CN113021824B - 一种气体保护阻燃电缆的生产方法 - Google Patents

一种气体保护阻燃电缆的生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了电缆生产领域内的一种气体保护阻燃电缆的生产方法，包括以下步骤：A、制备气体保护阻燃电缆生产模具，在缆芯外挤包绝缘层形成电缆半成品；B、在挤出机上用气体保护阻燃电缆生产模具对电缆半成品进行护套层挤出加工，加工得到的护套层包括包覆在电缆半成品表面的内层护套、一体成型在内层护套表面并呈环形均匀分布的多个中间层护套和外层护套，中间层护套位于外层护套内侧；C、在中间层护套与内层护套之间的空腔中、外层护套与内层护套之间的空腔中均填充惰性气体；D、牵拉脱模后用水槽冷却定型并检查气密性；E、收卷。本发明可生产具备气体保护阻燃功能的电缆，解决现有技术电缆不能防火阻燃，不能及时有效控制火势的问题。

Description

一种气体保护阻燃电缆的生产方法
技术领域
本发明涉及电缆生产领域，具体涉及一种气体保护阻燃电缆的生产方法。
背景技术
电线电缆作为现代社会基础建设的重要材料之一，用于为人们日常生活、工业生产、信息传输等提供能源或传递信息，是现代社会发展不可或缺的一部分基础设施。电缆主要结构为护套材料、绝缘材料包裹的导线，导线主要为金属导线，在传递电能的过程中由于电阻的存在会产生一定的热量，特别是部分输送电流大、电压高的电线电缆，在使用过程中会产生大量的热量，长时间使用过程中存在过热导致的自燃现象。此外电线电缆在使用过程中也存在较多因为外界环境影响导致的燃烧。燃烧会导致电线电缆的护套层失效进而破坏内部的绝缘及导体造成损坏等问题，严重的造成火灾危及人身、财产安全，因此电线电缆的防火性能尤为重要。现有技术中主要通过对绝缘、护套材料进行改进，研发具备阻燃性的材料作为成分之一添加到绝缘层和护套层中，但是通常电线电缆会有多层结构，并不是每一层都能够添加阻燃材料，这样对于电缆自身过热造成的自燃能够一定程度避免，但也不能完全避免自燃，仍有可能因为过热引燃部分护套材料，进而引燃外界物体造成火灾。对于外界火源只能避免电线电缆部分护套层或绝缘层不会被引燃，若电线电缆存在护套破口或损坏，则仍存在被引燃的情况，综上所述，现有电线电缆的防火阻燃性仍存在缺陷，不能有效可靠的避免电线电缆燃烧，不能及时有效的避免火势扩大。
发明内容
本发明意在提供一种气体保护阻燃电缆的生产方法，以生产具备气体保护阻燃功能的电缆，解决现有技术电缆不能防火阻燃，不能及时有效控制火势的问题。
为达到上述目的，本发明的基础技术方案如下：一种气体保护阻燃电缆的生产方法，包括以下步骤：
A、制备气体保护阻燃电缆生产模具，在缆芯外挤包绝缘层形成电缆半成品；
B、在挤出机上用气体保护阻燃电缆生产模具对电缆半成品进行护套层挤出加工，加工得到的护套层包括包覆在电缆半成品表面的内层护套、一体成型在内层护套表面并呈环形均匀分布的多个中间层护套和外层护套，中间层护套位于外层护套内侧；
C、在中间层护套与内层护套之间的空腔中、外层护套与内层护套之间的空腔中均填充惰性气体；
D、牵拉脱模后用水槽冷却定型并检查气密性；
E、收卷。
本方案的原理及优点是：实际应用时，先加工电缆半成品保证了绝缘层加工质量，再加工护套层，通过专用模具加工形成具备环绕电缆半成品的双层气腔的护套层，通过在双层气腔中填充惰性气体然后冷却定型，形成具有惰性气体保护阻燃护套的电缆。使用过程中遇到火情，电缆护套层中的双层气腔受损释放其中的惰性气体，将电缆表面的火焰扑灭并隔绝空气防止进一步燃烧，实现电缆的自触发气体保护阻燃。
进一步，步骤A中制作筒状的外模和芯模，外模沿轴线方向分为成型段和连接段，外模包括从内至外嵌套连接的第二模芯、第一模芯和模座，模座的成型段内侧壁为多个连续且呈环形均匀分布的第一成型槽，第一模芯的成型段为多个呈环形均匀分布的第一成型柱，第一成型柱朝向模座中部的侧壁上设有第二成型槽，第二模芯的成型段为多个呈环形均匀分布的第二成型柱，每个第二成型柱均插入到一个第二成型槽内，第二成型柱与对应第二成型槽之间为第二成型间隙，每个第一成型柱均插入到一个第一成型槽内，第一成型柱与对应第一成型槽之间为第一成型间隙，芯模同轴插设在外模中部。作为优选这样制成的模具同轴度高、护套材料挤注填充流动性好，成型的护套外形规整，外护套、中间层护套成型完整气密性好，能够稳定可靠的容纳惰性气体。
进一步，步骤A中将第一成型槽加工为半椭圆槽，将第一成型柱的截面外轮廓加工为半椭圆弧状，将第一成型柱的截面外轮廓与半椭圆槽同心设置，步骤B中护套材料从第一成型间隙中挤出成型半椭圆形的外层护套。作为优选这样成型的外层护套厚度均匀，充气后形成凸出与电缆表面的弧面，具备从两侧向中间的收束作用，使得生效时能够及时快速的破裂释放惰性气体实现阻燃。
进一步，步骤A中将第二成型槽加工为直径小于第一成型槽截面轮廓短轴长度的半圆槽，将第二成型柱的截面外轮廓加工为半圆弧状，第二成型柱的截面外轮廓与半圆槽同心设置，步骤B中护套材料从第二成型间隙中挤出成型半圆形的中间层护套。作为优选这样成型的中间层护套厚度均匀，中间层护套和外层护套的凸起部位相贴近，一旦外层护套破裂后，中间层护套也可紧随其后在相对较短的时间间隔内破裂释放惰性气体，进而保证惰性气体灭火阻燃的快速生效。
进一步，步骤A中在模座的外侧壁上开设有连通至第一成型槽的注料孔，并将注料孔与第一成型槽截面轮廓的短轴端部连通，步骤B中护套材料从注料孔进入第一成型间隙中部沿第一成型柱的半椭圆弧状表面向两侧填充。作为优选这样通过侧向的注料孔进行辅助进料，与现有中部进料结合形成模腔内外同步进料填充，有效保证护套材料能够在第一成型间隙、第二成型间隙填满成型，护套材料在模座内侧的成型空腔内充分流动混合，成型完整且一体性好，结构强度、气密性更好。
进一步，步骤A中在第一成型柱和第二成型柱内部均开设有充气道，充气道均连通有惰性气体源，第一成型柱和第二成型柱的端部均设有与充气道连通的充气孔，步骤C中外层护套、中间层护套脱离第一成型柱、第二成型柱的同时充气孔向外层护套、中间层护套内侧空腔持续充入惰性气体。作为优选这样能够在护套成型的同时完成惰性气体的填充，能够及时检测成型气密性，并且在外层护套、中间层护套具备一定热塑性的时候充气然后一起冷却，在外层护套、中间层护套内侧形成一定的预压力，冷却成型后有利于使用过程中在火情下的及时快速生效，保障阻燃的及时有效。
进一步，步骤B中将护套材料从注料孔以及芯模与外模之间的间隙同步注入，护套材料的注入温度为160-200℃。作为优选这样同步注入保证内外成型一致，对温度的设计保障护套材料的流动性，使得护套材料能够全面填满成型空间，保障挤出成型质量稳定可靠。
进一步，步骤B中护套材料的注入压力为2-8MPa，挤出速度为1-5m/min。作为优选采用这样的挤出压力和挤出速度保证护套成型稳定和充气后的气压稳定。
进一步，步骤C中充气压力为0.8-1.2MPa。作为优选在前述挤出速度的基础上采用这样的充气压力保证充气后外层护套和中间层护套稳定无鼓包，保证成型后气体保护阻燃性能稳定可靠。
进一步，步骤A中将第一成型柱、第二成型柱加工至凸出模座外，第一成型柱、第二成型柱凸出模座外的长度为全长的四分之一，步骤D中从模座中挤出的中间层护套和外层护套在第一成型柱、第二成型柱支撑下风冷后再进入水槽水冷。作为优选这样在挤出成型后对于薄壁结构的外层护套和中间层护套进行内部支撑下的表层风冷定型，可保证挤出后的外层护套、中间层护套不会粘黏塌陷，并在充气前初步降温定型具备较好的结构稳定性，充气后不会产生变形，保障生产成型的电缆具备稳定可靠的气体保护阻燃性能。
附图说明
图1为本发明实施例1中气体保护阻燃电缆生产模具的轴测图；
图2为本发明实施例1中气体保护阻燃电缆生产模具的正视图；
图3为图2的A-A剖视图；
图4为本发明实施例1生产的气体保护阻燃电缆的断面视图。
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：模座1、第一成型柱2、第二成型柱3、第一成型槽4、第二成型槽5、第一成型间隙7、第二成型间隙6、充气孔8、注料孔9、芯模10、充气道11、缆芯12、绝缘层13、内层护套14、中间层护套15、外层护套16。
实施例1，基本如附图1所示：一种气体保护阻燃电缆的生产方法，包括以下步骤：
A、在缆芯12外挤包绝缘层13形成电缆半成品，制备气体保护阻燃电缆生产模具，如图1、图2及图3所示，制作筒状的外模和芯模10，外模沿轴线方向分为成型段和连接段，外模包括从内至外嵌套连接的第二模芯、第一模芯和模座1，模座1的成型段内侧壁为八个连续且呈环形均匀分布的第一成型槽4，第一模芯的成型段为八个呈环形均匀分布的第一成型柱2，将第一成型槽4加工为半椭圆槽，将第一成型柱2的截面外轮廓加工为半椭圆弧状，将第一成型柱2的截面外轮廓与半椭圆槽同心设置；第一成型柱2朝向模座1中部的侧壁上设有第二成型槽5，第二模芯的成型段为多个呈环形均匀分布的第二成型柱3，每个第二成型柱3均插入到一个第二成型槽5内，将第二成型槽5加工为直径小于第一成型槽4截面轮廓短轴长度的半圆槽，将第二成型柱3的截面外轮廓加工为半圆弧状，第二成型柱3的截面外轮廓与半圆槽同心设置；第二成型柱3与对应第二成型槽5之间为第二成型间隙6，每个第一成型柱2均插入到一个第一成型槽4内，第一成型柱2与对应第一成型槽4之间为第一成型间隙7，在模座1的外侧壁上开设有连通至第一成型间隙7的注料孔9，并将注料孔9与第一成型槽4截面轮廓的短轴端部连通，芯模10同轴插设在外模中部；在第一成型柱2和第二成型柱3内部均开设有充气道11，充气道11均连通有惰性气体源，第一成型柱2和第二成型柱3的端部均设有与充气道11连通的充气孔8；
B、在挤出机上用气体保护阻燃电缆生产模具对电缆半成品进行护套层挤出加工，将护套材料从注料孔9以及芯模10与外模之间的间隙同步注入，护套材料的注入温度为160-200℃，护套材料的注入压力为2-8MPa，挤出速度为1-5m/min；结合图4所示，护套材料从第一成型间隙7中挤出成型半椭圆形的外层护套16，护套材料从注料孔9进入第一成型间隙7中部沿第一成型柱2的半椭圆弧状表面向两侧填充，护套材料从第二成型间隙6中挤出成型半圆形的中间层护套15，加工得到的护套层包括包覆在电缆半成品表面的内层护套14、一体成型在内层护套14表面并呈环形均匀分布的八个中间层护套15和外层护套16，中间层护套15位于外层护套16内侧；
C、外层护套16脱离第一成型柱2同时通过充气孔8在外层护套16与内层护套14之间的空腔中持续充入惰性气体二氧化碳；中间层护套15脱离第二成型柱3同时通过充气孔8在中间层护套15与内层护套14之间的空腔中持续充入惰性气体氮气，充气压力为0.8-1.2MPa；
D、牵拉脱模后用室温水槽冷却定型并检查气密性；
E、收卷。
实施例2，本实施例与实施例1的区别仅在于，步骤A中将第一成型柱、第二成型柱加工至凸出模座外，第一成型柱、第二成型柱凸出模座外的长度为全长的四分之一，步骤D中从模座中挤出的中间层护套和外层护套在第一成型柱、第二成型柱支撑下经过风冷后再进入水槽水冷定型。这样在挤出成型后对于薄壁结构的外层护套和中间层护套进行内部支撑下的表层风冷定型，可保证挤出后的外层护套、中间层护套不会粘黏塌陷，并在充气前初步降温定型具备较好的结构稳定性，充气后不会产生变形，保障生产成型的电缆具备稳定可靠的气体保护阻燃性能。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构和/或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 (9)

1.一种气体保护阻燃电缆的生产方法，其特征在于：包括以下步骤：
A、制备气体保护阻燃电缆生产模具，制作筒状的外模和芯模，外模沿轴线方向分为成型段和连接段，外模包括从内至外嵌套连接的第二模芯、第一模芯和模座，所述模座的成型段内侧壁为多个连续且呈环形均匀分布的第一成型槽，所述第一模芯的成型段为多个呈环形均匀分布的第一成型柱，第一成型柱朝向模座中部的侧壁上设有第二成型槽，所述第二模芯的成型段为多个呈环形均匀分布的第二成型柱，每个第二成型柱均插入到一个第二成型槽内，第二成型柱与对应第二成型槽之间为第二成型间隙，每个第一成型柱均插入到一个第一成型槽内，第一成型柱与对应第一成型槽之间为第一成型间隙，芯模同轴插设在外模中部，在所述模座的外侧壁上开设有连通至第一成型槽的注料孔，并将注料孔与第一成型槽截面轮廓的短轴端部连通，在第一成型柱和第二成型柱内部均开设有充气道，充气道均连通有惰性气体源，第一成型柱和第二成型柱的端部均设有与充气道连通的充气孔；在缆芯外挤包绝缘层形成电缆半成品；
B、在挤出机上用气体保护阻燃电缆生产模具对电缆半成品进行护套层挤出加工，加工得到的护套层包括包覆在电缆半成品表面的内层护套、一体成型在内层护套表面并呈环形均匀分布的多个中间层护套和外层护套，中间层护套位于外层护套内侧；
C、在中间层护套与内层护套之间的空腔中、外层护套与内层护套之间的空腔中均填充惰性气体；
D、牵拉脱模后用水槽冷却定型并检查气密性；
E、收卷。
2.根据权利要求1所述的一种气体保护阻燃电缆的生产方法，其特征在于：所述步骤A中将所述第一成型槽加工为半椭圆槽，将所述第一成型柱的截面外轮廓加工为半椭圆弧状，将第一成型柱的截面外轮廓与半椭圆槽同心设置，步骤B中护套材料从第一成型间隙中挤出成型半椭圆形的外层护套。
3.根据权利要求2所述的一种气体保护阻燃电缆的生产方法，其特征在于：所述步骤A中将所述第二成型槽加工为直径小于第一成型槽截面轮廓短轴长度的半圆槽，将所述第二成型柱的截面外轮廓加工为半圆弧状，第二成型柱的截面外轮廓与半圆槽同心设置，所述步骤B中护套材料从第二成型间隙中挤出成型半圆形的中间层护套。
4.根据权利要求3所述的一种气体保护阻燃电缆的生产方法，其特征在于：所述步骤B中护套材料从注料孔进入第一成型间隙中部沿第一成型柱的半椭圆弧状表面向两侧填充。
5.根据权利要求4所述的一种气体保护阻燃电缆的生产方法，其特征在于：所述步骤C中外层护套、中间层护套脱离第一成型柱、第二成型柱的同时充气孔向外层护套、中间层护套内侧空腔持续充入惰性气体。
6.根据权利要求5所述的一种气体保护阻燃电缆的生产方法，其特征在于：所述步骤B中将护套材料从注料孔以及芯模与外模之间的间隙同步注入，护套材料的注入温度为160-200℃。
7.根据权利要求6所述的一种气体保护阻燃电缆的生产方法，其特征在于：所述步骤B中护套材料的注入压力为2-8MPa，挤出速度为1-5m/min。
8.根据权利要求7所述的一种气体保护阻燃电缆的生产方法，其特征在于：所述步骤C中充气压力为0.8-1.2MPa。
9.根据权利要求2-8任一所述的一种气体保护阻燃电缆的生产方法，其特征在于：所述步骤A中将第一成型柱、第二成型柱加工至凸出模座外，第一成型柱、第二成型柱凸出模座外的长度为全长的四分之一，所述步骤D中从模座中挤出的中间层护套和外层护套在第一成型柱、第二成型柱支撑下风冷后再进入水槽水冷。
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