CN113021831B - 一种防火阻燃电缆的生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电缆生产技术领域，具体为一种防火阻燃电缆的生产方法，包括如下步骤：步骤一、包覆模具安装：安装具有包覆腔的包覆模具，包覆腔内设有凸起，且凸起沿包覆腔的中轴线周向阵列设置；凸起与包覆腔的周向腔壁之间具有缝隙；步骤二、包覆材料填充：包覆模具上设置有注料通道，通过注料通道将包覆材料填充至包覆腔内；步骤三、保护层成型：将待包覆电缆穿入包覆腔内，包覆带气腔的保护层，形成阻燃电缆；向气腔内填充惰性气体。可以生产出能够有效可靠避免电线电缆燃烧的防火阻燃电缆。

Description

一种防火阻燃电缆的生产方法

技术领域

本发明涉及电缆生产技术领域，具体为一种防火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；电线电缆在使用过程中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，包括导体、绝缘层和护套；根据每层材料的性能和作用考虑，并不是每一层中都能够添加具备阻燃性的材料。

综上，现有的电缆虽然具有防火性能，但是未添加具备阻燃性材料的电缆层仍然会存在被引燃的情况发生，不能有效可靠的避免电线电缆燃烧，存在安全隐患；因此，亟待发明一种防火阻燃电缆的生产方法。

发明内容

本发明提供了一种防火阻燃电缆的生产方法，解决现有技术中无法生产出能够有效可靠避免电线电缆燃烧的防火阻燃电缆的问题。

本申请提供如下技术方案：

一种防火阻燃电缆的生产方法，包括如下步骤：

步骤一、包覆模具安装：安装具有包覆腔的包覆模具，包覆腔内设有凸起，且凸起沿包覆腔的中轴线周向阵列设置；凸起与包覆腔的周向腔壁之间具有缝隙；

步骤二、包覆材料填充：包覆模具上设置有注料通道，通过注料通道将包覆材料填充至包覆腔内；

步骤三、保护层成型：将待包覆电缆穿入包覆腔内，包覆带气腔的保护层，形成阻燃电缆；向气腔内填充惰性气体。

有益效果：

通过在待包覆电缆外包覆保护层，保护层内设置有气腔，气腔内可以填充惰性气体，在气体保护层受到外界高温、外力影响下出现破坏，平衡被打破释放惰性气体，将电缆表面附近的空气排挤开，隔绝燃烧需要的氧气，进而避免电缆燃烧，实现电缆的自动触发防火阻燃，能够有效可靠的避免电线电缆燃烧，及时有效的避免火势扩大。

综上，通过此方法，可以生产出能够有效可靠避免电线电缆燃烧的防火阻燃电缆。

进一步，步骤一中的包覆模具包括沿着电缆生产传送方向依次设置的内包覆模具和外包覆模具；保护层包括内保护层和外保护层，生产时，待包覆电缆穿入内包覆腔，包覆形成所述内保护层，然后穿入外包覆腔内包覆形成所述外保护层；内保护层和外保护层分别设有多个气腔，气腔围绕电缆周向阵列设置；且气腔的横截面为扇形。

通过设置结构与内包覆模具相同的外包覆模具，在待包覆电缆上形成内保护层和外保护层，进一步提高了电缆的阻燃性能；同时，也使得每个气腔内气压作用更集中于朝向阻燃电缆的内侧。

进一步，待包覆电缆穿入内包覆腔内形成内保护层后，通过水冷、擦拭，再穿入到外包覆腔内形成外保护层。

在包覆内保护层和外保护层之间增加水冷步骤，使得内保护层定型完成后再包覆外保护层，保证了整个阻燃电缆的结构。

进一步，内保护层的外壁和外保护层的外壁厚度大于等于0.5mm；外保护层外还设置有防护层，防护层的厚度大于等于2mm。

作为优选这样设计的隔膜结构便于生产实现，又满足气腔内部气压需求，能够有效维持气体保护层中各气腔之间的压强平衡，在受损破裂后能够快速有效的形成连锁破裂反应，保证阻燃电缆的自动气体阻燃防火功能有效实现。

通过防护层能够在最外侧向内提供收束作用，保证气体保护层能够稳定可靠的包覆在绝缘层外，对气体保护层能够提供一定的表层结构强度；保持电缆外形规整同时表层具备一定的结构性，使用过程中不会轻易损坏。同时，由于气腔内气压作用更集中于朝向阻燃电缆的内侧，防护层能够有效的限制气体保护层外形轮廓，进而减少或避免了气体保护层外表面因气压不平衡产生鼓包或意外破损。

进一步，内保护层的外壁厚度大于等于0.5mm；外保护层的外壁厚度大于等于2mm。

便于生产实现，又满足气腔内部气压需求，能够有效维持气体保护层中各气腔之间的压强平衡，在受损破裂后能够快速有效的形成连锁破裂反应，保证电缆的自动气体阻燃防火功能有效实现。再者，将外保护层的外壁厚度设置的更厚，能够进一步增加外层的结构强度，不会轻易损坏。

进一步，步骤二中包覆材料的注入温度为165-175℃。

保障包覆材料的流动性，使得包覆材料能够全面填满包覆腔，保障挤出成型质量稳定可靠。

进一步，步骤二中的注料通道包括端部注料通道和周向注料孔，周向注料孔位于包覆模的周向外壁上；端部注料通道位于包覆模的端部；注入包覆材料时，通过端部注料通道和周向注料孔同时向包覆模内注料。

端部和周向同步注入保证内部包覆材料充满的同时也保证产品的内外成型一致。

进一步，步骤一中的凸起上设有用于向气腔内填充惰性气体的充气通道；步骤三中的阻燃电缆离开包覆腔时，充气通道将气体充入气腔内；然后阻燃电缆通过水冷定型。

相比于将内保护层和外保护层形成后再充气，本技术优势在于，可以在包覆成型内保护层/外保护层的同时，通过内凸起/外凸起上的充气口向气腔内充气，防止腔体坍塌的同时还能够实现充气的功能，非常的方便。

进一步，所述凸起包括内凸起和外凸起，内凸起围绕内包覆腔的中轴线周向阵列设置，相邻的内凸起之间均有间隙；且内凸起与内包覆腔的周向腔壁之间具有隔膜缝隙；外凸起围绕外包覆腔的中轴线周向阵列设置，相邻的外凸起之间均有间隙；且外凸起与外包覆腔的周向腔壁之间设有稳定层缝隙。

有益效果：

1、通过在内包覆腔内设置内凸起，内凸起与内包覆腔的腔壁之间具有隔膜缝隙，使得进入到内包覆腔内的熔融包覆材料包覆在现有技术中的待包覆电缆上时(此处的待包覆电缆指的是在导体外依次包覆有绝缘层和护套的现有电缆)，能够在内凸起处形成气腔，气腔内可以填充惰性气体，在气体保护层受到外界高温、外力影响下出现破坏，平衡被打破释放惰性气体，将电缆表面附近的空气排挤开，隔绝燃烧需要的氧气，进而避免电缆燃烧，实现电缆的自动触发防火阻燃，能够有效可靠的避免电线电缆燃烧，及时有效的避免火势扩大。

2、通过设置结构与内包覆模具相同的外包覆模具，能够对包覆有内保护层电缆再包覆一层外保护层，进一步保证阻燃效果。

进一步，外凸起与内凸起错位设置。

进而使得内保护层上的气腔与外保护层上的气腔错位，形成交错分布的气腔结构，使得内保护层和外保护层之间相互牵拉平衡，更有利于形成平衡稳定的气体保护层结构。

附图说明

图1为本发明实施例一中包覆的流程图；

图2为本发明实施例一的内包覆模具的左视图；

图3为图2中A-A剖视图；

图4为本发明实施例一的外包覆模具的左视图；

图5为本发明实施例二的内包覆模具的左视图；

图6为图5中B-B剖视图；

图7为采用本发明的装置生产的防火阻燃电缆的剖视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的标记包括：导体1、绝缘层2、内保护层3、外保护层4、隔膜5、稳定层6、护套7、内包覆模8、内包覆腔81、内凸起811、隔膜缝隙812、内芯模82、通道821、端部注料通道83、周向注料孔84、外包覆模9、外芯模91、外凸起92、稳定层缝隙93、充气通道10、充气口101、进气口102。

实施例一

一种防火阻燃电缆的生产方法，用于生产如附图7所示的防火阻燃电缆，为方便理解，对防火阻燃电缆结构详细描述如下：该防火阻燃电缆包括基础层和包覆设置在基础层外的气体保护层，基础层包括导体1、绝缘层2和护套7，绝缘层2包覆在导体1外，护套7包覆在绝缘层2外。气体保护层包括环绕在绝缘层2外侧的内保护层3和外保护层4，内保护层3和外保护层4均通过隔膜5沿环形分隔为若干个气腔，气腔均为扇形腔，外保护层4的若干个气腔的形状尺寸均相同，内保护层3的若干个气腔形状尺寸均相同。内保护层3的气腔与外保护层4的气腔交错分布设置，内保护层3和外保护层4中均填充有惰性气体，内保护层3填充氮气，外保护层4填充二氧化碳气体，内保护层3内部气压与外保护层4内部气压相同。

外保护层4的外壁为稳定层6，稳定层6的厚度大于等于2mm。隔膜5的厚度大于等于0.5mm，隔膜5的厚度小于稳定层6的厚度。绝缘层2、隔膜5、稳定层6为绝缘材料一体挤出成型。

如图1、图2、图3、图4所示，一种防火阻燃电缆的生产方法，包括如下步骤：

步骤一、包覆模具安装：安装第一水冷部、第二水冷部和具有包覆腔的包覆模具，包覆模具包括内包覆模具和外包覆模具；安装顺序为：沿着电缆生产传输方向依次安装内包覆模具、第一水冷部、外包覆模具和第二水冷部；内包覆模具用于包覆形成内保护层3，内包覆模具包括内芯模82和与内芯模82同轴设置的内包覆模8；内芯模82内设有供待包覆电缆穿过的通道821。内包覆膜内部设有内包覆腔81，内包覆腔81的一侧敞口设置形成出料口，内包覆腔81的另一侧设置有端板，端板的中心设置有圆台形孔；内芯模82的一端自圆台形孔处伸入内包覆腔81内，内芯模82的另一端位于内包覆模8外。内芯模82和内包覆模8分别固定在电缆的成型设备或机架上，此为现有技术，不过多赘述。

内包覆模8上设有注料通道，注料通道的一端与外界供应熔融包覆材料的料管或设备连通，注料通道的另一端与内包覆腔81连通；为了进一步保证内包覆腔81内包覆材料的供应量，本实施例中的注料通道包括端部注料通道83和周向注料孔84，内芯模82与圆台形孔的孔壁之间形成端部注料通道83；周向注料孔84位于内包覆模8的周向外壁上。内包覆腔81内设有一圈凸起，凸起为多个且相邻凸起之间有间隙；为方便区分，此处的凸起命名为内凸起811，内凸起811沿着内包覆模8的中轴线周向阵列设置，且内凸起811靠近内芯模82的一侧与内包覆腔81端部的腔壁固定；内凸起811与内包覆腔81的周向腔壁之间具有隔膜缝隙812。

外包覆模具包括外芯模91和与外芯模91同轴设置的外包覆模9；外芯模91的详细结构与内芯模82一致，仅尺寸不同：由于外芯模91是用于供包覆了内保护层3的电缆通过，因此，外芯模91的通道821内径大于内芯模82的通道821内径。同理，外包覆模9的具体结构与内包覆模8的结构一致，仅尺寸不同：由于外包覆模9是为了在内保护层3的外面再覆盖上外保护层4，因此，外包覆腔的内径大于内包覆腔81的内径。为了保证生产出来的外保护层4上的气腔与内保护层3的气腔错位设置(如图7所示)，外包覆腔内的凸起亦是与内包覆腔81内的凸起错位设置。

外包覆腔内的凸起为外凸起92，外凸起92与外包覆腔的周向腔壁之间具有缝隙，该缝隙为形成稳定层6的稳定层缝隙93，且稳定层缝隙93的宽度大于隔膜缝隙812的宽度；稳定层缝隙93的宽度大于等于2mm，本实施例具体取2mm；隔膜缝隙812的宽度大于等于0.5mm，本实施例具体取0.5mm。

第一水冷部和第二水冷部，即为现有技术中电缆生产过程中采用的水冷方式，一般是包括水冷槽，水冷槽内设置有循环冷水，包覆外膜后的电缆穿过水冷槽，通过冷水强化电缆。

步骤二、包覆材料填充：同时向端部注料通道83和周向注料孔84注入熔融包覆材料，使得内包覆腔81和外包覆腔内均充满包覆材料；包覆材料的注入温度为165-175℃，本实施例具体为165℃。

步骤三、保护层成型：将待包覆电缆穿入内包覆模具处，首先，待包覆材料进入通道821中，然后进入到内包覆腔81中，与包覆材料接触，包覆材料附着在待包覆电缆的外壁上形成内保护层3；由于内凸起811的设置，使得内保护层3的内部形成多个间隔且沿着电缆的长度方向延伸设置的气腔，气腔围绕电缆周向阵列设置，且气腔的横截面为扇形。

为了保证端头的密封性，在包覆有内保护层3的电缆从内包覆模具的出料口穿出时，前面一段可用夹持工具或戴手套捏瘪，使得气腔端头处的腔壁相互粘连密封；再牵引进入第一水冷部中进行水冷，水冷后进入到外包覆模具处，由于外包覆模具的结构与内包覆模具相同，仅直径尺寸不同，因此包覆有内保护层3的电缆穿入到外包覆模具后也会重复上述流程，进而包覆外保护层4形成阻燃电缆，由于外凸起92的设置，使得外保护层4的内部也形成多个间隔且沿着电缆的长度方向延伸设置的气腔。

从外包覆模具的出料口穿出的阻燃电缆进入第二水冷部中进行水冷成型；然后通过氮气管向内保护层3的气腔中填充氮气，通过二氧化碳管向外保护层4的气腔中填充二氧化碳气体，端头处通过塞入带凸起的密封盖盖住，然后涂抹胶水密封。二氧化碳气体和氮气的充入压力为0.15-0.2Mpa，本实施例具体为0.15Mpa。

本实施例中的密封盖为橡胶盖，密封盖包括端头和位于端头上的盖腔；凸起的数量与气腔的数量一致，凸起一体成型在盖腔的腔壁上；阻燃电缆的端头伸入盖腔内，阻燃电缆的周向外壁与盖腔的周向腔壁贴紧，凸起插入到气腔内封堵气腔且阻燃电缆的端头与盖腔的腔底相抵。

实施例二

本实施例与实施例一的区别在于，每个内凸起811和外凸起92上均设有充气通道10；本实施例具体以内凸起811为例进行阐述：如图5、图6所示，充气通道10的一端延伸至内凸起811远离内芯模82一端的端面上，形成充气口101；充气通道10的另一端延伸至内包覆模8的外壁上形成进气口102，进气口102处连通有氮气管。外凸起92上充气通道10的结构与内凸起811上的一致，不同之处仅在于，外凸起92的进气口102处连通二氧化碳管。

使用时，可以在包覆成型内保护层3的同时，通过内凸起811上的充气口101向气腔内充氮气，防止腔体坍塌的同时还能够实现充气的功能，效果更好且更方便。同理，可以在包覆成型外保护层4的同时，通过外凸起上的充气口向外保护层4的气腔内充入二氧化碳气体，防止腔体坍塌的同时还能够实现充气的功能，效果更好且更方便。

实施例三

本实施例与实施例二的区别在于，内凸起811与内包覆腔81上的端板可拆卸连接：内凸起811靠近端板的一端一体成型有安装板，安装板通过螺钉与端板固定。同理，外凸起9与外包覆腔的端板也通过螺钉固定。同理，外凸起92与外包覆腔上的端板也通过上述方式可拆卸连接。使得内凸起811、外凸起92可以根据需要进行更换不同大小或形状。

实施例四

本实施例与实施例三的区别在于，内凸起811与内包覆腔81上的端板可拆卸连接方式为螺纹连接，具体为：在内凸起811的端部一体成型有螺纹杆，端板上设置有螺纹盲孔，螺纹杆可伸入螺纹盲孔内实现螺纹连接。同理，外凸起92与外包覆腔上的端板也通过上述方式可拆卸连接。

实施例五

本实施例与实施例一的区别在于：内保护层的外壁和外保护层的外壁厚度均大于等于0.5mm，本实施例具体为内保护层的外壁和外保护层的外壁厚度相等，均为0.5mm。外保护层4的外侧包覆有防护层，防护层的厚度大于等于2mm，本实施例具体为2mm。

实施例六

本实施例与实施例一的区别在于，为了进一步保证密封效果，也可以选择先在密封盖上缠绕胶带或密封层等，然后再涂抹胶水密封。

实施例七

本实施例与实施例六的区别在于，为了进一步保证密封效果，盖上密封盖后，可在密封盖上套设橡胶套，且橡胶套的长度大于密封盖，进而可以再次覆盖密封盖。

实施例八

本实施例与实施例一的区别在于，在第一水冷部和第二水冷部的前序增加风冷，使得包覆内保护层3和外保护层4后的电缆均通过先风冷再水冷，风冷温度30℃-35℃，本实施例具体为30℃，避免温度过低骤冷，影响材料成型；风冷时间5-10S，本实施例具体为5s；水冷采用室温水槽冷却至室温。

实施例九

本实施例与实施例八的区别在于，第一水冷部和外包覆模9之间设有擦拭部，擦拭部包括机架和固定在机架上的夹持臂，夹持臂上设置有圆形孔，圆形孔的孔壁上设置有一圈凹槽，凹槽内卡设有海绵，海绵的中心设置有供包覆有内保护层3的电缆穿过的通孔，海绵可将电缆表面的水擦干，方便后续继续进入外芯模91内进行外保护层4的包覆。

实施例十

本实施例与实施例九的区别在于，夹持臂包括上臂和下臂，下臂与机架焊接固定，上臂上固定有升降杆；上臂的下表面设置有C形槽，下臂的上表面上设置有用于放置海绵的卡槽；C形槽的槽臂上也设有用于放置海绵的弧形槽。升降杆包括外筒和滑动连接在外筒内的滑杆，外筒的下端与机架焊接固定；外筒和滑杆上均设有多个定位孔。

使用时，在卡槽和弧形槽内均放置海绵，然后将包覆有内保护层3的电缆放置在下臂上表面的海绵上，通过升降杆调节上臂的高度，通过在定位孔内插入销钉实现定位；上臂C形槽处的海绵与该电缆接触；当电缆向前引时，可通过海绵对其表面的水渍进行擦干。

实施例十一

本实施例与实施例一的区别在于，二氧化碳和氮气充入压力为0.2Mpa。

实施例十二

本实施例与实施例一的区别在于，步骤二中包覆材料的注入温度为175℃。

以上的仅是本发明的实施例，该发明不限于此实施案例涉及的领域，方案中公知的具体结构及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，这些也应该视为本用新型的保护范围，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 (8)

1.一种防火阻燃电缆的生产方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、包覆模具安装：安装具有包覆腔的包覆模具，包覆腔内设有凸起，且凸起沿包覆腔的中轴线周向阵列设置；凸起与包覆腔的周向腔壁之间具有缝隙；凸起上设有用于向气腔内填充惰性气体的充气通道；

步骤二、包覆材料填充：包覆模具上设置有注料通道，通过注料通道将包覆材料填充至包覆腔内；

步骤三、保护层成型：将待包覆电缆穿入包覆腔内，包覆带气腔的保护层，形成阻燃电缆；阻燃电缆离开包覆腔时，充气通道将气体充入气腔内进而实现向气腔内填充惰性气体；保护层包括内保护层和外保护层，内保护层的外壁厚度大于等于0.5mm；外保护层的外壁厚度大于等于2mm，防护层的厚度大于等于2mm。

2.根据权利要求1所述的一种防火阻燃电缆的生产方法，其特征在于：步骤一中的包覆模具包括沿着电缆生产传送方向依次设置的内包覆模具和外包覆模具；生产时，待包覆电缆穿入内包覆腔，包覆形成所述内保护层，然后穿入外包覆腔内包覆形成所述外保护层；内保护层和外保护层分别设有多个气腔，气腔围绕电缆周向阵列设置；且气腔的横截面为扇形。

3.根据权利要求2所述的一种防火阻燃电缆的生产方法，其特征在于：待包覆电缆穿入内包覆腔内形成内保护层后，依次通过水冷、擦拭，再穿入到外包覆腔内形成外保护层。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种防火阻燃电缆的生产方法，其特征在于：步骤二中包覆材料的注入温度为165-175℃。

5.根据权利要求4所述的一种防火阻燃电缆的生产方法，其特征在于：步骤二中的注料通道包括端部注料通道和周向注料孔，周向注料孔位于包覆模的周向外壁上；端部注料通道位于包覆模的端部；注入包覆材料时，通过端部注料通道和周向注料孔同时向包覆模内注料。

6.根据权利要求5所述的一种防火阻燃电缆的生产方法，其特征在于：步骤三中的阻燃电缆离开包覆腔时，充气通道将气体充入气腔内；然后阻燃电缆通过水冷定型。

7.根据权利要求6所述的一种防火阻燃电缆的生产方法，其特征在于：所述凸起包括内凸起和外凸起，内凸起围绕内包覆腔的中轴线周向阵列设置，相邻的内凸起之间均有间隙；且内凸起与内包覆腔的周向腔壁之间具有隔膜缝隙；外凸起围绕外包覆腔的中轴线周向阵列设置，相邻的外凸起之间均有间隙；且外凸起与外包覆腔的周向腔壁之间设有稳定层缝隙。

8.根据权利要求5所述的一种防火阻燃电缆的生产方法，其特征在于：外凸起与内凸起错位设置。

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