[发明专利]一种阶梯芯轴式复合材料杆塔及制作工艺

说明书

本发明涉及一种阶梯芯轴式复合材料杆塔及制作工艺，杆塔本体(1)为圆锥台形中空状构件，其包括内柱体构件(11)、中柱体构件(12)和外柱体构件(13)，内柱体构件(11)为阶梯圆柱形状，由多段不同直径的材料为玻纤增强聚氨酯树脂的中空复合管(111)依次套接而成，相套接的两个中空复合管(111)之间设置有连接环(112)，环形粘接腔(114)内填充有聚氨酯结构胶，中柱体构件(12)设置在内柱体构件(11)的外表面上，外柱体构件(13)设置在中柱体构件(12)的外表面上，本发明结构简单新颖，机械强度高不易折断，生产工艺简单，生产效率高，生产成本低。

技术领域

本发明涉及复合材料杆塔技术领域，具体涉及一种阶梯芯轴式复合材料杆塔及制作工艺。

背景技术

杆塔是输电线路、通信基站、交通信号及城市照明的重要设备，其使用材料的特性直接影响到以上行业运行的安全性、经济性和可靠性。由于钢材具有强度重量比高、易加工安装等优点，国内外目前大多采用全钢材杆塔或钢筋混凝土杆塔。但是全钢杆塔也存在质量大(钢材密度较高)、易锈蚀等缺陷，钢筋混凝土杆塔存在质量大(钢材和混凝土密度较高)、易过载疲劳损毁等缺陷，所以在杆塔施工运输及维护方面需要投入较大的人力和物力。而随着复合材料生产技术及其制造工艺的发展，复合材料具有重量轻、强度大、耐腐蚀、耐高低温、耐久性能好及绝缘性强等特点，使得复合材料杆塔具有运输成本低(特别是在人烟稀少的山区)、防污、防腐性能好等优点，有着很好的应用前景。

利用复合材料的绝缘性，不仅易于解决输电线路的污染事故，提高线路安全运行水平，减小塔头尺寸与走廊宽度；杆塔轻便，大幅度地降低杆塔的运输和组装成本；杆塔耐候耐腐蚀性好、被盗可能性小的特点，可降低线路、基站及设备的维护成本；同时由于杆塔颜色可调，增强了线路和基站的环境友好性。因此复合材料在一定程度上是建造输电杆塔和通信、交通及城市照明杆塔结构的优选材料之一。目前，市面上出现了诸多复合材料杆塔，其具有质轻、耐腐蚀性好以及降低矿物资源需求和环境污染等优点，逐渐被推广使用。

但是，现有的复合材料杆塔在生产和使用时存在有以下两点不足之处：一、由于复合材料杆塔生产大都是采用纤维螺旋缠绕的工艺制成，这种方式制造出的复合材料杆塔很容易折断，如果折断就无法再修复使用，在内部结构上不能满足实际使用要求，尤其是相关机械性能达不到使用要求，使用寿命短，成本高；二、需要用芯轴作为模具进行生产，在芯轴面上进行纤维缠绕，然后再固化、脱模，工艺过程复杂，难度大，且耗时长，生产效率较低，成本较高。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术存在的不足，提供一种阶梯芯轴式复合材料杆塔及制作工艺，结构简单新颖，机械强度高不易折断，生产工艺简单，生产效率高，生产成本低。

本发明采用的技术方案是：一种阶梯芯轴式复合材料杆塔，包括杆塔本体1，杆塔本体1为圆锥台形中空状构件，其包括内柱体构件11、中柱体构件12和外柱体构件13，内柱体构件11为阶梯圆柱形状，由多段不同直径的材料为玻纤增强聚氨酯树脂的中空复合管111依次套接而成，相套接的两个中空复合管111之间设置有连接环112，连接环112上设置有圆环安装槽113，上方的中空复合管111的下端插入在圆环安装槽113中，连接环112插入在下方的中空复合管111内，其之间形成有环形粘接腔114，环形粘接腔114内填充有聚氨酯结构胶，中柱体构件12设置在内柱体构件11的外表面上，为浸润芳香族聚氨酯树脂的连续玻璃纤维缠绕而成，外柱体构件13设置在中柱体构件12的外表面上，为浸润脂肪族聚氨酯树脂的连续玻璃纤维和/或玻璃纤维复合毡和/或玻璃纤维方格布缠绕而成。

进一步改进在于，所述的中空复合管111为一次性拉挤成型的玻纤增强聚氨酯树脂的整体构件，其壁厚为1.5mm～4mm。

进一步改进在于，所述的连接环112为金属构件，其上设有连接螺孔。

进一步改进在于，所述的中柱体构件12、外柱体构件13的缠绕方向与内柱体构件11的中心轴线方向夹角为1°～60°，中柱体构件12的缠绕方向与外柱体构件13的缠绕方向相反。