CN115355691A - 一种用于聚四氟乙烯绝缘导线的烘干方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于聚四氟乙烯绝缘导线的烘干装置，设置于独立的挥发箱内，包括加热模块及走线模块。其中，挥发箱包括第一空腔，加热模块设置于第一空腔外侧，用于将第一空腔内部的温度提升至指定温度；以及走线模块设置于第一空腔内部，用于待烘干导线的走线。

Description

一种用于聚四氟乙烯绝缘导线的烘干方法

技术领域

本发明涉及聚四氟乙烯绝缘导线的制造技术，特别涉及一种用于聚四氟乙烯绝缘导线的烘干装置。

背景技术

聚四氟乙烯(PTFE，F4)是一种有机含氟高分子聚合物，具有优良的电器和机械物理性能。因此对于电气性能要求较高的射频电缆、数据总线，以及对耐温登记和可靠性要求较高的航空安装总线多采用聚四氟乙烯材料作为绝缘层，使得其在能工作于较大的环境温度范围镍，且频带宽、介质损耗小、传输性能高，具有良好的阻燃性、耐油、耐溶剂性能。

目前，聚四氟乙烯挤出绝缘层多采用一次性推压挤出再烧结成型的方式，其具体流程如图1所示，主要包括混料、压坯、挤出、烘干、烧结、冷却几个步骤，在各个步骤，均存在影响工艺质量的环节。其中，烘干的作用是将挤出后的绝缘层内所含的助挤剂在烧结之前完全去除，否则，在烧结时，残余的助挤剂强烈蒸发逸出，助挤剂蒸汽会冲破尚未烧结完成的绝缘层，致使绝缘开裂。

为了能够完全去除所述助挤剂，烘干段需要设置较长的长度。目前，PTFE绝缘导线的烘干多采用烧结炉隧道进行，而烧结炉隧道的长度通常较短，这就使得助挤剂存在未完全挥发的可能。

发明内容

针对现有技术中的部分或全部问题，本发明提供一种用于聚四氟乙烯绝缘导线的烘干装置，其设置于独立的挥发箱内，所述挥发箱包括第一空腔，且所述烘干装置包括：

加热模块，设置于所述第一空腔外侧，用于将所述第一空腔内部的温度提升至指定温度；以及

走线模块，设置于所述第一空腔内，用于待烘干导线的走线。

进一步地，所述加热模块包括至少一个温度加热管。

进一步地，所述加热模块的温度可调节。

进一步地，所述加热模块的加热范围为100-350摄氏度。

进一步地，所述第一空腔接近所述加热模块的一侧设置有出热孔。

进一步地，所述走线模块包括两个引取轮，任一所述引取轮包括N个安装于同一转轴上的大小相同的转轮，所述待烘干导线自所述挥发箱的一侧进入所述走线模块，绕经所述两个引取轮后，从挥发箱的另一侧引出至烧结装置。

进一步地，所述引取轮通过电机驱动，且所述电机的转速可调节。

进一步地，所述烘干装置还包括温度传感器。

进一步地，所述温度传感器包括多个，分别设置于加热模块与所述第一空腔连接处、所述引取轮的下切线以及上切线处。

进一步地，所述烘干装置还包括控制中心，其与所述加热模块以及走线模块可通信地连接，用于根据走线模块的走线速度，调节加热模块的温度。

进一步地，所述烘干装置还包括废气抽离模块，其设置于所述第一空腔外侧，通过排气孔与所述第一空腔连通，用于抽离助挤剂挥发形成的气体。

在本发明中，所述引取轮的上切线是指两个引取轮最高点的连线，以及所述引取轮的下切线是指两个引取轮最低点的连线。

本发明提供的一种用于聚四氟乙烯绝缘导线的烘干装置，在独立的挥发区进行聚四氟乙烯绝缘导线的烘干操作。其中，采用引取轮进行走线，使得可过线长大大增加，进而改善现有技术中，烘干区长度对于生产线速度的限制。此外，所述烘干装置可根据所述引取轮的转速调节加热温度，进而保证走线模块在允许的转速范围内任一转速时，助挤剂均能充分挥发且不浪费热能，进而进一步地提升生产线速度，并尽可能地减小能耗。最后，所述烘干装置设置有废气回收装置，避免了助挤剂挥发造成的废气进入到产线或车间内，保障了生产操作人员的生命安全。

附图说明

为进一步阐明本发明的各实施例的以上和其它优点和特征，将参考附图来呈现本发明的各实施例的更具体的描述。可以理解，这些附图只描绘本发明的典型实施例，因此将不被认为是对其范围的限制。在附图中，为了清楚明了，相同或相应的部件将用相同或类似的标记表示。

图1示出本发明一个实施例的一种用于聚四氟乙烯绝缘导线的烘干装置的结构示意图。

具体实施方式

以下的描述中，参考各实施例对本发明进行描述。然而，本领域的技术人员将认识到可在没有一个或多个特定细节的情况下或者与其它替换和/或附加方法、材料或组件一起实施各实施例。在其它情形中，未示出或未详细描述公知的结构、材料或操作以免模糊本发明的发明点。类似地，为了解释的目的，阐述了特定数量、材料和配置，以便提供对本发明的实施例的全面理解。然而，本发明并不限于这些特定细节。此外，应理解附图中示出的各实施例是说明性表示且不一定按正确比例绘制。

在本说明书中，对“一个实施例”或“该实施例”的引用意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施例中。在本说明书各处中出现的短语“在一个实施例中”并不一定全部指代同一实施例。

本发明涉及一种用于聚四氟乙烯绝缘导线的烘干装置。应当理解的是，所述烘干装置也可用于制造其他材料的线缆，以将线缆表面的助剂、润滑油等加热挥发去除。

本发明基于发明人的如下洞察：在现有的聚四氟乙烯绝缘导线的生产过程中，对于聚四氟乙烯挤出绝缘层的烘干，主要是在绝缘层挤出后，在经由烧结炉隧道进入烧结炉进行烧结的过程中进行。由于烧结炉隧道通常较短，为了使得助挤剂能充分挥发，导线在烧结炉隧道内停留的时间应当尽可能久，也就是说，在经由烧结炉隧道的速度需要较慢，目前，烘干阶段最大的速度约为20-24M/min，且在实际操作中，通常难以达到这一速度，这必然会影响导线的生产效率。此外，在目前的产线中，烘干过程的温度通常依据经验设定，而难以实时掌握所述烧结炉隧道内的真实温度，这也可能导致温度不足，使得助挤剂未能完全挥发，进而使得后续烧结过程中，线材开裂造成报废。基于上述洞察，发明人经过研究发现，对于聚四氟乙烯挤出绝缘层的烘干工艺，可从以下几个方向进行优化：

1.加大烘干区域：当烘干区域长度足够长时，可适当加快走线速度，但是过长的区域又会造成产线或车间空间资源紧张。因此，如何在尽可能不扩展现有产线或车间空间大小的前提下，实现更长的走线，是本发明方案的一个重点；

2.实时控制加热温度：实时监控烘干区域的加热温度，并控制得其与走线速度相匹配，能够在最优能耗下完成助挤剂的完全挥发。因此，如何根据走线速度控制加热温度，则为本发明方案的另一重点。

基于上述洞察及研究结果，本发明提供一种用于聚四氟乙烯绝缘导线的烘干装置，其采用独立的挥发区进行烘干操作，并通过设置引取轮，在有限的空间内使得走线长度得以增长，此外，还采用可调节温度的加热模块，其能够根据引取轮转速实时控制加热温度。下面结合实施例附图，对本发明的方案做进一步描述。

图1示出本发明一个实施例的一种用于聚四氟乙烯绝缘导线的烘干装置的结构示意图。如图1所示，一种用于聚四氟乙烯绝缘导线的烘干装置，包括：挥发箱101、加热模块102以及走线模块103。

所述挥发箱101设置于挤出装置与烧结装置之间。所述加热模块102以及走线模块103均设置于所述挥发箱101的内部，具体而言，所述挥发箱101包括第一空腔111，其中，所述加热模块102设置于所述第一空腔111的外侧，以及所述走线模块103设置于所述第一空腔111的内部。所述第一空腔111对应所述走线模块103的进口及出口位置分别设置有通孔，自挤出装置出来的导线通过靠近进口一侧的通孔进入所述第一空腔111的内部，然后经由走线模块103进行加热烘干，最后通过靠近出口一侧的通孔进入烧结装置。

所述加热模块102设置于所述第一空腔111的外侧，其用于将所述第一空腔111的温度提升至指定温度，进而使得进入所述第一空腔111的聚四氟乙烯绝缘导线表面的助挤剂能够挥发。在本发明的一个实施例中，所述第一空腔111接近所述加热模块102的一侧设置有出热孔112，以使得加热模块102形成的热量能够更好的进入所述第一空腔111的内部。在本发明的一个实施例中，所述加热模块102由至少一个温度加热管121组成，其中，任一所述温度加热管121的加热温度均可调节。在本发明的一个实施例中，所述加热模块102通过控制中心(图中未示出)控制，所述控制中心可根据设定或需要的温度，分别控制任意温度加热管121的开启或关闭，以及控制各个温度加热管121的加热温度。如图1所示的实施例中，所述加热模块102包括6个温度加热管，所述6个温度加热管分两层、交错布置，通过控制所述6个温度加热管的开启或关闭，以及加热温度，所述加热模块102的加热范围可在100℃至350℃范围内可调。应当理解的是，根据实际操作中加热温度的需求，所述加热模块也可采用其他加热元件实现加热，且加热元件的数量及排布方式可根据实际需求设置，例如，所述加热元件可采用单层布置，或多层交错布置等。在图1所示的实施例中，所述加热模块102设置于所述第一空腔111的下方，应当理解的是，根绝实际操作场景，所述加热模块102也可设置于所述第一空腔111的上方或侧面等。

所述走线模块103设置于所述第一空腔111的内部，用于待烘干导线的走线。为了尽可能的减小所述挥发箱101的占地面积，即在尽可能小的第一空腔内实现更长的走线长度，在本发明的一个实施例中，所述走线模块103包括两个引取轮131，任一所述引取轮包括N个安装于同一转轴上的大小相同的转轮，通过所述两个引取轮131的配合，可有效地增长走线长度，如图所示，所述两个引取轮之间的空间记为走线区域，所述加热模块和/或出热孔优选地设置于该区域的正下方。具体而言，是将待烘干的导线绕制于所述两个引取轮的各个转轮上，例如绕制N圈，则所述走线模块103的可走线长度L＝N*l，其中l为单圈线长，其近似等于两个引取轮圆心之间的距离的2倍，应当理解的是，为使得助挤剂充分挥发，各圈绕线之间应保留一定的间距。在本发明的一个实施例中，所述引取轮131通过电机(图中未示出)驱动，所述电机例如可为伺服电机或步进电机等转速可调节的电机。在本发明的一个实施例中，所述电机与所述控制中心可通信地连接，一方面，所述控制中心可根据需求，实时控制所述电机的转速，另一方面，所述控制中心还可实时获取所述电机的转速，并根据所述转速，调节加热模块，使其达到预设温度。在本发明的一个实施例中，所述控制中心按照如下公式确定加热模块的加热温度T：T＝(α²+1)v，其中，α为常数，其取值可为2.5～3.5之间的任意值，v为走线速度，其根据所述引取轮的转速ω以及引取轮半径r确定：v＝ωr，在本发明的实施例中，所述走线速度可设置为16～25M/min范围内的任意值。例如，根据所述关系，当所使用的助挤剂恒定为19％时，走线速度在18-24M/min时，所述加热模块的温度控制为190℃，具体而言，是在引取轮上切线处的温度控制于150-170℃，下切线处的温度控制于170-190℃。为了提高加热效率，在本发明的一个实施例中，所述加热模块102中的温度加热管121优选地设置为与所述引取轮上切线及下切线平行。在本发明中，所述引取轮的上切线是指两个引取轮最高点的连线，以及所述引取轮的下切线是指两个引取轮最低点的连线。

为了能够实时监控所述第一空腔内的温度，在本发明的一个实施例中，所述烘干装置还包括温度传感器104，所述温度传感器104例如可采用感温热电偶或其他温度传感器。为了更好地控制转速和/或加热温度，需要确认不同部位，例如上切线及下切线处，的实时温度，以确保走线各部位的温度都达到指定要求，基于此，在本发明的又一个实施例中，所述温度传感器包括有多个，可设置于例如加热模块102与所述第一空腔111的连接处，即出热孔112的上方，其用于监控加热模块的实际加热温度，以及可设置于所述引取轮的下切线及上切线处，即图中的A点及B点，以用于检测不同走线部位的实时温度。

在本发明的一个实施例中，所述烘干装置还包括废气抽离模块105。所述废气抽离模块105设置于所述第一空腔111的外侧，通过排气孔与所述第一空腔111连通，用于抽离所述第一空腔111内，助挤剂挥发后形成的气体。

基于所述烘干装置，在聚四氟乙烯绝缘导线的绝缘层挤出后，通过所述挥发箱一侧的通孔进入到第一空腔内，在所述两个引取轮上绕制N圈后经由所述挥发箱另一侧的通孔导出，传送烧结装置中进行后续操作。两个引取轮之间的距离决定了走线的长度。所述加热模块例如设置于两个引取轮之间走线区域的下方，所述控制中心通过控制和/或获取所述引取轮的转速，进而控制所述加热模块的温度，可极大地减少因线速度过快，助挤剂无法完全挥发造成的线材报废。

为验证本发明实施例中提供的烘干装置的效果，采用如下方案进行实际测试：

设置有6个分两层、交错布置的温度加热管，整个加热模块加热温度最该可大300℃；以及

两个引取轮圆心之间的距离设置为4m，待烘干导线绕引取轮8圈，即可过线长最长为40m。

经测试，在走线速度28M/min时，后续烧结工艺中，每10KM线材仅产生1-2个裂纹，满足产品成产质量要求，且远低于现有技术中通过烧结隧道烘干的线材每10KM的裂纹数。

尽管上文描述了本发明的各实施例，但是，应该理解，它们只是作为示例来呈现的，而不作为限制。对于相关领域的技术人员显而易见的是，可以对其做出各种组合、变型和改变而不背离本发明的精神和范围。因此，此处所公开的本发明的宽度和范围不应被上述所公开的示例性实施例所限制，而应当仅根据所附权利要求书及其等同替换来定义。

Claims (8)

1.一种用于聚四氟乙烯绝缘导线的烘干方法，其特征在于，通过具有独立挥发区的烘干装置对已挤出绝缘层的聚四氟乙烯绝缘导线进行烘干，所述烘干方法包括：

将所述聚四氟乙烯绝缘导线自所述烘干装置的挥发箱一侧的通孔进入到所述挥发箱的第一空腔内，并在第一空腔中的两个引取轮上绕制N圈后经由所述挥发箱另一侧的通孔导出，其中任一所述引取轮包括N个安装于同一转轴上的大小相同的转轮；以及

通过控制中心控制和/或获取所述引取轮的转速ω，根据所述转速ω，调节烘干装置中加热模块的温度T：

T＝(α²+1)v＝(α²+1)ωr，

其中，α为常数，其取值范围为2.5～3.5，r为所述引取轮的半径，

其中所述加热模块设置于所述第一空腔外侧。

2.如权利要求1所述的烘干方法，其特征在于，所述加热模块包括至少一个温度加热管，所述温度加热管的加热温度可调节。

3.如权利要求1所述的烘干方法，其特征在于，所述加热模块的加热范围为100-350摄氏度。

4.如权利要求1所述的烘干方法，其特征在于，所述第一空腔接近所述加热模块的一侧设置有出热孔。

5.如权利要求1所述的烘干方法，其特征在于，所述引取轮通过电机驱动，且所述电机的转速可调节。

6.如权利要求1所述的烘干方法，其特征在于，所述烘干装置还包括温度传感器。

7.如权利要求6所述的烘干方法，其特征在于，所述温度传感器包括多个，分别设置于加热模块与所述第一空腔连接处、所述引取轮的下切线以及上切线处。

8.如权利要求1所述的烘干方法，其特征在于，所述烘干装置还包括废气抽离模块，其设置于所述第一空腔外侧，通过排气孔与所述第一空腔连通。

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