CN113436811B - 一种电缆防氧化包皮装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电缆防氧化包皮装置及方法，该装置在对缆芯包皮前，将塑胶挤出筒的前端封堵，通过冲入惰性气体的方式将塑胶挤出筒和缆芯输送管内空气排出，在向挤出筒内送入塑胶时通过抽吸的方式使得挤出头的前端形成负压，确保塑胶流体能够有效填充缆芯头端前方的空间，再通过推压的方式使塑胶在缆芯的头端形成完成的封头，实现电缆头端自动封头，且整个过程包皮过程和电缆尾端封头均在惰性气体环境中进行，实现了包皮全过程无氧气与缆芯接触，避免缆芯被氧化；另外，由于电缆在包皮过程中就完成了两端封头，无需事后再人工封头，电缆冷却后可直接堆放或卷盘，方便后续的加工和包装。

Description

一种电缆防氧化包皮装置及方法

技术领域

本发明涉及电缆加工技术领域，更具体地说，它涉及一种电缆防氧化包皮装置及方法。

背景技术

在电缆加工的过程中，需要利用外皮挤出机在缆芯外部形成绝缘包皮。外皮挤出机工作时需要将塑胶加热至较高温度，使其软化能够流动。

当缆芯送入外皮挤出机内部后会处于高温环境，而外皮挤出机内会有空气，缆芯在高温环境中与空气中的氧气接触并发生氧化反应，不仅会影响电缆的使用寿命，还会埋下安全隐患，影响电缆的安全性，有待改进。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种电缆防氧化包皮装置及方法，可以防止缆芯在包皮时被氧化。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种电缆防氧化包皮装置，包括支撑板、设置于支撑板上的挤出筒、设置于挤出筒内的输送管和与挤出筒连通的进料管，所述挤出筒的后端向上翘起，所述输送管的后端从挤出筒的后部穿出，所述输送管的内部用于供缆芯穿过，所述输送管的前端外壁与挤出筒的前端内壁之间形成供塑胶穿过的环形缝隙，所述挤出筒的后端内设置有由挤料电机驱动的螺旋轴，所述进料筒的外壁设置有第一加热线圈，所述挤出筒的外壁设置有第二加热线圈，所述挤出筒的前方设置有密封机构，所述密封机构包括沿竖直方向运动的第一电动缸、沿前后方向运动的第二电动缸以及负压筒，所述第一电动缸的下端与支撑板连接固定，所述第二电动缸的前端与第一电动缸的上端连接固定，所述负压筒通过连接板与第二电动缸的后端连接固定，所述负压筒的后端为开口且其前端封闭，所述负压筒的后端用于与挤出筒的前端对接，所述挤出筒的前端面同轴设置有环形的凹槽，所述负压筒的后端面同轴设置有环形的凸沿，所述凸沿用于进入凹槽内，所述凹槽内还设置有弹性的密封圈，所述负压筒内设置有可前后移动的活塞，并在负压筒的前端装有电动推杆，所述电动推杆的杆体伸入负压筒内并与活塞连接固定，该装置还包括气泵和控制器，所述气泵的进气口通过导管与惰性气体存储罐连接，所述气泵的出气口通过气管与输送管的内部连通，所述输送管的后端内设置有阻流环，所述阻流环的内径大于缆芯的直径，所述挤料电机、电动推杆和气泵均连接并受控于控制器。

作为优选方案：所述负压筒的后端同轴设置有环形的冷却腔，所述冷却腔通过进水管连接水泵，所述水泵连接水源，所述冷却腔还连通有出水管，所述水泵连接并受控于控制器。

作为优选方案：所述输送管的后方设置有推送机构，所述推送机构包括与支撑板固定的安装架、通过连接座与安装架固定的推送电机以及装设在安装架上的滚动式长度计，所述推送电机的输出轴上同轴固定有推送轮，所述滚动式长度计的轮体与推送轮的转动轴线平行，所述滚动式长度计的轮体与推送轮之间形成供缆芯穿过的夹缝，所述夹缝的中心对准阻流环的中心，所述推送轮的前方设置有光电传感器，所述光电传感器朝向缆芯，所述光电传感器和滚动式长度计与控制器连接，所述推送电机连接并受控于控制器。

作为优选方案：所述活塞朝向挤出筒的一面上固定有离型膜。

作为优选方案：所述第一电动缸的上部装有第一距离传感器，第一距离传感器朝向支撑板，所述第二电动缸的前部装有第二距离传感器，所述第二距离传感器朝向电动推杆，所述第一距离传感器和第二距离传感器与控制器连接。

作为优选方案：所述密封圈为硅胶圈。

一种电缆防氧化包皮的方法，包括以下步骤：

S1、利用带活塞的负压筒将挤出筒的前端封堵，将缆芯穿过输送管；

S2、向挤出筒和输送管内通入惰性气体，将挤出筒和输送管内空气排出；

S3、向挤出筒内推挤送入热塑胶流体，同时通过驱动活塞抽吸使负压筒与挤出筒前端之间形成负压，使塑胶流体填充缆芯头端前方的空间；

S4、通过驱动活塞反向挤压塑胶流体，在缆芯头端形成封头；

S5、等待封头冷却固化，移除负压筒；

S6、继续推挤向挤出筒内送入热塑胶流体，同时推送缆芯行进，使塑胶包裹缆芯；

S7、缆芯尾端从挤出筒穿出后，捏压缆芯尾端连带出来的多余塑胶流体，形成尾端封头。

作为优选方案：在S5步骤中，向负压筒内循环通入冷却水。

与现有技术相比，本发明的优点是：该装置在对缆芯包皮前，将塑胶挤出筒的前端封堵，通过冲入惰性气体的方式将塑胶挤出筒和缆芯输送管内空气排出，在向挤出筒内送入塑胶时通过抽吸的方式使得挤出头的前端形成负压，确保塑胶流体能够有效填充缆芯头端前方的空间，再通过推压的方式使塑胶在缆芯的头端形成完成的封头，实现电缆头端自动封头，且整个过程包皮过程和电缆尾端封头均在惰性气体环境中进行，实现了包皮全过程无氧气与缆芯接触，避免缆芯被氧化；另外，由于电缆在包皮过程中就完成了两端封头，无需事后再人工封头，电缆冷却后可直接堆放或卷盘，方便后续的加工和包装。

附图说明

图1为实施例一中的电缆防氧化包皮装置的整体结构示意图；

图2为图1中的A部放大图；

图3为图1中的B部放大图；

图4为实施例一中的电路原理图。

附图标记说明:1、支柱；2、支撑板；3、挤出筒；4、端盖；5、输送管；6、挤料电机；7、螺旋轴；8、进料筒；9、进料斗；10、第一加热线圈；11、第二加热线圈；12、负压筒；13、电动推杆；14、控制箱；15、活塞；16、凹槽；17、凸沿；18、密封圈；19、冷却腔；20、进水管；21、出水管；22、防粘层；23、限位环；24、缆芯；25、第一电动缸；26、第二电动缸；27、连接板；28、第一距离传感器；29、第二距离传感器；30、阻流环；31、气管；32、气泵；33、安装架；34、连接座；35、推送电机；36、推送轮；37、滚动式长度计；38、连接杆；39、光电传感器。

具体实施方式

实施例一：

参照图1和图2，一种电缆防氧化包皮装置，包括支撑板2，支撑板2的下方固定有支柱1，在支撑板2上固定有水平的挤出筒3，挤出筒3的前端呈漏斗状，在挤出筒3内安装有输送管5，输送管5与挤出筒3的前端同轴设置，挤出筒3的后端向上翘起，输送管5的后端从挤出筒3的后部穿出，并在穿出处焊接密封，输送管5的内部用于供缆芯24穿过，在输送管5的前端外壁与挤出筒3的前端内壁之间形成供塑胶穿过的环形缝隙，在挤出筒3的后端外部安装有挤料电机6，并在挤出筒3的后端内部同轴设置有螺旋轴7，螺旋轴7与挤料电机6的输出轴同轴连接，在挤出筒3的上方设置有竖直的进料筒8，进料筒8的下端与挤出筒3的内部连通，进料筒8的上方设置有进料斗9，在进料筒8的外壁上缠绕有第一加热线圈10，在挤出筒3的前端外壁上缠绕有第二加热线圈11。

在挤出筒3的前方设置有密封机构，密封机构包括沿竖直方向运动的第一电动缸25、沿前后方向运动的第二电动缸26以及负压筒12，第一电动缸25的下端与支撑板2连接固定，第二电动缸26的前端与第一电动缸25的上端连接固定，负压筒12通过连接板27与第二电动缸26的后端连接固定，负压筒12的后端为开口，负压筒12的后端面平行于挤出筒3的前端面，且负压筒12的后端用于与挤出筒3的前端对接，负压筒12的前端封闭，在挤出筒3的前端面同轴设置有环形的凹槽16，在负压筒12的后端面同轴设置有环形的凸沿17，凸沿17用于进入凹槽16内，在凹槽16内还设置有弹性的密封圈18。

本实施例中的密封圈18为硅胶圈。

在负压筒12内设置有可前后移动的活塞15，并在负压筒12的前端装有电动推杆13，电动推杆13的杆体伸入负压筒12内并与活塞15连接固定。

参照图1和图3，该电缆防氧化包皮装置还包括气泵32，气泵32与支撑板2连接固定，气泵32的进气口通过导管与惰性气体存储罐(图中未示出)连接，气泵32的出气口通过气管31与输送管5的内部连通，在输送管5的后端内设置有阻流环30，阻流环30与输送管5的内壁固定，缆芯24穿过阻流环30，阻流环30的内径大于缆芯24的直径。

在支撑板2上还装有控制箱14，在控制箱14上设置有操控按键，在控制箱14内装有控制器。

参照图4，控制器包括主控模块、第一电机驱动模块、第二电机驱动模块、第三电机驱动模块、第四电机驱动模块、第五电机驱动模块以及电源模块。

第一电机驱动模块的控制信号输入端连接主控模块的控制信号输出端，第一电机驱动模块的控制信号输出端连接挤料电机6的控制端；第二电机驱动模块的控制信号输入端连接主控模块的控制信号输出端，第二电机驱动模块的控制信号输出端连接电动推杆13的控制端；第三电机驱动模块的控制信号输入端连接主控模块的控制信号输出端，第三电机驱动模块的控制信号输出端连接第一电动缸25的控制端；第四电机驱动模块的控制信号输入端连接主控模块的控制信号输出端，第四电机驱动模块的控制信号输出端连接第二电动缸26的控制端；第五电机驱动模块的控制信号输入端连接主控模块的控制信号输出端，第五电机驱动模块的控制信号输出端连接气泵32的控制端。

操控按键与主控模块的I/O端连接，通过按压各个操控按键，各个操控按键向主控模块反馈对应的电平信号，主控模块接收到电平信号后向相应的电机驱动模块发送控制信号，电机驱动模块接收到控制信号后向与之连接的电机输出驱动信号，从而控制电机的动作。

电源模块用于给整个控制器供电。

该装置的工作原理为：

在初始状态下，第一电动缸25和第二电动缸26均处于收缩状态，此时负压缸位于其右限位置的最低处。

装置运行前，通过操作控制箱14将第一加热线圈10和第二加热线圈11连通电源，第一加热线圈10开始对进料筒8预热，同时第二加热线圈11开始对挤出筒3预热；预热完成后，通过操作控制箱14控制第一电动缸25伸长，此时负压缸连同第二电动缸26同步上升，当负压缸达到最高位置时，第一电动缸25停止运动，此时负压缸的后端刚好正对挤出筒3的前端，凹槽16与凸沿17同轴；随后，通过操作控制箱14控制第二电动缸26伸长，此时负压缸朝挤出筒3靠近，凸沿17逐渐进入凹槽16内，当凸沿17完全进入凹槽16内时，第二电动缸26停止运动，此时密封圈18被凸沿17压紧，从而实现负压筒12与挤出筒3之间的密封。

接着，将缆芯24穿入输送管5内，使缆芯24的前端从输送管5的前端伸出但不穿出挤出筒3，即缆芯24的前端与挤出筒3的前端存在一定距离；通过操作控制箱14启动气泵32，气泵32将惰性气体送入输送管5内，阻流环30使得一部分惰性气体从输送管5的尾端流出，另一部分惰性气体从输送管5的前端流入挤出筒3内，从而将输送管5和进料管内的空气排出。

排气一段时间后，将加热软化后的塑胶注入进料斗9内，塑胶流体在重力的作用下流入挤出筒3内；随后通过操作控制箱14启动挤料电机6，挤料电机6驱动螺旋轴7转动，将挤出筒3内的塑胶流体向前推挤；与此同时，过操作控制箱14启动电动推杆13，电动推杆13缩短，其杆体带动活塞15向前运动，活塞15与挤出筒3前端之间的空间形成负压，螺旋轴7的挤压力和负压的吸力使得塑胶流体能够顺畅地流入输送管5与活塞15之间的空间内；接着通过操作控制箱14控制电动推杆13伸长，此时活塞15向后推挤塑胶流体，使得在缆芯24的端头出形成密封的塑胶封头，封头成型后暂停挤料电机6。

之后通过控制箱14控制第二电动缸26和第一电动缸25复位，从而使负压缸与挤出筒3分离；负压筒12与挤出筒3分离后，封头处的塑胶开始冷却固化，等待一定时间后重启挤料电机6，并通过牵引机套紧封头部位同步向前牵引缆芯24，缆芯24一边行进，塑胶一边从环形缝隙处挤出并包覆在缆芯24表面，从而持续地为缆芯24包皮；在该过程中，气泵32持续地向输送管5内输送惰性气体。

当缆芯24的尾端从挤出筒3穿出时，停止挤料电机6，借助工具将缆芯24尾端拖拉出的多余塑胶包覆住缆芯24的尾部，从而在尾部形成封头。

电缆尾部完成封头后，停止气泵32。

该装置在对缆芯24包皮前，将塑胶挤出筒3的前端封堵，通过冲入惰性气体的方式将塑胶挤出筒3和缆芯24输送管5内空气排出，在向挤出筒3内送入塑胶时通过抽吸的方式使得挤出头的前端形成负压，确保塑胶流体能够有效填充缆芯24头端前方的空间，再通过推压的方式使塑胶在缆芯24的头端形成完成的封头，实现电缆头端自动封头，且整个过程包皮过程和电缆尾端封头均在惰性气体环境中进行，实现了包皮全过程无氧气与缆芯24接触，避免缆芯24被氧化；另外，由于电缆在包皮过程中就完成了两端封头，无需事后再人工封头，电缆冷却后可直接堆放或卷盘，方便后续的加工和包装。

参照图1，为实现对第一电动缸25和第二电动缸26的更精准控制，本实施例中还在第一电动缸25的上部装有第一距离传感器28，第一距离传感器28朝向支撑板2，当第一电动缸25升降时，第一距离传感器28随第一电动缸25的上端同步升降，即第一距离传感器28与支撑板2之间的距离随之变化，从而实现对第一电动缸25的升降行程的检测；在第二电动缸26的前部装有第二距离传感器29，第二距离传感器29朝向电动推杆13，当第二电动缸26伸缩时，第二距离传感器29与电动推杆13之间的距离随之变化，从而实现对第二电动缸26的前后行程的检测。

参照图4，第一距离传感器28和第二距离传感器29的信号输出端分别与主控模块的两个信号输入端连接。在密封机构动作时，两组距离传感器分别将检测到的两组电动缸的行程数据反馈至主控模块，有利于主控模块对电动缸的精确控制。

参照图1和图2，本实施例中，在负压筒12的后端同轴设置有环形的冷却腔19，冷却腔19通过进水管20连接水泵(图中未示出)，水泵连接水源，冷却腔19还连通有出水管21。

负压筒12和活塞15均为不锈钢材质，具有良好的导热性。

参照图4，控制器还包括第六电机驱动模块，第六电机驱动模块的控制信号输入端连接主控模块的控制信号输出端，第六电机驱动模块的控制信号输出端连接水泵的控制端。

当塑胶流体被抽吸到缆芯24头端并被活塞15挤压至封头成型后，通过操作控制箱14控制水泵启动，水泵将冷却水送入冷却腔19内，冷却水吸收热量从而对负压筒12的后端降温，即对封头降温，可以加快封头的冷却固化，缩短等待时间。吸热升温后的水通过出水管21排出。负压缸与挤出筒3分离后，停止水泵。

本实施例中，为防止在负压缸与封头分离时塑胶与活塞15发生粘连，本实施例在活塞15朝向挤出筒3的一面上固定有离型膜22。

参照图1和图3，本实施例中还在输送管5的后方设置有推送机构。

推送机构包括与支撑板2固定的安装架33，通过连接座34与安装架33固定的推送电机35以及装设在安装架33上的滚动式长度计37，推送电机35的输出轴上同轴固定有推送轮36，滚动式长度计37的轮体与推送轮36的转动轴线平行，在滚动式长度计37的轮体与推送轮36之间形成供缆芯24穿过的夹缝，夹缝的中心对准阻流环30的中心。在推送轮36的前方设置有光电传感器39，光电传感器39通过连接杆38与安装架33连接固定，光电传感器39朝向缆芯24。

参照图4，控制器还包括第七电机驱动模块，第七电机驱动模块的控制信号输入端连接主控模块的控制信号输出端，第七电机驱动模块的控制信号输出端连接推送电机35的控制端。光电传感器39和滚动式长度计37的信号输出端分别与主控模块的两个信号输入端连接。

安装缆芯24的步骤为：

通过控制箱14控制推送电机35启动，推送电机35驱动推送轮36转动；将缆芯24的头端插入推送轮36与滚动式长度计37的轮体之间的夹缝中，此时推送轮36与滚动式长度计37的轮体夹紧缆芯24并缓慢向前推送缆芯24，滚动式长度计37的轮体随推送轮36同步转动。

当缆芯24的头端经过光电传感器39时，光电传感器39输出的电平信号发生变化，光电电平信号被反馈至主控模块，此时主控模块控制滚动式长度计37开始计量通过的缆芯24的长度，且主控模块将计量到的长度值与预设值进行比较。

由于夹缝与阻流环30的间距较小，所以缆芯24的头端经过光电传感器39后能顺利穿过阻流环30并进入输送管5内。

当计量到的长度达到预设值时，主控模块控制推送电机35停止，此时缆芯24的头端与挤出筒3前端的距离刚好达到设定的封头距离，之后自动封头。

如此可以精确把握封头距离，控制封头的厚度。

实施例二：

一种适用于实施例一中的电缆防氧化包皮装置的电缆防氧化包皮的方法，包括以下步骤：

S1、利用带活塞的负压筒将挤出筒的前端封堵，将缆芯穿过输送管；

S2、向挤出筒和输送管内通入惰性气体，将挤出筒和输送管内空气排出；

S3、向挤出筒内推挤送入热塑胶流体，同时通过驱动活塞抽吸使负压筒与挤出筒前端之间形成负压，使塑胶流体填充缆芯头端前方的空间；

S4、通过驱动活塞反向挤压塑胶流体，在缆芯头端形成封头；

S5、等待封头冷却固化，移除负压筒；

S6、继续推挤向挤出筒内送入热塑胶流体，同时推送缆芯行进，使塑胶包裹缆芯；

S7、缆芯尾端从挤出筒穿出后，捏压缆芯尾端连带出来的多余塑胶流体，形成尾端封头。

本实施例中，在S5步骤中，还包括向负压筒内循环通入冷却水的步骤。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种电缆防氧化包皮装置，包括支撑板、设置于支撑板上的挤出筒、设置于挤出筒内的输送管和与挤出筒连通的进料筒，所述挤出筒的后端向上翘起，所述输送管的后端从挤出筒的后部穿出，所述输送管的内部用于供缆芯穿过，所述输送管的前端外壁与挤出筒的前端内壁之间形成供塑胶穿过的环形缝隙，所述挤出筒的后端内设置有由挤料电机驱动的螺旋轴，所述进料筒的外壁设置有第一加热线圈，所述挤出筒的外壁设置有第二加热线圈，其特征是：所述挤出筒的前方设置有密封机构，所述密封机构包括沿竖直方向运动的第一电动缸、沿前后方向运动的第二电动缸以及负压筒，所述第一电动缸的下端与支撑板连接固定，所述第二电动缸的前端与第一电动缸的上端连接固定，所述负压筒通过连接板与第二电动缸的后端连接固定，所述负压筒的后端为开口且其前端封闭，所述负压筒的后端用于与挤出筒的前端对接，所述挤出筒的前端面同轴设置有环形的凹槽，所述负压筒的后端面同轴设置有环形的凸沿，所述凸沿用于进入凹槽内，所述凹槽内还设置有弹性的密封圈，所述负压筒内设置有可前后移动的活塞，并在负压筒的前端装有电动推杆，所述电动推杆的杆体伸入负压筒内并与活塞连接固定，该装置还包括气泵和控制器，所述气泵的进气口通过导管与惰性气体存储罐连接，所述气泵的出气口通过气管与输送管的内部连通，所述输送管的后端内设置有阻流环，所述阻流环的内径大于缆芯的直径，所述挤料电机、第一电动缸、第二电动缸、电动推杆和气泵均连接并受控于控制器。

2.根据权利要求1所述的电缆防氧化包皮装置，其特征是：所述负压筒的后端同轴设置有环形的冷却腔，所述冷却腔通过进水管连接水泵，所述水泵连接水源，所述冷却腔还连通有出水管，所述水泵连接并受控于控制器。

3.根据权利要求1所述的电缆防氧化包皮装置，其特征是：所述输送管的后方设置有推送机构，所述推送机构包括与支撑板固定的安装架、通过连接座与安装架固定的推送电机以及装设在安装架上的滚动式长度计，所述推送电机的输出轴上同轴固定有推送轮，所述滚动式长度计的轮体与推送轮的转动轴线平行，所述滚动式长度计的轮体与推送轮之间形成供缆芯穿过的夹缝，所述夹缝的中心对准阻流环的中心，所述推送轮的前方设置有光电传感器，所述光电传感器朝向缆芯，所述光电传感器和滚轮式长度计与控制器连接，所述推送电机连接并受控于控制器。

4.根据权利要求1所述的电缆防氧化包皮装置，其特征是：所述活塞朝向挤出筒的一面上固定有离型膜。

5.根据权利要求1所述的电缆防氧化包皮装置，其特征是：所述第一电动缸的上部装有第一距离传感器，第一距离传感器朝向支撑板，所述第二电动缸的前部装有第二距离传感器，所述第二距离传感器朝向电动推杆，所述第一距离传感器和第二距离传感器与控制器连接。

6.根据权利要求1所述的电缆防氧化包皮装置，其特征是：所述密封圈为硅胶圈。

7.一种电缆防氧化包皮的方法，其特征是，包括以下步骤：

S1、利用带活塞的负压筒将挤出筒的前端封堵，将缆芯穿过输送管；

S2、向挤出筒和输送管内通入惰性气体，将挤出筒和输送管内空气排出；

S3、向挤出筒内推挤送入热塑胶流体，同时通过驱动活塞抽吸使负压筒与挤出筒前端之间形成负压，使塑胶流体填充缆芯头端前方的空间；

S4、通过驱动活塞反向挤压塑胶流体，在缆芯头端形成封头；

S5、等待封头冷却固化，移除负压筒；

S6、继续推挤向挤出筒内送入热塑胶流体，同时推送缆芯行进，使塑胶包裹缆芯；

S7、缆芯尾端从挤出筒穿出后，捏压缆芯尾端连带出来的多余塑胶流体，形成尾端封头。

8.根据权利要求7所述的电缆防氧化包皮的方法，其特征是：在S5步骤中，向负压筒内循环通入冷却水。

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