CN100468901C - 常温收缩型橡胶绝缘筒及其制造方法 - Google Patents

常温收缩型橡胶绝缘筒及其制造方法 Download PDF

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Abstract

一种常温收缩型橡胶绝缘筒，其包括：以在常温下具有弹性橡胶材料为主体，构成单片结构的加强绝缘筒体；在其两侧设置的半导电性应力锥层；在所述加强绝缘筒体内周面设置的内部半导电层；设置在所述加强绝缘筒体外周面并覆盖它的外部半导电层，其特征在于，所述加强绝缘筒体、半导电性应力锥层及内部半导电层由模制成形体构成，所述外部半导电层由在所述外部半导电层涂敷液状半导电性橡胶材料，并使其加硫硬化形成的薄壁圆筒状涂敷体构成。

Description

常温收缩型橡胶绝缘筒及其制造方法
技术领域
本发明涉及用于高压CV电缆等电力电缆连接部的常温收缩型橡胶绝缘筒及其制造方法。
背景技术
可适用于高压CV电缆等绝缘连接部的有按压模制型、预制型、卷带模制型、卷带型等各种类型的结构。在此基础上，近年来，随着橡胶模制技术显著的提高，而研发使用单片的常温收缩型橡胶绝缘筒的施工性优良的单片接头，且其适用程度渐渐扩大。
如图3(C)、图4(C)所示，用于该接头的常温收缩型绝缘筒包括：以在常温下具有弹性的橡胶材料作为主体，形成单片结构的加强绝缘筒体1；设于其两侧的半导电性应力锥层3；设于加强绝缘筒体1内周面的内部半导电层5；设置在加强绝缘筒体1外周面并覆盖它的外部半导电层7。其中，所述加强绝缘筒体1、半导电性应力锥层3、内部半导电层5及外部半导电层7由模制成形体构成。
当制造该常温收缩型橡胶绝缘筒时，例如，如图3(A)所示，在芯材9外周的规定位置配置筒状模制成形体构成的内部半导电层5，该筒状模制成形体由预先向专用模具(未图示)内注入半导电性橡胶材料模制成形(含加硫硬化。以下相同)形成。
其次，在芯材9的外周设定加强绝缘筒体1的模具(未图示)，并通过向该模具内注入橡胶材料模制成形，设置由图3(B)所示的模制成形体构成的加强绝缘筒体1，使其两侧的壁厚形成渐渐变薄的斜面1a。
在拆下加强绝缘筒体1的模具后，设定外部半导电层7的模具(未图示)，并将外部半导电层7设置于加强绝缘筒体1的外周面，并将其覆盖，该外部半导电层7由向该模具内注入半导电性橡胶材料模制成形形成的图3(C)所示的模制成形体构成。同时，在加强绝缘筒体1的两侧设置具有与其斜面1a触接的斜面型凹部3a的半导电性应力应力锥层3。然后，在拆下外部半导电层7的模具后，拔出芯材9，完成常温收缩型橡胶绝缘筒。
或者，如图4(A)所示，在芯材9外周的规定位置筒状模制成形体构成的内部半导电层5，该筒状模制成形体配置由预先向专用模具(未图示)内注入半导电性橡胶材料模制成形形成。然后，在其两侧隔开内部半导电层5一定间隔配置筒状模制成形体构成的半导电性应力锥层3，使其斜面型凹部3a面向内部半导电层5的侧面，该筒状模制成形体由预先向专用模具(未图示)内注入半导电性橡胶材料模制成形形成。
其次，在芯材9的外周内装内部半导电层5，且跨过两半导电性应力锥层3的外周，设定加强绝缘筒体1的模具(未图示)，并向该模具内注入橡胶材料，如图4(B)所示，再通过覆盖内部半导电层5，且充满两半导电性应力锥层3的各斜面型凹部3a内模制成形，设置由形成的模制成形体构成的加强绝缘筒体1，使其两侧的壁厚形成渐渐变薄的斜面1a。
在拆下加强绝缘筒体1的模具后，在芯材9的外周设定外部半导电层7的模具(未图示)，以内装加强绝缘筒体1和两半导电性应力锥层3的露出部分，再将的图4(C)所示的模制成形体构成的外部半导电层7跨过半导电性应力锥层3设置在加强绝缘筒体1的外周面，并将其覆盖。该模制成形体由通过向该模具内注入半导电性橡胶材料模制成形形成。其次，在拆下外部半导电层7的模具后，取下芯材9，完成常温收缩型橡胶绝缘筒。
现有的常温收缩型橡胶绝缘筒，如上所述，加强绝缘筒体1、半导电性应力锥层3、内部半导电层5及外部半导电层7由模制成形体构成。这样，当利用图3(A)～(C)所示的方法制造该橡胶绝缘筒时，由于使用共通的外部半导电层7的模具模制成形来形成外部半导电层7和半导电性应力锥层3，故可减少模具的数量，但由于外部半导电层7和半导电性应力锥层3的形状、壁厚有很大的差异，半导电性橡胶材料在形成外部半导电层7和半导电性应力锥层3的空间不均等且不能圆滑地流动，故难于模制成形具有规定形状、品质的外部半导电层7及半导电性应力锥层3。
另外，当利用图4(A)～(C)所示的方法制造该橡胶绝缘筒时，由于外部半导电层7和半导电性应力锥层3各自使用专用的模具模制成形，故消除所述问题，但模具数量比上述的模具数量多，制造常温收缩型橡胶绝缘筒的成本增加。
当利用所述的任意一种方法制造常温收缩型橡胶绝缘筒时，由于外部半导电层7由模制成形体构成，其形成必需使用模具，故流入模具内的半导电性橡胶材料的流动不均衡，产生部分的残留，有可能产生壁厚不均匀等。因此，为解决该问题，外部半导电层7的壁厚一般为3mm以上。这样，向模具内注入半导电性橡胶材料来模制成形(包括注入填充后的硬化)所需要的时间增加，橡胶绝缘筒的制造效率降低。此外，由于在模制成形外部半导电层7的模具比加强绝缘筒体1等模制成形的模具更大，而增大了外部半导电层壁厚的量，从而进一步增大了模具及模压装置，并使价格增高，提高了制造常温收缩型橡胶绝缘筒的成本增加。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种常温收缩型橡胶绝缘筒及其制造方法，可不使用将外部半导电层模制成形的模具，使成本降低，提高制造效率。
为达到所述目的，本发明提供一种常温收缩型橡胶绝缘筒，其包括：以在常温下具有弹性的橡胶材料为主体，构成单片结构的加强绝缘筒体；在所述加强绝缘筒体的两侧设置的半导电性应力锥层；在所述加强绝缘筒体内周面设置的内部半导电层；设置在所述加强绝缘筒体外周面并覆盖它的外部半导电层，保持所述增径状态，进行减径而安装在电缆连接部，其特征在于，所述加强绝缘筒体、半导电性应力锥层及内部半导电层由硅橡胶的模制成形体构成，所述外部半导电层由硅橡胶的涂敷体构成。
根据这样的结构，可不需要模制成形外部半导电层的大型模具及模压装置，可降低制造常温收缩型橡胶绝缘筒的成本。
本发明提供一种常温伸缩性橡胶绝缘筒的制造方法，其包括如下工序：形成内部半导电层的工序，其通过向模具内注入半导电性硅橡胶进行模制成形，形成由圆筒状模制成形体构成的内部半导电层；形成两个半导电性应力锥层的工序，其通过向模具内注入半导电性硅橡胶进行模制成形，形成由大致圆筒状模制成形体构成的两个半导电性应力锥层；配置所述半导电性应力锥层的工序，其在圆柱状芯材外周的规定位置配置预先形成的所述内部半导电层，并在其两侧相对所述内部半导电层隔开一定的间隔，配置预先形成的所述半导电性应力锥层的工序；设置加强绝缘筒体的工序，其在所述芯材的外周，内装所述内部半导电层，且跨过两半导电性应力锥层的外周，设定加强绝缘筒体的模具，并向该模具内注入半导电性硅橡胶，设置由通过模制成形以覆盖所述内部半导电层并且覆盖所述两半导电性应力锥层而形成的模制成形体构成的加强绝缘筒体；形成涂敷体的工序，其在拆下所述加强绝缘筒体的模具后，对所述加强绝缘筒体喷射液状半导电性硅橡胶，并在所述加强绝缘筒体的外周面，跨过所述半导电性应力锥层涂敷所述半导电性硅橡胶，以覆盖所述加强绝缘筒体而形成涂敷体；拔出所述芯材的工序，其在设置所述外部半导电层后，拔出所述芯材，所述外部半导电层是加热干燥并且加硫硬化所述涂敷体而形成的，保持增径状态，进行减径而安装在电缆连接部。
本发明提供一种常温收缩型橡胶绝缘筒，其包括：以在常温下具有弹性的橡胶材料为主体，构成单片结构的加强绝缘筒体；在所述加强绝缘筒体的两侧设置的半导电性应力锥层；在所述加强绝缘筒体内周面设置的内部半导电层；设置在所述加强绝缘筒体外周面并覆盖所述加强绝缘筒体的外部半导电层，保持所述增径状态，进行减径而安装在电缆连接部，其特征在于，所述加强绝缘筒体、半导电性应力锥层及内部半导电层由模制成形体构成，所述外部半导电层由涂敷体构成，并且在保管时，所述外部半导电层的外周面设置保护层。
本发明提供一种适用于常温收缩型橡胶绝缘筒的电缆连接部，其包括：以在常温下具有弹性的橡胶材料为主体，构成单片结构的加强绝缘筒体；在所述加强绝缘筒体的两侧设置的半导电性应力锥层；在所述加强绝缘筒体内周面设置的内部半导电层；设置在所述加强绝缘筒体外周面并覆盖所述加强绝缘筒体的外部半导电层，保持所述增径状态，进行减径而安装在电缆连接部，其特征在于，所述加强绝缘筒体、半导电性应力锥层及内部半导电层由模制成形体构成，所述外部半导电层由涂敷体构成，所述外部半导电层的外周面还设有保护层。
由于外部半导电层由涂敷体构成，故不存在残留流入模具内的半导电性橡胶材料、流动不均匀和控制成形压力的复杂工序，可容易地形成外部半导电层的成品率，且不产生壁厚不均匀，与现有的模制成形形成的相比，可形成薄壁的外部半导电层，并可缩短形成外部半导电层(涂敷及硬化)所需要的时间，提高橡胶绝缘筒的制造效率。
另外，由于加强绝缘筒体、半导电性应力锥层及内部半导电层不由涂敷体构成，而由模制成形体构成，故在增径保持、减径安装橡胶绝缘筒时，不会引起形状损坏，其坚固、耐久性优良，可长期稳定地保持所要求的性能，提高可靠性。
附图说明
图1是表示本发明常温收缩型橡胶绝缘筒的剖面图；
图2(A)～(C)是按工序表示制造图1的常温收缩型橡胶绝缘筒的方法的半剖面工序图；
图3(A)～(C)是按工序表示制造现有的常温收缩型橡胶绝缘筒的方法的半剖面工序图；
图4(A)～(C)是按工序表示制造现有的常温收缩型橡胶绝缘筒的方法的另一例的半剖面工序图。
具体实施方式
以下，通过附图详细说明本发明的实施方式。图1是表示本发明的常温收缩型橡胶绝缘筒的剖面图。
本发明的常温收缩型橡胶绝缘筒包括：以在常温下具有弹性的乙烯丙烯橡胶(EPR)、硅胶(SR)等橡胶材料为主体，形成单片结构的加强绝缘筒体11；设于其两侧置的两个半导电性应力锥层13；设于加强绝缘筒体11内周面的内部半导电层15；设置在加强绝缘筒体11外周面并覆盖它的外部半导电层17。
进一步追加说明，加强绝缘筒体11由圆筒状模制成形体构成，在其两侧形成壁厚渐渐变薄的斜面11a，该圆筒状模制成形体通过模制成形所述次乙基丙烯橡胶等橡胶材料形成。
两个半导电性应力锥层13在加强绝缘筒体11的两侧隔开内部半导电层15一定的间隔，其由大致圆筒状的模制成形体构成，且形成斜面型凹部13a，使其面向内部半导电层15的侧面，该模制成形体由在所述橡胶材料内模制成形混入碳等的半导电性橡胶材料形成。
内部半导电层15由埋设在加强绝缘筒体11中央部位的内周面并使其内周面露出的圆筒状模制成形体构成，该圆筒状模制成形体在所述橡胶材料中通过模制成形混入碳等的半导电性橡胶材料形成。
外部半导电层17由薄壁的圆筒状涂敷体17a和接触涂敷体17b构成。其圆筒状涂敷体17a覆盖加强绝缘筒11的外周面，跨过半导电性应力锥层13，利用喷嘴喷射涂敷(涂装)或利用辊轴旋转涂敷等涂敷在所述橡胶材料中混入碳等的液状半导电性橡胶材料，且具有利用加硫硬化形成的50％以上的伸张性，其壁厚在1mm以下；其接触涂敷体17b设置于该薄壁圆筒状涂敷体17a的两端部，且与两半导电性应力锥层13、13接触。两半导电性应力锥层13、13通过接触涂敷体17b及薄壁圆筒状涂敷体17a形成导通状态。
本发明的常温收缩型橡胶绝缘筒形成为上述的结构。这样的加强绝缘筒体11、半导电性应力锥层13及内部半导电层15由模制成形体构成，外部半导电层17由涂敷体构成，可不需要模制成形外部半导电层17的大型模具及模压装置，并可降低制造常温收缩型橡胶绝缘筒的成本。
另外，由于外部半导电层17由涂敷体构成，故不存在残留流入模具内的半导电性橡胶材料、流动不均匀和控制成形压力的复杂工序，可容易地形成外部半导电层的成品率，且不产生壁厚不均匀，与现有的模制成形形成的相比，可形成薄壁的外部半导电层17，并可缩短形成外部半导电层17(涂敷及硬化)所需要的时间，提高橡胶绝缘筒的制造效率。
另外，由于加强绝缘筒体11、半导电性应力锥层13及内部半导电层15不由涂敷体构成，而由模制成形体构成，故在增径保持、减径安装橡胶绝缘筒时，不会引起形状损坏，其坚固、耐久性优良，可长期稳定地保持所要求的性能，提高可靠性。
以下，利用图2(A)～(C)说明本发明的常温收缩型橡胶绝缘筒的制造方法。首先，在预先准备的专用模具(未图示)内例如注入在硅胶中混入碳的半导电性橡胶，通过模制成形，形成由圆筒状模制成形体构成的内部半导电层15。另外，向专用模具(未图示)内注入在硅胶中混入碳的相同的半导电性橡胶材料，通过模制成形，形成由在一侧具有斜面型凹部13a的大致圆筒状模制成形体构成的两个半导电性应力锥层13。
其次，如图2(A)所示，在圆锥状芯材192外周的规定位置，例如大致中央位置配置预先形成的所述内半导电层15，然后在其两侧隔开内部半导电层15一定间隔，配置预先形成的所述半导电性应力锥层13，使其斜面型凹部13a面向内部半导电层15的一侧。
然后，在芯材19的外周，内装内部半导电层15，且跨过两半导电性应力锥层13的外周，设定加强绝缘筒体11的模具(未图示)，并向该模具内注入硅胶；再如图2(B)所示，通过使硅胶覆盖内部半导电层15，且充满两半导电性应力锥层13的各斜面型凹部13a内，模制成形，设置由形成的模制成形体构成的加强绝缘筒体11，使其两侧形成壁厚渐渐变薄的斜面11a。
然后，在拆下加强绝缘筒体11的模具后，如图2(C)所示，使安装所述加强绝缘筒体11等的芯材19以一定的速度旋转，同时，使喷嘴21沿芯材19的纵向方向以一定的速度反复移动，自喷嘴21喷射在硅胶中混入碳等的液状半导电性橡胶材料。这样，向加强绝缘筒体11的外周面，跨过半导电性应力锥层13，在壁厚1mm以下吹附涂敷(涂装)该半导电性橡胶材料，使其覆盖加强绝缘筒体11的外周面，形成薄壁圆筒状涂敷体17a。另外，在该薄壁圆筒状涂敷体17a的两端部设置和两半导电性应力锥层13、13接触的接触涂敷体17b。进一步设置外部半导电层17，该外部半导电层17是由恒温槽等(未图示)加热干燥并且加硫硬化这些涂敷体而形成的。然后，抽出芯材19，完成常温收缩型橡胶绝缘筒。这样制造的常温收缩型橡胶绝缘筒的通过在其外周面卷上半导电性的带、膜或片，设置保护层来保管或使用。
另外，当在加强绝缘筒体11的外周面吹附涂敷(涂装)所述半导电性橡胶材料来形成涂敷体时，可以固定芯材19，使喷嘴21在绕芯材19旋转的同时在芯材19的纵向反复移动。另外，还可以固定喷嘴21，在使芯材19旋转的同时还使其在纵向反复移动。还可以使喷嘴21绕芯材19旋转同时使芯材19在纵向反复移动。另外，在形成所述涂敷体时，取代所述吹附涂敷(涂装)，也可以例如在加强绝缘筒体11的外周面滴下液状的所述半导电性橡胶材料等，与其对应必须使芯材19旋转，同时使辊轴旋转，通过拉薄形成涂敷体。另外，接触涂敷体17b也可以将仅设在一侧的半导电性应力锥层13薄壁圆筒状涂敷体17a与该一方的半导电性应力锥层13电导通。另外，还可以全部不设置接触涂敷体17b，形成薄壁圆筒状涂敷体17a不与半导电性应力锥层13、13电导通的状态。
如上所述，根据本发明的常温收缩型半导电性橡胶绝缘筒，由于所述加强绝缘筒体、半导电性应力锥层及内部半导电层由模制成形体构成，外部半导电层由涂敷体构成，可不需要模制成形外部半导电层的大型模具及模压装置，可降低制造常温收缩型橡胶绝缘筒的成本。
由于外部半导电层由涂敷体构成，故不存在残留流入模具内的半导电性橡胶材料、流动不均匀和控制成形压力的复杂工序，可容易地形成外部半导电层的成品率，且不产生壁厚不均匀，与现有的模制成形形成的相比，可形成薄壁的外部半导电层，并可缩短形成外部半导电层(涂敷及硬化)所需要的时间，提高橡胶绝缘筒的制造效率。
另外，由于加强绝缘筒体、半导电性应力锥层及内部半导电层不由涂敷体构成，而由模制成形体构成，故在增径保持、减径安装橡胶绝缘筒时，不会引起形状损坏，其坚固、耐久性优良，可长期稳定地保持所要求的性能，提高可靠性。

Claims (14)

1、一种常温收缩型橡胶绝缘筒，其包括:以在常温下具有弹性的橡胶材料为主体，构成单片结构的加强绝缘筒体；在所述加强绝缘筒体的两侧设置的半导电性应力锥层；在所述加强绝缘筒体内周面设置的内部半导电层；设置在所述加强绝缘筒体外周面并覆盖它的外部半导电层，保持所述增径状态，进行减径而安装在电缆连接部，其特征在于，所述加强绝缘筒体、半导电性应力锥层及内部半导电层由硅橡胶的模制成形体构成，所述外部半导电层由硅橡胶的涂敷体构成。
2、如权利要求1所述的常温收缩型橡胶绝缘筒，其特征在于，所述加强绝缘筒体是圆筒状。
3、如权利要求1所述的常温收缩型橡胶绝缘筒，其特征在于，所述半导电性应力锥层由圆筒状的模制成形体构成，该模制成形体通过对在所述硅橡胶材料内混入碳的半导电性橡胶材料进行模制成形而形成，而使所述半导电性应力锥层相对内部半导电层隔开一定的间隔并位于所述加强绝缘筒体的两侧。
4、如权利要求1所述的常温收缩型橡胶绝缘筒，其特征在于，所述内部半导电层由圆筒状模制成形体构成，该模制成形体，其通过对在所述硅橡胶材料内混入碳的半导电性橡胶材料进行模制成形而形成、并且使内周面露出地埋设在所述加强绝缘筒体中央部位的内周面。
5、如权利要求1所述的常温收缩型橡胶绝缘筒，其特征在于，所述外部半导电层，其通过覆盖该加强绝缘筒体、跨过半导电性应力锥层、涂敷在硅橡胶材料内混入碳的液状半导电性橡胶材料并加硫硬化，而形成在所述加强绝缘筒体的外周面。
6、如权利要求5所述的常温收缩型橡胶绝缘筒，其特征在于，所述液状半导电性橡胶材料通过喷嘴喷射吹附涂敷而进行涂敷。
7、如权利要求5所述的常温收缩型橡胶绝缘筒，其特征在于，所述液状半导电性橡胶材料通过辊轴旋转涂敷而进行涂敷。
8、如权利要求5所述的常温收缩型橡胶绝缘筒，其特征在于，所述外部半导电层由具有大于或等于50％的伸缩度，且壁厚为1mm以下的薄壁圆筒状涂敷体构成。
9、一种常温收缩型橡胶绝缘筒的制造方法，其包括如下工序:
形成内部半导电层的工序，其通过向模具内注入半导电性硅橡胶进行模制成形，形成由圆筒状模制成形体构成的内部半导电层；
形成两个半导电性应力锥层的工序，其通过向模具内注入半导电性硅橡胶进行模制成形，形成由圆筒状模制成形体构成的两个半导电性应力锥层；
配置所述半导电性应力锥层的工序，其在圆柱状芯材外周的规定位置配置预先形成的所述内部半导电层，并在其两侧相对所述内部半导电层隔开一定的间隔，配置预先形成的所述半导电性应力锥层的工序；
设置加强绝缘筒体的工序，其在所述芯材的外周，内装所述内部半导电层，且跨过两半导电性应力锥层的外周，设定加强绝缘筒体的模具，并向该模具内注入半导电性硅橡胶，设置由通过模制成形以覆盖所述内部半导电层并且覆盖所述两半导电性应力锥层而形成的模制成形体构成的加强绝缘筒体；
形成涂敷体的工序，其在拆下所述加强绝缘筒体的模具后，对所述加强绝缘筒体喷射液状半导电性硅橡胶，并在所述加强绝缘筒体的外周面，跨过所述半导电性应力锥层涂敷所述半导电性硅橡胶，以覆盖所述加强绝缘筒体而形成涂敷体；
拔出所述芯材的工序，其在设置所述外部半导电层后，拔出所述芯材，所述外部半导电层是加热干燥并且加硫硬化所述涂敷体而形成的，
保持增径状态，进行减径而安装在电缆连接部。
10、如权利要求9所述的常温收缩型橡胶绝缘筒的制造方法，其特征在于，所述半导电性硅橡胶在硅橡胶中含有碳。
11、一种常温收缩型橡胶绝缘筒，其包括:以在常温下具有弹性的橡胶材料为主体，构成单片结构的加强绝缘筒体；在所述加强绝缘筒体的两侧设置的半导电性应力锥层；在所述加强绝缘筒体内周面设置的内部半导电层；设置在所述加强绝缘筒体外周面并覆盖所述加强绝缘筒体的外部半导电层，
保持所述增径状态，进行减径而安装在电缆连接部，其特征在于，
所述加强绝缘筒体、半导电性应力锥层及内部半导电层由模制成形体构成，所述外部半导电层由涂敷体构成，并且
在保管时，所述外部半导电层的外周面设置保护层。
12、一种常温收缩型橡胶绝缘筒的使用方法，其包括:以在常温下具有弹性的橡胶材料为主体，构成单片结构的加强绝缘筒体；在所述加强绝缘筒体的两侧设置半导电性应力锥层；在所述加强绝缘筒体内周面设置内部半导电层；设置在所述加强绝缘筒体外周面并覆盖所述加强绝缘筒体的外部半导电层，保持所述增径状态，进行减径而安装在电缆连接部，其特征在于，
所述加强绝缘筒体、半导电性应力锥层及内部半导电层由模制成形体构成，所述外部半导电层由涂敷体构成，
所述外部半导电层的外周面还设有保护层。
13、如权利要求12所述的常温收缩型橡胶绝缘筒的使用方法，其特征在于，所述保护层是半导电层。
14、如权利要求12所述的常温收缩型橡胶绝缘筒的使用方法，其特征在于，所述保护层卷着半导电性带、薄膜或片。
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