CN116587568A - 一种可调节挤出模具、微束缆制备工艺及微束缆 - Google Patents

Abstract

本发明属于光缆加工及制备工艺技术领域；提供一种可调节挤出模具、制备工艺及微束缆，挤出模具包括模芯和模套，模芯和模套之间形成挤出腔，模芯和模套的间隙沿挤出方向先增大再减小；模芯和模套的中心轴线重合，模芯和模套之间沿中心轴线的相对距离可调节，挤出腔内部流体压力在模芯和模套之间沿中心轴线的相对距离调小时整体增大，并且在模芯和所述模套之间沿中心轴线的相对距离调大时整体减小；微束缆采用制备工艺采用可调节挤出模具制备；挤出模具中部间隙较大，挤塑材料在其中能够得到缓冲，可有效降低对模具的挤压，另还可解决焦料问题，在挤出口压力增大，会使微束管更加密实，所述制备工艺可保证微束管外径、壁厚和同心度。

Description

一种可调节挤出模具、微束缆制备工艺及微束缆

技术领域

本申请涉及光缆加工及制备工艺技术领域，具体涉及一种可调节挤出模具、微束缆制备工艺及微束缆。

背景技术

近年来，随着国际市场的开拓，微束管形式的套管结构在各地区应用较为广泛，相对于常规套管，微束管不仅具有优异的弯曲性能，在10mm的弯曲条件下也能保证光纤信号的正常传输，而且也易撕裂，让微束管在施工过程中非常方便，同时耐环境性能强，在高低温气候变化过程中，收缩较小，充分保护了内部光纤不会因为收缩而造成衰减超标的问题。优质的微束管离不开优质的制备模具，现有的微束管制备模具具有模芯和模套，模芯和模套之间具有间隙，挤塑材料通过间隙挤出形成微束管，但目前挤出模具的模芯和模套均为固定结构，且模芯和模套之间的间隙距离也固定，一般微束管材料使用热塑性聚酯弹性体(TPEE、TPU)以及低烟无卤材料(LSZH)等，各材料的流动性不同，采用传统固定的模具进行挤压，长久使用后，挤塑材料会对模具产生较大的压力，导致模芯与模套之间的挤压能力降低，从而导致模具的使用寿命减短，并且使用此类挤压模具生产的微束管经常会出现表面鼓包、表面粗糙以及内外流延等现象，甚至在施工过程中出现开裂，给线路造成安全隐患，由此可见微束管挤压模具的重要性，因此，有必要提供一种压力可以调节的微束管制备模具，以解决现有模具生产的微束管所存在的问题。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于提供一种可调节挤出模具，可以根据所使用的挤塑材料，灵活调节模芯和模套之间的间隙，保证模芯和模套之间的挤压力，还提供一种采用可调节挤出模具生产微束缆的制备工艺以及采用可调节挤出模具和微束缆制备工艺制备的微束缆。

第一方面，本申请提供一种可调节挤出模具，包括模芯和模套，所述模芯和模套之间形成挤出腔，所述模芯和所述模套之间的间隙距离沿挤出方向先增大再减小，所述挤出腔内部流体压力沿挤出方向先减小再增大；

所述模芯和所述模套的中心轴线重合，所述模芯和所述模套之间沿所述中心轴线的相对距离可调节，所述挤出腔内部流体压力在所述模芯和所述模套之间沿所述中心轴线的相对距离调小时整体增大，并且在所述模芯和所述模套之间沿所述中心轴线的相对距离调大时整体减小。

进一步的，所述模套上设置有可调节部，所述可调节部能够沿所述中心轴线伸长和缩短，所述可调节部的一端与机头固定连接，另一端与模套固定连接；或所述模芯上设置有可调节部，所述可调节部能够沿所述中心轴线伸长和缩短，所述可调节部的一端与机头固定连接，另一端与模芯固定连接。

进一步的，所述可调节部为直径递减的级联套管；所述级联套管至少为2级，所述级联套管的各级管可左右移动。

进一步的，所述级联套管的相邻两个套管之间的间隙误差小于0.02mm。

进一步的，所述模芯外表面和所述模套内表面均为镜面抛光面，所述镜面抛光面的光洁度小于0.2。

进一步的，所述模套沿挤出方向的内锥角至少分为两个，依次为第一模套内锥角和第二模套内锥角，所述第二模套内锥角大于所述第一模套内锥角；

所述模芯位于所述模套内，沿挤出方向的外锥角至少分为两个，依次为第一模芯外锥角和第二模芯外锥角，所述第一模芯外锥角大于所述第二模芯外锥角。

进一步的，所述第一模套内锥角为0°～35°，所述第二模套内锥角为45°～55°；所述第一模芯外锥角为35°～45°，所述第二模芯外锥角为15°～25°。

第二方面，本申请还提供一种微束管制备工艺，采用上述所述的可调节挤出模具制备，所述制备工艺包括以下步骤：

(1)烘料，将制备微束管的材料放入料筒中，去除材料中的水分；

(2)安装模具并调温，将可调节模具固定在机头上；根据所选用的挤塑材料特性的不同，设置相适应的机身和机头温度；

(3)放料，将待挤塑的流体材料沿模具的挤入口送入到模具中；

(4)光纤放线，根据生产的微束管芯数，进行同等数量的光纤放线，放线张力约为40～60g；

(5)阻水材料填充；选取油膏或阻水纱进行材料填充；

(6)压力调节；根据挤出腔内部的流体压力调节所述模芯和所述模套之间沿所述中心轴线的相对距离；当流体材料压力大于最大设定值时，伸长可调节部，增大模芯和模套沿中心轴线的相对距离，减小模具的挤压力；当流体材料压力小于最小设定值时，缩短可调节部，缩小模芯和模套沿中心轴线的相对距离，增大模具的挤压力。

(7)挤塑及微束管收线，形成湿式微束缆或干式微束缆。

第三方面，本申请还提供了一种微束缆，所述微束缆上述的可调节挤出模具或上述的制备工艺制备而成，所述微束缆的同心度≥98％，并且所生产的微束缆表面无鼓包。

与现有技术相比，本申请提供的可调节挤出模具沿挤出方向，模芯和模套之间的间隙距离先增大再减小，流体在挤出腔内沿挤出方向的压力先减小再增大；且可调节模具的模芯和模套中心轴线重合，模芯和模套之间在挤出口处的相对距离可以沿中心轴线调节，模芯和模套之间的压力随着相对距离的变化而变大或变小，灵活的结构设计能够减缓流体材料对模具的挤压力，延长模具的使用寿命，并且流体材料在模具内能够得到一定的缓冲。模芯和模套在挤出口处间隙小，此处具有较大压力，流体材料经过此处能够被挤压的更加密实，模芯外表面和模套内表面均采用镜面抛光，可有效解决微束管内外流延以及表面鼓包的问题。

本申请所提供的利用可调节挤出模具制备微束缆的方法，将流体材料送入到安装在机头的模具中，并调节相适应的机头温度，随后放入光纤、填充阻水材料并进行挤塑，生产过程中根据挤出腔内部的流体压力调节所述模芯和所述模套之间沿所述中心轴线的相对距离。当流体材料压力大于最大设定值时，伸长可调节部，增大模芯和模套沿中心轴线的相对距离，减小模具的挤压力；当流体材料压力小于最小设定值时，缩短可调节部，缩小模芯和模套沿中心轴线的相对距离，增大模具的挤压力，这种方法生产的微束缆质量优于常规挤出模具生产的微束缆。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为常规微束管挤出模具；

图2为本申请的可调节挤出模具的剖视图；

图3为本申请的可调节部的展开图；

图4为本申请的制备微束管工艺流程图。

图5为本申请实施例的油膏填充式微束管的截面图；

图6为本申请实施例的阻水纱填充式微束管的截面图。

附图标记：1-常规微束管挤出模具；2-可调节微束管挤出模具；10-模芯主体；11-机头；20-模套；30-挤出腔；101-第一倾斜段；102-第二倾斜段；103-第三倾斜段；104-常规模芯外锥角；105-模芯管嘴；201-常规模具模套内锥角；202-模套口；21-可调节部；110-第一模芯外锥角；120-第二模芯外锥角；111-模芯第一外锥面；112-模芯第二外锥面；113-模芯第三内锥面；114-模芯第四内锥面；221-第一模套内锥角；222-第二模套内锥角；211-模套第一内锥面；212-模套第二内锥面；213-模套第三内锥面；214-模套第四内锥面；24-压力感应装置；1011-模芯10第二倾斜段外部的上表面；1012-模芯10第二倾斜段外部的下表面；2011-模套20内的上表面；2012-模套20内的下表面；50-油膏式微束管截面；501-油膏式微束管护套；502-油膏式微束管光纤；503-油膏；60-干式微束管截面；601-干式微束管护套；602-干式微束管光纤；603-阻水纱；L-模芯与模套重合的中心轴线；X-挤出方向。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

常规的微束管挤出模具如图1所示，模具1包括模芯10和模套20，模芯10具有依次连接的第一倾斜段101、第二倾斜段102和第三倾斜段103，第二倾斜段102和第三倾斜段103处于模套20内部，模套20具有内锥角201，内锥角201是模套20内的上表面2011到下表面2012的角度，且内锥角201数值范围为β＝40°±10°，模芯第二倾斜段102具有外锥角104，外锥角104是模芯10第二倾斜段外部的上表面1011到下表面1012的角度，且外锥角数值范围为α＝40°±10°，内锥角201和外锥角104角度相适应匹配，因此，第二倾斜段102与模套20的内表面平行，模芯在挤出末端具有模芯管嘴105，与模套口202相对且平行。常规的微束管挤出模具仅存在模套内锥角和模芯外锥角，这种模具在进料口至出料口的间隙一致，没有角度差，在进行挤塑时，流体材料从进料口到出料口所承受的压力一致，流体材料在模芯与模套之间没有缓冲，挤塑过程中，流体材料对模芯和模套的压力始终保持一致，长久使用会使模芯与模套之间变松，向内挤压力能力下降，进而会导致挤塑的微束管不够密实，并且使微束管表面粗糙甚至在使用过程中表面开裂，导致挤塑的微束管质量差。因此，本申请的实施例通过改变模芯与模套的结构，来改善使用常规挤出模具生产的微束管质量差的问题。

实施例：

本申请的实施例通过将模芯10和模套20设置为相对中心轴线可活动来灵活调整模芯10和模套20的相对距离，进而改善流体材料对模具挤压的问题。如图2所示为本申请的实施例提供的一种可调节挤出模具2，模具2的模芯10和模套20之间形成挤出腔30，模芯10和模套20之间的间隙距离沿挤出方向先增大再减小，如图2所示的箭头X的方向为挤出方向，相适应的，挤出腔30内部的流体材料的压力沿挤出方X先减小再增大，挤出腔30中部空间的比挤出口和挤入口大，这种结构扩大了模具2挤出腔30微束管熔融材料的空间，微束管材料在模具2中充足的空间受热压实，并且微束管材料在挤出腔30内部空隙较大处得到缓冲的同时，可以减小对模具的挤压力。

本实施例中的模芯10和模套20具有重合的中心轴线L，模芯10和模套20在挤出口处的相对距离可沿中心轴线L调节，具体的，模芯10和模套20可沿着中心轴线L左右移动。在模芯10和模套20之间在挤出口处的相对距离沿所述中心轴线L调小时，挤出腔30内部流体的压力相应增大，在模芯10和模套20之间在挤出口处的相对距离沿所述中心轴线L调大时，挤出腔30内部流体的压力相应减小。

具体的，本实施例的模套20上设置有可调节部21，该可调节部21能够沿中心轴线L伸长和缩短，可调节部21伸长和缩短的过程是模芯10和模套20相对距离增大和减小的过程，在该过程中，流体材料在挤出腔30内的压力也相应的减小和增大，同时流体材料对模具2的挤压力也相应的变化。

本实施例可调节部21的一端与机头11固定连接，另一端与模套20固定连接。

在一些实施例中，可调节部21可以设置在模芯10上，模芯10上的可调节部能够沿所述的中心轴线L伸长和缩短，此时，可调节部21的一端与机头固定连接，另一端与模芯10固定连接，模芯10和模套20在挤出口处沿中心轴线L的相对距离、挤出腔30内的压力以及流体材料对模具2的挤压力的变化情况与可调节部设置在模套20上的情况相同，由此来灵活设置挤出模具的种类。

本实施例的挤出模具2还包括压力感应装置24，压力感应装置24监测模芯10和模套20之间的压力，并能够将该压力值反馈到终端设备上，终端设备具有模芯10和模套20之间压力的设定阈值，压力值与设定的最大和最小阈值进行比较，若压力值大于设定最大阈值，终端设备会发出报警提示，操作人员根据提示，向外拉动可调节部21，使模芯10和模套20沿中心轴线L的相对距离增大，直到报警提示消失，停止拉动；若压力值小于设定最小阈值，终端设备发出报警提示，操作人员根据提示，向内缩回可调节部21，使模芯10和模套20沿中心轴线L的相对距离减小，直到报警提示消失，停止缩回。

本实施例中的压力感应装置24为应变式压力传感器。

在一些实施例中，压力感应装置24还可以为压阻传感器、电容式传感器或压电式传感器等，可以根据不同的使用场景选择相适应的传感器。

本实施例中的报警提示为发光二极管报警提示。

在一些实施例中，报警提示还可以为语音报警提示、蜂鸣器报警提示等，可以根据不同的使用场景选择相适应的报警提示方式。

压力感应装置24和报警提示的增加，提高了挤压模具的智能性和挤压效率。

本实施例的可调节部21是直径逐级递减的级联套管，如图3所示为级联套管的展开图，在本实施例中，级联套管为4级。在其他一些实施例中，级联套管还可以是2级、3级、5级等多级级联，以此来保证模芯10和模套20的相对伸缩长度。

本实施例中的级联套筒为圆柱形级联套管，在其他一些实施例中，级联套管还可以是圆锥形的级联套管，以此来保证级联套管与模芯10和模套20的相适应性。凡是能够实现模芯10和模套20沿中心轴线L伸长和缩短的级联套管都属于本实施例的内容。

本实施例在实际操作过程中，当挤出腔30内流体压力大于设定最大阈值时，伸长可调节部21，使模芯10和模套20之间在挤出口处的相对距离沿所述中心轴线L增大，以缓解模具2挤压力；当挤出腔30内流体压力小于设定最小阈值并且时，缩回可调节部21，使模芯10和模套20之间在挤出口处的相对距离沿所述中心轴线L减小，以保证模具2的挤压力。本实施例的模具结构可有效解决现有技术中常规模具长久使用，模具变松，模芯和模套之间相对挤压力变小的问题。

本实施例的级联套管的相邻两个套管片之间的间隙误差小于0.02mm，该误差范围可以使级联片之间连接紧密，挤出过程中不会漏料。

在一些实施例中，相邻两个套管片之间的间隙误差小于0.01mm，以保证模具2的精密度。

本实施例的模芯10外表面和模套20内表面均为镜面抛光面，所述镜面抛光面的光洁度小于0.2，光洁度的增加，会使材料在挤塑过程中，在模具表面的流动性好，不会出现焦料的问题，也不会导致挤塑材料在挤出腔停留的过程中引起的内外流延现象，可使微束管表面的鼓包度降低为0，光洁度的增加，同时也可减小微束管表面的粗糙度。

沿挤出方向X，模套20的至少具有两个内锥角，依次为第一模套内锥角221和第二模套内锥角222，第一模套内锥角221为模套第一内锥面211到模套第三内锥面213之间的角度，本实施例的级联套筒为圆柱形式的截面图，此时，第一模套内锥角为0°，第一模套内锥角的角度范围为0°～35°；第二模套内锥角222为模套第二内锥面212到模套第四内锥面214之间的角度，所述第二模套内锥角222为45°～55°；第二模套内锥角222大于第一模套内锥角221。

在一些实施例中，级联套筒可以是圆锥形级联套筒，此时第一模套内锥角的角度为25°～35°。

本实施例的模芯10位于模套20内，沿挤出方向X至少具有两个外锥角，依次为第一模芯外锥角110和第二模芯外锥角120，第一模芯外锥角110为第一外锥面111到第三外锥面113之间的角度，第一模芯外锥角110为35°～45°，第二模芯外锥角120为第二外锥面112到第四外锥面114之间的角度，第二模芯外锥角120为15°～25°，第一模芯外锥角110大于第二模芯外锥角120。

本实施例还提供了一种微束缆制备工艺，采用上述所述的可调节挤出模具制备，如图4所示为微束缆制备工艺的流程图，所述制备工艺包括以下步骤：

(1)烘料，将制备微束管的材料放入料筒中，去除材料中的水分，材料有水分会导致挤塑的微束管外套不稳，烘料温度如果低于60℃，则无法在短时间内将材料内的水分蒸发，而高于80℃则导致颗粒状的材料因温度过高而黏在一起无法正常使用，因此在60～80℃温度下进行2～4h的烘料，烘料过程可充分出去挤塑材料中的水分，使制备的微束管稳定性更好；

(2)安装模具并调温，将可调节模具2固定在机头上；根据所选用的挤塑材料特性的不同，设置相适应的机身和机头温度，例如，选用TPEE材料，则设置机身及机头温度为150～200℃，选用LSZH材料时，设置机身及机头温度为130～170℃；

(3)放料，将待挤塑的流体材料沿模具的挤入口送入到模具中；

(4)光纤放线，根据生产的微束缆芯数，进行同等数量的光纤放线，放线张力约为40～60g，放线张力过小会使放线不稳定，放线张力过大则会出现衰减超标现象；

(5)阻水材料填充；根据实际需要，选取油膏或阻水纱进行材料填充；

(6)压力调节；根据挤出腔30内部的流体压力调节所述模芯10和所述模套20之间沿所述中心轴线L的相对距离；当压力感应装置24反馈的压力值大于设定最大阈值，终端设备发出报警提示，操作人员根据提示，向外拉动可调节部21，使模芯10和模套20沿中心轴线L的相对距离增大，直到报警提示消失，停止拉动；当压力值小于设定最小阈值，终端设备发出报警提示，操作人员根据提示，向内缩回可调节部21，使模芯10和模套20沿中心轴线L的相对距离减小，直到报警提示消失，停止缩回。压力的调节同时能保证微束缆产品的外径及壁厚，同时保证产品的同心度。

(7)微束管收线，形成湿式微束缆或干式微束缆。

本实施例的方法可以及时提示模具2内的挤压力，操作人员可以及时抽拉级联套筒，及时调整模芯10和模具20之间沿中心轴线L的相对间距，保证挤塑材料正常的挤塑，且保护模具的正常挤压力，采用本方法制备的微束管的同心度至少为98％，并且成品表面没有鼓包，微束管更加密实，使用时不易开裂。

本实施例还提供一种运用上述的可调节挤出模具或微束缆制备工艺制成的微束缆，图5所示为油膏填充式微束管的截面图50，由油膏填充式微束管护套501、油膏填充式微束管光纤502和油膏填充式微束管油膏503三种材料组成，护套501常用TPEE、TPU材料，油膏503为环保型纤膏，对于光纤及护套材料有着较好的兼容性。

图6所示为阻水纱填充式微束管的截面图60，该种微束管由护套601、光纤602、可能存在的阻水纱603三种材料组成，填充式微束管护套601常用TPEE、TPU以及LSZH等材料，阻水纱603宜用小于600D尺寸的细阻水纱；该微束管内部紧实，外表面光滑，无鼓包，使用时不容易开裂。

上述所有微束管中光纤芯数可为1～48芯，壁厚在0.1mm～0.25mm，光纤可采用180μ、200μ以及245μ光纤均可，微束管尺寸根据光纤芯数进行切换。

以上对本申请实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (9)

1.一种可调节挤出模具，其特征在于，包括模芯和模套，所述模芯和模套之间形成挤出腔，所述模芯和所述模套之间的间隙距离沿挤出方向先增大再减小，所述挤出腔内部流体压力沿挤出方向先减小再增大；

所述模芯和所述模套的中心轴线重合，所述模芯和所述模套之间沿所述中心轴线的相对距离可调节，所述挤出腔内部流体压力在所述模芯和所述模套之间沿所述中心轴线的相对距离调小时整体增大，并且在所述模芯和所述模套之间沿所述中心轴线的相对距离调大时整体减小。

2.根据权利要求1所述的一种可调节挤出模具，其特征在于，所述模套上设置有可调节部，所述可调节部能够沿所述中心轴线伸长和缩短，所述可调节部的一端与机头固定连接，另一端与模套固定连接；或所述模芯上设置有可调节部，所述可调节部能够沿所述中心轴线伸长和缩短，所述可调节部的一端与机头固定连接，另一端与模芯固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种可调节挤出模具，其特征在于，所述可调节部为直径递减的级联套管；所述级联套管至少为2级，所述级联套管的各级管可左右移动。

4.根据权利要求3所述的一种可调节挤出模具，其特征在于，所述级联套管的相邻两个套管之间的间隙误差小于0.02mm。

5.根据权利要求1所述的一种可调节挤出模具，其特征在于，所述模芯外表面和所述模套内表面均为镜面抛光面，所述镜面抛光面的光洁度小于0.2。

6.根据权利要求1所述的一种可调节挤出模具，其特征在于，所述模套沿挤出方向的内锥角至少分为两个，依次为第一模套内锥角和第二模套内锥角，所述第二模套内锥角大于所述第一模套内锥角；

所述模芯位于所述模套内，沿挤出方向的外锥角至少分为两个，依次为第一模芯外锥角和第二模芯外锥角，所述第一模芯外锥角大于所述第二模芯外锥角。

7.根据权利要求6所述的一种可调节挤出模具，其特征在于，所述第一模套内锥角为0°～35°，所述第二模套内锥角为45°～55°；所述第一模芯外锥角为35°～45°，所述第二模芯外锥角为15°～25°。

8.一种微束缆制备工艺，采用权利要求1-7任一项所述的可调节挤出模具制备，其特征在于，所述制备工艺包括以下步骤：

(1)烘料，将制备微束管的材料放入料筒中，去除材料中的水分；

(2)安装模具并调温，将可调节模具固定在机头上；根据所选用的挤塑材料特性的不同，设置相适应的机身和机头温度；

(3)放料，将待挤塑的流体材料沿模具的挤入口送入到模具；

(4)光纤放线，根据生产的微束缆芯数，进行同等数量的光纤放线，放线张力约为40～60g；

(5)阻水材料填充；选取油膏或阻水纱进行材料填充；

(6)压力调节；根据挤出腔内部的流体材料压力调节所述模芯和所述模套之间沿所述中心轴线的相对距离；当流体材料压力大于最大设定值时，伸长可调节部，增大模芯和模套沿中心轴线的相对距离，减小模具的挤压力；当流体材料压力小于最小设定值时，缩短可调节部，缩小模芯和模套沿中心轴线的相对距离，增大模具的挤压力；

(7)挤塑及微束管收线，形成湿式微束缆或干式微束缆。

9.一种微束缆，其特征在于，所述微束缆采用权利要求1-7中任一项所述的可调节挤出模具或权利要求8所述的微束缆制备工艺制备而成，所述微束缆的同心度≥98％，鼓包度为0。