CN109087751B - 铝芯交联聚乙烯绝缘架空电缆的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及铝绞线加工技术领域，公开了铝芯交联聚乙烯绝缘架空电缆的生产工艺，包括以下步骤：A、单丝拉制；B、单丝退火；C、绞制；D、包覆；E、冷却；解决了现有的加工方式配合性低的问题，本工艺可以一起完成包覆、冷却、校直和卷绕，极大程度的节约了人力物力，并且提高工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及铝绞线加工技术领域，特别涉及铝芯交联聚乙烯绝缘架空电缆的生产工艺。
背景技术
电线电缆是传输电能、电信号和实现电磁能转换的线材产品。电缆通常由传输电力或电信号的缆芯和起到保护、绝缘作用的护套组成。只含有一条缆芯而且直径较细的电缆通常被称为电线。电缆中的缆芯由导电性能良好的金属材料制成，通常使用铜(导电性能良好)或铝(成本较低)进行加工。
现有电线电缆生产过程中，为提高产品性能及满足特殊技术参数指标的要求，通常需在线芯上包覆屏蔽层、隔离层、保护层或其它包覆层，传统的包覆工艺则是采用一卷合模具，然后通过收缩和牵引及与绞线、成缆、编织等设备的配合，以达到包覆效果。
中国专利201020247094.X公开了一种电线电缆包覆装置，其包括一卷合模具，所述卷合模具包括一入线端和一出线孔，在所述出线孔设置一可改变该出线孔的孔径的模孔模具；卷合模具整体呈一圆锥喇叭形。但是该电线电缆包覆装置，所述的可改变该出线孔的孔径的模孔模具是一组孔径不一并正对出线孔的导线套，在包覆不同规格的电线电缆时，需要拆卸更换导线套，导线套通过三方向螺母定位结构固定在卷合模具的出线孔位置，但每次拆卸安装，会导致导线套安装的不同心，尤其是在进行大直径的电缆包覆时，使包覆的电线电缆包覆层厚度不一致，影响电线电缆的质量，并且通常在电缆包覆之后需要进行冷却干燥，冷却干燥完之后进行校直，但是传统的大直径的电缆包覆、冷却、校直是需要通过一个生产机构完成一个工序之后运送到另一个生产机构处进行下一个工序的加工，但是这种加工方式，耗费时间长，搬运时所需的人工成本高，加工效率低，不利于大批量的加工。
发明内容
本发明意在提供一种铝芯交联聚乙烯绝缘架空电缆的生产工艺以解决传统的大直径电缆生产加工效率低的问题。
本方案中铝芯交联聚乙烯绝缘架空电缆的生产工艺，包括以下步骤：
A、单丝拉制：在室温下，对铝棒材或者杆材进行拉制成铝丝；
B、单丝退火：对铝丝进行升温至500-600℃，保温2h，再对铝丝进行自然冷却；
C、绞制：对铝丝采用多根单丝的绞合方式进行绞制，形成铝绞线；
D、包覆：使用牵引机在一端进行铝绞线的牵引，其中与牵引机位于一侧的校直晃动机构对铝绞线进行晃动，在晃动的同时包覆筒转动，通过铝绞线的晃动将液态的聚乙烯挤出喷至铝绞线表面对铝绞线进行包覆，聚乙烯的温度为300-350℃，让铝绞线与液态的聚乙烯接触，然后牵引机持续牵引，包覆了聚乙烯的铝绞线在校直晃动机构的晃动与牵引机构的牵引下进行初步冷却；
E、冷却：校直晃动机构的上下气缸交错往复驱动铝绞线晃动，在晃动时则会持续的将气体随着输气管充入到冷却筒中，然后从出风口散出作用到行进至完成自初步冷却的铝绞线上，使得包覆有聚乙烯层的铝绞线冷却至30-40℃。
本方案的技术原理为：
A、对铝棒材或者杆材进行拉制，使得铝棒材或者杆材的截面减小，长度增长，强度增高，即得到铝丝。
B、将铝丝加热到一定的温度下进行保温，以再结晶的方式来提高单丝的韧性、降低单丝的强度，以符合电线铝绞线对导电线芯的要求。
C、为了提高铝绞线的柔软度，以便于敷设安装，对铝丝采取多根单丝绞合形成铝绞线。
D、包覆：通过铝丝行走时晃动的力来作为动力驱动包覆机构进行包覆。
E、冷却：对包覆后成型的线缆进行冷却降温以及干燥，保持线缆的有效性和完整性。
与现有技术相比，本方案的有益效果为：本方案通过各步骤之间的配合设置使得铝绞线在持续进行一端牵引卷绕的同时完成了对其的包覆、冷却和校直，通过校直晃动机构对铝绞线的晃动的作用力传递至包覆筒处完成对其的包覆形成电缆，电缆在包覆时也持续在行走，包覆完成后的随着牵引机构的拉动逐渐行进至冷却机构处，由冷却机构完成冷却再行走至校直晃动机构处进行最后的校直，然后由牵引机构完成卷绕，本装置的一体化自动化程度高，并且可以各机构之间的配合作用强，可以一起完成包覆、冷却、校直和卷绕，极大程度的节约了人力物力，并且提高工作效率。
进一步，所述步骤A中，需要使用拉丝机对铝棒材或者杆材进行拉制。
进一步，所述步骤B中，需要使用退火炉对铝丝进行退火，退火炉以速率为30-50℃/min的速度降温至室温，铝丝随炉降温。
进一步，所述步骤D中对带有聚乙烯的铝绞线进行初步冷却直到冷却至200-220℃。
进一步，步骤E中冷却介质的温度为30-35℃。可易控制包覆有聚乙烯层的铝绞线冷却至32-34℃，得到需要的铝绞线。
进一步，在步骤E中的最终冷却完成后，随着牵引机构牵引和校直晃动机构的相互配合进行校直之后再进行收卷即可。
附图说明
图1为本发明实施例铝芯交联聚乙烯绝缘架空电缆的生产工艺中铝芯交联聚乙烯绝缘架空电缆生产系统的结构示意图；
图2为图1的左视图；
图3为图2对电缆喷淋时的左视图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
说明书附图中的附图标记包括：包覆筒1、储料环腔2、添料层3、喷淋块4、导电层5、浮球6、挤料箱7、挤压板8、压杆9、弹簧10、气缸11、推杆12、校直辊13、冷却筒14、输气管15、齿轮16、齿圈17、铝绞线18、喷淋层19。
实施例基本如附图1和图2所示：铝芯交联聚乙烯绝缘架空电缆的生产工艺，需要使用一种铝芯交联聚乙烯绝缘架空电缆生产系统，包括机架，机架上从左到右依次设有包覆机构、冷却机构、校直晃动机构和用于铝绞线18收卷的牵引机构，冷却机构与包覆机构转动连接，校直晃动机构可驱使铝绞线18上下晃动从而驱动包覆机构进行包覆，包覆机构一侧设有驱动机构，驱动机构驱动包覆机构旋转，校直晃动机构距离冷却机构的距离在5-10m之间。
包覆机构包括包覆筒1和设在机架上的储料环腔2，储料环腔2设在包覆筒1外周，包覆筒1与储料环腔2转动密封，包覆筒1由内到外设有喷淋层19和添料层3，喷淋层19包括若干周向均布的喷淋件和分别设在喷淋件上且与喷淋件相通的喷淋块4，喷淋块4为硅胶块，硅胶块表面刷有防粘层，若干喷淋块4组成圆环形供铝绞线18穿过的通道，喷淋件与喷淋层19相通、喷淋件与添料层3相通，添料层3与储料环腔2相通，储料环腔2连通有供料箱，驱动机构包括电机、由电机驱动的齿轮16和固接在包覆筒1外周的齿圈17，齿轮16与齿圈17啮合。
喷淋件包括均布在添料层3内环外壁的挤料箱7、滑动连接在挤料箱7内的挤压板8、固接在挤压板8上端的压杆9和连接在挤压板8与添料层3内环外壁之间的弹簧10，挤压板8上设有与喷淋块4相通的出料口，喷淋块4内设有与出料口相通且对铝绞线18进行喷洒包覆的喷淋头，喷淋件与喷淋块4的连通处、喷淋件与喷淋层19的连通处以及喷淋件与添料层3的连通处均设有第一单向阀，还包括往储料环腔2中吸料的吸料泵，添料层3为圆环状，添料层3内外环内壁设有导电层5，添料层3内漂浮有可与导电层5接触通电的导电浮球6，导电层5与吸料泵电连接，供料箱与储物环腔的相通处设有第一开关，添料层3与储料环腔2的相通处设有第二开关，第一开关和第二开关均电连接导电层5，且第一开关和第二开关即可由人工控制，也可通过导电浮球6与导电层5接触关闭，导电浮球6与导电层5远离则第一开关与第二开关打开。
校直晃动机构包括对称设在机架上的气缸11、均固接在气缸11的活塞板自由端的推杆12，推杆12自由端伸出气缸11外均连接有校直辊13，气缸11靠近气缸11杆的一端外顶部连接有输气管15，输气管15另一端连接至冷却机构，校直辊13转动连接校直辊13的辊轴，推杆12固接辊轴，冷却机构包括与包覆筒1转动密封的冷却筒14，冷却筒14连通输气管15，冷却筒14内设有若干与输气管15相通的出风口，出风口处设有第二单向阀。
包括如下步骤：
A、单丝拉制：在室温下，对铝棒材或者杆材进行拉制成铝丝，使用拉丝机对铝棒材或者杆材进行拉制；
B、单丝退火：对铝丝进行升温至500-600℃，保温2h，再对铝丝进行自然冷却，使用退火炉对铝丝进行退火，退火炉以速率为30-50℃/min的速度降温至室温，铝丝随炉降温；
C、绞制：对铝丝采用多根单丝的绞合方式进行绞制，形成铝绞线；
D、包覆：先将牵引绳固定在铝绞线18端部，然后穿过电缆包覆机构、冷却机构和电缆校直晃动机构到达牵引机构处，然后将牵引绳固定在牵引机构上，牵引机构启动，进行卷绕，同时启动吸料泵，打开第二开关和第一开关，将液体的用于包覆铝绞线18的液体聚乙烯吸入到储料环腔2中，然后进入到添料层3中，当添料层3中的液体聚乙烯注满之后，导电浮球6则触碰到导电层5，二者接触之后控制第一开关和第二开关关闭，同时吸料泵停止吸料。
启动上侧和下侧的气缸11，同时启动电机，上下两侧的气缸11分别交错做压制动作，当上下两侧的气缸11在交错运动时，驱动位于上下两侧校直辊13之间的牵引绳晃动，此时随着牵引机构的匀速运转，铝绞线18到达电缆包覆机构内，电机带动齿轮16转动，齿轮16转动带动齿圈17同时带动包覆筒1转动，而电缆校直晃动机构距离冷却机构的距离在5-10m之间，所以随着牵引绳的晃动，会带动铝绞线18在包覆机构内进行大幅度的晃动，晃动作用放大，如图3所示：铝绞线18在包覆筒1内进行晃动时，会压动任意一块或者多块喷淋块4，在压动喷淋块4时，会压动压杆9和挤压板8，使得挤压板8在挤料箱7内滑动，然后将挤料箱7内的包覆材料则会从出料口处挤出，通过喷淋头均匀的作用在铝绞线18上，而当任意喷淋块4被压动时，则会与其余喷淋块4之间产生缝隙，而喷至铝绞线18上随着重力因素滴落的包覆材料则会随着缝隙进入到喷淋层19内，当铝绞线18持续晃动接触到其他喷淋块4时，其余喷淋块4重复上述动作，而之前压制过的喷淋块4在弹簧10的作用下复位，在复位的同时会从添料层3以及喷淋层19中吸取液体聚乙烯将挤料箱7添满，喷淋层19中的液体聚乙烯为收集的在喷淋时掉落的液体聚乙烯，而当填料层中的液体聚乙烯少了之后导电浮球6随之下降，远离导电层5，此时第一开关和第二开关以及吸料泵打开，继续将液体聚乙烯补充满，而铝绞线18在牵引机构的带动下持续前进，包覆筒1则持续转动，转动的同时能更均匀的将液体聚乙烯喷淋在铝绞线18上，而浮球6由于浮力的作用则始终漂浮于液体聚乙烯上，不会随着包覆筒1的转动而转动，聚乙烯的温度为300-350℃，让铝绞线与液态的聚乙烯接触，然后牵引机持续牵引，包覆了聚乙烯的铝绞线在校直晃动机构的晃动与牵引机构的牵引下进行初步冷却，对带有聚乙烯的铝绞线进行初步冷却直到冷却至200-220℃；
E、冷却：当铝绞线18喷淋好之后持续匀速前进则进入冷却机构的范围内，而上下气缸11在交错往复驱动铝绞线18晃动时则会持续的将气体随着输气管15充入到冷却筒14中，然后从出风口散出作用到刚完成喷淋的铝绞线18上，由于铝绞线18始终在晃动，则在吹风风干的同时加上铝绞线18自身的晃动作用加强其的风干效果，使得包覆有聚乙烯层的铝绞线形成电缆冷却至30-40℃，然后铝绞线18持续行走，当行走至校直辊13处时已经完成了干燥冷却，此时校直辊13则持续对其进行压制校直再进行收卷从而得到电缆。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
Claims (5)
1.铝芯交联聚乙烯绝缘架空电缆的生产工艺，需要使用一种铝芯交联聚乙烯绝缘架空电缆生产系统，包括机架，其特征在于，机架上设有包覆机构、冷却机构、校直晃动机构和用于铝绞线收卷的牵引机构，冷却机构与包覆机构转动连接，校直晃动机构可驱使铝绞线上下晃动从而驱动包覆机构进行包覆，包覆机构一侧设有用于驱动包覆机构旋转的驱动机构；包覆机构包括包覆筒和设在机架上的储料环腔，储料环腔设在包覆筒外周，包覆筒与储料环腔转动密封，包覆筒由内到外设有喷淋层和添料层，喷淋层包括若干周向均布的喷淋件和分别设在喷淋件上且与喷淋件相通的喷淋块，若干喷淋块组成圆环形供铝绞线穿过的通道，喷淋件与喷淋层相通、喷淋件与添料层相通，添料层与储料环腔相通，储料环腔连通有供料箱；喷淋件包括均布在添料层内环外壁的挤料箱、滑动连接在挤料箱内的挤压板、固接在挤压板上的压杆和连接在挤压板与添料层内环外壁之间的弹簧，挤压板上设有与喷淋块相通的出料口，喷淋块内设有与出料口相通且对铝绞线进行喷洒包覆的喷淋头，喷淋件与喷淋块的连通处、喷淋件与喷淋层的连通处以及喷淋件与添料层的连通处均设有第一单向阀，还包括往储料环腔中吸料的吸料泵，添料层内外环内壁设有导电层，添料层内漂浮有可与导电层接触通电的导电浮球，导电层与吸料泵电连接，供料箱与储物环腔的相通处设有第一开关，添料层与储料环腔的相通处设有第二开关，第一开关和第二开关均电连接导电层；
包括以下步骤：
A、单丝拉制：在室温下，对铝棒材或者杆材进行拉制成铝丝；
B、单丝退火：对铝丝进行升温至500-600℃，保温2h，再对铝丝进行自然冷却；
C、绞制：对铝丝采用多根单丝的绞合方式进行绞制，形成铝绞线；
D、包覆：使用牵引机在一端进行铝绞线的牵引，其中与牵引机位于一侧的校直晃动机构对铝绞线进行晃动，在晃动的同时包覆筒转动，通过铝绞线的晃动将液态的聚乙烯挤出喷至铝绞线表面对铝绞线进行包覆，聚乙烯的温度为300-350℃，让铝绞线与液态的聚乙烯接触，然后牵引机持续牵引，包覆了聚乙烯的铝绞线在校直晃动机构的晃动与牵引机构的牵引下进行初步冷却；
E、冷却：校直晃动机构的上下气缸交错往复驱动铝绞线晃动，在晃动时则会持续的将气体随着输气管充入到冷却筒中，然后从出风口散出作用到行进至完成自初步冷却的铝绞线上，使得包覆有聚乙烯层的铝绞线冷却至30-40℃。
2.根据权利要求1所述的铝芯交联聚乙烯绝缘架空电缆的生产工艺，其特征在于：所述步骤A中，需要使用拉丝机对铝棒材或者杆材进行拉制。
3.根据权利要求1所述的铝芯交联聚乙烯绝缘架空电缆的生产工艺，其特征在于：所述步骤B中，需要使用退火炉对铝丝进行退火，退火炉以速率为30-50℃/min的速度降温至室温，铝丝随炉降温。
4.根据权利要求1所述的铝芯交联聚乙烯绝缘架空电缆的生产工艺，其特征在于：所述步骤D中对带有聚乙烯的铝绞线进行初步冷却直到冷却至200-220℃。
5.根据权利要求1所述的铝芯交联聚乙烯绝缘架空电缆的生产工艺，其特征在于：在步骤E中的最终冷却完成后，随着牵引机构牵引和校直晃动机构的相互配合进行校直之后再进行收卷即可。
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