CN109360694A - 一种耐腐蚀抗风振中强度铝合金导体架空绝缘电缆生产装置及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种耐腐蚀抗风振中强度铝合金导体架空绝缘电缆生产装置及其工作方法，其挤出工艺过程为线性低密度聚乙烯、炭黑母料和抗氧剂在混料箱内搅拌混合，然后经过重力落料称量系统与加有精确称量系统的DCP催化剂混合，进入挤塑机加料区上方料筒，料筒内所有材料再进入挤塑机螺杆内混炼均匀。本发明中的架空绝缘电缆采用中强度铝合金导体，其与传统的硬铝导体相比，具备优异的耐腐蚀和抗风振特点；半导电阻水带可进一步提高了电缆的防腐性能；各组分料经过精确称量和均匀混合后直接加入过氧化物交联挤塑机中挤出，无任何二次加工过程且生产过程稳定，所得电缆不仅具有优异的绝缘和耐气候性能，而且具有耐腐蚀抗风振特点。

Description

一种耐腐蚀抗风振中强度铝合金导体架空绝缘电缆生产装置 及其工作方法

技术领域

本发明涉及电缆材料及电缆加工领域，特别是一种耐腐蚀抗风振中强度铝合金导体架空绝缘电缆生产装置及其工作方法。

背景技术

过氧化物交联聚乙烯绝缘料通常在材料生产车间经过挤出和造粒，该料的加工过程需在两台挤塑机上完成，这些过程不仅增加了加工成本和原材料的二次运输成本，而且增加了生产环节控制导致的材料性能不稳定。目前开发一种新的设备和工艺，以节约材料加工和运输包装成本，同时将材料制备过程简化到生产现场，不仅提高产品品质，而且提高了装备自动化水平，是践行工业4.0宏伟战略思想的一大壮举，亦响应了资源节约型和环境友好型的智能制造理念。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提出一种耐腐蚀抗风振中强度铝合金导体架空绝缘电缆生产装置及其工作方法，能够节约加工材料和运输包装成本，提高了装备自动化水平。

本发明采用以下方案实现：一种耐腐蚀抗风振中强度铝合金导体架空绝缘电缆生产装置，包括低密度聚乙烯LDPE2220H料箱、炭黑母料料箱、抗氧剂料箱、第一重力计量称、第二重力计量称、第三重力计量称、第四重力计量称、第一吸料器、第二吸料器、第三吸料器、第四吸料器、催化剂加热装置、液体泵计量称、粒料混料箱、混合料箱、挤塑机、挤塑机螺杆、搅拌螺杆、硫化管道、电缆冷却装置以及收线盘；

其中，所述低密度聚乙烯料箱通过所述第一吸料器将箱内的低密度聚乙烯LDPE2220H送料至所述第一重力计量称；所述炭黑母料料箱通过所述第二吸料器将箱内的炭黑母料送料至所述第二重力计量称；所述抗氧剂料箱通过所述第三吸料器将箱内的抗氧剂送料至所述第三重力计量称；所述第一重力计量称将其上的低密度聚乙烯送料至所述粒料混料箱，所述第二重力计量称将其上的炭黑母料送料至所述粒料混料箱，所述第三重力计量称将其上的抗氧剂送料至所述粒料混料箱，用以混合成所述粒料混料箱内的粒料；所述催化剂加热装置用以加热催化剂，并将加热后形成的催化剂液体加入到所述液体泵计量称中；所述粒料混料箱通过所述第四吸料器送料至所述第四重力计量称；所述第四重力计量称和所述液体泵计量称分别将预设比例的所述粒料和所述催化剂液体送料至所述混合料箱，并进行混合形成混合料；所述混合料箱的出料口连通所述挤塑机的加料口，用以将混合料送料至所述挤塑机，并通过所述挤塑机挤包在指定的导体上；所述电缆冷却装置和所述硫化管道用以冷却挤包后的混合料；所述收线盘用以收电缆线。

进一步地，本发明还提供一种耐腐蚀抗风振中强度铝合金导体架空绝缘电缆生产装置的工作方法，包括以下步骤：

步骤S1：将低密度聚乙烯LDPE2220H、炭黑母料和抗氧剂分别送料至所述第一重力计量称、所述第二重力计量称和所述第三重力计量称；

步骤S2：步骤S1中所述的各重力计量称设有料位上限和下限，当所述第一重力计量称中料量低于设置的料量下限50±0.01kg时，启动所述第一吸料器进行加料，当加料量大于等于所述第一重力计量称设置的料量上限100±0.01kg时，所述第一吸料器停止加料；

步骤S3：当所述第二重力计量称中料量低于设置的料量下限10±0.005kg时，启动所述第二吸料器进行加料，当加料量大于等于所述第二重力计量称设置的料量上限50±0.005kg时，所述第二吸料器停止加料；

步骤S4：当所述第三重力计量称中料量低于设置的料量下限0.2±0.001kg时，启动所述第三吸料器进行加料，当加料量大于等于重力所述第三重力计量称设置的料量上限2±0.001kg时，所述第三吸料器停止加料；

步骤S5：当所述液体泵计量称中的料量低于设置的料量下限1±0.001kg时，催化剂经过所述催化剂加热装置形成液体加入到所述液体泵计量称中，当所述液体泵计量称中加入的液体量大于等于设置的料量上限3.5±0.001kg时，液体泵计量称中的电磁阀关闭，所述催化剂加热装置中的液体催化剂停止加料；

步骤S6：通过所述第四重力计量称和所述液体泵计量称，向所述混合料箱中分别按比例加入粒料和液体催化剂，形成混合料即绝缘料，并用所述搅拌螺杆进行搅拌；在液体催化剂进入混合料箱时，氮气压力保持在0.1~0.6 MPa，氮气流量为0.2~0.9cm³，且随着粒料加料速度变快，氮气压力和流量逐渐变大；

步骤S7：所述挤塑机螺杆分为六个区，分别为一区、二区、三区、四区、五区和六区，当所述挤塑机螺杆各区的温度分别达到预设温度时，开启所述挤塑机的挤塑机螺杆，通过步骤S6中的混合料的自重向挤塑机中加料；所述挤塑机挤出物料按所需绝缘厚度挤包在指定的导体上；

步骤S8：挤包在指定的导体上的绝缘料经所述硫化管道和所述电缆冷却装置冷却，由所述收线盘收线，形成耐腐蚀抗风振中强度铝合金导体架空绝缘电缆。

进一步地，步骤S7中所述挤塑机螺杆一区、二区、三区、四区、五区、六区的温度分别为：100±3℃、105±3℃、110±3℃、112±3℃、115±3℃、120±3℃。

进一步地，步骤S7中所述的指定导体具体为：耐腐蚀抗风振中强度铝合金导体。

进一步地，所述的催化剂采用的是过氧化二异丙苯（简称DCP）。

与现有技术相比，本发明有以下有益效果：

（1）本发明精确计量各配方物料，并且在混合料箱中充分混合均匀，绝缘料的生产和挤出到导体上的过程一次性完成，提高了电缆性能的稳定性，同时大大降低了电缆制造成本。

（2）本发明原材料配方简单，配方比例关系经过多次批量生产验证能够按照生产计划量进行物料的供给，同时提高了产品生产效率，改善了架空电缆耐气候性能，提高了生产过程和产品性能的稳定性。

（3）本发明的设备和工艺减少了原材料二次加工过程，减少了二次运输成本和包装成本，生产控制过程稳定，提高了生产效率，响应了资源节约型和环境友好型的智能制造理念。

（4）本发明能够保证电缆绝缘批量稳定生产，保证各料混合均匀，可提高绝缘材料各性能稳定性，进而改善产品质量。

附图说明

图1为本发明实施例的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。

如图1所示，本实施例提供了一种耐腐蚀抗风振中强度铝合金导体架空绝缘电缆生产装置，包括低密度聚乙烯LDPE2220H料箱、炭黑母料料箱、抗氧剂料箱、第一重力计量称、第二重力计量称、第三重力计量称、第四重力计量称、第一吸料器、第二吸料器、第三吸料器、第四吸料器、催化剂加热装置、液体泵计量称、粒料混料箱、混合料箱、挤塑机、挤塑机螺杆、搅拌螺杆、硫化管道、电缆冷却装置以及收线盘；

其中，所述低密度聚乙烯料箱通过所述第一吸料器将箱内的低密度聚乙烯LDPE2220H送料至所述第一重力计量称；所述炭黑母料料箱通过所述第二吸料器将箱内的炭黑母料送料至所述第二重力计量称；所述抗氧剂料箱通过所述第三吸料器将箱内的抗氧剂送料至所述第三重力计量称；所述第一重力计量称将其上的低密度聚乙烯送料至所述粒料混料箱，所述第二重力计量称将其上的炭黑母料送料至所述粒料混料箱，所述第三重力计量称将其上的抗氧剂送料至所述粒料混料箱，用以混合成所述粒料混料箱内的粒料；所述催化剂加热装置用以加热催化剂，并将加热后形成的催化剂液体加入到所述液体泵计量称中；所述粒料混料箱通过所述第四吸料器送料至所述第四重力计量称；所述第四重力计量称和所述液体泵计量称分别将预设比例的所述粒料和所述催化剂液体送料至所述混合料箱，并进行混合形成混合料；所述混合料箱的出料口连通所述挤塑机的加料口，用以将混合料送料至所述挤塑机，并通过所述挤塑机挤包在指定的导体上；所述电缆冷却装置和所述硫化管道用以冷却挤包后的混合料；所述收线盘用以收电缆线。

在本实施例中，还提供了一种耐腐蚀抗风振中强度铝合金导体架空绝缘电缆生产装置的工作方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤S1：将低密度聚乙烯LDPE2220H、炭黑母料和抗氧剂分别送料至所述第一重力计量称、所述第二重力计量称和所述第三重力计量称；

步骤S2：步骤S1中所述的各重力计量称设有料位上限和下限，当所述第一重力计量称中料量低于设置的料量下限50±0.01kg时，启动所述第一吸料器进行加料，当加料量大于等于所述第一重力计量称设置的料量上限100±0.01kg时，所述第一吸料器停止加料；

步骤S3：当所述第二重力计量称中料量低于设置的料量下限10±0.005kg时，启动所述第二吸料器进行加料，当加料量大于等于所述第二重力计量称设置的料量上限50±0.005kg时，所述第二吸料器停止加料；

步骤S4：当所述第三重力计量称中料量低于设置的料量下限0.2±0.001kg时，启动所述第三吸料器进行加料，当加料量大于等于重力所述第三重力计量称设置的料量上限2±0.001kg时，所述第三吸料器停止加料；

步骤S5：当所述液体泵计量称中的料量低于设置的料量下限1±0.001kg时，催化剂经过所述催化剂加热装置形成液体加入到所述液体泵计量称中，当所述液体泵计量称中加入的液体量大于等于设置的料量上限3.5±0.001kg时，液体泵计量称中的电磁阀关闭，所述催化剂加热装置中的液体催化剂停止加料；

步骤S6：通过所述第四重力计量称和所述液体泵计量称，向所述混合料箱中分别按比例加入粒料和液体催化剂，形成混合料即绝缘料，并用所述搅拌螺杆进行搅拌；在液体催化剂进入混合料箱时，氮气压力保持在0.1~0.6 MPa，氮气流量为0.2~0.9cm³，且随着粒料加料速度变快，氮气压力和流量逐渐变大；

步骤S7：所述挤塑机螺杆分为六个区，分别为一区、二区、三区、四区、五区和六区，当所述挤塑机螺杆各区的温度分别达到预设温度时，开启所述挤塑机的挤塑机螺杆，通过步骤S6中的混合料的自重向挤塑机中加料；所述挤塑机挤出物料按所需绝缘厚度挤包在指定的导体上；

步骤S8：挤包在指定的导体上的绝缘料经所述硫化管道和所述电缆冷却装置冷却，由所述收线盘收线，形成耐腐蚀抗风振中强度铝合金导体架空绝缘电缆。

在本实施例中，步骤S7中所述挤塑机螺杆一区、二区、三区、四区、五区、六区的温度分别为：100±3℃、105±3℃、110±3℃、112±3℃、115±3℃、120±3℃。

在本实施例中，步骤S7中所述的指定导体具体为：耐腐蚀抗风振中强度铝合金导体。

在本实施例中，所述的催化剂采用的是过氧化二异丙苯（简称DCP）。

特别的，在本实施例中，一种耐腐蚀抗风振中强度铝合金导体架空绝缘电缆生产装置还包括粒料进料口、液料进料口、氮气进口、混合料箱出料口和加料口、挤塑机出料口。

特别的，在本实施例中，将所述低密度聚乙烯LDPE2220H料箱，炭黑母料料箱和抗氧剂料箱通过吸料器将料分别送入第一重力计量称、第二重力计量称和第三重力计量称，再由各重力计量称按比例加入到粒料混料箱中；所述第一重力计量称、第二重力计量称和第三重力计量称的出口处设置有气体阀门；所述催化剂经过催化剂加热装置将加热到50℃的催化剂加入到液体泵计量称；所述液体泵计量称含有加料重量上下限计量功能；各料通过第四重力计量称与液体泵计量称输送至混合料箱；所述混合料箱的粒料进料口从料箱内侧外表面进入混合料箱底部，所述液料进料口处连通氮气进口雾化装置，当粒料进入混合料箱中即与雾化催化剂均匀混合，所述混合料箱的搅拌螺杆对进入混合料箱中的粒料和液料进行二次搅拌；所述混合料箱设有氮气进口和搅拌螺杆；所述混合料箱的出料口连通挤塑机的加料口，当挤塑机螺杆开始运行时，第一重力计量称、第二重力计量称和第三重力计量称和液体泵计量称打开开始加料，随着螺杆转速加快速度加料速度会随之加快。

特别的，在本实施例中，位于交联机挤塑机上方放置的称量系统和混合料箱，将低密度聚乙烯、炭黑母料、抗氧剂和DCP催化剂直接加入到挤塑机螺杆中进行混炼挤出。

较佳的，在本实施例中，一种耐腐蚀抗风振中强度铝合金导体架空绝缘电缆由内到外分别为中强度铝合金型线导体、半导电阻水带、交联型导体屏蔽层和高绝缘高耐候交联聚乙烯绝缘层；绝缘料由100份低密度聚乙烯（LDPE2220H），1~2.5份炭黑母料，0.5~5份DCP催化剂，0.5~5份抗氧剂组成。其挤出工艺过程为线性低密度聚乙烯、炭黑母料和抗氧剂在混料箱内搅拌混合，然后经过重力落料称量系统与加有精确称量系统的DCP催化剂混合，进入挤塑机加料区上方料筒，料筒内所有材料再进入挤塑机螺杆内混炼均匀。在本实施例中，架空绝缘电缆采用中强度铝合金导体，其与传统的硬铝导体相比，具备优异的耐腐蚀和抗风振特点，在本实施例中，半导电阻水带可进一步提高了电缆的防腐性能，本实施例各组分料经过精确称量和均匀混合后直接加入过氧化物交联挤塑机中挤出，无任何二次加工过程且生产过程稳定，所得电缆不仅具有优异的绝缘和耐气候性能，而且具有耐腐蚀抗风振特点。

较佳的，在本实施例中，混合料箱中设有液体雾化加入装置和在线搅拌装置；在混合料箱中采用搅拌装置对混合料进行在线搅拌。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (5)

1.一种耐腐蚀抗风振中强度铝合金导体架空绝缘电缆生产装置，其特征在于：包括低密度聚乙烯LDPE2220H料箱、炭黑母料料箱、抗氧剂料箱、第一重力计量称、第二重力计量称、第三重力计量称、第四重力计量称、第一吸料器、第二吸料器、第三吸料器、第四吸料器、催化剂加热装置、液体泵计量称、粒料混料箱、混合料箱、挤塑机、挤塑机螺杆、搅拌螺杆、硫化管道、电缆冷却装置以及收线盘；

其中，所述低密度聚乙烯料箱通过所述第一吸料器将箱内的低密度聚乙烯LDPE2220H送料至所述第一重力计量称；所述炭黑母料料箱通过所述第二吸料器将箱内的炭黑母料送料至所述第二重力计量称；所述抗氧剂料箱通过所述第三吸料器将箱内的抗氧剂送料至所述第三重力计量称；所述第一重力计量称将其上的低密度聚乙烯送料至所述粒料混料箱，所述第二重力计量称将其上的炭黑母料送料至所述粒料混料箱，所述第三重力计量称将其上的抗氧剂送料至所述粒料混料箱，用以混合成所述粒料混料箱内的粒料；所述催化剂加热装置用以加热催化剂，并将加热后形成的催化剂液体加入到所述液体泵计量称中；所述粒料混料箱通过所述第四吸料器送料至所述第四重力计量称；所述第四重力计量称和所述液体泵计量称分别将预设比例的所述粒料和所述催化剂液体送料至所述混合料箱，并进行混合形成混合料；所述混合料箱的出料口连通所述挤塑机的加料口，用以将混合料送料至所述挤塑机，并通过所述挤塑机挤包在指定的导体上；所述电缆冷却装置和所述硫化管道用以冷却挤包后的混合料；所述收线盘用以收电缆线。

2.一种基于权利要求1所述的耐腐蚀抗风振中强度铝合金导体架空绝缘电缆生产装置的工作方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤S1：将低密度聚乙烯LDPE2220H、炭黑母料和抗氧剂分别送料至所述第一重力计量称、所述第二重力计量称和所述第三重力计量称；

步骤S2：步骤S1中所述的各重力计量称设有料位上限和下限，当所述第一重力计量称中料量低于设置的料量下限50±0.01kg时，启动所述第一吸料器进行加料，当加料量大于等于所述第一重力计量称设置的料量上限100±0.01kg时，所述第一吸料器停止加料；

步骤S3：当所述第二重力计量称中料量低于设置的料量下限10±0.005kg时，启动所述第二吸料器进行加料，当加料量大于等于所述第二重力计量称设置的料量上限50±0.005kg时，所述第二吸料器停止加料；

步骤S4：当所述第三重力计量称中料量低于设置的料量下限0.2±0.001kg时，启动所述第三吸料器进行加料，当加料量大于等于所述第三重力计量称设置的料量上限2±0.001kg时，所述第三吸料器停止加料；

步骤S5：当所述液体泵计量称中的料量低于设置的料量下限1±0.001kg时，催化剂经过所述催化剂加热装置形成液体加入到所述液体泵计量称中，当所述液体泵计量称中加入的液体量大于等于设置的料量上限3.5±0.001kg时，液体泵计量称中的电磁阀关闭，所述催化剂加热装置中的液体催化剂停止加料；

步骤S6：通过所述第四重力计量称和所述液体泵计量称，向所述混合料箱中分别按比例加入粒料和液体催化剂，形成混合料即绝缘料，并用所述搅拌螺杆进行搅拌；在液体催化剂进入混合料箱时，氮气压力保持在0.1~0.6 MPa，氮气流量为0.2~0.9cm³，且随着粒料加料速度变快，氮气压力和流量逐渐变大；

步骤S7：所述挤塑机螺杆分为六个区，分别为一区、二区、三区、四区、五区和六区，当所述挤塑机螺杆各区的温度分别达到预设温度时，开启所述挤塑机的挤塑机螺杆，通过步骤S6中的混合料的自重向挤塑机中加料；所述挤塑机挤出物料按所需绝缘厚度挤包在指定的导体上；

步骤S8：挤包在指定的导体上的绝缘料经所述硫化管道和所述电缆冷却装置冷却，由所述收线盘收线，形成耐腐蚀抗风振中强度铝合金导体架空绝缘电缆。

3.根据权利要求2所述的一种耐腐蚀抗风振中强度铝合金导体架空绝缘电缆生产装置的工作方法，其特征在于：步骤S7中所述挤塑机螺杆一区、二区、三区、四区、五区、六区的温度分别为：100±3℃、105±3℃、110±3℃、112±3℃、115±3℃、120±3℃。

4.根据权利要求2所述的一种耐腐蚀抗风振中强度铝合金导体架空绝缘电缆生产装置的工作方法，其特征在于：步骤S7中所述的指定导体具体为：耐腐蚀抗风振中强度铝合金导体。

5.根据权利要求2所述的一种耐腐蚀抗风振中强度铝合金导体架空绝缘电缆生产装置的工作方法，其特征在于：所述的催化剂采用的是过氧化二异丙苯。