[发明专利]一种垂直骨架的复合材料杆塔及其制备方法

说明书

本发明公开了一种垂直骨架的复合材料杆塔及其制备方法，杆塔包括垂直骨架，所述垂直骨架由若干截中空圆柱筒依次套接而成；泡沫内芯，所述泡沫内芯填充于垂直骨架的内部；复合材料外层，所述复合材料外层包覆于垂直骨架的外表面。本发明的优点在于在杆塔内部增设了垂直骨架，增加了杆塔的强度，使杆塔的不易折断；垂直骨架由若干个中空圆柱筒活动套接而成，中空圆柱筒成型工艺简单，体积小，运输方便，且组装时无需任何辅助连接件，只需堆叠后牵引悬空，即可自动成型，可提高生产效率；工艺省去了脱模工序；泡沫内芯直接在垂直骨架内部成型，通过其发泡过程，能对垂直骨架产生一定的膨胀挤压作用，使垂直骨架定型，且能保护垂直骨架不被腐蚀。

技术领域

本发明涉及复合材料杆塔技术领域，具体涉及一种垂直骨架的复合材料杆塔及其制备方法。

背景技术

输电线路杆塔结构，是电力架空线路设施中特殊的支撑结构件，其结构性能直接影响着线路的安全性、经济性和运行可靠性。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具有以下两个缺点：(1)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。(2)需要用芯轴作为模具，在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。

发明内容

本发明的目的在于提供一种垂直骨架的复合材料杆塔及其制备方法，其解决了传统复合材料杆塔工艺加工难度大、耗时长，以及产品易折断的缺点。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种垂直骨架的复合材料杆塔，包括

垂直骨架，所述垂直骨架由若干截中空圆柱筒依次套接而成；

泡沫内芯，所述泡沫内芯填充于垂直骨架的内部；

复合材料外层，所述复合材料外层包覆于垂直骨架的外表面。

进一步改进在于，所述垂直骨架中各个中空圆柱筒的长度相等，筒壁厚度相等，且内径由下往上逐个减小。

进一步改进在于，所述中空圆柱筒的外表面底端设有外凸环，中空圆柱筒的内表面顶端设有内凸环，相邻中空圆柱筒套接时，所述外凸环与内凸环相互挡住。

进一步改进在于，所述垂直骨架中位于最下方的中空圆柱筒的底部设有密封底板。

进一步改进在于，所述中空圆柱筒的材料为铁或其合金、铝或其合金、铜或其合金中的一种。

进一步改进在于，所述泡沫内芯的制备原料按重量份数包括不饱和聚酯树脂50-60份、酚醛树脂50-60份、凹凸棒土5-20份、阻燃剂10-20份、发泡剂2-8份、固化剂1-10份。

进一步改进在于，所述复合材料外层包括玻璃纤维、芳纶纤维和玄武岩纤维，且玻璃纤维、芳纶纤维和玄武岩纤维之间的质量比为7-10:3-5:1-3。

一种垂直骨架的复合材料杆塔的制备方法，步骤包括

(1)、制备若干个长度相等、内径递减的中空圆柱筒，每个中空圆柱筒的外表面底端均设有外凸环、内表面顶端均设有内凸环，将中空圆柱筒按内径由小到大依次堆叠，形成多层圆柱套筒结构，并使用密封底板将最外层中空圆柱筒的底部密封；

(2)、将多层圆柱套筒结构中最内层的中空圆柱筒牵引悬空，外层所有中空圆柱筒均下滑至相邻中空圆柱筒上的外凸环与内凸环卡接，形成垂直骨架；

(3)、将制备泡沫内芯的原料倒入垂直骨架内部，经搅拌、高温发泡、固化步骤，制成泡沫内芯；

(4)、转动垂直骨架，通过纤维缠绕及固化步骤，在垂直骨架的外表面制成复合材料外层。