CN109573341B - 一种铜丝盘卷防氧化存储装置、方法及燃烧桶 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铜丝盘卷防氧化存储装置、方法及燃烧桶。所述方法首先将铜丝盘卷吊入编织袋内，然后点燃镁条，将镁条放入燃烧桶内；开启燃烧桶顶部的风扇，将燃烧桶放入编织袋内部；扎紧编织袋袋口，镁条在风扇吹风下持续燃烧，并带动整个编织袋内的空气循环，Mg燃烧过程中与编织袋内的氧气反应生成MgO粉末，因此待镁条燃烧完成后，编织袋内便形成一种相对封闭的无氧环境；另一方面MgO粉末被风扇气流吹到燃烧桶底部的燃烧产物收集装置上，与空气具有较大的接触表面积，MgO随后的时间内会逐渐吸收空气中的水分和二氧化碳变成碱式碳酸镁，从而在编织袋内形成一种相对封闭的无氧、低湿环境，从而有效防止铜丝氧化发黑。
Description
技术领域
本发明涉及防氧化存储技术领域，特别是涉及一种铜丝盘卷防氧化存储装置、方法及燃烧桶。
背景技术
随着科技的发展，对电缆的性能提出越来越高的要求，比如超高的电流密度(大功率充放电)、极高的信号传输精度(较低的传输波形损失)、较好的防火特性等，这些都要求电缆的重要原料，铜杆以及铜丝具有极好的质量性能。
电气铜材中铜杆通过多道次拔制、退火后可制造出不同规格直径的铜丝，多股铜丝最后绞制生产成不同规格的电缆。拔制后的铜丝并不是立刻就进行电缆绞制，甚至有的铜丝制成后需要进行转运，期间有一段较长的存储过程。电工铜杆或者拔制后的半成品铜丝在存放过程中，由于空气中的湿气与氧化性气氛很容易导致铜杆或铜丝局部氧化发黑。南方炎热夏季在温度较高环境潮湿的地区，这一现象更为严重，严重时一晚上就可导致铜杆或铜丝颜色由亮变暗。这是因为空气中的湿气与氧化性环境很容易导致铜杆或铜丝局部氧化发黑。拔制后的铜丝，纯铜除了与氧气反应2Cu+O2＝CuO生成CuO外，还会与氧气、水分等在常温下发生反应2Cu+O2+CO2+H2O＝Cu2(OH)2CO3生成Cu2(OH)2CO3。
由于铜丝自由电子导电的趋肤效应，当表面有氧化层时，导电性会出现差异，以及出现异常热量，这些现象都是铜丝后续制缆后，导致电缆出现电气问题的因素之一。由于铜丝是导电连续体，期间不管其他地方质量多高、多均匀，只要有一个地方存在缺陷就会导致电气性能上的问题，进而在持续服役过程中，该处缺陷会因为温度、电流的原因持续放大，最终演变成电缆的问题。特别是一些大功率电缆，对电阻、温度等具有极高的要求，如电动车快充充电桩，其电缆由几百几千根细铜丝制成，承受较高的电流密度，细微的缺陷都会导致充电桩电气异常。
虽然在随后成缆过程中铜丝还有酸洗的工序来解决表面氧化问题，但一般酸洗只能解决表面发黑氧化问题，更严重的氧化物则基本不能清理干净，将断续分布在铜丝表面，这就要求有一种便捷的预防办法来杜绝铜丝的表面氧化问题，这将为后续工业化生产高端电缆线，对铜丝原材料质量的提供重要保证。
由于铜杆/铜丝为工业原料，其盘卷都重达数吨，无法放入特定的空间进行除氧、除湿保存。现有的铜丝盘卷防氧化存储方法包括抽真空、充入惰性气体、填入防潮剂等，但均有局限性，无法同时消除氧化性环境和空气中的水汽，同时存在成本高、工艺难度大等问题。因此急需一种简便的存储方法，来实现针对工业铜丝盘卷的低成本、方便的保存模式。
发明内容
本发明的目的是提供一种铜丝盘卷防氧化存储装置、方法及燃烧桶，能够更加方便的实现铜丝盘卷的防氧化存储，且降低存储成本。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种燃烧桶，所述燃烧桶包括：桶体、桶体支架、风扇和燃烧产物收集装置；所述桶体为上下通透的锥形结构；所述桶体侧壁设有一个活动门；所述桶体支架安装于所述桶体底部，用于支撑所述桶体；所述风扇安装在所述桶体顶部；所述燃烧产物收集装置设置在所述桶体内部的底部。
可选的，所述燃烧产物收集装置为可拆卸的多层多孔金属网。
可选的，所述燃烧产物收集装置为钢丝球；所述钢丝球的厚度大于10cm。
一种铜丝盘卷防氧化存储装置，所述铜丝盘卷防氧化存储装置包括：编织袋、圆形木托底、支撑杆和燃烧桶；
所述圆形木托底放置在所述编织袋内部的底部，或者所述编织袋钉扎在所述圆形木托底上；所述支撑杆与所述圆形木托底相互垂直安装；所述铜丝盘卷放置在所述支撑杆与所述编织袋之间；所述燃烧桶放置在所述支撑杆围成的空间内部；
所述燃烧桶包括桶体、桶体支架、风扇和燃烧产物收集装置；所述桶体为上下通透的锥形结构；所述桶体侧壁设有一个活动门；所述桶体支架安装于所述桶体底部，用于支撑所述桶体；所述风扇安装在所述桶体顶部；所述燃烧产物收集装置设置在所述桶体内部的底部。
可选的，所述支撑杆的数量至少为两根；两根所述支撑杆之间的距离小于所述铜丝盘卷的内径；所述圆形木托底的直径大于所述铜丝盘卷的外径。
一种铜丝盘卷防氧化存储方法，所述方法应用于所述铜丝盘卷防氧化存储装置；所述方法包括：
将所述铜丝盘卷吊入所述编织袋内，放置在所述支撑杆与所述编织袋之间；
点燃镁条，将所述镁条通过所述活动门放入所述燃烧桶内；
开启所述风扇，将所述燃烧桶放入所述支撑杆围成的空间内部；
扎紧所述编织袋袋口，等待所述燃烧桶中的所述镁条燃烧直至熄灭。
可选的，所述点燃镁条之前，还包括：
获取扎紧后的所述编织袋内空气的体积；
根据所述空气的体积确定所述镁条的质量；
将所述质量的镁条折叠2-3层后，绕成螺旋状，所述螺旋状的镁条的直径小于所述燃烧桶内径的1/2。
可选的，所述根据所述空气的体积确定所述镁条的质量，具体包括：按照300～400g/m3的标准确定所述镁条的质量。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明提供一种铜丝盘卷防氧化存储装置、方法及燃烧桶，所述方法首先将所述铜丝盘卷吊入所述编织袋内，放置在所述支撑杆与所述编织袋之间；然后点燃镁条，将所述镁条通过所述活动门放入所述燃烧桶内；开启所述风扇，将所述燃烧桶放入所述支撑杆围成的空间内部；扎紧所述编织袋袋口，镁条在风扇吹风下持续燃烧，并带动整个编织袋内的空气循环，Mg燃烧过程中与编织袋内的氧气反应生成MgO粉末，因此待镁条燃烧完成后，编织袋内便形成一种相对封闭的无氧环境；另一方面MgO粉末被风扇气流吹到燃烧桶底部的燃烧产物收集装置上，与空气具有较大的接触表面积，MgO随后的时间内将会逐渐吸收空气中的水分和二氧化碳变成碱式碳酸镁，从而在编织袋内形成一种相对封闭的无氧、低湿环境，从而有效防止铜丝氧化发黑。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据本发明提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的燃烧桶的结构示意图；
图2为本发明提供的铜丝盘卷防氧化存储装置的结构示意图；
图3为本发明提供的编织袋与圆形木托底结构实施例一的截面图；
图4为本发明提供的编织袋与圆形木托底结构实施例二的截面图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种铜丝盘卷防氧化存储装置、方法及燃烧桶，能够更加方便的实现铜丝盘卷的防氧化存储，且降低存储成本。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明提供的燃烧桶的结构示意图。参见图1，所述燃烧桶包括：桶体101、桶体支架102、风扇103和燃烧产物收集装置104。所述桶体101为一个锥形金属桶，上小下大，上下通透。所述桶体101侧壁设有一个活动门105。所述桶体支架102安装于所述桶体101底部，用于支撑所述桶体101。所述桶体支架102可以为一个圆环形的支架，也可以为四个支撑腿。四个所述支撑腿均匀分布在所述桶体101底部。所述桶体101顶部有一风扇103，风扇马达靠电池供电，风扇103用于向所述桶体101内吹气。所述桶体101底部为燃烧产物收集装置104。作为一种优选的实施例，所述燃烧产物收集装置为可拆卸的多层多孔金属网，作为另一种优选的实施例，所述多层多孔金属网可用钢丝球代替，所述钢丝球的填充厚度超过10cm。由此，所述风扇103、所述桶体101及所述燃烧产物收集装置104共同形成一个通风的腔室。可以将点燃的镁条106通过所述活动门105放入所述燃烧桶内，再将所述活动门105关闭，风扇103向所述桶体101内吹气，镁条106在所述燃烧桶内持续燃烧。
本发明将所述桶体101设置为锥形，使得燃烧桶底部燃烧区域有更大空间，并且能够让风扇吹入的气体缓慢进入这个锥形空间，从而令燃烧桶内部流动的空气更加均匀，如果是做成上下一样大的圆柱形的金属桶，虽然也能安装风扇，但内部气流过激，会加速反应，容易造成危险。
本发明还提供一种铜丝盘卷防氧化存储装置，图2为本发明提供的铜丝盘卷防氧化存储装置的结构示意图。参见图2，所述铜丝盘卷防氧化存储装置包括：编织袋201、圆形木托底202、支撑杆203和所述燃烧桶204。
图3为本发明提供的编织袋与圆形木托底结构实施例一的截面图。图3中，所述圆形木托底202放置在所述编织袋201内部的底部，所述支撑杆203与所述圆形木托底202相互垂直安装。所述支撑杆203的数量至少为两根，也可以为三根、四根或多根，多根所述支撑杆203在所述圆形木托底202上均匀分布，用于固定、支撑所述铜丝盘卷205。正对的两根所述支撑杆203之间的距离小于所述铜丝盘卷205的内径。所述圆形木托底202的直径大于所述铜丝盘卷205的外径。所述铜丝盘卷205放置在所述支撑杆203与所述编织袋201之间。所述燃烧桶204放置在所述支撑杆203围成的空间内部。
图4为本发明提供的编织袋与圆形木托底结构实施例二的截面图。如图4所示，所述编织袋201底部整圈钉扎在所述圆形木托底202上，所述编织袋201与所述圆形木托底202共同构成一个盛装所述铜丝盘卷205的封闭空间。所述编织袋201为防水编织袋，具有较好的密封性。
本发明提供了应用于所述铜丝盘卷防氧化存储装置的铜丝盘卷防氧化存储方法，所述方法的技术原理为，利用金属在空气中燃烧耗氧，其氧化物再与H2O反应的原理，形成一个相对封闭的低氧、低湿环境，与北方地下菜窖中氧浓度低，进入后会发生窒息危险的原理相似。
所述方法的基本过程为，将所述铜丝盘卷吊入所述编织袋内，由于Cu条或铜丝盘卷中间具有较大空间，可在该空间放置本发明自制的金属燃烧桶，点燃燃烧桶中的螺旋金属Mg条，接通风扇电源后扎紧口袋，袋口封口保持锥形，让燃烧桶中金属Mg条燃烧直至熄灭。
具体的，所述铜丝盘卷防氧化存储方法包括：
步骤(1)：将所述铜丝盘卷吊入所述编织袋内，放置在所述支撑杆与所述编织袋之间。
步骤(2)：点燃制备好的镁条，将所述镁条通过所述活动门放入所述燃烧桶内，再将所述活动门关闭。
本发明采用碱金属Mg条是因为其保存容易，镁条一头沾点汽油，点燃了就能维持持续反应生成金属氧化物，其他的金属(如金属Na)要么过于活泼，无法控制，要么不能点燃。
本发明使用的所述镁条的制备过程如下：
①获取扎紧后的所述编织袋内空气的体积；
②根据所述空气的体积确定所述镁条的质量；所述燃烧桶内Mg条的装入质量根据编织袋内封闭空间的大小来确定，优选为Mg条质量按300～400g/m3的量放入燃烧桶中。这样Mg条用量比较规则，能够有效控制镁条用量。
③将所述质量的镁条折叠2-3层后，绕成螺旋状，所述螺旋状的镁条的直径小于所述燃烧桶内径的1/2。如果镁条直径太大，镁条燃烧产物会直接粘在燃烧桶壁上，甚至Mg反应把燃烧桶铁皮烧穿，因此本发明限定所述螺旋状的镁条的直径小于所述燃烧桶内径的1/2。此外，如果直接将Mg条放入燃烧桶内燃烧，由于镁条形状不规则，点燃后可能有多个燃烧点，会导致反应过于剧烈。本发明将镁条折叠2-3层后绕成螺旋状使用，使得镁条燃烧更为均匀，提高了安全性。
Mg最容易反应的为2Mg+O2＝MgO，Mg与CO2以及N2的反应需要更高的温度与气体浓度，所以不予以考虑，因此镁条的燃烧过程可以持续消耗编织袋内的氧气，从而在所述编织袋内形成无氧环境。
步骤(3)：开启所述风扇，将所述燃烧桶放入所述支撑杆围成的空间内部。
由于Cu条或铜丝盘卷中间具有较大空间，因此可在该空间放置本发明自制的金属燃烧桶，因此开启所述风扇后，将所述燃烧桶放入所述支撑杆围成的空间内部。
步骤(4)：扎紧所述编织袋袋口，等待所述燃烧桶中的所述镁条燃烧直至熄灭。
当Mg条点燃后，放入燃烧桶，打开风扇开始直接对点燃的Mg条吹气，此时扎紧编织袋袋口，扎紧所述编织袋袋口时，如果不刻意排除气体，袋口便自然形成一个锥形，在编织袋内部形成一个相对封闭环境。Mg条在风扇吹风下持续燃烧，并带动整个口袋内的空气循环。待Mg燃烧完成后，袋内压力降低，此时原来编织袋锥形的封口高度会自然下降，则知道Mg条已经燃烧完成，可以进行搬运。
镁条燃烧的主要产物为MgO粉末，MgO粉末被风扇气流吹到燃烧桶底部温度较低的燃烧产物收集装置104(多孔金属网或钢丝球)上。所述多孔金属网(钢丝球)相当于一个多层过滤网，因为是多孔结构，气体可以正常流通，而燃烧产物可均匀分布在这些过滤网空间中，防止燃烧产物被吹得到处都是，并且满足后期与湿气的反应。如果反应物不分散，堆在一起，那么一般只有最表面的一层燃烧产物能够参与吸收湿气，效果较差。
反应产物MgO弥散在多孔金属网(钢丝球)上沉积，与空气具有较大的接触表面积。在镁条燃烧结束后，风扇持续吹风作用下，新形成的MgO随后的时间内将会逐渐吸收空气中的水汽，吸收水分和二氧化碳变成碱式碳酸镁。此时在编织袋内将自然形成一种相对封闭的无氧、低湿环境，能够有效避免铜丝盘卷被氧化。
可见，本发明提供的燃烧桶及铜丝盘卷防氧化存储装置结构简单，成本低廉，所述存储方法可操作性强，燃烧桶可以反复使用，在工业生产的粗糙环境中可实现对拔制铜丝、铜条长时间的保存，如果发现防水编织袋有破损，通过修补后，可再次放入另一个燃烧桶，再次延长保存周期。通过这种保存方法，可保证经过酸洗后的铜丝表面没有黑斑、折光条带等异常形态。这对铜丝盘卷的转运、存储提供了一种非常重要的保障措施及方法。
在实际应用中，本发明提供的装置、方法及原理还可以使用在其他易氧化的工业原料的保存中。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的装置及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (7)
1.一种燃烧桶，其特征在于，所述燃烧桶包括：桶体、桶体支架、风扇和燃烧产物收集装置；所述桶体为上下通透的锥形结构；所述桶体侧壁设有一个活动门；所述桶体支架安装于所述桶体底部，用于支撑所述桶体；所述风扇安装在所述桶体顶部；所述燃烧产物收集装置设置在所述桶体内部的底部；所述燃烧产物收集装置为可拆卸的多层多孔金属网或钢丝球；
所述风扇、所述桶体及所述燃烧产物收集装置共同形成一个通风的腔室，将点燃的镁条通过所述活动门放入所述燃烧桶内，再将所述活动门关闭，所述风扇向所述桶体内吹气，镁条在所述燃烧桶内持续燃烧直至熄灭。
2.根据权利要求1所述的燃烧桶，其特征在于，所述钢丝球的厚度大于10cm。
3.一种铜丝盘卷防氧化存储装置，其特征在于，所述铜丝盘卷防氧化存储装置包括：编织袋、圆形木托底、支撑杆和燃烧桶；
所述圆形木托底放置在所述编织袋内部的底部，或者所述编织袋钉扎在所述圆形木托底上；所述支撑杆与所述圆形木托底相互垂直安装；所述铜丝盘卷放置在所述支撑杆与所述编织袋之间；所述燃烧桶放置在所述支撑杆围成的空间内部；
所述燃烧桶包括桶体、桶体支架、风扇和燃烧产物收集装置；所述桶体为上下通透的锥形结构；所述桶体侧壁设有一个活动门；所述桶体支架安装于所述桶体底部，用于支撑所述桶体；所述风扇安装在所述桶体顶部；所述燃烧产物收集装置设置在所述桶体内部的底部；所述燃烧产物收集装置为可拆卸的多层多孔金属网或钢丝球；
所述风扇、所述桶体及所述燃烧产物收集装置共同形成一个通风的腔室，将点燃的镁条通过所述活动门放入所述燃烧桶内，再将所述活动门关闭，所述风扇向所述桶体内吹气，镁条在所述燃烧桶内持续燃烧直至熄灭。
4.根据权利要求3所述的铜丝盘卷防氧化存储装置，其特征在于，所述支撑杆的数量至少为两根；两根所述支撑杆之间的距离小于所述铜丝盘卷的内径；所述圆形木托底的直径大于所述铜丝盘卷的外径。
5.一种铜丝盘卷防氧化存储方法，其特征在于，所述方法应用于权利要求3所述的铜丝盘卷防氧化存储装置；所述方法包括：
将所述铜丝盘卷吊入所述编织袋内，放置在所述支撑杆与所述编织袋之间；
点燃镁条，将所述镁条通过所述活动门放入所述燃烧桶内；
开启所述风扇，将所述燃烧桶放入所述支撑杆围成的空间内部；
扎紧所述编织袋袋口，等待所述燃烧桶中的所述镁条燃烧直至熄灭。
6.根据权利要求5所述的铜丝盘卷防氧化存储方法，其特征在于，所述点燃镁条之前，还包括：
获取扎紧后的所述编织袋内空气的体积；
根据所述空气的体积确定所述镁条的质量；
将所述质量的镁条折叠2-3层后，绕成螺旋状，所述螺旋状的镁条的直径小于所述燃烧桶内径的1/2。
7.根据权利要求6所述的铜丝盘卷防氧化存储方法，其特征在于，所述根据所述空气的体积确定所述镁条的质量，具体包括：按照300～400g/m3的标准确定所述镁条的质量。
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