CN111016024A - 一种紫外光交联电缆生产线及生产工艺 - Google Patents

一种紫外光交联电缆生产线及生产工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种紫外光交联电缆生产线及生产工艺，有效获得高交联效率的电缆生产方式，提高生产线的寿命。本生产线包括依次设置的放线机、上牵引、挤出机、辐照装置、下牵引、收线机；辐照装置包括紫外光辐照交联箱、冷却装置、净化装置和控制器；紫外光辐照交联箱，垂直截面呈正六边形结构，设置紫外光源组件；紫外光源组件，沿紫外光辐照交联箱内侧面间隔设置三个反射罩，反射罩罩内装有紫外光源灯；冷却装置，设置冷却通道、抽风机、冷却管；冷却通道，一端与反射罩背部贯通连接，另一端分别与冷却管和净化装置连接；抽风机，一端设置在相邻两反射罩之间的通风孔上，另一端与冷却管连接；控制器，分别与冷却装置和净化装置连接。

Description

一种紫外光交联电缆生产线及生产工艺
技术领域
本发明涉及交联电缆生产领域，尤其涉及一种紫外光交联电缆生产线及生产工艺。
背景技术
交联电缆是交联聚乙烯绝缘电缆的简称，交联电缆的方法有过氧化物交联法、高能辐射交联法、硅烷交联法、紫外光交联法。前三种方法缺点较多，如耗能高、生产效率低、造价高、投资大、工艺复杂等。第四种方法的紫外交联设备由我国自主研发，具有广阔应用前景。
自从紫外光交联电缆方法和设备研发后，逐步开始应用，但由于研发时间不长，这种方法不十分成熟，仍需要大力投入研发提高水平。
因此本领域技术人员应该加强对紫外光交联法生产电缆的研发，提高技术水平，进而降低成本。
发明内容
本发明解决了紫外光交联电缆的紫外光辐照交联箱的超温问题，获得较高的交联效率，保证生产线的长使用寿命。
为解决上述问题，本发明提供的一种紫外光交联电缆生产线，其特征在于，包括依次设置的放线机、上牵引、挤出机、辐照装置、下牵引、收线机；
所述辐照装置包括紫外光辐照交联箱、冷却装置、净化装置和控制器；
所述紫外光辐照交联箱，垂直截面呈正六边形结构，设置至少一组紫外光源组件；
所述紫外光源组件，沿所述紫外光辐照交联箱内侧面间隔设置三个反射罩，所述反射罩背部通过支架安装，所述反射罩罩内装有紫外光源灯，三所述紫外光源灯聚焦点为正六边形的中心；
所述冷却装置，设置冷却通道、抽风机、冷却管；
所述冷却通道，一端与所述反射罩背部贯通连接，另一端分别与所述冷却管和所述净化装置连接；
所述抽风机，一端设置在相邻两反射罩之间的通风孔上，另一端与所述冷却管连接；
所述控制器，分别与所述冷却装置和所述净化装置连接。
优选地，所述冷却通道，沿所述冷却管向所述反射罩方向，依次设置多个在通道内形成弯曲路径的冷却块、吸附层和分流板。
优选地，所述冷却块基本为长方体，沿气体走向的始点位置为弧形。
优选地，所述吸附层为椰壳碎和活性炭碎组成。
优选地，所述冷却通道与所述冷却管和所述净化装置连接处分别设置阀门，所述阀门由控制器控制开/关。
优选地，所述抽风机由所述控制器控制开/关。
优选地，所述紫外光源组件设置为3组。
优选地，所述紫外光源灯为紫外线高压汞灯。
优选地，所述冷却块内设置冷水。
本发明还提供一种紫外光交联电缆生产工艺，应用于权利要求1-8中任意一项所述的紫外光交联电缆生产线，包括以下步骤：
A、取聚烯烃基料100重量份、交联敏化剂0.1～8重量份、交联剂0.1～8重量份，造粒成粒状聚烯烃；
B、挤出机将聚烯烃熔融挤出，包覆在导电线芯上，送至所述紫外光辐照交联箱进行交联；
C、经一次或多次包覆后辐照交联，得到交联后的成品电缆；
D、将成品电缆绞合、剂塑护套和铠装等工艺，则完成电缆的生产。
优选地，所述聚烯烃基料包括：100重量份的聚烯烃树脂、80-90重量份的主阻燃剂、65重量份的阻燃增效剂、0.2-0.8重量份的抗氧剂、3-5重量份的润滑剂。
从以上技术方案可以看出，本发明对辐照装置进行改进，主要改进了紫外光辐照交联箱、冷却装置和净化装置。在紫外光辐照交联箱内，由于紫外线高压汞灯的功能制约的原因，提供紫外光的同时还会发散出热量和其他光，因此需要低温交联的紫外光会因温度过高而影响交联效果。
本发明的通过净化装置将过滤干净的空气经过冷却通道送至交联箱内，经紫外线灯的作用，空气逐步增温，此时通过抽风机进行抽风，交联箱内热空气随之离开，再通过冷却管和冷却通道的作用，可以重新输送至交联箱内，也可排出。从而保证交联箱内温度符合电缆生产要求。
附图说明
图1为本发明紫外光交联电缆生产线的结构图；
图2为本发明紫外光交联电缆生产线紫外光辐照交联箱的示意图；
图3为本发明紫外光交联电缆生产线紫外光辐照交联箱的剖面图；
图4为本发明紫外光交联电缆生产线冷却装置的结构示意图。
其中，附图标记如下所示：
放线机1、上牵引2、挤出机3、辐照装置4、紫外光辐照交联箱5、下牵引6、收线机7、紫外光源组件8、反射罩9、紫外光源灯10、冷却通道11、抽风机12、冷却管13、冷却块15、吸附层16、分流板17。
虚线箭头、实线箭头均表示气流方向。
具体实施方式
本发明提供了一种紫外光交联电缆生产线及生产工艺，电缆生产中有效获得较高的交联效率，生产线的寿命长。
请参考图1-图4，图1为本发明紫外光交联电缆生产线的结构图；图2为本发明紫外光交联电缆生产线紫外光辐照交联箱的示意图；图3为本发明紫外光交联电缆生产线紫外光辐照交联箱的剖面图；图4为本发明紫外光交联电缆生产线冷却装置的结构示意图。
在图2中，显示了圆形虚线，为了表示可以在该处位置穿孔，穿插抽风机、冷却通道等的连接管道，该连接管道也可以走在交联箱内，此种方式可以通过现有技术的手段解决，故不进行限定。
在图3中，显示了交联箱以外的结构，仅为了方便展示冷却装置等所在的位置，不表示其属于交联箱结构。
在图4中，冷却管仅为了表示其结构，其长度不代表实际长度。冷却通道中间为断裂形状，为表示其长度可延伸，根据实际情况设定。抽风机下方缺口为了表示其可以设置排出口。
在紫外光交联电缆的过程中，使用的紫外光源交联，是一种低温交联过程，也就是紫外光高压汞灯能发出适合聚乙烯交联的特定波长，但同时也会产生大量红外线和部分可见光，红外线和部分可见光容易导致紫外光辐照交联箱内的温度升高，热量会使得聚乙烯处于熔融状态，利于紫外光深入投射进行交联，但超温会影响最终交联效果，也会导致绝缘层氧化、反射罩9热变形等等。
本发明生产线，是针对上述问题进行的改进，保证在交联过程中空气能进行强对流和冷却，甚至能控制电缆处于不同的交联程度而接受不同的温度。
本发明公开的一种紫外光交联电缆生产线，包括依次设置的放线机1、上牵引2、挤出机3、辐照装置4、下牵引6、收线机7；
所述辐照装置4包括紫外光辐照交联箱5、冷却装置(未在图中指出)、净化装置(未在图中显示，在图4中，与冷却通道11左下角的管道连接)和控制器(未在图中显示)；
所述紫外光辐照交联箱5，垂直截面呈正六边形结构，设置至少一组紫外光源组件8；
所述紫外光源组件8，沿所述紫外光辐照交联箱5内侧面间隔设置三个反射罩9，所述反射罩9背部通过支架安装，所述反射罩9罩内装有紫外光源灯10，三所述紫外光源灯10聚焦点为正六边形的中心(也就是电缆所处的位置)；
所述冷却装置，设置冷却通道11、抽风机12、冷却管13；
所述冷却通道11，一端与所述反射罩9背部贯通连接，另一端分别与所述冷却管13和所述净化装置连接；
所述抽风机12，一端设置在相邻两反射9之间的通风孔上，另一端与所述冷却管13连接；
所述控制器，分别与所述冷却装置和所述净化装置连接。
优选地，所述冷却通道11，沿所述冷却管13向所述反射罩9方向，依次设置多个在通道内形成弯曲路径的冷却块15、吸附层16和分流板17。
吸附层是为了避免进入交联箱5内的空气带有水气，分流板是为了将空气分散输送至交联箱5内。
优选地，所述冷却块15基本为长方体，沿气体走向的始点位置为弧形。
冷却通道设置冷却块15的活动开口，开口设置在冷却通道的外表面。
优选地，所述吸附层为椰壳碎和活性炭碎组成。
优选地，所述冷却通道11与所述冷却管13和所述净化装置连接处分别设置阀门(未在图中显示)，所述阀门由控制器控制开/关。
优选地，所述抽风机12由所述控制器控制开/关。
优选地，所述紫外光源组件8设置为3组。
优选地，所述紫外光源灯10为紫外线高压汞灯。
优选地，紫外光辐照交联箱5和冷却管设有温度传感器。
在本发明中，各抽风机12与控制器连接，也就是说控制器可以根据实际要求对不同抽风机12进行控制。
通过图3进行阐述：当交联箱5内空气过热时，控制器可以控制全部抽风机12打开，将热空气抽走，同时冷却通道11则引入冷却空气，使得交联箱内降温。
进一步说，当交联箱内温度仅轻微过高，在同一组紫外光源组件8内则可以开启一个抽风机12，将轻微过高的热空气抽走；同时由于冷却通道11的冷却空气进入，随着空气流动，冷却空气轻松到达紫外光源灯10处，实现降低紫外光源灯10的温度。
再进一步说，控制器在冷却通道11设置了两个阀门，分别控制冷却管和净化装置的空气进入，控制器可以根据实际情况控制阀门的开启和关闭。
更进一步说，当紫外光源组件设置为多个时，线缆在交联过程中先从熔融态开始接受紫外光，随着交联完成，设置在后侧的紫外光源可以通过控制空气温度，从而控制交联效果。
净化装置可采用现有技术的空气净化技术和装置，将外面的空气过滤再通入交联箱5内，保证交联过程中环境的清洁度。
放线机1为常规的用于电缆的收放线装置，也称送线架，用于将电缆输送至辐照装置。
上牵引2和下牵引6将电缆/导电线芯向两端拉伸，提高电缆的张力，使得辐照对导电线芯的加工更加细致和细腻。
本发明的部件均通过控制器控制，由于控制器的结构是现有技术，故不在本申请中累赘说明。
本发明的其他未详细论述的部件和结构与现有技术相似或相同。
本发明还提供一种紫外光交联电缆生产工艺，应用于所述的紫外光交联电缆生产线，包括以下步骤：
A、取聚烯烃基料100重量份、交联敏化剂0.1～8重量份、交联剂0.1～8重量份，造粒成粒状聚烯烃；
B、挤出机将聚烯烃熔融挤出，包覆在导电线芯上，送至所述紫外光辐照交联箱进行交联；
C、经一次或多次包覆后辐照交联，得到交联后的成品电缆；
D、将成品电缆绞合、剂塑护套和铠装等工艺，则完成电缆的生产。
优选地，所述聚烯烃基料包括：100重量份的聚烯烃树脂、80-90重量份的主阻燃剂、65重量份的阻燃增效剂、0.2-0.8重量份的抗氧剂、3-5重量份的润滑剂。
下面描述实施方式：
将100重量份的聚烯烃树脂、80-90重量份的主阻燃剂、65重量份的阻燃增效剂、0.2-0.8重量份的抗氧剂、3-5重量份的润滑剂作为基础树脂，添加0.1～8重量份的4-十二烷基二苯甲酮或4-十六烷氧基二苯甲酮作为光交联敏化剂，投入挤出机，得到聚烯烃材料；
使用挤出机对导电线芯进行包覆，接着进行紫外辐照，以40-60m/分钟的运输速度(即每分钟输送40-60米的电缆)，辐照完成后进行收线。
包覆厚度为0.3mm。
实施例1
将10kg的聚烯烃树脂、8kg的主阻燃剂、6.5kg的阻燃增效剂、5kg的抗氧剂、4kg的润滑剂作为基础树脂，添加0.8kg的4-十二烷基二苯甲酮作为光交联敏化剂，投入挤出机，得到聚烯烃材料；
使用挤出机对导电线芯进行包覆，包覆厚度为0.3mm，接着进行紫外辐照，电缆以50m/分钟的运输速度，辐照完成后进行收线。
实施例2
将10kg的聚烯烃树脂、8kg的主阻燃剂、6.5kg的阻燃增效剂、5kg的抗氧剂、4kg的润滑剂作为基础树脂，添加0.4kg的4-十二烷基二苯甲酮作为光交联敏化剂，投入挤出机，得到聚烯烃材料；
使用挤出机对导电线芯进行包覆，包覆厚度为0.3mm，接着进行紫外辐照，电缆以50m/分钟的运输速度，辐照完成后进行收线。
实施例3
将10kg的聚烯烃树脂、8kg的主阻燃剂、6.5kg的阻燃增效剂、5kg的抗氧剂、4kg的润滑剂作为基础树脂，添加0.8kg的4-十二烷基二苯甲酮作为光交联敏化剂，投入挤出机，得到聚烯烃材料；
使用挤出机对导电线芯进行包覆，包覆厚度为0.3mm，接着进行紫外辐照，电缆以45m/分钟的运输速度，辐照完成后进行收线。
上述实施例1、2、3生产的电缆符合电缆安全要求。
本发明紫外光交联电缆生产线，对辐照装置进行改进，主要改进了紫外光辐照交联箱、冷却装置和净化装置。在紫外光辐照交联箱内，由于紫外线高压汞灯的功能制约的原因，提供紫外光的同时还会发散出热量和其他光，因此需要低温交联的紫外光会因温度过高而影响交联效果。
本发明的通过净化装置将过滤干净的空气经过冷却通道送至交联箱内，经紫外线灯的作用，空气逐步增温，此时通过抽风机进行抽风，交联箱内热空气随之离开，再通过冷却管和冷却通道的作用，可以重新输送至交联箱内，也可排出。从而保证交联箱内温度符合电缆生产要求。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种紫外光交联电缆生产线，其特征在于，包括依次设置的放线机、上牵引、挤出机、辐照装置、下牵引、收线机；
所述辐照装置包括紫外光辐照交联箱、冷却装置、净化装置和控制器；
所述紫外光辐照交联箱，垂直截面呈正六边形结构，设置至少一组紫外光源组件；
所述紫外光源组件，沿所述紫外光辐照交联箱内侧面间隔设置三个反射罩，所述反射罩背部通过支架安装，所述反射罩罩内装有紫外光源灯，三所述紫外光源灯聚焦点为正六边形的中心；
所述冷却装置，设置冷却通道、抽风机、冷却管；
所述冷却通道，一端与所述反射罩背部贯通连接，另一端分别与所述冷却管和所述净化装置连接；
所述抽风机，一端设置在相邻两反射罩之间的通风孔上，另一端与所述冷却管连接；
所述控制器，分别与所述冷却装置和所述净化装置连接。
2.根据权利要求1所述的紫外光交联电缆生产线，其特征在于，所述冷却通道，沿所述冷却管向所述反射罩方向，依次设置多个在通道内形成弯曲路径的冷却块、吸附层和分流板。
3.根据权利要求2所述的紫外光交联电缆生产线，其特征在于，所述冷却块基本为长方体，沿气体走向的始点位置为弧形。
4.根据权利要求2所述的紫外光交联电缆生产线，其特征在于，所述吸附层为椰壳碎和活性炭碎组成。
5.根据权利要求2所述的紫外光交联电缆生产线，其特征在于，所述冷却通道与所述冷却管和所述净化装置连接处分别设置阀门，所述阀门由控制器控制开/关。
6.根据权利要求1所述的紫外光交联电缆生产线，其特征在于，所述抽风机由所述控制器控制开/关。
7.根据权利要求1～7中任意一项所述的紫外光交联电缆生产线，其特征在于，所述紫外光源组件设置为3组。
8.根据权利要求1～7中任意一项所述的紫外光交联电缆生产线，其特征在于，所述紫外光源灯为紫外线高压汞灯。
9.一种紫外光交联电缆生产工艺，其特征在于，应用于权利要求1-8中任意一项所述的紫外光交联电缆生产线，包括以下步骤：
A、取聚烯烃基料100重量份、交联敏化剂0.1～8重量份、交联剂0.1～8重量份，造粒成粒状聚烯烃；
B、挤出机将聚烯烃熔融挤出，包覆在导电线芯上，送至所述紫外光辐照交联箱进行交联；
C、经一次或多次包覆后辐照交联，得到交联后的成品电缆；
D、将成品电缆绞合、剂塑护套和铠装等工艺，则完成电缆的生产。
10.根据权利要求9所述的一种紫外光交联电缆生产工艺，其特征在于，所述聚烯烃基料包括：100重量份的聚烯烃树脂、80-90重量份的主阻燃剂、65重量份的阻燃增效剂、0.2-0.8重量份的抗氧剂、3-5重量份的润滑剂。
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