CN112201406A - 一种交联电缆生产线交联管氮气纯度自动控制装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种交联电缆生产线交联管氮气纯度自动控制装置及方法，其中的自动控制装置包括控制器、与加热段管壁固接且与加热段内腔连通的进气管，以及与预冷段管壁固接且与预冷段内腔连通的排气管，进气管和排气管上分别安装有与控制器电连接的电动阀门，预冷段管壁上安装有与控制器电连接的氮气纯度检测仪，氮气纯度检测仪的检测端伸至预冷段内腔。本发明通过在交联管的预冷段靠近加热段部位安装氮气纯度检测仪检测管内氮气纯度，通过所检测氮气纯度的高低来控制进气管和排气管上的电动阀门启闭，从而将氮气纯度控制在要求的纯度范围内，提高了产品质量。

Description

一种交联电缆生产线交联管氮气纯度自动控制装置及方法

技术领域

本发明涉及电缆生产设备技术领域，尤其涉及到交联电缆生产过程中的氮气纯度控制，具体是指一种交联电缆生产线交联管氮气纯度自动控制装置及方法。

背景技术

目前中高压交联电缆大都采用干法交联法来实现，干法交联采用加入过氧化合物交联剂的聚乙烯绝缘材料，通过三层共挤完成导体屏蔽层、绝缘层及绝缘屏蔽层的挤出后，连续均匀的通过高温、且充满高压氮气的交联管加热段，在加热段管内完成交联过程，然后依次经过预冷段、冷却段逐步进行冷却直至产品完成。氮气作为惰性气体在交联过程中起着至关重要作用，电缆行业氮气源的纯度一般要求不低于99.5%，交联管内压力为1.0-1.2Mpa，生产过程中绝缘料在交联过程会产生少量的废气，同时由于冷却段冷却介质为水，会产生一定数量的水蒸汽，这样就会不断降低氮气纯度，当低于一定数值时，绝缘层在交联过程中会提前老化，焦化变色，影响热延伸值，在后续试验过程中会造成电缆绝缘层击穿，并且随着氮气浓度降低，交联副产物会逐渐增多，他们会附着在线缆表面，影响产品外观质量，还会附着在硫化管内壁，积累多了会造成管道内部孔径减小，产生划伤电缆外屏蔽的情况。

针对上述问题，目前行业内没有具体的解决措施和控制办法，所以会经常出现绝缘层击穿而分析不出原因的情况，造成巨大浪费。

发明内容

本发明针对上述问题，提供一种交联电缆生产线交联管氮气纯度自动控制装置，实现了对交联管内氮气纯度的控制，从而保证了产品质量。

本发明是通过如下技术方案实现的，提供一种交联电缆生产线交联管氮气纯度自动控制装置，包括控制器、与加热段管壁固接且与加热段内腔连通的进气管，以及与预冷段管壁固接且与预冷段内腔连通的排气管，进气管和排气管上分别安装有与控制器电连接的电动阀门，预冷段管壁上安装有与控制器电连接的氮气纯度检测仪，氮气纯度检测仪的检测端伸至预冷段内腔。

本方案通过氮气纯度检测仪检测预冷段内的氮气纯度，并将检测信号传至控制器，如果氮气纯度小于设定值，控制器控制两电动阀门打开，高压高纯度氮气经进气管进入交联管道的加热段，并推动管道内原有的低纯度氮气由排气管排出，从而提高交联管道内的氮气纯度。

作为优化，所述氮气纯度检测仪位于排气管与加热段之间。通过本优化方案的设置，使氮气纯度检测仪位于交联管预冷段上靠近加热段的一侧，即氮气纯度检测仪位于排气管的上游，检测位置更合理，检测准确性更高。

作为优化，排气管位于预冷段的中间位置。本优化方案的排气管设置位置处，电缆绝缘层交联已经完成，处于逐步冷却阶段，此处水蒸气浓度最高，便于将不合该气体最大程度排出，保证加热段氮气的纯度。

作为优化，氮气纯度检测仪与加热段之间的距离为3~3.5米。本优化方案的氮气纯度检测仪更能准确检测由加热段进入预冷段的氮气纯度，在通入高纯度氮气时，保证加热段内的氮气纯度符合要求。

作为优化，加热段包括与预冷段连接的固定管，以及连通固定管与挤出机机头的伸缩管，进气管位于伸缩管上，距离固定管的距离为150mm。本优化方案的设置，使进气管更加靠近挤出机三层共挤机头，且不影响伸缩管的正常工作，从而最大可能的保证加热段内高纯度氮气的充填量。

本方案还提供一种交联电缆生产线交联管氮气纯度自动控制方法： 利用氮气纯度检测仪检测交联管道预冷段内部氮气的纯度，并将检测信号传至控制器；当氮气纯度低于设定值时，控制器接到信号的同时将信号发送给进气管和排气管上的电动阀门，两个电动阀门同时打开，通过进气管向交联管道加热段内通入压力大于1.2Mpa、纯度大于99.5%的高压高纯度氮气，利用高压高纯度氮气推动管内原有气体向下流动，使交联管道内的低纯度氮气经排气管排出，进入废气处理系统，处理后排入空中；当氮气纯度大于或等于设定值时，控制器控制排气管上的电动阀门关闭，停止氮气外排，当交联管道内的压力达到设备压力设定值时，控制器控制进气管上的电动阀门关闭，停止氮气充入；如此进行循环，使交联管道内的氮气纯度始终保持在设定范围内。

本发明的有益效果为：通过在交联管的预冷段靠近加热段部位安装氮气纯度检测仪检测管内氮气纯度，通过所检测氮气纯度的高低来控制进气管和排气管上的电动阀门启闭，从而将氮气纯度控制在要求的纯度范围内，提高了产品质量。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明控制原理图；

图中所示：

1、挤出机机头，2、第一电动球阀，3、进气管，4、加热段，5、氮气纯度检测仪，6、第二电动球阀，7、排气管，8、预冷段，9、伸缩管，图1中的箭头为电缆行进方向。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。

如图1所示一种交联电缆生产线交联管氮气纯度自动控制装置，包括控制器、与加热段管壁固接且与加热段内腔连通的进气管3，以及与预冷段管壁固接且与预冷段内腔连通的排气管7，进气管和排气管的材质均为不锈钢，进气管连通高纯度氮气供给装置，排气管连通废气处理系统。

进气管安装在交联管加热段靠近三层共挤机头处，本实施例的进气管用于补充新的氮气，氮气进入管道后由于压力高，会推动管道内的气体向预冷段方向流动，易于将管道中的氧气（初次加入氮气时管道内全部为氧气）、交联过程中产生的废气及冷却段上来的蒸汽全部排出，保证加热段4内的氮气纯度。本实施的加热段包括与预冷段连接的固定管，以及连通固定管与挤出机机头的伸缩管9，进气管位于伸缩管上，距离固定管的距离为150mm。

排气管7安装在预冷段8的中间位置，用于将管道内纯度不合格气体排到管道外部，该部位为水冷段和加热段的中间部位，电缆绝缘层交联已经完成，处于逐步冷却阶段，此处水蒸气浓度最高，便于将不合该气体最大程度排出，保证加热段氮气的纯度。

进气管3和排气管7上分别安装有与控制器电连接的电动阀门，本实施例的电动阀门均为电动球阀，进气管上的电动阀门为第一电动球阀2，排气管上的电动阀门为第二电动球阀6。第一电动球阀主要用于控制氮气进气管的关闭和打开，当管道内的氮气纯度低于设定下限时，接到信号阀门自动打开，高纯高压氮气由此进入交联管道内，当管道内的压力达到设定值时，接到信号阀门自动关闭。第二电动球阀主要用于控制氮气:排气管的关闭和打开，当管道内的氮气纯度低于设定下限时，接到信号阀门自动打开，管道内的氮气自动排出，当管道内的氮气纯度达到设定上限值时，接到信号阀门自动关闭。

预冷段管壁上安装有与控制器电连接的氮气纯度检测仪5，氮气纯度检测仪与加热段之间的距离为3米，氮气纯度检测仪的检测端伸至预冷段内腔，能准确检测出管道内部氮气的纯度，本实施例的氮气纯度检测仪5位于排气管7与加热段4之间。预冷段或加热段的管壁上还安装有与控制器电连接的压力传感器，用于检测交联管道内的压力。

本实施例交联电缆生产线交联管氮气纯度自动控制装置的控制方法，具体为：利用氮气纯度检测仪检测交联管道预冷段内部氮气的纯度，并将检测信号传至控制器，对氮气纯度检测仪进行纯度区间即上限和下限报警设置，本实施例将下限纯度设置为90%，上限纯度设置为99%；

当氮气纯度低于或等于设定的下限值时，发出信号给控制器，控制器接到信号的同时将信号发送给进气管和排气管上的电动阀门，第一电动球阀和第二电动球阀同时打开，通过进气管向交联管道加热段内通入压力大于1.2Mpa、纯度大于99.5%的高压高纯度氮气，利用高压高纯度氮气推动管内原有气体向下流动，使交联管道内的低纯度氮气经排气管排出，进入废气处理系统，处理后排入空中；

当氮气纯度大于或等于设定的上限值时，控制器控制排气管上的电动阀门关闭，停止氮气外排，高纯度氮气继续充入，当交联管道内的压力达到设备压力设定值时，控制器控制进气管上的电动阀门关闭，停止氮气充入；

如此进行循环，使交联管道内的氮气纯度始终保持在设定范围内。

当然，上述说明也并不仅限于上述举例，本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例及附图仅用于说明本发明的技术方案并非是对本发明的限制，参照优选的实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本发明的宗旨，也应属于本发明的权利要求保护范围。

Claims (4)

1.一种交联电缆生产线交联管氮气纯度自动控制装置，其特征在于：包括控制器、与加热段管壁固接且与加热段内腔连通的进气管（3），以及与预冷段管壁固接且与预冷段内腔连通的排气管（7），进气管（3）和排气管（7）上分别安装有与控制器电连接的电动阀门，预冷段管壁上安装有与控制器电连接的氮气纯度检测仪（5），氮气纯度检测仪的检测端伸至预冷段内腔。

2.根据权利要求1所述的一种交联电缆生产线交联管氮气纯度自动控制装置，其特征在于：所述氮气纯度检测仪（5）位于排气管（7）与加热段（4）之间。

3.根据权利要求2所述的一种交联电缆生产线交联管氮气纯度自动控制装置，其特征在于：排气管（7）位于预冷段（8）的中间位置。

4.一种交联电缆生产线交联管氮气纯度自动控制方法，其特征在于：

利用氮气纯度检测仪检测交联管道预冷段内部氮气的纯度，并将检测信号传至控制器；

当氮气纯度低于设定值时，控制器接到信号的同时将信号发送给进气管和排气管上的电动阀门，两个电动阀门打开，通过进气管向交联管道加热段内通入压力大于1.2Mpa、纯度大于99.5%的高压高纯度氮气，利用高压高纯度氮气推动管内原有气体向下流动，使交联管道内的低纯度氮气经排气管排出，进入废气处理系统，处理后排入空中；

当氮气纯度大于或等于设定值时，控制器控制排气管上的电动阀门关闭，停止氮气外排，当交联管道内的压力达到设备压力设定值时，控制器控制进气管上的电动阀门关闭，停止氮气充入；

如此进行循环，使交联管道内的氮气纯度始终保持在设定范围内。

Images