支柱绝缘子芯棒预成型体及支柱绝缘子的制作方法

本发明涉及一种支柱绝缘子内芯棒预成型体，还涉及支柱绝缘子。

背景技术：

大直径支柱绝缘子芯棒一般采用将支柱绝缘子芯棒的预成型体浸润环氧树脂的玻璃纤维缠绕后进行固化成型的工艺，该工艺容易产生分层和气泡现象，同时在固化收缩后容易产生裂纹，这导致得到的产品无法达到标准的电性能和机械性能要求，从而使得成品率较低。

为了解决上述问题，后来发展了灌注成型工艺，该工艺是在内芯棒(如拉挤内芯棒)外缠绕玻璃纤维布，再在成型模具内灌注成型，灌注时间长，效率较低，且存在靠近内部的玻璃纤维布浸不透的现象，成品率偏低。现有的灌注工艺中，通常采用实心内芯棒，其形状为简单的圆柱形。例如中国专利申请201220180186.X公开了一种复合棒形绝缘子芯棒，具有内芯棒(1)，在内芯棒(1)的外面至少具有一层通过粘结层(2)粘结固定的套筒(3)，该内芯棒为圆柱形。中国专利申请201320345980.X公开了一种组合式芯棒及带有这种芯棒的绝缘子，该组合式芯棒包括位于中间的主芯棒、设置在该主芯棒周围的若干内芯棒，以及设置在该若干内芯棒外围的固定管；该专利申请中，无论主芯棒还是设置在该芯棒周围的内芯棒，均为圆柱形。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种支柱绝缘子芯棒预成型体其灌注效率高，并且成品率高。

本发明的另一目的是提供一种支柱绝缘子，其成品率高。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的。

一种支柱绝缘子芯棒预成型体，包括内芯棒和缠绕在所述内芯棒外表面的复合材料层；所述内芯棒的外表面沿轴向设置有多条沟槽，所述内芯棒的内部沿轴向设置有至少一条轴向通道，沿径向设置有多条径向通道；所述沟槽与所述轴向通道之间通过所述的径向通道相连通。

本发明中，优选地，所述的内芯棒为拉挤芯棒。所述的内芯棒的横截面为圆形或正多边形。优选地，所述的内芯棒的直径为80～150mm，更优选为90～135mm。当所述内芯棒的横截面为正多边形时，所述的内芯棒的直径是指该正多边形的内切圆的直径。优选地，所述的内芯棒的材料可以为纤维增强树脂复合材料。

本发明中，优选地，所述的内芯棒的外表面为经过粗糙处理后的粗糙结构。优选地，所述的粗糙处理方法选自车加工、角磨机打磨或喷砂处理中的至少一种。优选地，所述的内芯棒的外表面的表面粗糙度不低于25μm，更优选为不低于35μm。内芯棒具有上述的粗糙结构时，能够有效增加内芯棒表面与外层的复合材料(例如玻璃纤维布)之间的附着力。

本发明中，所述的内芯棒的外表面沿轴向设置多条沟槽，即所述沟槽在内芯棒的外表面上沿轴向延伸。沟槽的具体形状不限，可以为规则形状，也可以为不规则形状。所述的内芯棒包括设置在所述内芯棒的两端的入胶口端部和出胶口端部，所述的沟槽在内芯棒的入胶口端部设置为通槽或非通槽，在出胶口端部设置为非通槽。换言之，所述的沟槽延伸至所述入胶口端部或不延伸至入胶口端部，并且不延伸至出胶口端部，所述沟槽与内芯棒的出胶口端部之间有一定距离。根据本发明的一个实施方式，所述沟槽延伸至所述入胶口的端部。优选地，所述的沟槽的靠近出胶口端部的一端与内芯棒出胶口端部之间的距离为100～250mm，更优选为150～220mm。根据本发明的一个实施方式，所述的沟槽不延伸至所述入胶口端部，且所述的沟槽的靠近入胶口端部的一端与内芯棒入胶口端部之间的距离为30～220mm，优选为40～200mm，更优选为50～150mm，再优选为60～100mm。

本发明中，优选地，所述沟槽的横截面选自矩形、弧形(例如半圆形)或等腰梯形。本发明中，所述的沟槽的宽度为2～7mm，优选为3～5mm；所述沟槽的深度为1～6mm，优选为2～4mm。

根据本发明的一个实施方式，所述的沟槽为2～12条相互平行的直沟槽，且均匀分布在所述内芯棒的外表面。优选地，所述的直沟槽的数量为3～10条，更优选为4～8条。优选地，所述直沟槽的横截面为矩形，所述直沟槽的宽度为3～5mm，深度为2～4mm。

根据本发明的另一个实施方式，所述的沟槽为2～8条相互平行的螺旋形沟槽，且均匀分布在所述内芯棒的外表面。优选地，所述的螺旋形沟槽的螺旋角度为30°～60°，更优选为35°～55°；螺距为700～1200mm，优选为800～1000mm，更优选为850～950mm。优选地，所述的螺旋形沟槽的横截面为等腰梯形，所述螺旋形沟槽的宽度为3～5mm，深度为2～4mm。优选地，所述的螺旋形沟槽的数量为1～8条，更优选为2～6条，再优选为3～5条。

本发明中，所述的轴向通道设置在所述的内芯棒的内部，并沿轴向延伸，所述轴向通道在所述内芯棒内部具体的延伸的形状和方向不限，可以与内芯棒的轴向平行，或者与内芯棒的轴向呈一定角度，还可以呈不规则形状。优选地，所述的轴向通道平行于所述内芯棒的轴向。本发明中，所述的轴向通道从所述内芯棒的入胶口端部开设，并且不会贯通至所述内芯棒的出胶口端部，从而使得树脂能够从所述内芯棒的入胶口端部通过轴向通道输送至沟槽中。优选地，所述的轴向通道的横截面为圆形或正多边形，其直径为8～35mm，更优选为12～20mm。

本发明中，所述的径向通道连通轴向通道与沟槽，从而使得树脂能够从轴向通道顺利导入沟槽中。所述的径向通道可以如下方式设置，每条沟槽与至少一条径向通道相连通。例如，可以设置为每条沟槽与1～5条、优选为1～3条径向通道相连通。具体地，所述的径向通道可以设置一层或多层；当设置为多层时，即每条沟槽通过多条径向通道与轴向通道相连通，从而更有利于树脂快速渗透至位于内芯棒外部的复合材料层中。优选地，所述径向通道的横截面为圆形或正多边形，其直径为2～7mm，优选为3～5mm。

根据本发明的一个实施方式，所述轴向通道从所述入胶口端部延伸至所述内芯棒的内部，其长度为40～250mm；且所述径向通道与入胶口端部之间的距离为40～250mm。

根据本发明的一种实施方式，所述的内芯棒外表面沿轴向设置有8条相互平行且均匀分布的沟槽，所述沟槽为直沟槽，横截面为矩形，宽度为3～5mm，深度为2～4mm；所述沟槽的一端与入胶口端部之间的距离为60～100mm，所述沟槽的另一端与出胶口端部之间的距离为150～220mm；所述内芯棒的内部沿轴向设置有一条轴向通道，沿径向设置有连通所述轴向通道和所述沟槽的径向通道；所述轴向通道的横截面为圆形，直径为15～20mm，所述径向通道的横截面为圆形，直径为4～6mm，每条沟槽通过一条径向通道与轴向通道连通。

根据本发明的另一种实施方式，所述的内芯棒外表面沿轴向设置有4条相互平行且均匀分布的沟槽，所述沟槽为螺旋形沟槽，螺距为800～1000mm，横截面为等腰梯形，宽度为3～5mm，深度为2～4mm；所述沟槽位于入胶口端部的一端为通槽，所述沟槽的另一端与出胶口端部之间的距离为150～220mm；所述内芯棒的内部沿轴向设置有一条轴向通道，沿径向设置有连通所述轴向通道和所述沟槽的径向通道；所述轴向通道的横截面为圆形，直径为15～20mm，所述径向通道的的横截面为圆形直径为4～6mm，每条沟槽通过一条径向通道与轴向通道连通。

本发明还提供一种支柱绝缘子，其包含上述的支柱绝缘子芯棒预成型体。将该支柱绝缘子芯棒预成型体浸胶、固化之后，进行表面加工处理，然后加装伞裙，从而得到本发明的支柱绝缘子。

本发明的支柱绝缘子芯棒预成型体的内芯棒设置有沟槽、轴向通道和径向通道等结构，来自内芯棒入胶口端部的树脂可以流入轴向通道中，再通过径向通道流入沟槽中，然后渗入位于内芯棒外部的复合材料层，从而提高了产品的灌注效率，有效降低了靠近内部的复合材料层浸不透现象，提高了产品的成品率。

附图说明

图1是实施例1的支柱绝缘子芯棒预成型体的横截面示意图。

图2是实施例1的支柱绝缘子芯棒预成型体的内芯棒的整体结构示意图。

图3是实施例1的支柱绝缘子芯棒预成型体的内芯棒沿A-A’方向的剖面图。

图4是实施例2的支柱绝缘子芯棒预成型体的内芯棒的整体结构示意图。

图5是实施例2的支柱绝缘子芯棒预成型体的内芯棒沿B-B’方向的剖面图。

图6是实施例3的支柱绝缘子芯棒预成型体的内芯棒的整体结构示意图。

图7是实施例6的支柱绝缘子芯棒预成型体的内芯棒的整体结构示意图。

附图标记说明如下：

1、内芯棒；2、复合材料层；3、沟槽；4、轴向通道；5、径向通道。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。

实施例1

如图1、图2和图3所示，本实施例的支柱绝缘子芯棒预成型体包括内芯棒1和复合材料层2。内芯棒1的外表面沿轴向设置有8条相互平行的沟槽3，沟槽3是横截面为等腰梯形的直沟槽，宽度为4mm，深度为3mm；沟槽3均匀分布在内芯棒1的外表面上。沟槽3的一端与入胶口端部之间的距离为70mm，其另一端与出胶口端部之间的距离为180mm。内芯棒1的内部沿轴向设置有一条轴向通道4，沿径向设置有8条径向通道5，径向通道5将轴向通道4和沟槽3连通。轴向通道4从入胶口端部延伸至内芯棒1的内部，其长度为100mm。径向通道5与入胶口端部之间的距离为80mm。轴向通道4的横截面为圆形，直径为18mm。径向通道5的横截面为圆形，直径为5mm。每条沟槽3通过一条径向通道5与轴向通道4连通。图2中的箭头方向表示树脂的流动方向。

将实施例1的支柱绝缘子芯棒预成型体经过浸胶、固化、加伞裙等后处理步骤得到支柱绝缘子。

在支柱绝缘子芯棒预成型体灌注树脂的过程中，树脂从该预成型体的内芯棒1的入胶口端部向出胶口端部灌注，除了通常的灌注过程，同时树脂还通过轴向通道4进入内芯棒1的内部，然后通过径向通道5流入沟槽3中，实现树脂同时从内芯棒1向复合材料层2的渗透，从而提高了产品的灌注效率，降低了靠近内部的复合材料层2的浸不透现象，提高产品的成品率。

实施例2

本实施例的支柱绝缘子芯棒预成型体包括内芯棒1和复合材料层2。如图4和图5所示，内芯棒1外表面沿轴向设置有4条相互平行的沟槽3。沟槽3是横截面为矩形的螺旋形沟槽，其螺距为900mm，宽度为5mm，深度为4mm；沟槽3均匀分布在内芯棒1的外表面上。沟槽3的一端与入胶口端部之间的距离为70mm，其另一端与出胶口端部之间的距离为200mm。内芯棒1的内部沿轴向设置有一条轴向通道4，沿径向设置有4条径向通道5。径向通道5将轴向通道4和沟槽3连通。轴向通道4从入胶口端部延伸至内芯棒1的内部，其长度为90mm。径向通道5与入胶口端部之间的距离为80mm。轴向通道4的横截面为圆形，直径为20mm，径向通道5的横截面为圆形，直径为5mm。每条沟槽3通过一条径向通道5与轴向通道4连通。图4中的箭头方向表示树脂的流动方向。

将实施例2的支柱绝缘子芯棒预成型体经过浸胶、固化、加伞裙等后处理步骤得到支柱绝缘子。

实施例2的支柱绝缘子芯棒预成型体的灌注树脂的过程与实施例1相同，不再赘述。

实施例3

如图6所示，除了将沟槽3的位于入胶口端部的一端设置为通槽(即沟槽3与入胶口端部之间的距离为零)，其他与实施例1相同。

实施例4

除了将沟槽3的数量设置为6条，其他与实施例1相同。

实施例5

除了将沟槽3的横截面设置为矩形，其他与实施例1相同。

实施例6

如图7所示，除了将沟槽3在入胶口端部的一端设置为通槽(即沟槽3与入胶口端部之间的距离为零)，其他与实施例2相同。

本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员可以想到的任何变形、改进、替换均落入本发明的范围。