CN113021825B - 一种自灭火电缆生产装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了电缆生产领域内的一种自灭火电缆生产装置，包括筒状的外模和芯模，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呈环形均匀分布的成型槽，第一模芯的成型段为多个呈环形均匀分布的成型柱，第二模芯的成型段为环状的成型板，每个成型柱对应位于一个成型槽中，模座上开设有连通至成型槽的注料孔，第二模芯的连接段中部设有进料孔，芯模穿设在进料孔中。本发明可生产自灭火电缆，能够解决现有技术电缆不能自动防火阻燃，不能及时有效控制火势的问题。

Description

一种自灭火电缆生产装置

技术领域

本发明涉及电缆生产领域，具体涉及一种自灭火电缆生产装置。

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自灭火电缆生产装置，以生产具备自灭火功能的电缆，解决现有技术电缆不能自动防火阻燃，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：一种自灭火电缆生产装置，包括筒状的外模和芯模，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呈环形均匀分布的成型槽，第一模芯的成型段为多个呈环形均匀分布的成型柱，第二模芯的成型段为环状的成型板，每个成型柱对应位于一个成型槽中，模座上开设有连通至成型槽的注料孔，第二模芯的连接段中部设有进料孔，芯模穿设在进料孔中。

本方案的原理及优点是：实际应用时，本装置装配到电缆生产挤出机上使用，在电线电缆完成绝缘材料挤包形成半成品后，再通过挤出机和本装置挤出成型护套层。本装置中芯模作为电缆半成品的导引结构，引导电缆半成品沿外模的中心轴线输送。外模作为护套层成型模具，第二模芯上成型板围成的内侧空间作为紧贴电缆绝缘层的实心护套层的挤出成型空间，成型板外壁、成型柱表面以及模座内壁围合形成环绕实心护套层的中空护套层的挤出成型空间。挤出成型过程中护套材料从注料孔和进料孔进入，挤注时成型柱在中空护套层内部形成环绕电缆半成品分布的多个第一空腔，成型柱与成型槽的槽底之间形成薄壁结构的第一空腔穿透点。成型板在中空护套层与实心护套层之间形成环绕电缆半成品的第二空腔，相邻成型槽之间的部位与成型板之间形成薄壁结构的第二空腔穿透点。这样采用本方案装置生产的电缆护套层中具备双层气囊腔结构，可分别填充不同的惰性气体作为防火阻燃介质，第一空腔穿透点位于护套层最外侧，遇到火情时先行受损破裂释放其中的惰性气体，进一步受损后第二空腔穿透点破裂再次释放惰性气体，释放的惰性气体将电缆表层空气隔绝，使得电缆表层护套材料失去燃烧必须的氧气，进而实现电缆的防火阻燃。这样生产的自灭火电缆在受到外界火情影响受损后自动触发破裂，防火阻燃更加及时有效，能够有效避免电缆进一步烧损，避免火势进一步扩大，便于有效控制火势。

进一步，成型槽为半椭圆形，成型柱为半圆柱，成型柱的截面圆心位于成型槽截面形状的短轴上。作为优选这样第一空腔外侧的护套材料的厚度从中部向两侧逐渐增厚，具备足够的结构强度，能够稳定有效的对第一空腔内的惰性气体进行约束，提供从两侧向中部的预压力，保证生效时第一空腔穿透点优先破裂，这样可进一步结合使用密度不同的惰性气体，使得第一空腔的惰性气体能够将第二空腔的惰性气体压制在电缆表面，进而获得更加稳定有效的灭火、阻燃效果，并且这样生产的自灭火电缆外形轮廓具备多个弧形面，抗外力冲击性能更好。

进一步，注料孔沿模座的表面周向均匀分布开设有至少两个。作为优选这样至少两个注料孔从不同的方向同时注入护套材料，使得护套材料能够更快、更全面充满成型腔，有利于保证中空护套层的有效成型，减少填不满的缺陷。

进一步，注料孔连通在成型槽截面轮廓的短轴端部。作为优选这样护套材料能够直接注入到第一空腔穿透点处，保证护套材料在成型空间狭小的第一空腔穿透点部位有效填充成型，有效避免第一空腔穿透点护套材料填不满的缺陷。

进一步，成型柱和成型板内部中空分隔为靠近连接段的加热腔和远离连接段的冷却腔，加热腔内设有加热组件，冷却腔内流注有冷却介质。作为优选通过加热腔内的加热组件能够对刚进入成型空腔的护套材料进行加热提高流动性，保证护套材料能够顺畅流动填满成型腔，进而保障成型的护套层结构完整无缺陷，而冷却腔内的冷却介质采用流注的方式持续循环流动，能够对填满成型腔的护套材料进行降温定型，保障成型得到的中空护套层内部的第一空腔、第二空腔形状结构稳定。

进一步，成型柱和成型板内部中空并连通有充气管，成型柱和成型板远离连接段的端部开设有充气孔。作为优选这样在成型柱和成型板内部形成流动的气流，优选的直接将惰性气体从中充入，这样成型柱和成型板在形成第一空腔、第二空腔的同时通过流动的气流进行降温定型，并实时注入惰性气体，直接生产成型自灭火电缆，生产更加高效。

进一步，成型板上绕轴线呈环形均匀分布开设有多个切口，每个切口对应朝向一个成型柱。作为优选这样通过切口的设置在护套材料挤注成型的过程中实心护套层与中空护套层连接形成整体，成型后第二空腔有多个并环绕在半成品电缆外侧，中空护套层能够得到实心护套层的支撑，在使用过程中保证电缆的缆芯周向都能够得到气体防火阻燃保护，并且切口朝向成型柱使得第二空腔穿透点保持有效作用厚度。

进一步，模座和第一模芯的连接段中部均为阶梯孔，第一模芯和第二模芯的连接段外形均为阶梯状。作为优选遮掩通过阶梯结构进行连接定位更加准确，连接更加稳定。

进一步，多个成型槽连续设置。作为优选这样相邻成型槽之间的第二空腔穿透点唯一，在生效时第二空腔内惰性气体在电缆表面的覆盖更加均匀，对电缆的防火阻燃保护更加全面有效。

进一步，相邻两个成型槽之间形成山型凸起，山型凸起与成型板之间的间隙大于等于1mm，成型柱与成型槽的槽底之间的间隙小于等于山型凸起与成型板之间的间隙，成型柱与成型槽的槽底之间的间隙大于等于0.5mm。作为优选这样成型板形成的第二空腔在山型凸起形成的凹槽处形成相对尖锐的夹角，更有利于第二空腔穿透点的破裂，但又保证了成型柱与成型槽之间形成第一空腔穿透点的优先破裂，进而保证能够在电缆表面形成双层惰性气体隔离保护层。

附图说明

图1为本发明实施例1的轴测图；

图2为本发明实施例1的正视图；

图3为本发明实施例1的侧视图；

图4为图3中A-A向剖视图；

图5为本发明实施例1中自灭火电缆的断面视图；

图6为本发明实施例2的剖视图；

图7为本发明实施例3的正视图。

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、成型柱2、成型板3、成型槽4、注料孔5、充气孔6、山型凸起7、切口8、芯模9、第一模芯10、第二模芯11、进料孔12、缆芯13、绝缘层14、实心护套层15、第一空腔16、第二空腔17、第一空腔薄壁易穿透点18、第二空腔薄壁易穿透点19、加热腔20、冷却腔21。

实施例1，基本如附图1、图3所示：一种自灭火电缆生产装置，包括筒状的外模和芯模9，外模沿轴线方向分为成型段和连接段，如图2所示，外模包括从内至外嵌套连接的第二模芯11、第一模芯10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成型槽4，成型槽4为半椭圆形，第一模芯10的成型段为八个呈环形均匀分布的成型柱2，成型柱2为半圆柱，成型柱2的截面圆心位于成型槽4截面形状的短轴上。第二模芯11的成型段为环状的成型板3，每个成型柱2对应位于一个成型槽4中，结合图4所示，模座1上开设有连通至成型槽4的注料孔5，注料孔5沿模座1的表面周向均匀分布开设有两个，注料孔5连通在成型槽4截面轮廓的短轴端部。第二模芯11的连接段中部设有锥形的进料孔12，芯模9穿设在进料孔12中。成型板3上绕轴线呈环形均匀分布开设有八个切口8，每个切口8对应朝向一个成型柱2。

成型柱2和成型板3内部中空并连通有充气管，成型柱2连通的充气管连接有二氧化碳气源，成型板3连通的充气管连接有氮气源，成型柱2和成型板3远离连接段的端部开设有充气孔6。

模座1和第一模芯10的连接段中部均为阶梯孔，第一模芯10和第二模芯11的连接段外形均为阶梯状。

相邻两个成型槽4之间形成山型凸起7，山型凸起7与成型板3之间的间隙大于等于1mm，优选为1.2mm，成型柱2与成型槽4的槽底之间的间隙小于等于山型凸起7与成型板3之间的间隙，成型柱2与成型槽4的槽底之间的间隙大于等于0.5mm，优选为1mm。

具体实施过程如下：使用前第一模芯10通过阶梯结构嵌套插设在模座1中，成型柱2一一对应插入到成型槽4中，再将第二模芯11通过阶梯结构插设在第一模芯10内侧形成外模，将芯模9装配到电缆生产用的挤出机上，再将外模同心装配到芯模9外侧，芯模9插入到外模中。生产过程中，先将缆芯13挤包绝缘层14形成电缆半成品，然后将电缆半成品送入芯模9中，添加护套材料启动挤出机。护套材料从注料孔5和进料孔12进入外模内侧的成型腔，护套材料从进料孔12进入第二模芯11内侧包覆在中部电缆半成品表面形成实心护套层15，进一步从成型板3上的切口8进入成型板3与成型柱2之间的间隙，并向两侧漫延填充；护套材料从注料孔5进入模座1与第一模芯10之间的空腔并从成型柱2的圆弧顶点向两侧漫延填充，这样护套材料能够有效的填满外模与芯模9形成的成型腔。护套材料挤注过程中，成型柱2在成型的护套中形成第一空腔16，成型板3在成型的护套中形成第二空腔17，成型柱2和成型板3中持续输入二氧化碳气体和氮气，二氧化碳气体从充气孔6注入第一空腔16中，氮气从充气孔6注入第二空腔17中。如图5所示，成型的自灭火电缆在绝缘层14外包覆有实心护套层15，实心护套层15外侧具有一层环形的填充有氮气的第二空腔17，第二空腔17外侧具有一层环形的填充有二氧化碳的第一空腔16，第二空腔17为扇形，第一空腔16为半圆形。第一空腔16的壁厚从中部向两侧增加，中部为薄壁易穿透点，使得内部的二氧化碳气体受到从两侧向中部的挤压。相邻两个成型槽4之间的山型凸起7在护套层上形成尖锐凹槽作为第二空腔薄壁易穿透点19。电缆使用过程中遇到火情时，第一空腔薄壁易穿透点18先被火情影响破裂，释放二氧化碳气体覆盖在电缆表面，第二空腔薄壁易穿透点19破裂后释放氮气，氮气密度小于二氧化碳，进而氮气被二氧化碳压制在电缆表面，将电缆表面附近的空气隔绝，使得电缆失去燃烧必须的氧气，使得电缆不可被引燃，实现电缆的自灭火防火阻燃。

实施例2，本实施例中，如图6所示，成型柱2和成型板3内部中空分隔为靠近连接段的加热腔20和远离连接段的冷却腔21，加热腔20内设有加热组件，冷却腔21内流注有冷却介质。本实施例中通过加热腔20内的加热组件能够对护套材料进行加热，保证护套材料的流动性，使得护套材料能够更好更顺畅的充满成型腔。而冷却腔21的设置使得护套材料填充成型腔后继续挤出的过程中能够及时降温冷却，使得薄壁结构能够及时降温成型，保证第一空腔16、第二空腔17成型稳定可靠。

实施例3，本实施例中与实施例1的区别仅在于，如图7所示，成型板3上不设置切口8。本实施例中不设置切口8使得第二空腔17将外层护套材料与绝缘层14表面的护套材料分隔开，第二空腔17能够对内侧的电缆结构进行全面的覆盖保护。

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 (7)

1.一种自灭火电缆生产装置，其特征在于：包括筒状的外模和芯模，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成型槽，所述第一模芯的成型段为多个呈环形均匀分布的成型柱，所述第二模芯的成型段为环状的成型板，每个成型柱对应位于一个成型槽中，所述模座上开设有连通至成型槽的注料孔；所述成型板上绕轴线呈环形均匀分布开设有多个切口，每个切口对应朝向一个成型柱，所述成型槽为半椭圆形，所述成型柱为半圆柱，成型柱的截面圆心位于成型槽截面形状的短轴上，所述成型柱和成型板内部中空并连通有充气管，成型柱和成型板远离连接段的端部开设有充气孔，成型柱和成型板的充气孔持续输入二氧化碳气体和氮气。

2.根据权利要求1所述的一种自灭火电缆生产装置，其特征在于：所述注料孔沿模座的表面周向均匀分布开设有至少两个。

3.根据权利要求2所述的一种自灭火电缆生产装置，其特征在于：所述注料孔连通在成型槽截面轮廓的短轴端部。

4.根据权利要求3所述的一种自灭火电缆生产装置，其特征在于：所述成型柱和成型板内部中空分隔为靠近连接段的加热腔和远离连接段的冷却腔，加热腔内设有加热组件，冷却腔内流注有冷却介质。

5.根据权利要求4所述的一种自灭火电缆生产装置，其特征在于：所述模座和第一模芯的连接段中部均为阶梯孔，第一模芯和第二模芯的连接段外形均为阶梯状。

6.根据权利要求1所述的一种自灭火电缆生产装置，其特征在于：多个所述成型槽连续设置。

7.根据权利要求6所述的一种自灭火电缆生产装置，其特征在于：相邻两个成型槽之间形成山型凸起，山型凸起与成型板之间的间隙大于等于1mm，成型柱与成型槽的槽底之间的间隙小于等于山型凸起与成型板之间的间隙，成型柱与成型槽的槽底之间的间隙大于等于0.5mm。

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