新型的目的是这样实现的[0006]一种纤维树脂浸溃及预成型装置，所述装置包括树脂浸溃槽、挤胶和预成型装置以及至少三个导纱板；所述挤胶和预成型装置呈直角弯头状，其一端连接所述树脂浸溃槽的底部，另一端连接固化成型模具；所述三个导纱板中的过渡导纱板安置于树脂浸溃槽的边沿部分，并倾向树脂浸溃槽一侧，中间导纱板水平安置于树脂浸溃槽上部，底端导纱板水平置于树脂浸溃槽的底部。[0007]所述树脂浸溃槽的底部夹角为45° 75°。[0008]所述树脂浸溃槽的底部夹角为50° 70°。[0009]所述挤胶和预成型装置内以及三个导纱板上均分别设置有供复合芯表层纤维通过的通道和供复合芯芯部纤维通过的通道，这两种通道呈同心圆分布。[0010]所述挤胶和预成型装置的纤维入口端与纤维出口端对应部分通道面积的比值为 1.1 I I. 4: 1，所述挤胶和预成型装置的通道形状和截面积在整个通道中是均匀变化的，出口端总的截面积与固化成型模具的入口端面积之比为1.05: I I. 15: I。[0011]所述底端导纱板的有效纤维通道面积略大于所述挤胶和预成型装置纤维入口端对应的通道面积。[0012]所述过渡导纱板与水平面呈30° 90°的夹角。[0013]本实用新型的突出优点是本实用新型通过特殊设计的树脂浸溃槽和预成型挤胶装置，可以原位实现多余树脂的挤出和利用，解决了多余树脂导致的复合芯颜色和质量不均匀难题，并使得纤维浸溃充分、阻力小，可以实现较高的拉挤速度。
[0014]图I是本实用新型提供的纤维树脂浸溃及预成型装置应用于复合芯生产线的示意图；[0015]图2是本实用新型提供的纤维树脂浸溃及预成型装置的构造示意图；[0016]图3、4、5为导纱板的孔型结构示意图；[0017]图6是本实用新型提供的纤维树脂浸溃及预成型装置中预成型部分的构造示意图。
具体实施方式
[0018]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，
以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。[0019]本实用新型提供的纤维树脂浸溃及预成型装置包含一树脂浸溃槽和一直角弯头状挤胶和预成型装置，集成了树脂浸溃、预成型和挤胶环节，省却了传统的预成型、多余树脂的收集和混合装置，使得整套设备更紧凑，而且大大提高了挤胶的效率和多余树脂的利用率。[0020]图I示出了本实用新型提供的纤维树脂浸溃及预成型装置应用于复合芯生产线的使用状态，复合芯的生产流程大致如下不同类型的纤维，从纱架I经过预热/除湿装置 2去除纤维束内吸附的水分并使纤维具有一定的初始温度，然后经过导纱板上的特定通道进入树脂浸溃槽3浸溃树脂，浸溃树脂的纤维经挤胶和预成型装置挤出多余树脂并形成预先设计的截面形状，再经固化成型模具4进一步挤出多余树脂并固化成型，此后，经后固化装置5、牵引装置6和卷绕装置7依次处理后即得到混杂纤维增强的复合芯。[0021]上述纤维树脂浸溃及预成型装置的构造如图2所示。在本实用新型中，所述树脂浸溃槽3的底部夹角Θ为45° 75°，优选50° 70°。所述挤胶和预成型装置11的一端连接树脂浸溃槽3的底部，另一端连接固化成型模具4。所述树脂浸溃槽3包含有3个导纱板(当然也可放置更多的导纱板)，用于使复合芯的表层纤维和芯部纤维分别按照不同的预定通道行进，避免纤维在浸溃过程中发生缠绕，并最终集束形成接近最终设计纤维分布的断面形状，其中，过渡导纱板8安置于树脂浸溃槽3的边沿部分，倾向浸溃槽一侧，与水平面呈30° 90°的夹角，过渡导纱板8的作用是将经过预热/除湿装置2的纤维顺畅的导入树脂浸溃槽3，并使不同纤维走各自通道，中间导纱板9水平安置于树脂浸溃槽3上部， 可以置于树脂中也可以置于树脂外，底端导纱板10则水平放置于树脂浸溃槽3的底部，底端导纱板10的作用是对经中间导纱板9的纤维进行进一步的集束，使之更接近最终复合芯的截面形状，底端导纱板10的有效纤维通道面积略大于挤胶和预成型装置11入口端对应的通道面积。[0022]图3、4、5分别示出了过渡导纱板8、中间导纱板9、底端导纱板10的孔型结构，过渡导纱板8和中间导纱板9的结构和型式相同，但尺寸可以有所不同，其中，图3中的15、 图4中的17以及图5中的19均是复合芯表层纤维的通道，即图2中的纤维13通过这些通道，并最终形成复合芯的表层部分，图3中的16、图4中的18以及图5中的20则是复合芯芯部纤维的通道，即图2中的纤维14通过这些通道，并最终形成复合芯的芯部，穿纱时应注意将各导纱板的通孔对应起来，避免纤维交叉和缠绕，确保每束纤维走各自通道。[0023]上述树脂浸溃槽3外还设置有水浴加热装置12，其预热温度范围为30°C 80°C， 优选400C 60°C，材质可以采用不锈钢。[0024]图6示出了所述挤胶和预成型装置11的构造，其中，21是该装置入口端的俯视图， 22是其剖面图，23是其出口端侧视图，24是复合芯表层纤维的通道，25是复合芯芯部纤维的通道。该装置的入口端与出口端对应部分通道面积的比值为(I. I 1.4): 1，通道形状和截面积在整个通道中是均匀变化的，出口端总的截面积与固化成型模具4的入口端面积之比为(I. 05 I. 15) : 1，这样设计的目的是使纤维分布逐渐逼近设计形状并逐渐挤出多余树脂，被挤出的树脂会被连续走行的纤维及时消耗达到一个平衡状态，既减少了传统的挤胶、树脂收集、回流和混合环节，而且被挤出的树脂在原位混合并被及时利用，避免了因回流树脂混合不均导致的复合芯颜色和质量不均匀的情形发生。为了便于生产和安装，所述挤胶和预成型装置11采用两分式结构，该装置的外壳和内衬材质可选用不锈钢或聚四氟乙烯中的一种。[0025]作为复合芯表层的纤维，其材质可以是碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维或凯夫拉纤维等，优选电工用无碱无硼E玻纤、玄武岩纤维和凯夫拉纤维，而作为复合芯芯部的纤维， 其材质可以是碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维或凯夫拉纤维等，优选碳纤维、玻璃纤维和玄武岩纤维。[0026]本实用新型通过特殊设计的树脂浸溃槽和预成型挤胶装置，可以原位实现多余树脂的挤出和利用，解决了多余树脂导致的复合芯颜色和质量不均匀难题，并使得纤维浸溃充分、阻力小，可以实现较高的拉挤速度。[0027]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种纤维树脂浸溃及预成型装置，其特征在于，所述装置包括树脂浸溃槽、挤胶和预成型装置以及至少三个导纱板；所述挤胶和预成型装置呈直角弯头状，其一端连接所述树脂浸溃槽的底部，另一端连接固化成型模具；所述三个导纱板中的过渡导纱板安置于树脂浸溃槽的边沿部分，并倾向树脂浸溃槽一侧，中间导纱板水平安置于树脂浸溃槽上部，底端导纱板水平置于树脂浸溃槽的底部。
2.如权利要求I所述的纤维树脂浸溃及预成型装置，其特征在于，所述树脂浸溃槽的底部夹角为45° 75°。
3.如权利要求2所述的纤维树脂浸溃及预成型装置，其特征在于，所述树脂浸溃槽的底部夹角为50° 70°。
4.如权利要求I所述的纤维树脂浸溃及预成型装置，其特征在于，所述挤胶和预成型装置内以及三个导纱板上均分别设置有供复合芯表层纤维通过的通道和供复合芯芯部纤维通过的通道，这两种通道呈同心圆分布。
5.如权利要求4所述的纤维树脂浸溃及预成型装置，其特征在于，所述挤胶和预成型装置的纤维入口端与纤维出口端对应部分通道面积的比值为1.1: I 1.4: 1，所述挤胶和预成型装置的通道形状和截面积在整个通道中是均匀变化的，出口端总的截面积与固化成型模具的入口端面积之比为1.05: I I. 15: I。
6.如权利要求4所述的纤维树脂浸溃及预成型装置，其特征在于，所述底端导纱板的有效纤维通道面积略大于所述挤胶和预成型装置纤维入口端对应的通道面积。
7.如权利要求I所述的纤维树脂浸溃及预成型装置，其特征在于，所述过渡导纱板与水平面呈30° 90°的夹角。
专利摘要本实用新型适用于电缆制造领域，提供了一种纤维树脂浸渍及预成型装置，包括树脂浸渍槽、挤胶和预成型装置以及至少三个导纱板；所述挤胶和预成型装置呈直角弯头状，其一端连接所述树脂浸渍槽的底部，另一端连接固化成型模具；所述三个导纱板中的过渡导纱板安置于树脂浸渍槽的边沿部分，并倾向树脂浸渍槽一侧，中间导纱板水平安置于树脂浸渍槽上部，底端导纱板水平置于树脂浸渍槽的底部。本实用新型通过特殊设计的树脂浸渍槽和预成型挤胶装置，可以原位实现多余树脂的挤出和利用，解决了多余树脂导致的复合芯颜色和质量不均匀难题，并使得纤维浸渍充分、阻力小，可以实现较高的拉挤速度。
文档编号H01B19/02GK202816516SQ201220423969
公开日2013年3月20日 申请日期2012年8月24日 优先权日2012年8月24日
发明者戚景赞, 林松, 李爱军, 白瑞成, 胡凯, 懿萌, 马红喆, 冯谦 申请人:戚景赞