CN115946373A - 一种电缆护套管的生产工艺和电缆护套管 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电缆护套管的生产工艺和电缆护套管。电缆护套管的生产工艺，包括：放卷、分纱、浸渍、拉缠编织、复加热和冷却定型。根据本申请的电缆护套管的生产工艺，连续纤维在热塑性树脂中的浸润效果好，浸润效率高，连续纤维被热塑性树脂包覆充分，连续纤维和热塑性树脂之间不容易产生孔隙；连续纤维和热塑性树脂可以通过简单加热的方法进行分离，从而电缆护套管的原料可以回收再利用，环境更加友好，降低了环境污染。根据本申请的电缆护套管在各个方向具有较好的物理性能，以避免及减少地质等外界因素对预埋电缆的损坏。

Description

一种电缆护套管的生产工艺和电缆护套管

技术领域

本申请涉及电力技术领域，具体而言涉及一种电缆护套管的生产工艺和电缆护套管。

背景技术

纤维编织缠绕增强树脂管材的生产方法通常采用热固性树脂对直接从连续纤维原材料编织缠绕成型的纤维管坯进行浸渍，而后冷却定型形成管材。该方法生产的管材，由于编织缠绕成型的纤维管坯中的纤维比较紧密，树脂与纤维之间的浸润率不理想，存在大量未被包覆的纤维，容易产生孔隙；而且管材中的热固性树脂与纤维无法分离以进行回收，可回收再利用性差。

因此，需要一种电缆护套管的生产工艺和电缆护套管，以至少部分地解决以上问题。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本申请的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为至少部分地解决上述问题，本申请的第一方面提供了一种电缆护套管的生产工艺，所述生产工艺包括以下步骤：

S1：放卷，将连续纤维自纤维放卷机组中引出；

S2：分纱，将引出的所述连续纤维通过纤维导向机组分成多股连续纤维束；

S3：浸渍，将多股所述连续纤维束引入包覆浸渍模具中，所述包覆浸渍模具衔接于树脂挤出机组下游，所述树脂挤出机组为所述包覆浸渍模具提供熔融热塑性树脂，以形成连续纤维增强热塑性树脂束；

S4：拉缠编织，将所述连续纤维增强热塑性树脂束引入编织缠绕机组进行在线编织缠绕，在芯模表面编织缠绕形成管坯；

S5：复加热，将所述管坯连同所述芯模引入并通过加热模具进行复加热，所述连续纤维束表面包覆的所述热塑性树脂熔融并彼此交融，令所述热塑性树脂形成一体并封闭所述管坯的孔隙；

S6：冷却定型，将所述管坯引出所述加热模具，冷却降温后抽离所述芯模，形成所述电缆护套管。

根据本申请的电缆护套管的生产工艺，连续纤维在热塑性树脂中的浸润效果好，浸润效率高，连续纤维被热塑性树脂包覆充分，连续纤维和热塑性树脂之间不容易产生孔隙；连续纤维和热塑性树脂可以通过简单加热的方法进行分离，从而电缆护套管的原料可以回收再利用，环境更加友好，降低了环境污染。

可选地，在所述S4中，编织缠绕形成的所述管坯中的连续纤维增强热塑性树脂束至少沿所述芯模的轴向和径向延伸。

可选地，在所述S4中，编织缠绕形成的所述管坯中的连续纤维增强热塑性树脂束至少沿所述芯模的周向延伸。

可选地，在所述S4中，编织缠绕形成的所述管坯中的连续纤维增强热塑性树脂束至少沿所述芯模的与所述轴向和径向均相交的方向延伸。

可选地，所述连续纤维为玻璃纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维、碳纤维、涤纶纤维或尼龙纤维中的至少一种。

可选地，所述热塑性树脂为聚乙烯树脂、聚氯乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚苯乙烯树脂或聚碳酸酯树脂中的至少一种。

可选地，所述连续纤维束中的所述连续纤维的数量为10～100根；并且/或者

所述连续纤维的直径为0.015-0.02mm。

可选地，在所述S5复加热中，所述加热模具内温度沿处理方向先梯度升高后梯度降低。

可选地，在所述S5复加热中，所述加热模具内的最高温度为该所述热塑性树脂的熔化温度。

本申请的第二方面提供一种电缆护套管，所述电缆护套管由以上所述的生产工艺制造。

根据本申请的电缆护套管，在各个方向具有较好的物理性能，以避免及减少地质等外界因素对预埋电缆的损坏。

附图说明

本申请的下列附图在此作为本申请的一部分用于理解本申请。附图中示出了本申请的实施例及其描述，用来解释本申请的原理。

附图中：

图1为根据本申请的一种优选实施方式的电缆护套管的生产工艺的装置模块示意图；

图2为根据本申请的一种优选实施方式的电缆护套管的生产工艺的流程示意图；

图3为根据本本申请的一种优选实施方式的电缆护套管的立体结构示意图；以及

图4为根据本本申请的一种优选实施方式的电缆护套管的径向截面示意图。

附图标记说明：

100：电缆护套管

110：外热塑性树脂层

120：内热塑性树脂层

130：连续纤维增强热塑性树脂结构体

131：连续纤维束

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本申请更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本申请可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本申请发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底理解本申请，将在下列的描述中提出详细的描述。应当理解的是，提供这些实施例是为了使得本申请的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施例的构思充分传达给本领域普通技术人员。显然，本申请实施方式的施行并不限定于本领域的技术人员所熟悉的特殊细节。本申请的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本申请还可以具有其他实施方式。

应予以注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施例，而非意图限制根据本申请的示例性实施例。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式。此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。

本申请中所引用的诸如“第一”和“第二”的序数词仅仅是标识，而不具有任何其他含义，例如特定的顺序等。而且，例如，术语“第一部件”其本身不暗示“第二部件”的存在，术语“第二部件”本身不暗示“第一部件”的存在。需要说明的是，本文中所使用的术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”以及类似的表述只是为了说明目的，并非限制。

现在，将参照附图更详细地描述根据本申请的示例性实施例。

参考图1和图2，本发明一方面提供一种电缆护套管100的生产工艺，包括以下步骤：

S1：放卷，将连续纤维自纤维放卷机组中引出。其中，连续纤维可以选自玻璃纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维、碳纤维、涤纶纤维或尼龙纤维中的至少一种。可选地，自纤维放卷机组中引出的连续纤维可以是连续纤维单丝。

S2：分纱，将引出的连续纤维通过纤维导向机组分成多股连续纤维束131。优选地，连续纤维束131中的连续纤维的数量为10～100根。优选地，连续纤维的直径为0.015-0.02mm。进一步优选地，连续纤维的直径为0.017mm。可以理解地，连续纤维束131中所包含的连续纤维的数量及连续纤维的直径均可根据实际生产条件及使用需求进行灵活选择。

S3：浸渍，将多股连续纤维束131引入包覆浸渍模具中，包覆浸渍模具衔接于树脂挤出机组下游，树脂挤出机组为包覆浸渍模具提供熔融热塑性树脂，以形成连续纤维增强热塑性树脂束。其中，热塑性树脂可以选自聚乙烯树脂、聚氯乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚苯乙烯树脂或聚碳酸酯树脂中的至少一种。换句话说，熔融热塑性树脂从树脂挤出机组流出，流入包覆浸渍模具中，浸渍包覆连续纤维束131。可以理解地，连续纤维与热塑性树脂的剂量和使用配比可根据实际生产条件及使用需求进行调整，对应地生产所需要的不同使用要求的电缆护套管100产品。

S4：拉缠编织，将连续纤维增强热塑性树脂束引入编织缠绕机组进行在线编织缠绕，在芯模表面编织缠绕形成管坯。为了进一步发挥连续纤维的增强作用，编织缠绕形成的管坯中的连续纤维增强热塑性树脂束至少沿芯模的轴向和径向延伸。优选地，编织缠绕形成的管坯中的连续纤维增强热塑性树脂束至少沿芯模的与轴向和径向均相交的方向延伸。编织缠绕形成的管坯中的连续纤维增强热塑性树脂束还可以至少沿芯模的周向延伸。所形成的管坯可以优选为立体编织网状结构，连续纤维的延伸及布置相对于轴向沿周向均匀设置，立体编织网状结构为轴对称结构或中心对称结构。由此，连续纤维向多个方向延伸以在各个方向起到增强作用，所形成的管坯不但在各个方向具有较好的物理性能，例如较高的轴向抗拉强度以及较高的径向抗压强度等，而且在各个方向的物理性能比较一致。

S5：复加热，将管坯连同芯模引入并通过加热模具进行复加热，连续纤维束131表面包覆的热塑性树脂熔融并彼此交融，令热塑性树脂形成一体并封闭管坯的孔隙。优选地，加热模具内温度沿处理方向先梯度升高后梯度降低。加热模具内的最高温度优选为该热塑性树脂的熔化温度。可以理解地，在熔化温度保温一定的时间，可以使热塑性树脂更充分地填充管坯的孔隙。

S6：冷却定型，将管坯引出加热模具，冷却降温后抽离芯模，形成电缆护套管100。可以理解地，热塑性树脂可反复进行加热软化/熔融——冷却硬化的过程，由此，所生产的电缆护套管100若废弃后可以通过简单加热方法将其中的热塑性树脂与连续纤维分离，从而回收再利用，节能减排，降低环境污染。

根据本申请的电缆护套管的生产工艺，连续纤维在热塑性树脂中的浸润效果好，浸润效率高，连续纤维被热塑性树脂包覆充分，连续纤维和热塑性树脂之间不容易产生孔隙；连续纤维和热塑性树脂可以通过简单加热的方法进行分离，从而电缆护套管的原料可以回收再利用，环境更加友好，降低了环境污染。

本申请的另一方面还提供一种电缆护套管，电缆护套管由上述的生产工艺制造。

图3和图4示出了一种优选实施方式的电缆护套管100，该电缆护套管100为圆筒结构，包括外热塑性树脂层110、内热塑性树脂层120和连续纤维增强热塑性树脂结构体130。外热塑性树脂层110设置于电缆护套管100的最外侧；内热塑性树脂层120设置于电缆护套管100的最内侧；连续纤维增强热塑性树脂结构体130设置于外热塑性树脂层110和内热塑性树脂层120之间，连续纤维增强热塑性树脂结构体130中的连续纤维构造为沿电缆护套管100的轴向延伸的立体编织网状结构，即上述步骤S4拉缠编织中的管坯。步骤S3浸渍得到的表面包覆有热塑性树脂的连续纤维束131在步骤S4拉缠编织中经过编织缠绕以得到由连续纤维增强热塑性树脂束构成的管坯，在步骤S5复加热中加热熔化，连续纤维增强热塑性树脂束中的至少一种热塑性树脂融合为一体，拉缠编织成的立体编织网状结构之间的空隙被热塑性树脂充分填充以形成连续纤维增强热塑性树脂结构体130，连续纤维部分的外层及内层分别形成一个热塑性树脂层，即外热塑性树脂层110和内热塑性树脂层120。优选地，外热塑性树脂层110和内热塑性树脂层120可以均为圆筒结构。外热塑性树脂层110和内热塑性树脂层120可以优选为共轴设置。由此，本申请的电缆护套管100不但在各个方向具有较好的物理性能，例如较高的轴向抗拉强度以及较高的径向抗压强度等，以避免及减少地质等外界因素对预埋电缆的损坏，而且本申请的电缆护套管100在各个方向的物理性能比较一致。

如图4所示，连续纤维增强热塑性树脂结构体130的厚度大于外热塑性树脂层110以及内热塑性树脂层120的厚度。当然，如果需要/期望的话，连续纤维增强热塑性树脂结构体130、外热塑性树脂层110及内热塑性树脂层120的厚度可以在上述S3浸渍中通过调整连续纤维与热塑性树脂的剂量和使用配比进行任意设置。

需要说明的是，本申请中记载的“厚度”指的是在电缆护套管的径向方向的尺寸。

除非另有定义，本文中所使用的技术和科学术语与本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本申请。本文中在一个实施方式中描述的特征可以单独地或与其它特征结合地应用于另一个实施方式，除非该特征在该另一个实施方式中不适用或是另有说明。

本申请已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，本申请并不局限于上述实施例，根据本申请的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本申请所要求保护的范围以内。

Claims (10)

1.一种电缆护套管的生产工艺，其特征在于，所述生产工艺包括以下步骤：

S1：放卷，将连续纤维自纤维放卷机组中引出；

S2：分纱，将引出的所述连续纤维通过纤维导向机组分成多股连续纤维束；

S3：浸渍，将多股所述连续纤维束引入包覆浸渍模具中，所述包覆浸渍模具衔接于树脂挤出机组下游，所述树脂挤出机组为所述包覆浸渍模具提供熔融热塑性树脂，以形成连续纤维增强热塑性树脂束；

S4：拉缠编织，将所述连续纤维增强热塑性树脂束引入编织缠绕机组进行在线编织缠绕，在芯模表面编织缠绕形成管坯；

S5：复加热，将所述管坯连同所述芯模引入并通过加热模具进行复加热，所述连续纤维束表面包覆的所述热塑性树脂熔融并彼此交融，令所述热塑性树脂形成一体并封闭所述管坯的孔隙；

S6：冷却定型，将所述管坯引出所述加热模具，冷却降温后抽离所述芯模，形成所述电缆护套管。

2.根据权利要求1所述的电缆护套管的生产工艺，其特征在于，在所述S4拉缠编织中，编织缠绕形成的所述管坯中的连续纤维增强热塑性树脂束至少沿所述芯模的轴向和径向延伸。

3.根据权利要求1所述的电缆护套管的生产工艺，其特征在于，在所述S4拉缠编织中，编织缠绕形成的所述管坯中的连续纤维增强热塑性树脂束至少沿所述芯模的周向延伸。

4.根据权利要求2所述的电缆护套管的生产工艺，其特征在于，在所述S4拉缠编织中，编织缠绕形成的所述管坯中的连续纤维增强热塑性树脂束至少沿所述芯模的与所述轴向和径向均相交的方向延伸。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的电缆护套管的生产工艺，其特征在于，所述连续纤维为玻璃纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维、碳纤维、涤纶纤维或尼龙纤维中的至少一种。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的电缆护套管的生产工艺，其特征在于，所述热塑性树脂为聚乙烯树脂、聚氯乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚苯乙烯树脂或聚碳酸酯树脂中的至少一种。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的电缆护套管的生产工艺，其特征在于，所述连续纤维束中的所述连续纤维的数量为10～100根；并且/或者

所述连续纤维的直径为0.015-0.02mm。

8.根据权利要求1-4中任一项所述的电缆护套管的生产工艺，其特征在于，在所述S5复加热中，所述加热模具内温度沿处理方向先梯度升高后梯度降低。

9.根据权利要求8所述的电缆护套管的生产工艺，其特征在于，在所述S5复加热中，所述加热模具内的最高温度为所述热塑性树脂的熔化温度。

10.一种电缆护套管，其特征在于，所述电缆护套管由根据权利要求1-9中任一项所述的生产工艺制造。

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