一种碳纤维多用途复合绞线制造方法，其特征是它包括以下步骤： 首先，设置与复合绞线股数相等的张力纱架，将碳纤维从每个有张力显示并可集中控制张力的张力纱架上匀速牵出，并控制张力在１～５ｋＮ； 其次，将每个张力纱架上的碳纤维引出，经过集纱器集纱形成纤维束，引入周波烘箱，以去掉浮在纤维束表面的断纤维以增加连续碳纤维在制品中的体积比并除去纤维中的水份，控制纤维含水率小于３％，周波烘箱的温度控制在４００℃～５００℃； 第三步，将去过湿的碳纤维送入相应的恒温无损直线料槽中浸润涂胶，控制浸润涂胶的纤维线速度在５００～１０００ｍｍ／ｍｉｎ之间； 第四步，将浸渍过的碳纤维引入拉挤模予成型器中，控制出口的含胶量在１０％～１５％，然后送入拉挤模腔内加热，所述的拉挤模腔中设有两段加热，其中靠近导纱器的一段的加热温度为５０℃～６０℃，另一段的加热温度为８０℃～１００℃，同时使两个加热段之间保持２０～４０ｃｍ的间隔，得到预固化的碳纤维线材； 第五步，使经过预固化的碳纤维线材经过旋转缠绕机，在预固化的碳纤维线材表面用耐高温多股纤维缠绕包覆一层以增加碳纤线材制品界面强度，得到碳纤维预绞线线材； 第六步，将上步所得的碳纤维预绞线线材引入浸渍容器中再次浸润涂胶，控制浸渍容器的温度在４０℃±１，使之以５００ｍｍ／ｍｉｎ－１０００ｍｍ／ｍｉｎ的速度再次通过烘箱加热器加热，加热温度为１６０℃～１８０； 第七步，将上步所得的纤维预绞线线材引入浸渍定型机构中进行浸渍定型； 第八步，将上述从浸渍定型机构中送出的碳纤维预绞线送入合股绞线旋转机构旋转成带有角度的、绳索状复合绞线，然后再送入带有两段温度控制的固化烘箱中进行加热定型，两段加热定型温度分别为１６０℃～１８０℃和２００℃～２２０℃，并去除多余胶，得到复合绞线。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种输电线路导线芯线，尤其是一种用于替代钢芯铝铰线中 的钢芯的复合材料芯线的制造方法及设备，具体地说是一种碳纤维多用途复 合绞线制造方法及设备。
技术介绍
随着我国经济建设的高速发展，电力需求的不断增长，电力负荷不断增 加，电源容量和用电需求的增长以及资源能源的日益紧张，环境保护的要求 不断提高，我国现有的输电线路己不适应传输容量快速扩容的需求，电力传 输已成为电力工业发展的瓶颈。进一步提高电网的输电能力，成为日益重要 的世界性问题。自从1800年开始，架空输电用导线很少有大的革新，其中以钢芯铝导线 使用量最大，作为承担架空输电电缆重量的钢绞线，这种钢绞线不仅本身重 量大，而且易因磁损和热效应造成输出线路的线损，此外钢绞线的抗拉强度 不高，今年我国南方出现的大面积输出铁塔倒塌导致供电线路瘫痪就是因为钢绞线不能承重冰雪的重量拉断后造成铁塔倒塌。而碳纤维复合绞线，具有重量轻、热膨胀系数小、强度高、容量大、耐 高温、低驰度、耐腐蚀、低线损等特点，是一种可替代传统的钢芯铝绞线、 铝合金绞线、铝包钢绞线和殷钢导线的全新产品。碳纤维复合导线技术的推 广，在提高输电线路的输送容量、提高输电网的安全可靠性，降低架空输配 电工程总成本等方面具有十分重要的意义，将有效促进电力领域向高科技方 向的发展，满足输变电领域节能、安全、环保和经济性的更高要求。尤其在 特高压和大跨越输电线路的建设中，具有无可比拟的优越性，必将给输电导 线技术带来前所未有的深刻变化。目前，这一新产品由于缺乏相应的制造方 法及其设备而难以实现。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对目前电力输送线路采用钢铰线作为承重芯线存在的 强度低、自重大、线损高的问题，专利技术一种与现有的钢绞线外形相同的碳纤 维多用途复合绞线制造方法及设备。本专利技术的技术方案是一种碳纤维多用途复合绞线制造方法，其特征是它包括以下步骤 首先，设置与复合绞线股数相等的张力纱架，将碳纤维从每个有张力显 示并可集中控制张力的张力纱架上匀速牵出，并控制张力在l 5kN;其次，将每个张力纱架上的碳纤维引出，经过集纱器集纱形成纤维束， 引入周波烘箱，以去掉浮在纤维束表面的断纤维以增加连续碳纤维在制品中 的体积比并除去纤维中的水份，控制纤维含水率小于3%，周波烘箱的温度控制在400。C 500。C;第三步，将去过湿的碳纤维送入相应的恒温无损直线料槽中浸润涂胶，控制浸润涂胶的纤维线速度在500 1000mm/min之间第四步，将浸渍过的碳纤维引入拉挤模予成型器中，控制出口的含胶量 在10% 15%，然后送入拉挤模腔内加热，所述的拉挤模腔中设有两段加热， 其中靠近导纱器的一段的加热温度为5(TC 6(TC，另一段的加热温度为80 °C 100°C，同时使两个加热段之间保持20 40cm的间隔，得到预固化的碳 纤维线材；第五步，使经过预固化的碳纤维线材经过旋转缠绕机，在预固化的碳纤 维线材表面用耐高温多股纤维缠绕包覆一层以增加碳纤线材制品界面强度， 得到碳纤维预绞线线材；第六步，将上步所得的碳纤维预绞线线材引入浸渍容器中再次浸润涂胶， 控制浸渍容器的温度在40°C±1，使之以500mm/min—1000mm/min的速度再次 通过烘箱加热器加热，加热温度为16CTC 180;第七步，将上步所得的纤维预绞线线材引入浸渍定型机构中进行浸渍定型；第八步，将上述从浸渍定型机构中送出的碳纤维预绞线送入合股绞线旋转机构旋转成带有角度的、绳索状复合绞线，然后再送入带有两段温度控制的固化烘箱中进行加热定型，两段加热定型温度分别为160'C 18(TC和200 'C 22(TC，并去除多余胶，得到复合绞线。所述的复合绞线束旋转后各股与轴线的夹角为8-15度。所述的复合绞线的股数为7股、19股或37股。一种碳纤维多用途复合绞线制造设备，其特征是它主要包括股线缠绕机 构1、合股绞线旋转机构2、牵引旋转收巻机构3，线材缠绕机构1的数量与 最终成品碳纤维复合绞线的股数相等，各线材缠绕机构1最终输出的线材均 同步送入同一合股绞线旋转机构2的输入端，合股绞线旋转机构2的输出的 成品复合绞线送入牵引旋转收巻机构3中收巻；所述的股线缠绕机构1主要 依次由张力显示控制纱架101、集纱器102、去湿器103、浸渍器104、予成 型模105、拉挤模109、碳纤维缠绕机106、 二次浸渍器107和固化烘箱108 组成，固化烘箱108作为绞线旋转机构1的输出接合股绞线旋转机构2的输 入；所述的合股绞线旋转机构2主要依次由多股浸渍定型装置201、多股绞线 旋转装置202、定型烘箱203组成，其中的浸渍定型装置201包括定型模具 204，定型模具204的中心位置处设有与最终成型复合绞线股数相配的模腔 205，在定型模具204上设有与模腔205相通的浸渍液注入口 206和浸渍液出 口 207，浸渍液出口 207正对浸渍槽208，浸渍槽208设有与浸渍液注入口 206 相通的循环口 209，各股线缠绕机构1中的固化烘箱108送来的线材浸渍固化 后送入定型模具204中浸渍并由进口端大、出口端小的模腔205挤压进行合 股后送入多股绞线旋转装置202旋转成带有角度的、绳索状复合绞线4，该复 合绞线4然后进入紧邻的定型烘箱203中，定型烘箱203中设有两段加热定 型温度段，其中第一段的加热温度为16(TC 18(TC，第二段的加热温度为200 'C 22(TC，定型烘箱203作为合股绞线旋转机构2的成品复合绞线4的输出 端与牵引旋转收巻机构3相邻，牵引收巻机构3由与多股绞线旋转装置202， 同步牵引旋转机301和收巻机302组成。本专利技术的有益效果本专利技术经过反复实验，在传统复合材料制造方法的基础上结合碳纤维和最终成形产品的绳状特点通过合理设计工艺路线，所生产的绳状复合绞线具 有(1) 比重小，重量不到传统钢芯的1/4，导线整体重量大大减轻； 抗拉强度大，可满足远距离架设的强度要求，如许多跨越江河和山(2) 热膨胀系数小，碳纤维具有接近为零的热膨胀系数，基本上消除了 导线的弧垂问题，不受铝的长期蠕变影响；(3) 导电率高，载流量大。由于复合材料不存在钢丝材料引起的磁损和 热效应，在输送相同电力的条件下，具有更低的运行温度，可以减 少电力损耗，节约能源成本。另外，相同直径时碳纤维复合导线的 铝材截面积为常规钢芯铝绞线的1. 2倍以上，因此可以提高载流量 20%，大幅度提高导线传输容量；(4) 耐候性好，耐高温、耐摩擦、耐腐蚀。 本专利技术的还具有以下意义(1 )对解决我国电网建设与改造所面临的诸多技术问题具有重大意义；(2) 可以为我国输电网改造和维护节省巨额投资；(3) 可以提高我国输电网的安全可靠性；(4) 可以推进我国输电网的技术进步，从而使我国输电导线研制水平达 到国际先进水平；(5) 可以推进我国复合材料高新技术的技术进步和产业化；(6) 有利于提高我国复合材料产业和输电导线产业的总体技术水平；(7) 对我国电力事业的环境保护和可持续发展具有深远的意义。 本专利技术的设备配置合理，结构简单，制造安装、调试、维护方便。附图说明图1是本专利技术的复合绞线产品结构示意图。 图2是本专利技术的设备及工艺流程示意图。 图3是本专利技术的浸渍定型装置的结构示意图。 图4是图3本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种碳纤维多用途复合绞线制造方法，其特征是它包括以下步骤：首先，设置与复合绞线股数相等的张力纱架，将碳纤维从每个有张力显示并可集中控制张力的张力纱架上匀速牵出，并控制张力在１～５ｋＮ；其次，将每个张力纱架上的碳纤维引出，经过集纱器集纱形成纤维束，引入周波烘箱，以去掉浮在纤维束表面的断纤维以增加连续碳纤维在制品中的体积比并除去纤维中的水份，控制纤维含水率小于３％，周波烘箱的温度控制在４００℃～５００℃；第三步，将去过湿的碳纤维送入相应的恒温无损直线料槽中浸润涂胶，控制浸润涂胶的纤维线速度在５００～１０００ｍｍ／ｍｉｎ之间；第四步，将浸渍过的碳纤维引入拉挤模予成型器中，控制出口的含胶量在１０％～１５％，然后送入拉挤模腔内加热，所述的拉挤模腔中设有两段加热，其中靠近导纱器的一段的加热温度为５０℃～６０℃，另一段的加热温度为８０℃～１００℃，同时使两个加热段之间保持２０～４０ｃｍ的间隔，得到预固化的碳纤维线材；第五步，使经过预固化的碳纤维线材经过旋转缠绕机，在预固化的碳纤维线材表面用耐高温多股纤维缠绕包覆一层以增加碳纤线材制品界面强度，得到碳纤维预绞线线材；第六步，将上步所得的碳纤维预绞线线材引入浸渍容器中再次浸润涂胶，控制浸渍容器的温度在４０℃±１，使之以５００ｍｍ／ｍｉｎ－１０００ｍｍ／ｍｉｎ的速度再次通过烘箱加热器加热，加热温度为１６０℃～１８０；第七步，将上步所得的纤维预绞线线材引入浸渍定型机构中进行浸渍定型；第八步，将上述从浸渍定型机构中送出的碳纤维预绞线送入合股绞线旋转机构旋转成带有角度的、绳索状复合绞线，然后再送入带有两段温度控制的固化烘箱中进行加热定型，两段加热定型温度分别为１６０℃～１８０℃和２００℃～２２０℃，并去除多余胶，得到复合绞线。...
【技术特征摘要】
1、一种碳纤维多用途复合绞线制造方法，其特征是它包括以下步骤首先，设置与复合绞线股数相等的张力纱架，将碳纤维从每个有张力显示并可集中控制张力的张力纱架上匀速牵出，并控制张力在1～5kN；其次，将每个张力纱架上的碳纤维引出，经过集纱器集纱形成纤维束，引入周波烘箱，以去掉浮在纤维束表面的断纤维以增加连续碳纤维在制品中的体积比并除去纤维中的水份，控制纤维含水率小于3％，周波烘箱的温度控制在400℃～500℃；第三步，将去过湿的碳纤维送入相应的恒温无损直线料槽中浸润涂胶，控制浸润涂胶的纤维线速度在500～1000mm/min之间；第四步，将浸渍过的碳纤维引入拉挤模予成型器中，控制出口的含胶量在10％～15％，然后送入拉挤模腔内加热，所述的拉挤模腔中设有两段加热，其中靠近导纱器的一段的加热温度为50℃～60℃，另一段的加热温度为80℃～100℃，同时使两个加热段之间保持20～40cm的间隔，得到预固化的碳纤维线材；第五步，使经过预固化的碳纤维线材经过旋转缠绕机，在预固化的碳纤维线材表面用耐高温多股纤维缠绕包覆一层以增加碳纤线材制品界面强度，得到碳纤维预绞线线材；第六步，将上步所得的碳纤维预绞线线材引入浸渍容器中再次浸润涂胶，控制浸渍容器的温度在40℃±1，使之以500mm/min-1000mm/min的速度再次通过烘箱加热器加热，加热温度为160℃～180；第七步，将上步所得的纤维预绞线线材引入浸渍定型机构中进行浸渍定型；第八步，将上述从浸渍定型机构中送出的碳纤维预绞线送入合股绞线旋转机构旋转成带有角度的、绳索状复合绞线，然后再送入带有两段温度控制的固化烘箱中进行加热定型，两段加热定型温度分别为160℃～180℃和200℃～220℃，并去除多余胶，得到复合绞线。2、 根据权利要求1所述的碳纤维多用途复合绞线制造方法，其特征是复合绞 线束旋转后各股与轴线的夹角为8-15度。3、 根据权利要求1所述的碳纤维多用途复合绞线制造方法，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：程逸建，程正珲，
申请(专利权)人：南京诺尔泰复合材料设备制造有限公司，
类型：发明
国别省市：84
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